9789617053135

a. co m

učbenik za 8. razred osnovne šole

Moja prva

1

kn

jig

ar n

FIZIKA Branko Beznec, Branko Cedilnik, Boris Černilec, Tatjana Gulič, Jerica Lorger, Danica Vončina

Moja prva fizika 1 UČBENIK ZA 8. RAZRED OSNOVNE ŠOLE Avtorji Branko Beznec, Branko Cedilnik, Boris Černilec, Tatjana Gulič, Jerica Lorger, Danica Vončina

a. co m

Strokovni pregled Danijel Divjak, dr. Mitja Kregar, Cilka Marenče Ilustracije Davor Grgičević, Darko Simeršek, Vilma Zupan Fotografije poskusov Tomaž Lunder

Druge fotografije arhiv založbe Modrijan, Bigstock, Can Stock Photo, Dreamstime, Shutterstock Redakcija in jezikovni pregled Bronislava Aubelj

ar n

Oprema in oblikovanje Andreja Globočnik Prelom Dušan Obštetar Izdala in založila Modrijan izobraževanje, d. o. o.

Za založbo Matic Jurkošek Naklada 1500 izvodov Tisk JP Službeni glasnik Ljubljana 2021 Druga izdaja, 2. ponatis

jig

Učbenik Moja prva fizika 1 je nova izdaja istoimenskega učbenika, ki je izhajal v letih 1997–2011.

Avtorsko skupino pri prenovi je vodila Jerica Lorger.

Strokovni svet Republike Slovenije za splošno izobraževanje je na seji dne 21. 6. 2012 sprejel sklep št. 6130-1/2012/104 o potrditvi učbenika MOJA PRVA FIZIKA 1, učbenik za fiziko za 8. razred osnovne šole, ki so ga napisali Branko Beznec, Branko Cedilnik, Boris Černilec, Tatjana Gulič, Jerica Lorger in Danica Vončina. © Modrijan izobraževanje, d. o. o. Vse pravice pridržane.

kn

Brez pisnega dovoljenja založnika so prepovedani reproduciranje, distribuiranje, javna priobčitev, predelava ali druga uporaba tega avtorskega dela ali njegovih delov v kakršnem koli obsegu in postopku, tudi fotokopiranje, tiskanje ali shranitev v elektronski obliki. Tako ravnanje pomeni, razen v primerih od 46. do 57. člena Zakona o avtorski in sorodnih pravicah, kršitev avtorske pravice.

Modrijan izobraževanje, d. o. o., Stegne 9 b, 1000 Ljubljana telefon: 01 513 44 00 telefaks: 01 513 46 99 telefonska naročila: 01 513 44 04 e-pošta: narocila@modrijan-izobrazevanje.si www.modrijan-izobrazevanje.si, www.knjigarna.com

MOJA PRVA FIZIKA 1 1-2pogl.indd 2

CIP – Kataložni zapis o publikaciji Narodna in univerzitetna knjižnica, Ljubljana 53(075.2) CIPMOJA prva fizika 1. Učbenik za 8. razred osnovne šole / Branko Beznec … [et al.] ; [ilustracije Davor Grgičević, Darko Simeršek, Vilma Zupan ; fotografije poskusov Tomaž Lunder, druge fotografije arhiv založbe Modrijan … et al.]. – 2. izd., 2. ponatis. – Ljubljana : Modrijan izobraževanje, 2021 ISBN 978-961-7053-13-5 1. Beznec, Branko COBISS.SI-ID 36175619

12/01/2021 19:25

KAZALO

1. Uvod v fiziko

8 12 16 21

a. co m

Področja fizike in njen pomen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Oblike in metode dela pri fiziki . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Merjenje in merski sistem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Velikostne stopnje v naravi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

2. Svetloba 25 26 30 35 39 43

ar n

O svetlobi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Odboj in lom svetlobe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Leče . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Kamera obskura in človeško oko . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Optične naprave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Pogled v vesolje 49 Vesolje in astronomija . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Zvezde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Osončje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

