Fyzika 1

Zpracovali: PaedDr. Jiří Tesař, Ph.D., PaedDr. František Jáchim

Lektorovali: doc. PaedDr. Václav Havel, CSc., Mgr. Marie Kalivodová, Mgr. Irena Koudelková, PhDr. Daniela Paková, Mgr. Václav Piskač

Schválilo MŠMT čj. MSMT-28657/2018 dne 23. listopadu 2018 k zařazení do seznamu učebnic pro základní vzdělávání jako součást ucelené řady učebnic pro vzdělávací obor Fyzika s dobou platnosti šest let.

Tato učebnice je součástí ucelené řady učebnic fyziky na 2. stupni ZŠ a v nižších ročnících víceletých gymnázií.

Celá řada odpovídá požadavkům a doporučením RVP pro základní vzdělávání a tvoří ji tyto tematicky zaměřené učebnice:

Fyzika 1 (Fyzikální veličiny a jejich měření)

Fyzika 2 (Síla a její účinky – pohyb těles)

Fyzika 3 (Mechanické vlastnosti látek, Světelné jevy)

Fyzika 4 (Elektromagnetické děje)

Fyzika 5 (Energie)

Fyzika 6 (Zvukové jevy, Vesmír)

© Jiří Tesař za kolektiv, 2007, 2015

Illustrations © Karel Benetka, 2007, 2015

© SPN – pedagogické nakladatelství, a. s., 2007, 2015 ISBN 978-80-7235-556-3

Obsah

Čím se zabývá fyzika 5

1. Z čeho jsou předměty kolem nás 7

1.1 Fyzikální tělesa 7

1.2 Látky 8 SHRNUTÍ 10

2. Co to je fyzikální veličina 11

3. Měření délky 12

3.1 Délka a její jednotka 12

3.2 Měření délky 14

3.3 Měříme různá tělesa 16

3.4 Měření délek s využitím mapy 19 SHRNUTÍ 20

4. Měření obsahu 21

4.1 Obsah a jeho jednotka 21

4.2 Určování obsahu výpočtem 22 4.3 Určování obsahu pomocí čtvercové sítě 23 SHRNUTÍ 24

5. Měření objemu 25

5.1 Měření objemu odměrným válcem 25 5.2 Jednotky objemu 27

5.3 Určování objemu různých těles 29 SHRNUTÍ 31

6. Měření hmotnosti 32

6.1 Hmotnost a její jednotka 32

6.2 Vážení 34 6.3 Vážíme různá tělesa 36 SHRNUTÍ 37

7. Určování hustoty 38

7.1 Hustota 38 7.2 Výpočet hustoty 39 7.3 Výpočet hmotnosti a objemu 42 SHRNUTÍ 44

8. Měření teploty 45

8.1 Teplota 45 8.2 Jak pracuje teploměr 47 8.3 Měření teploty 51 SHRNUTÍ 54

9. Měření času 55

9.1 Cesta k jednotce času 55 9.2 Měření času 56 9.3 Pásmový čas 60 9.4 Kalendář 61 SHRNUTÍ 61 10. Mezinárodní soustava jednotek 62 11. Závěrečné shrnutí 64 12. Laboratorní práce 65 13. Náměty na projekty 66 14. Výsledky vědomostních a kvantitativních úloh 69 15. Rejstřík 71

3. MĚŘENÍ DÉLKY

Chlapec na obrázku kamsi utíká s šálkem horkého čaje.

Až čaj vychladne, chlapec právě urazí vzdálenost, po níž vychladne šálek čaje.

Takto prý měřili vzdálenosti kdysi dávno v dalekém Tibetu, přičemž na přesnosti tamním obyvatelům záleželo pramálo.

Míry našich předků:

1 čárka = 2,053 mm

1 dlaň = 7,885 cm

1 palec (coul) = 2,464 cm

1 pěst = 10,54 cm

1 píď = 19,71 cm

1 pražský loket = 0,5914 m

1 látro = 2 až 2,4 m

1 kročej (dvojkrok) = 1,183 m

1 sáh = 1,774 m

1 rakouská poštovní míle = = 7,586 km

• Zjistěte, v kterém období se tyto jednotky používaly.

Na radnici v Českých Budějovicích je umístěna zákonná jednotka z r. 1855 –1 vídeňský loket = 0,778 m.

