a. co m ar n
jig
B. Beznec, B. Cedilnik, T. Gulič, J. Lorger in D. Vončina
MOJA PRVA
kn
FIZIKA 1
Samostojni delovni zvezek za 8. razred osnovne šole
DN181095-Moja prva fizika 1_SDZ_BJ.indd 1
16/07/2019 07:59
Branko Beznec, Branko Cedilnik, Tatjana Gulič, Jerica Lorger, Danica Vončina
Moja prva fizika 1 Samostojni delovni zvezek za fiziko v 8. razredu osnovne šole
a. co m
Urednica: Simona Knez Recenzenta: dr. Robert Repnik, Katja Planinšek Jezikovni pregled: Dragica Perme Ilustracije: Davor Grgičević Tehnične risbe: Darko Simeršek, Andrej Jurjovec Fotografije: Branko Beznec, David Guček, Tatjana Gulič, Tomaž Lunder, Shutterstock in drugi viri (natančen seznam je na koncu gradiva)
jig
ar n
Seznam sodelujočih evalvatorjev je naveden na ovitku.
Vse knjige in dodatna gradiva založbe Modrijan izobraževanje dobite tudi na naslovu www.knjigarna.com.
© Modrijan izobraževanje, d. o. o. (2019). 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 telefonska naročila: 01 513 44 04 e-pošta: narocila@modrijan-izobrazevanje.si www.modrijan-izobrazevanje.si, www.knjigarna.com
MPF 1 SDZ notranjost 2021.indd 2
CIP – Kataložni zapis o publikaciji Narodna in univerzitetna knjižnica, Ljubljana 53(075.2)(076.2) MOJA prva fizika 1. Samostojni delovni zvezek za 8. razred osnovne šole / B. Beznec … [et al.] ; [ilustracije Davor Grgičević ; tehnične risbe Darko Simeršek, Andrej Jurjovec ; fotografije Branko Beznec … et al.]. – 1. izd., 2. ponatis. – Ljubljana : Modrijan izobraževanje, 2021 ISBN 978-961-7053-47-0 1. Beznec, Branko COBISS.SI-ID 36176643
12/01/2021 19:40
Vsebina 1. Uvod v fiziko 5
a. co m
Področja fizike in njen pomen 6 11 Oblike in metode dela pri fiziki Merjenje in merski sistemi 17 Dolžina 23 Ploščina 29 Prostornina 33 Masa 38
2. Svetloba 43
44 Širjenje svetlobe Odboj svetlobe 48 Lom svetlobe 53 Leče 57 Kamera obskura in človeško oko 63 Optične naprave 66
3. Vesolje 71 Vesolje 72 Zvezde 75 Osončje 82 88 Luna in mrki
4. Enakomerno gibanje 93
ar n
Gibanje in mirovanje 94 Hitrost 97 Grafi enakomernega gibanja 103
5. Sile 111
jig
O silah 112 Merjenje sil 117 Risanje sil 122 Ravnovesje sil 127 Sila trenja 131 Sila upora 135 Medsebojno delovanje teles 139 Sestavljanje vzporednih sil 144 Sestavljanje nevzporednih sil 150 Razstavljanje sil 153
kn
6. Gostota, tlak in vzgon 161
Tlak 162 Gostota in specifična teža 169 Tlak v tekočinah 174 Tlak zaradi teže mirujoče tekočine 178 Zračni tlak 182 Vzgon 185 Plavanje 189
Preglednice 195
Moja prva fizika 1 SDZ notranjost.indd 3
17/07/2019 11:01
Pri vsakem podpoglavju so navedeni kriteriji uspešnosti, ki so ti v pomoč pri preverjanju svojega znanja. Označiš si lahko, katere cilje si že dosegel in pri katerih želiš še izboljšati svoje znanje.
Pred obravnavo nove snovi je treba iz spomina priklicati izkušnje, ki si jih že pridobil v vsakdanjem življenju. Pomagale bodo osmisliti obravnavano vsebino.
