TEKNIK FÖR HÖGSTADIET Från teori till praktiska projekt Per Björkman
Teknik för högstadiet
Manuskript för utvärdering
© Per Björkman 2025
Alla rättigheter förbehållna.
Detta material är skyddat enligt upphovsrättslagen (URL 1960:729). Ingen del av detta verk får kopieras, distribueras eller reproduceras i någon form utan skriftligt tillstånd från författaren.
Manuskriptet är avsett för utvärdering av förlag och får inte delas med tredje part utan medgivande.
📩 Kontakt: per.a.bjorkman@gmail.com
📞 Telefon: 0723-411389
Innehåll
Kapitel 1: Skiss- och ritteknik
Steg 3: Bygga och testa
prototyper
Produkten används och
avvecklas
Exempel från vardagen: En
pappersförpackning
Kapitel 3. Hållfasthet, material och
konstruktion
Teknisk utveckling:
Kommunikation
Viktiga tekniska system i
samhället
Grundläggande begrepp:
hårdvara, mjukvara och nätverk.
Internet och uppkopplade
system
Kapitel 7. Teknik och hållbarhet
Tre dimensionerna av
hållbarhet
3. Hållfasthet, material och konstruktion
Bilaga B – Byggnadsmaterials
miljöpåverkan
Teknik är ämnet där du får tänka som en uppfinnare och lösa problem som en ingenjör. Det är en värld fylld av möjligheter, kreativitet och framtidens lösningar.
Teknik finns överallt omkring oss – från mobiltelefonen i din hand till bron du cyklar över. Den påverkar hur vi kommunicerar, hur vi reser och hur vi tar hand om vår planet. Genom att förstå teknikens grunder kan du bli en bättre problemlösare och en viktig del av framtidens utmaningar. Vem vet, kanske skapar du något som förändrar världen?
Vad vi tänker om teknik påverkar också vilka yrken vi väljer. Om vi ser teknik som något kreativt och viktigt kanske vi blir ingenjörer, uppfinnare eller spelutvecklare. Teknik handlar inte bara om maskiner och datorer – det handlar om att skapa, lösa problem och göra världen bättre.
Det är viktigt att komma ihåg att teknik inte är för svårt för någon. Alla kan lära sig att förstå och använda teknik. Du behöver bara börja med små steg – testa, fråga om hjälp och upptäck hur teknik kan öppna dörrar till nya idéer och möjligheter.
Med hjälp av den här boken kommer du att:
· Bygga och testa egna projekt, som en bil som drivs av en elmotor!
· Utforska hur tekniska system fungerar och skapa ritningar och ta fram en modell av en framtida stad!
· Fundera på hållbara lösningar som gör världen bättre, till exempel genom att bygga ett miniväxthus!
Även om något verkar svårt i början kan det bli enklare och roligare när du väl provar. Våga testa och upptäck nya saker – kanske hittar du en talang eller ett intresse du inte visste att du hade. Teknik handlar om framtiden, och framtiden är din.
Lycka till!
Välkommen till Teknik för högstadiet, en lärobok skapad med fokus på både teori men framförallt praktik. Innehållet i boken är resultatet av flera års erfarenhet av undervisning i teknikämnet med högstadieelever. Det som gör denna bok unik jämfört med traditionella läroböcker är det starka fokuset på instuderingsuppgifter, gruppövningar och praktiska projektuppgifter. Här får eleverna inte bara lära sig teorin utan också omsätta den i verkliga, kreativa och engagerande lösningar.
Varje kapitel kombinerar teoretiska genomgångar med instuderingsfrågor, gruppuppgifter, diskussionsfrågor och praktiska projekt som ger eleverna möjlighet att omsätta sina kunskaper i verkliga lösningar. Teorin lämpar sig väl för interaktiv katederundervisning, där diskussioner och dialog förstärker förståelsen. De praktiska projektuppgifterna får däremot gärna i huvudsak vara elevstyrda, vilket ger eleverna möjlighet att ta ansvar, utforska sina idéer och använda sin kreativitet.
Varje arbetsmoment examineras med fördel på två sätt:
1) Ett skriftligt prov, där eleverna får visa sina kunskaper inom kapitlets teoretiska innehåll.
2) Ett större praktiskt projekt, där eleverna bygger, designar eller skapar något utifrån sin förståelse av teorin. Projekten brukar väcka stort engagemang och glädje, och de erbjuder en chans att inkludera alla elever.
Innehållet i boken täcker det centrala innehållet i teknikämnet enligt Lgr22. Kapitlen är strukturerade för att följa en tydlig progression. Ett beprövat sätt att jobba med läromedlet är:
· Årskurs 7: Skiss- och ritteknik, Produktutveckling och Hållfasthet, material och konstruktion
· Årskurs 8: Teknisk utveckling och Tekniska system
· Årskurs 9: IT och Teknik och hållbarhet
Teknik är ett ämne där elever får tänka fritt, lösa problem och förstå hur världen fungerar. Det är också ett ämne där alla elever, oavsett bakgrund, kan bidra och känna sig delaktiga. Med denna bok hoppas jag att du som lärare ska ha ett verktyg som både gör teknikundervisningen rolig och meningsfull.
Tack för att du låter boken bli en del av din undervisning –
och lycka till med att inspirera nästa generation av innovatörer!
När du har en idé på något nytt, hur förklarar du den för andra? Att kunna skissa och göra tekniska ritningar är avgörande inom tekniken eftersom det hjälper dig att förvandla tankar till tydliga bilder som andra kan förstå. Skisser och ritningar används för att planera, testa och tillverka produkter – från små detaljer till stora byggprojekt.
En skiss är en enkel teckning som visar din idé utan att behöva vara perfekt. Här är några tips för att komma igång:
· Använd enkla former: Börja med cirklar, kvadrater och linjer för att bygga upp din skiss.
· Håll det enkelt: Du behöver inte rita alla detaljer, fokus ligger på huvudidéerna.
· Rita flera skisser: Testa olika versioner av din idé för att hitta den bästa lösningen.
· Använd blyerts: Med blyerts kan du sudda och göra om.
· Skriv kommentarer: Förklara viktiga detaljer med korta anteckningar bredvid skissen.
Enpunktsperspektiv är en teknik som används för att skapa djup i en bild. Här konvergerar alla linjer som går i djupet mot en flyktpunkt på horisontlinjen. Denna metod är särskilt användbar när man ser rakt på en yta, som till exempel en vägg:
För att rita:
1) Dra en horisontlinje.
2) Placera en flyktpunkt på horisontlinjen.
3) Skapa objekt som sträcker sig i djupet mot denna punkt.
Tvåpunktsperspektiv används för att skapa en realistisk känsla av djup. Här konvergerar linjer mot två flyktpunkter på horisontlinjen, bäst placerade långt från varandra. Så här kan ett rätblock se ut i tvåpunktsperspektiv:
För att rita:
1) Dra en horisontlinje.
2) Placera två flyktpunkter på horisontlinjen (placera flyktpunkterna så långt ifrån varandra som möjligt).
3) Rita ett objekt och dra linjer mot båda punkterna för att skapa djup och proportion.
Ritteknik handlar om att göra ritningar som visar hur saker ska byggas eller se ut. Ritningar används av ingenjörer, arkitekter och designers för att dela idéer och skapa verkliga saker. Det kan handla om allt från att designa en mobiltelefon till att rita en bro. En bra ritning är som en karta – den visar vägen från idé till färdig produkt.
För att visa ett föremål från alla håll använder vi ofta tre vyer:
1. Frontvy (framifrån): Hur ser objektet ut rakt framifrån?
2. Sidovy (från sidan): Hur ser objektet ut från sidan?
3. Planvy (ovanifrån): Hur ser objektet ut uppifrån?
Vältmetoden är en enkel teknik för att skapa de tre vyerna. Den innebär att du tänker dig att objektet "välts", så att dess olika sidor projiceras (visas). Testa att välta fram de tre vyerna med din egen mobiltelefon!
I ritteknik har olika linjer olika betydelser. Här är några av de viktigaste:
- Heldragen linje = konturlinje
- Streckad linje = skymd kontur
- Punkt-streckad linje = symmetrilinje
För att lättare förstå de olika linjetyperna kan vi ta en titt på en planka som vi borrar ett hål i!
Notera:
·
Den streckade linjen visar skymda konturer som
ligger inne i objektet, i det här fallet kanterna av det borrade hålet.
· Den punktstreckade linjen (symmetrilinjen) visar mitten av hålet.
För att konstruktörer och byggare ska veta exakt hur stort något ska vara, använder vi måttsättning. Måtten skrivs med tunna linjer och siffror som visar bredd, höjd och djup. Det är alltid måttet på det faktiska föremålet som skrivs ut.
Vi gör en teknisk ritning i tre vyer av en tändsticksask och måttsätter den!
Notera:
· Måtten är alltid i mm och man skriver inte ut enheten.
· Måtten sätts bara ut en gång.
·
Måtten skrivs på måttlinjen eller till vänster
om måttlinjen.
·
Pilspetsarna ska vara tunna och ifyllda.
· I den här ritningen räcker det att ange följande mått:
o Bredd 35 mm
o Höjd 55 mm
o Djup 15 mm
Vi måttsätter plankan som är 100 mm bred, 48 mm hög och 25 mm tjock. I plankan har vi borrat ett hål som är 20 mm stort.
Notera:
·
Ange bara exakt så många mått som krävs –
eftersom vi vet att hålet har diametern 20 mm så kan vi räkna ut brädans höjd
till 18 + 20 + 10 = 48 mm. Vi behöver inte skriva ut 48 mm i ritningen,
eftersom vi kan räkna ut det.
·
Diameter föregås av tecknet ø.
·
Vi försöker alltid att avbilda föremål i skala 1:1. Det innebär att föremålet är avbildat i verklig storlek. 1 mm på ritningen är då 1 mm i verkligheten.
Eftersom många objekt är för små eller för stora för att ritas i verklig storlek, används ibland olika skalor för att förstora eller förminska objekt på ritningen.
Vi kan förstora objekt genom att använda skala 2:1, 5:1, 10:1, 20:1, 50:1 eller 100:1. Förstoringar är vanliga när man arbetar med mycket små objekt som behöver visas i detalj. Exempel inkluderar mikromekanik eller elektronik, där små kugghjul eller komponenter kan ritas i skala 5:1. Skala 5:1 innebär att 5 mm på ritningen motsvarar 1 mm i verkligheten. Så här kan ett litet kugghjul i skala 5:1 se ut:
Notera:
· Kugghjulet är uppförstorat 5 gånger.
· Måttet motsvarar föremålets dimensioner i verkligheten, inte på ritningen.
· Detta kugghjul är 9,8 mm i diameter.
· Måtten anges i mm men enheten skrivs inte ut.
Vi kan förminska objekt genom att använda skala 1:2, 1:5, 1:10, 1:20, 1:50 eller 1:100. Till exempel brukar hus ritas i skala 1:100. Skala 1:100 innebär att 1 cm på ritningen motsvarar 100 cm (1 m) i verkligheten. Så här kan en fasadritning av ett hus i skala 1:100 se ut:
Notera:
· Måtten anges i mm men enheten skrivs inte ut.
· Måtten motsvarar föremålets dimensioner i verkligheten, inte på ritningen.
· Detta hus är alltså:
o 12000 mm = 12 m långt
o 5503 mm ≈ 5,5 m från markyta till nock
CAD står för Computer-Aided Design och betyder ”datorstödd design”.
CAD är programvara som används för att skapa ritningar och modeller. Med CAD kan du designa allt från möbler och hus till bilar och prylar – direkt i datorn. Det är som att rita för hand, fast mer exakt och med fler möjligheter. Du kan zooma in för att se detaljer, prova olika material eller testa hur din design fungerar i verkligheten.
CAD används av ingenjörer, arkitekter och designers över hela världen och är en viktig del av modern teknik. Vill du skapa framtidens uppfinningar? Då är CAD ett verktyg för dig!
Bästa sättet att lära sig CAD är att prova sig fram på egen hand. Tre populära och gratis programvaror är:
1) Tinkercad – bäst för små och enkla konstruktioner och föremål, som nyckelringar, lego-bitar eller enklare prototyper. Passar för nybörjare och yngre elever.
2) SketchUp – bäst för större föremål som hus, möbler eller hela stadsdelar. Används ofta inom arkitektur och är lätt att komma igång med.
3) Onshape – professionell programvara för avancerad 3D-modellering, där man kan skapa rörliga delar, samarbeta i molnet och arbeta med måttsatta ritningar.
Med CAD kan du också skapa modeller för 3D-skrivare, vilket öppnar dörren till att skriva ut dina idéer som riktiga, fysiska föremål. Tänk dig att designa ett eget smycke, en reservdel eller en prototyp av en uppfinning – och sedan hålla den i din hand. Kombinationen av CAD och 3D-skrivare gör det möjligt att snabbt gå från idé till verklighet!
CAD
(Computer-Aided Design)
Programvara som används för att skapa ritningar och 3D-modeller på datorn.
Enpunktsperspektiv
Ett sätt att rita bilder med djup, där alla linjer går mot en gemensam
flyktpunkt.
Flyktpunkt
Den punkt på horisontlinjen som linjer i perspektivteckningar dras mot för att
skapa djup.
Linjer
(ritteknik)
Olika typer av linjer i tekniska ritningar – till exempel heldragen (kontur),
streckad (skymd) och punkt-streckad (symmetri).
Måttsättning
Att ange hur stort något är i en ritning, med hjälp av måttlinjer och siffror
(oftast mm).
Planvy
En vy rakt uppifrån som visar hur ett objekt ser ut ovanifrån.
Skala
Förhållandet mellan storleken på ritningen och den verkliga storleken, till
exempel 1:1 eller 1:100.
Skiss
En enkel och snabb teckning som visar en idé, utan att vara exakt eller
detaljerad.
Standard
(ritteknik)
Regler och symboler som används för att alla ritningar ska se lika ut och kunna
förstås överallt.
Tvåpunktsperspektiv
Ett sätt att rita bilder med djup, där linjer går mot två olika flyktpunkter på
horisontlinjen.
Vy (ritning)
Ett sätt att visa olika sidor av ett objekt – till exempel framifrån (frontvy),
från sidan (sidovy) och uppifrån (planvy).
Vältmetoden
En teknik där man tänker sig att ett föremål välts för att få fram dess olika
vyer i en ritning.
1. Varför är det viktigt att kunna skissa och rita tekniska ritningar inom tekniken?
2. Nämn tre tips för att komma igång med att skapa en enkel skiss.
3. Vad är en flyktpunkt, och hur används den i enpunktsperspektiv?
4. Vad innebär vältmetoden, och hur kan den användas för att skapa de tre vyerna?
5. Vilka är de tre vanligaste linjetyperna som används i ritteknik, och vad visar de?
6. Ange tre regler som bör följas när man sätter ut mått på en ritning?
7. Ge exempel på en förstorande skala!
8. Ge exempel på en förminskande skala!
9. Om en ritning av ett hus är i skala 1:100, vad betyder det?
· Diskussionsfråga: Är det alltid viktigt att börja med en skiss, eller kan man hoppa direkt till en teknisk ritning?
· Gruppövning: Designa ett enkelt föremål som en stol, först med en snabb skiss och sedan direkt som en detaljerad ritning. Jämför resultaten och diskutera fördelar/nackdelar.
·
Diskussionsfråga: Varför behövs olika
antal vyer för olika föremål? Ge exempel på när en vy räcker och när fler
krävs. Är sex vyer någonsin nödvändigt?
·
Gruppövning: Hitta tre olika objekt i
klassrummet som kräver olika många vyer för att avbildas på ett korrekt sätt.
Gör frihandsskisser på föremålen i det antal vyer som krävs. Presentera era
resultat inför klassen.
· Diskussionsfråga: Kommer vi alltid behöva kunna rita för hand, eller är digitala verktyg som CAD framtiden?
· Gruppövning: Skissa på en idé för hand och skapa därefter samma design digitalt i till exempel Tinkercad, SketchUp eller Onshape. Diskutera vilken metod som kändes mest intuitiv och varför.
Rita en stadsmiljö för hand med hjälp av enpunktsperspektiv!
Rita en stadsmiljö för hand med två korsande gator och hus med hjälp av tvåpunktsperspektiv!
Du ska rita en bil
med hjälp av tvåpunktsperspektiv. Börja
med en enkel låda i perspektiv. Tänk dig att bilen ska få plats inuti lådan –
det är din grundform.
·
Använd två
flyktpunkter ute i bildens sidor för att skapa rätt vinkel.
·
Rita först
med lätta streck, så att du kan justera formerna under arbetets gång.
· Gör en skiss av en tändsticksask med hjälp av tvåpunktsperspektiv!
· Gör en teknisk ritning av en tändsticksask. Använd tre vyer, skala 1:1 och måttsätt ritningen.
Gör en teknisk ritning i tre vyer av nedanstående föremål.
Använd:
· Tre vyer
· Skala 1:1
·
Måttsättning
Gör en teknisk ritning i tre vyer av nedanstående föremål.
Använd:
· Tre vyer
· Skala 1:1
·
Måttsättning
Gör en teknisk ritning i tre vyer av nedanstående föremål.
Använd:
· Tre vyer
· Skala 1:1
·
Måttsättning
Rita upp planlösningen för ditt hus eller din lägenhet i skala 1:100. Använd måttband eller tumstock för att mäta upp alla avstånd i ditt hem. Kom ihåg att 1 cm på ritningen motsvarar 100 cm i verkligheten.
Använd valfri CAD-programvara (till exempel Room Sketcher) för att designa din drömlägenhet.
Använd CAD-programvara som Tinkercad eller Onshape och gör digitala modeller av föremålen i projektuppgift 4, 5 och 6. Har du tillgång till en 3D-skrivare kan du skriva ut modellerna också!
Har du någonsin tänkt att något kunde vara enklare, smartare eller roligare att använda? Produktutveckling är processen där sådana idéer blir verkliga – från att hitta ett problem till att skapa en lösning!
Det kan handla om att skapa något helt nytt, som en innovativ apparat, eller att förbättra något som redan finns, till exempel en förpackning eller ett verktyg. I grunden handlar det om att lösa ett problem eller uppfylla ett behov på ett smart och användbart sätt.
Produktutveckling följer ofta en tydlig arbetsprocess som består av följande steg:
· Steg 1: Identifiera behovet
· Steg 2: Ta fram idéer
· Steg 3: Bygga och testa prototyper
· Steg 4: Tillverka produkten
Låt oss gå igenom ett steg i taget!
Det första steget i produktutveckling är att förstå vad som behövs och varför. Det handlar om att hitta ett problem som behöver lösas eller ett behov som kan tillfredsställas. För att göra detta kan du samla information genom att observera, ställa frågor eller undersöka vad som saknas i vardagen.
Så här kan du identifiera ett behov:
1. Titta omkring dig: Finns det något i din vardag som är krångligt, tidskrävande eller onödigt svårt?
2. Fråga andra: Vad tycker de är jobbigt eller skulle vilja ha hjälp med?
3. Studera trender: Vad används mycket just nu, och hur kan det förbättras?
Exempel: Om du märker att många har svårt att hålla mobiltelefonen stabil när de tittar på film, kan det inspirera till en idé om ett praktiskt och användarvänligt mobilställ.
Tips för att komma igång:
· Dokumentera allt du märker – små problem kan bli stora idéer.
· Tänk på vem som skulle använda lösningen och hur den skulle hjälpa dem.
· Fokusera på enkla problem som är tydliga och lätta att förstå.
Att identifiera behovet är som att lägga grunden för resten av produktutvecklingen – ju tydligare du vet vad du vill lösa, desto bättre blir resultatet!
Det här steget handlar om att vara kreativ och komma på lösningar som kan lösa behovet. Börja med att brainstorma – skriv och rita ner alla idéer, oavsett om de verkar bra eller dåliga. Ju fler idéer, desto bättre! Sedan kan du välja ut de bästa för att arbeta vidare med.
Tips för att få fram bra idéer:
· Tänk på hur liknande problem har lösts tidigare.
· Använd skisser eller ritningar för att visualisera dina idéer.
· Prata med andra och fråga vad de tycker – ibland får man nya perspektiv.
Exempel: Om behovet är en vattenflaska som håller vattnet kallt längre, kan idéerna vara att använda isolerande material eller att designa en speciell form som håller kylan bättre.
När du har en idé är nästa steg att göra den verklig genom att bygga en prototyp. En prototyp är en enkel version av din produkt som du kan använda för att testa om den fungerar som tänkt.
Varför bygga en prototyp?
· För att se om idén fungerar i verkligheten.
· För att upptäcka problem och förbättra lösningen.
· För att få feedback från andra.
Hur gör man?
· Använd enkla material, som kartong, plast eller LEGO, för att snabbt skapa en modell.
· Du kan också göra en enkel digital prototyp i till exempel Tinkercad, SketchUp eller Onshape!
· Testa prototypen – fungerar den som du tänkte? Fråga användare!
· Gör förbättringar och testa igen tills du och användarna är nöjda.
Exempel: Om du vill designa en ny typ av väska kan du först bygga en prototyp av papper eller tyg för att prova storlek, form och funktion!
När prototypen är testad och förbättrad är det dags att tillverka den riktiga produkten. Det innebär att skapa en färdig version som fungerar och ser ut precis som du tänkt.
Vad innebär tillverkning?
· Välj material: Bestäm vilka material som passar bäst för din produkt – ska den vara hållbar, lätt eller billig att göra?
· Använd rätt verktyg: Det kan vara allt från handverktyg till maskiner eller 3D-skrivare.
· Tillverka flera: Om produkten ska säljas behöver du kanske göra flera kopior på en fabrik. Detta kallas massproduktion.
Exempel: Om din idé är en tygkasse som kan ersätta plastpåsar, börjar tillverkningen med att välja ett hållbart och slitstarkt material, som återvunnen bomull. Därefter används maskiner för att klippa och sy ihop tyget till en kasse. För att göra den mer personlig eller användbar kan tryckmaskiner användas för att lägga till en logotyp eller design. När den första tygkassen är färdig och testad för hållbarhet och funktion, produceras många likadana kassar i en fabrik. Dessa skickas sedan ut till butiker eller används vid kampanjer för att främja hållbara alternativ till plastpåsar.
Efter att en produkt har sålts kommer den att användas. För miljön är det bra om produkten kan användas så länge som möjligt, eftersom man då inte behöver tillverka nya produkter. På så sätt kan man minska på resurs- och energianvändningen.
När en produkt är för gammal eller trasig behöver den tas om hand på ett hållbart sätt – detta kallas avveckling. Avvecklingen är den sista delen av produktens livscykel, och här används avfallstrappan för att minimera miljöpåverkan.
Så här fungerar avfallstrappan vid avveckling:
1. Minimera: Försök att minska avfallet genom att designa hållbara produkter redan från början.
2. Återanvända: Om produkten fortfarande fungerar kan den repareras, säljas eller ges bort.
3. Materialåtervinna: När produkten inte längre går att använda återvinns materialen, som metaller och plast.
4. Energiåtervinna: Material som inte kan materialåtervinnas bränns för att skapa energi.
5. Deponera: Det sista alternativet är att lägga avfallet på en soptipp, vilket undviks om möjligt.
Hur skapas en förpackning som är både funktionell och miljövänlig? Här är processen steg för steg!
1. Identifiera behovet: Ett företag vill minska plastanvändningen och vill utveckla en hållbar förpackning som skyddar produkten och är lätt att återvinna.
