Kurs Grundfysik

Info om sidan Träna begrepp Stortest Skriv ut
Deltest 1 Deltest 2 Deltest 3 Deltest 4

ATOMEN

Naturens byggstenar kallas atomer. Det finns 94 olika naturligt förekommande atomsorter och ytterligare 23 som är tillverkade i laboratorium. Varje unik atomsort kallas grundämne.

Allt som finns omkring dig är uppbyggt av atomer. Du kan jämföra det med din legosamling hemma. Varje unik legobit motsvaras av ett grundämne. Du kan med hjälp av olika legobitar bygga olika modeller. Du kan plocka isär modellen och bygga upp något nytt med samma bitar. Hela universum är uppbyggt av olika grundämnen. Naturen använder samma atomer om och om igen. De atomer som du består av har använts många gånger förut i andra kombinationer.

Alla grundämnen kan ha tre olika tillstånd som kallas faser: Fast, flytande och gas. T.ex. vattnets tre faser är is, flytande vatten och vattenånga.

Atom betyder odelbar eftersom den grekiska filosofen Demokritos, som först kom med teorin om atomer, ansåg att atomen var odelbar. Idag vet vetenskapen att atomen består av mindre delar som har olika elektrisk laddning.

Alla atomer består av den plusladdade protonen, den neutrala neutronen och den negativa elektronen.

Undantaget är väte som är det vanligaste grundämnet i universum. Den vanligaste varianten av väte består endast av en proton och en elektron.

Bilden visar en atom. Atomer ser inte ut så här på riktigt utan detta är en modell för att kunna beskriva atomen. I atomkärnan finns protoner och neutroner. Runt kärnan snurrar elektroner i särskilda banor som kallas elektronskal.

Allt som byggs upp av dessa små byggstenar kallas materia. Materia har en vikt eller med ett annat ord, en massa. Det vill säga, föremål som består av grundämnen är materia och har en vikt (massa). I vår vardag mäter vi vikt/massa med bland annat gram, hekto, kilo, ton.

Fördjupning

DIMENSIONER

Detta avsnitt handlar om hur figurer och andra föremål beskrivs med begreppet dimension.

Begreppet dimension används flitigt i dataspel och filmer för att beskriva en plats långt bort i en annan del av  universum.

I fysiken handlar dimension om  riktingar.

En punkt är endast en ”prick” och har inte någon  riktning. Den har alltså inte någon dimension.

Om du går på en linje fram och tillbaka så rör du dig i en dimension (riktning).  En spänd lina eller ”fågelvägen” mellan två städer på en karta beskriver också  en dimension. En sträcka är avståndet mellan två punkter. Sträckor mäts t. ex. i millimeter, centimeter, decimeter, meter, kilometer och mil.

Om du rör dig på en yta t. ex. när du spelar fotboll så rör du dig i två dimensioner(riktningar). Att räkna ut area är att räkna ut hur stor en yta är. Ett A4 papper har en yta och ett golv likaså. Ytor eller areor mäts t ex med mm2, cm2, dm2 och m2. För stora ytor och arealer som länder används km2och kvadratmil. Du kan tänka att tvåan i enheten står för två dimensioner.

Om du simmar i en bassäng rör du dig oftast i tre dimensioner (riktningar). Du kan röra dig fram och tillbaka på ytan men du kan även dyka ner under vattnet. Du kan även gå runt i ett rum (yta) men hoppar du eller går upp för en trappa eller stege i rummet tillkommer en dimension.

Volym är hur mycket något rymmer om det skulle fyllas med t.ex. vatten. Bassängen har ett innehåll  (vattnet), alltså har den en volym. De flesta föremål har en volym. Innehåll eller volym räknar man ut genom att ta sidorna gånger varandra. Volym mäts t. ex. med enheten mm3, cm3, dm3och m3. Den upphöjda trean står för tre dimensioner. (Föremål har tre sidor).

I dataspel är 3D (tre dimensioner) populärt. Det innebär att du kan röra dig åt tre håll.

Fördjupning

DENSITET

Densitet mäter hur kompakta ämnen är. En annan beskrivning är att densitet är ett ämnes täthet. Hur tätt (eller nära) atomer sitter mot varandra i ämnet. Alla ämnen (gaser, vätskor, metaller m.m.) har en densitet.  Ju högre densitet som ett ämne har desto fler atomer trängs på samma volym.