Širjenje svetlobe
Širok svetlobni curek imenujemo svetlobni snop.
J K L
ZNAM IN RAZUMEM
V prostoru za neprozorno oviro nastane senca.
Ločim pojme: svetilo, osvetljeno telo, svetlobni snop, svetlobni curek, svetlobni žarek in senca telesa. Vem, da svetloba posreduje sliko okolice: barve, oblike, gibanje … Vem, da se svetloba širi premočrtno.
Tanek svetlobni curek ponazorimo na slikah s premico, ki jo imenujemo svetlobni žarek.
Znam našteti snovi, ki svetlobo odbijajo, prepuščajo ali vpijajo.
Znam poiskati primer, ki pokaže, da svetloba nosi energijo in informacijo.
Vem, katere barve sestavljajo belo svetlobo in zakaj vidim telesa različnih barv.
IZKUŠNJE
Ko svetloba naleti na oviro, se je nekaj odbije od površine, del svetlobe snov vpije, del pa lahko prodre skozi oviro. Moder pulover tako odbija predvsem modro svetlobo, svetlobe ostalih barv pa vpija, modro steklo pa modro svetlobo odbija in prepušča. Svetlobe ne moremo neposredno opazovati, saj je ne moremo videti, vidimo le izvire svetlobe in osvetljene objekte.
Če se med poukom ozreš okoli sebe, vidiš različna telesa: klopi, stole, tablo, sošolce in sošolke, učiteljico ali učitelja.
OPRAVIMO POSKUS
Vidiš lahko Sonce, nebo in oblake. Ko v temnem prostoru prižgeš luč, vidiš telesa, ki so osvetljena. Laserski žarek pričara zanimive svetlobne učinke v zatemnjenem prostoru.
Zastavljeni problem je lahko izziv pri učenju. Če se boš snov dobro naučil, ga boš brez težav rešili.
Širjenje svetlobe
Raziskovalna vprašanja Kako se svetloba širi od svetila do zaslona? Zakaj vidimo telesa v različnih barvah? Kako naredimo pot svetlobe vidno?
ZASTAVITEV PROBLEMA
Potrebščine baterijska svetilka, dva kartona z luknjico premera približno 7 mm, črn zaslon, stojalo, tanka varilna žica, laserski kazalnik, karton z vstavljenim koščkom barvne folije, bel zaslon, listi papirja v različnih barvah, ki jih pritrdiš na zaslon, dimna paličica, pršilo za vodo, kadička z vodo in malo mleka
Tim in Matic se igrata gusarje in takole izza vogala prežita drug na drugega. Zakaj se ne vidita, slišita pa se?
POTREBNA ZNANJA
Izvedba 1. Na mizo postavi svetilko in zaslon. Med njima naj bo razdalja približno 40 cm. Vmes postavi stojalo in pričvrsti karton z luknjico. Svetloba svetilke vpade na zaslonu. Drugi karton podrži kjerkoli med svetilko in zaslonom. Drži ga tako, da bo svetloba potovala skozi obe luknjici do zaslona. Varilna žica ti bo pomagala do odgovora, zato jo potisni skozi obe luknjici in zopet poišči svetlobno liso na zaslonu. 2. V dobro zatemnjenem prostoru posveti s svetilko na karton z barvno folijo in ujemi svetlobo na bel zaslon. Prostor med svetilko in kartonom, nato pa še za njim, zadimi. Katere barve je videti svetloba pred in katere za kartonom? Menjuj barvne folije in opazuj barvo na zaslonu. Nato menjaj še barve zaslona. 3. Posveti z laserjem po zraku. Prostor, po katerem potuje snop laserske svetlobe, poprši z vodo ali zadimi. Posveti z laserjem še v kadičko z vodo. Nato z malo mleka naredi vodo motno in z več strani posveti vanjo z laserjem.
