Fysik hösten år 7. Materia, värme och tryck.

Första utkastet utan filmer och länkar i texten.

Materia

Vad är egentligen materia? Materia är något man teoretiskt man kan ta på. Materia är något som väger och tar plats. Man kan dela in materia med olika egenskaper. Egenskaper kan vara hård, mjuk, vass, blöt, rund, skrovlig, blå, genomskinlig, leder elektricitet, gasform mm. Det är så vi kategoriserar saker så att det blir lättare att tolka. Fysik handlar om hur man försöker förstå alla fenomen som finns runt omkring oss. Hur stor plats en materia tar kan mätas på två olika sätt. Man mäter i metersystemet (cm3, dm3,  m2 osv) och i litersystemet (milliliter, centiliter, deciliter, liter osv). Materia består av atomer. Ju fler atomer som får plats i en volym desto tyngre är föremålet. Vad är en atom? Läs mer om det i kapitlet Materians byggstenar som finns under menyn Bloggkurser. Materia hålls ihop av krafter. Det finns krafter inom atomen och krafter mellan atomer. De kallas för de fundamentala krafterna och tas upp år nio i fysiken under kapitlet atomfysik.

Att väga materia.

Materia dras mot jordens centrum. Det kallas för gravitation. Den kraften kan mätas med en våg. Genom åren har det funnits många olika typer av vågar och olika mått att ange vikt med. Nu används kilogramsystemet oftast. 1000 gram är samma som att skriva 1Kg.

 Volym av materia.

Om all materia var som en kub eller en boll vore det lätt att ta reda på dess volym. Man kan räkna ut med formler vad de har för volym, dvs hur stor plats de tar. Har man en oregelbunden sak tex en sten kan det vara svårt att räkna ut volymen. Har man då en bägare som är full med vatten upp till kanten kan man sänka ner stenen där i. Vattnet som rinner över kan man samla upp och hälla i ett mätglas och då se hur stor volym stenen tar upp. Vattnet som rinner över har samma volym som stenen.

Densitet av materia.

All materia väger ju inte lika mycket. Viss materia väger väldigt mycket tex guld, bly och betong. Viss materia väger väldigt lite tex, Aluminium, balsastä och frigolit. Hur ska man kunna rangordna olika materia mot varandra då? Man har konstruerat ett mått för hur tungt något är mot dess volym. En frigolitbit väger mycket mindre för dess volym jämfört med betong. Detta kallas för densitet. Skulle man ta 1kg vatten och dividerar mot dess volym som är 1 dm3 får man siffran 1kg/dm3. Man säger att vatten har densiteten 1 (film). Nu är det inte riktigt sant för materia tar lite olika plats beroende på temperatur men det tar vi upp senare.

 

Några vanliga sätt att dela in materia är efter:

Dess aggregationstillstånd dvs fast, flytande och gas. Tex vatten kan vara is, vätska och ånga. Många ämnen har den egenskapen men kommer vid olika temperaturer. Det beror på hur atomerna i ämnet är bundna till varandra. Vissa sitter hårdare mot varandra och då är smältpunkten högre.

Metall och icke metall. En metall leder elektricitet, har en glans och bildar positiva joner som man pratar mer om i år 9.

Brännbart och icke brännbart. När många ämnen värms upp lämnar dom en gas som är antändbar. Dvs ämnet kan slås ihop med syre och det uppstår en eld. Andra ämnen kan inte lämna en gas som kan reagera med syre och då uppstår inte en eld.

Ledare och isolator. Du kanske har tänkt på att när man ska koppla in någon elektriskt produkt, som en hårttork eller telefonladdare i ett strömuttag på väggen, så är det en sladd av metall som sedan är klädd med plast. Det gör man för att metallen kan leda elektricitet och plast gör det inte. Att leda elektricitet menas med att en elektron kan passera genom en materia tex metall. Om en elektron kommer fram till en materia som plast kommer den ingen vart. Vi människor kan leda elektricitet och det skulle kunna uppstå en brand om man inte satte en isolator runt en kabel.

 

Värme

Vad är värme? Vad är temperatur? Atomerna i materia vibrerar. Är det en svag rörelse säger man att det är en låg temperatur. Är det en stark rörelse i materian som är uppbyggd av atomer är det en hög temperatur. Temperatur är egentligen ett mått för hur mycket det rör sig inuti materian. Vad är då varmt och kallt? Att det är varmt eller kallt är en jämförelse för oss människor. Vi uppfattar rörelsen i materian som något lagom varmt, kallt eller hett. Vi känner av hur mycket atomerna rör sig i olika materia för att skydda kroppen så att vi inte förfryser eller bränner kroppen.

 

Tryck
För att förstå tryck måste vi införa begreppet kraft. Kraft är en yttre påverkan på materia. Tex påverkas du av tyngdkraft. Något drar dig mot jordens centrum. Du kan också påverka pedalerna på din cykel med en kraft så att hjulen börjar snurra och du tar dig framåt. Kraft anges i enheten Newton (N) efter vetenskapsmannen Sir Isaac Newton (1642-1727). Han upptäckte detta fenomen när ett äpple föll till marken.
Vad är då tryck? Tryck är en kraft som utövas på en yta. För att förklara mer noga kan vi titta på Kalle Anka som brukar snöra fast ett par tennisracketar på fötterna när han ska gå på snö för att inte sjunka ner. Kalle har en kraft ner mot jordens centrum. Han fördelar kraften över fotens yta. Därefter får han ett visst tryck mot snön. Antagligen är trycket för stort och han sjunker troligtvis ner genom snötäcket. Om Kalle istället har tennisracketar på fötterna fördelas hans kraft på en större yta och trycket minskar och snötäcket kan bära hans kraft mot jordens centrum.
Tryck beräknas genom att ta kraft genom yta och grundenheten är N/m2. 1 N/m2 kallas också för en Pascal (Pa) efter vetenskapsmannen Blaise Pascal (1623-1642). Det finns många olika enheter beroendes vad det är för tryck man mäter tex i olika gaser och vätskor.