Měření velikosti gravitační síly

Transkript

1 Jméno: Školní rok: Měření velikosti gravitační síly Třída: Laboratorní práce číslo: Úkol: Zjisti, jak velikou gravitační silou na tebe působí Země. Pomůcky, které jsem použil/la: Siloměr, několik závaží (100 g) Postup: Z druhé strany listu nakresli siloměr a popiš jeho jednotlivé části. Poté na siloměr zavěš první závaží a změř, jak velkou gravitační silou na toto závaží působí Země. Zapiš do tabulky. Zavěš k prvnímu závaží na siloměru druhé závaží a opět změř sílu. Zapiš znova do tabulky. Tento postup opakuj do té doby, než budeš mít na siloměru zavěšená alespoň čtyři závaží. Pomocí tabulky s naměřeními hodnotami narýsuj graf závislosti velikosti gravitační síly na hmotnosti tělesa. Měření: Počet závaží Hmotnost m [g] Hmotnost m [kg] Síla Fg [N] Prohlédni si tabulku s naměřenými hodnotami a graf. Poté odpověz na otázky: 1) Čím je větší hmotnost tělesa tím je gravitační síla, kterou působí Země na toto těleso, větší/menší. 2) Kolikrát je větší gravitační síla, než hmotnost tělesa v kilogramech? 3) Na základě odpovědi v úkolu číslo 2 vypočti, jak velikou gravitační silou na tebe působí Země, a napiš odpověď do závěru. Závěr:

2 Měření velikosti gravitační síly Poznámky pro vyučující S gravitační silou se žáci seznamují většinou již v 6. ročníku. Při laboratorní práci dojdou žáci ke vztahu pro výpočet gravitační síly. Na siloměr zavěšují různý počet závaží, jejichž hmotnost znají, a měří velikost síly. Na základě měření sestrojí graf a jednoduchou úvahou dojdou ke vztahu mezi hmotností tělesa a gravitační silou, kterou na něho působí Země.

3 Jméno: Školní rok: Magnetické pole Třída: Laboratorní práce číslo: Úkol: Zjisti, jak působí magnetické pole v okolí magnetu na feromagnetické látky. Pomůcky, které jsem použil/la: Tyčové a válcové magnety, podložka, papír, tužka a ocelové piliny Postup a měření: 1) Vezmi 1 tyčový magnet a jeden kompas. Prověř, zda skutečně platí, že severní ručka kompasu se přitahuje s jižním pólem magnetu a jižní ručka kompasu se přitahuje se severním pólem magnetu. Do obrázku po měření zakresli ručky kompasů. 2) Jeden válcový magnet umísti pod podložku tak, aby byl jedním pólem směrem nahoru. Na podložku dej papír tak, aby byl ve vodorovné rovině. Papír posyp stejnoměrně pilinami z magneticky měkké oceli a nakresli z druhé strany laboratorního listu vzniklý obrazec. 3) Jeden tyčový magnet umísti pod podložku. Na podložku dej papír tak, aby byl ve vodorovné rovině. Papír posyp stejnoměrně pilinami z magneticky měkké oceli a nakresli z druhé strany laboratorního listu vzniklý obrazec. Závěr: Po vypracování laboratorní práce se zamysli a zkus napsat do závěru, proč vznikly z ocelových pilin obrazce, které jsi nakreslil/a. Můžeš k tomu použít doplňovačku: Zmagnetované piliny se na papíru natočí svými póly k pólům magnetu tak, aby se přitahovaly/odpuzovaly. Také navzájem se piliny uspořádají tak, že se co nejvíce k sobě přiblíží souhlasnými/nesouhlasnými póly, aby se přitahovaly. Některé piliny se díky magnetické síle trochu i přesunou. Tím vším se vytvoří řetězce pilin a na papíru se nám vykreslí obrazec. Řetězce pilin nám zobrazují pole. V okolí pólu magnetu jsou řetězce nejhustší. Z toho vyplývá, že v okolí pólu je magnetické pole nejsilnější/nejslabší. Tvar řetězců naznačuje, v jakém směru působí magnetické pole v různých místech. Indukční čáry jsou myšlené čáry, kterými znázorňujeme silové působení pole. V okolí magnetu je nevidíme. Při pokusu tyto čáry představovaly řetězce z.