Vemo že, da so telesa osvetljena, če nanje pade svetloba. Da jih vidimo, se mora svetloba od telesa odbiti v naše oko. Nekatera telesa pa svetlobo oddajajo sama. To so svetila. Izviri svetlobe v naravi so Sonce, zvezde, blisk, žareča telesa, žuželka kresnička idr. Umetna svetila je izdelal človek – to so sveče, petrolejke, žarnice idr.
Ugotovitve
Opazujmo širjenje svetlobe skozi odprtine v okenski navojnici. Obsijani prašni delci pokažejo, da je svetlobni pramen raven, svetloba se širi premočrtno.
44
Svetloba 45
DN181095-Moja prva fizika 1_SDZ_BJ.indd 44
16/07/2019 08:01
DN181095-Moja prva fizika 1_SDZ_BJ.indd 45
ZNANJE UTRDIM IN PREVERIM
DODATNE NALOGE
Izberi in podčrtaj tista telesa, ki so svetila.
kresnička goreča bakla prižgana petrolejka
47. Katera izjava je pravilna? (A) Mačje oko na kolesu je svetilo, saj sveti, ko posvetimo nanj. (B) Pravimo, da Luna sije, zato ker je svetilo. (C) Kako dolgo senco ima otrok, je odvisno le od njegove telesne višine. (Č) Predmet je videti črne barve, ker vpija vse svetlobe, ki bi jih videli v različnih barvah. (D) Vsak predmet, na katerega posvetimo z rdečo svetlobo, bo videti rdeč.
Sonce lizika grom
2.
Obkroži DA pri pravilnih trditvah in NE pri napačnih.
a) b) c) č)
Svetloba se širi premočrtno. Predmete vidimo zato, ker se svetloba od njih odbije v naše oko. Predmete vidimo zato, ker se svetloba širi od očesa do predmetov. Okna oddaljenih hiš so podnevi videti temna, ker od njih pride v oko le malo svetlobe. Svetloba posreduje informacije o telesu, ki jo oddaja ali od katerega se je odbila.
d)
3.
49. Kako visoka je navidezna slika Mateja, ki je visok 1,50 m, v zrcalu, če je od njega oddaljen 3 m. Odgovor utemelji s skico.
DA DA DA
NE NE NE
DA
NE
DA
NE
Naštej barve, iz katerih je sestavljena bela svetloba. Kako bi dokazal, da si naštel prave?
5.
Zakaj pri poskusih z laserjem uporabimo dim, drobne vodne kapljice, mleko?
51. Sončni žarki padajo na tla pod kotom 45°. Stric je visok 1,85 m. Kako dolga je njegova senca? Nariši v ustreznem merilu in izmeri. 52. Svetloba nosi tudi energijo. Kateri opisani pojavi nam to dokazujejo? (A) Ko se poleti prestavimo iz sonca v senco, nam je nekoliko manj vroče. (B) V temnih oblačilih, nam je topleje kot v svetlih. (C) S sončnimi celicami pretvorimo svetlobo v električno energijo. (Č) Za fotosintezo je potrebna svetloba. (D) Pogled na mavrico na nebu nam ogreje srce. 53. Kako se za radar »nevidno« letalo razlikuje od običajnega? Razmisli, kako ti lahko znanje o difuznem odboju pomaga pri odgovoru. 54. Cvetlica je videti rumene barve, ker: (A) vpija rumeno svetlobo. (B) obija rumeno svetlobo. (C) nanjo sveti rumeno Sonce.
ZNANJE UPORABIM 6.
Tinček je našel kos upognjene gumijaste cevi. Skozi njo je hotel pogledati goloba na strehi. Svetuj mu, kako naj to naredi.
55. Dopolni povedi. Zorni kot je …
V rubrikah Znanje utrdim in preverim ter Znanje uporabim so nanizane naloge, ki se stopnjujejo po težavnosti.
