Teknikåttan presenterar
Lost in Space?
Ett ämnesövergripande tema om rymden
LOST IN SPACE? – ett tema om rymden __________________________________________________________________________
Teknik, fysik, kemi och biologi. Alla frågorna här är hämtade ur Teknikåttans databas Kunskapsnätet (www.teknikattan.se). Genom att söka på nyckelord i ”Kunskapsnätet” relaterade till rymden -­‐ jorden och i ”Tävlingsfrågor” har dessa och många flera frågor som handlar om livet i rymden, ur tekniska och naturvetenskapliga aspekter, dykt upp. Här är några utvalda och placerade under olika rubriker: HALLÅ; VI ÄR HEMMA och HIT & DIT I VINTERGATAN Till alla frågorna finns svar och kommentarer sist i detta dokument. En del frågor är flervalsfrågor. Beroende på hur du vill arbeta med uppgifterna kan du välja att ta bort svarsalternativen eller låta dem vara kvar. Ett annat sätt att arbeta med flervalsfrågor är att låta eleverna hitta argument för att kunna förklara varför de felaktiga är just felaktiga. Detta är det tredje framtagna temaområdet. De två tidigare finns att ladda ner från Teknikåttans webbsida: www.teknikattan.se VILKET FLYT – ett tema om vatten FETT SMART – ett tema om människan www.teknikattan.se 2
Lost in space? HALLÅ, VI ÄR HEMMA! 1. LIVET I EN GLASBURK?
När Rosa Blom började mellanstadiet planterade hon några växter i
vanlig kompostjord i en stor glasburk (ca 3 l). Burken förseglades
med tättslutande lock och placerades på ett ljust ställe i rummet.
Burken är en förenklad modell av livet på jorden. Under flera år kan
hon observera hur livet i burken fortgår och förändras
Fråga: Vilken/-a av följande påståenden beskriver vad som sker i
burken?
A. Luftens koldioxid binds i fotosyntesen ---- bygger upp kolhydrater --- frigörs vid nedbrytningen ---- avges till luften
B. Vatten binds i fotosyntesen ---- bygger upp kolhydrater ---- frigörs vid cellandningen ---avges till luften
C. Ljusenergi från solen binds i fotosyntesen ---- omvandlas till kemisk energi i
kolhydrater ---- omvandlas i cellandningen till bl a värme ---- värme avges till omgivningen
D. Från solen kommer värme som höjer luftens temperatur ---- luftens värme binds i
fotosyntesen ---- omvandlas till kemisk energi i kolhydrater ---- omvandlas i cellandningen
till bl a värme ---- värme avges till omgivningen
2. SOL och MÅNE Jorden kretsar runt solen och månen
kretsar runt jorden. De här kretsloppen
skapar olika fenomen som i alla tider
förbryllat oss människor. Numera vet vi
mycket mera om dessa fenomen bland
annat genom att människan besökt månen
och med bilder från satelliter och
rymdstationer.
Här nedan ser du tre bilder av solen och
månen samtidigt på himlen.
Vilken av dessa bilder av solen och månen
är möjlig? Motivera svaret!
www.teknikattan.se 3
3. SVARTA VÄXTER? Grunden till nästan all föda för svampar och djur (inklusive människan) är det som
produceras genom växternas fotosyntes. Denna process bygger på att det gröna
klorofyllet i blad och stammar absorberar framför allt blått och rött ljus. Strålningsenergin
från det blå och röda ljuset övergår till kemiskt bunden energi då koldioxid byggs in i olika
kolhydrater, d v s den assimileras.
Frågan: Skulle denna fotosyntes fungera för:
A. Växter som ser svarta ut?
B. Växter som ser vita ut?
Förklara och motivera ert svar!
4. NATURLAGAR Gravitationen eller tyngdkraften som den också kallas är en av universums naturlagar.
Exempel på fenomen som beror på gravitation är bland annat att om man släpper ett
föremål så faller det mot jorden.
Hur kan det då komma sig att vatten kan stiga från rötterna upp i ett träd som är flera
meter högt?
A. Det beror på att trädet kan skapa ett
undertryck som suger upp vattnet.
B. Barren eller bladen skickar nervsignaler till
rötterna att de ska skicka upp vatten.
C. Vatten påverkas inte av gravitationen utan
rinner lika gärna uppåt som nedåt.
D. Vattnet stiger inte uppåt i träden. Det
behövs inget vatten i barren eller bladen,
endast i rötterna.
www.teknikattan.se 4
5. MOLN
Det är ofta moln, ljusa eller mörka, på himlen. I molnen lagras mycket vatten, och de
släpper inte genom all den strålning som kommer från solen.
Ange vilka av följande påståenden om moln som är sanna respektiva falska.
A.
B.
C.
D.
E.
F.
Det vita i molnen är vatten i gasform.
Det vita i molnen är små vattendroppar.
Det är stor luftcirkulation i molnen. Luftcirkulationen orkar lyfta
vattnet så det hela tiden håller sig svävande i molnen.
Skuggan som molnet kastar på jorden är lika stor som molnet.
Skuggan är ungefär dubbelt så stor som molnet.
Mörka moln innehåller främst ozon.
6. SKATTLETNING På 1600-talet sjönk ett piratskepp med guldkistor. Platsen var markerad med ett stort X på
ett sjökort (karta). För att hitta guldet måste skattletarna veta sin position på havet. Då
behövdes, förutom sjökortet, tre mätinstrument.
Skattletarna har en sextant, för att mäta solhöjden, de har en kompass för att mäta (ta ut)
riktningen och ett tredje
viktigt mätinstrument.
A En termometer.
B En barometer.
C En klocka.
D Ett periskop
www.teknikattan.se 5
7. SOLNEDGÅNG VID POLERNA I närheten av ekvatorn tar det ett par minuter från det att undersidan på solskivan når
horisonten till dess att hela solen är borta. Om man istället räknar solnedgången från det
att solen står som högst till dess att den har
gått ner under horisonten tar det ungefär 6
timmar vid ekvatorn (solen börjar gå ned kl
12 och är borta kl 18).