3.1 Délka a její jednotka

Máme jednoduchý úkol – zjistit, jaké rozměry má učebna, ve které právě jsme. Nesmíme použít žádnou pomůcku, žádné měřidlo. Jak si poradíme? Můžeme např. jít a spočítat, kolik kroků uděláme na šířku třídy a kolik na její délku. Zjistíme tak rozměry třídy v krocích. Jistě víte, že naše měření není příliš přesné. Po posledním kroku nám může zbýt ještě kousek délky, kterou jsme měli změřit. A co ostatní spolužáci? Udělali také stejný počet kroků? Pokud ne, proč? Staročeští obchodníci měřili plátno pomocí částí svého těla. K plátnu přikládali svoje předloktí a měřili jím. Podobně se měřilo např. pomocí palců, stop nebo dlaní. My ale dobře víme, že různé vzdálenosti dovedeme změřit přesně, máme-li k tomu vhodnou pomůcku. Ve fyzice budeme pro vzdálenosti užívat výhradně termín délka a pomůcky k jejímu měření budeme nazývat délková měřidla.

F Narýsujte do sešitu úsečku, změřte její délku a výsledek měření zapište. Změřte rozměry svého sešitu. Zjistěte rozměry obrázku visícího na stěně. Jak silná je deska lavice?

Pro měření uvedených délek jsme vystačili se školním pravítkem a měřili jsme v centimetrech a milimetrech. Všichni jsme měli podobná měřidla a všichni jsme užívali stejné jednotky. V mnoha zemích se dnes měří v metrech a jejich dílech či násobcích. I my budeme pro měření délky používat tuto jednotku.

Protože pro měření některých vzdáleností je metr jednotkou příliš velkou a pro měření jiných naopak příliš malou, budeme užívat jeho části a násobky. V předchozích úlohách jsme měřili v centimetrech nebo milimetrech, víme však, že např. vzdálenosti mezi městy se udávají v kilometrech. Vztah násobků a dílů metru je uveden v tabulce:

1 m = 100 cm 1 cm = 0,01m 1 centimetr = 1 setina metru 1 m = 1000 mm 1 mm = 0,001 m 1 milimetr = 1 tisícina metru

1 m = 0,001 km 1 km = 1000 m 1 kilometr = 1 tisíc metrů

K snazšímu převodu mezi jednotkami délky můžete využívat následující schéma:

Jednotky délky :10 :10 :10 :10 :10 :10 km * * m dm cm mm .10 .10 .10 .10 .10 .10

Abychom mohli délky ve fyzice zapisovat nějakým jednoduchým, avšak přesným a srozumitelným způsobem, zvolíme pro délku označení d. Pak budeme moci výsledek svých měření zapisovat např. takto: d = 25 m. Když budeme měřit více délek, můžeme užít i jiná písmena malé abecedy, zpravidla l nebo s.

K ZAPAMATOVÁNÍ:

Délku označujeme písmenem d (někdy také l nebo s) Základní jednotkou délky je metr (m).

ÚLOHY

1. Vyjádřete v centimetrech: 1 m; 5 m; 7 m; 0,5 m; 0,8 m; 0,25 m; 0,68 m; 1,2 m; 1,37 m .

2. Vyjádřete v metrech: 1 km; 3 km; 18 km; 42 km; 0,5 km; 0,25 km; 0,175 km .

3. Vyjádřete v kilometrech: 1 000 m; 6 000 m; 1 200 m; 1 550 m; 400 m; 526 m; 12 m .

4. Vyjádřete v jednotkách uvedených v závorce: 37 cm (m); 4 m (mm); 1,1 km (m); 180 mm (m); 252 cm (m); 0,56 km (m); 2,25 m (cm); 156 mm (cm).

Některé starší jednotky délky se dosud užívají: Například rozměry pneumatik a monitorů se vyjadřují v palcích, podobně jako součásti vodovodních potrubí.

V mnohých zemích, např. v USA a Velké Británii a v některých asijských zemích, se stále používají –například: stopa (1 foot = 30,48 cm), palec (1 inch = 2,54 cm), míle (1 mile = 1 609,344 m).

V námořní dopravě se používá: 1 námořní míle = 1 852 m

Dne 10. prosince 1799 byl desetimiliontý díl zemského kvadrantu dlouhý 5 130 740 francouzských sáhů pojmenován metr podle řeckého slova μετρον (metron) = míra. Současně byla vyrobena tyč této délky ze slitiny dvou kovů – platiny a iridia – nazvaná mezinárodní metr. K této originální tyči byly zhotoveny kopie, které dostaly státy uznávající metrickou soustavu.