2. Ta fram idéer: Designteamet brainstormar och testar idéer, exempelvis användning av starkt papper och enkel återvinning. Enkel återvinning kan innebära att produkten endast består av ett material.
3. Bygg och testa prototyper: Prototyper byggs och testas för att säkerställa hållbarhet, användarvänlighet och skydd av innehållet. Designen justeras tills förpackningen fungerar optimalt.
4. Tillverka produkten: Processen börjar med hållbart framställda råvaror, oftast trä från ansvarsfullt skogsbruk. Träet flisas och bearbetas sedan till pappersmassa genom att kokas med kemikalier som bryter ner träfibrerna. Därefter pressas och torkas pappersmassan till ark av starkt och hållbart papper. Slutligen formas papperet till förpackningar. Förpackningarna produceras i stora mängder och levereras till återförsäljare, som sedan säljer produkterna vidare till kunder.
Därefter används förpackningen. Innan förpackningen återvinns kan den ges flera liv genom att till exempel återanvändas för andra ändamål, som förvaring eller kanske som odlingskärl?
När förpackningen slutligen är uttjänt återvinns den i pappersåtervinning eller bränns för energi, vilket följer avfallstrappan genom att prioritera återanvändning och materialåtervinning framför energiåtervinning.
Avfallstrappan
En modell för hur avfall bör hanteras för att påverka miljön så lite som
möjligt – från att minska avfall till att återvinna eller deponera.
Avveckling
Den sista delen av en produkts livscykel – när den tas ur bruk och hanteras på
ett miljövänligt sätt.
Brainstorming
En kreativ metod där man snabbt kommer på många idéer utan att bedöma dem
direkt.
Livscykel
En produkts hela "liv" – från idé och tillverkning till användning
och avveckling. En livscykel består av:
1. Identifiera behov
2. Ta fram idéer
3. Bygga och testa prototyper
4. Tillverka produkten
5. Använda produkten
6. Avveckla produkten
Massproduktion
När man tillverkar många likadana produkter, ofta med hjälp av maskiner i en
fabrik.
Materialåtervinning
När materialen i en uttjänt produkt återvinns och används igen, till exempel
plast eller metall.
Prototyp
En enkel testversion av en produkt som används för att prova idéer innan den
riktiga produkten tillverkas.
Produktutveckling
Processen där man tar fram nya produkter eller förbättrar gamla – identifiera
behov, ta fram idé, bygga och testa prototyper, tillverka produkten.
Tillverkning
Steget i produktutvecklingen där den färdiga produkten byggs med hjälp av rätt
material och verktyg.
Återanvändning
När en produkt används flera gånger, antingen av samma person eller av någon
annan.
1. Vad är produktutveckling?
2. Vilka är de fyra stegen i produktutvecklingsprocessen?
3. Varför är det viktigt att identifiera behovet innan du påbörjar produktutveckling?
4. Kom på två sätt att identifiera ett behov i vardagen.
5. Varför är det viktigt att dokumentera problem du upptäcker i vardagen?
6. Vad betyder det att studera trender i produktutveckling?
7. Vad innebär brainstorming?
8. Hur kan skisser hjälpa dig när du tar fram idéer?
9. Vad är en prototyp?
10. Varför är det viktigt att testa en prototyp innan produkten tillverkas?
11. Ge två exempel på material som kan användas för att bygga en enkel prototyp.
12. Vad ska du tänka på när du väljer material för en produkt?
13. Hur kan digitala verktyg som Tinkercad användas i produktutveckling?
14. Vad är avfallstrappan?
15. Vilka steg ingår i avfallstrappan?
16. Varför är återanvändning bättre än materialåtervinning enligt avfallstrappan?
17. Ge ett exempel på en produkt som kan designas för att vara enkel att återvinna.
18. Vad händer i slutet av en produkts livscykel?
19. Hur kan produktutveckling bidra till att skapa mer hållbara produkter?
· Diskussionsfråga: Vilka saker i vardagen eller skolan tycker ni är onödigt krångliga, tråkiga eller störiga? Vilka problem skulle ni helst vilja slippa?
· Gruppövning: Välj ett problem ni vill lösa. Gör först en snabb lista på möjliga idéer – och tänk fritt! Välj sedan en idé och gör en skiss. Tänk på hur den skulle användas, vem som har nytta av den och om den går att tillverka. Presentera er idé för klassen.
· Diskussionsfråga: Hur kan vi tänka mer hållbart när vi utvecklar produkter? Tänk på något du använder varje dag – till exempel en vattenflaska. Finns det ett sätt att göra den mer miljövänlig? Vad skulle du ändra på?
· Gruppövning: Jämför två produkter, till exempel en plastflaska och en vattenflaska i metall. Fundera på vilka fördelar och nackdelar de har ur ett miljöperspektiv. Diskutera i gruppen och skriv ner era tankar. Presentera sedan era slutsatser för klassen.
· Diskussionsfråga: Hur kan vi använda avfallstrappan för att skapa mer hållbara produkter? Hur kan ni som användare hjälpa till att minska avfall?
· Gruppövning: Välj en produkt, till exempel en gammal mobiltelefon. Fundera på hur produkten kan förbättras så att den blir mer hållbar. Följ stegen i avfallstrappan och ge konkreta förslag. Presentera era idéer för klassen.
·
Har du någonsin tänkt på hur platta ritningar kan förvandlas till tredimensionella objekt? Nu får du chansen att testa! Vi har två olika 2D-ritningar som kan vikas ihop till spännande 3D-former. Din uppgift är att lista ut vad de kommer att bli.
Kopiera ritningarna på papper (du hittar stora bilder längst bak i boken), klipp ut och vik ihop dem – och se om din gissning stämmer!
Skapa därefter egna spännande ritningar som kan vikas ihop till nya former!
Det kom ett brev...
Hej!
Vi på musikfestivalen PulsFest behöver er hjälp! Ni är
framtidens designers och har koll på vad som är coolt och praktiskt. Vi vill
att ni skapar en dryckesförpackning som inte bara är funktionell, utan också
blir PulsFests signatur. Förpackningen ska sticka ut, vara hållbar och passa in
i vår festival med puls och färg. Vi litar på att kan skapa något unikt och
grymt!
Kravspecifikation:
· Förpackningen ska gå att vika från en 2D-mall till en 3D-form.
· Förpackningen ska tillverkas av papper eller kartong.
· Förpackningen ska rymma exakt 3-4 dl.
· Förpackningen måste ha ett lock som förhindrar spill.
· Designen ska bli festivalens signatur och dra blickarna till sig.
Så här gör du/ni:
1. Brainstorming: Diskutera idéer för en perfekt dryckesförpackning för PulsFest. Hur kan den sticka ut och representera festivalens puls?
2. Skisser: Rita minst tre olika förslag. Tänk kreativt – våga testa annorlunda former och funktioner!
3. Välj den bästa: Välj det förslag som bäst uppfyller kravspecifikationen och känns mest unikt.
4. Bygg en prototyp: Tillverka förpackningen i papper eller kartong och testa den. Kontrollera att den håller ihop och rymmer 3-4 dl.
5. Teknisk ritning: Skapa en teknisk ritning i tre vyer (framifrån, ovanifrån, sidan) med exakta mått i mm.
6. Digital modell: Skapa en digital 3D-modell i ett program som Tinkercad, SketchUp eller Onshape. Gör designen snygg och verklighetstrogen. Har du tillgång till en 3D-skrivare kan du printa din förpackning!
Målet: Skapa en dryckesförpackning som är lika häftig och minnesvärd som själva festivalen - en förpackning som folk vill spara och snacka om!
Festivalen räknar med er – låt kreativiteten flöda!
Varje byggnad, bro och maskin börjar med en idé. Genom att välja rätt material och en hållfast design kan du skapa en lätt och stark konstruktion. Detta kapitel lär dig om hållfasthet, hur olika material fungerar, hur de klarar tryck och drag, och hur smarta konstruktioner gör det möjligt att bygga allt från små föremål till stora broar.
Hållfasthet handlar om hur starkt ett material eller en konstruktion är och hur väl det kan stå emot olika krafter utan att gå sönder. Tänk på stolen du sitter på – varför knäcks den inte när du sitter på den? Det är för att materialen och formen i konstruktionen har anpassats för att klara av de krafter som påverkar stolen.
För att förstå hållfasthet behöver vi först känna till de olika krafter som påverkar material och konstruktioner.
·
Tryckkrafter
o Tryckkrafter pressar ihop ett material.
o Exempel: Vissa material, som betong, klarar tryckkrafter väldigt bra och används därför i pelare och fundament.
·
Dragkrafter
o Dragkrafter drar isär ett material.
o Exempel: Material som stål är starka i drag och används ofta i vajrar och kablar, till exempel i en hiss.
·
Böjkrafter
o Böjkrafter uppstår när ett material böjs. Då utsätts materialet för både tryck och drag samtidigt - den övre delen av materialet trycks ihop, medan den nedre delen dras isär.
o Exempel: En bräda som böjer sig när någon går över den utsätts för en böjkraft.
Alla material har olika egenskaper som avgör hur de kan användas. Om vi ska bygga en bro, en mobiltelefon eller ett par skor behöver vi veta vilka material som är starka, lätta och hållbara. Genom att förstå materialens egenskaper kan vi välja rätt material för rätt uppgift och skapa tekniska lösningar som är både funktionella och hållbara.
·
Draghållfasthet
o Förmågan att stå emot krafter som drar isär materialet.
o Exempel: Stål har hög draghållfasthet och används i vajrar och hängbroar. Plast har lägre draghållfasthet och kan lätt gå sönder om det sträcks för mycket.
·
Tryckhållfasthet
o Förmågan att stå emot krafter som trycker ihop materialet.
o Exempel: Betong klarar höga tryckkrafter och används i pelare och fundament, medan skumplast är mindre tryckstarkt och deformeras lätt under belastning.
·
Sträckgräns
o Sträckgränsen är den maximala dragspänning som ett material kan utsättas för utan att deformeras (ändrar form) permanent.
o Exempel: Stål har en hög sträckgräns och kan utsättas för stora krafter utan att deformeras. En gummisnodd har en låg sträckgräns och deformeras snabbt.
·
Brottgräns
o Brottgränsen är den maximala dragspänning som ett material kan tåla innan det går sönder.
o Exempel: Kolfiber har en mycket hög brottgräns, vilket gör det idealiskt för sportutrustning och flygplan. Glas har låg brottgräns, vilket innebär att det spricker lätt om det utsätts för dragkrafter.
·
Hårdhet
o Hur väl materialet tål repor och intryckningar.
o Exempel: Lera är ett mjukt och formbart material som är lätt att arbeta med. När man bränner lera i en ugn blir den hård och hållbar, som i keramik eller tegel.
·
Elasticitet
o Förmågan att deformeras och återgå till sin ursprungliga form.
o Exempel: Gummi är mycket elastiskt och används i stötdämpare och gummiband. Keramik, som en tallrik, har låg elasticitet och kan alltså inte sträckas ut utan att gå sönder.
·
Plasticitet
o Plasticitet beskriver ett materials förmåga att permanent deformeras (ändra form) utan att gå sönder när det utsätts för krafter.
o Exempel: Metaller som koppar och aluminium har hög plasticitet och kan formas till tunna plåtar eller trådar.
·
Densitet
o Densitet beskriver hur tungt ett material är i förhållande till sin storlek (massa per volym).
o Exempel: Aluminium har låg densitet (2700 kg/m3) och används i flygplan som måste vara lätta. Järn har högre densitet (7900 kg/m3) och används där tyngd och styrka behövs, som i maskindelar.
·
Värmeledningsförmåga
o Hur väl materialet leder värme.
o Exempel: Koppar leder värme bra och används till exempel i kastruller. Plast leder värme dåligt och används som isolering.
·
Korrosionsbeständighet
o Förmågan att stå emot rost och kemisk påverkan.
o Exempel: Rostfritt stål används i kök eftersom det inte rostar, medan obehandlat järn snabbt rostar i fuktig miljö.
·
Slitstyrka/beständighet
o Hur väl materialet tål nötning och slitage.
o Exempel: Textilier med hög slitstyrka används i arbetskläder, medan papper snabbt slits vid nötning.
Nedan följer beskrivningar av några av de vanligaste materialen, deras egenskaper och användning.
Metaller är material med hög hållfasthet, god formbarhet och god förmåga att leda elektricitet och värme. De är viktiga i allt från byggnader och fordon till elektronik och verktyg. Metaller kan blandas och kallas då för en legering. Vi legerar metaller för att förbättra deras egenskaper. Metaller kan också materialåtervinnas, vilket sparar energi.
Järn har använts sedan järnåldern för att skapa verktyg och vapen och revolutionerade byggandet under industrialismen. Det utvinns ur järnmalm och smälts i masugnar, för att sedan bearbetas till smidesjärn eller stål. Järn är starkt och magnetiskt men tungt och rostkänsligt om det inte skyddas. Det används i byggnader, maskiner, verktyg och järnvägar. Järn är enkelt att återvinna. Vid grön stålproduktion planerar man att använda vätgas istället för fossila bränslen, vilket minskar stålets klimatpåverkan.
Stål började tillverkas i större skala under 1800-talet och är idag en av de mest betydelsefulla metallerna i samhället. Det tillverkas genom att blanda järn med kol, och ibland även med andra metaller som krom för att göra det rostfritt. Stål har hög drag- och tryckhållfasthet, vilket gör det perfekt för broar, skyskrapor, fordon och verktyg. Rostfritt stål är mycket tåligt, medan vanligt stål kan rosta. Stål är återvinningsbart men energikrävande att framställa.
Aluminium började produceras industriellt på 1800-talet och blev populärt under 1900-talet. Det utvinns ur bergarten bauxit och renas genom elektrolys. Tillverkningen kräver mycket energi. Aluminium är lätt, starkt och motståndskraftigt mot korrosion (rost), vilket gör det idealiskt för flygplan, bilar, byggnader och förpackningar. Aluminium tål rost och väderpåverkan och är lätt att återvinna. Att återvinna aluminium sparar upp till 95 % energi jämfört med att tillverka nytt aluminium från bauxit. Aluminiumproduktion i framtiden kan bli mer hållbar genom ökad återvinning och användning av förnybar energi vid framställning.
Koppar är ett av de äldsta materialen och användes redan under bronsåldern för 5000 år sedan. Det utvinns ur malm och renas genom elektrolys. Koppar är mjuk, formbar och en utmärkt elektrisk ledare, vilket gör den viktig för elektriska ledningar, takmaterial, rör och mynt. Koppar bildar ett skyddande hölje som skyddar mot korrosion men påverkas av syror och vissa kemikalier. Det är lätt att återvinna och har låg miljöpåverkan vid återanvändning. Koppar är avgörande för elektrifiering och förnybar energi i framtiden.
Titan började användas under 1900-talet, särskilt inom flygindustrin. Det utvinns ur titandioxid och bearbetas i flera steg för att omvandlas till metall. Titan är lätt, starkt och mycket motståndskraftigt mot korrosion och kemikalier. Det används i flygplan, medicinska implantat och sportutrustning. Även om det är energiintensivt att producera är det återvinningsbart. Titan har stor framtidspotential inom medicin, rymdteknik och andra avancerade områden – särskilt om vi blir bättre på att återvinna det och använda energismarta tillverkningsmetoder.
Keramer är oorganiska och icke-metalliska material som är hårda, värmetåliga och ofta spröda. De används i allt från byggmaterial till avancerade tekniska tillämpningar. Keramer är ofta mycket beständiga (tåliga) mot höga temperaturer och kemiska angrepp.
Tegel är ett av de äldsta byggnadsmaterialen och har använts i tusentals år, från Mesopotamiens tidiga civilisationer till dagens byggnader. Det tillverkas genom att lera formas till block och bränns i ugnar vid höga temperaturer för att härdas (göras hårt). Tegel är mycket hållfast i tryck och tåligt mot både väder och temperaturförändringar, vilket gör det idealiskt för byggnader, murverk och fasader. Materialet tål fukt och eld men kan vittra (brytas ner) med tiden. Även om tegel tillverkas av naturliga råvaror kräver bränningsprocessen mycket energi. Framtidens tegel fokuserar på energisnåla tillverkningsmetoder för att minska miljöpåverkan.
Betong har använts som byggnadsmaterial sedan romartiden för cirka 2000 år sedan, då kallad opus caementicium. Den moderna betongen utvecklades på 1800-talet och består av en blandning av cement, vatten, sand och grus som härdar till en solid (fast) form. Betong är mycket stark i tryck men svag i drag, vilket gör att den ofta kombineras med armering av stål. Den används i fundament, pelare, broar och vägar. Materialet är tåligt mot fukt och eld men kan spricka vid frost. Cementproduktionen, som är en viktig del av betongen, bidrar till stora koldioxidutsläpp, men betong kan återvinnas som fyllnadsmaterial. Framtiden för betong innefattar utveckling av koldioxidsnåla och självlagande varianter för att öka dess hållbarhet.
Glas har använts i över 3000 år, först för smycken och senare som flaskor, kärl och fönster. Under 1900-talet utvecklades den moderna glasproduktionen, där sand, soda och kalk smälts vid höga temperaturer och formas till olika produkter. Glas är transparent (genomskinligt), hårt men sprött. Glas används bland annat i fönster, elektronik, dryckesglas, förpackningar, fordon och teknisk utrustning som linser och fiberoptik. Materialet är beständigt mot fukt och UV-strålning men kan lätt skadas av slag. Glas är återvinningsbart och kan användas om och om igen, även om tillverkningen kräver mycket energi. Framtidens glas utvecklas för att bli flexibelt och självreparerande, till exempel för att användas i böjbara mobilskärmar eller fönster som kan laga små sprickor av sig själva.
Polymerer är organiska material som består av långa kedjor av molekyler. De är lätta och formbara och kan vara både naturliga (till exempel gummi) och syntetiska (till exempel plast). Polymerer används överallt i vår vardag, från förpackningar till medicinsk utrustning.
Plast började tillverkas i slutet av 1800-talet och fick stort genomslag under 1900-talet som ett mångsidigt material. Det tillverkas genom polymerisation (kemisk process där små molekyler slås ihop till långa kedjor) av kolväten som hämtas från olja eller biobaserade råvaror. Plast är lätt, formbart och har varierande hållfasthet beroende på typ, vilket gör det användbart inom en rad områden som förpackningar, elektronik och byggmaterial. Det är tåligt mot fukt och vissa kemikalier, men bryts ner mycket långsamt, vilket skapar stora miljöproblem om det inte återvinns. Bioplaster, som är tillverkade av förnybara resurser, är ett mer hållbart alternativ. Framtidens plast fokuserar på nedbrytbara och biobaserade varianter för att minska miljöpåverkan.
Gummi har använts i naturlig form i århundraden, medan syntetiskt gummi utvecklades under 1900-talet. Naturligt gummi utvinns från gummiträden, medan syntetiskt gummi tillverkas av polymerer som butadien (ett kolväte). Gummi är mycket elastiskt, slitstarkt och tåligt mot friktion, vilket gör det idealiskt för produkter som bildäck, tätningar och stötdämpare. Materialet åldras långsamt men kan spricka vid långvarig UV-exponering (solljus). Naturligt gummi är förnybart och därmed mer miljövänligt, medan syntetiskt gummi har högre miljöpåverkan eftersom det tillverkas av olja, ett fossilt bränsle, och inte bryts ner lika lätt i naturen. Forskare och tillverkare arbetar för att ta fram gummimaterial som är mer miljövänliga, till exempel genom att minska användningen av fossil råvara och göra det lättare att återvinna gamla gummiprodukter.
Kompositer kombinerar två eller fler material för att få önskade egenskaper. De används där styrka, låg vikt eller korrosionsbeständighet behövs.
Armerad betong introducerades på 1800-talet för att kombinera betongens höga tryckhållfasthet med stålets draghållfasthet. Det tillverkas genom att gjuta betong runt armeringsjärn, vilket förstärker konstruktionen. Armerad betong är mycket stark i både tryck och drag och är tålig mot väder och temperaturförändringar. Den används i broar, höghus, tunnlar och fundament. Materialet tål fukt och frost bättre än vanlig betong, men armeringen kan rosta om den inte skyddas ordentligt. Även om betongproduktionen har hög klimatpåverkan, är materialet delvis återvinningsbart som fyllnadsmaterial. Framtiden ligger i utvecklingen av miljövänligare betong och förbättrade armeringstekniker för längre livslängd.
Kolfiber utvecklades på 1960-talet för flygindustrin och har sedan dess blivit ett viktigt material i många högteknologiska tillämpningar. Det tillverkas genom att polymerer upphettas till mycket höga temperaturer, vilket skapar tunna, starka koltrådar. Koltrådarna bäddas sedan in i plast och det nya ämnet kallas för kolfiber. Kolfiber är extremt starkt och lätt, vilket gör det idealiskt för flygplan, bilar och sportutrustning. Materialet är mycket tåligt mot korrosion men kan spricka vid stötar. Återvinning är fortfarande en utmaning, men forskning pågår för att förbättra detta. I framtiden väntas kolfiber användas mer i fordon för att minska vikt och energiförbrukning.
Glasfiber började användas kommersiellt under 1900-talet och tillverkas genom att tunna glasfibrer kombineras med plast för att skapa ett starkt kompositmaterial. Glasfiber är lätt, starkt och korrosionsbeständigt, vilket gör det användbart i båtar, sportutrustning och byggmaterial. Materialet tål både fukt och UV-strålning väl, men plastdelen gör återvinning svårt. Glasfiber är billigare och mindre stark än kolfiber, medan kolfiber är starkare, styvare och dyrare. Forskning kring glasfiber fokuserar på att ersätta plasten i kompositen med biobaserade material och att utveckla metoder för att återvinna glasfiber mer effektivt.
Naturbaserade material är material som hämtas direkt från naturen och bearbetas minimalt. De är ofta biologiskt nedbrytbara och används både i äldre hantverk, som korgar och rep, och i moderna produkter som bioplast och förpackningar.
Trä är ett av de äldsta materialen och har använts i tusentals år för byggnader, verktyg och som bränsle. Det bearbetas genom sågning, hyvling och ibland impregnering för att förbättra hållbarheten. Trä är lätt och hållfast i drag och böjning men känsligt för fukt och temperaturförändringar. Trä används till många saker – till exempel hus, möbler, golv, papper och kartong. Utan behandling är det känsligt för röta och insektsangrepp. Trä är förnybart och biologiskt nedbrytbart. I framtiden förväntas trä användas ännu mer i moderna höghus, där det ersätter betong och stål, samt i biobaserade produkter som förpackningar och textilier. Tänk dig ett par byxor tillverkade av trä!
Papper uppfanns i Kina för cirka 2 000 år sedan och började tillverkas industriellt under 1800-talet. Det tillverkas av cellulosa från trä eller andra växter som blandas med vatten och pressas till tunna ark. Papper är lätt och formbart men svagt och känsligt för fukt. Det används främst för böcker, förpackningar och dekorationer. Materialet bryts snabbt ner vid fukt och nötning, men det är både återvinningsbart och biologiskt nedbrytbart. För att minska miljöpåverkan satsar man på att använda mer återvunnet papper istället för att tillverka nytt från trä. Papper kan återvinnas upp till 5–7 gånger innan fibrerna blir för korta och svaga för att användas igen. Efter varje återvinningsomgång slits cellulosafibrerna, och till slut behövs nya, starka fibrer (ofta kallade jungfrufibrer) blandas in för att hålla kvaliteten uppe.