Moja prva fizika 1 SDZ notranjost.indd 4
30° 120°
30°
58. Pri prehodu svetlobe iz zraka v vodo, je lomni kot: (A) večji od vpadnega. (B) manjši od vpadnega. (C) enak kot vpadni kot. 59. Katera slika prikazuje svetlobni žarek, ki prehaja iz optično gostejše v optično redkejšo snov? (A) (B) (C)
Povečamo ga …
60. Ko posvetimo z laserskim žarkom na vodno gladino, se del žarka odbije, del pa lomi. Nariši skico, če je vpadni kot žarka 50°. 61. Na kateri strani leče nastane slika? 62. Katera vrsta leče je v povečevalnem steklu? 63. Kdaj nastane popolni odboj svetlobe? 64. Goriščna razdalja zbiralne leče je 3 cm. Nariši pot treh vzporednih žarkov po prehodu skozi lečo. 65. Nariši pot žarka, ki je po prehodu skozi zbiralno lečo vzporeden z optično osjo. Goriščna razdalja leče je 1,5 cm. 66. Nariši preslikavo telesa, velikega 3 cm, ki je od zbiralne leče oddaljen 5 cm. Goriščna razdalja leče je 2,5 cm. 67. V očesu je: (A) zbiralna leča. (B) razpršilna leča. (C) zrcalo. 68. Naštej nekaj optičnih naprav. 69. Opiši delovanje kamere obskure in opis dopolni s sliko.
56. Svetloba se pri prehodu iz ene snovi v drugo: (A) odbije. (B) lomi. (C) ukrivi.
46
DN181095-Moja prva fizika 1_SDZ_BJ.indd 46
57. Izberi slike, na katerih je vpadni kot 30°. (A) (B) (C)
50. Nariši zrcali, od katerih se je odbil žarek.
Kakšna je razlika med svetilom in osvetljenim telesom?
4.
kn
48. Pri odboju svetlobe je odbojni kot: (A) manjši od vpadnega. (B) večji od vpadnega. (C) enak vpadnemu.
blisk goreča sveča prižgana baterijska svetilka
jig
Zemlja Luna ledena sveča
16/07/2019 08:01
Pri pouku fizike so poskusi ključnega pomena.
ar n
Pri Potrebnih znanjih so razloženi vsi osnovni pojmi in koncepti, potrebni za razumevanje obravnavane snovi.
1.
Laserski žarek lahko poškoduje človeško oko Kadar se iz temnega premaknemo v svetel prostor, se zenica v očesu zoži. Tako obvaruje pred poškodbo mrežnico, plast v očesu, ki je občutljiva na svetlobo. Kljub temu nam lahko sončna svetloba poškoduje oko, še posebno, če se zazremo neposredno v Sonce. Svetlost laserskega žarka pa je lahko mnogo večja od sončne svetlobe. Poleg tega nastopi zelo hitro in zenica nima časa, da bi se zožila. Pri uporabi laserjev je treba paziti, da ne posvetimo komu v oko. Njihova svetloba lahko poškoduje čutnice na mrežnici in povzroči slepoto.
a. co m
Vem, da telo lahko vidim, če prihaja svetloba od njega v moje oko.
70
16/07/2019 08:01
DN181095-Moja prva fizika 1_SDZ_BJ.indd 70
Svetloba 47
Svetloba 71
16/07/2019 08:01
Na vprašanja v Dodatnih nalogah odgovarjaj ustno ali svoje odgovore, skice in izračune napiši v zvezek.
17/07/2019 11:03
a. co m ar n jig
kn
UVOD V FIZIKO
Področja fizike in njen pomen Oblike in metode dela pri fiziki Merjenje in merski sistem Dolžina Ploščina Prostornina Masa
DN181095-Moja prva fizika 1_SDZ_BJ.indd 5
16/07/2019 07:59
Področja fizike in njen pomen J K L
ZNAM IN RAZUMEM Znam našteti in opisati nekatere pojave, ki jih preučuje fizika.
a. co m
Vem, da je razvoj fizike pomemben za napredek znanosti.