Povrch lidského těla je 1,5–2 m2. Mnohem větší než povrch těla je obsah dýchací plochy plic, 60–70 m2.

• Jakým obdélníkem byste tuto plochu vymodelovali?

K ZAPAMATOVÁNÍ:

Obsah označujeme písmenem S.

Základní jednotkou obsahu je čtverečný metr (m 2).

V praxi se užívají i jednotky jiné – násobky nebo díly čtverečného metru:

Proč mají psi lepší čich než člověk? Savci mají v nose čichovou sliznici, která má u psů obsah 60–170 cm2 (podle plemene), zatímco u člověka činí plocha této sliznice pouze několik cm2. Pes využívá tuto celou plochu se všemi jejími citlivými buňkami pouze při pachové práci, při níž intenzivně nasává vzduch do nosu.

1 m 2 = 100 dm 2 1 dm 2 = 0,01 m 2

1 dm 2 = 100 cm 2 1 cm 2 = 0,01 dm 2

1 cm 2 = 100 mm 2 1 mm 2 = 0,01 cm 2

Pro vyjádření velkých obsahů v terénu (např. vodních ploch, výměry polí, lesů apod.) se používá jednotka obsahu čtverečný kilometr (km2). Jeden km 2 si můžeme představit např. jako čtverec o straně 1 km. K snazšímu převodu mezi jednotkami obsahu můžete využívat následující schéma:

Jednotky obsahu : 100 : 100 : 100 : 100 : 100 : 100 km2 ha a m2 dm2 cm2 mm2 . 100 . 100 . 100 . 100 . 100 . 100

Některá města mají náměstí o rozloze 1 hektaru. Na obrázku je např. čtvercové náměstí v Českých Budějovicích, jehož strana je právě 100 m..

4.2 Určování obsahu výpočtem

Pro výpočet obsahu některých jednoduchých geometrických útvarů se užívají vzorce. Například umíme vypočítat obsah obdélníku tak, že znásobíme velikosti jeho sousedních stran, obdobně umíme vypočítat obsah čtverce.

Obsah obdélníku

Obsah čtverce Obsah pravoúhlého trojúhelníku S = a . bS = a . a = a 2 S = 2 a.b

Jsou-li rozměry útvarů v m, vychází obsah v m 2 , jsou-li v dm vychází obsah v dm 2 apod.

Příklad: Určete obsah florbalového hřiště s rozměry 40 m a 20 m. Kolikrát větší obsah má hřiště fotbalové?

Florbalové hřiště: a = 40 m S = a . b b = 20 m S = 20 . 40 S = ? m 2 S = 800 m 2

Fotbalové hřiště: a´ = 110 m S´ = a´. b´ b´ = 75 m S´ = 110 . 75 S´ = ? S´ = 8 250 m 2

Poměr ploch obou hřišť: 8250 : 800 10 Fotbalové hřiště má přibližně 10krát větší obsah.

110 m

Pro výpočet obsahu některých dalších geometrických útvarů budete moci později využívat vzorce. Budou se vám hodit zejména k výpočtu obsahu trojúhelníku, rovnoběžníku, kruhu i jiných útvarů.

ÚLOHY

1. Najděte rozměry hřiště pro basketbal a házenou. Mohli byste do školního sešitu narýsovat jejich obraz zmenšený 100krát?

2. Najděte ve škole místnost, jejíž podlaha se vám zdá největší. Zjistěte její obsah.

3. Jaký obsah má podlaha vaší školní tělocvičny?

4. Jak velký obsah má jeden list školní tabule? Pokuste se nejprve odhadnout. V jakých jednotkách bude váš odhad nejlepší?

1. V prodejnách stavebnin se dlaždice prodávají zabalené po několika kusech. Zjistěte, jak velkou plochu lze pokrýt jedním balíčkem dlaždic.

• V kterých odvětvích se určuje obsah výpočtem?

4.3 Určování obsahu pomocí čtvercové sítě Nyní se naučíte určovat obsah dalších obrazců. Na obrázku 15 je obdélník, do něhož je zakresleno 18 jednotkových čtverců (cm2). Jeho obsah je tedy 18 cm2. Obsah obdélníku jste se naučili určovat podle vzorce. Vkládání čtvercové sítě je však pro určování obsahu výhodné, zejména jde-li o nepravidelné útvary.