4 Magnetické pole Poznámky pro vyučující Jedná se o velmi známou laboratorní práci, která je silně motivační, a vzbuzuje v žácích nadšení pro fyzikální bádání. Žáci obdrží feromagnetické piliny, pomocí nichž zjišťují, jak vypadá magnetické pole v okolí magnetu. Většinou se jedná o jednu z prvních laboratorních prací v 6. ročníku. Žáci se na této práci teprve učí vypracovat protokol a získávají první manuální dovednosti při práci s fyzikálními pomůckami, pracují s kompasem (určení severního a jižního pólu magnetu, určení směru magnetických siločar), magnety a feromagnetickými pilinami (určení směru magnetických siločar, vytvoření si představy o magnetickém poli). Při laboratorní práce si žáci vytvářejí abstraktní obraz o magnetickém poli. Řešení: 1) 2) Několik příkladů kreseb žáků: 3) Několik příkladů kreseb žáků:

5 Zmagnetované piliny se na papíru natočí svými póly k pólům magnetu tak, aby se přitahovaly. Také navzájem se piliny uspořádají tak, že se co nejvíce k sobě přiblíží nesouhlasnými póly, aby se přitahovaly. Některé piliny se díky magnetické síle trochu i přesunou. Tím vším se vytvoří řetězce pilin a na papíru se nám vykreslí obrazec. Řetězce pilin nám zobrazují magnetické pole. V okolí pólu magnetu jsou řetězce nejhustší. Z toho vyplývá, že v okolí pólu je magnetické pole nejsilnější. Tvar řetězců naznačuje, v jakém směru působí magnetické pole v různých místech. Indukční čáry jsou myšlené čáry, kterými znázorňujeme silové působení magnetického pole. V okolí magnetu je nevidíme. Při pokusu tyto čáry představovaly řetězce z pilin.

6 Jméno: Školní rok: Měření tloušťky listu papíru Třída: Laboratorní práce číslo: Úkol: Změř tloušťku listu papíru pomocí pravítka. Pomůcky, které jsem použil/la: (Vypiš všechny pomůcky, které použiješ.) Postup: (Navrhni, jak lze změřit tloušťku listu papíru pomocí pravítka, a zapiš postup měření.) Měření: 1) Počet listů, které budu měřit: 2) První měření tloušťky všech listů l 1 = cm Druhé měření tloušťky všech listů Třetí měření tloušťky všech listů Čtvrté měření tloušťky všech listů Páté měření tloušťky všech listů l 2 = cm l 3 = cm l 4 = cm l 5 = cm 3) Součet: l 1 + l 2 + l 3 + l 4 + l 5 = cm 4) Průměr: l = cm = mm pozn.: Na výpočet průměru použij kalkulačku, nezapomeň výsledek zaokrouhlit. Závěr: (Do závěru napiš, jaké je tloušťka jednoho listu papíru.)

7 Měření tloušťky listu papíru Poznámky pro vyučující Laboratorní práce je zaměřená na rozvoj tvořivého myšlení, k procvičení měření vzdáleností pomocí pravítka a výpočtu průměrné hodnoty. Žáci mají k změření tloušťky listu papíru pouze pravítko. Jejich úkolem je vymyslet vhodnou metodu a měření provést pro přesnost několikrát. Před samotným měřením je vhodné diskutovat s žáky, jakými metodami se dá tloušťka listu papíru měřit a vybrat nejvhodnější. Pracovní list je připraven na metodu, při které se změří více listů a výsledek se poté vydělí jejich počtem. Tato metoda je velmi přesná a žákům vychází takřka stejné výsledky. Tato laboratorní práce nepatří mezi jednoduché. Mnozí žáci potřebují pomoc s úkolem. Pro rozvoj tvořivosti a přenesení teoretických znalostí (aritmetický průměr) do praktického života je však vhodná. Žáci se zároveň zdokonalují ve vypracování laboratorního protokolu, který můžeme považovat v 6. ročníku za vědeckou zprávu o výzkumu.

8 Jméno: Školní rok: Měření výšky patra a výšky budovy Třída: Laboratorní práce číslo: Úkol: Změř výšku patra (budovy) pomocí pravítka. Pomůcky, které jsem použil/la: (Vypiš všechny pomůcky, které použiješ.) Postup: (Navrhni, jak lze změřit výšku patra pomocí pravítka.) Měření: 1) Měření výšky jednoho schodu první schod l 1 = cm druhý schod l 2 = cm třetí schod l 3 = cm čtvrtý schod l 4 = cm pátý schod l 5 = cm 2) Součet: l 1 + l 2 + l 3 + l 4 + l 5 = cm 3) Průměr: l = cm 4) Výška jednoho schodu je cm. 5) Počet schodu z jednoho patra do druhého je. 6) Výška patra je cm = m. 7) Počet pater ve škole je. 8) Výška školní budovy je cm = m. pozn.: Při výpočtech můžeš použít kalkulačku, nezapomeň ale výsledek zaokrouhlit. Závěr: (Do závěru napiš zjištěnou výšku patra a školní budovy.)