IZKUŠNJE
ar n
Svet okrog nas se nenehno spreminja. Menjavajo se letni časi, spreminja se dolžina dneva in noči, spreminja se vreme – danes je sončno in toplo, že jutri bo morda mrzlo in vetrovno. Spremembe nastajajo tudi zaradi pojavov, kot so poplave, potresi, neurja, onesnaženje. Inženirji, tehniki ter gradbinci načrtujejo in postavljajo različne objekte, stavbe in mostove, ter konstruirajo tehnične naprave, brez katerih si sodobnega življenja ni več mogoče predstavljati. ZASTAVITEV PROBLEMA
jig
Kaj je fotograf ujel na posamezni fotografiji? Pri obravnavi katerega poglavja bi lahko uporabil posamezno fotografijo?
kn
Poišči ali posnemi fotografijo pojava ali dogodka in ga predstavi pri pouku. POTREBNA ZNANJA Dogajanja v naravi preučujejo naravoslovci, med njimi tudi fiziki, ki znajo pojasniti, zakaj je nebo modro, kako nastane mavrica, katere sile delujejo ob izbruhu vulkana idr. 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 tudi potem, ko bo voznik močno zavrl.
6
DN181095-Moja prva fizika 1_SDZ_BJ.indd 6
16/07/2019 08:00
Fizika (starogrško physikos – naraven, iz physis – narava) je znanost o naravi. Fiziki torej pomagajo pri razvoju in razumevanju znanosti, pri razvoju tehničnih naprav, tudi takšnih, ki jih uporabljamo v vsakdanjem življenju, pri modernih načinih zdravljenja, pri iskanju in uporabi alternativnih virov energije ter drugih dejavnostih. Na osnovi opazovanj in poskusov ter z uporabo matematike izpeljuje fizikalne zakone. Fizika je osnova za nekatere druge naravoslovne znanosti: kemijo, biologijo, geologijo, astronomijo in tudi tehniko. Vedno bolj se razvijajo mejna območja: kemijska fizika, biofizika, geofizika, astrofizika.
Opišimo nekatere naprave Likalnik
a. co m
Dandanes fiziki sodelujejo tudi s strokovnjaki družboslovnih ved: psihologi, sociologi in ekonomisti, da skupaj z njimi in matematiki iščejo rešitve socialnih in ekonomskih problemov. Pri tem uporabljajo znanje in metode dela, ki so jih razvili pri reševanju fizikalnih problemov. Ukvarjajo se tudi z raziskovanjem poučevanja fizike.
jig
ar n
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 segreva likalno ploščo. Z gumbom regulatorja naravnamo temperaturo likanja za določeno vrsto tkanine. Potem ko vključimo likalnik, se grelna plošča hitro ogreje do nastavljene temperature. Takrat bimetal izklopi grelec in tako prepreči nadaljnje segrevanje. Bimetal se namreč zaradi segrevanja ukrivi, razklene stikalo in s tem prekine električni tok. Ko se temperatura likalne plošče zniža, se grelec ponovno vključi, ker se bimetal zravna. To se ponavlja ves čas likanja. Mikrovalovna pečica
kn
Zakaj je priprava hrane v mikrovalovni pečici tako hitra? Pečica deluje na osnovi mikrovalov, ki jih oddaja del, imenovan magnetron. Mikrovalovi potujejo skozi hrano in hitreje zanihajo molekule vode. To hitrejše nihanje molekul vode se prenaša na sosednje molekule. Zaradi tega se hrana enakomerno segreva; se odtali, segreje ali skuha. Za pripravo jedi v mikrovalovni pečici smemo uporabljati le posode iz umetnih snovi, keramike, stekla ali porcelana. Kovinskih posod ne uporabljamo, saj so neprepustne za mikrovalove. Če v pečico postavimo kovinsko posodo, se bo na površini pojavilo iskrenje oziroma vidna svetloba. Nekatere mikrovalovne pečice imajo vgrajen električni žar, ki omogoča tudi pečenje.