15. Obsah pomocí jednotkových čtverců

• Určete rozměry obdélníka, který by vytvořily všechny stránky této učebnice. Určete jeho obsah.

Přesněji (např. v laboratořích) určujeme objem kapaliny pyknometrem (viz obrázek). Jedná se o lahvičku s přesně doléhající zátkou, v které je otvor. Kapalinu nalijeme do lahvičky a vložíme zátku, přebytečný objem vyteče otvorem v zátce a v lahvičce zůstane přesný objem kapaliny.

Při měření objemu odměrným válcem si dobře prohlédneme stupnici. Jeden dílek na stupnici znamená u různých odměrných válců různý objem. Na některých stupnicích značí vzdálenost dvou sousedních rysek objem 1 cm3, jiné mají dělení po 5 cm3, ale třeba také po 2 cm3. Povšimněte si, že hladina vody v odměrném válci je u okrajů poněkud zakřivena směrem vzhůru. Abychom mohli přečíst údaj odpovídající rovné části hladiny, musíme hledět v její rovině – viz obr. 19.

K ZAPAMATOVÁNÍ:

Při čtení údaje na stupnici se musíme dívat v rovině hladiny. Hladina u okraje je zakřivená, čteme hodnotu odpovídající rovné části hladiny.

Pomocí odměrného válce můžeme stanovit také objem těles z látek pevných. Postup máme znázorněn na obrázcích 20 a 21.

• Pomocí injekční stříkačky určete objem různých skleniček a hrnečků a porovnejte je.

20. Odměrný válec s kapalinou

18. Různé odměrné válce (v každém z nich je stejný objem kapaliny)

19. Správné čtení na odměrném válci

Objem kuličky zjistíme tak, že od objemu, který ukazuje hladina (obr. 21), odečteme objem vody (obr. 20). V našem případě je objem kuličky 8 ml.

Jednotky objemu našich předků:

1 krychlová stopa = 31,57 l

1 bečka … 70 až 100 litrů

1 máz = 1,94 litru

1 vídeňský maas = 1,42 litru

1 věrtel 23 litrů

1 žejdlík = 0,48 litru

1 korbelík 0,3 litru

21. Hladina kapaliny ukazuje objem zvětšený o objem kuličky

5.2 Jednotky objemu

Hlavní jednotkou objemu je krychlový metr (m3)*). Kdybychom takový objem chtěli vymodelovat, museli bychom vyrobit krychli o hraně jednoho metru (obr. 22). Tato jednotka je poměrně velká, a proto pro praktická měření budeme ve fyzice užívat její části – krychlový decimetr (dm3), krychlový centimetr (cm3), popřípadě litr ( l) nebo mililitr (ml). Jednotka litr (mililitr) se používá především k vyjádření objemu kapalin. Platí, že 1 litr = 1 dm3. Převod mezi jednotkami objemu lze ukázat např. takto: Do krychle o hraně 1 dm budeme vkládat krychličky o hraně 1 cm, až celou velkou krychli vyplníme. Zjistíme, že v každém rozměru můžeme naskládat 10 malých krychliček, celkem tudíž 10 x 10 x 10 krychliček. To znamená, že 1 dm3 = 1 000 cm3. Převod mezi ostatními jednotkami objemu bychom odvozovali podobným způsobem.

Jednotky se tedy převádějí podle následujících vztahů: 1 m3 = 1000 dm3 = 1000 l1 l = 1 dm3 = 0,001 m3 1 dm3 = 1000 cm3 = 1000 ml 1 ml = 1 cm3 = 0,001 dm3

Co mají společného potraviny z obrázku, zabalené do odlišných obalů?

*) Jednotka délky (metr) je jednotka základní, protože ji nelze odvodit pomocí jednotek jiných. Objemová jednotka 1 m3 je odvozena ze základní jednotky délky. Takto odvozenou jed notku nazýváme hlavní jednotka.

Staročeské jednotky objemu se dělily na suté a duté.

Suté jednotky, např. korec (1 korec 93 litrů), se používaly pro látky sypké. Při odměřování sypké látky se její vrcholový kužel seříznul nebo se ponechal – pak se dávalo tzv. vrchovatou měrou.

Míry duté se používaly pro měření objemu kapalin.