Kartong utvecklades under 1800-talet som en starkare version av papper och tillverkas på liknande sätt, men med tjockare lager. Kartong är styvt och tåligare än papper, vilket gör det idealiskt för förpackningar, lådor och skyltar. Trots sin styrka är det känsligt för vatten och fukt. Kartong är både biologiskt nedbrytbart och återvinningsbart, och framtidens fokus ligger på hållbarare tillverkning och återanvändning.
Textil har använts i tusentals år, med naturliga fibrer som ull, lin och bomull, medan syntetiska textilier började tillverkas under 1900-talet. Naturliga fibrer spinns till garn och vävs till tyg, medan syntetiska fibrer skapas kemiskt. Egenskaperna varierar stort beroende på fiber och kan vara mjuka, slitstarka eller vattenavvisande. Textilier används i kläder, möbler, skyddsutrustning och tekniska applikationer såsom bilklädsel, markduk, bilklädsel, förband och filter. Naturliga textilier bryts ner snabbare än syntetiska, men syntetiska har högre miljöpåverkan. Textilindustrin satsar allt mer på hållbara material och smarta lösningar för återvinning, till exempel kläder gjorda av återvunna PET-flaskor, biobaserade fibrer som träbaserade lyocell, samt nya tekniker för att separera blandmaterial som bomull och polyester vid återvinning.
Konstruktion handlar om att bygga starka, lätta och hållbara strukturer – från stolar till skyskrapor. Genom att förstå material, krafter och hållfasthet kan du skapa hållbara konstruktioner som sparar resurser, pengar och miljön!
Förutom materialens egenskaper spelar formen en stor roll för hållfastheten i en konstruktion. Vissa former är mer stabila än andra:
1. Trianglar: Triangeln är den starkaste formen i konstruktioner. Triangeln fördelar krafter jämnt och behåller sin form under belastning. Sätter man ihop flera trianglar får man ett fackverk. Trianglar och fackverk hittar du överallt i samhället – de används till exempel i broar, torn, hus, takstolar, cyklar, hyllkonsoler och i många möbler.
· Cirklar: Cirklar är också en stabil struktur och används därför ofta i rör, valv, bågar och kupoler. I naturen är ett ägg ett bra exempel på en hållfast struktur!
· Fyrkanter: Fyrkanter är inte en stabil struktur. Tvärtom används fyrkanter ofta i konstruktioner där rörelse behövs, eftersom deras form kan deformeras utan att brytas. Exempel på detta kan vara fällbara möbler, en saxlyft eller en utdragbar sminkspegel.
Pelare och balkar är grundläggande delar i konstruktioner:
· Pelare: Vertikala strukturer som bär upp vikten och leder den till marken. Pelarna tar upp tryckkrafter och fördelar vikten till grunden. Pelare finns till exempel i byggnader, broar och förmodligen också i stolen du sitter på?
· Balkar: Horisontella strukturer som bär vikten mellan pelare eller andra stöd och klarar av böjning. Stålbalkar är mycket starka och används till exempel i broar och skyskrapor. Träbalkar är mycket vanliga i huskonstruktioner. Balkar får ofta sitt namn efter sin profil, som påminner om en bokstav, till exempel I-balk eller H-balk.
Balkar och pelare fungerar bäst tillsammans: Pelarna bär tryck, balkarna hanterar böjning, och tillsammans skapar de starka och hållbara strukturer som används i allt från broar och byggnader till möbler och fordon.
En ramkonstruktion är uppbyggd av balkar och pelare som tillsammans bildar en stark stomme. Den används till exempel i byggnadsställningar, broar och möbler för att bära och fördela vikten. Ramar är flexibla att designa och anpassa, till exempel stålramar i skyskrapor eller träramar i hus. För att bli en färdig konstruktion behövs ofta andra material som fyller ut, som väggar och isolering.
En skalkonstruktion är en tunn och sammanhängande yta som fördelar krafterna jämnt. Ägget är ett exempel på en skalkonstruktion som finns i naturen och tunnlar är exempel på skalkonstruktioner som tekniker byggt.
Vid konstruktion brukar oftast ram och skal kombineras för att få en extra hållfast konstruktion. Exempel på detta är flygplan, fartyg och arenor som Avicii Arena (Globen) i Stockholm!
Hållfasthet är avgörande för att skapa säkra konstruktioner. Innan en bro, ett hus eller en maskin byggs, testas materialen och designen noggrant för att säkerställa att de klarar av de krafter de utsätts för. Om hållfastheten inte är tillräcklig kan det leda till farliga olyckor, som när broar kollapsar eller byggnader rasar. Sök på nätet efter video på Tacoma bridge collapse!
Aluminium
En lätt, stark och rosttålig metall som används i till exempel bilar, flygplan
och förpackningar. Lätt att återvinna.
Balk
En horisontell bärande del i en konstruktion som klarar böjning, till exempel i
golv, tak eller broar.
Betong
Ett byggmaterial av cement, grus, sand och vatten. Stark i tryck men svag i
drag. Används i fundament, vägar och broar.
Böjkraft
En kraft som böjer ett material. Då uppstår tryck på ena sidan och drag på den
andra.
Brottgräns
Den maximala dragspänning ett material tål innan det går av.
Densitet
Hur tungt ett material är i förhållande till sin storlek. Mäts i kg/m³.
Dragkraft
En kraft som drar isär ett material.
Draghållfasthet
Ett materials förmåga att stå emot dragkrafter.
Elasticitet
Förmågan hos ett material att böjas eller sträckas och sedan återgå till sin
ursprungliga form.
Fackverk
En konstruktion som består av flera trianglar. Mycket stark och används i till
exempel broar.
Glasfiber
Ett kompositmaterial av plast och glastrådar. Lätt, starkt och rostfritt.
Hårdhet
Ett materials förmåga att stå emot repor och tryck.
Hållfasthet
Hur väl ett material eller en konstruktion tål krafter utan att gå sönder.
I-balk
En typ av balk med formen av ett ”I”, som ger extra styrka med låg vikt.
Järn
En tung och stark metall som används i byggnader, maskiner och verktyg. Kan
rosta om det inte skyddas.
Kolfiber
Ett mycket lätt och starkt kompositmaterial som används i sportutrustning,
bilar och flygplan.
Komposit
Ett material som består av två eller fler olika material för att få bättre
egenskaper.
Koppar
En mjuk metall som leder elektricitet bra. Används i ledningar och elektronik.
Konstruktion
Att bygga något som är starkt, stabilt och säkert, till exempel en bro eller en
möbel.
Korrosionsbeständighet
Ett materials förmåga att stå emot rost och kemikalier.
Legering
När man blandar två eller fler metaller för att få bättre egenskaper, till
exempel rostfritt stål.
Material
Det ämne eller stoff som något är gjort av, till exempel trä, stål eller plast.
Materialegenskaper
De särskilda egenskaper ett material har, till exempel styrka, vikt, tålighet
eller formbarhet.
Naturmaterial
Material som kommer direkt från naturen, till exempel trä, ull eller sten.
Pelare
En vertikal bärande del i en konstruktion som tar upp tryckkrafter och leder
dem till marken.
Plasticitet: Ett materials förmåga att formas utan att spricka – formen blir kvar även när kraften tas bort.
Plast
Ett lätt, formbart material som används i förpackningar, prylar och
byggmaterial. Många plaster är svåra att bryta ner i naturen.
Polymer
Långa molekylkedjor som bygger upp plast och gummi. Kan vara naturliga eller
konstgjorda.
Ramkonstruktion
En konstruktion som består av ett skelett av balkar och pelare.
Skalkonstruktion
En konstruktion med en sammanhängande yta som bär upp sig själv, till exempel
ett ägg eller en kupol.
Slitstyrka
Ett materials förmåga att tåla nötning och användning utan att gå sönder.
Stål
En stark metall som består av järn och kol. Används i broar, bilar och
byggnader.
Sträckgräns
Den högsta kraft ett material tål utan att deformeras permanent.
Titan
En lätt och stark metall som tål kemikalier och används i till exempel flygplan
och medicinska implantat.
Tryckkraft
En kraft som pressar ihop ett material.
Tryckhållfasthet
Ett materials förmåga att tåla tryckkrafter utan att gå sönder.
Värmeledningsförmåga
Ett materials förmåga att leda värme. Metaller leder ofta värme bra, plast gör
det inte.
1. Ge exempel på tre olika krafter som kan påverka en konstruktion!
2. Vad händer med ett material när det utsätts för böjkrafter?
3. Vad menas med draghållfasthet?
4. Ge exempel på ett material med hög draghållfasthet.
5. Vilka egenskaper gör betong lämpligt för att användas i pelare och fundament?
6. Förklara skillnaden mellan sträckgräns och brottgräns hos ett material.
7. Varför är elasticitet en viktig egenskap hos vissa material?
8. Ge exempel på ett material som är mycket elastiskt.
9. Vad innebär det att ett material har hög densitet?
10. Ge exempel på tre material med hög densitet.
11. Hur kan ett materials värmeledningsförmåga påverka dess användningsområde?
12. Vad är en legering?
13. Varför legerar man metaller?
14. Ge exempel på två metaller som är återvinningsbara.
15. Varför är det bra att återvinna metaller?
16. Vad gör kolfiber till ett så populärt material inom sportutrustning och flygindustri?
17. Förklara skillnaden mellan naturligt gummi och syntetiskt gummi.
18. Ge exempel på hur trä används i moderna höghus.
19. Varför är trä ett hållbart materialval?
20. Varför är triangeln en så stark form i konstruktioner?
21. Förklara hur pelare och balkar samverkar i en hållfast konstruktion.
22. Vad är skillnaden mellan en ramkonstruktion och en skalkonstruktion?
· Diskussionsfråga: Varför är triangeln en så stark form i konstruktioner? Hur skiljer sig styrkan mellan trianglar, cirklar och fyrkanter?
· Gruppövning: Bygg grundformerna triangel, fyrkant och cirkel av sugrör, glasspinnar, papp eller papper. Testa hållfastheten genom att belasta formerna. Vilken känns starkast?
· Diskussionsfråga: Hur klarar sig olika material och konstruktioner i extrema miljöer, som kyla, värme, vind eller vatten? Vilka faktorer behöver ingenjörer ta hänsyn till vid design?
· Gruppövning: Bygg några olika husmodeller av vanligt kopieringspapper. Simulera olika miljöförhållanden genom att utsätta era modeller för "extrema förhållanden". Till exempel kan ni simulera vind med en hårtork, nederbörd med en sprayflaska eller snö genom att strö sand över modellerna. Diskutera vad som hände och varför vissa konstruktioner klarade sig bättre än andra.
· Diskussionsfråga: Vilka material har minst miljöpåverkan, och hur kan vi använda dem mer effektivt i konstruktioner?
· Gruppövning: Längst bak i boken (Bilaga B) hittar ni en lista med några vanliga byggmaterials miljöpåverkan. Baserat på listan ska ni skissa på idéer på hur byggindustrin borde bygga framtidens miljövänliga hus!
Bygg en bro av en begränsad mängd spagetti, snöre och limpistol. Bron ska spänna över ett avstånd på 30 cm mellan två bänkar. Bron ska klara av att bära vikter. Tänk på hur du kan använda hållfasthet och smart design för att göra bron så stark som möjligt.
Bygg ett torn av en begränsad mängd glasspinnar eller träpinnar. Tornet ska kunna bära en liten plattform överst där vikter kan placeras. Tornet ska byggas så högt och stabilt som möjligt under en av läraren given tid. Använd fackverk och trianglar för att stärka konstruktionen.
Arbeta i lag och rör er utanför klassrummet för att så snabbt som möjligt leta reda på:
· Dragkraft, tryckkraft och böjkraft
· Trianglar, fyrkanter och cirklar som ingår i olika konstruktioner
· Pelare, balkar och armering
· Ram- och skalkonstruktion
Dokumentera era fynd med mobilkamera. När ni har hittat alla objekt gäller det att redovisa dessa för lärare i klassrummet innan alla andra grupper är klara!
1. Testa en glasspinne: Lägg den först liggande, sedan på högkant över två stöd eller mellan två bänkar. Tryck i mitten och observera skillnaden.
2. Bygg en I-balk: Limma ihop tre glasspinnar till en I-balk med limpistol. Låt torka.
3. Testa I-balken: Placera den på samma stöd och tryck i mitten. Jämför böjningen med en enskild glasspinne.
Fundera på:
· Vilken form var starkast?
·
Varför används I-balkar i byggnader och broar?
Din uppgift är att designa och bygga en farkost som skyddar ett rått ägg från att gå sönder när det släpps från en hög höjd.
Tillgängliga material och kostnad:
· A4-ark: 2000 kr/st
· Kartong: 4000 kr/st
· Träpinne/glasspinne: 1000 kr/st
· Bomullspad: 1000 kr/st
· Sugrör: 2000 kr/st
· Sytråd: 1000 kr/m
· Metalltråd: 5000 kr/m
· Plastpåse: 7000 kr/st
Börja med att planera och skissa på din konstruktion. Bygg sedan ägglandaren och testa den i äggfinalen – en tävling om bästa konstruktion mot alla klasskamrater!
Bygg farkosten så billig, lätt och stark som möjligt. Vinnare av tävlingen blir den grupp som skyddar ägget till lägsta möjliga vikt och lägsta möjliga kostnad!
Efter testet reflekterar vi över vad som fungerade och vad som kunde förbättras. Målet är att lära sig hur material och design påverkar hållfasthet och dämpning.
Lycka till – rädda ägget!
Teknik har alltid varit en av människans viktigaste verktyg för att lösa problem och utveckla samhället. Från de första stenverktygen till dagens smartphones har tekniken format hur vi lever, arbetar och kommunicerar. Men tekniken har aldrig stått ensam – den går hand i hand med vetenskapen. Genom att förstå naturens lagar har vi kunnat skapa fantastiska innovationer, och tekniken har i sin tur öppnat dörrar för nya vetenskapliga upptäckter.
Teknik och vetenskap är som två sidor av samma mynt – de förstärker och driver varandra framåt.
Vetenskap är grunden för många av de tekniska uppfinningar vi använder varje dag. Utan kunskap om hur världen fungerar hade vi inte kunnat utveckla den teknik som förenklar och förbättrar våra liv.
· Genom att lära oss om energins lagar blev ångmaskinen möjlig, en uppfinning som satte igång industrialiseringen och förändrade hur vi producerar och transporterar varor.
· Kunskapen om elektricitetens egenskaper ledde till uppfinningar som lampor, motorer och batterier, vilket lade grunden för modern teknik.
· Vetenskapen om ljus och vågor möjliggjorde uppfinningar som kameror, radio och senare mobiltelefoner.
· Forskning om atomens uppbyggnad har lett till allt från kärnkraftverk till avancerade datorteknologier.
Teknik är ett kraftfullt verktyg som gör det möjligt för oss att upptäcka och förstå världen omkring oss, från det allra minsta till det största.
· Teleskop har låtit oss se galaxer, stjärnor och planeter långt bort i universum, vilket gett oss en bättre förståelse av vår plats i kosmos. Med rymdteleskop som Hubble har vi till och med kunnat studera universums tidigaste historia.
· Mikroskop har avslöjat mikroskopiska världar fyllda av bakterier, virus och celler – kunskap som är avgörande för medicin och biologi. Elektronmikroskop gör det möjligt att se strukturer så små som molekyler.
· Satelliter gör det möjligt att studera vår planet från rymden. De hjälper oss att förstå vädermönster, klimatförändringar och miljöproblem som avskogning och utsläpp.
· Avancerade datorsystem används för att analysera enorma mängder data. Till exempel används superdatorer för att förutse väder, kartlägga människans arvsmassa eller simulera hur svarta hål fungerar.
· Röntgen och magnetkamera har låtit oss "se inuti" kroppen och avslöja skelett, organ och sjukdomar utan att behöva operera.
· Undervattensrobotar gör det möjligt att utforska havens djup, där människor inte kan nå. Tack vare dem har vi upptäckt okända djurarter och undersökt skeppsvrak och geologiska processer.
Teknik är mer än bara prylar – den bygger på kunskap om hur världen fungerar. Många av de uppfinningar vi använder varje dag hade inte varit möjliga utan vetenskapliga upptäckter. Teknik handlar om att lösa problem, förbättra vardagen och ibland förändra hela samhället.
Låt oss ta en titt på tre områden där vetenskap och teknik
har utvecklats sida vid sida: bilen, kommunikation och jordbruk. Från fysiken
bakom ångmaskinen till självkörande elbilar. Från ljudvågor till trådlös global
kommunikation. Från biologisk kunskap om växter till precisionsodling med hjälp
av AI.
Bilen är en av de uppfinningar som har förändrat våra liv mest. Tack vare den kan vi resa snabbare, jobba längre bort och transportera varor enklare. Men bakom bilens utveckling finns också viktiga vetenskapliga genombrott – från läran om energi till kemi och elektronik.
För över 5 000 år sedan uppfanns hjulet i Mesopotamien – en uppfinning baserad på förståelsen av hur friktion och rörelse fungerar. När hjulet kombinerades med vagnar kunde människor transportera tunga saker med mindre kraft. Hjulet är en enkel men genial lösningen som visar hur fysikens lagar kan ligga till grund för tekniska innovationer.
På 1700-talet byggde Nicolas-Joseph Cugnot en självgående ångvagn. Det var möjligt tack vare kunskapen om energiomvandling – hur värme kan omvandlas till rörelse genom tryck. På 1800-talet förfinades tekniken med den förbränningsmotor Karl Benz använde i världens första bensindrivna bil 1886. Här låg förståelsen av kemi, bränslen och gasers tryck bakom ett tekniskt språng.
I början av 1900-talet förvandlade Henry Ford biltillverkningen med löpande band. Löpande band är en metod där produkten rör sig genom olika arbetsstationer så att varje arbetare utför ett specifikt moment, vilket effektiviserar tillverkningen. Tekniken var inte ny, men med systematisering och logistik kunde man producera bilar snabbare och billigare. Det gjorde bilen tillgänglig för många, men ledde också till nya samhällsproblem som trafik, buller och luftföroreningar.
Idag bygger moderna bilar på kunskap inom elektroteknik, datavetenskap och miljövetenskap. Elbilar får sin kraft från batterier som laddas med elektricitet och fungerar med hjälp av kemiska reaktioner. Självkörande bilar styrs av AI, sensorer och matematiska algoritmer – resultatet av många års forskning inom datateknik och fysik. Genom att kombinera vetenskap och teknik kan vi nu skapa fordon som är både smartare och mer hållbara.
Hyperloop,
flygande bilar och eldrivna flygplan är exempel på hur framtidens transporter
kan se ut. De bygger på avancerad vetenskap om aerodynamik, magnetism och
materialteknik och utvecklas för att minska utsläpp och energianvändning vid
tillverkning och drift.
Att kunna kommunicera har alltid varit viktigt för människan. Genom historien har tekniska lösningar hjälpt oss att förmedla information snabbare och längre. Men bakom varje tekniskt språng finns vetenskaplig kunskap – om ljud, ljus, vågor och elektronik.
Röksignaler, trumpeter och brevduvor användes långt före någon hade vetenskapliga förklaringar. Människan använde naturens egenskaper – som ljudets spridning i luft – långt innan vi förstod hur det fungerade i detalj!
På 1400-talet uppfann Johannes Gutenberg tryckpressen. Vid den tiden hade vetenskapen börjat förstå krafter och enkla maskiner, vilket gjorde det möjligt att utveckla en maskin som kunde trycka text. Det ledde till att texter kunde massproduceras – och därmed spreds kunskap och nya idéer snabbare än någonsin tidigare.
Under 1800-talet lärde forskare som Faraday och Maxwell oss att elektricitet och magnetism hör ihop – något som banade väg för både telefonen och radion. Genom att omvandla ljudvågor till elektriska signaler, och sedan sända dem som elektromagnetiska vågor, blev det möjligt att prata över stora avstånd. Vetenskapen om vågrörelser låg bakom dessa tekniska genombrott.
Dagens internet bygger på datalogi, elektronik och nätverksteknik, där allt vi skickar omvandlas till binär kod (ettor och nollor) och går genom optiska fibrer eller som trådlösa signaler. Allt detta bygger på fysik, matematik och programmering, och är ett resultat av decennier av vetenskaplig forskning.
När vi kommunicerar digitalt uppstår också frågor om säkerhet, integritet och psykologi. Vetenskapliga studier hjälper oss förstå hur till exempel sociala medier påverkar vårt beteende och hur vi kan skydda oss från desinformation.
Tekniken fortsätter att utvecklas snabbt. Kvantdatorer kan snart revolutionera hur vi krypterar och hanterar information, tack vare kvantfysik. Satellitsystem som Starlink gör det möjligt att koppla upp hela världen – men väcker också frågor om ägande, makt och hållbarhet.
Jordbruket är ett av de viktigaste tekniska framstegen i mänsklighetens historia. Det gjorde det möjligt för människor att slå sig ner, bygga samhällen och utveckla civilisationer. Men bakom varje spade, traktor eller sensor finns också kunskap från biologi, kemi och fysik – alltså vetenskap.
För omkring 10 000 år sedan började människor odla mark och tämja djur. Det krävde kunskap om växtlighet, årstider och vattenflöden – en tidig form av vetenskap. Med hjälp av enkla tekniska verktyg som hackor och plogar kunde människan styra naturen för sin överlevnad.
Under medeltiden utvecklades redskap och metoder som förbättrade jordbruket. Hästselen och hästskon visade förståelse för kraftöverföring och djurens anatomi, medan kvarnar utnyttjade vind- och vattenkraft – ett tidigt exempel på att använda fysik i praktiken.
På 1700- och 1800-talet började vetenskapen om växtlära och gödning spridas. Genom att förstå näringsämnen och jordens egenskaper kunde man förbättra skördarna. Samtidigt kom ångmaskiner och senare dieseltraktorer – tekniska lösningar som byggde på kunskap om energiomvandling och mekanik.
Under 1900-talet ökade användningen av konstgödsel och bekämpningsmedel, baserat på kemisk forskning. Maskiner ersatte muskelkraft, men samtidigt ökade miljöpåverkan. Här blev ekologi och miljövetenskap viktiga för att förstå konsekvenserna – och för att utveckla ny teknik som är mer hållbar.
Idag använder jordbrukare teknik som GPS, drönare och sensorer för att mäta exakt hur mycket vatten, näring och skydd som behövs – en tillämpning av dataanalys, biologi och miljökunskap. Tekniken gör det möjligt att odla mer med mindre resurser.
Framtidens jordbruk bygger på forskning inom genetik, AI och klimatvetenskap. Genredigering (som CRISPR) kan skapa grödor som tål torka, robotar kan rensa ogräs, och vertikala trädgårdar kan ge mat i städer. Allt detta bygger på kombinationen av vetenskapliga upptäckter och tekniska lösningar.
AI (Artificiell intelligens)
Teknik som gör att datorer kan lära sig, fatta beslut och lösa problem på egen
hand.
Atom
Den minsta byggstenen i all materia. Forskning om atomer har lett till teknik
som kärnkraft och avancerade datorer.
Binär kod
Ett system med ettor och nollor som används för att lagra och skicka digital
information.
CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short
Palindromic Repeats)
En relativt ny teknik för att ändra gener i levande organismer. Kan användas
för att skapa tåliga växter.
Datavetenskap
Vetenskapen om hur datorer fungerar och används, till exempel för att skapa AI
och analysera stora mängder data.
Elbil
En bil som drivs med elektricitet istället för bensin. Bygger på batterier,
elektronik och miljöteknik.