Frågan: Hur lång tid tar solnedgången vid
Nord- eller Sydpolen?
A.
B.
C.
D.
6 timmar
12 timmar
3 månader
6 månader
8. LEVANDE MORÖTTER Vad som är liv och död är inte alltid självklart. Det finns många olika definitioner på vad som
menas med liv. Att det som vi studerar har en ämnesomsättning (d v s det behövs energi till
processer i cellerna) brukar vara en typ av definition. Hos de flesta landlevande organismer
runt omkring oss kan man nämligen se eller mäta att de andas, vilket innebär att de
förbrukar syre. Denna funktion upphör när de dör.
I våras sådde vi morotsfrön. Dessa har under sommaren vuxit genom att de nyttjat
energin från solen. Till hösten kan vi därför gräva
upp krispiga och vackert brandgula morötter ur
marken. Vi skär bort den gröna blasten och sparar
de brandgula rötterna till olika maträtter under hösten
och vintern. Slutligen förvarar vi dem i källare eller
kylskåp tills vi skall använda dem.
Frågan: När dör dessa morötter?
A. B.
C.
D. En morot är inte levande.
När vi tog upp dem ur odlingslandet och skar
av blasten.
När de läggs i kylskåpet.
När vi kokar dem.
www.teknikattan.se 6
HIT OCH DIT I VINTERGATAN 1. MÅNENS FASER Månen är vår närmaste granne i rymden och vi tar
för givet att den skall finnas på himlen. Vi tar också
för givet att den ändrar utseende. Man säger att
månen har olika faser. Fenomenet med de olika
faserna beror på samspelet mellan solen och
månens bana runt jorden.
Framför er har ni dels en bild med fyra olika
månfaser (det gula på bilderna av månen är det som
vi ser av månen) dels en bild där solen och jorden är
inritade. Runt jorden finns siffrorna 1-8 markerade.
Er uppgift är att kombinera var och en av de fyra
månfaserna med den plats månen befinner sig på
när vi på jorden ser just den fasen.
2. RYMDGULD Genom fusionsprocesser i stjärnors inre omvandlas lätta grundämnen till tyngre ämnen.
Riktigt tunga ämnen, som guld, kan bara bildas i en
supernovaexplosion, då en jättelik stjärna exploderar.
Hur kan det då komma sig att vi hittar guld på jorden?
A . Guld regnar från himlen vid stjärnfall.
B. Guld bildas i kärnprocesser i jordens inre.
C. Guldet är rester från stjärnexplosioner som skedde innan
jorden bildades.
D. Guldet följer med solvinden till jorden och faller in i
atmosfären när det är norrsken. Image Credit: J. P. Harrington (U.
Maryland) & K. J.
Borkowski (NCSU) HST, NASA 3. RYMDEN ANFALLER Det finns många faror från rymden, både från solen och från andra himlakroppar. Jorden
och dess omgivning hjälper till att skydda oss mot dessa. Nedan har ni en lista på olika
faror som hotar oss och en lista på förslag till sätt som jorden kan skydda oss från dessa.
Ni ska nu för varje hot välja en viktig skyddsmekanism.
Vissa mekanismer kan skydda mot mer än ett hot,
andra mot inget av hoten.
A
B
C
D Hot
Skyddsmekanism
Röntgen-strålning
1 Magnetfältet
UV-strålning
2 Tyngdkraften
Laddade partiklar
3 Nedre atmosfär
Meteorider 4 Ozon-lagret www.teknikattan.se 7
4. BLINKA LILLA STJÄRNA Stjärnbilden Orion är vid klar väderlek väl synlig över horisonten
vintertid. En av stjärnorna i Orion är den ljusstarka Betelgueze.
När man tittar på Betelgeuse tycker man att den i likhet med
andra stjärnor blinkar eller tindrar.
Vad är den viktigaste orsaken till detta tindrande?
A. Betelgeuse sänder ut ett ostadigt och flimrande ljus. B. Betelgeuse sänder ut ett stadigt ljus. Blinkandet beror på
små oregelbundenheter i jordens atmosfärs täthet.
C. Betelgeuse sänder ut ett stadigt ljus men känsligheten i vårt
ögas näthinna varierar. Därför tycker vi att ljuset flimrar. D. Betelgeuse sänder ut ett stadigt ljus men vi låter hela tiden
blicken flacka.
Därför ger ljuset ett ostadigt intryck.
5. EN RYMDEXPLOSION Kanske har du hört följande citat ur en film: "In space no one can
hear you scream".
Varför kan inte astronauter på rymdpromenad höra en
gasexplosion alldeles i närheten?
A.
Rymdhjälmarna har så pass bra isolering att ljudvågorna
inte går igenom hjälmen.
B.
Det finns inte tillräckligt med partiklar för att ljudvågorna
skall kunna färdas från ljudkällan.
C.
Ingen strålning kan passera genom ett vakuum.
D.
I frånvaro av gravitation, flyter de små benen i öronen och
deaktiverar hörselmekanismen.
6. SATELLITER RUNT JORDEN En så kallad ”geostationär satellit” befinner sig hela tiden på samma höjd över en och
samma punkt på jordytan längs ekvatorn.
Vilket eller vilka av nedanstående svarsalternativ angående satelliter och/eller
rymdfarkoster. är riktigt/riktiga?
A.
En geostationär satellit befinner sig hela tiden på en linje mellan jorden och månen.
Där satelliten befinner sig drar jordens och månens tyngdkraft satelliten lika mycket
åt var sitt håll. Därför faller satelliten inte ner.
B.
En geostationär satellit är inte stilla utan snurrar precis ett varv runt jordaxeln på 24
timmar.
C.