4. Enakomerno gibanje 67 Gibanje in mirovanje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 Hitrost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Grafi gibanja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

jig

kn

5. Sile 77

O silah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Merjenje sil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Risanje sil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Ravnovesje sil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Trenje in upor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Medsebojno delovanje teles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Sestavljanje sil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Sestavljanje nevzporednih sil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Razstavljanje sil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

MOJA PRVA FIZIKA 1 1-2pogl.indd 3

78 80 83 86 89 94 96 100 102

15/04/16 13:55

6. Tlak in vzgon 107 108 110 115 119 122 125 132 138

kn

jig

ar n

a. co m

Merjenje ploščine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

O tlaku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Masa in prostornina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Gostota in specifična teža . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Tlak v tekočinah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Tlak zaradi teže tekočine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Atmosferski pojavi in vreme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Vzgon in plavanje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

MOJA PRVA FIZIKA 1 1-2pogl.indd 4

15/04/16 13:55

a. co m

ar n

Kaj pomenijo znaki

jig

Dejavnost oziroma »malo« raziskovalno delo. Raziskavo lahko izvedete v šoli, večinoma s preprostimi pripomočki, katero izmed njih pa lahko narediš tudi doma. Oglej si razlago Kako raziskujemo na strani 12, na straneh 13–14 pa najdeš primer reševanja take naloge.

V učbeniku je 12 dejavnosti.

Preprosti poskusi in naloge, ki jih lahko narediš in rešuješ doma ali v šoli. S sošolci primerjajte rezultate in rešitve.

kn

Naloge za preverjanje znanja. Ali si jih pravilno rešil, lahko preveriš na spletni strani www.modrijan.si.

48

Šolske množične poskuse najdeš na označenih straneh v delovnem zvezku. Naloge so namenjene skupinskemu delu pri pouku.

Na strani 14 v učbeniku preberi razlago Kako izvedemo šolski množični poskus.

Oranžno obarvan spodnji rob strani pomeni, da je v učnem načrtu ta vsebina opredeljena z izbirnimi operativnimi cilji.

MOJA PRVA FIZIKA 1 1-2pogl.indd 5

15/04/16 13:55

a. co m ar n jig

kn MOJA PRVA FIZIKA 1 1-2pogl.indd 6

15/04/16 13:55

a. co m

1

kn

jig

ar n

Uvod v fiziko

1. Uvod v fiziko MOJA PRVA FIZIKA 1 1-2pogl.indd 7

7 15/04/16 13:55

Področja fizike in njen pomen

kn

jig

ar n

a. co m

Svet okrog nas se nenehno spreminja. Izmenjavajo se letni časi, spreminja se dolžina dneva in noči, spreminja se vreme – danes je sončno in toplo, že jutri bo morda mrzlo in vetrovno. Okolje se spreminja tudi zaradi pojavov, kot so poplave, potresi, neurja, onesnaženje. Vsa ta doga­janja opisujejo in razlagajo različni strokovnjaki. Številne pojave pa znajo najbolje pojasniti fiziki: zakaj je nebo modro, kako nastane mavrica, katere sile delujejo ob izbruhu vulkana itd.

Znajo tudi poiskati ustrezne rešitve, na primer, kako je treba zgraditi most, da se ne bi zrušil. Izračunajo lahko, kako hitro mora leteti raketa, da zapusti Zemljo, ter koliko časa in kako daleč bo avto peljal še po tistem, ko bo voznik močno zavrl.

Fizika pomaga tudi pri razumevanju znanosti, pri razvoju tehničnih naprav, pri iskanju in uporabi alternativnih virov energije, pri modernih načinih zdravljenja in drugih dejavnostih.

Fizika (starogrško physikos – naraven, iz physis – narava) je veda o lastnostih in zgradbi snovi ter medsebojnih vplivih snovi in energije.

8 MOJA PRVA FIZIKA 1 1-2pogl.indd 8

1. UVOD V FIZIKO 15/04/16 13:55

a. co m

Fizik Jožef Stefan (1835–1893) je bil znanstvenik slovenskega rodu, ki je odkril enega od temeljnih zakonov narave. Ta zakon opisuje, kako je izsevan energijski tok odvisen od temperature sevajočega telesa, in se po odkritelju imenuje Štefanov zakon.