Elektricitet
En form av energi som används i nästan all modern teknik, till exempel lampor,
datorer och motorer.
Elektronmikroskop
Ett kraftfullt mikroskop som gör det möjligt att se mycket små saker, till
exempel molekyler.
Energiomvandling
När energi byter form, till exempel från värme till rörelse i en ångmaskin.
Friktion
Motstånd som uppstår när två ytor rör sig mot varandra. Kunskap om friktion har
varit viktig i teknisk utveckling.
Förbränningsmotor
En motor där bensin förbränns för att skapa rörelse. Baserad på kunskap om
energi och gasers tryck.
Genetik
Läran om arv och gener. Används i teknik för att förbättra grödor och förstå
sjukdomar.
GPS (Global Positioning System)
Ett system av satelliter som visar exakt position på jorden. Används i bl.a.
jordbruk och transport.
Hyperloop
Ett framtida transportsystem med kapslar som färdas i vakuumtunnlar i mycket
hög hastighet.
Hjulet
En av de äldsta uppfinningarna, som minskar friktion och gör det lättare att
förflytta saker.
Internet
Ett globalt nätverk där information skickas digitalt. Möjliggör snabb
kommunikation och informationsutbyte.
Jordbruk
Teknik och metoder för att odla mark och föda upp djur. Har utvecklats från
enkla redskap till GPS-styrda maskiner.
Klimatvetenskap
Vetenskapen om hur jordens klimat fungerar och förändras. Viktig för att
utveckla hållbar teknik.
Kommunikation
Att dela information mellan människor. Teknik som radio, telefon och internet
bygger på vetenskaplig förståelse.
Kvantfysik
En vetenskaplig teori om hur mycket små partiklar fungerar. Används för att
utveckla kvantdatorer.
Logistik
Planering och organisering av hur varor eller information ska förflyttas
effektivt. Viktig i både industri och transport.
Löpande band
En metod för att effektivt tillverka produkter i stora mängder. Användes först
av Ford vid biltillverkning i början på 1900-talet.
Magnetkamera (MRI=Magnetic Resonance Imaging)
En teknik som använder magnetfält för att ta bilder inuti kroppen – ett exempel
på teknik driven av vetenskap.
Mikroskop
Ett verktyg som gör små saker synliga. Har lett till stora framsteg inom
medicin och biologi.
Optisk fiber
Tunna glas- eller plasttrådar som används för att skicka ljussignaler –
grundläggande för dagens internet.
Röntgen
En teknik för att "se in i kroppen" med hjälp av strålning. Används i
sjukvård och bygger på fysik.
Satellit
En maskin i omloppsbana runt jorden. Används till till exempel
väderobservation, GPS och kommunikation.
Sensor
En teknisk komponent som känner av saker, till exempel ljus, rörelse eller
temperatur. Används i smart teknik och jordbruk.
Självkörande bil
En bil som kan köra själv med hjälp av AI, sensorer och matematiska algoritmer.
Smart jordbruk
Jordbruk som använder teknik som sensorer, GPS och AI för att odla mer
effektivt och hållbart.
Teknik
Verktyg, maskiner och metoder som människor utvecklar för att lösa problem.
Teknisk utveckling
Processen där ny teknik skapas eller förbättras över tid.
Teleskop
Ett instrument som används för att se föremål långt bort i rymden. Har hjälpt
oss förstå universum.
Tryckpress
En maskin som gör det möjligt att trycka text och bilder i stora upplagor –
revolutionerade spridningen av kunskap.
Vetenskap
Kunskap som bygger på fakta, experiment och observationer. Vetenskap förklarar
hur världen fungerar.
Vågor (ljus och ljud)
Rörelser som sprider energi genom luft, vatten eller andra material. Grunden
för radio, mobilnät och ljudteknik.
1. Vad är teknikens främsta syfte enligt texten?
2. Hur hänger teknik och vetenskap ihop?
3. Ge ett exempel på hur vetenskap har lett till en teknisk uppfinning.
4. Ge ett exempel på hur teknik har hjälpt vetenskapen att utvecklas.
5. Vad menas med att teknik och vetenskap är som "två sidor av samma mynt"?
6. Vilken vetenskaplig förståelse låg bakom uppfinningen av hjulet?
7. Hur gjorde kunskap om energiomvandling det möjligt att bygga ångmaskiner?
8. Vad hade Karl Benz förstått när han skapade den första bensindrivna bilen?
9. Hur bidrog Henry Ford till att fler människor kunde köpa bilar?
10. Vad innebär det att självkörande bilar styrs av algoritmer och sensorer?
11. Nämn två vetenskapliga områden som ligger bakom elbilars funktion.
12. Vilken roll spelar aerodynamik i framtidens transportlösningar?
13. Ge exempel på hur människor kommunicerade innan vetenskaplig kunskap fanns.
14. Vad var det vetenskapliga genombrottet som möjliggjorde telefon och radio?
15. Vad är elektromagnetiska vågor, och hur används de i kommunikation?
16. Hur fungerar digital kommunikation, enligt texten?
17. Vilka vetenskapliga ämnen ligger bakom internets funktion?
18. Vad kan vetenskapliga studier om sociala medier hjälpa oss att förstå?
19. Nämn en möjlig fördel och en möjlig risk med framtidens kommunikationsteknik.
20. Vad behövde tidiga jordbrukare förstå för att kunna odla mark?
21. Hur användes fysik i medeltidens jordbruksredskap?
22. Vad ledde forskningen om växtnäring och jord till under jordbruksrevolutionen?
23. Vilka vetenskapliga ämnen låg bakom det moderna jordbrukets utveckling på 1900-talet?
24. Hur används data och sensorer i dagens jordbruk?
25. Ge
två exempel på framtida tekniker inom jordbruk som bygger på vetenskaplig
forskning.
· Diskussionsfråga: Hur kan framtidens transportlösningar som elbilar och hyperloop bidra till ett hållbart samhälle? Vilka utmaningar ser ni?
· Gruppövning: Brainstorma idéer för en transportlösning som är både hållbar och tillgänglig för alla. Beskriv dess funktion och möjliga fördelar och nackdelar. Visualisera er idé med en skiss och en fysisk modell som ni presenterar för klassen!
· Diskussionsfråga: Vilka är de största fördelarna och riskerna med internet och sociala medier, och hur kan vi hantera riskerna?
· Gruppövning: Skapa en ”plus- och minuslista” för sociala medier och internet. Diskutera hur man kan minimera nackdelarna, till exempel genom lagstiftning, utbildning eller tekniska lösningar.
· Diskussionsfråga: Hur kan moderna teknologier som hydroponik och vertikala odlingar bidra till att lösa matförsörjningsproblem i en växande befolkning?
· Gruppövning: Designa en vision för en "framtidsfarm" som använder modern teknik. Ange vilka tekniker som skulle användas (till exempel drönare, sensorer och AI) och hur dessa skulle bidra till effektivitet och hållbarhet. Skapa en poster för att visa er idé.
Du ska designa och bygga en liten elbil med hjälp av enkla material och sedan tävla mot klasskamraternas bilar.
Material att använda:
· Träpinnar (till exempel grill- eller blompinnar)
· Gummisnoddar
· Kartong
· Hjul
· Blompinnar eller sugrör som axlar
· Batterihållare och batterier
· En liten elmotor
· Limpistol, tejp eller lim för att sätta ihop delarna
Steg för steg:
1. Planera och skissa: Rita en enkel skiss på hur din bil ska se ut.
2. Bygg din bil: Använd materialen för att skapa bilens chassi (stomme), hjulaxlar och drivsystem. Koppla ihop motorn med batteriet och hjulen så att bilen kan köra.
3. Skapa en digital modell: Gör en 3D-modell av din bil i ett CAD-program, till exempel Tinkercad. Du behöver inte rita alla detaljer – fokusera på bilens form och funktion.
4. Testa och förbättra: Prova bilen flera gånger. Justera om något inte fungerar, till exempel om hjulen snurrar dåligt eller om bilen inte går rakt.
5.
Tävling! Vi avslutar projektet med en
rolig tävling där vi ser:
· Vilken bil kör längst?
· Vilken bil är snabbast?
· Vilken bil kör rakast?
I det här projektet får du kombinera kreativitet, teknik och historia. Du ska bygga en fungerande telegraf – ett gammalt kommunikationsverktyg som användes innan telefonen fanns.
Vad är en telegraf? En telegraf skickar elektriska signaler som blir till ljusblinkningar eller ljud. Dessa signaler kan tolkas med morsealfabetet, där varje bokstav består av prickar (korta signaler) och streck (långa signaler).
Så här gör du:
1. Utforska! Ta reda på hur en telegraf fungerar. Lär dig grunderna i morsealfabetet – till exempel:
A = ● ▬
B = ▬ ● ● ●
SOS =
● ● ● ▬ ▬ ▬ ● ● ●
2. Material du kan använda:
· Strömbrytare (eller bygg en egen med till exempel en klämma eller bit metall)
· Batteri
· Sladdar/ledningar
· En liten lampa eller summer (ljudgivare)
· En bas att montera allt på, till exempel en kartongbit eller träplatta
· Eltejp, lim, klämmor eller liknande för att fästa delarna
3. Skissa på din idé: Rita hur du vill att din telegraf ska se ut. Fundera på var batteriet, strömbrytaren och lampan ska sitta.
4. Bygg din telegraf: Koppla ihop alla delar så att det blir en enkel elektrisk krets. När du trycker på strömbrytaren ska lampan blinka eller summern pipa!
5. Testa och förbättra: Testa om din telegraf fungerar som du tänkt. Justera om något inte sitter fast eller inte leder ström.
6. Träna på att skicka meddelanden: Använd morsealfabetet för att skriva hemliga ord eller meningar. Skicka dem till en klasskompis som får tolka dem!
I det här projektet får du lära dig hur man kan odla växter med hydroponik – alltså utan jord. I stället får växterna vatten med näring direkt till rötterna. Ditt uppdrag är att designa och bygga ett eget hydroponiskt odlingssystem.
Så här gör du:
1. Undersök först! Vad är hydroponisk odling? Varför fungerar det att odla utan jord? Vilka fördelar och nackdelar finns det?
2. Planera och skissa: Rita en egen idé för hur din odling ska se ut. Fundera på:
· Var vattnet ska vara?
· Hur växterna ska sitta fast?
· Hur rötterna får vatten och näring?
3. Gör en digital modell: Bygg din idé i ett CAD-program som till exempel Tinkercad. Fokusera på att visa hur vattenbehållare, växthållare och rötterna är placerade.
4. Bygg din modell: Du kan välja mellan två sätt:
1. Med 3D-skrivare: Om du har tillgång till en 3D-skrivare, skriv ut din modell och testa den.
2. Med återvunna material: Använd till exempel plastburkar, PET-flaskor, sugrör, tejp, kartong, gamla rör eller andra saker du hittar hemma eller i klassrummet.
5. Förbered odlingen: Om din modell håller vatten, fyll den med:
· Vatten
· En näringslösning för växter (fråga din lärare)
· Lägg i ett substrat (något som håller fast växten), till exempel Lecakulor, kokosfiber, stenar eller tygbitar
6. Plantera och följ upp: Plantera ett frö, till exempel sallad eller basilika. Varje vecka ska du:
· Mäta hur mycket växten har vuxit.
· Skriv upp resultaten i ett kalkylprogram (som Excel eller Google Kalkylark).
· Gör ett diagram som visar hur plantan växer vecka för vecka!
Tekniska system finns överallt i vårt samhälle. Tekniska system gör det möjligt för oss att få el i vägguttaget, åka buss till skolan och skicka meddelanden med mobiltelefonen till varandra. Men vad är egentligen ett tekniskt system?
Ett tekniskt system är en samling delar som samarbetar för att lösa en uppgift. Exempel på tekniska system:
· En elbil: motor, batteri, styrsystem, klimatsystem
· Vattenförsörjning: vattenverk, ledningar, pumpar, ventiler, vattentorn och kranar
· Internet: klienter (datorer och mobiler), routrar, kommunikationskanaler och servrar
Utan tekniska system skulle vårt moderna samhälle inte fungera. Tänk dig en vanlig morgon och vilka tekniska system du är beroende av:
1. Klockan ringer på din nyladdade mobil (mobilnät och elnät)
2. Du borstar tänderna (vattensystem)
3. Du tar en dusch (avloppssystem)
4. Du tar bussen till skolan (transportsystem)
5. Du skickar ett meddelande till en vän (kommunikationssystem)
Ett tekniskt system är uppbyggt av flera olika delar som samverkar för att systemet ska fungera. För att förstå hur ett system fungerar behöver vi känna till dess delsystem och komponenter.
Ett stort tekniskt system är oftast uppdelat i flera mindre delsystem som i sin tur består av komponenter.
Cykeln är ett tekniskt system. Cykeln har flera delsystem och komponenter:
I alla tekniska system finns flöden. Det kan till exempel vara energi, materia, information eller människor som rör sig genom systemet.
Exempel på flöden i olika system:
· Elsystem Elektricitet rör sig genom kraftledningar
· Vattensystem Vatten transporteras från vattenverk till vattentorn
· Internet Data och information skickas mellan datorer
· Transportsystem Människor och varor rör sig från en plats till en annan
Tekniska system kan ha linjära eller cirkulära flöden.
Ett linjärt flöde är en process som går från start till slut utan att resurserna återanvänds. Det innebär att material eller energi används en gång och därefter kastas bort. Ett tydligt exempel är fast fashion, där kläder produceras billigt i stora mängder, används under en kort tid och sedan slängs istället för att återanvändas eller återvinnas. Ett annat exempel är bränsle i en bil – bensin eller diesel förbränns under körning och kan inte användas igen. Den stora nackdelen med linjära flöden är att de skapar mycket avfall och leder till ett slöseri med resurser.
Ett cirkulärt flöde är en process där resurser
återvinns och återanvänds i stället för att kastas bort. Slutet på en process
blir början på en ny, vilket gör att material och energi kan cirkulera i
systemet under längre tid. Exempel på detta är återvinningssystem, där papper
och plast samlas in och omvandlas till nya produkter, samt fjärrvärmesystem,
där spillvärme från industrier tas till vara för att värma bostäder. Fördelen
med cirkulära flöden är att de är mer hållbara, eftersom resurser används
effektivare och mindre avfall uppstår.
Tekniska system är en del av samhällets infrastruktur – de grundläggande strukturer och nätverk som gör att vi har el i hemmet, rent vatten i kranen, fungerande transporter och möjlighet att kommunicera med varandra. Denna infrastruktur är så självklar i vår vardag att vi sällan tänker på den – men vi är helt beroende av att den fungerar. Utan välfungerande tekniska system skulle samhället stanna upp, och många av våra dagliga aktiviteter skulle bli omöjliga.
El är en av de viktigaste resurserna i samhället. Den produceras i kraftverk som kan använda olika energikällor såsom vattenkraft, kärnkraft, vindkraft, biobränslen, fossila bränslen eller solkraft. Från kraftverket transporteras elen genom elnätet via transformatorstationer som anpassar spänningen. Slutligen når elen fram till användarna – både hushåll och industrier – där den används för att skapa värme, driva elektriska apparater, ge belysning och möjliggöra eldriven transport.
Om elförsörjningen avbryts kan det få stora konsekvenser. Strömavbrott kan mörklägga städer, stoppa transporter, skapa störningar i internet och göra att viktiga tjänster som betalningssystem, sjukvård och vattenrening inte fungerar. För att minska risken för elavbrott används reservkraft för viktiga samhällsfunktioner, till exempel för sjukhus.
Fjärrvärme används för att värma bostäder och
byggnader. Värmen produceras från avfallsförbränning, förbränning av biomassa
eller spillvärme från industrier. Det uppvärmda vattnet pumpas genom
rörledningar till hus där radiatorer och golvvärmesystem avger värmen och där
du får varmt vatten i kranen när du tvättar dig eller diskar.
Om fjärrvärmesystemet får problem, till exempel genom ett rörläckage eller en trasig pump, kan bostäder snabbt bli kalla. På vintern kan detta vara mycket allvarligt och kräva snabba reparationer.
Vattenförsörjningssystemet är ett samhällsviktigt system som ser till att vi får rent vatten i våra hem.
Processen börjar med att vatten hämtas från naturliga källor som sjöar, grundvatten eller älvar (detta vatten kallas råvatten). Därefter leds vattnet till ett vattenverk där det genomgår flera steg av rening. Först filtreras större partiklar och smuts bort och tyngre partiklar tillåts sjunka (sedimentera) mot botten av bassängen där de kan tas bort. Sedan behandlas vattnet för att ta bort skadliga bakterier och andra mikroorganismer, ofta genom kemisk rening och desinfektion med exempelvis klor eller UV-ljus.
När vattnet är tillräckligt rent pumpas det vidare till ett
vattentorn, som fungerar som ett högt placerat lager. Därifrån förs vattnet ut
genom ett omfattande rörsystem och når slutligen fram till hushållens kranar,
duschar och andra tappställen, där det används till allt från att dricka och
laga mat till att tvätta och bada.
Om en vattenledning går sönder kan hela områden bli utan vatten. För att förebygga störningar har städer ofta flera vattentäkter och reservoarer som kan användas vid behov.
När vi spolar toaletten, diskar eller duschar leds vattnet
bort genom avloppssystemet. Avloppsvattnet transporteras via ett nätverk av rör
och pumpstationer till ett reningsverk. Där renas vattnet i flera steg. Först
sker en mekanisk rening, där större föremål och smuts filtreras bort.
Därefter följer en biologisk rening, där mikroorganismer bryter ner
organiskt material, som till exempel avföring och matrester. Slutligen sker en kemisk
rening, där kemikalier tillsätts för att få små partiklar att bilda klumpar som
sjunker till botten i sedimenteringsbassänger. När vattnet är tillräckligt rent
släpps det ut i naturen igen – ofta i en närliggande sjö eller älv (recipient).
Om avloppssystemet får problem, till exempel vid översvämningar eller stopp i ledningarna, kan det leda till att orenat vatten hamnar i sjöar och hav, vilket kan orsaka hälso- och miljöproblem.
Allt avfall vi slänger behöver samlas in, sorteras och behandlas på rätt sätt. Hushållssopor hämtas av sopbilar och körs till särskilda anläggningar där de antingen återvinns eller förbränns för att producera energi. Material som papper, glas och metall kan sorteras ut och användas för att tillverka nya produkter. Matrester komposteras och blir till biogas som kan användas som bränsle.
Farligt avfall, som batterier och kemikalier, måste hanteras separat eftersom det kan vara skadligt för både människor och miljö.
Idag försöker vi ta till vara på så mycket avfallet som möjligt, till exempel genom återvinning eller energiutvinning. Endast en liten del (mindre än 1%) av avfallet deponeras, vilket betyder att det grävs ner i särskilda avfallsanläggningar när det inte går att återanvända, återvinna eller förbränna på ett säkert sätt.
Om sophanteringen inte fungerar kan det snabbt leda till överfulla soptunnor och sanitära problem. Därför är det viktigt att insamlingen sker regelbundet och att människor sorterar sitt avfall på rätt sätt.
Ett transportsystem är ett nätverk av infrastruktur, fordon och organisationer som möjliggör förflyttning av människor, varor och information. Det kan vara lokalt, nationellt eller globalt.
Ett transportsystem består av flera delar som samverkar:
· Infrastruktur – Vägar, järnvägar, flygplatser, hamnar, cykelbanor och andra anläggningar som möjliggör transporter.
· Transportmedel – Bilar, tåg, flygplan, båtar, cyklar, drönare och andra fordon som används för att transportera människor och varor.
· Energiförsörjning – Fossila bränslen, el, vätgas och andra energikällor som driver transportmedlen.
· Styrning och reglering – Trafikljus, vägskyltar, digitala styrsystem, trafikledningscentraler och lagar som säkerställer att transporter fungerar effektivt och säkert.
· Användare – Privatpersoner, företag och organisationer som använder transportsystemet för att resa eller transportera varor.
Typer av transporter:
· Vägtransporter – Personbilar, bussar och lastbilar. Det mest flexibla transportslaget men påverkas av trafikstockningar och utsläpp.
· Järnvägstransporter – Effektivt för massförflyttning av människor och gods, särskilt över långa avstånd. Kräver spår och stationer.
· Flygtransporter – Snabbt men energikrävande. Används för långdistansresor och brådskande varutransporter.
· Sjötransporter – Effektivt för att transportera stora mängder gods över haven. Långsamt men energisnålt.
· Cykel- och gångtransporter – Hållbara alternativ för kortare avstånd.
· Digitala transporter – Informationsflöden genom internet, vilket möjliggör fjärrarbete, e-handel och smarta transportsystem.
Framtidens transportsystem:
· Elektrifiering och fossilfria bränslen – Elbilar, vätgasdrivna tåg och elektriska flygplan minskar utsläpp.
· Autonoma fordon – Förarlösa bilar och drönare kan effektivisera transporter.
· Hyperloop och höghastighetståg – Snabbare och mer energieffektiva transporter mellan städer.
· Smart infrastruktur – AI och IoT (Internet of Things) för att optimera trafikflöden och minska köer.
Mobiltelefoni gör det möjligt för oss att prata i telefon, skicka meddelanden och använda internet överallt. Systemet bygger på mobilmaster som skickar och tar emot radiosignaler mellan mobiltelefoner och mobilnätverk. När du ringer, sms:ar eller använder internet i mobilen omvandlas informationen till radiosignaler som skickas till den närmaste mobilmasten. Därifrån går signalen vidare via ett stort nätverk av kablar, servrar och ibland andra master, tills den når mottagarens telefon eller den tjänst du vill använda, till exempel en webbsida eller app. På så sätt kan vi kommunicera trådlöst, snabbt och nästan var som helst. Moderna mobilnät, såsom 4G och 5G, gör det möjligt att överföra stora mängder data snabbt.
Om en mobilmast slutar fungera kan användare i ett område förlora täckning. I nödsituationer kan detta vara särskilt allvarligt, eftersom kommunikation kan vara avgörande för räddningstjänsten.
GPS används för att ta reda på var vi befinner oss och för att hitta vägen. Satelliter som kretsar runt jorden skickar signaler till GPS-mottagare i till exempel mobiltelefoner, bilar, flygplan och båtar. Genom att ta emot signaler från flera satelliter samtidigt kan mottagaren räkna ut sin exakta position och hjälpa oss att navigera.
Om satellitsystem störs, till exempel av solstormar eller
tekniska fel, kan GPS-signaler bli felaktiga eller försvinna helt. Det kan göra
att mobilers kartappar visar fel plats, att flygplan och fartyg får problem med
navigationen och att räddningstjänster har svårare att hitta rätt. GPS används
också för att hålla exakt tid i viktiga system, så störningar kan påverka
elnät, internet och kommunikation.
Tekniska system fungerar inte isolerat – olika system samverkar och påverkar varandra.
Tekniska system är ofta sammankopplade och beroende av varandra. Ett transportsystem kan till exempel vara beroende av elförsörjning, IT-infrastruktur och kommunikationsnät. Om ett av dessa system slutar fungera kan det få stora konsekvenser för andra system.
Exempel: Ett strömavbrott kan påverka internet och mobilkommunikation, vilket i sin tur kan störa betalningssystem och kollektivtrafik.
Redundans innebär att tekniska system har inbyggda säkerhetslösningar, reservkomponenter eller dubblerade system för att kunna fortsätta fungera även om en del av systemet slutar att fungera. Det gör att tekniska system blir mer stabila och mindre sårbara för enstaka fel.
