Hoofstuk 1. Aan die Gang Kom in Graad 11 Fisiese Wetenskappe GRATIS
Fisiese Wetenskappe in Graad 11 is waar die alledaagse wêreld om jou iets word wat jy met getalle kan meet, voorspel en verduidelik. Wanneer 'n ingenieur by Eskom bereken hoeveel stroom 'n kraglyn naby Lephalale kan dra, wanneer 'n chemikus by Sasol uitwerk hoeveel kilogram produk 'n reaksie sal oplewer, of wanneer 'n taxibestuurder op die N1 skat hoe lank die rit van Polokwane na Pretoria teen 120 km/h sal neem, doen hulle almal dieselfde ding wat jy vanjaar gaan leer: hulle verander 'n werklike situasie in hoeveelhede, eenhede en vergelykings. Hierdie eerste hoofstuk leer nie op sy eie 'n nuwe fisika- of chemie-onderwerp nie. Dit gee jou eerder die werkvaardighede - eenhede, omskakelings, datahantering en laboratoriumveiligheid - waarop elke ander hoofstuk steun. Kry hierdie reg en die res van die jaar word baie makliker.
1.1 Die SI-stelsel en basishoeveelhede
Wetenskaplikes regoor die wêreld stem saam om dinge met die SI-stelsel (Systeme International) te meet. Dit voorkom verwarring: 'n resultaat wat in Kaapstad gemeet word, beteken presies dieselfde in Tokio. Elke meting het twee dele, 'n getal en 'n eenheid. Om net 5 te skryf is betekenisloos; 5 meter, 5 sekondes en 5 kilogram is heeltemal verskillend.
Die sewe SI-basishoeveelhede wat jy die meeste teekom is lengte (meter, m), massa (kilogram, kg), tyd (sekonde, s), elektriese stroom (ampere, A) en temperatuur (kelvin, K). Alle ander eenhede is afgeleide eenhede wat uit hierdie opgebou is. Spoed word byvoorbeeld in meter per sekonde gemeet, geskryf as \( \text{m}\cdot\text{s}^{-1} \), en krag word in newton gemeet, waar \( 1\ \text{N} = 1\ \text{kg}\cdot\text{m}\cdot\text{s}^{-2} \). Let op hoe die negatiewe indeks eenvoudig deling beteken: \( \text{m}\cdot\text{s}^{-1} \) is dieselfde as \( \frac{\text{m}}{\text{s}} \).
1.2 Voorvoegsels en die omskakeling van eenhede
Getalle in die wetenskap is dikwels baie groot of baie klein, daarom heg ons voorvoegsels aan eenhede. Elke voorvoegsel is 'n mag van tien. Die algemene voorvoegsels is kilo (k, \(10^{3}\)), senti (c, \(10^{-2}\)), milli (m, \(10^{-3}\)), mikro (\(\mu\), \(10^{-6}\)) en nano ('n, \(10^{-9}\)). So is 3 km gelyk aan \( 3000\ \text{m} \), en 250 mA is \( 0{,}25\ \text{A} \).
'n Vaardigheid wat jy moet bemeester is om 'n spoed in kilometer per uur na meter per sekonde om te skakel, want eksamenvergelykings benodig SI-eenhede. Om van \( \text{km}\cdot\text{h}^{-1} \) na \( \text{m}\cdot\text{s}^{-1} \) te gaan, deel jy deur 3,6.
Stap 1: Skryf die reël neer. Om \( \text{km}\cdot\text{h}^{-1} \) na \( \text{m}\cdot\text{s}^{-1} \) om te skakel, deel deur 3,6.
Stap 2: \[ v = \frac{108}{3{,}6} = 30\ \text{m}\cdot\text{s}^{-1} \]
Die taxi lê dus 30 meter per sekonde af.
1.3 Wetenskaplike notasie en beduidende syfers
Ons skryf baie groot of baie klein getalle in wetenskaplike notasie, as 'n getal tussen 1 en 10 vermenigvuldig met 'n mag van tien. Die massa van 'n elektron is \( 9{,}11 \times 10^{-31}\ \text{kg} \), en die spoed van lig is \( 3{,}0 \times 10^{8}\ \text{m}\cdot\text{s}^{-1} \). Dit is baie duideliker as om al die nulle uit te skryf.
Jou antwoord moet die korrekte aantal beduidende syfers toon. 'n Lesing van 4,50 g het drie beduidende syfers en wys vir die leser die balans was tot twee desimale akkuraat. As reël vir Graad 11, gee 'n finale antwoord tot dieselfde aantal beduidende syfers as die data in die vraag, gewoonlik twee of drie. Rond slegs aan die einde van 'n berekening af, nooit in die middel nie, anders bou afrondingsfoute op.
1.4 Die hantering van eksperimentele data
In die laboratorium gaan jy data versamel en na patrone soek. Jy moet die verskil ken tussen 'n afhanklike veranderlike (wat jy meet, op die y-as gestip), 'n onafhanklike veranderlike (wat jy verander, op die x-as gestip) en 'n beheerde veranderlike (wat jy konstant hou sodat die toets billik is). 'n Goed getekende grafiek het benoemde asse met eenhede, 'n sinvolle skaal, en 'n bes-passende lyn of kurwe deur die punte eerder as 'n kol-tot-kol-sigsag.
- Herhaal lesings en neem 'n gemiddeld om toevallige fout te verminder.
- 'n Reguitlyngrafiek deur die oorsprong wys die twee hoeveelhede is direk eweredig.
- Die gradiënt van 'n grafiek het dikwels 'n fisiese betekenis, byvoorbeeld die gradiënt van 'n afstand-tyd-grafiek is spoed.
1.5 Laboratoriumveiligheid
Of jy nou 'n stof oor 'n Bunsen-brander verhit en of jy met die verdunde sure werk wat later vanjaar gebruik word, veiligheid kom eerste. Volg die reëls hieronder in elke praktiese werk.
- Dra veiligheidsbril en bind lang hare terug naby oop vlamme.
- Proe nooit aan 'n chemikalie nie, en ruik 'n stof slegs deur damp met jou hand na jou neus toe te waai.
- Voeg suur by water, nooit water by suur nie, want die reaksie stel hitte vry.
- Weet waar die brandblusser, sandemmer en noodhulpkissie is voor jy begin.
- Rapporteer elke storting of breekskade dadelik aan jou onderwyser en werk nooit alleen nie.
Hierdie gewoontes beskerm jou en jou klasmaats, en dit is presies die roetines wat in werklike laboratoriums by die WNNR en by die universiteit gebruik word. Bemeester die vaardighede in hierdie hoofstuk en jy is gereed om die meganika, golwe, elektrisiteit en chemie aan te pak wat die res van die jaar vul.