Två föremål med samma volym kan väga olika mycket. Det beror på att de har olika densitet. Bly har högre densitet än bomull. Fyll ett litermått (mjölkpaket) med bomull och ett annat litermått med bly. Släpp paketet på tårna så förstår du.

För att kunna räkna ut ett föremåls densitet behöver du veta föremålets vikt och dess volym.

Vikten får du reda på genom att väga föremålet. Volymen är ofta svårare att ta reda på. Om föremålet är en geometrisk figur (boll, kub, pyramid, kon m.m.) så kan du räkna ut volymen. Många föremål är oregelbundna t. ex en sten eller har en komplicerad form.

Ett sätt att då räkna ut volymen är att:

  1. Fyll ett mätglas eller en bägare med vatten
  2. Lägg i föremålet och tryck ner det under ytan.
  3. Undersök hur mycket vattennivån har stigit i glaset. Det motsvarar föremålets volym.

För att sedan räkna ut densitet används denna formel:

Enheten är vanligast kilo / dm3. En dm3motsvarar en liter.

En liter (1 dm3) vatten väger 1 kilo. Vattnets densitet är 1 kg/dm3. Föremål som har lägre densitet kommer att flyta på vattnet t.ex. is (0,9 kg/dm3). Föremål som har en högre densitet kommer att sjunka t.ex. alla metaller.

Densiteten för:

Järn: 7,9 kg/dm3

Luft: 0.0013 kg/dm3

Trä: 0.5 – 0.8 kg/dm3

Fördjupning

ÖVERSIKT KRAFT

Kraft är ett begrepp som används mycket inom fysiken. Kraft är något som sätter föremål i rörelse, ändrar riktning på föremålets rörelse eller förändrar dess hastighet. Kraft kan också ändra form på ett föremål. En kraft har alltid en storlek och en riktning.

Det finns olika typer av krafter och alla mäts med enheten Newton. Enheten Newton förkortas med stort N.

Tyngdkraften är en kraft som alla föremål på jorden påverkas av. Tyngdkraft kallas också gravitation eller dragningskraft. Jordens tyngdkraft är alltid riktad nedåt mot jordens mittpunkt.

Tyngdkraften beror på att föremål alltid dras mot varandra. Tappar du ett föremål faller det mot marken men både jorden och föremålet dras mot varandra. Eftersom jorden har så mycket större massa än föremålet så kommer jordens rörelse inte att märkas.

Det är skillnad på massa, vikt och tyngd. Massa och vikt är samma sak (fast det används i olika sammanhang) medan tyngd är något som beror på massan och tyngdkraften.

För att räkna ut tyngden på ett föremål (på jorden) multipliceras föremålets massa med ett värde (jordaccelerationen) som är ungefär 10.

Krafter mäts med en dynamometer. Det är en våg som tar hänsyn till tyngdkraften. Eftersom tyngden beror på vilken planet du befinner dig på (gravitationen är olika) skulle den visa något helt annat på månen, mars eller Jupiter.

Månens dragningskraft är en sjättedel av jordens dragningskraft. Det innebär att din massakommer att vara samma på båda ställena men din tyngd kommer att vara en sjättedel så stor på månen

En vanlig badrumsvåg mäter tyngd och inte massa. Skulle du använda en badrumsvåg på månen skulle du ”väga” betydligt mindre. På en större himlakropp än jorden skulle du ”väga” mer.

Fördjupning

 

Översikt tryck

Tryck är ett begrepp som används i många sammanhang. Läkaren mäter ditt blodtryck. Meteorologen talar om lufttryck. Det finns tryck i däck och dykare måste ha koll på trycket under vattnet.

Tryck innebär att någonting (med en vikt) påverkar ett annat föremål med en kraft. T.ex. när en spruta trycks in i huden eller din tyngd får isen att brista. Ofta är tyngdkraften den kraft som gör så att det blir ett tryck.

Tryck beror på kraftens storlek och storleken på ytan som kraften fördelas på. Om du trycker med samma kraft så blir trycket mindre ju större yta du trycker med. Du kan tänka att tryck beskriver hur utspridd en kraft är.