Hmotnost jako fyzikální veličinu můžeme také určit tím, že sledujeme, jak se prodlouží pružina v závislosti na hmotnosti tělesa na ní zavěšeného.

HMOTNOSTI

Při výrobě léků se používá velmi malé množství látek, a proto se jejich hmotnost vyjadřuje v miliontinách gramu (mikrogram – značka µg). Například dražé vitaminového přípravku SPOFAVIT má hmotnost 0,3 g a obsahuje mimo jiné 400 µg vitaminu A; 2,5 µg vitaminu D; dále 50 µg vitaminu C aj.

6.1 Hmotnost a její jednotka

Množství látky v tělese poznáme podle jeho hmotnosti.

F Máte před sebou několik různých těles, např. pingpongový míček, závaží, ocelovou kuličku, dřevěný kvádr, sáček s bonbony, sešit. Seřaďte je od nejtěžšího k nejlehčímu.

Porovnávali jsme vždy dvě tělesa, jak působila na naše dlaně. Podle toho, jak se nám zdála těžká, odhadovali jsme jejich hmotnosti. V praxi však nestačí vědět, které těleso má větší hmotnost a které menší, často potřebujeme hmotnost znát dostatečně přesně. Již v přírodovědě jsme poznali váhy se sadou závaží a víme, že hmotnost těles vyjadřujeme v kilogramech, gramech, popřípadě tunách. Hmotnost 1 kilogram má např. krabice kostkového cukru, sáček mouky nebo litr vody. Stejně jako u délky budeme i při vyjadřování hmotnosti užívat násobků a dílů základní jednotky, a to gram (g), miligram (mg), tuna (t). Jednotky hmotnosti se vzájemně převádějí podle následujících vztahů.

1 kg = 1000 g1 g = 0,001 kg

1 g = 1000 mg1 mg = 0,001 g

1 t = 1000 kg1 kg = 0,001 t

K snazšímu převodu mezi jednotkami hmotnosti můžete využívat následující schéma:

Jednotky hmotnosti :1 000 :1 000 :1 000 t kg g mg .1 000 .1 000 .1 000

V běžném životě se nejčastěji užívá kilogram, ve fyzice a později v chemii budeme hmotnosti vyjadřovat také v gramech a miligramech. V praxi se občas užívá jednotka metrický cent (1 q = 100 kg), ve fyzice ji však užívat nebudeme.

Pro hmotnost budeme užívat označení m, zapíšeme např. m = 3,6 kg.

K ZAPAMATOVÁNÍ:

Hmotnost označujeme písmenem m .

Základní jednotkou hmotnosti je kilogram (kg).

ÚLOHY

1. Vyjádřete v gramech 1 kg; 3 kg; 6,5 kg; 0,9 kg; 1,25 kg; 0,225 kg; 2,029 kg.

2. Vyjádřete v kilogramech 1 000 g; 2 000 g; 3 500 g; 120 g; 5 g; 4,8 g.

3. Vyjádřete v kilogramech 1 t; 8 t; 0,9 t; 0,78 t

4. Vyjádřete v gramech 1 mg; 5 mg; 12 mg; 580 mg.

1. V jakých jednotkách nejlépe vyjádříte hmotnost obilného zrna, kostky cukru, jízdního kola, tabulky čokolády, pytle brambor, nosorožce, zrnka máku, školní brašny?

2. Která tělesa okolo vás mají přibližně hmotnost 1 kilogram?

3. Přiřaďte předměty na obrázku 25 k hmotnostem uvedeným v tabulce. 50 kg 100 g 18 g 9 500 kg 15 kg

Určení jednotky hmotnosti kilogram pochází přibližně ze stejné doby jako metr. Jeden kilogram byl stanoven jako hmotnost 1 dm3 čisté, odstáté vody o teplotě 4 °C. Mezinárodní prototyp kilogramu je velmi malé těleso – váleček o průměru 39 mm a stejné výšce. Je zhotoven ze slitiny platiny a iridia v poměru 9 : 1. Z drahých kovů je vyroben proto, aby nepodléhal vlivům vzduchu. Stejně jako mezinárodní prototyp metru je uložen v Mezinárodním úřadě pro míry a váhy v Sèvres u Paříže.

I v současnosti se u nás používají další jednotky hmotnosti: 1 q = 100 kg, 1 dkg = 0,01 kg.