Exempel på redundanta lösningar:
· IT- och kommunikationssystem: Servrar kan speglas (dubbleras) på flera geografiska platser för att säkerställa att data inte går förlorad vid ett fel eller en hackerattack.
· Transportsystem: Alternativa rutter och parallella väg- och järnvägsförbindelser gör att transportflöden kan upprätthållas även vid olyckor eller vägarbeten.
· Elförsörjning: Elledningar är ofta uppbyggda i nätverk med flera möjliga strömvägar, så att el kan omdirigeras om en del av nätet slutar fungera.
Resiliens handlar om hur väl ett tekniskt system kan anpassa sig och återgå till normal funktion efter en störning. Ett resilient system är utformat för att hantera avbrott och snabbt återställa sin funktion, även vid större påfrestningar som naturkatastrofer eller cyberattacker.
Exempel på resilienta åtgärder:
· Elförsörjning: Sjukhus och andra viktiga verksamheter har reservkraftverk som gör att de kan fortsätta fungera vid strömavbrott.
· IT- och kommunikationssystem: Säkerhetsåtgärder som brandväggar och kryptering minskar risken för digitala attacker och dataintrång.
· Transportsystem: Trafikledningssystem kan snabbt justera signaler, omdirigera trafik och optimera flöden för att minimera köbildning och hantera olyckor effektivt.
Ett resilient system klarar alltså att möta störningar och återgå till normal funktion utan större konsekvenser.
Genom att kombinera redundans och resiliens kan tekniska system byggas så att de inte bara klarar av störningar, utan också kan fortsätta fungera trots oväntade problem. Det gör vårt samhälle mer robust och minskar sårbarheten.
Avloppsreningsverk
En anläggning som renar avloppsvatten innan det släpps ut i naturen igen.
Begrepp
Ett viktigt ord eller en term som används inom ett visst ämne, till exempel
teknik.
Biogas
Ett miljövänligt bränsle som bildas när matavfall och avloppsslam bryts ner.
Kan användas i fordon eller till elproduktion.
Cirkulärt flöde
När resurser återanvänds eller återvinns istället för att kastas bort.
Deponi
En plats där avfall som inte går att återvinna grävs ner.
Delsystem
En mindre del av ett tekniskt system som har en särskild uppgift, till exempel
bromssystemet på en cykel.
Elförsörjning
Systemet som producerar och levererar el till hushåll och verksamheter.
Flöde
Något som rör sig genom ett system, till exempel el, vatten eller människor.
GPS
Global Positioning System. Ett satellitsystem som visar var du är och hjälper
dig att hitta vägen.
Infrastruktur
Grunden i ett samhälle – vägar, vattenledningar, elnät, mobilnät och liknande.
Komponent
En enskild del i ett tekniskt system, till exempel en pump, en ledning eller
ett hjul.
Kommunikationssystem
Tekniska system som gör att vi kan skicka och ta emot information, som mobilnät
och internet.
Linjärt flöde
När resurser används en gång och sedan slängs, till exempel bensin i en bil.
Mobilmast
En hög antenn som skickar och tar emot signaler till och från mobiltelefoner.
Recipient
Den plats i naturen där renat avloppsvatten släpps ut, till exempel en sjö
eller älv.
Redundans
Reservlösningar i tekniska system som gör att de fungerar även om något går
sönder.
Reningsverk
Se Avloppsreningsverk.
Resiliens
Ett systems förmåga att återhämta sig och börja fungera igen efter en störning.
Sedimentering
När tunga partiklar i vatten sjunker till botten så att de kan tas bort vid
rening.
Tekniskt system
En samling delar som samarbetar för att lösa en uppgift, till exempel elnätet
eller ett vattenverk.
Transportinfrastruktur
Vägar, järnvägar, broar, hållplatser och annat som gör det möjligt att resa och
frakta varor.
Vattentorn
En hög behållare som lagrar vatten och ger rätt tryck i vattenledningarna.
1. Ge tre exempel på tekniska system och beskriv deras funktion.
2. Hur kan en vanlig morgon illustrera beroendet av tekniska system?
3. Vad är skillnaden mellan ett delsystem och en komponent i ett tekniskt system?
4. Vad är ett flöde i ett tekniskt system? Ge tre exempel på olika typer av flöden.
5. Hur skiljer sig linjära och cirkulära flöden åt?
6. Ge tre exempel på linjära flöden.
7. Ge tre exempel på cirkulära flöden.
8. Vilka fördelar har cirkulära flöden jämfört med linjära flöden?
9. Vilka tekniska system räknas som en del av samhällets infrastruktur?
10. Hur produceras och transporteras el från kraftverk till hushåll?
11. Vad kan hända om elförsörjningen avbryts? Kom på tio konsekvenser vid ett elavbrott.
12. Hur fungerar fjärrvärme och vilka fördelar har det som uppvärmningssystem?
13. Vad händer om en vattenledning går sönder och hur kan samhället hantera det?
14. Hur är avloppssystemet uppbyggt?
15. Varför är avfallshantering viktig och hur kan den göras mer hållbar?
16. Vilka delar ingår i ett transportsystem?
17. Hur fungerar mobiltelefoni och varför är mobilmaster viktiga?
18. Vad är GPS och hur används det i tekniska system?
19. Vad innebär redundans i tekniska system och varför är det viktigt?
20. Hur kan tekniska system göras mer resilienta mot störningar och avbrott?
· Diskussionsfråga: Vad händer om elen försvinner i ett dygn? Hur påverkas din vardag och vilka problem kan uppstå?
· Gruppövning: Skriv en dagbok för en dag utan el där du beskriver hur din morgon, dag och kväll skulle se ut. Diskutera i grupp hur olika delar av samhället påverkas och jämför era upplevelser.
· Diskussionsfråga: Hur kan man förbereda sig för ett längre strömavbrott och vilka saker kan vara bra att ha hemma?
· Gruppövning: Lista viktiga förberedelser och skapa en checklista över saker som kan vara bra att ha vid ett längre elavbrott. Presentera era lösningar som en affisch!
· Diskussionsfråga: Hur beroende är vi av tekniska system i vår vardag? Skulle vi klara oss utan dem, och i så fall hur?
· Gruppövning: Försök att planera en dag utan moderna tekniska system, som el, internet och transporter. Vad skulle vara svårast att klara sig utan? Diskutera i grupp och skriv ner alternativa lösningar för hur samhället skulle kunna fungera vid en större teknisk kollaps.
Genom seismisk aktivitet (ett stort vulkanutbrott) bildades vintern 2025 en ny ö mitt ute i Vänern. Ön fick namnet Vänerö. Sveriges regering, som länge letat efter attraktiv mark för att etablera en ny mellanstor stad, fick genast upp ögonen för Vänerö. Regeringen har beslutat att Vänerö omedelbart ska bebyggas.
Ditt uppdrag är att projektera för en helt ny stad – Vänerstad – som ska anläggas på ön. I Vänerstad ska 15 000 människor kunna bo och arbeta. Du behöver fundera på vad invånarna behöver för att trivas och du behöver planera infrastruktur för energi, vatten, avlopp, avfall och transport.
Uppdraget går ut på att ta fram:
1.
En plankarta över ön där du visar hur du vill
planera infrastrukturen
(på A3-papper, se Bilaga C)
2. En skriftlig rapport där du beskriver hur du avser planera samhället.
Här är olika system och komponenter som du kan överväga att ta med i din stad:
· Bostäder
· Arbetsplatser
· Skolor och förskolor
· Service och affärer
· Matproduktion
· Sjukhus och räddningstjänst
· Parker/skyddad natur/klimatanpassning
· Motion och friluftsliv
· Kultur (teater, bio, bibliotek)
· Transportinfrastruktur (vägar, järnvägar, hamnar, flygplatser, hållplatser, terminaler, mobilmaster)
· Energi (vattenkraft, vindkraft, kärnkraft, kraftvärme, solkraft)
· Vatten (råvatten, vattenverk, vattentorn)
· Avlopp (pumpstation, reningsverk, biogasanläggning, slam)
· Avfall (källsortering, återvinningscentraler, biogasanläggning, kraftvärme)
· Resiliens och redundans
IT betyder informationsteknologi. IT handlar om hur vi samlar in, lagrar, bearbetar och delar information med hjälp av teknik. Det är allt från datorer och mobiltelefoner till internet, molntjänster och AI.
IT påverkar nästan alla delar av våra liv – vi använder det för att kommunicera, jobba, handla, spela och lära oss nya saker. Utan IT skulle vi inte ha sociala medier, streaming, online-banker eller smarta enheter som gör det möjligt att styra hela hemmet med bara några knapptryck. Samhället är uppbyggt kring IT.
Hårdvara är alla delar du kan ta på i ett digitalt system. Det är datorer, mobiltelefoner, surfplattor och allt som finns inuti dem, som processor, skärm, tangentbord, hårddisk och batteri. Även skrivare, högtalare och VR-headset räknas som hårdvara.
Mjukvara är de program och appar som får hårdvaran att fungera. Det kan vara operativsystemet som Windows, macOS, Android och iOS. Det kan också vara appar som Snapchat, Spotify och webbläsare. Utan mjukvara skulle en dator eller mobil bara vara en oanvändbar låda.
Ett nätverk är när flera digitala enheter är anslutna till varandra för att kunna skicka och ta emot information. Exempel på nätverk är internet, trådlösa nätverk som WiFi och kortdistansanslutningar som Bluetooth.
En dator består av flera viktiga delar som samverkar för att ta emot, bearbeta och visa information. Här är de viktigaste komponenterna och vad de gör:
Processorn, eller CPU (Central Processing Unit), är datorns hjärna. Den utför alla beräkningar och processer som krävs för att köra program och hantera data. Ju snabbare processorn är, desto snabbare fungerar datorn.
Exempel: När du spelar ett spel räknar processorn ut allt som händer – från hur din karaktär rör sig till hur spelet reagerar på dina knapptryck.
RAM (Random Access Memory) fungerar som datorns korttidsminne. Den lagrar information som datorn behöver just nu. När du stänger av datorn raderas allt i RAM. När du har flera flikar öppna i webbläsaren lagras de i RAM så att du snabbt kan växla mellan dem.
Hårddisken (HDD = Hard Disk Drive eller SSD = Solid State Drive) är datorns långtidsminne. Här sparas filer, program och operativsystem. HDD är billigare men långsammare. SSD är snabbare och tystare, men dyrare. När du sparar en bild på datorn lagras den på HDD:n eller SSD:n.
Moderkortet är kretskortet där alla datorns komponenter är anslutna. Det ser till att processorn, RAM, lagring och andra delar kan kommunicera. Om processorn är hjärnan är moderkortet nervsystemet som skickar signaler mellan alla delar.
Grafikkortet (GPU = Graphics Processing Unit) hanterar bilder och videor. En del datorer har ett inbyggt grafikkort i processorn, medan kraftfullare datorer har ett separat grafikkort för bättre prestanda i spel och grafikprogram. När du spelar ett 3D-spel skapar grafikkortet bilderna du ser på skärmen.
Datorn behöver ström för att fungera, och det är nätaggregatet (PSU = Power Supply Unit) som omvandlar elen från vägguttagets 230 V AC (växelström) till rätt spänning för datorns komponenter som vanligtvis är 3,3-12 V DC (likström). Utan strömförsörjning startar inte datorn – den fungerar som datorns "hjärta", som pumpar ut energi.
En dator fungerar genom att ta emot, bearbeta och visa information – detta kallas IPO-modellen (Input – Process – Output).
1. Input – Datorn tar emot data via till exempel tangentbord, mus eller annan sensor.
2. Process – Processorn (CPU) bearbetar informationen och utför beräkningar.
3. Output – Resultatet visas via till exempel skärmen.
Datorer använder det binära talsystemet, som har talet två som bas. Med det binära talsystemet kan man skriva alla tal enbart med siffrorna 0 och 1.
Om du tittar i tabellen nedan så ser du hur man skriver talen 1, 2, 3, 4 och 22 med 8 bitar i det binära talsystemet. För att till exempel skriva talet 22 binärt med 8 bitar så skulle man alltså skriva 00010110. Varje 1:a representerar ett värde i den översta raden. Talet 22 byggs upp av 16 + 4 + 2 = 22.
Kan du lista ut hur det binära talsystemet fungerar – vad ska stå i rutan med frågetecken i nedanstående tabell?
|
128 |
64 |
32 |
16 |
8 |
4 |
2 |
1 |
Tal |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
2 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
3 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
4 |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
22 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
? |
Programmering innebär att ge instruktioner till en dator med hjälp av kod. Det är så appar, spel och webbplatser skapas.
En algoritm är en tydlig steg-för-steg-instruktion som beskriver hur man löser ett problem eller utför en uppgift. En algoritm kan vara allt från en enkel beräkning till avancerade instruktioner för självkörande bilar.
Exempel: Ett recept för att baka en kaka är en algoritm där du följer instruktionerna steg för steg för att få ett bra resultat.
En variabel är som en låda där man kan spara information som programmet behöver använda. Informationen kan ändras medan programmet körs. Varje variabel har ett namn. Variabler kan vara av olika typ – till exempel text (string), heltal (integer) och decimaltal (float).
Exempel: I ett spel kan variabeln poäng hålla reda på spelarens aktuella poäng och uppdateras varje gång spelaren gör mål.
En loop gör så att datorn kan upprepa en kodsekvens flera gånger utan att vi behöver skriva samma kod om och om igen. Loopar används när vi vill att något ska hända ett visst antal gånger eller tills ett specifikt villkor är uppfyllt. Det finns olika typer av loopar, som for-loopar och while-loopar.
Exempel: En loop kan få datorn att skriva ut siffrorna 1 till 10 utan att vi behöver skriva tio separata rader kod.
Ett villkor är en instruktion som låter datorn fatta beslut baserat på en jämförelse eller ett logiskt uttryck. Med villkor kan programmet reagera olika beroende på situationen. Villkor skrivs ofta med if-satser där datorn kontrollerar om något är sant eller falskt och agerar därefter.
Exempel: När en
användare loggar in på en webbplats kan ett villkor kontrollera om det inmatade
lösenordet stämmer överens med det sparade lösenordet.
·
Om lösenordet är korrekt → Användaren
släpps in i systemet.
·
Annars → Programmet visar ett
felmeddelande och ber användaren försöka igen.
Logiska uttryck är jämförelser som utvärderas som sanna (True) eller falska (False). De används ofta i villkor för att datorn ska kunna fatta beslut. Logiska uttryck bygger på logiska operatorer som AND (och), OR (eller) och NOT (inte).
Ett logiskt uttryck kan kontrollera om en användare är
inloggad AND har rätt behörighet. Om båda villkoren är sanna kan
användaren få tillgång till skolans betygssystem.
Jämförelseoperatorer används i programmering för att jämföra värden. Resultatet av en jämförelse är alltid sant (True) eller falskt (False). Här är några vanliga jämförelseoperatorer:
Styr- och reglerteknik är en viktig del av modern teknik. Det handlar om hur vi kan styra, kontrollera och automatisera olika processer med hjälp av teknik och programmering. Allt från tvättmaskiner och trafikljus till robotar och självkörande bilar använder sig av dessa principer.
Styrteknik innebär att påverka hur en teknisk process ska fungera. Genom att skicka signaler eller kommandon kan vi få en maskin eller ett system att göra det vi vill. Styrningen kan vara manuell, där en människa styr processen, eller automatisk, där systemet styr sig självt.
Exempel på styrteknik:
· En fjärrkontroll som styr en TV.
· Trafikljus som växlar mellan rött, gult och grönt enligt en programmerad tidsplan.
Reglerteknik handlar om att systemet mäter av sin omgivning och justerar sin funktion efter behov. Detta sker med hjälp av sensorer som känner av förändringar och reglerar processen automatiskt.
Exempel på reglerteknik:
· En termostat på ett element som reglerar värmen i ett rum genom att slå på eller av värmen beroende på temperaturen.
· En bil som automatiskt håller en bestämd hastighet med hjälp av farthållaren.
Styr- och reglerteknik bygger på tre grundläggande delar: sensor, styrenhet och styrdon.
1. Sensor – Sensorer samlar in information från omgivningen. Det kan vara en temperatursensor, ljussensor eller trycksensor.
2. Styrenhet – Styrenheten är en liten dator som är programmerad att fatta beslut, den tar emot information från sensorer och bestämmer vad som ska göras.
3. Styrdon – Styrdon utför åtgärden som bestämts av styrenheten, exempelvis att starta en motor eller stänga av en värmekälla.
Exempel: Automatisk dörröppnare
· Sensor: En rörelsesensor känner av att någon närmar sig dörren.
· Styrenhet: Bearbetar signalen och beslutar att dörren ska öppnas.
· Styrdon: En motor aktiveras och öppnar dörren.
Dina fem sinnesorgan – ögonen, öronen, näsan, tungan och huden – kan också betraktas som biologiska sensorer som mäter av omgivningen och därefter skickar signaler till din hjärna (din styrenhet). Din hjärna, i sin tur, styr sedan dina muskler (dina styrdon).
Internet är en av de största tekniska uppfinningarna i modern tid och påverkar nästan allt vi gör. Vi använder det bland annat för att kommunicera, arbeta, handla, spela spel och söka information.
Internet är ett globalt nätverk som kopplar samman miljarder enheter världen över och möjliggör kommunikation och informationsutbyte. Här följer en översikt över hur internet fungerar!
Nätverk. Nätverket består av noder som är sammankopplade via olika typer av förbindelser. Noder kan vara datorer, telefoner, servrar eller andra enheter som utbyter information. Förbindelserna mellan noderna utgörs av kablar, fiberoptik, trådlösa signaler och ibland satelliter. Nätverk finns i olika storlekar och kategorier, anpassade efter behov och räckvidd:
· PAN – Personal Area Network (1–10 meter). Ett personligt nätverk som kopplar samman enheter nära dig, exempelvis Bluetooth-hörlurar eller en smartklocka.
· LAN – Local Area Network (upp till 100 meter). Ett nätverk inom ett begränsat område, som i ett hem, en skola eller på ett kontor. Här är Wi-Fi och Ethernet vanligt förekommande.
· MAN – Metropolitan Area Network (flera kilometer). Ett nätverk som täcker en större yta, till exempel ett stadsnät eller ett campusnätverk som kopplar samman byggnader i en stad.
· WAN – Wide Area Network (global räckvidd). Ett nätverk som sträcker sig över stora geografiska områden och binder samman lokala nätverk världen över. Internet är det mest välkända exemplet på ett WAN.
IP-adresser. Varje enhet som är ansluten till internet har en unik IP-adress (som 8.8.8.8 eller 2001:4860:4860::8844). Eftersom IP-adresser är svåra att komma ihåg, använder vi domännamn (som google.com). Testa att skriva in 8.8.8.8 i webbläsaren så får du se var du hamnar!
Dataöverföring med paket. Information på internet skickas i form av datapaket. När du besöker en webbplats delas innehållet upp i små paket som skickas individuellt över nätverket. Dessa paket kan ta olika vägar till sin destination, där de sätts ihop igen. Ibland blir överföringen fel. Då kan du ladda om sidan, så skickas alla paketen igen.
Molnlagring innebär att du sparar data på internet istället för på en lokal enhet som din dator eller mobil. Denna data lagras på servrar som sköts av företag som Google, Microsoft eller Apple.
Fördelar med molnlagring:
· Tillgänglighet: Du kan komma åt dina filer var som helst i världen om du har tillgång till en internetuppkoppling.
· Säkerhetskopiering: Data lagras på flera servrar, vilket minskar risken för att data försvinner.
· Delning och samarbete: Flera personer kan arbeta samtidigt i samma dokument.
Nackdelar med molnlagring:
· Säkerhet och integritet: Dina filer lagras hos ett företag och inte på din egen dator, vilket innebär att om säkerheten inte är tillräckligt bra finns det risk att någon obehörig kan komma åt dina uppgifter.
· Beroende av internet: För att kunna komma åt dina filer behöver du en fungerande internetuppkoppling.
· Kostnader över tid: Många molntjänster är gratis i början, men om du behöver mer lagringsutrymme eller extra funktioner kan det med tiden bli en kostnad.
Exempel på molntjänster:
· Google Drive – för dokument, bilder och andra filer.
· iCloud – används för att synkronisera filer mellan Apple-enheter.
· OneDrive – Microsofts tjänst för filhantering.
IoT står för Internet of Things och innebär att fysiska enheter som hemlarm, kylskåp, tvättmaskiner, lampor med mera kopplas upp mot internet för att kommunicera med varandra.
Exempel på IoT-system:
· Smarta hem: Lampor, termostater och larm som du kan styra via en app i mobilen.
· Hälsoteknik: Smartklockor som mäter din puls och sömn.
· Stadsplanering: Smarta trafikljus som anpassar sig efter trafikflödet för att minska köer.
Hur fungerar IoT?
1. Input: Enheten har sensorer som samlar in data. En användare kan också välja att skicka ett kommando. Informationen skickas via internet till en server.
2. Process: Systemet analyserar datan och kan vid behov skicka tillbaka instruktioner för att utföra en åtgärd.
3. Output: Åtgärd utförs, till exempel kan en lampa tändas. Resultatet kan också visas i en app där användaren kan övervaka och styra enheten i realtid.
Fördelar med IoT:
· Förenkla vardagen: IoT-enheter, som smarta lampor eller kylskåp, kan göra vardagen enklare genom att automatiskt anpassa sig efter dina behov.
· Spara pengar: Genom att koppla ihop enheter kan man spara tid, energi och pengar, till exempel genom att optimera energiförbrukningen hemma.
· Ökad säkerhet: IoT kan hjälpa till att hålla koll på saker som säkerhet, hälsa och miljö. Ett smart hemsäkerhetssystem kan till exempel skicka en varning till din mobil vid inbrott eller om en vattenläcka sker.
Nackdelar med IoT:
· Säkerhetsrisker: Många uppkopplade enheter kan vara sårbara för hackare, vilket kan leda till att någon obehörig tar kontroll över dem. Fundera på om din dammsugare övervakar dig?
· Integritetsproblem: När enheter samlar in data om hur du använder dem kan det innebära att din personliga information riskerar att hamna i fel händer.
Artificiell intelligens, eller AI, är en teknik som försöker efterlikna hur människor tänker, lär sig och fattar beslut. Istället för att en dator bara följer exakta instruktioner, kan AI-program analysera stora mängder data för att hitta mönster och dra slutsatser.
Du har antagligen redan använt AI idag – utan att tänka på det. När du googlar något hjälper ett AI-system till att välja ut de mest passande sökresultaten. Röstassistenter som Siri eller Google Assistant tolkar vad du säger, förstår dina frågor (oftast!) och kan spela musik, sätta påminnelser eller styra lamporna hemma. När din mobil sorterar foton på dina vänner är det också AI som jobbar med något som kallas bildigenkänning.
En annan typ av AI kallas språkmodeller. De kan skriva texter, svara på frågor och till och med hjälpa till med skoluppgifter. Du har säkert hört talas om ChatGPT. Den typen av AI tränas på enorma mängder text och lär sig hur människor brukar formulera sig. Den gissar ett ord i taget men gör det så smart att det ibland känns som att du pratar med en riktig person.
Utforska gärna hur AI kan hjälpa dig i skolarbetet - och i
resten av livet. Rätt använd kan AI ge dig superkrafter!
Robotar är maskiner som kan programmeras att utföra olika uppgifter, ofta repetitiva eller farliga, med hög precision. I industrier ser vi robotar som monterar bilar eller hanterar tunga material på fabriker. Men robotar finns även i våra hem – tänk på en robotdammsugare som navigerar runt möbler för att städa golvet utan att du behöver lyfta ett finger. Dammsugarrobotar använder sensorer för att se sin omgivning och ibland även AI för att optimera sin städning.