Om du går ut i djup snö så kommer du troligtvis att sjunka ner i den. Om du istället tar på dig ett par skidor så blir det större yta mot underlaget (snön) och trycket blir mindre. Nu kommer du troligtvis att åka ovanpå snön.

Tänk dig att du har en vässad penna som du trycker mot ett finger. Med samma kraft trycker du först den platta änden mot fingret sedan den spetsiga. Den spetsiga gör mest ont eftersom ytan är mindre och kraften blir mer koncentrerad till en mindre yta. Då blir trycket högre.

Så här räknar du med tryck:

Enheten för tryck är N/m2 (hur många Newton som trycker på en kvadratmeter). Denna enhet kallas också Pascal (Pa). 1 Pascal är ett väldigt lågt tryck. Ofta används det olika prefix framför denna enhet t.ex. k (kilo =1000)

1000 Pa = 1kPa

Fördjupning

 

TRYCK I VATTEN

Att tryck finns i vatten märker du när du dyker. Om du dyker tillräckligt djupt så gör det ont i öronen. Det beror på att vattnet trycker på dina känsliga trumhinnor . Ju djupare du dyker desto mer ökar trycket och det gör mer ont. Under vattnet så påverkas föremål av vattentrycket inte bara ovanifrån utan från alla håll. Vattentrycket beror aldrig på ett föremåls form utan endast av vattendjupet.

Bilden ovan visar att vattenstrålen från det nedersta hålet också har högst tryck. Det har mest vatten ovanför och det vattnets tyngd ger ett tryck. Därför är den nedersta strålen kraftigast.

Tryck i vatten mäts i kilopascal, kPa. På 10 meters djup är trycket 100 kPa. Det ökar 10 kPa för varje meter. Trycket på 10 meters djup i vatten motsvarar lufttrycket när du står på jorden.

Kommunicerade kärl

Om du häller upp vatten i ett glas så lutar aldrig vattenytan. Gravitationen håller den på samma nivå och lufttrycket trycker på vattenytan lika mycket. Om du har flera glas som står i förbindelse med varandra och där vattnet kan flöda emellan kommer vattenytan alltid hamna på samma nivå i de olika glasen. Det kallas för kommunicerande kärl.

Detta fenomen används i vattentorn. Vattentorn byggs på ställen som ligger högre än husen. Sedan pumpas vattnet upp i vattentornet och därefter kommer detta fenomen se till att husen får vatten i kranarna automatiskt. Om något hus är högre än vattentornet måste det ha en egen pump.

Fördjupning

 

ARKIMEDES PRINCIP

Arkimedes var grek och levde 200 år före Kristus på Sicilien. Han var främst matematiker och uppfinnare. Två viktiga upptäckter han gjorde bär också idag hans namn, Arkimedes skruv och Arkimedes princip.

Arkimedes princip handlar om hur krafter påverkar föremål när de befinner sig under vattenytan.

Om du kastar ut en stor sten i vattnet kommer den att sjunka. Det beror på att stenens densitet är högre än vattnets densitet (som är ungefär 1 kg/dm3).

Om du försöker flytta stenen när den är under vattnet kommer det att vara lättare än om du flyttar den på land. Det beror på vattnets lyftkraft. Vattnet hjälper till att lyfta stenen.

Vattnets lyftkraft är alltid lika stor som tyngden av det vatten som stenen tränger under.

På bilden sänks en sten ner i en bägare som redan från början är full. Stenen gör så att bägare rinner över. Den lilla bägaren vid sidan motsvarar  det vatten som runnit över. Tyngden av detta vatten motsvarar vattnets lyftkraft i den stora bägaren.

På bilden nedan sänks en sten ner i vatten som väger 5 kilo (50 Newton). Vattnet den tränger undan väger 2 kilo (20 Newton). Vattnets lyftkraft gör så stenen ger ett utslag på 3 kilo (30 Newton) på vågen.

Om du trycker ner en badboll under vattnet så vet du att den kommer att ploppa upp och hamna på vattnets yta igen. Bollens densitet är lägre än vattnet och därför flyter. Ett annat sätt att förklara är att vattnets lyftkraft är större än bollens tyngd.