Stefan je tudi prvi natančno izračunal temperaturo povr­ši­ne Sonca. V letih 1867–87 je deloval v komisiji za preučevanje fizikalnih razmer v Jadranskem morju. Bil je dejaven pri uvajanju desetiškega merskega sistema.

Fizika v vsakdanjem življenju, v znanosti, tehniki in medicini

Likalnik

ar n

Sodobnega vsakdana si brez najrazličnejših tehničnih naprav ni več mogoče predstavljati. Skoraj vsak dan uporabljamo telefon, televizijski sprejemnik, računalnik ... Treba je oprati perilo, ga posušiti in zlikati.

V mikrovalovni pečici si lahko na hitro pogrejemo obrok. Okolje bomo manj obremenjevali, če bomo vodo in bivalne prostore ogrevali s po­moč­jo sončne energije. Zdravniki lahko bolniku postavijo natančno diagnozo, če ga pregledajo z magnetno resonanco.

kn

jig

Z likalnikom tkanine ravnamo ali na njih oblikujemo gube. Za uspešno likanje sta poleg pritiska potrebni toplota in para. Glavni del likalnika je električni grelec, ki daje toploto. Gumb termostata, s katerim temperaturo likanja naravnamo za določeno vrsto tkanine, sestavlja bimetalno stikalo. Potem ko vključimo likalnik, se grelna plošča hitro ogreje do nastavljene temperature. Bimetalni regulator izklopi grelec in tako prepreči nadaljnje segrevanje. Bimetal se namreč ukrivi in s tem prekine električni tok. Ko se temperatura plošče spusti pod tisto, ki smo jo nastavili, se grelnik ponovno vključi. To se ponavlja ves čas likanja.

Področja fizike in njen pomen MOJA PRVA FIZIKA 1 1-2pogl.indd 9

9 15/04/16 13:55

Mikrovalovna pečica

ar n

a. co m

Zakaj je priprava hrane v mikrovalovni pečici tako hitra? Pečica deluje na osnovi mikrovalov, ki jih oddaja del, imenovan magnetron. Mikrovalovi so zelo kratki radijski valovi, ki močno zanihajo molekule vode, maščob in sladkorja. Pri tem se sprošča toplota, ki živilo odtali, segreje ali skuha.

Ker valovanje prodre v globino, se hrana enakomerno toplotno obdela.

Za pripravo jedi v mikrovalovni pečici smemo uporabljati le posode iz umetnih snovi, keramike, stekla ali porcelana. Posod iz kovin ali kovinske folije ne smemo uporabljati, saj so neprepustne za mikrovalove. Če v pečico neprevidno postavimo kovinsko posodo, se bo na površini pojavilo iskrenje oziroma vidna svetloba.

Nekatere mikrovalovne pečice imajo vgrajen električni žar, ki omo­goča tudi pečenje.

Sončne celice

kn

jig

Sonce pošlje v eni sami uri več energije na Zemljo, kot je ta porabi v enem letu. To energijo je mogoče pretvarjati v električno, in to s sončnimi ali solarnimi celicami. Te so običajno zgrajene iz dveh plasti silicija in imajo zaradi različnih primesi pozitivni in negativni pol.

In kako poteka pretvarjanje sončne energije v električno?

Predstavljajmo si, da s sončno svetlobo prihaja na Zemljo energija v nekakšnih paketkih. To so fotoni. Kadar zadenejo sončno celico, jih silicijeva plast vpije in sprosti elektrone. Elektroni potujejo vzdolž prevodnega elementa na spodnji strani sončne celice in predstavljajo električni tok. Da proizvedejo več električne energije, sončne celice povežejo v večje module.

Sončna energija je zelo pomembna. Je čista in učinkovita, njen potencial pa je tako rekoč neomejen.