. Om du står vid markytan och tänker dig att du slänger en sten allt hårdare (med
högre och högre hastighet) längs markytan, så kommer stenen till slut att ”falla” i en
bana runt jorden och aldrig nå markytan (om vi bortser från luftmotstånd förstås). På
samma sätt är det med astronauterna i en rymdkapsel som snurrar i en bana runt
jorden
D.
På den höjd där en satellit befinner sig är tyngdkraften så svag att satelliten är i det
närmaste tyngdlös.
www.teknikattan.se 8
7. HÖJDHOPP PÅ MÅNEN Ibland diskuteras hur mycket bättre idrottsresultaten i höjdhopp skull kunna bli om man
tävlade på månen, där tyngdkraften bara är 1/6 så stor som på jorden. För en vuxen
människa ligger tyngdpunkten i naveltrakten, d v s ca en meter över marken. En
höjdhoppare höjer tyngdpunkten ca en meter vid ett hopp av världsklass.
Frågan lyder: Hur högt skulle Kajsa Bergqvist
hoppa på månen om personrekordet på
jorden är 2 meter (om vi för övrigt tänker oss
samma förutsättningar som på jorden)?
Motivera svaret!
A.
B.
C.
D.
ca 12 m
ca 10m
ca 7m
ca 4m 8. RYMDFÄRJOR En rymdfärja skjuts upp med hjälp av raketmotorer som på bilden nedan. Efter att
ha slutfört sitt uppdrag kan den sedan åter landa på jorden för att sedan skjutas upp flera
gånger.
Vilket av nedanstående alternativ är felaktigt?
Motivera varför det är felaktigt!
A.
B.
C.
D.
För att inte rymdfärjan ska ramla ner på marken måste den ges tillräckligt hög banfart
(omloppsfart) så att den hela tiden istället ”ramlar ner bakom horisonten”.
Antag att rymdfärjan skjuts rakt upp så att den kommer utanför atmosfären. Den kommer då
att ligga kvar i den positionen eftersom tyngdkraften strax utanför atmosfären är försumbar.
Antag att rymdfärjan skjuts rakt upp så att den kommer utanför atmosfären. Den kommer då
att ligga kvar i den positionen eftersom tyngdkraften strax utanför atmosfären är försumbar.
När rymdfärjan efter slutfört uppdrag åter kommer in i atmosfären för att landa upphettas
den kraftigt av friktionen mot den allt tätare luften. Därför kan man inte gå ner alltför brant.
www.teknikattan.se 9
Lost in space? AKTIVITETER HEMLIGT MEDDELANDE Att dölja sina militära hemligheter har i årtusenden varit en viktig uppgift för krigsmakter. En enda
läcka och kriget kunde förloras. Kryptering är, även om vi inte tänker på det, en del av vår vardag.
Vi har blivit beroende av säkra e-postsystem och elektroniska banköverföringar. Redan under
antiken användes ett chiffer, Caesarrullning, där varje klartextbokstav rullas ett bestämt antal steg
framåt eller bakåt i alfabetet. För att du ska förstå principen tar vi ett exempel med fyra stegs
rullning framåt.
Alfabet: ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVXYZÅÄÖ
Klartext: DETTA ÄR HEMLIGT
Kryptotext: HIYYE CV LIQPMKY
Nedan ser du ett krypto av samma slag som Julius Caesar använde. Men nu avslöjar vi inte
antalet steg framåt eller bakåt i alfabetet.
Kryptotext: SF F XQQÅK.
(Alternativ text: YK K ÖVVCP QY L ILQDO).
Frågan lyder: Knäck koden!
BINÄRA TAL Har du tänkt på att man med hjälp av en hands fingrar även kan visa tal som är större än fem? Vi
kan utnyttja det som kallas ”binära tal”. Det binära talsystemet har endast två siffror, 0 och 1.
Därför kan du ”skriva” binära tal med dina fingrar; ett nedböjt finger betyder en nolla och ett finger
som pekar uppåt betyder en etta.
Här använder vi höger hand för att visa siffrorna med. I stället för fem fingrar använder vi tre
fingrar och kan då visa tal upp till och med sju. Tummen (på höger hand) får motsvara första
sifferplatsen från höger, pekfingret får motsvara andra siffran från höger och tredje långfingret
osv.
Exempel på några binära tal uttryckta med siffror och fingrar:
000- har värdet 0
010 – har värdet 2
100 – har värdet 4
110 – har värdet 6
Fråga:Hur skriver man i detta system 1, 3 och 5 som binära tal? Visa talen med fingrarna på din
högra hand!
OBS! Titta på fingrarna med handflatan mot dig när du prövar kombinationerna. Vänd sedan
handflatan mot den du visar svaret för! Ni ska använda exemplen ovan som vägledning och ni
ska förklara hur ni kommit fram kombinationerna.
www.teknikattan.se 10
AKTIVITETER & UTMANINGAR KODNING MED LEGOKLOSSAR Uppgiften är att ta fram ett beskrivningsspråk (kod-språk) för LEGO-konstruktioner. Varje grupp
består av 4 personer som delas i två dellag med två personer i varje. Ena lagdelen får ett LEGObygge som de ska beskriva med sin kod. Koden nedskriven på ett papper lämnas sedan till den
andra lagdelen av en lagmedlem. De ska sedan endast med kodens hjälp konstruera samma
LEGO-bygge. Allt detta inom en given tidsram.
Konstruktionen är utförd på en basplatta av storlek 6x10 ”pluppar”.
De klossar som kan ingå är av storlek: 1x2, 1x4, 2x2, 2x3 och 2x4 pluppar. De kan vardera ha
någon av färgerna: röd, blå, gul, grön eller orange. I tävlingsmomentet består konstruktionen av 4
– 6 klossar i kombinationer enligt ovan. Varje form och färgkombination kan förekomma. Alla
klossarna är placerade inom basplattans ytterkanter och konstruktionens höjd är högst två
klossar.