Vattnets lyftkraft är också anledningen till att fartyg kan flyta, till och med enorma kryssare som gjorda av järn. Den volym vatten som fartyget tränger undan väger mer än fartyget. Därför blir lyftkraften uppåt större än båtens tyngd nedåt.

Fördjupning

 

TRYCK I LUFT

Ovanför våra huvuden har vi ett 10 mil högt lager med luftmolekyler. Detta lager, som ligger mellan jordytan och rymden, kallas atmosfär och består till största del av grundämnena kväve och syre. Dessa molekyler har en massa som tillsammans trycker på våra huvuden. Det kallas lufttryck.

Ju högre upp man kommer t ex om du åker flygplan eller klättrar i berg desto färre luftmolekyler trycker på ditt huvud och därför blir trycket lägre. Atmosfären blir tunnare ju högre upp du kommer vilket gör att det blir svårare att andas. Det finns färre luftmolekyler t ex syre som du behöver för att andas.

Lufttryck kan man mäta med en aneroidmätare. Enheten är Pascal (N/m2). När man mäter lufttryck använder man ofta prefixet kilo, k. Lufttrycket vid jordytan är 100 kPa. Om trycket är större än 100 kPa kallas det högtryck och om trycket är lägre kallas det lågtryck.

Att det går att suga upp vätska med sugrör  handar om lufttryck. Om trycket är lägre i ena änden av sugröret kommer vätskan åka åt det hållet. När du suger i ett sugrör sänker du lufttrycket och vätskan åker upp i munnen.

På bilden påverkar lufttrycket sugröret endast underifrån och håller kvar vätskan precis som ett lock. Gränsen för detta trick är 10 meter. Du skulle kunna ha ett sugrör strax under 10 meter och göra samma sak.

Att gränsen just är 10 meter beror på att atmosfärens lufttryck (10 mil) motsvarar trycket på 10 meter ner i en sjö/hav. Om vattenpelaren i sugröret är t. ex. 11 meter blir trycket från den större än lufttryckets ”lock” som motsvarar 10 meters vattentryck.

Torricelli gjorde sugrörexperimentet men bytte ut vattnet mot kvicksilver som har 14 gånger högre densitet. Då kunde lufttrycket bara trycka upp kvicksilvret en fjortondel av 10 meter vilket motsvarar 760 mm. Exakt hur mycket kvicksilvret trycktes upp berodde på hur stort lufttrycket var i atmosfären. Han hade nu byggt en barometer som hjälpte till att förutsäga vädret. Än i dag mäter man lufttryck i ”millimeter kvicksilver”.

Fördjupning

 

ÖVERTRYCK OCH UNDERTRYCK

För att cykla  behöver du luft i däcken om färden ska bli behaglig. Lufttrycket i däcket är mycket högre än utanför däcket. När luften pumpades in fick däcket alltså fler luftmolekyler att trängas i slangen än vad det är i luften du andas.  Luftens densitet i däcket är högre än utanför.

Detta kallas för ett övertryck. När du använder en pump så pressas luften ihop så att den tvingas in i cykelslangen. Att pressa ihop luft kallas komprimera luften. Att pressa ihop luft skapar också övertryck.

Ett annat exempel är läsk. I burken omvandlas kolsyra till koldioxid och skapar ett övertryck. Det märker du när du öppnar.

Undertryck är motsatsen till övertryck. Det finns alltså färre luftmolekyler i en behållare än det finns på utsidan. Densiteten är lägre på insidan än på utsidan.

Undertryck skapas ibland i glasburkar  med metallock (typ smörgåsgurka). Det går inte att öppna den oavsett hur stark du är. Men om du tar en kniv och bänder upp locket så lite luft kommer in är det sedan inga problem att öppna.

Vakuum är ett extremt undertryck. Man brukar säga att vakuum är när det inte finns några molekyler närvarande alls men ett perfekt vakuum är omöjligt att få. Även i rymden finns det lite spridda atomer (knappt mätbart).

När mat paketeras så sugs all luft ur förpackningen så att ett vakuum skapas. Eftersom luftens syre påskyndar nedbrytning av maten så håller maten längre vid vakuumpaketering. (Det går också att paketera maten i 100 % kväve. Det förhindrar också nedbrytningsprocessen. Då är det normalt lufttryck.