Uvod v fiziko 7
DN181095-Moja prva fizika 1_SDZ_BJ.indd 7
16/07/2019 08:00
a. co m
Sončne celice in sončni kolektorji V eni uri Zemlja prestreže več energije Sonca, kot jo uporabi človeštvo v enem letu. Majhen del energije Sonca je mogoče pretvoriti v električno energijo s sončnimi ali solarnimi celicami.
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
Magnetna resonanca deluje na osnovi močnega magneta, radijskih valov in računalnika. Magnetno polje, ki ga ustvarja magnet in je približno deset tisočkrat 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 ter številnih drugih drobnih organov, ki jih z drugimi medicinskimi napravami ni mogoče tako natančno prikazati na sliki.
kn
Fizik Jožef Stefan (1835–1893) je bil znanstvenik slovenskega rodu, ki je odkril enega temeljnih zakonov narave. Ta zakon opisuje, kako je izsevan energijski tok odvisen od temperature sevajočega telesa, in se po odkritelju imenuje Stefanov zakon. Stefan je tudi prvi natančno izračunal temperaturo površine Sonca. V letih 1867–1887 je deloval v komisiji za preučevanje fizikalnih razmer v Jadranskem morju. Bil je dejaven pri uvajanju desetiškega merskega sistema. Po Jožefu Stefanu se imenujejo priznanja za dosežke na tekmovanjih v znanju fizike v osnovni in srednji šoli.
8
DN181095-Moja prva fizika 1_SDZ_BJ.indd 8
16/07/2019 08:00
ZNANJE UTRDIM IN PREVERIM 1. Obkroži DA pri pravilnih in NE pri napačnih trditvah. Fizika preučuje obnašanje teles v prostoru in času. Fizika opisuje in razlaga pojave iz vsakdanjega življenja. Fizika preučuje fizične značilnosti in obnašanje organizmov. Fizika preučuje vzajemno delovanje teles. Fizika preučuje sestavo, zgradbo in lastnosti snovi. Fizika pomaga pri razumevanju znanosti in razvoju tehničnih naprav. Fizika preučuje spremembe, ki se zgodijo med kemijskimi reakcijami.
DA DA DA DA DA DA DA
NE NE NE NE NE NE NE
a. co m
a) b) c) č) d) e) f)
2. Katera od naštetih ved ne spada med naravoslovne vede? (A) kemija (B) zgodovina (C) fizika (Č) biologija (D) astronomija
frizer
električar
novinar
ar n
3. Izberi in podčrtaj poklice, za katere ocenjuješ, da je znanje fizike zelo pomembno.
zdravnik
prodajalec igralec
strojni inženir ribič
pilot
optik
arhitekt
gostinski tehnik
kn
jig
4. Za vsak predmet na kratko opiši, kako je njegova iznajdba vplivala na vsakdanje življenje ljudi. Slike prikazujejo kolo, telefon, žarnico, avto, radar in komunikacijski satelit.
Uvod v fiziko 9
DN181095-Moja prva fizika 1_SDZ_BJ.indd 9
16/07/2019 08:00
a. co m ar n jig ZNANJE UPORABIM
kn
5. V knjižnici se pozanimaj, katere revije s fizikalno vsebino si lahko ogledaš.
a) Izpiši nekaj imen revij in naslovov člankov.
b) Kateri članek te je najbolj zanimal?
10
DN181095-Moja prva fizika 1_SDZ_BJ.indd 10
16/07/2019 08:00
Oblike in metode dela pri fiziki J K L
ZNAM IN RAZUMEM Vem, katere so osnovne metode dela pri pouku fizike. Vem, da lahko poskus izvajam sam, v paru ali skupini. Rezultate merjenj znam vnesti v preglednice, jih grafično predstaviti in zapisati ugotovitve.
IZKUŠNJE
a. co m
Znam izvesti eksperiment z nihalom po navodilih.