Staré míry jiných národů: l karát = 0,2 g (Střední východ)

Původně byl karát odvozen od hmotnosti semene svatojanského chleba (tj. asi 0,2 g). Dnes se pojem karát používá k označování ryzosti zlata, tj. podílu čistého (ryzího) zlata ve slitině. 1 karát je jedna čtyřiadvacetina ( 1 24) čistého zlata ve slitině. Čisté zlato je tedy 24karátové, např. 14karátové zlato zase obsahuje 14 dílů zlata a 10 dílů jiného kovu (např. mědi, stříbra).

Tanker je námořní loď určená pro přepravu kapalných látek, např. ropy (ale i zkapalněných plynů). Do svých nádrží pojmou obvykle 150 000–300 000 tun kapaliny.

• Jmenujte výhody a nevýhody takovéto přepravy ropy.

• Proč jsou havárie tankerů ekologicky velmi závažné?

ZAPAMATOVÁNÍ:

Hmotnost tělesa vypočítáme tak, že hustotu látky, z níž je těleso, násobíme objemem tělesa: m = . V

Objem tělesa vypočítáme tak, že jeho hmotnost dělíme hustotou látky, z níž je těleso: ρ V=m

ÚLOHY

1. Betonový nosník pro mostní konstrukci má tvar hranolu se čtvercovou podstavou 20 cm x 20 cm a délku 8 m . Jaká je přibližně jeho hmotnost? Jakou hmotnost by měl dřevěný trám o stejných rozměrech?

2. Do kanystru o hmotnosti 2 kg bylo načerpáno 8 litrů benzinu. Jakou hmotnost má kanystr s benzinem?

3. Unesli byste pytel soli o objemu 25 dm3?

4. Vešel by se do nádoby o objemu 3 litry líh o hmotnosti 2 kg?

5. Jaký objem má dospělý člověk o hmotnosti 75 kg?

6. Tanker převáží 320 000 tun ropy. Jaký je objem této ropy?

7. Jaký objem by mělo těleso o hmotnosti 1 g ze zlata (stříbra, mědi, hliníku)?

8. Jak velký by byl diamant o hmotnosti 1 g?

9. Představte si, že do každého z pěti stejných odměrných válců byste nalili 1 kg jedné z látek: rtuť, voda, líh, olej, nafta. Do obrázku zakreslete, jak vysoko by byly hladiny.

10. Na střechu tvaru obdélníka o rozměrech 25 m x 15 m napadlo 30 cm sněhu. Jakou hmotnost má sníh na střeše? Hustota sněhu je asi 125 m3 kg .

SHRNUTÍ

• Hustotu označujeme řeckým písmenem („ró“).

• Základní jednotkou hustoty je kilogram na krychlový metr m3 kg .

• V praxi také používáme gram na krychlový centimetr cm3 g

• Hustotu vypočítáme podle vztahu = m : V V m ρ= .

• Pomocí hustoty můžeme také určit hmotnost tělesa (m = . V ) nebo objem tělesa (V = m : ).

MĚŘENÍ TEPLOTY

8.1 Teplota

Když ráno vstaneme, obvykle se podíváme z okna a zjišťujeme tak první in formace o počasí. Někdy je jasno, svítí slunce, ale nás také zajímá, jaká je venku teplota a podle toho volíme své oblečení. Patrně máte doma za oknem teploměr a umíte na něm přečíst, kolik je stupňů nad nulou či pod nulou. Je-li teplota pod nulou, říkáme, že je mráz. Odhad teploty prostředí, ve kterém se nacházíme, je někdy velmi obtížný. Vstoupíme-li v zimě z mrazivého venkovního vzduchu do místnosti, bude se nám zdát, že je v ní poměrně teplo. Kdybychom do stejné místnosti vstoupili z vyhřáté koupelny, asi budeme mít pocit chladu. Celou situaci si můžeme předvést jednoduchým pokusem.

F Do jednoho hrnce dejte studenou vodu, do druhého vlažnou a do třetího horkou. Ponořte na chvilku jednu ruku do vody studené, druhou do vody horké. Potom vložte obě ruce do vody vlažné.

Pocity v obou rukou se různí – v jedné pociťujeme teplo, v druhé chlad. Každé těleso má určitou teplotu. Teplotu má i naše tělo a víme, že je-li vyšší, než má být, jsme obvykle nemocni. Teplotu měříme teploměrem. Její hodnotu vyjadřujeme v Celsiových stupních.