Ett klassiskt experiment med undertryck är de Magdeburgska halvkloten. På 1600-talet användes två stora halvklot med perfekt passform. De sattes inte ihop på något sätt t.ex. med lim eller skruvar. Däremot sögs luften ut ur klotet så att det blev vakuum inuti. Nu försökte man dra isär halvorna igen, vilket visade sig vara omöjligt. Förklaringen är att när luften pumpas ut så finns det inget tryck inifrån längre utan bara utifrån. Lufttrycket utifrån höll ihop klotet med stor kraft.

Fördjupning

 

AGGREGATIONSFORMER

Alla grundämnen kan vara i fast, flytande och gasform. Dessa tillstånd kallas för aggregationsformer. Det som bestämmer vilken form ett ämne har är temperaturen. Vid olika temperatur rör sig atomerna (eller molekylerna) i ämnet olika mycket. Desto varmare det är ju mer rör sig atomerna (eller molekylerna). Det skiljer sig också mellan olika ämnen vilken form det har vid en viss temperatur.

  • Fast ämne:  Molekylerna rör sig väldigt lite. De är tätt packade och rör sig bara med små rörelser.
  • Flytande:  Om du tillför värme så rör sig molekylerna mera. I vätskor är molekyler fortfarande tätt packade men de rör sig fritt och byter plats med varandra.
  • Gas: Molekylernas rörelse är så stor att de frigör sig från varandra. Molekylerna rör sig med hög fart och krockar med omgivningen. Det är tomrum mellan partiklarna. Det finns ingen luft eller något annat utan det är helt tomt mellan dem.

Nedan kan du se vad det heter när ämnen byter form. Alla ämnen har också en smältpunkt och en kokpunkt. Mest kända exemplet är vatten som smälter vid 0 grader och kokar vid 100 grader Celsius.

Ett annat exempel är järn (Fe) som blir flytande  vid 1538 grader Celsius och gas vid 2862 grader Celsius.

 

Fördjupning

 

VÄRMEUTVIDGNING

Om ett ämne värms så kommer molekylerna i det att röra sig mer. Det innebär i sin tur att det tar större plats. Detta gäller alla grundämnen. Om ett ämne i fast form värms och ändrar form till gasform så har det samma massa men mycket större volym.  Men även om ett föremål värms så får det en större volym även fast det inte byter till flytande eller gasform. Detta innebär att densiteten hos ett ämne förändras lite om det värms upp eller kyls av.

På motsvarande sätt krymper de allra ämnen när de kyls ner.

Detta kan medföra lite problem. Järnvägar är gjorda av järn. Riktigt varma sommardagar så värms rälsen så att den sväller. Om oturen är framme kan rälsen ändra form så tåg riskerar att spåra ur. Det kallas solkurvor.

I strykjärn används värmeutvidgning för att det ska fungera.  Där används något som heter bimetall. Det är två metallskenor som ligger mot varandra. När dessa värms kommer de att expandera (öka i storlek) olika mycket. Om de olika metallerna sitter ihop blir effekten att de böjs. Detta används som strömbrytare i strykjärn. Vid en viss temperatur böjs metallen och strykjärnet slås av (den slutna kretsen bryts).

Vatten är ett märkligt ämne eftersom de utvidgar sig både när det värms och när det kyls av. Det har som störst densitet när det är 4 grader. Detta är också en av förutsättningarna för liv på jorden.

Fördjupning

TEMPERATURSKALOR

Värme är hur mycket ett ämnes molekyler rör sig. Ju snabbare de rör sig desto högre värme. Med temperatur mäter man värme. Temperatur ger ett värde på molekylernas rörelse.

Om temperaturen sänks så kommer molekylerna att röra sig långsammare och långsammare. Till slut står de helt still. Då är det minus 273,15 grader Celsius. Det kallas den absoluta nollpunkten. Det kan inte bli kallare än så. Detta gäller för alla grundämnen.

Om temperaturen istället höjs så finns det ingen övre gräns, någon maxtemperatur. Vid tillräckligt hög temperatur kommer grundämnena slitas sönder till dess beståndsdelar.