Utöver vanliga robotar finns autonoma system, vilket innebär att maskiner kan fatta egna beslut utifrån den data de samlar in. Ett modernt exempel är självkörande bilar. Genom att kombinera kameror, radar och AI kan dessa bilar analysera trafiken, undvika hinder och köra säkert utan att en människa behöver styra. Denna teknik kan komma att revolutionera våra transporter genom att minska antalet olyckor och effektivisera trafikflödet.
När vi använder internet och digitala enheter riskerar vi att utsättas för dataintrång och cyberattacker.
Dataintrång innebär att någon obehörig lyckas ta sig in i systemet och får tillgång till våra personliga uppgifter, som kan vara allt från bankinformation till privata meddelanden.
Cyberattacker kan ske genom virus, ransomware (där hackare låser dina filer och kräver en lösensumma) eller andra metoder som siktar på att stjäla information.
En annan risk är integritetsproblem. När vi surfar på nätet lämnar vi ofta ut information om oss själva – våra intressen, vanor och ibland även våra personliga data. Om denna information hamnar i fel händer kan det leda till identitetsstöld eller att företag använder våra data på sätt vi inte samtyckt till.
För att minska riskerna med dataintrång och förlust av information används olika säkerhetsåtgärder.
· Lösenord är som nycklar till din digitala värld. Ett smart lösenord bör vara unikt, komplext och minst 12 tecken långt med en mix av stora och små bokstäver, siffror och specialtecken. Använd gärna en lösenordshanterare för att hålla reda på dina lösenord och försök att aldrig använda samma lösenord på flera sajter.
· Kryptering är en teknik som gör att information bara kan läsas av dem som har rätt dekrypteringsnyckel. Detta innebär att även om någon skulle stjäla dina data blir de obrukbara utan den rätta koden.
· Säkerhetskopiering (backup) innebär att du regelbundet sparar kopior av dina viktiga filer. Om något skulle hända – till exempel en cyberattack eller tekniskt fel – kan du snabbt återställa dina data.
· GDPR (General Data Protection Regulation) är en europeisk lag som hjälper till att skydda dina personuppgifter. Den ställer krav på hur företag får hantera och lagra data, vilket bidrar till en säkrare digital miljö.
Med teknologier som AI (artificiell intelligens) och IoT (Internet of Things) samlas enorma mängder data in för att göra våra enheter smartare. Men detta väcker även viktiga etiska frågor. Hur mycket information om våra beteenden tycker du att företag ska få ta del av? Är det okej att ständigt bli övervakad av våra mobila enheter?
AI
Artificiell intelligens. Teknik som gör att datorer kan lära sig, fatta beslut
och lösa problem, likt människor.
Algoritm
En steg-för-steg-instruktion för att lösa en uppgift eller ett problem, till
exempel ett recept eller en kod i ett spel.
Backup
Säkerhetskopiering. Att spara en kopia av viktig information ifall originalet
försvinner.
Binärt talsystem
Ett talsystem med bara siffrorna 0 och 1, som används av datorer för att
hantera information.
Bluetooth
Ett trådlöst sätt att koppla ihop enheter över korta avstånd, som hörlurar till
en mobil.
CPU
Central Processing Unit. Datorns "hjärna" som utför beräkningar och
styr program.
Dataintrång
När någon utan tillåtelse får tillgång till din information eller dator.
GDPR
General Data Protection Regulation. En lag i EU som skyddar dina
personuppgifter och bestämmer hur de får användas.
GPU
Graphical Processing Unit. Del av datorn som ritar upp bilder och video på
skärmen – särskilt viktig vid spel och grafik.
Hårdvara
Alla fysiska delar i ett datasystem, som skärm, tangentbord och mobiltelefon.
Input
Information som skickas in i datorn, till exempel genom tangentbord eller
sensor.
Internet
Ett globalt nätverk där vi delar information, skickar meddelanden och surfar på
webben.
IoT
Internet of Things. När vanliga saker, som kylskåp och lampor, är uppkopplade
mot internet och kan styras digitalt.
IP-adress
Ett unikt nummer som identifierar varje enhet på internet – ungefär som en
postadress.
Kryptering
Teknik som gör att information bara kan läsas av den som har rätt nyckel.
LAN
Local Area Network. Ett lokalt nätverk, till exempel inom ett hem eller en
skola.
Loop
Kod som upprepar en uppgift flera gånger.
MAN
Metropolitan Area Network. Ett nätverk som kopplar ihop flera lokala
nätverk inom en stad eller ett större tätortsområde.
Mjukvara
Program och appar som får hårdvaran att fungera, till exempel webbläsare eller
spel.
Moderkort
Moderkortet är ett stort kretskort som fungerar som datorns nav. Alla viktiga
delar, som processor, minne och lagring, är kopplade till moderkortet så att de
kan samarbeta.
Molnlagring
Att spara filer på internet så att du kan nå dem från vilken enhet som helst.
Nätverk
När flera digitala enheter är ihopkopplade för att dela information.
Output
Det som visas eller sker som resultat, till exempel ljud från högtalare eller
bild på skärmen.
PAN
Personal Area Network. Ett personligt nätverk, till exempel mellan mobil och
hörlurar via Bluetooth.
Programmering
Att skriva kod (algoritmer) för att få datorer att göra saker, som att skapa
spel eller appar.
RAM
Random Access Memory. Korttidsminne där datorn lagrar det den jobbar med just
nu.
Reglerteknik
Teknik som mäter av omgivningen och automatiskt justerar funktioner, till
exempel termostater.
Ransomware
Skadlig kod som låser dina filer och kräver pengar för att du ska få tillbaka
dem.
Sensor
En komponent som känner av saker som ljus, rörelse eller temperatur.
Server
En kraftfull dator som lagrar information och skickar den till andra enheter
(klienter).
SSD/HDD
Solid Stade Drive/Hard Disk Drive. Lagringsenheter i en dator. Långtidsminne. SSD
är snabbare, HDD är billigare.
Styrdon
Den del i ett styrsystem som utför själva åtgärden, till exempel motor eller
lampa.
Styrteknik
Teknik för att styra något manuellt eller automatiskt, till exempel med
fjärrkontroll eller timer.
Styrenhet
Den del i ett automatiskt system som analyserar information och skickar beslut
till styrdonet.
URL
En webbadress (till exempel www.skolverket.se) som visar var på internet en
viss sida finns.
Variabel
En plats i programkod där man kan spara information som kan ändras, till
exempel poäng i ett spel.
Villkor
If-sats. Kod som låter datorn fatta beslut, till exempel "Om användaren är
inloggad → visa innehåll".
WAN
Wide Area Network. Ett nätverk över stora avstånd, till exempel internet.
Wi-Fi
Ett trådlöst nätverk som låter dig surfa på internet utan sladd.
1. Vad betyder IT?
2. Ge fem exempel på hur IT påverkar våra liv!
3. Vad är skillnaden mellan hårdvara och mjukvara? Ge ett exempel på vardera.
4. Vad är CPU, GPU, RAM, SSD, HD och PSU?
5. Hur skiljer sig RAM från SSD/HD?
6. Vilka tal står det här?
a. 01101110
b. 10011101
c. 11101010
7. Skriv följande tal med 8 bitars binär kod!
a. 212
b. 79
c. 199
8. Vilket är det största talet du kan skriva med 8 bitars binär kod?
9. Förklara IPO-modellen med ett konkret exempel!
10. Förklara vad en algoritm är med ett praktiskt exempel!
11. Vad är en variabel i programmering?
12. Ge exempel på hur en variabel skulle kunna användas i ett datorspel?
13. Förklara vad en loop är och ge ett praktiskt exempel när den skulle kunna användas i ett program!
14. Är följande villkor FALSE eller TRUE?
a. 44 != 30
b. 312 > 210
c. 98 <= 98
d. 4563 != 32 AND 65 >= 542
e. 89 == 98 OR 22 >= 8
15. Vad är skillnaden mellan styrteknik och reglerteknik?
16. Ge tre praktiska exempel på styrteknik!
17. Ge tre praktiska exempel på reglerteknik!
18. Ge exempel på tre storheter sensorer kan mäta!
19. Beskriv hur en automatisk dörröppnare på din lokala matbutik fungerar med hjälp av IPO-modellen!
20. Vad är PAN, LAN, MAN och WAN?
21. Vad är en IP-adress?
22. Hur skickas data över internet?
23. Nämn tre fördelar med molnlagring!
24. Nämn tre nackdelar med molnlagring!
25. Nämn tre leverantörer av molnlagring!
26. Vad betyder IoT?
27. Ge tre exempel på IoT!
28. Nämn två fördelar med IoT!
29. Nämn två nackdelar med IoT!
30. Vad betyder AI?
31. Ge tre exempel på när AI används i din vardag!
32. Vad är ett autonomt system?
33. Ge tre exempel på autonoma system!
· Diskussionsfråga: Hur påverkar artificiell intelligens vårt samhälle idag och i framtiden? Vilka möjligheter och risker finns med AI i olika områden, såsom sjukvård, arbetsmarknad och sociala medier?
· Gruppövning: Lista olika sätt AI används idag och brainstorma nya användningsområden där AI skulle kunna förbättra människors vardag i framtiden! Diskutera även vilka etiska problem AI kan medföra, till exempel om AI tar beslut utan mänsklig inblandning. Skapa en poster i A3-format där ni visar era idéer och lyft både fördelar och potentiella risker.
· Diskussionsfråga: Vilka risker finns med att dela personlig information på internet? Hur kan vi skydda oss mot dataintrång, nätfiske och identitetsstöld?
· Gruppövning: Gå igenom en typisk dag där ni använder IT – mobiltelefon, sociala medier, online-shopping, e-post med mera. Identifiera risker och diskutera hur ni kan skydda er information. Utforma en kort guide med konkreta tips på hur man kan stärka sin IT-säkerhet, som sedan kan delas med klassen.
· Diskussionsfråga: Hur påverkar Internet of Things (IoT) våra hem och vardag? Är det värt att ha smarta lås, kylskåp och bilar om det finns en risk att de kan hackas? Kan din robotdammsugare användas för att spionera på dig?
· Gruppövning: Föreställ er att ni ska designa ett smart hem för framtiden. Vad ska vara uppkopplat och varför? Vilka säkerhetsåtgärder måste finnas för att förhindra att obehöriga tar sig in i systemet? Skapa en skiss eller modell av ert smarta hem och förklara för klassen hur ni har balanserat bekvämlighet och säkerhet.
· Diskussionsfråga: Hur tror ni att internet kommer att utvecklas de kommande 20 åren? Vilka nya teknologier kan förändra hur vi kommunicerar, arbetar och konsumerar information?
· Gruppövning: Skapa en vision av framtidens internet. Hur ser sociala medier ut? Hur fungerar nyhetsförmedling och informationsdelning? Kommer vi att ha helt uppkopplade städer? Presentera era idéer i form av en framtidskarta där ni beskriver möjliga scenarier, både positiva och negativa, för samhällets digitala utveckling.
Micro:bit är en liten programmerbar mikrodator som gör det enkelt och roligt att lära sig grunderna i programmering och elektronik. Den är ungefär lika stor som ett kreditkort och är fullpackad med spännande funktioner som kan användas för att skapa allt från spel och digitala verktyg till smarta lösningar i hemmet.
En Micro:bit innehåller flera inbyggda komponenter som kan programmeras med enkla kodblock eller textbaserad kod, beroende på din erfarenhetsnivå. Här är några av de viktigaste delarna:
· LED-matris: 25 lysdioder som kan visa text, bilder och animationer.
· Knappar: Två programmerbara knappar som kan användas för att starta händelser, som att räkna poäng i ett spel.
· Sensorer: Inbyggd kompass, accelerometer och temperatursensor som känner av rörelse, riktning och temperatur.
· Bluetooth: Gör det möjligt att trådlöst kommunicera med andra enheter, som mobiltelefoner och andra Micro:bits.
· Radiofunktion: Kan användas för att skicka meddelanden mellan Micro:bits utan internet.
Det finns flera sätt att programmera Micro:bit, men det vanligaste för nybörjare är att använda plattformen MakeCode (https://makecode.Microbit.org/). Plattformen erbjuder ett enkelt gränssnitt där du kan dra och släppa kodblock för att skapa program.
Programmera din Micro:bit så att den:
a) Visar ett blinkande hjärta när du startar.
b) Visar ett blinkande hjärta när du trycker på knappen A.
Programmera din Micro:bit så att den visar en sträng (text) när du startar den.
Programmera din Micro:bit så att den visar en slumpmässig siffra mellan 1 och 6 när du skakar den!
Programmera din Micro:bit så att du kan:
a) Skicka ett meddelande till en utvald kompis Micro:bit som då ska visa ditt meddelande på displayen.
b) Skicka din Micro:bits lutning till en kompis Micro:bit. Om du lutar din Micro:bit åt höger ska en pil som pekar åt höger visas på kompisens Micro:bit. Lutar du din Micro:bit åt vänster ska en pil åt vänster visas på kompisens Micro:bit.
Programmera din Micro:bit så att den håller ordning på hur många steg du tar. Aktuellt antal steg ska visas på skärmen. Om du trycker ner knapp A och B samtidigt ska antalet steg nollställas.
Programmera din Micro:bit så att den går att använda som en poängräknare i en fotbollsmatch.
· Om lag A gör mål så ska detta registreras med knapp A.
· Om lag B gör mål så ska detta registreras med knapp B.
· Om knapp A och B trycks ner samtidigt ska ställningen i matchen visas.
· Om Micro:biten skakas så ska resultatet nollställas.
Programmera din Micro:bit så att ett:
· ”N” visas om Micro:biten riktas mot norr
· ”Ö” visas om Micro:biten riktas mot öst
· ”S” visas om Micro:biten riktas mot syd
· ”V” visas om Micro:biten riktas mot väst
Programmera din Micro:bit så att den räknar ner från 10 till 0 och skriver ut siffrorna på displayen!
Programmera din Micro:bit så att den piper om en låda öppnas!
Programmera din Micro:bit så att den kan användas som ett trafikljus i en vägkorsning.
Du har fått i uppgift av Trafikverket att programmera en digital trafikskylt. I kravspecifikationen för skylten står det att följande sekvens ska loopas (upprepas) så länge skylten är igång:
Texten ”OLYCKA” En pil som pekar nedåt till höger ska blinka fem
gånger Om det är ljust ute (ljusnivån överstiger 20) så ska
hastigheten "70" visas. Om det är mörkt ute (ljusnivån
understiger eller är lika med 20) så ska hastigheten "50" visas.
Du har fått i uppgift att konstruera en väderstation som ska kunna mäta temperaturen utomhus och skicka denna till en display inomhus.
· Om temperaturen är över 30 grader utomhus så ska displayen inomhus visa ”Tokvarmt”.
· Om temperaturen är mellan 20 och 30 grader så ska displayen inomhus visa ”Lagom”.
· Om temperaturen är under 20 grader utomhus så ska displayen inomhus visa ”Kallt”.
Hur går du tillväga?
Inom rollspelsvärlden använder man tärningar med olika antal sidor. Nedan ser du en tärning med fyra sidor (T4), en tärning med sex sidor (T6) och en tärning med åtta sidor (T8). Programmera din Micro:bit så att knappen A låter dig växla mellan de olika tärningarna och LED-displayen visar tärningen som du har valt. Knappen B simulerar ett kast med den valda tärningen och visar resultatet av kastet på LED-displayen.
Skriv ett program som omväxlande visar en glad 😊 och ledsen ☹ gubbe varje gång som du trycker på knappen A.
😊☹😊☹😊☹😊☹😊☹😊 … osv i oändlighet
När knappen B trycks så ska totala antalet visade gubbar visas. I fallet ovan ”11”.
Konstruera en vindflöjel på vilken du fäster en Micro:bit. Vindflöjeln placerar du utomhus på ett så blåsigt ställe som möjligt (gärna högt upp). Micro:biten ska via radio skicka kompassriktningen på vinden till en annan Micro:bit som ska visa vindriktning när knapp A trycks samt utomhustemperatur när knapp B trycks.
Programmera en fläkt som startar om det är rumstemperatur. Om det är kallare än rumstemperatur så ska fläkten stanna automatiskt.
Extrauppgift: Om knapp B trycks ner ska fläkten stanna oavsett temperatur.
Bygg stommen till ett enkelt växthus med hjälp av träpinnar eller med CAD och 3D-print. Klä in stommen med plastfolie som ska fungera som glas.
a) Placera en Micro:bit i växthuset och mät och logga hur temperaturen stiger om du placerar växthuset i solsken. Plotta temperaturen som funktion av tiden i ett kalkylprogram.
b) Konstruera ett öppningsbart takfönster till växthuset. Koppla en servomotor till fönstret och programmera Micro:biten så att den öppnar automatiskt om temperaturen i växthuset överstiger 25 grader C.
Ert uppdrag är att bygga en elbil som styrs trådlöst med hjälp av två Micro:bits, en elmotor och ett relä.
Ett relä fungerar som en elektrisk strömbrytare som kan slås på och av med hjälp av svag styrström från Micro:biten. Det gör att ni kan styra bilens motor utan att Micro:biten behöver driva motorn direkt.
· Bygg en bil där en elmotor driver hjulen.
· Anslut motorn till ett separat batteripack via ett relä som styrs av en Micro:bit.
· Programmera den första Micro:biten så att den kan stänga av och på motorn via reläet.
· Programmera den andra Micro:biten så att den fungerar som fjärrkontroll.
o Knapp A → bilen kör framåt
o Knapp B → bilen stannar
IT har utvecklats snabbt under de senaste årtiondena. Er uppgift är att skapa en tidslinje som visar viktiga händelser i IT-historien, från de första datorerna till dagens AI och molntjänster.
· Forska om viktiga milstolpar inom IT såsom transistorn, mikroprocessorn, arpanet, internet, sociala medier, molntjänster och AI.
· Välj ut minst 10 viktiga milstolpar och beskriv kortfattat varje milstolpe och ta reda på när den uppfanns.
· Presentera tidslinjen på en affisch eller i ett digitalt dokument.
· Slutprodukt: En informativ tidslinje som kan användas i undervisningen.
Hur kommer datorer och mobiltelefoner att se ut om 20 år? Er uppgift är att designa och bygga en prototyp av en framtida IT-enhet.
· Gör en skiss av en framtida dator, mobil eller annan digital enhet.
· Skapa en modell i kartong, lera eller 3D-print.
· Fundera över funktioner: Hur laddas den? Vilka nya teknologier har den? Går den att återvinna?
· Slutprodukt: En fysisk prototyp och en presentation av dess funktioner.
Kryptering används för att skydda information på internet. Er uppgift är att bygga en fysisk krypteringsmaskin för att skicka hemliga meddelanden.
· Undersök en enkel krypteringsmetod som Caesars chiffer.
· Bygg en mekanisk krypteringsmaskin av kartong och påsnitar, där bokstäver kan roteras för att skapa en kod.
· Skapa ett enkelt krypterat meddelande och låt en annan grupp försöka dekryptera det.
· Slutprodukt: En analog krypteringsmaskin.
· Extrauppgift: Fundera på hur Ceasars chiffer kan göras säkrare!
Hur kan teknik hjälpa oss att skapa ett samhälle som är bra både för människor, miljön och ekonomin – både idag och i framtiden? I det här kapitlet får du lära dig hur tekniken kan användas för att nå en hållbar utveckling, med hjälp av exempel från solenergi, batterier, vätgas och smarta elnät.
Hållbar utveckling innebär att dagens behov uppfylls utan att äventyra framtida generationers möjligheter att tillgodose sina behov. Man brukar prata om tre dimensioner av hållbarhet: ekologisk, social och ekonomisk hållbarhet.
Ekologisk hållbarhet handlar om att skydda och bevara
jordens ekosystem och resurser, och att minska påverkan på klimatet.
Tekniska exempel:
· Användning av teknik för rening av avloppsvatten och återvinning av dricksvatten (Mål 6: Rent vatten och sanitet).
· Utveckling av förnybar energi genom solpaneler, vindkraftverk och biobränslen (Mål 7: Hållbar energi för alla).
· Smarta transportsystem, till exempel eldrivna kollektivtrafiklösningar och självkörande bilar som minskar utsläppen (Mål 11: Hållbara städer och samhällen).
Social hållbarhet innebär att bygga rättvisa och trygga
samhällen där alla människor har samma möjligheter att leva ett gott liv.
Tekniska exempel:
· Digitala utbildningslösningar som ökar tillgången till undervisning, särskilt för elever på landsbygden eller med funktionsvariationer (Mål 4: God utbildning för alla).
· Teknologiska lösningar för hälsa, exempelvis mobilappar för hälsoövervakning (Mål 3: God hälsa och välbefinnande).
· Utveckling av teknik som ökar säkerhet och trygghet i städer, såsom smarta övervakningssystem och belysning (Mål 11: Hållbara städer och samhällen).
Ekonomisk hållbarhet handlar om att använda resurser på ett smart sätt så att vi får en stabil ekonomi som fungerar både nu och i framtiden.
Tekniska exempel:
· Produktionstekniker som minskar slöseri, till exempel automatisering och robotisering i industrin (Mål 9: Hållbar industri, innovationer och infrastruktur).
· Hushåll och industrier kan automatiskt minska elförbrukningen när elen är dyr eller efterfrågan är hög, vilket sparar pengar och minskar belastningen på miljön (Mål 12: Hållbar konsumtion och produktion).
· Tekniska innovationer inom jordbruket, såsom precisionsodling med drönare och sensorer för att maximera avkastning utan att slösa resurser (Mål 2: Ingen hunger).
För att skapa verkligt hållbara lösningar krävs att ekologiska, ekonomiska och sociala dimensioner samverkar, och här spelar tekniken en avgörande roll.
Ett konkret exempel är solenergidrivna vattenreningssystem i landsbygdsområden. Genom att använda solenergi – en förnybar och utsläppsfri energikälla – minskar man klimatpåverkan och beroendet av fossila bränslen, vilket gynnar den ekologiska hållbarheten.
Rent vatten bidrar samtidigt till bättre hälsa, vilket minskar sjukfrånvaro och vårdkostnader och därmed stärker den ekonomiska hållbarheten.
Dessutom innebär tillgången till rent dricksvatten en direkt förbättring av livskvaliteten, särskilt för kvinnor och barn som ofta har ansvaret för att hämta vatten, vilket gör lösningen socialt hållbar.
Genom att dessa system kan byggas och underhållas lokalt skapas även arbetstillfällen i området. På så sätt blir tekniken en möjliggörare för att balansera alla tre hållbarhetsdimensioner!
Dessa tre delar – ekologisk, ekonomisk och social hållbarhet
– finns också med i FN:s Agenda 2030. Det är en plan med 17 mål som alla länder
i världen har kommit överens om. Många av målen är tätt kopplade till teknik.
För att till exempel kunna bygga hållbara städer, få ren energi, rent vatten
och mat till alla behövs smarta tekniska lösningar. Teknik spelar också en
viktig roll i att minska utsläpp, återvinna material och utveckla nya sätt att
leva mer hållbart.