Teplota má velký význam pro průběh přírodních dějů. Mnoho živočichů je vá záno na prostředí s určitou teplotou nebo jen s malým rozmezím teplot. Jedině člověk je schopen s pomocí technických prostředků přizpůsobit se poměrně velkým teplotním výkyvům. Může žít v polárních krajích i rov-

Jistě vás bude zajímat, jak byla vytvořena stupnice, kterou vidíte na teploměrech. Základní body Celsiovy teplotní stupnice jsou dva: teplota tajícího ledu –bylo přiřazeno číslo 0 a teplota vařící se vody hodnota – 100. Stupnice mezi nulou a stovkou byla rozdělena na sto dílů a jeden díl byl nazván jedním stupněm. Protože základní body této stupnice navrhl švédský fyzik a astronom A. Celsius, takto získaný stupeň se nazývá Celsiův stupeň.

Ve fyzice, chemii a astronomii se dnes užívá Kelvinova teplotní stupnice s jednotkou kelvin (K). Na této stupnici je tajícímu ledu přiřazena hodnota 273,16 K, teplotě vroucí vody hodnota 373,16 K. Hodnota 0 K současně znamená nejnižší možnou teplotu ve vesmíru. S touto stupnicí se seznámíte na střední škole.

Prohlédněte si různé magnetofonové pásky a videokazety a zjistěte, jak dlouhý je pásek, na němž je záznam uložen. Porovnejte tyto údaje s údaji na CD nebo DVD discích. Získané údaje ověřte změřením doby přehrávání některých médií. Shodují se naměřené údaje s údaji výrobce naprosto přesně?

Z praktických důvodů je pásmový čas přizpůsoben hranicím států. U velkých zemí se používá několik pásmových časů – např. v Rusku jich je 11.

V 18. století byl ve Francii udělán pokus zavést desetinné dělení času. Např. den měl mít 20 hodin (2 x 10 hodin). Myšlenka se neujala.

Různé druhy stupnic pro měření času můžete vidět na orloji na Staroměstské radnici v Praze. Více najdete na www.presnycas.cz

7. Zjistěte počet slov, která při běžném hlasitém čtení přečtete za 1 minutu.

1. Vyhledejte ve vlakovém jízdním řádu dobu jízdy určitého spoje.

2. Najděte oběžnou dobu Venuše a Marsu okolo Slunce. Jaký vztah mají k oběžné době Země?

3. Jak dlouho trvá jeden oblet některých družic kolem Země?

4. Vyhledejte délku celé noty a celé pomlky (půlové, čtvrťové, osminové, šestnáctinové).

5. Vyhledejte světové (olympijské) rekordy v bězích.

1. Na svíčku na vánoční stromeček naneste stupnici po 1 cm a do označených míst přilepte malé korálky. Svíčku dejte na talířek a zapalte. Když svíčka uhoří, příslušný korálek odpadne. Jak dlouhé časové úseky můžete takto měřit? Jsou doby mezi cinknutím dvou korálků vždy stejné? Proč?

9.3 Pásmový čas

Poledne v určitém místě na Zemi nastává tehdy, prochází-li Slunce právě místním poledníkem. Jestliže je u nás Slunce právě na jihu (a nejvýše nad obzorem), např. v Moskvě již místním poledníkem prošlo, zatímco v Paříži teprve místním poledníkem projde. Jinak řečeno, je-li u nás poledne, v Moskvě již bylo a v Paříži teprve bude. Všechna tři města mají tedy jiné časy.

Protože Země neobíhá kolem Slunce rovnoměrným pohybem, jsou dny měřené od poledne do následujícího poledne různě dlouhé. Proto byl zaveden střední sluneční čas, který vymezuje každému dni 24 hodin.

Aby při průchodu Slunce místním poledníkem bylo přibližně poledne, byl obvod Země rozdělen na 24 pásem širokých 15o a pro každé pásmo byl stanoven místní pásmový čas podle poledníku jdoucího středem pásma. Výchozím bodem se stal nultý poledník procházející městem Greenwich poblíž Londýna. Čas tohoto poledníku se nazývá světový čas (Universal Time – UT). Středem našeho časového pásma je 15. poledník. Jeho čas se nazývá středoevropský čas (SEČ) a je o 1 hodiny větší než světový čas. Některé země používají po určitou část roku ještě jiný čas – tzv. smluvený čas. V České republice je jím letní čas – pásmový čas nejbližšího východního pásma. Vzhledem k středoevropskému času (SEČ) je posunut o 1 hodinu napřed. Je-li podle SEČ např. 11 hodin, podle letního času je již 12 hodin.