Det finns olika skalor att använda när temperatur mäts. De mest använda är de som presenteras här.

Celsius har vi i Europa. I Celsius-skalan är det 100 steg mellan vattnets fryspunkt  (0 grader) och kokpunkt (100 grader). Det är svensken Anders Celsius som uppfann denna skala på 1700-talet.

Fahrenheit-skalan används i många länder utanför Europa t.ex. USA. I Fahrenheit-skalan så är det 180 steg mellan vattnets fryspunkt (32 °F) och kokpunkt (212°F) . Därför är det svårt att jämföra Celsius– och Farhrenheitskalan. Det finns omräkningsformel till hjälp.

Kelvinskalan används inom forskning och vetenskap. Kelvinskalan utgår från den absoluta nollpunkten som är satt till 0° K. 1 grad Kelvin ger lika stor förändring i temperatur som en Celsiusgrad. Därför är dessa skalor lätta jämföra.

En termometer används för att mäta temperaturen. Nu finns digitala varianter men även den gamla modellen är vanlig. I en gammeldags termometer används en vätska innesluten i ett glasrör.  När det blir varmare så expanderar vätskan och tar större plats. Eftersom vätskan måste ta vägen någonstans stiger den i glasröret. På glasröret sitter en skala som visar hur varmt det är. Förr användes grundämnet kvicksilver (Hg) som vätska men eftersom det är giftigt har det bytts ut mot etanol (vanlig sprit).

Fördjupning

VÄRMESPRIDNING

När det är varmt på en plats så sprider sig värmen. Naturen vill gärna göra så det blir samma temperatur överallt. Detta gäller naturligtvis kyla också. Värmen och kylan sprids på tre sätt.

Ledning

Ledning kan ske i fasta material, vätskor och gaser. Metaller är överlägset bäst på att sprida värme genom ledning. Om du värmer något i ena änden kommer värmen ledas vidare till den andra änden t. ex.  handtaget på stekpannan. Partiklarna (järnatomer) kommer i den varma delen ha högre rörelse. De kommer att knuffa på de andra järnatomerna så att de till slut också rör sig lika mycket. Värmen sprids sakta till hela föremålet. Att värmen, i olika föremål, sprids olika bra beror främst på hur föremålets atomer är bundna till varandra. Till viss del beror det också på föremålets densitet.

Strömning

Strömning sker i vätskor och gaser. Enkelt förklarat så blandas det varma materialet med det kalla. Om det är varmt vatten i den ena änden av badkaret och kallt i andra så kommer vattnet till slut att ha blanda sig och få samma temperatur. Samma sak gäller gaser t. ex. element värmer luft och den sprids i rummet på grund av strömning.

Strålning

Strålning är ljuspartiklar (fotoner) från solen, lampor eller någon annan varm källa. När ljuspartiklar träffar ett föremål så omvandlas dess energi till värme.

Du möter alla dessa tre sätt att sprida värme varje dag. De är alla vanliga företeelser.

Fördjupning

METEOROLOGI

Att studera vädret kallas meteorologi. En person som studerar meteorologi kallas meteorolog. Hen observerar atmosfären och försöker på så sätt förutspå vädret. Det är oerhört komplicerat att studera väder eftersom det finns så många faktorer som kan påverka t ex temperatur, havsströmmar, luftfuktighet, vind och nederbörd m.m. Vetenskapen härstammar från ”de gamla grekerna”. Begreppet meteorologi myntades av Aristoteles

Det är skillnad mellan väder och klimat. Väder är mer kortsiktigt (1 vecka) medan klimat är väder över tidsperioder som kan sträcka sig hundratals år.

Många yrken är väldigt beroende av väder och det är viktigt att få korrekta väderprognoser. Det kan vara transportbranscher som fartyg och flyg. Även lantbrukare och odlare är mycket beroende av kunna förutsäga vädret.

Det finns några viktiga punkter som styr många väderfenomen.

  1. Varm luft kan innehålla mer vattenånga än kall luft.
  2. När solen lyser på vår planet så är det framförallt haven och marken som värms upp, inte luften.
  3. Naturen vill utjämna olikheter vad det än må vara. T ex luftfuktighet, temperatur, lufttryck m.m.
  4. Varm luft stiger uppåt. Det beror på att den har lägre densitet än kall luft. Den är ”lättare”.