Exempel på en konstruktion
som första laghalvan
ska skriva kod för.
Exempel på LEGO-delar som
andra laghalvan får tillgång
till för sin konstruktion.
Den första laghalvan som skriver kod får tillgång till en färdigbyggd konstruktion samt papper och
penna. Den andra laghalvan som ska utföra bygget får tillgång till en basplatta samt ett antal
LEGO-klossar av vilka en del kommer att ingå i konstruktionen.
En given konstruktion ska beskrivas med ett språk som ni själva ska utveckla.
I språket får endast följande typer av tecken ingå:
• Stora bokstäver A–Z (engelska alfabetet, 26 st)
• Siffror 0–9
• Mellanslag
Målet är att koden som beskriver konstruktionen ska innehålla så få tecken som möjligt. Högst 50
tecken får användas under tävlingen.
Exempel på kod: 4VANSTER 3UPPIFRAN GUL2X4 …… Denna kod är givetvis inte optimal
www.teknikattan.se 11
31 21 11 42 32 22 12 43 33 23 13 44 34 24 14 45 35 25 15 46 36 26 16 47 37 27 17 48 38 28 18 49 39 29 19 50 40 30 20 Skriv er kod i rutorna. Endast ett tecken
per ruta.
Antal tecken i er kod räknas som
numret
på5 den6 ruta7 som8 9 10 1 2 3 4 ni använder med högst nummer
41 SOLUR PÅ STRANDEN Tänk er att ni mitt på dagen en solig sommardag kommer ner på stranden för att bada och sola.
Ni vet att ni måste lämna stranden om tre timmar eftersom ni har stämt träff med ett par kompisar
inne i stan. Då upptäcker ni att ni har glömt era klockor! Innan ni löser problemet går ni alla och
köper var sin glass!
Med hjälp av materielen framför er
skall ni tillverka ett solur med vars hjälp
ni kan avläsa när ca tre timmar gått. Ni
skall markera var skuggan är när ni
kommer ner till stranden och var den
kommer att vara tre timmar senare.
Sedan skall ni med hjälp av ficklampan
som ”sol” motivera varför ni markerat
klockslagen som ni gjort.
Rekvisita: Sand i en låda ca 40 x 40
cm 2. En glasspinne (jämntjock) eller
en blompinne (ca 12-13 cm),
ett rektangulärt glasspapper (eller vanligt rektangulärt papper ca A5) och en tänkt sol i form av en
ficklampa.
www.teknikattan.se 12
UTMANINGAR KONSTRUERA EN FARKOST Uppgiften är att tillverka en farkost som drivs enbart med hjälp av gummiband!
Denna farkost skall vid ett givet tillfälle ta sig fram tre (3) meter. Det gäller just tre meter, varken
mer eller mindre. Bygg flera olika modeller i klassen och resonera över de olika lösningarna och
för och nackdelar med konstruktionen. Utmana sedan en annan klass och se vilken som kommer
närmast 3-metersstrecket.
Tillåtet material:
* 1 tom 1 liters Pure pak, exempelvis en mjölk-, juice- eller
youghurtförpackning
* Gummiband
* Någon form av hjälpmedel, som gör att fordonet rullar, glider eller på
annat sätt kan ta sig framåt.
FALLSKÄRMEN Klassen ska tillverka en fallskärm med så lång falltid som möjligt!
Fallskärmen ska tillverkas med hjälp av följande material: plastsopsäck, snöre/sytråd, tejp,
plastmugg, sugrör samt barlast. Barlasten placeras i plastmuggen. Fallskärm med last måste
väga minst 50 gram.
I fallskärmens topp ska det tejpas fast en bit (ca 5 cm långt) grovt sugrör (diameter 6 mm).
Tävlingen genomförs på följande sätt:
•
•
•
•
Tävlingen äger rum inomhus.
Farkosten kontrollvägs.
En av tävlingsledarna kommer att klättra upp på en stege och släppa fallskärmarna från
en och samma höjd (ca 5 m eller något högre). Tävlingsledaren kommer att hålla i
sugröret som är fäst i fallskärmens topp.
Domaren genomför en nedräkning: 3, 2, 1 och vid 0 startas två klockor. När någon del av
"farkosten" når golvet stoppas klockorna och medeltiden beräknas (avrundat till en
decimal).
www.teknikattan.se 13
Lost in space – svar och kommentarer HALLÅ, VI ÄR HEMMA!! 1. LIVET I EN GLASBURK RÄTT SVAR: A + B + C
Kommentarer: I burken finns atomer av olika grundämnen och ett visst antal atomer av dessa grundämnen.
Eftersom locket är stängt lämnar eller tillförs inga nya atomer burken. Atomerna kommer att byggas in i olika
föreningar t ex fotosyntesen och nedbrytarnas celler och frigöras t ex vid cellandning och nedbrytning av
organiskt material. Atomerna dvs materian ingår i ett kretslopp. Dessa förutsättningar gäller i stort sett även för
jorden.
Energin däremot genomgår olika omvandlingar och flödar in och ut ur burken.
2. SOL OCH MÅNE RÄTT SVAR: B
Kommentarer: Att vi kan se månen beror på att solen lyser på månen och att vi ser det ljus som reflekterats
mot månytan. Om månen är belyst på sin vänstra sida sett från oss måste solen befinna sig till vänster om
månen på himlen. Ofta är solen under jordens horisonten då den belyser månen, men även när solen är ovan
horisont kan man se en svag halvmåne.
För att få fullmånen i A krävs att solen ligger på motsatt sida av jorden som månen, eftersom vi från jorden ska
kunna se hela den upplysta halvan. Det gör den inte i figuren.
Alternativet C är inte heller möjligt eftersom ljuset från solen är på månens högra sida, men ljuskällan är till
vänster.