9 Měření výšky patra a výšky budovy Poznámky pro vyučující Laboratorní práce navazuje na předchozí laboratorní práci - Měření tloušťky listu papíru. Opět je zaměřena na rozvoj tvořivosti. Žáci mají k změření výšky patra a budovy pouze pravítko a možnost jít na schodiště. Jejich úkolem je vymyslet vhodnou metodu a měření provést pro přesnost několikrát. Před samotným měřením je vhodné diskutovat s žáky, jakými metodami se dá výška patra změřit a vybrat nejvhodnější. Pracovní list je připraven na metodu, při které se změří výška schodu a spočítá se počet schodů z jednoho do druhého patra, popř. počet pater ve škole ke změření výšky budovy. Tato metoda není příliš přesná a žákům vychází velmi rozdílné výsledky. Je dobré proto s žáky opět diskutovat, proč v minulé laboratorní práci vyšly všem takřka stejné výsledky a v dnešní velmi rozdílné. Laboratorní práce opět nepatří k nejjednodušším. Mnozí žáci potřebují pomoc s úkolem. Při této práci by také měli dospět k závěru, že výsledek měření je vždy s chybou, která může být v leckterých případech velmi nezanedbatelná.

10 Jméno: Školní rok: Měření obsahu povrchu krabičky Třída: Laboratorní práce číslo: Úkol: Změř obsah povrchu krabičky. Pomůcky, které jsem použil/la: (Vypiš všechny pomůcky, které použiješ.) Postup: Krabičku lze považovat za kvádr, který má celkem stěn, z nichž jsou vždy dvě stejné. Nakresli na volné místo kvádr, který má hrany a, b, c. Obsah povrchu první stěny se vypočte pomocí vzorce S 1 =. Počet stejných stěn kvádru o obsahu povrchu S 1 je. Obsah povrchu druhé stěny se vypočte pomocí vzorce S 2 =. Počet stejných stěn kvádru o obsahu povrchu S 2 je. Obsah povrchu třetí stěny se vypočte pomocí vzorce S 3 =. Počet stejných stěn kvádru o obsahu povrchu S 3 je. Celkový obsah povrchu kvádru je dán součtem obsahů povrchů jednotlivých stěn. S = S 1 + S 2 + S 3. Pomocí pravítka změř pětkrát rozměry krabičky, vypočti jejich aritmetické průměry a poté obsah krabičky. Do závěru napiš, jaký je zjištěný obsah povrchu krabičky. Měření: Číslo měření Součet Průměr Délka hrany a [cm] Délka hrany b [cm] Délka hrany c [cm] 1) Obsah povrchu první stěny S 1 = S 1 = cm 2 2) Obsah povrchu druhé stěny S 2 = S 2 = cm 2 3) Obsah povrchu třetí stěny S 3 = S 3 = cm 2 4) Celkový obsah povrchu krabičky S = + + S = cm 2 = dm 2 Závěr:

11 Měření obsahu povrchu krabičky Poznámky pro vyučující Jedná se o velmi jasnou, ale pro žáky ne úplně jednoducho, laboratorní práci, při které je jejich úkolem změřit rozměry krabičky, kterou lze považovat za kvádr, a následně pomocí vzorce pro výpočet obsahu povrchu kvádru vypočítat obsah povrchu krabičky.