Na igrišču so različno velike gugalnice nihalke. Med otroki je najbolj priljubljena tista, na kateri so nihaji najdaljši. V preteklosti so izdelovali ure na nihala. Ponekod take ure še vidimo. Nihalo je tudi tolkač v zvonu. Prav tako postane nihalo ravnilo z luknjico, skozi katero potisneš svinčnik in ga zanihaš. ZASTAVITEV PROBLEMA
ar n
Ugotovi, od česa je odvisen nihajni čas nitnega nihala. Namig: Najprej preberi zapis o izvajanju posameznih faz eksperimentiranja. POTREBNA ZNANJA
jig
Pri pouku fizike je raziskovanje eno pomembnejših del. Ob raziskovanju iščemo odgovore na vprašanja, spoznavamo fizikalne zakonitosti in preverjamo razumevanje naravnih pojavov, povezanih s fiziko. Ali bomo našli prave odgovore, pa je odvisno od tega, kako smo se lotili raziskovanja.
kn
Metode dela pri fiziki so opazovanje, merjenje, eksperimentiranje in reševanje problemov. Pojave lahko opazujemo v naravi ali jih sprožimo v laboratorijih, kjer tudi merimo, zapisujemo, kaj smo opazili, urejamo podatke in računamo. Opazovanje in izboljševanje postopkov pri dejavnostih je že v davni preteklosti privedlo do različnih odkritij. Ponavljajoči se ali periodični pojavi v naravi, kot so menjavanje dneva in noči, menjavanje letnih časov in Luninih men, so vplivali na izbiro enot za merjenje časa: dan, leto in mesec. Z opazovanjem in merjenjem kota, ki ga opiše senca zaradi navideznega gibanja Sonca, so določili čas trajanje ene ure.
Uvod v fiziko 11
moja prva fizika 1 SDZ notranjost 2020.indd 11
04/02/2020 13:28
Znak za čas je t. Osnovna enota za merjenje časa je sekunda, s. 1 min = 60 s 1 h = 3600 s 1 ms = 0,001 s
a. co m
Koliko časa traja
srčni utrip 1 s
šolska ura 45 min
OPRAVIMO POSKUS Nihajni čas nitnega nihala
ar n
Kaj moramo vedeti o nihalu Nitno nihalo je kroglica ali utež, obešena na tanki vrvici. Prosti konec vrvice je pritrjen na stojalo. Nihalo odmaknemo iz ravnovesne lege in ga spustimo, da se giblje iz ene skrajne lege v drugo in nazaj.
obhod Saturna okoli Sonca 30 let
ℓ
To gibanje se ponavlja. Nihalo niha.
jig
En nihaj je pot nihala iz ene skrajne v drugo skrajno lego in nazaj. Povprečni čas, ki ga nihalo potrebuje za en nihaj, je nihajni čas, označimo ga s t0. Dolžina nihala, ki jo označimo z ℓ, je razdalja od vpetja do težišča telesa, ki niha. Oddaljenost od ravnovesne lege je odmik, ki ga označimo z x.
x
kn
Postavimo raziskovalni vprašanji Kaj vpliva na nihajni čas nitnega nihala? Kako dolgo je nihalo, katerega nihajni čas je 1 sekunda? Naredimo načrt raziskave Razmislimo, katere meritve in koliko ponovitev bomo naredili. Ugotavljali bomo odvisnost nihajnega časa od odmika nihala, odvisnost nihajnega časa od mase nihala in odvisnost nihajnega časa od dolžine nihala. Hkrati bomo spreminjali le eno količino, saj drugače ne moremo ugotoviti, katera količina vpliva na nihajni čas. Rezultate meritev bomo sproti vnašali v preglednice. Izberemo pripomočke Potrebujemo stojalo, merilni trak, vrvico, plastelin za izdelavo kroglic ali različne uteži in štoparico.