Eftersom man kan se en halvmåne även när solen är uppe så är inte heller alternativ D korrekt: I burken finns
atomer av olika grundämnen och ett visst antal atomer av dessa grundämnen. Eftersom locket är stängt
lämnar eller tillförs inga nya atomer burken. Atomerna kommer att byggas in i olika föreningar
3. SVARTA VÄXTER RÄTT SVAR: A: Ja B: Nej
Kommentarer: När en växt ser svart ut innebär det att alla infallande våglängder (färger) tas upp av bladet.
Detta gör att fotosyntesen fungerar precis som vanligt men att ytterligare strålning tillförts bladet, vilket medför
att bladet kan värmas upp mer än hos gröna växter. Hos en vit växt reflekteras alla våglängder (färger) från
bladytan varför det inte finns någon drivkraft för fotosyntesen - den skulle dö. Någon del av växten måste
kunna driva fotosyntesen d v s absorbera rött och blått ljus. Att en växt kan vara vitaktig och fungera som
parasit är sant men inget svar på frågan om fotosyntesen skulle fungera.
I texten står det "denna fotosyntes" vilket antyder att det finns olika modeller vilket är sant. Den typ av
fotosyntes som här behandlas finns hos alla grönaktiga organismer alltifrån blågrönbakterier och olika
alggrupper till våra högre växter (mossor, ormbunks- och fröväxter). Vi vet att denna har funnits under fler
miljarder år och den karaktäriseras av att den ger en "biprodukt" i form av syre. Detta syre har under alla
dessa miljoner år byggt upp mängden syre i vår atmosfär och möjliggjort för organismer att andas! Olika slag
av bakterier utnyttjar även ljuset till fotosyntes men på av ett avvikande slag där inte vatten spjälkas och ger
syrgas!
4. NATURLAGAR RÄTT SVAR: A
Kommentarer: Vatten transporteras från rötter till blad i ett rörsystem uppbyggt av specialiserade celler som är
döda och tomma. Rörsystemet kallas xylem och är synligt som ved i stammar och ”nerver” i blad. Vattnet
transporteras som en följd av att bladen förlorar vatten när klyvöppningarna hålls öppna. Klyvöppningarna är
små porer på bladytan som hålls öppna på dagen för att släppa in den koldioxid som behövs i fotosyntesen.
Samtidigt passerar vatten ut. När vattnet passerar ut genom klyvöppningarna uppstår en brist som yttrar sig
som ett undertryck, ett ”sug” i bladets xylem. Vatten rör sig från rötterna, där trycket är högt, till bladen, där
trycket är lågt. Trycket sjunker därvid också i rötterna och vatten kan i sin tur röra sig från marken till rötterna.
Vattentransporten är alltså en fysikalisk process som drivs av tryckskillnader.
www.teknikattan.se 14
Forts fråga 4.
Viktigt att komma ihåg är att växternas frön naturligtvis är levande och därmed andas fast mycket
långsamt. I fröet finns det embryo som skall utvecklas till en ny planta då fröet gror. Där finns också
ofta extra näring så att fröet kan överleva under lång tid (frövila). Många frön kan vila i tiotals år;
vissa till och med flera hundra år.
Att ett träd kan suga upp vatten till mer än 10 meters höjd är lite förvånande eftersom detta är den högsta höjd
man kan suga upp vatten vid normalt lufttryck. Trädets snillrika system att skapa tryckskillnader i flera etapper
lyckas trots detta att få vatten till trädkronan även om trädet är över 10 meter högt.
5. MOLN A – FALSKT B – SANT C – SANT D – SANT E – FALSKT F – FALSKT Kommentar: Molnen består huvudsakligen av små vattendroppar (kondenserat vatten). Det finns även vissa
typer av moln, så kallade pärlemormoln, som består av små iskristaller. Vattenånga (vatten i gasform) är
osynligt. Moln och dimma som består av mycket små vattendroppar upplevs som vita. Den vita färgen
uppkommer då solens ljus bryts i dropparna. Molnen bildas av vatten som avdunstat från sjöar och hav på
jorden. För att vattendropparna inte ska falla ner krävs att något håller dem uppe, detta görs av uppåtriktade
vindar i molnet.
Solen ligger väldigt långt bort och solen strålar som träffar molnet kan antas vara parallella. Skuggan på
marken blir därför lika stor som molnet.
Om molnet är väldigt tätt kan inte solljuset ta sig igenom och molnet blir därför mörkt – ett mörkt moln beror
således inte främst på föroreningar utan på hur tjockt och kompakt molnet är.
http://www.atoptics.co.uk/highsky/nacim0.htm
http://vjac.free.fr/skyshows/
.
6. SKATTLETNING RÄTT SVAR: C
Kommentar: Det behövs en noggrann klocka för att tillsammans med sextanten och ett tabellverk kunna
bestämma sin position.
Citat från wikipedia: Solens höjd över horisonten vid ett visst klockslag och dagen på året är alltid lika. Med
hjälp av tabellverk kan man på detta sätt fastställa vilken latitud man befinner sig på. Genom flera mätningar
vid bestämda klockslag kan man också fastställa vilken longitud man befinner sig på. Skärningspunkten
mellan latitud och longitud ger positionen på jordklotet
Sextanten kom i bruk på 1600-talet och har nu i modern tid ersatts av satelliter och GPS. Många inbitna
seglare sätter en ära i att fortfarande kunna använda de gamla instrumenten.
http://sv.wikipedia.org/wiki/Sextant
http://en.wikipedia.org/wiki/Bris_sextant
7. SOLNEDGÅNG VID POLERNA RÄTT SVAR: C
Kommentar: Vid både Syd- och Nordpolen går solen bara upp en gång per år och ned en gång per år. När väl
solen går upp på Nordpolen vid vårdagjämningen den 21 mars så är den uppe i hela sex månader i sträck för
att helt försvinna vid höstdagjämningen den 21 september. Sedan är den nere i sex månader fram till
vårdagjämningen och det hela börjar om igen. Vid Sydpolen är det på samma sätt men där är solen uppe då
den är nere på Nordpolen och nere då den är uppe på Nordpolen. Vid Nordpolen står solen som högst vid
midsommar den 21 juni. Därefter börjar den sakta dala för att försvinna den 21 september. Solnedgången tar
alltså tre månader.