12 Jméno: Školní rok: Měření obsahu povrchu ruky, dlaně a lidského těla Třída: Laboratorní práce číslo: Úkol: Změř obsah povrchu své ruky, dlaně a svého těla. Pomůcky, které jsem použil/la: (Vypiš všechny pomůcky, které použiješ.) Postup: Na papír s čtvercovou sítí obkresli svoji ruku. Zjisti počet celých a počet polovičních čtverečků. Změř stranu jednoho čtverečku a vypočti jeho obsah. Poté vypočti obsah povrchu všech celých a všech polovičních čtverečků ohraničených kresbou ruky a nakonec vypočti obsah povrchu ruky. Stejně změř obsah povrchu dlaně (obkresli ruku bez prstů). Platí pravidlo, že obsah povrchu dlaně je setina obsahu povrchu lidského těla. Na základě této poučky vypočti obsah povrchu těla, který napiš do závěru. Měření: Délka strany jednoho čtverečku je cm, obsah jednoho čtverečku je cm 2. Měření obsahu povrchu ruky 1) Počet celých čtverečků ohraničených kresbou ruky je. 2) Počet polovičních čtverečků ohraničených kresbou ruky je. 3) Obsah celých čtverečků ohraničených kresbou ruky je cm 2. 4) Obsah polovičních čtverečků ohraničených kresbou ruky je cm 2. 5) Obsah povrchu ruky je cm 2 = dm 2. Měření obsahu povrchu dlaně 1) Počet celých čtverečků ohraničených kresbou dlaně je. 2) Počet polovičních čtverečků ohraničených kresbou dlaně je. 3) Obsah celých čtverečků ohraničených kresbou dlaně je cm 2. 4) Obsah polovičních čtverečků ohraničených kresbou dlaně je cm 2. 5) Obsah povrchu dlaně je cm 2 = dm 2. Měření obsahu povrchu těla 1) Obsah povrchu mého těla je cm 2 = dm 2 = m 2. Závěr:

13

14 Měření obsahu povrchu ruky, dlaně a lidského těla Poznámky pro vyučující Laboratorní práce, při které si žáci změří obsah ruky, dlaně a svého těla. K práci je přiložen papír s čtvercovou sítí. S žáky je třeba napřed probrat, jak pomocí této sítě změřit obsah určitého nakresleného útvaru. Laboratorní práce je založena na metodě spočítání celých a polovičních čtverečků ohraničených obkreslenou rukou nebo dlaní, zjištění obsahu jednoho čtverečku, pomocí změření jeho strany, a následným výpočtem obsahu ruky a dlaně. Obsah lidského těla je stokrát větší, než obsah dlaně, proto není problém pro žáky jednoduše zjistit z obsahu povrchu dlaně obsah povrchu svého těla.

15 Jméno: Školní rok: Měření objemu krabičky Třída: Laboratorní práce číslo: Úkol: Změř objem krabičky. Pomůcky, které jsem použil/la: (Vypiš všechny pomůcky, které použiješ.) Postup: Krabičku lze považovat za kvádr. Nakresli na volné místo kvádr, který má hrany a, b, c. Objem kvádru se vypočte pomocí vzorce V =. Pomocí pravítka změř pětkrát rozměry kvádru, vypočti jejich aritmetické průměry a dále vypočti objem krabičky. Do závěru napiš, jaký je zjištěný objem krabičky. Měření: Číslo měření Součet Průměr Délka hrany a [cm] Délka hrany b [cm] Délka hrany c [cm] Objem krabičky V = V = cm 2 = dm 2 Závěr:

16 Měření objemu krabičky Poznámky pro vyučující Práce je obdobná laboratorní práci měření obsahu povrchu krabičky. Úkolem žáků je změřit rozměry krabičky, kterou lze považovat za kvádr, a následně pomocí vzorce pro výpočet objemu kvádru vypočítat objem krabičky.

17 Jméno: Školní rok: Měření hustoty tělesa Třída: Laboratorní práce číslo: Úkol: Zjisti hustotu tělesa. Pomůcky, které jsem použil/la: Těleso o neznámé hustotě, odměrný válec, váhy Postup: Hustota tělesa se vypočte pomocí vzorce ρ = :. Vymysli postup, jak zjistíš u daného tělesa jeho hmotnost a objem s uvedenými pomůckami. Postup zapiš: Měření: 1) Měření hmotnosti tělesa Číslo měření Součet Průměr Hmotnost m [kg] 2) Měření objemu tělesa pomocí odměrného válce Číslo měření Objem vody V 1 [ml] Objem vody s tělesem V 2 [ml] Objem tělesa V [ml] 3) Výpočet hustoty tělesa Hmotnost tělesa je kg. Objem tělesa je ml = l = dm 3 = m 3. Hustota tělesa ρ = :. Hustota tělesa je kg/m 3. Součet Průměr Závěr: (Do závěru napiš, jaká je výsledná hustota tělesa.)

18 Měření hustoty tělesa Poznámky pro vyučující Při této práci si žáci vyzkouší změřit hustotu tělesa známou metodou, při které nejprve změří hmotnost tělesa na váhách a poté pomocí odměrného válce objem tělesa opět známou metodou ponořením tělesa do vody v odměrném válci a zjištěním rozdílu původního a nového objemu.