Varje timme träffas jorden av mer energi från solen än hela mänskligheten använder på ett helt år. Om vi kunde fånga bara en bråkdel av denna enorma kraft, skulle vi kunna täcka hela vårt energibehov utan att behöva använda fossila bränslen. Solen är alltså en nästan outtömlig energikälla som vi kan använda på olika sätt för att producera el och värme. Solens energi kan utnyttjas på flera sätt – till exempel genom solceller, solfångare, passiv solvärme och artificiell fotosyntes. Låt oss ta en titt på hur varje metod fungerar!
Solceller omvandlar solens ljus direkt till elektricitet genom en process som kallas den fotovoltaiska effekten. Solceller är gjorda av halvledarmaterial, oftast kisel, som absorberar (fångar upp) solens ljus och skapar en elektrisk ström. Solceller används i allt från små miniräknare till stora solkraftverk.
Fördelar med solceller:
· Producerar el utan utsläpp av växthusgaser
· Låga underhållskostnader
· Kan installeras på tak och fasader
Nackdelar med solceller:
· Producerar el endast när solen skiner
· Kan vara dyra att installera
· Kräver stora ytor för att producera mycket energi
Solfångare används för att omvandla solens strålar till värmeenergi. Denna värme kan användas för att värma upp vatten eller byggnader. Solfångare består oftast av rör eller plattor som absorberar solenergi och överför den till en vätska, vilken sedan transporterar värmen till exempelvis en varmvattenberedare eller element.
Fördelar med solfångare:
· Effektivt sätt att producera varmvatten
· Minskar behovet av fossila bränslen
· Lång livslängd
Nackdelar med solfångare:
· Installationen kan vara kostsam
· Väderberoende
Passiv solvärme innebär att byggnader utformas för att utnyttja solens värme på ett naturligt sätt. Genom smart arkitektur och materialval kan solens energi fångas upp, lagras och fördelas i byggnaden för att minska behovet av uppvärmning under kalla perioder.
Ett passivt solvärmesystem bygger på tre grundprinciper:
1. Solinstrålning – Att maximera mängden solljus som kommer in i byggnaden. Tomtens läge och byggnadens placering på tomten är viktig. Södervända fönster släpper in maximalt med solljus under dagen, särskilt under vintern när solen står lågt. På norra sidan av byggnaden bör endast små fönster användas.
2. Värmelagring – Att i vissa delar av byggnaden använda tunga material som tegel och betong som kan absorbera och lagra värme under dagen och sedan avge den under natten. Nackdelen med tegel och betong är att de släpper ut mycket koldioxid vid tillverkning.
3. Värmebevarande – Att minimera värmeförluster genom god isolering. God isolering förhindrar att värmen som lagrats inuti byggnaden försvinner ut. Isoleringsmaterial i väggar, tak och golv, samt tätade fönster och dörrar, minskar värmeförluster och gör att den passiva solvärmen utnyttjas mer effektivt. Treglasfönster med god isoleringsförmåga kan minska värmeförluster under kalla nätter.
För att undvika överhettning under sommaren kan taköverhäng, balkonger eller lövverk från träd användas för att blockera den höga sommarsolen, medan den lägre vintersolen fortfarande kan nå fönstren.
Fördelar med passiv solvärme:
· Lägre energibehov och kostnader genom minskad uppvärmning och kylning.
· Jämnare inomhustemperatur för ökad komfort.
· Miljövänligt genom minskad användning av fossila bränslen.
Artificiell fotosyntes är en teknik där forskare försöker efterlikna växternas sätt att omvandla solenergi till kemisk energi. Genom att använda speciella katalysatorer (ämne som påskyndar reaktionen) och ljus kan vatten delas upp i vätgas (H2) och syrgas (O2). Vätgasen kan lagras och användas som bränsle.
Detta skulle kunna vara ett framtida sätt att lagra solenergi och minska beroendet av fossila bränslen.
Fördelar med artificiell fotosyntes:
· Kan skapa förnybart bränsle med solens energi
· Kan bidra till minskade koldioxidutsläpp
Utmaningar med artificiell fotosyntes:
· Tekniken är fortfarande under utveckling
· Kräver avancerade material och mer forskning
För att använda jordens resurser smartare behöver vi ny teknik. I det här avsnittet får du lära dig om batterier, vätgas, bränsleceller och smarta elnät – teknik som kan hjälpa oss att spara energi, minska utsläppen och bygga ett mer hållbart samhälle.
Ett batteri är en energikälla som omvandlar kemisk energi till elektrisk energi. Detta sker genom en elektrokemisk reaktion mellan två elektroder – en anod (negativ pol) och en katod (positiv pol) – som är nedsänkta i en elektrolyt. När batteriet används sker en redoxreaktion, där elektroner rör sig från anoden till katoden via en yttre krets, vilket skapar elektrisk ström.
Det finns många olika typer av batterier, men de vanligaste delas in i engångsbatterier och laddningsbara batterier.
Engångsbatterier:
· Alkaliska batterier – Vanliga i fjärrkontroller, leksaker och ficklampor.
· Litiumbatterier – Används i kameror, brandvarnare och klockor, eftersom de har lång livslängd.
Laddningsbara batterier:
· Litiumjonbatterier (Li-ion) – Finns i mobiltelefoner, datorer och elbilar. De har hög energitäthet och kan laddas många gånger.
· Nickel-metallhydridbatterier (NiMH) – Används i laddbara AA- och AAA-batterier samt äldre hybridbilar.
· Blybatterier – Vanliga i bilar och andra fordon där hög strömstyrka behövs.
Hur används batterier? Batterier finns överallt i vår vardag och används i bland annat:
· Elektroniska apparater – Mobiltelefoner, datorer, kameror och fjärrkontroller.
· Fordon – Elbilar och hybridbilar använder stora batteripaket.
· Förnybar energi – Batterier lagrar el från solpaneler och vindkraftverk för att kunna användas när det behövs.
Fördelar med batterier:
· Ger bärbar energi utan att behöva en fast strömkälla.
· Laddningsbara batterier minskar avfall och sparar pengar.
· Möjliggör lagring av förnybar energi, vilket kan minska behovet av fossila bränslen.
Nackdelar med batterier:
· Batterier innehåller giftiga ämnen (till exempel tungmetaller) som kan vara skadliga för miljön om de inte återvinns.
· Tillverkningen av vissa batterier kräver sällsynta metaller som kan vara svåra att bryta på ett hållbart sätt.
· Batterier har en begränsad livslängd och prestandan minskar över tid.
Forskare arbetar på att utveckla bättre och mer hållbara batterier:
· Solid-state-batterier är en ny generation batterier där den flytande elektrolyten i traditionella batterier ersätts med en fast elektrolyt. Detta gör dem säkrare, mer kompakt byggda och mer effektiva än dagens litiumjonbatterier.
· Forskare utvecklar batterier utan sällsynta metaller för att minska miljöpåverkan och sänka kostnader. Natriumjonbatterier, järn-luft-batterier och organiska batterier är lovande alternativ som använder mer tillgängliga och hållbara material.
· Forskare utvecklar nya material och elektrolyter för att möjliggöra snabbladdning utan att batterier överhettas eller försämras. Nanoteknik och nya anodmaterial, som kisel istället för grafit, ökar laddningshastigheten utan att påverka livslängden negativt. Målet är att göra elbilar lika snabba att ladda som det är att tanka fossila bränslen.
När vi använder mer sol- och vindkraft får vi ibland för mycket el – till exempel när solen skiner starkt eller det blåser mycket. Då kan vi ta tillvara på överskottselen genom att tillverka vätgas. Det görs genom en process som heter elektrolys, där el används för att dela upp vatten (H₂O) i vätgas (H₂) och syre (O₂). Om elen kommer från solceller eller vindkraftverk blir vätgasen utsläppsfri.
Vätgasen fungerar som en energibärare – den kan lagra energin och släppa ut den senare, till exempel när det är mörkt, vindstilla eller när elbehovet är högt. Det gör vätgas till ett smart sätt att lagra förnybar energi för framtida användning.
Eftersom vätgas ofta produceras på en plats men används på en annan, behöver den lagras och transporteras. Det är en utmaning, eftersom vätgas är en mycket lätt gas som tar stor plats och är lättantändlig. Om den blandas med syre i vissa mängder kan den explodera om den antänds.
Tre sätt att lagra vätgas:
1. Trycksatt vätgas – Gasen pressas ihop i starka behållare. Används i till exempel vätgasbilar och bussar.
2. Flytande vätgas – Gasen kyls ner till minus 253 grader C så att den blir vätska. Används till exempel i rymdraketer. Kräver mycket energi.
3. Kemisk lagring – Vätgasen binds i fasta material. Det är säkrare, men det krävs energi för att släppa loss vätgasen igen.
Fördelar med vätgas:
· Den kan lagra energi länge, till exempel från sol- och vindkraft.
· Den kan användas i fordon, fabriker och som lagringslösning i elnätet.
· Om den tillverkas med grön el är den klimatvänlig.
Nackdelar med vätgas:
· Det går åt mycket energi för att komprimera eller kyla ner gasen.
· Tekniken är fortfarande dyr, särskilt jämfört med batterier.
· Säkerheten är viktig, eftersom vätgas lätt kan antändas.
Exempel på användning:
· Vätgasbilar och lastbilar – Här lagras gasen i högtryckstankar och används i bränsleceller för att driva elmotorn.
· Lagring av el – Överskottsel från till exempel vindkraft kan omvandlas till vätgas och användas senare.
·
Industri – Vätgas används i stål- och kemisk
industri som ett renare alternativ till fossila bränslen.
En bränslecell omvandlar kemisk energi till elektricitet genom en elektrokemisk reaktion, oftast med vätgas och syre. Till skillnad från ett batteri behöver en bränslecell kontinuerligt bränsle för att fungera, ungefär som en motor som behöver bensin.
Den största fördelen är att den enda biprodukten vid användning av vätgasbränsleceller är vatten (H₂O), vilket gör dem väldigt miljövänliga.
Fördelar med bränsleceller:
· Utsläppsfritt – Endast vatten bildas som restprodukt.
· Effektivt – Hög verkningsgrad jämfört med förbränningsmotorer.
· Snabb tankning – Vätgasbilar tankas på några minuter, jämfört med lång laddningstid för batteribilar.
Utmaningar med bränsleceller:
· Vätgasproduktion kräver energi – Om vätgas framställs med fossila bränslen minskar miljöfördelarna.
· Dyr teknik – Bränsleceller och vätgaslagring är fortfarande kostsamt.
· Begränsad infrastruktur – Det finns få vätgasstationer jämfört med elbilsladdare.
Användningsområden:
· Vätgasbilar och bussar – Till exempel Toyota Mirai och Hyundai Nexo.
· Elproduktion i byggnader – Bränsleceller kan fungera som reservkraft.
· Rymdteknik – NASA har använt bränsleceller i rymdfarkoster sedan 1960-talet.
Förr i tiden gick elen bara i en riktning – från ett kraftverk till våra hem. Men idag, när vi använder mer förnybar energi som sol- och vindkraft, och när fler producerar egen el hemma (till exempel med solceller), behöver vi ett elnät som är smartare. Det är här smart grid, eller smarta elnät, kommer in.
Ett smart grid är ett elnät som använder digital teknik och sensorer för att styra och övervaka elen. Det kan snabbt anpassa sig efter hur mycket el som används, hur mycket som produceras och var elen behövs mest.
Vad gör ett smart grid?
· Tar emot el från många olika håll, till exempel från vindkraftverk, solceller och batterier.
· Hjälper till att balansera elnätet, så att det inte blir överbelastat.
· Skickar information i realtid till både elbolag och användare, så att man kan spara el när den är dyr.
Fördelar med smarta elnät:
· Färre elavbrott – Nätet upptäcker snabbt fel och kan ibland lösa dem automatiskt.
· Bättre för miljön – Mer plats för sol- och vindkraft i systemet.
· Lägre elkostnader – Användare kan styra sin elanvändning bättre och spara pengar.
· Smidigare elbilsladdning – Nätet kan styra när bilar laddas, så att det inte blir för mycket belastning på en gång. Elbilars batterier kan också användas som lagring i smarta nät, där bilen laddas när elen är billig och kan skicka tillbaka el till huset eller nätet när det behövs.
Exempel på hur smarta elnät används:
· Ett hus med solceller kan skicka el till grannarna när det produceras mer än vad huset själv behöver.
· Ett batteri i en villa kan laddas när elen är billig och användas när den är dyr eller när det är elbrist.
· Ett vindkraftverk kan kopplas bort automatiskt om det blåser för mycket och elnätet är fullt.
Varför behövs smarta elnät i framtiden? När fler människor får elbilar, solceller, värmepumpar och smarta hem, blir det mycket mer el i rörelse åt olika håll. Ett vanligt elnät klarar inte alltid det. Med smarta elnät kan vi använda elen mer effektivt, minska utsläppen och bygga ett mer hållbart samhälle.
Hållbara material är material som är bra för miljön. Det är material som:
1. Är förnybara eller återvinningsbara.
2. Har låg energiåtgång vid tillverkning.
3. Har lång livslängd och kan återanvändas.
Varje material har en livscykel som påverkar miljön på olika sätt:
1. Utvinning av råvaror: Utvinning av metaller som järn och koppar kräver stora mängder energi och påverkar landskap och ekosystem negativt. Använd återvunna metaller för att minska behovet av gruvdrift och för att spara energi.
2. Produktion: Betong och plast har hög klimatpåverkan under tillverkningen på grund av stora koldioxidutsläpp. Använd biobaserade plaster eller koldioxidsnål cement.
3. Användning: Material som trä och textil kan vara miljövänliga men kräver underhåll för att hålla länge. Behandla och skydda material för att förlänga livslängd.
4. Avfall och återvinning: Plast som inte återvinns kan bidra till mikroplastföroreningar i naturen. Öka återvinning och utveckla biologiskt nedbrytbara material.
En cirkulär ekonomi innebär att material och produkter används så länge som möjligt, återanvänds och slutligen återvinns. Detta kan uppnås genom:
1. Design för återvinning: Skapa produkter som enkelt kan demonteras.
2. Delning och reparation: Uppmuntra till delning och reparation av produkter.
3. Materialåteranvändning: Återbruka byggmaterial som tegel och betong.
Forskning och utveckling fokuserar på att skapa nya material med minimal miljöpåverkan. Några exempel är:
· Självreparerande material: Material som kan laga sprickor eller skador själva, t.ex. betong som lagar sprickor med bakterier, plast som smälter ihop vid värme, eller metaller med inbyggda mikrokapslar som frigör lagande ämnen.
· Koldioxidabsorberande material: Exempel är biokol, träbaserade material, grön betong och alg- eller svampbaserade byggmaterial – de binder koldioxid och kan minska mängden växthusgaser i luften.
· Biobaserade kompositer: Kombinerar styrka med hållbarhet, exempelvis träfiberförstärkta plastmaterial.
Agenda 2030
En global handlingsplan från FN med 17 mål för att uppnå hållbar utveckling
till år 2030, inom områden som klimat, hälsa, utbildning och jämlikhet.
Artificiell fotosyntes
En teknik som härmar växters förmåga att omvandla solljus till kemisk energi,
för att till exempel skapa vätgas som kan användas som bränsle.
Avfall
Restprodukter som blir över efter användning, och som behöver återvinnas,
förbrännas eller deponeras.
Avfallstrappa
En modell för hur avfall ska hanteras – i första hand undvikas, i andra hand
återanvändas materialåtervinnas, energiåtervinnas och i sista hand deponeras.
Batteri
En enhet som lagrar och omvandlar kemisk energi till elektrisk energi. Finns i
både engångs- och laddningsbara varianter.
Bränslecell
En teknik som omvandlar kemisk energi, ofta från vätgas, direkt till
elektricitet – med vatten som enda utsläpp.
Cirkulär ekonomi
Ett system där produkter och material återanvänds, lagas och återvinns i
stället för att slängas, för att minska avfall och resursförbrukning.
Ekologisk hållbarhet
Att bevara ekosystem och naturresurser, och minska påverkan på klimatet.
Elektrolys
En process där elektricitet används för att spjälka upp vatten till vätgas och
syrgas.
Ekonomisk hållbarhet
Att använda pengar, råvaror och andra resurser på ett klokt sätt, så att
människor kan ha jobb, företag kan fungera och samhället kan utvecklas – både
idag och i framtiden, utan att orsaka ekonomiska kriser eller orättvisor.
Energibärare
Ett ämne eller en lösning som lagrar energi som kan användas senare, till
exempel vätgas.
Förnybar energi
Energi från naturliga källor som sol, vind, vatten och biomassa – som förnyas
av sig själva.
Hållbar utveckling
Att uppfylla dagens behov utan att försämra framtida generationers möjlighet
att uppfylla sina.
Hållbara material
Material som är miljövänliga, håller länge och antingen kan återvinnas eller
kommer från förnybara källor – alltså naturresurser som hinner återskapas, som
till exempel trä, ull eller bomull.
Livscykel (för material):
Alla steg ett material går igenom – utvinning, tillverkning, användning,
avfall/återvinning – och hur det påverkar miljön.
Passiv solvärme
Ett sätt att bygga så att byggnaden naturligt fångar in, lagrar och
behåller värme från solen.
Smart grid
Ett digitalt och automatiserat elnät som anpassar sig efter hur mycket el som
används och produceras, ofta med hjälp av sol- och vindkraft.
Social hållbarhet
Att skapa ett rättvist och inkluderande samhälle där alla har möjlighet till
ett gott liv.
Solfångare
En anordning som fångar in solenergi och omvandlar den till värme, till exempel
för att värma vatten.
Solceller
Teknik som omvandlar solljus direkt till elektricitet med hjälp av halvledare.
Solid-state-batteri (SSD)
En ny typ av batteri där den flytande elektrolyten ersätts av ett fast
material, vilket ökar säkerheten och effektiviteten.
Tre dimensioner av hållbarhet
Ekologisk, social och ekonomisk hållbarhet – som tillsammans behövs för att nå
hållbar utveckling.
Vätgas
En gas som kan lagra och bära energi. När den används i bränsleceller släpper
den bara ut vatten.
1. Vad menas med hållbar utveckling? Beskriv med egna ord.
2. Vilka är de tre dimensionerna av hållbarhet och vad innebär varje dimension?
3. Ge ett exempel på hur en teknisk lösning kan bidra till ekologisk hållbarhet.
4. Ge ett exempel på hur teknik kan öka den sociala hållbarheten i samhället.
5. Hur kan teknik bidra till ekonomisk hållbarhet? Ge ett konkret exempel.
6. Vad är Agenda 2030 och hur hänger den ihop med hållbar utveckling?
7. Vad är solceller och hur fungerar de?
8. Vad är skillnaden mellan solceller och solfångare?
9. Vilka är fördelarna och nackdelarna med att använda solenergi?
10. Vad är passiv solvärme och hur kan byggnader utformas för att använda den?
11. Vad är artificiell fotosyntes och varför är det intressant för framtiden?
12. Förklara hur ett batteri fungerar med hjälp av orden anod, katod och elektrolyt.
13. Vilka typer av batterier är vanligast och vad används de till? Nämn minst två.
14. Vilka miljöproblem kan batterier orsaka om de inte hanteras på rätt sätt?
15. Vad är vätgas och varför räknas den som en energibärare och inte en energikälla?
16. Beskriv två sätt att lagra vätgas och en utmaning med varje metod.
17. Vad är en bränslecell och vilka är dess fördelar jämfört med en vanlig motor?
18. Vad är ett smart grid (smart elnät) och varför behövs det i framtiden?
19. Ge ett exempel på hur en elbil kan bli en del av ett smart elnät.
20. Vad menas med hållbara material?
21. Vad innebär en cirkulär ekonomi?
22. Nämn tre framtida hållbara material!
· Diskussionsfråga: Hur skulle ditt liv förändras om all el du använde kom från solen?
· Gruppövning: Gör en skiss över ett hem eller en skola där solenergi används till allt. Rita in solpaneler, batterilagring, varmvatten från solfångare och tänk på hur huset placeras för att ta tillvara på passiv solvärme.
· Diskussionsfråga: Om vi ska lagra förnybar energi till framtiden – är det bäst att satsa på batterier eller vätgas?
· Gruppövning: Dela gruppen i två lag – ett som argumenterar för batterier, och ett för vätgas. Undersök fördelar, nackdelar, kostnader, säkerhet och miljöpåverkan. Genomför en mini-debatt och rösta sedan i klassen på vilken teknik som ni tror har störst framtidspotential.
· Diskussionsfråga: Hur kan vi resa utan att skada miljön?
· Gruppövning: Skapa en modell, ritning eller idébeskrivning av ett framtida fordon som är så hållbart som möjligt. Tänk på material, energikälla, vikt, fart och hur det används i samhället.
Designa ett ekohus som består av hållbara material och använder smart teknik som passiv solvärme, solfångare, solceller, gröna tak, regnvatteninsamling, energieffektiva fönster, miljövänlig isolering, kompostering och smarta hem-system.
a) Ta fram en skiss med tvåpunktsperspektiv på huset. Lägg till förklarande text i skissen som beskriver viktiga detaljer i din design.
b) Skriv en kort teknisk rapport där du förklarar din vision för ekohuset: läge, material, byggteknik, transporter, energi, vatten, avlopp och avfallshantering.
c) Modellera huset i SketchUp. Modellen ska visa alla funktioner du har beskrivit i rapporten och skissen. Visa upp ekohusen för hela skolan!
Ert uppdrag är att designa och bygga en solugn som använder solens strålar för att skapa värme. Det är en tävling – vilken grupp lyckas få högst temperatur i sin ugn med hjälp av smart teknik och kreativ konstruktion?
Ni får använda valfria material, till exempel en pizzakartong, skokartong, plastlåda eller något annat som kan fungera som ugn.
För att samla in och bevara solens energi kan ni använda:
· Reflekterande material, som aluminiumfolie, för att rikta solstrålarna in i ugnen.
· Mörka ytor, som svart papper, för att absorbera värmen.
· Genomskinligt lock, som plastfolie, för att hålla kvar värmen inne i ugnen.
· Isolerande material, som tidningar eller tyg, för att minska värmeförlust.
· Använd gärna återbrukade material så långt det går – det ger extra poäng i tävlingen!
Varje grupp ska:
· Göra en enkel skiss av sin ugn och förklara hur den fungerar.
· Bygga ugnen.
· Testa den i solen – till exempel genom att smälta choklad, värma vatten eller mäta temperaturen med termometer.
· Skriva en kort reflektion där ni besvarar:
o Vad fungerade bra?
o Vad skulle ni göra annorlunda nästa gång?
o Vad lärde ni er om solenergi?
I slutet av projektet jämför vi resultaten. Den grupp som lyckas få högst temperatur i sin solugn vinner titeln "Hetast i klassen"!
1. Skisser och ritningar hjälper till att förvandla idéer till tydliga bilder som andra kan förstå. De används för att planera, testa och tillverka produkter, vilket gör dem avgörande för kommunikation och genomförande inom tekniken.
2. Använd enkla former som cirklar, kvadrater och linjer för att bygga upp skissen. Håll skissen enkel och fokusera på huvudidéerna, utan att rita alla detaljer. Rita flera versioner för att testa olika lösningar och förbättra idén.
3. En flyktpunkt är en punkt på horisontlinjen där alla linjer som går i djupet möts. I enpunktsperspektiv används den för att skapa en känsla av djup i en bild, särskilt när man ser rakt på en yta.
4. Vältmetoden innebär att man föreställer sig att objektet "välts" på en platt yta så att dess olika sidor projiceras. Metoden hjälper till att skapa de tre vyerna (frontvy, sidovy och planvy) genom att visa objektet från olika håll.