Begreppen tryck och temperatur hänger starkt samman. Om temperaturen ökar så minskar lufttrycket. En vacker sommardag blir luften tunn. Det gäller även att om temperaturen sjunker så ökar trycket.

Fördjupning

VÄDERFENOMEN  1

Regn – Luften innehåller vattenånga. Det kallas luftfuktighet. Varm luft klarar att innehålla mer vattenånga än kall luft. Om luften inte klarar att innehålla mer vattenånga kallas det att den är mättad. När mättad luft kyls av (blir kallare) så kondenseras ångan (gas) till små vattendroppar (flytande). Det har bildats ett moln. Om vattendroppar blir stora så de inte kan sväva faller de ner som regn.

Snö– Det sker på samma sätt som när regn bildas. Skillnaden är att det är kallare ute. Beroende på hur kallt det är får snöflingorna olika utseende.

Dimma – Luften vid marken värms upp under dagen. När det senare blir kallare så kyls luften av och vattenångan kondenseras.  Ungefär som när moln bildas fast det är nära marken. Återigen, varm luft klarar av att innehålla mer vattenånga än kall luft.

Dagg – Fungerar som dimma men det går ytterligare ett steg. Den kondenserade luften har bildat små vattendroppar som lägger sig som ett lager på marken.

Hagel – Det sker på samma sätt som när regn bildas. Skillnaden är att uppåtgående vindar lyfter upp regnet högt upp i atmosfären där det är väldigt kallt. Regnet fryser till iskulor innan det faller ner.

Vind – Vindar uppstår när naturen vill utjämna skillnader. Det har alltid med värme att göra. Jorden värms upp olika mycket beroende på jordaxelns lutning, hur landskapen ser ut m.m. Denna ojämna uppvärmning leder i sin tur till temperaturskillnader och därmed tryckskillnader. Luften får olika densitet. Detta vill naturen jämna ut så att det blir lika överallt. Då uppstår vindar. Luften börjar röra på sig. Vindstyrka mäts i Beaufort.

Fördjupning

VÄDERFENOMEN 2

När det blåser är det inte alltid så att den kalla och varma luften blandar sig och utjämnar temperatur och tryck på en gång. Ofta trycker varmare luft bort kallare luft eller tvärtom. Gränsen mellan kall och varm luft kallas front.

Varmfront

Om varm luft (luftmassa) trycker bort kall luft (luftmassa) så kallas det varmfront. Den varma luften har lägre densitet (är lättare) än den kalla luften och lägger sig ovanpå och kyls av. Det bildas moln och börjar regna.

 

Kallfront

Om kall luftmassa trycker bort varm luftmassa kallas det kallfront. En kallfront(50-75 km/h) rör sig snabbare än en varmfront(30-50 km/h). När varmluften kyls av snabbt blir det ofta kraftiga regn och åska.

Sjöbris

När solen lyser på jorden värms mark och vattendrag upp. Under dagen så värms marken upp snabbare än sjön/havet. Den varma luften stiger och luft från havet blåser in och utjämnar tryckskillnader. När det blåser från havet mot land kallas det sjöbris (havsbris).

Landbris

På natten händer det omvända. Luften över marken kyls av snabbare än den över vattnet. Det innebär att det kommer vara tryckskillnader i luften över land och vatten och det leder till en vind. När det blåser från land mot hav kallas det landbris.

Fördjupning

HÖGTRYCK OCH LÅGTRYCK

När väderleksrapporten visas på tv talas det ofta om högtryck och lågtryck. De hör ihop som ett par och turas om att dominera vädret. De är begrepp som starkt visar på sambandet mellan tryck och temperatur.

Ett högtryck är ett område med högre luftryck än omgivningen. Det innebär att luftmolekylerna är tätare packade och att luften har högre densitet.

Det finns både varma och kalla högtryck. Majoriteten av alla högtryck på sommaren är så kallade varma och det innebär att temperaturen i högtrycket är högre än omgivningen. Luften blir också torrare och håller undan molnen. Ett varmt högtryck uppskattas av alla som planerar en dag på stranden.