Bra länk:
http://www.smhi.se/kunskapsbanken/meteorologi/solens-upp-och-nedgang-1.4179
www.teknikattan.se 15
8. LEVANDE MORÖTTER RÄTT SVAR: D
Kommentar: Alla delar av moroten lever tills den upplagrade energin är förbrukad eller har utsatts för en
behandling som gör att de celler som bygger upp moroten dör. Det som är unikt för gröna växtdelar är att där
löper två processer samtidigt dels fotosyntesen som bygger upp nya energilager med hjälp av solskenet dels
andningen som ser till att det finns energi för alla processer som sker hela tiden. I de icke gröna delarna av en
växt, t ex roten, sker ingen fotosyntes, d v s andningen dominerar helt. Den upplagrade näringen, i moroten
mest stärkelse, räcker mycket länge om vi förvarar den svalt.
Temperaturer över +50 °C är skadliga och när vi kommer upp till koktemperatur dör alla celler i moroten. Det
är framför allt äggviteämnena (proteiner) som förstörs och processen startar vid +50 °C för de flesta växter.
Vid ca +70 °C blir de flesta äggviteämnena helt oanvändbara för ämnesomsättningen i moroten. När
temperaturen sänks i en växt, t ex då vi lägger den i ett kylskåp (ca + 5 °C), minskar aktiviteten i den men inga
avgörande ämnen eller celler förstörs förrän temperaturen sjunker under fryspunkten. Därför är det viktigt att
förvara grönsaker svalt så att de håller sig fräscha. Är temperaturen för hög (mellan + 8 och + 10 °C) börjar de
bilda ny blast och vi förlorar det vi tänkt använda som mat.
Många växter har också ett försvar för temperaturer strax under 0 °C. De använder sig av samma teknik som
vi gör när vi sätter glykol till bilarnas kylarvatten för att kylarvätskan inte skall frysa till is och spränga kylaren
under vintern. Alla lösta ämnen i en vätska sänker fryspunkten. Detta kallas för fryspunktsnedsättning.
Växterna skaffar sig mer lösta ämnen genom att bryta ner den vattenolösliga stärkelsen till socker. Det är
därför potatis som utsatts för frost smakar sött då vi äter den.
Viktigt att komma ihåg är att växternas frön naturligtvis är levande och därmed andas fast mycket långsamt. I
fröet finns det embryo som skall utvecklas till en ny planta då fröet gror. Där finns också ofta extra näring så
att fröet kan överleva under lång tid (frövila). Många frön kan vila i tiotals år; vissa till och med flera hundra år.
HIT OCH DIT I VINTERGATAN 1. MÅNENS FASER RÄTT SVAR: C A – 2 B – 5 C – 3 D – 8 Kommentar: Eftersom det är solens ljus som reflekteras mot månens yta och gör att den "lyser", kommer
vinkeln mellan solen, månen och jorden att avgöra hur månen ser ut från jorden. Om man tänker på den
riktning hela den solbelysta sidan av månen är vänd mot, kan man säga att den alltid visar i vilken riktning
solen befinner sig.
Ett sätt att uppleva hur månen ändrar utseende kan man få om man i ett relativt mörkt rum gör en modell där
stark lampa (t ex en OH-projektor) får vara solen och det egna huvudet jorden. Om man då sätter t ex en
apelsin (månen) på en penna och för den ett varv runt huvudet moturs kan man tydligt se hur den belysta
delen av apelsinen ändra utseende på samma sätt som månen gör i sin färd runt jorden. Håll gärna apelsinen
något ovanför huvudet så att även fullmånen syns.
2. RYMDGULD RÄTT SVAR: C
Kommentar: Stjärnor producerar energi genom kärnreaktioner där lätta ämnen fusionerar och bildar tyngre
ämnen. Den enklaste fusionsreaktionen är fusion av väte till helium, vilket är den process som pågår i solens
inre. När väteförbränningen tar slut kan helium börja fusionera och bilda kol, kväve och syre. I Solen är detta
det sista steget – guld kan alltså aldrig bildas i solen. I mer massiva stjärnor kan även tyngre ämnen
produceras. Det går dock inte att bilda tyngre ämnen än järn på detta sätt utan att tillföra energi. När bränslet i
en massiv stjärna tar slut, och järn har bildats i centrum, exploderar stjärnan. Den energin som då frigörs
bidrar till att även tyngre ämnen kan bildas. Från början var all gas i universum väte, helium och spår av litium.
Alla tyngre ämnen är därför bildade i stjärnor, och guld, som är tyngre än järn, har bildats i en exploderande
stjärna (en supernova).
www.teknikattan.se 16
När en stjärna exploderar sprids de nybildade ämnena och blandas med den kringliggande gasen. Samtidigt
går en chockvåg genom gasen, och sätter igång processer som kan leda till att nya stjärnor bildas. Dessa
stjärnor, och de planeter som möjligen bildas runt dem, består av både väte och helium som fanns i
gasmolnet från början, och tyngre grundämnen som spreds efter supernovaexplosionen. Vårt solsystem tros
ha bildats efter att en stjärna exploderade någonstans i närheten, och därför finns det tyngre ämnen i
solsystemet. Inte bare guld, utan även alla andra tunga ämnen, är alltså rester av denna forntida
stjärnexplosion.
3. RYMDEN ANFALLER RÄTT SVAR:
A-3
B–4
C - 1 och 3
D-3
E- 1 och 2
Kommentar: Röntgenstrålning är en del av den kosmiska strålningen som skapas av solen och andra stjärnor.