5. Heldragen linje visar objektets konturer. Streckad linje visar skymda konturer som inte syns direkt. Punkt-streckad linje används för att visa symmetri, centrumlinjer eller axlar.
6. Mått anges alltid i millimeter (mm) utan att skriva ut enheten. Varje mått skrivs bara ut en gång för att undvika förvirring. Måttlinjer ska ha tunna och ifyllda pilspetsar.
7. Skala 2:1 är en förstorande skala där objektet på ritningen är dubbelt så stort som det är i verkligheten.
8. Skala 1:100 är en förminskande skala där 1 enhet på ritningen motsvarar 100 enheter i verkligheten.
9. Skala 1:100 betyder att 1 cm på ritningen motsvarar 100 cm (1 m) i verkligheten. Ett hus som mäts till 12 cm på ritningen är alltså 12 m långt i verkligheten.
1. Produktutveckling är processen där idéer blir till verkliga produkter som löser problem eller uppfyller behov.
2. Identifiera behovet, ta fram idéer, bygga och testa prototyper, tillverka produkten.
3. För att säkerställa att produkten löser ett verkligt problem eller uppfyller ett behov och därmed blir användbar.
4. Observera problem eller ineffektiva lösningar i vardagen. Fråga andra vad de tycker är krångligt eller skulle vilja förbättra.
5. För att inte glömma bort idéer och för att kunna analysera problemen närmare för att hitta bra lösningar.
6. Att undersöka vad som är populärt och aktuellt för att hitta nya behov eller lösningar som följer med tiden.
7. Brainstorming är en metod där man snabbt samlar många idéer utan att döma dem, för att sedan välja de bästa att arbeta vidare med.
8. Skisser hjälper dig att visualisera och testa dina idéer innan du börjar bygga en prototyp.
9. En prototyp är en enkel version av en produkt som används för att testa om idén fungerar som tänkt.
10. För att upptäcka problem och förbättra produkten innan den går vidare till tillverkning, vilket sparar tid och resurser.
11. Kartong och papper.
12. Du ska tänka på om materialet är hållbart, lätt, miljövänligt eller kostnadseffektivt, beroende på produktens syfte.
13. De kan användas för att skapa digitala prototyper och simulera hur produkten kommer att fungera innan den byggs.
14. Avfallstrappan är en modell som visar hur man ska hantera avfall på ett miljövänligt sätt, med fokus på att minska avfall och återvinna resurser.
15. Förebyggande, återanvändning, materialåtervinning, energiåtervinning, deponering.
16. Återanvändning kräver mindre energi och resurser än att bryta ner material och skapa något nytt.
17. En vattenflaska av enbart återvinningsbar plast utan blandade material.
18. Produkten tas ur bruk och hanteras genom återanvändning, återvinning, energiutvinning eller, som sista utväg, deponering.
19. Genom att använda återvunna material, designa för enkel återvinning och skapa produkter som håller längre eller kan repareras.
1. Tryckkrafter, dragkrafter och böjkrafter.
2. Innerkurvan av materialet trycks ihop, medan ytterkurvan dras isär.
3. Draghållfasthet är förmågan att motstå krafter som drar isär materialet.’
4. Stål.
5. Betong har hög tryckhållfasthet och klarar stora tryckkrafter utan att deformeras.
6. Sträckgräns är den maximala spänning ett material tål utan permanent deformation. Brottgräns är den maximala spänning ett material tål innan det går sönder.
7. Elasticitet gör att ett material kan deformeras och återgå till sin ursprungliga form, vilket är viktigt för stötdämpning och flexibilitet.
8. Gummi.
9. Ett material med hög densitet är tungt i förhållande till sin volym.
10. Järn, bly och koppar.
11. Material med hög värmeledningsförmåga, som koppar, används för att leda värme, medan material med låg värmeledningsförmåga, som plast, används som isolering.
12. En legering är en blandning av två eller fler metaller.
13. För att förbättra egenskaper som styrka, korrosionsbeständighet och hållbarhet.
14. Stål och aluminium.
15. Det sparar energi och minskar behovet av gruvdrift, vilket är bättre för miljön.
16. Det är extremt starkt, lätt och tåligt mot korrosion.
17. Naturligt gummi utvinns från latex och är förnybart, medan syntetiskt gummi tillverkas av polymerer och har högre miljöpåverkan.
18. Trä används som bärande element i stommar och konstruktioner för att bygga starka och lätta höghus.
19. Trä är förnybart, lagrar koldioxid och är biologiskt nedbrytbart.
20. Triangeln fördelar krafter jämnt och behåller sin form under belastning.
21. Pelare bär tryckkrafter och leder vikten till marken, medan balkar hanterar böjkrafter och fördelar vikten mellan pelarna.
22. Ramkonstruktioner består av balkar och pelare och används som stommar, medan skalkonstruktioner är tunna ytor som fördelar krafterna jämnt.
1. Att lösa problem, förenkla vardagen och utveckla samhället.
2. Vetenskap förklarar hur världen fungerar, och teknik använder den kunskapen för att skapa lösningar.
3. Kunskapen om energins lagar gjorde ångmaskinen möjlig.
4. Mikroskop har hjälpt vetenskapen att upptäcka mikroorganismer.
5. De samverkar och driver varandra framåt.
6. Förståelse för friktion och rörelse.
7. Värme kan omvandlas till rörelse via tryck.
8. Kemi och gasers tryck – hur bränsle förbränns och driver en motor.
9. Genom att införa löpande band och effektivisera produktionen.
10. De använder avancerad teknik som AI, sensorer och matematiska beräkningar.
11. Elektroteknik och miljövetenskap.
12. För att minska luftmotstånd och spara energi vid höga hastigheter.
13. Röksignaler, trumpeter, trummor och brevduvor.
14. Att elektricitet och magnetism hänger ihop.
15. Osynliga vågor som kan bära information – till exempel i radio och trådlös teknik.
16. Genom att information omvandlas till binär kod och skickas via fiber eller trådlöst.
17. Fysik, matematik och programmering.
18. Hur sociala medier påverkar beteende, psykisk hälsa och informationsspridning.
19. Fördel: snabb kommunikation globalt. Risk: ökad spridning av falsk information.
20. Årstider, växtlighet och vattenflöden.
21. Vind- och vattenkraft i kvarnar, samt kraftöverföring med djur.
22. Ökade skördar och effektivare odling.
23. Kemi (gödsel och bekämpningsmedel), fysik (maskiner) och ekologi (miljöpåverkan).
24. För att mäta behov av vatten, näring och skydd i realtid.
25. Genredigering
(CRISPR), jordbruksrobotar och vertikala odlingar.
1. IT står för Informationsteknik och handlar om hantering, lagring och överföring av digital information.
2. Exempel på hur IT påverkar våra liv:
a. Kommunikation via e-post, sociala medier och videomöten
b. Internetbank och digitala betalningar
c. E-handel och online-shopping
d. GPS och karttjänster
e. Automatisering och AI i smarta hem
3. Skillnad mellan hårdvara och mjukvara:
a. Hårdvara är de fysiska delarna av en dator, exempelvis tangentbord.
b. Mjukvara är program som körs på datorn, exempelvis webbläsaren Chrome.
4. Förkortningar:
a. CPU (Central Processing Unit) – Datorns processor som utför beräkningar
b. GPU (Graphics Processing Unit) – Grafikkort som hanterar grafikrendering
c. RAM (Random Access Memory) – Arbetsminne som lagrar data tillfälligt
d. SSD (Solid State Drive) – Snabb lagringsenhet utan rörliga delar
e. HD (Hard Drive) – Traditionell hårddisk för lagring av data
f. PSU (Power Supply Unit) – Strömförsörjning till datorn
5. Skillnad mellan RAM och SSD/HD:
a. RAM är ett snabbt arbetsminne där data lagras tillfälligt medan datorn är påslagen.
b. SSD/HD är permanent lagring där filer och program sparas även när datorn stängs av.
6. Binära tal i decimal:
a. 01101110 = 110
b. 10011101 = 157
c. 11101010 = 234
7. Decimaltal till binär kod:
a. 212 = 11010100
b. 79 = 01001111
c. 199 = 11000111
8. Största talet med 8 bitar: 255
9. IPO-modellen (Input-Process-Output). Exempel: En miniräknare:
a. Input: Användaren matar in "5 + 3"
b. Process: Miniräknaren utför addition
c. Output: Resultatet "8" visas på skärmen
10. Algoritm: En algoritm är en steg-för-steg-instruktion för att lösa ett problem. Exempel: Ett recept för att baka en kaka är en algoritm.
11. Variabel i programmering: En plats i minnet där data lagras, till exempel poäng = 100 i ett spel.
12. Variabel i datorspel: En variabel kan användas för att hålla reda på spelarens hälsa, till exempel hälsa = 100.
13. Loop: En upprepning av kod. Exempel: En loop som skriver ut siffrorna 1 till 10 automatiskt.
14. Villkor:
a. 44 != 30 → TRUE
b. 312 > 210 → TRUE
c. 98 <= 98 → TRUE
d. 4563 != 32 AND 65 >= 542 → FALSE
e. 89 == 98 OR 22 >= 8 → TRUE
15. Skillnad mellan styrteknik och reglerteknik:
a. Styrteknik: System styrs manuellt eller automatiskt utan återkoppling.
b. Reglerteknik: System styr sig självt genom återkoppling.
16. Exempel på styrteknik:
a. Tända en lampa med en strömbrytare
b. Starta en kaffebryggare
c. Spola i toaletten
17. Exempel på reglerteknik:
a. En termostat som reglerar rumstemperaturen
b. Farthållaren i en bil
c. Automatiska bromssystem i bilar
18. Sensorer kan mäta:
a. Temperatur
b. Ljusstyrka
c. Rörelse
19. Automatisk dörröppnare (IPO-modellen):
a. Input: Sensor upptäcker rörelse
b. Process: Styrsystem aktiverar motor
c. Output: Dörren öppnas
20. Nätverkstyper:
a. PAN (Personal Area Network): Enheter nära varandra, till exempel Bluetooth
b. LAN (Local Area Network): Lokalt nätverk, till exempel Wi-Fi i ett hem
c. MAN (Metropolitan Area Network): Nätverk över en stad
d. WAN (Wide Area Network): Stort nätverk, till exempel internet
21. IP-adress: En unik adress som identifierar enheter på internet.
22. Hur skickas data över internet? Data delas upp i paket som skickas via nätverk och sätts ihop igen vid mottagaren.
23. Tre fördelar med molnlagring:
a. Tillgång till filer från vilken enhet som helst
b. Automatiska säkerhetskopior
c. Minskad risk för dataförlust vid hårdvarufel
24. Tre nackdelar med molnlagring:
a. Beroende av internetanslutning
b. Säkerhetsrisker och dataintrång
c. Kan bli dyrt vid stora mängder lagring
25. Tre leverantörer av molnlagring:
a. Google Drive
b. Dropbox
c. Microsoft OneDrive
26. IoT: Internet of Things – uppkopplade enheter som kan kommunicera via internet.
27. Tre exempel på IoT:
a. Smarta kylskåp
b. Uppkopplade termostater
c. Smarta lampor
28. Två fördelar med IoT:
a. Automatisering och fjärrstyrning
b. Effektivare energianvändning
29. Två nackdelar med IoT:
a. Säkerhetsrisker och hackerattacker
b. Beroende av internetuppkoppling
30. AI: Artificiell Intelligens – datorers förmåga att efterlikna mänsklig intelligens.
31. Tre exempel på AI i vardagen:
a. Röstassistenter som Siri och Google Assistant
b. Rekommendationer från Netflix och Spotify
c. Självkörande bilar
32. Autonomt system: Ett system som kan fatta egna beslut utan mänsklig inblandning.
33. Tre exempel på autonoma system:
a. Självkörande bilar
b. Robotdammsugare
c. Drönare för paketleverans
1. Elnätet transporterar elektricitet från kraftverk till hushåll och företag. Vattenförsörjning leder rent vatten från vattenverk genom rörledningar till kranar i hem och industrier. Internet möjliggör kommunikation och informationsöverföring via nätverk av servrar, kablar och trådlösa signaler.
2. Vi vaknar av en väckarklocka (elnätet). Vi borstar tänderna och duschar (vattensystem och avloppssystem). Vi tar bussen eller cyklar till skolan (transportsystem). Vi skickar meddelanden via mobilen (kommunikationssystem).
3. Ett delsystem är en mindre del av ett större system som har en egen specifik funktion, exempelvis bromssystemet på en cykel. En komponent är en enskild del i ett system, exempelvis en skivbroms i en bromssystemet på cykeln.
4. Ett flöde är det som rör sig genom ett tekniskt system. Exempel:
a. Energi – elektricitet i elnätet.
b. Materia – vatten i vattenförsörjningen.
c. Information – data i internet.
5. Linjära flöden innebär att resurser används en gång och försvinner, medan cirkulära flöden återvinner resurser och använder dem igen.
6. Exempel på linjära flöden:
a. Bensin förbränns i en bil och kan inte återanvändas.
b. Sopförbränning där avfallet inte återvinns.
c. Engångsförpackningar som slängs efter användning.
7. Exempel på cirkulära flöden:
a. Återvinning av papper och plast.
b. Spillvärme från industrier som används i fjärrvärme.
c. Biogasproduktion från matavfall.
8. Cirkulära flöden minskar resursförbrukningen, minskar avfallsmängden och gör system mer hållbara genom återanvändning och återvinning.
9. Exempel på tekniska system i samhällets infrastruktur: elnätet, vattenförsörjningen, transportsystemet, avloppssystemet, kommunikationssystem och avfallshantering.
10. El produceras i kraftverk (vindkraft, vattenkraft, solenergi, kärnkraft, fossila bränslen) och transporteras genom elnätet via transformatorstationer till hushåll och företag.
11. Tio konsekvenser vid elavbrott:
i. Inga lampor eller elektriska apparater fungerar.
ii. Kylskåp och frysar slutar fungera, vilket kan leda till matförstöring.
iii. Internet och mobilnät kan sluta fungera.
iv. Butiker och betalsystem kan sluta fungera.
v. Trafiksignaler kan slockna och orsaka trafikproblem.
vi. Tunnelbanor och tåg kan stanna.
vii. Vattenförsörjning och reningsverk kan påverkas.
viii. Sjukhus och vårdinrättningar kan behöva gå över till reservkraft.
ix. Hissar kan fastna.
x. Säkerhetssystem som larm och övervakningskameror kan sluta fungera.
12. Fjärrvärme fungerar genom att varmt vatten produceras i en värmeanläggning och leds genom rör till byggnader. Fördelar inkluderar minskade utsläpp jämfört med att elda hemma själv samt möjligheten att använda spillvärme från industrier.
13. Om en vattenledning går sönder kan ett område bli utan vatten. Samhället kan hantera det genom att leda om vatten från andra ledningar, laga skadan snabbt och informera invånarna. Samhället kan också ställa ut vattentankar i berörda områden.
14. Avloppssystemet transporterar avloppsvatten genom rör till reningsverk där det genomgår mekaniks, kemisk och biologisk rening innan det släpps ut i naturen.
15. Avfallshantering är viktig för att minska miljöpåverkan och spara resurser. Den kan göras mer hållbar genom återvinning, kompostering och att minska användningen av engångsmaterial.
16. Ett transportsystem består av infrastruktur (vägar, järnvägar), transportmedel (bilar, tåg), energiförsörjning (fossila bränslen, el), styrning (trafikljus, digitala system) och användare (personer och företag).
17. Mobiltelefoni fungerar genom att mobiltelefoner kommunicerar med mobilmaster som är anslutna till ett nätverk av basstationer och servrar. När en person ringer ett samtal eller skickar data, omvandlas informationen till radiosignaler som skickas till närmaste mobilmast. Mobilmasten vidarebefordrar sedan signalerna genom det fasta eller trådlösa nätverket till mottagarens mobilmast, där signalen omvandlas tillbaka till ljud eller data i mottagarens telefon.
18. GPS (Global Positioning System) är ett satellitbaserat navigationssystem som gör det möjligt att bestämma en exakt position var som helst på jorden. Systemet består av ett nätverk av minst 24 satelliter i omloppsbana runt jorden, som ständigt sänder ut radiosignaler med information om sin position och tid. När en GPS-mottagare, till exempel i en mobiltelefon, tar emot signaler från minst fyra satelliter kan den beräkna sin exakta position genom en metod som kallas triangulering. Genom att mäta tiden det tar för signalerna att nå mottagaren och jämföra data från flera satelliter kan systemet bestämma både latitud, longitud och höjd över havet med hög noggrannhet.
19. Redundans innebär att tekniska system har reservlösningar, till exempel dubblerade servrar, alternativa transportvägar och reservkraftverk, för att kunna fungera även vid fel.
20. Tekniska system kan göras mer resilienta genom att ha reservsystem, snabb felhantering, skydd mot cyberattacker, alternativa energikällor och förbättrad infrastruktur.
1. Att använda jordens resurser på ett sätt som gör att både vi och framtida generationer kan ha ett bra liv, utan att förstöra miljön eller skapa orättvisor.
2. Ekologisk hållbarhet: Att ta hand om naturen och minska påverkan på klimatet.
Social hållbarhet: Att skapa ett rättvist och tryggt samhälle för alla.
Ekonomisk hållbarhet: Att använda resurser smart så att ekonomin fungerar långsiktigt.
3. Solpaneler som producerar el utan utsläpp bidrar till minskad klimatpåverkan.
4. Digitala utbildningsverktyg som gör det möjligt för fler att gå i skolan, oavsett var de bor.
5. Smarta elnät som automatiskt styr elförbrukningen kan minska elkostnader och spara resurser.
6. Ett globalt målprogram från FN med 17 mål för att skapa en hållbar framtid. Målen handlar bland annat om klimat, utbildning, hälsa och jämlikhet.
7. Solceller omvandlar solljus direkt till elektricitet med hjälp av halvledarmaterial som skapar elektrisk ström när de träffas av ljus.
8. Solceller producerar el, medan solfångare producerar värme som kan användas till varmvatten eller uppvärmning.
9. Fördelar: Utsläppsfri el, låg driftkostnad, kan installeras på byggnader.
Nackdelar: Producerar bara el när solen skiner, kräver yta och kan vara dyra att installera.
10. Byggnader placeras och utformas (till exempel små fönster mot norr och stora fönster mot syd) så att de fångar in solvärme, lagrar den i tunga material och isoleras bra för att bevara värmen.
11. En teknik som efterliknar växternas fotosyntes för att producera vätgas med hjälp av solenergi. Det kan bli ett framtida sätt att lagra förnybar energi.
12. Elektroner rör sig från anoden till katoden genom en yttre krets, medan elektrolyten möjliggör jontransport inuti batteriet.
13. Litiumjonbatterier: Används i mobiler, datorer och elbilar.
Alkaliska batterier: Vanliga i fjärrkontroller och leksaker.
14. De kan innehålla giftiga ämnen som skadar miljön om de inte återvinns, och vissa innehåller sällsynta metaller som är svåra att utvinna hållbart.
15. Vätgas lagrar energi och släpper ut den vid behov, till exempel i fordon eller elnät. Den måste först tillverkas, till exempel genom elektrolys.
16. Trycksatt vätgas: Kompakt lagring i fordon, men kräver starka tankar.
Flytande vätgas: Effektivt men energikrävande eftersom gasen måste kylas till mycket låg temperatur.
17. En bränslecell gör el genom att vätgas reagerar med syre. Fördelar: inga utsläpp (bara vatten), hög verkningsgrad och snabb tankning.
18. Ett elnät som kan styra, övervaka och anpassa elförbrukning och elproduktion. Det behövs för att klara av mer förnybar el och många nya elanvändare.
19. Elbilar kan laddas när elen är billig och skicka tillbaka el till huset eller nätet när den behövs.
20. Material som är bra för miljön – de är återvinningsbara, förnybara, energisnåla att tillverka och håller länge.
21. En modell där produkter och material återanvänds, återvinns och repareras i stället för att slängas.
22. Självreparerande material, koldioxidlagrande material och biobaserade kompositer.
|
Material |
Energiförbrukning
vid produktion |
Återvinningsbarhet |
Miljöpåverkan |
Fördelar |
|
Stål |
Hög |
Mycket hög |
Höga
koldioxidutsläpp från produktionen |
Hållbart,
lång livslängd, återvinningsbart |
|
Aluminium |
Mycket hög |
Hög |
Höga utsläpp
vid utvinning av bauxit, återvinning kräver lite energi |
Lätt,
korrosionsbeständigt |
|
Koppar |
Hög |
Mycket hög |
Negativ
påverkan på ekosystem vid gruvdrift |
Utmärkt
elektrisk och termisk ledare |
|
Tegel |
Medelhög |
Begränsad |
Naturbaserat
men energiintensiv tillverkning |
Lång
livslängd, vädertåligt |
|
Betong |
Hög |
Begränsad |
Stor
klimatpåverkan från cementproduktionen |
Hållfast i
tryck, lång livslängd |
|
Glas |
Hög |
Mycket hög |
Återvinningsbart
men energiintensiv tillverkning |
Transparent,
hårt, lång livslängd |
|
Trä |
Låg |
Hög |
Lagrar
koldioxid, förnybart |
Biologiskt
nedbrytbart, energieffektivt |
|
Kartong/ Papper |
Medelhög |
Hög |
Biologiskt
nedbrytbart, men hög vattenförbrukning vid tillverkning |
Förnybart,
lätt att återvinna |
|
Mineralull |
Hög |
Begränsad |
Energiintensiv
tillverkning, svårt att återvinna |
Utmärkt
isolering, brandsäkert |
|
Gips |
Relativt låg |
Begränsad |
Kräver
energi vid produktion, men är biologiskt nedbrytbart |
Lätt att
arbeta med, brandhämmande |
|
Lera |
Låg |
Hög |
Låg
energiåtgång, biologiskt nedbrytbar |
Naturligt,
tåligt och bra för inomhusklimat |
|
Cellulosa-isolering |
Låg |
Hög |
Tillverkas
av återvunna material som papper, låg energiåtgång |
Bra
isolering, miljövänlig och nedbrytbar |
Teknik
för högstadiet
Från
teori till praktiska projekt
Den här boken ger eleverna verktyg att förstå, utforska och forma den tekniska världen omkring sig. Genom tydliga genomgångar, verklighetsnära exempel och engagerande projektuppgifter får eleverna inte bara läsa om teknik – de får göra den.
✔ Täcker hela det
centrala innehållet i Lgr22
✔ Lika mycket fokus på diskussion och projekt
som på faktakunskaper
✔ Pedagogiskt upplägg som fungerar i både
lärarledd och elevstyrd undervisning
Boken är skriven av Per Björkman – lärare, civilingenjör och pedagog med många års erfarenhet av att undervisa i teknik på högstadiet och gymnasiet.
© Per
Björkman 2025
Alla
rättigheter förbehållna.
Detta
material är skyddat enligt upphovsrättslagen (URL 1960:729). Ingen del av detta
verk får kopieras, spridas eller återges i någon form utan skriftligt tillstånd
från upphovsmannen.
Detta
manuskript är avsett enbart för utvärdering av förlag och får inte delas med
tredje part utan skriftligt medgivande.
Observera att
detta är ett preliminärt manus. Innehållet kan komma att ändras inför eventuell
publicering.
📩 Kontakt: per.a.bjorkman@gmail.com
📞 Telefon: 0723-411389
Att göra:
Gå igenom
hela upplägget och stäm av om betygskriterier checkas av varje år
Ta fram
lärarhandledning
Ta fram prov
plus bedömningsmallar