10 MOJA PRVA FIZIKA 1 1-2pogl.indd 10

1. UVOD V FIZIKO 15/04/16 13:55

Sončno energijo izkoriščajo tudi sončni kolektorji. Sestavljeni so iz cevi, v katerih je voda. Da vpijejo kar največ sončne energije, so običajno obarvani črno. Tako segreto vodo nato uporabimo za segre­vanje sanitarne vode v zalogovnikih.

Magnetna resonanca

jig

ar n

a. co m

Magnetna resonanca deluje na osnovi močnega magneta, radijskih valov in računalnika. Magnetno polje, ki ga ustvarja magnet in je približno desettisočkrat močnejše od Zemljinega, usmerja vodikove atome v človeškem telesu. Z radijskimi valovi računalnik izmeri signale, ki jih oddaja zdravo ali bolno tkivo.

Zdravniki uporabljajo magnetno resonanco za različne preiskave centralnega živčnega sistema, mišično-skeletnega sistema, organov v prs­nem košu in trebušni votlini, ožilja pa tudi številnih drugih drobnih orga­nov, ki jih z drugimi medicinskimi napravami ni mogoče tako natančno prikazati na sliki.

kn

Razmisli, kako bi pojave in dogodke, ki jih prikazujejo slike, pojasnili fiziki.

Poišči ali posnemi nekaj fotografij pojavov ali dogodkov in jih opiši.

Področja fizike in njen pomen MOJA PRVA FIZIKA 1 1-2pogl.indd 11

11 15/04/16 13:55

Oblike in metode dela pri fiziki

Kako raziskujemo

a. co m

Metode dela pri fiziki so opazovanje, merjenje in eksperimentiranje.

Pojave lahko opazujemo v naravi ali pa jih sprožimo v laboratorijih, kjer jih tudi merimo, zapisujemo, kaj smo opazili, urejamo podatke in računamo. Ugotovitve strnemo v fizikalne zakone.

Pri pouku fizike je raziskovanje eno pomembnejših del. Ob raziskovanju iščemo odgovore na vprašanja, spoznavamo fizikalne zakonitosti in preverjamo razumevanje naravnih pojavov, ki so povezani s fiziko.

Ali bomo našli prave odgovore, pa je odvisno od tega, kako smo se lotili raziskovanja.

V svoji okolici opazimo pojav, ki ga želimo raziskati.

1. Kaj želimo raziskati

2. Kaj že vemo

ar n

Opredelimo raziskovalni problem.

Razmislimo, koliko o raziskovalni temi že vemo, kaj še moramo spoznati in kje bomo lahko našli odgovore (knjižnično gradivo, učbeniki, leksikoni, e-gradiva, splet, znanje, ki ga pridobimo pri pouku).

3. Postavimo raziskovalno vprašanje

jig

Postavimo si eno ali več vprašanj.

4. Naredimo načrt raziskave

Postavimo domneve ali hipoteze. Izberemo količine, ki jih bomo spreminjali in merili.

Načrtujemo eksperimente, izberemo pripomočke, pripravimo preglednice.

kn

5. Opravimo poskuse, opazujemo, merimo Preverimo domneve, pregledno zapišemo rezultate merjenj, morda narišemo graf in kaj izračunamo.

6. Kaj smo ugotovili

Analiziramo rezultate opazovanj in meritev, zapišemo ugotovitve.

7. Poročamo Pripravimo kratko poročilo, plakat, računalniško predstavitev.

12 MOJA PRVA FIZIKA 1 1-2pogl.indd 12

1. UVOD V FIZIKO 15/04/16 13:55

Nihajni čas nitnega nihala

1. Kaj želimo raziskati

a. co m

Na igrišču so različno velike gugalnice nihalke. Med otroki je najbolj priljubljena tista, na kateri so nihaji najdaljši.

Kolikšen je nihajni čas nitnega nihala in od česa je odvisen?

2. Kaj že vemo

ar n

Nitno nihalo je kroglica ali utež, obešena na tanki vrvici.

Prosti konec vrvice je pritrjen na stojalo ali strop.

(Nitno nihalo je npr. nihalo pri stenski uri, kembelj v zvonu, ravnilo z luknjico, skozi katero potisnemo svinčnik, gugalnica.)