Röntgenstrålar är elektromagnetiska vågor liknande ljus, men med mycket högre frekvens. En stor del av
röntgenstrålningen i rymden når inte ner till jorden eftersom den fastnar i jordens nedre atmosfär. På hög höjd
har man mer kosmisk strålning eftersom strålningen där inte behövt ta sig genom lika mycket luft.
UV-strålning kommer från solen. Den är en också elektromagnetisk våg som svänger snabbare än synligt ljus,
men långsammare än röntgen. UV-strålningen tar sig ganska bra genom vanlig luft men absorberas av ozon.
Ozonlagret runt jorden blir därför ett skydd mot den skadliga UV-strålningen.
Från solen strömmar solvinden, laddade partiklar med hastigheter på ungefär 1 miljon km/h. På planeter utan
magnetfält, som till exempel Mars, krockar de laddade partiklarna med atmosfären och dras med sig den ut i
rymden. Som tur var har jorden ett magnetfält som hindrar de laddade partiklarna att direkt krocka med vår
atmosfär. Utan jordens magnetfält skulle vi antagligen haft mycket mindre luft att andas. Även farliga partiklar
med höga energier böjs undan av vårt magnetfält så de inte kolliderar med oss. De partiklar som ändå tar sig
igenom kommer att kollidera med atmosfären. Alltså skyddar även atmosfären oss från att träffas av laddade
partiklar.
Meteroider är stenar som flyger omkring i rymden. Då dessa med våldsam fart kommer i kollisionskurs med
jorden så blir kontakten med jordens atmosfär våldsam. Friktionen mot atmosfären värmer upp meteroiden så
den börjar glöda och så småningom förintas i småbitar. Ljusskenet som bildas kallas meteor eller stjärnfall.
Vissa större stenar kan delvis ta sig ner ända till jordytan, de rester som når jorden kallas för meteroiter (med
``t''), inte att förväxla med meteroider (med ``d'') som de kallas i rymden.
Den viktigaste orsaken till att vår atmosfär stannar kvar vid jorden är jordens dragningskraft som håller kvar
luften. Utan den skulle all luft försvinna ut i rymden. Men även magnetfältet hjälper till att hindra solvinden från
att blåsa bort vår atmosfär.
4. BLINKA LILLA STJÄRNA RÄTT SVAR: C
Kommentar: De flesta stjärnorna lyser med ett stadigt ljus. Deras blinkande beror på ljusbrytning i
jordatmosfärens täthet. Ljuset går inte rakt fram utan bryts lite åt sidan. Ena stunden bryts det i en riktning,
nästa stund i en annan. Ändringarna är små men tillräckliga för att vi ska tycka att stjärnorna blinkar. Varma
dagar då det är stilla och solen gassar kan vi uppleva samma fenomen. Luften tycks dallra när vi tittar på ett
föremål på marken ett hundratal meter bort.
Planeterna tycks inte blinka på samma sätt. De befinner sig så nära oss att de i en stark kikare framträder
som utbredda ljuskällor. Ljuset från varje punkt på planeten bryts på samma sätt som stjärnljuset, men
eftersom ljuset från olika delar av planetskivan tar olika vägar genom atmosfären tar variationerna totalt i stort
sett ut varandra. Det ger ett stadigare ljus.
Man kan alltså skilja planeter från ljusstarka stjärnor genom att planeterna har ett stadigt ljus medan
stjärnorna tindrar.
www.teknikattan.se 17
5. RYMDEXPLOSION RÄTT SVAR: B
Kommentar: Ljud orsakas av små områden av högt och lågt tryck (t ex vatten eller luft) som rör sig utåt ifrån
källan. I rymden finns det ingen luft, så dessa små områden av högt och lågt tryck kan inte skapas. I rymden
råder nästan absolut vakuum, eller tomrum, eftersom det finns ytterst få molekyler i rymden. De få molekyler
som finns utspridda i vårt solsystem på ett avstånd av ungefär 10 cm från varandra räcker inte till för att
fortplanta ljudvågorna vidare.
Radiovågor, ljus, infraröd-, röntgen-, gamma- och UV-strålning kan färdas genom vakuum. Enda orsaken till
att man kan uppfatta radiovågorna i en radio som ljud, beror på att radiomottagaren omvandlar den
elektromagnetiska vågrörelsen till ljud.
6. SATELLITER RUNT JORDEN RÄTT SVAR: B och C
bestämma sin position.
Citat från wikipedia: Solens höjd över horisonten vid ett visst klockslag och dagen på året är alltid lika. Med
hjälp av tabellverk kan man på detta sätt fastställa vilken latitud man befinner sig på. Genom flera mätningar
vid bestämda klockslag kan man också fastställa vilken longitud man befinner sig på. Skärningspunkten
mellan latitud och longitud ger positionen på jordklotet
Sextanten kom i bruk på 1600-talet och har nu i modern tid ersatts av satelliter och GPS. Många inbitna
seglare sätter en ära i att fortfarande kunna använda de gamla instrumenten
7. HÖJDHOPP PÅ MÅNEN RÄTT SVAR: C
Det är lätt att tro att någon, som hoppar 2 meter på jorden skulle klara 12 meter på månen. I själva verket blir
det betydligt lägre. Hopparens tyngdpunkt ligger redan före upphoppet på drygt en meters höjd.
Tvåmetershopparen höjer alltså sin tyngdpunkt med knappt 1 meter. Om den höjden multipliceras med sex får
vi tyngdpunktshöjningen på månen, dvs. ca 6 meter. Hopphöjden skulle i det tänkta fallet bli ca 7 meter.