12
DN181095-Moja prva fizika 1_SDZ_BJ.indd 12
16/07/2019 08:00
Opravimo poskuse, opazujemo in merimo Rezultate meritev zapisujmo v preglednico in računamo nihajni čas t0. Merimo nihajni čas nihala, dolgega 1 m, pri različnih odmikih od mirovne lege. Mase uteži nihala ne spreminjamo. Vsakič izmerimo čas 10 nihajev. Dolžina nihala ℓ [cm]
Odmik x [cm]
Čas 10 nihajev t [s]
Nihajni čas t0 [s]
100 100
a. co m
100
Merimo nihajni čas nihala z dvakrat, trikrat večjo maso kroglice pri enaki dolžini nihala. Odmik naj bo vedno enak. Dolžina nihala ℓ [cm]
Masa nihala m [g]
100 100 100
Čas 10 nihajev t [s]
Nihajni čas t0 [s]
Merimo nihajni čas nihala, ki mu spreminjamo dolžino vrvice in vsakič izmerimo čas 10 nihajev. Dolžina nihala ℓ [cm]
Čas 10 nihajev t [s]
60 40 20
ar n
100
Nihajni čas t0 [s]
kn
jig
Narišemo graf V koordinatni sistem narišemo graf, ki prikazuje odvisnost nihajnega časa t0 od dolžine nihala ℓ. Skozi narisane točke narišemo s prosto roko gladko krivuljo (krivo črto), ki se točkam najbolj prilega.
Z grafa odčitamo, pri kolikšni dolžini je nihajni čas nitnega nihala 1 sekunda. Primerjamo rezultate meritev. Če se nihajni čas zaradi spreminjanja izbrane količine spreminja, sta količini med seboj odvisni. Ugotovitve zapišemo
Uvod v fiziko 13
DN181095-Moja prva fizika 1_SDZ_BJ.indd 13
16/07/2019 08:00
ZNANJE UTRDIM IN PREVERIM 6. V učilnici se postavite v vrsto in se primite za roke. Prvi v vrsti naj stisne roko drugemu, drugi tretjemu, tretji četrtemu ... Tako naj stisk roke potuje do zadnjega sošolca v vrsti. Izmerite, v kolikšnem času se prenese stisk roke od prvega do zadnjega.
a. co m
a) Izračunajte povprečni reakcijski čas enega učenca.
b) Meritev ponovite in primerjajte rezultata obeh meritev reakcijskega časa.
7. Naštej temeljne metode dela v fiziki.
ar n
8. Zakaj je eksperimentiranje najpomembnejša metoda dela v fiziki?
9. Vpiši ustrezne pojme. Izbiraš lahko med naslednjimi: pregledno, izračunamo, opazujemo, odčitamo, v tabeli, meritvah, z grafom, količine, pojave, zakon.
jig
Kadar preučujemo naravne
merimo izbrane
, jih
. Rezultate meritev
zapišemo. Po opravljenih
kn
in ob tem
lahko odvisnost količin predstavimo
ali
. Neznano količino lahko
če upoštevamo fizikalni
, lahko pa jo
, z grafa.
10. Dopolni.
a) Vsak dan uporabljam telefon
b) Vsak dan se učim
minut. To je ur. To je
c) Vsak dan bi moral spati 540 minut. To je
sekund. minut.
ur.
14
DN181095-Moja prva fizika 1_SDZ_BJ.indd 14
16/07/2019 08:00
11. Ali je res? Odgovori z DA ali NE. Če odgovoriš z NE, pripiši še pravilno trditev. a) Minuta je stoti del ure. b) Egipčansko leto je trajalo od ene do druge poplave Nila. c) Ura, ki na dan zaostaja za dve sekundi, zaostane v septembru za 1 minuto.
č) Osnovna enota za čas je ura.
12. Dopolni z merskimi števili. a) 1 h =
min =
b) 15 min =
h=
c) 3 h =
dneva =
s s min
a. co m
ar n
13. Izmeri, koliko časa potrebuješ za pot od doma do šole.
14. Izmeri, koliko časa lahko zadržiš dih.
jig
15. Koliko dni je še do konca tega koledarskega leta?
kn
16. Koliko sekund traja šolska ura?
Uvod v fiziko 15
DN181095-Moja prva fizika 1_SDZ_BJ.indd 15
16/07/2019 08:00