Tabulka ukazuje pásmové časy některých míst vzhledem ke světovému času.

Pásmový čas některých měst

Tokio 22:00

Sydney 21:00

Peking 20:00

Moskva 15:00

Praha 13:00

Greenwich 12:00

Rio de Janiero09:00

New York07:00

Los Angeles04:00

9.4 Kalendář

S měřením času úzce souvisí kalendář. Je vlastně vyjádřením spojení delších časových jednotek, jako je den, měsíc a rok. Kalendář udává datum zcela určitého dne, přičemž je sestavován tak, aby pro stejný den a měsíc byla při pohledu ze Země poloha hvězdné oblohy vždy stejná. Základním tělesem, podle jehož pohybu je náš kalendář sestaven, je Slunce. Slunovraty i rovnodennosti připadají vždy na stejné datum. Protože Země během svého ročního oběhu kolem Slunce nevykoná celistvý počet otáček kolem své osy, nemá astronomický rok, kterému se říká tropický, celistvý počet dnů, nýbrž 365,2 422 dnů, tzn. přibližně 365 a čtvrt dne. Zvolíme-li tedy rok s 365 dny, je kratší než tropický rok a po čtyřech letech již dostáváme odchylku přibližně jednoho dne. Odstraňujeme ji tím, že každý čtvrtý rok je přestupný rok, mající 366 dnů. Přestupný rok má letopočet vyjádřený číslem dělitelným čtyřmi (např. 1996, 2000, 2004).

Kalendář by také mohl být sestaven podle oběhu Měsíce. Pak by stejná fáze Měsíce připadala na stejné měsíční datum. V našem kalendáři připadá např. úplněk každý měsíc na jiné datum.

SHRNUTÍ

• Čas označujeme písmenem t.

• Základní jednotkou času je sekunda (s).

• V praxi používáme další jednotky: hodina (h), minuta (min), den, rok.

• Čas měříme stopkami nebo hodinami.

• Čas na Zemi je rozdělen do 24 časových pásem.

• 1 otáčka Země kolem Slunce = 1 rok

• 1 rok 365 4 1 dne, proto je jedenkrát za 4 roky přestupný rok (2004, 2008, 2012,...)

Abychom zohlednili časová pásma a datum, zavádíme tzv. datovou mez, která vede převážně po 180. poledníku (vyhýbá se ostrovům a kontinentům). Přejdeme-li ji směrem z východu na západ, posune se datum vždy o 1 den zpět (např. z pondělí na neděli) a ubereme 1 hodinu, neboť současně vstupujeme do sousedního časového pásma. Při cestě opačné –ze západu na východ – se datum posune o jeden den kupředu a současně přidáme 1 hodinu.

• Zopakujte si ze zeměpisu, v kterém časovém pásmu leží naše republika. Jaký čas ale používá celá střední Evropa?

Tato učebnice je první částí šestidílné řady tematicky zaměřených učebnic fyziky pro výuku na 2. stupni ZŠ (případně v nižších ročnících víceletých gymnázií).

Učebnice jsou zpracovány v souladu s požadavky RVP pro základní vzdělávání. Kladou důraz na rozlišení základního a rozšiřujícího učiva, naplňují mezipředmětové vztahy, přiměřeně zohledňují průřezová témata formulovaná v RVP. Pozornost věnují praktickému aspektu výuky, uvádějí množství úkolů a pokusů vhodných k realizaci ve školních podmínkách. Všechny díly řady vycházejí se schvalovací doložkou MŠMT. Vhodným doplňkem učebnic jsou publikace Seminář a praktikum z fyziky a Sbírka úloh z fyziky pro 6.– 9. ročník ZŠ.

Celá řada je tvořena těmito tematickými učebnicemi:

Fyzika 1 (Fyzikální veličiny a jejich měření)

Fyzika 2 (Síla a její účinky – pohyb těles)

Fyzika 3 (Mechanické vlastnosti látek, Světelné jevy)

Fyzika 4 (Elektromagnetické děje)

Fyzika 5 (Energie)

Fyzika 6 (Zvukové jevy, Vesmír)

ISBN 978-80-7235-556-3