8. RYMDFÄRJOR RÄTT SVAR: B (som ju är felaktigt)
Naturligtvis är inte jordens tyngdkraft strax utanför atmosfären försumbar! Hur skulle i så fall satelliter och
månen kunna snurra runt jorden i en bana? Det är tyngdkraften som ser till att de snurrar runt jorden och inte
försvinner i tangentens riktning ut i rymden. Tyngdkraften mellan två kroppar avtar kvadratiskt med avståndet
mellan kropparnas tyngdpunkter. Det betyder att om vi fördubblar avståndet mellan jordens centrum och en
satellit så minskar tyngdkraften dem emellan till en fjärdedel. En satellit som befinner sig ca 635 mil ut i
rymden, d.v.s. hundratals mil utanför atmosfären, utsätts alltså för en tyngdkraft som är ca ¼ - del så stor som
vid jordytan. Men varför ramlar den då inte ner igen? Jo, det
beror på att den har en viss banfart. Tänk dig att jordytan
skulle vara helt slät. Du står där och kastar en sten
horisontellt som i figuren nedan. Ju hårdare du kastar desto
längre bort kommer stenen. Kastar du tillräckligt hårt hamnar
till
slut stenen bortom horisonten och till slut kanske i en
omloppsbana runt jorden. Vid jordytan skulle naturligtvis
stenen bromsas in av luftmotståndet och ramla ner på marken
oavsett hur hårt vi kastar den. Utanför atmosfären är dock
detta inte något problem. När man säger att en astronaut är
tyngdlös så är det egentligen inte sant eftersom astronauten
påverkas av tyngdkraften. Det är riktigare att säga att
astronauten faller fritt i en bana runt jorden.
När en rymdfärja (eller meteorit) kommer in atmosfären
kommer den att upphettas mycket kraftigt på grund av
friktionen mellan rymdfärjans yta och luftmolekylerna, på
samma sätt som om du gnider din hand mot ett strävt underlag. Om man skjuter upp en raket rakt upp och
stänger av alla motorer kommer dess hastighet att successivt minska p.g.a. jordens tyngdkraft. Är hastigheten
för liten kommer den till slut att vända och ramla ner igen. Vid en viss hastighet, den så kallade
flykthastigheten, kommer raketen nätt och jämt att klara sig undan tyngdkraften vilket innebär att hastigheten
(relativt jorden) på oändligt långt avstånd från jorden blir noll. Då har vi bortsett från alla andra himlakroppars
påverkan på vår raket förstås! Den teoretiska flykthastigheten från jorden är ca 11200 m/s eller 40320 km/h.
www.teknikattan.se 18
Aktiviteter & utmaningar HEMLIGT MEDDELANDE RÄTT SVAR:
SF F XQQÅK - YK K ÖVVCP - QY L ILQDO
VI I ÅTTAN - VI I ÅTTAN - NU I FINAL
BINÄRA TAL RÄTT SVAR:
001 = har värdet 1
011 har värdet 3
101 har värdet 5
Kommentarer: Till skillnad från vårt vanliga talsystem, som har tio siffror, så har det binära talsystemet alltså
endast två, siffrorna 0 och 1. Binära tal används av digitala elektroniska kretsar, t ex sådana som finns i
datorer. Fördelen med endast två siffror framgår när man vill använda elektrisk spänning för att signalera med,
0 (=finger ned) motsvarar ”spänning låg och 1 (=finger upp) motsvarar ”spänning hög”.
En annan fördel med talsystemet:
Antag att du vill ha en ”räknare” som väger så litet som möjligt och som kan användas för att visa tal från noll
till sju. I stället för att använda sju ”fingrar” kan du använda tre om du använder det binära talsystemet ovan.
Du kan alltså göra en vinst i materialåtgång genom att tillägna dig detta sätt att räkna.
SOLUR PÅ STRANDEN Kommentar: Den tid det tar för jorden att vrida sig ett varv runt sin egen axel i förhållande till solen kallar vi 24
timmar. Det betyder på en timme vrider sig skuggan 360 o/24 = 15 o. Skall man ligga på stranden i 3 timmar
får man alltså rita ut var skuggan av pinnen är när man kommer ner till stranden. Sedan skall alltså skuggan
vrida sig 3 .15 o = 45 o . Enklast gör man nog det genom att rita ut 90 o och sedan dela den vinkeln mitt itu.
Ett sätt att göra detta är om man tar ett rektangulärt papper och viker papperet i ett hörn så att kortsidan på
papperet ligger längs med långsidan (eller tvärt om). Då får man en spets som är 45 o och kan med hjälp av
den markera 3 timmar.
Människans äldsta sätt att mäta tiden är att sätta ner en pinne vinkelrätt i marken. Skuggan av pinnen kommer
då att vrida sig beroende på solens skenbara rörelse över himlen. På grekiska kallas ett sådant solur
för gno´mon. Ett enkelt solur av denna typ kallas ett horisontalur. Att konstruera exakta solur kräver kunskaper
i astronomi. Sätter man bara ner en pinne vinkelrätt mot marken kommer faktiskt timmarna att bli olika långa
beroende på vilken årstid och tid på dygnet det är. Under antiken var faktiskt därför timmarna olika långa. För
att komma tillrätta med detta dvs att få timmarna att alltid blir lika långa, började man under medeltiden att luta
pinnen som gav skuggan. Riktar man skuggkastaren mot polstjärnan kommer pinnen att vara parallell med
himmelsaxeln. Himmelsaxeln är den tänkta axel kring vilken hela himlavalvet ser ut att vrida sig pga jordens
rotation,. På detta sätt kompenserar man för jordaxelns lutning. I den vanligaste typen av sådana solur
avläses skuggan ofta på en ring, vars plan är vinkelrätt mot pinnen. Så fungerar den typ av solur som man
vanligen ser i villaträdgårdar, se bilden. Studerar man ringen på ett sådant solur ser man också att den är
indelad i 24 lika stora delar.
TILL ”Kodning med LEGO”, ”Konstruera en farkost” och ”Fallskärm” finns varken svar eller kommentarer. Här kan ju lösningarna se väldigt olika ut beroende på elevernas ålder, sammanhang och andra aspekter som hör till uppgiften. www.teknikattan.se 19