19 Jméno: Školní rok: Elektrické obvody vodiče a izolanty Třída: Laboratorní práce číslo: Úkol: Zjisti, které látky jsou za běžných podmínek při malém napětí vodiče a které jsou izolanty. Pomůcky, které jsem použil/la: Zdroj napětí (plochá baterie apod.), vodiče, žárovka, spínač, měřené látky Postup: Vymysli, jak lze zjistit s danými pomůckami, zda určitá látka je izolant, nebo vodič. Napiš poté postup, jak budeš provádět laboratorní práci a nakresli schéma obvodu, které budeš potřebovat při měření. Rezistor můžeme v této práci považovat za měřenou látku. Před zapojením obvodu do zdroje napětí nech obvod zkontrolovat vyučujícím. Do závěru poté napiš, které látky jsou za běžných podmínek při malém napětí vodiče a které jsou izolanty. Měření: U každé látky napiš, zda se jedná při malém napětí o izolant, nebo o vodič. 1) Měď 2) Olovo 3) Zinek 4) Uhlík 5) Plast 6) Voda s cukrem 7) Voda se solí 8) Ocet Závěr:

20 Elektrické obvody vodiče a izolanty Poznámky pro vyučující Laboratorní práce je motivační a zároveň má žáky vést k vytvoření si návyku správného postupu práce, rozvíjí dovednosti při práci s fyzikálními pomůckami, přesnost provádění úkolů a správné pracovní návyky (například čistota na pracovišti apod.). Laboratorní práce není těžká, ale časově náročná. Žáci si zapojí obvod dle schématu a místo rezistoru zapojují jednotlivé látky. Zda je látka vodič či izolant zjišťují pomocí žárovky, která při průchodu elektrického proud svítí. Důležité je podotknout že se jedná o rozlišení látek na vodiče a izolanty za běžných podmínek a jen při nízkém napětí.

21 Měření napětí a proudu Jméno: Školní rok: Třída: Laboratorní práce číslo: Úkol: Změř napětí galvanických článků a proud procházející obvodem. Pomůcky, které jsem použil/la: Citron, vodiče, krokosvorky, papírový tácek pod citron, kovové plíšky (měděné, olověné, zinkové a hliníkové), multimetr Postup: Na základě fotografií sestroj galvanický článek, jehož napětí budeš měřit. Skládá se, jak je vidět na fotografiích, z citronu, v kterém jsou umístěny dva různé plíšky. Tyto plíšky se nesmí navzájem dotýkat. Vzhledem k tomu, že máš plíšků více, sestrojíš postupně různé galvanické články. Do závěru poté napíšeš, u kterého sestrojeného galvanického článku jsi naměřil největší a u kterého nejmenší napětí. U jednoho galvanického článku budeš měřit i proud, který bude procházet obvodem. Nakresli schéma zapojení měření podle druhého obrázku. Poté multimetr připoj ke galvanickému článku a nech zkontrolovat vyučujícím. Proveď měření. Měření: U každého sestrojeného galvanického článku zapiš naměřené napětí. U galvanického článku z mědi a zinku také napiš, jaký proud prochází obvodem. 1) Napětí: Měď, zinek a citron U = V Měď, hliník a citron U = V Zinek, hliník a citron U = V Měď, olovo a citron U = V Zinek, olovo a citron U = V Olovo, hliník a citron U = V 2) Proud: Měď, zinek a citron - proud procházející obvodem I = ma = A Závěr:

22 Měření napětí a proudu Poznámky pro vyučující Laboratorní práce je motivační a má žáky vést k vytvoření si návyku správného postupu, rozvíjí dovednosti při práci s fyzikálními pomůckami, přesnost provádění úkolů a správné pracovní návyky (například čistota na pracovišti apod.). Žáci si vytvoří několik galvanických článků z citronu a různých kovových plíšků. Sestrojení článku je poměrně známá záležitost. Snad jen drobné upozornění, že plíšky se nesmí v citronu dotýkat. Připojení multimetru ke článku pro měření napětí a proudu je také vcelku známo a netřeba rozepisovat. Žáci při práci taky pochopí princip baterií, a naučí se používat měřicí přístroje. Laboratorní práce je časově náročná. Naměřené hodnoty napětí závisí na citronu. Blíží se k jednomu voltu.