Symbolen för högtryck är ett stort H och lågtryck ett stort L.

Vid högtryck stiger den uppvärmda  luften uppåt i en spiral som snurrar medsol (se bilden). När luften når högre upp i atmosfären kyls den ner och sjunker. När luften sjunker ger den ett högre tryck vid marknivå. Den varma luften värmer upp den kalla luften som sjunker och på detta vis upplöses molnen.

Ett lågtryck är då motsatsen. Ett område med lägre lufttryck än omgivningen. Lågtryck förknippas med ostadig och regnigt väder med lägre temperaturer än utanför lågtrycket.

Ett normalt lågtryck i Sverige uppstår när varm luft möter kall luft. Luften blandas och den varma stiger upp. För att ersätta tomrummet, vid marken, efter den luft som stiger blåser kall luft in från sidorna i lågtrycket. Lågtrycken i Sverige kommer ofta från Atlanten.

Fördjupning

VÄDERKARTOR

En väderprognos är en avancerat gissning på hur vädret ska bli. I Sverige görs väderprognoserna av SMHI. Det är ofta svårt att göra korrekta prognoser eftersom det är så många faktorer som spelar in.

Kunskapen om att förutspå väder har utvecklats och förfinats sedan 1600-talet. Först på 1900-talet har stora steg i utvecklingen tagits. Ett av de största är kanske människans kliv in i dataåldern på 1950-talet och uppskickandet av vädersatelliter på 60-talet.

Att göra en prognos idag börjar alltid med att samla in väderdata. Observationer samlas in från t.ex. vädersatelliter, fartyg, flyplan, väderstationer, väderballonger. Dessa källor mäter tryck, temperatur, moln, luftfuktighet, vindar med mera.

När all data är insamlad så sammanställs info i väldigt kraftiga datorer (superdatorer) där olika fysikaliska och matematiska program beräknar fram en prognos.

Datorns prognos bearbetas av meteorolog som gör den begriplig för alla. Ofta presenteras prognosen med en väderkarta.

Några vädersymboler:

Se ifall du kan hitta dessa på väderkartan:

Högtryck markeras med ett stort H och lågtryck markeras med ett stort L.

Fördjupning

JORDENS STRÅLNINGSBALANS

Solen skickar ut gigantiska mängder energi i form av solstrålning åt alla håll i rymden. En liten del av denna energi når jorden. 30 procent av  strålningen som når jorden reflekteras (studsar bort) tillbaka ut i rymden på grund av jordens atmosfär. Molnfria dagar strålar mer energi in och det blir varmare. Mulna dagar blir kallare för då reflekteras mer solljus. Solen är orsaken till de flesta väderfenomen på jorden.

De 70% solenergi som når jorden gör att…

  • jorden värms upp.
  • vatten avdunstar.
  • bidrar till vind, vågor och strömmar.

Strålningen lämnar sedan jorden men då har den lägre energi.

Jordens atmosfär hindrar naturligt att solstrålningen reflekteras ut i rymden. Utan vår atmosfär skulle det vara betydligt större temperaturskillnader mellan dag och natt samt kallare på jorden. Solstrålning omvandlas till värme, vindar sprider värmen genom strömning. Marken värms upp och sprider värmen genom ledning.

Växthuseffekten:

 Livet på jorden behöver växthuseffekten i lagom dos. Människans utsläpp av växthusgaser bidrar till att strålningen som kommit ner till jorden har svårare att ta sig från jorden. Det kallas en förstärkt växthuseffekt.

  1. Solstrålning kommer in i atmosfären.
  2. En viss del av reflekteras ut i rymden.
  3. En del av solstrålning stannar kvar i atmosfären och värmer upp jorden.

Solen strålar ut olika mycket mängd energi, bland annat beroende på solfläckar, vilket gör att jordens klimat har förändrats genom historien. Ibland är det istid och ibland har jordens temperatur varit högre än vad den är idag.

Att dagens klimatförändringar beror på ökat utsläpp av koldioxid (CO2)och andra växthusgaser råder det inget tvivel om.

Fördjupning

Info om sidan Träna begrepp Stortest Skriv ut
Deltest 1 Deltest 2 Deltest 3 Deltest 4