Nihalo odmaknemo iz ravnovesne lege in ga spustimo, da se giblje iz ene skrajne lege v drugo in nazaj. To giba­nje se ponavlja. Nihalo niha.

En nihaj je pot nihala iz ene skrajne lege v drugo skrajno lego in nazaj.

Povprečni nihajni čas je čas enega nihaja.

jig

3. Postavimo raziskovalno vprašanje

1. Ali je nihajni čas odvisen od dolžine nihala?

2. Ali je nihajni čas odvisen od mase nihala?

3. Ali je nihajni čas odvisen od odmika iz ravnovesne lege?

4. Naredimo načrt raziskave

kn

Postavimo domneve: 1. Nihajni čas je odvisen od dolžine nihala. Daljše nihalo ima daljši nihajni čas.

2. Nihajni čas je odvisen od mase nihala. Nihalo z večjo maso ima daljši nihajni čas.

3. Nihajni čas je odvisen tudi od odmika iz ravnovesne lege. Pri večjem odmiku je nihajni čas daljši.

Izbrali bomo npr. tri različne dolžine nihala, tri različne odklone, tri različne mase. Izberemo pripomočke. Potrebujemo stojalo, merilni trak, vrvico, plastelin za izdelavo kroglic ali različne uteži, štoparico.

Sestavili bomo nihalo, ki ima 1 m dolgo vrvico. Pripravili bomo preglednice za vpisovanje meritev (rezultatov). Za vsako meritev bomo izmerili čas, na primer 10 nihajev, in izra­ču­ nali nihajni čas. Hkrati bomo spreminjali le eno količino. Razmislimo, koliko meritev bomo naredili.

Oblike in metode dela pri fiziki MOJA PRVA FIZIKA 1 1-2pogl.indd 13

13 15/04/16 13:55

5. Opravimo poskuse, opazujemo, merimo

6. Kaj smo ugotovili

a. co m

Vrstni red meritev izberemo tako, da dolžino nihala čim manjkrat spreminjamo. Pri ugo­ tav­ljanju odvisnosti nihajnega časa od mase nihala in dolžine naj bo odmik nihala iz ravnovesne lege konstanten. Zato si na robu mize s črtico označimo odmik vrvice. Rezultate meritev sproti vnašamo v preglednico.

Primerjamo rezultate meritev in potrdimo ali ovržemo hipoteze. Če se nihajni čas zaradi spreminjanja izbrane količine spreminja, sta količini med sabo odvisni.

Kako izvedemo šolski množični poskus

Preberemo vprašanja, na katera bomo znali odgovoriti po izvedenem poskusu in zapisanih ugotovitvah.

Pripomočki

Poiščemo in pregledamo navedene pripomočke za izvedbo eksperimenta.

ar n

Izvedba poskusa

Organiziramo se v skupine. Pripravimo pripomočke za izvedbo in po navodilih izvedemo eksperiment. Po potrebi narišemo skice ali risbe, uredimo rezultate meritev, izračunamo neznane količine in prikažemo odvisnost količin z grafi.

Ugotovitve

jig

Strnemo ugotovitve, do katerih smo prišli na podlagi rezultatov eksperimenta, in skušamo odgovoriti na vprašanja v uvodu. Pripravimo se na preverjanje rezultatov meritev in ugotovitev ter na poročanje.

7

Sekundno nihalo

kn

Kako je nihajni čas odvisen od dolžine nihala?

Kako dolgo je nihalo z nihajnim časom 1 sekunda?

Pripomočki

stojalo, nihalo s spremenljivo dolžino, štoparica, merilni trak

Izvedba poskusa

S poskusom ugotovimo, kako dolgo mora biti nitno nihalo, da bo en nihaj trajal eno sekundo. Tako nihalo imenujemo sekundno nihalo.

(V preteklosti so ure delovale na nihala, ponekod take ure še lahko vidimo.)

14 MOJA PRVA FIZIKA 1 1-2pogl.indd 14

1. UVOD V FIZIKO 15/04/16 13:55