Název: Rychlost zvuku I.



Podobné dokumenty
VY_32_INOVACE_FY.18 ZVUKOVÉ JEVY

Název: Kutálení plechovek

Vlny kolem nás. Název. Jméno a ová adresa autora Cíle

Integrace přírodních věd

Název: Elektromagnetismus 3. část (Elektromagnetická indukce)

Název: Zdroje stejnosměrného napětí

Příprava na hodinu Fyziky s využitím tabletu

Návrhy témat ročníkových prací třídy S 2 pro šk. r. 2016/2017. Ing. J. Novák Strojírenská technologie, Praxe, Kontrola a měření, CNC

Chemie. Charakteristika předmětu

FYZIKA Charakteristika vyučovacího předmětu 2. stupeň

Název: Berlínská modř versus modrá skalice

Pohyby těles. Příprava učitele před projektem. První hodina (hodina fyziky - přípravná hodina) Organizační část projektu

Název: Jak si vyrobit sluneční hodiny?

POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE

Látky. Látky pevné, kapalné a plynné. Částicová stavba látek. Vzájemné silové působení částic. Prvek a sloučenina. Vlastnosti atomů a molekul

Sestavení vlastní meteostanice - měřeni teploty a tlaku vzduchu, grafické zpracování teplotním čidlem a barometrem

Název: Ropný písek. Výukové materiály. Téma: Ropný písek, zdroje energie. Úroveň: 2. stupeň ZŠ

3. STANOVENÍ RYCHLOSTI PROPUSTNOSTI PRO PLYNY U PLASTOVÝCH FÓLIÍ

ilit Aditivní syntéza zvuku Vazba na ŠVP: matematika goniometrické funkce, fyzika - akustika

Fyzikální praktikum 1

Digitální učební materiál

9 FYZIKA. 9.1 Charakteristika vyučovacího předmětu. 9.2 Vzdělávací obsah

CHARAKTERISTIKA. VZDĚLÁVACÍ OBLAST VYUČOVACÍ PŘEDMĚT ZODPOVÍDÁ ĆLOVĚK A PŘÍRODA FYZIKA Mgr. Zdeněk Kettner

Fyzika v přírodě. výukový modul pro 9. ročník základní školy

Změna objemu těles při zahřívání teplotní roztažnost

Inovace výuky Fyzika F8/ 01

A B C D E F 1 Vzdělávací oblast: Doplňující vzdělávací obory 2 Vzdělávací obor: Fyzikální praktika 3 Ročník: 7. 4 Klíčové kompetence

Základní škola národního umělce Petra Bezruče, Frýdek-Místek, tř. T. G. Masaryka 454

Název: Měření rychlosti zvuku různými metodami

Základy meteorologie - měření tlaku a teploty vzduchu (práce v terénu + laboratorní práce)

Název materiálu: Rychlost zvuku

Návrhy témat dlouhodobých maturitních prací třídy S4 ve šk. r. 2015/2016

Sestavení vlastní meteostanice - měřeni teploty a grafické zpracování teplotním čidlem. (práce v terénu + laboratorní práce)

9. MĚŘENÍ TEPELNÉ VODIVOSTI

6.17. Mapování - MAP. 1) Pojetí vyučovacího předmětu

1.1.7 Rovnoměrný pohyb I

Název: Exotermický a endotermický děj

PRAKTIKUM III. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Název: Měření indexu lomu Jaminovým interferometrem

Odborně-pedagogický koncept

Výukový modul III.2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

5.6. Člověk a jeho svět

Téma sady: Všeobecně o vytápění. Název prezentace: základní pojmy 1

1.2.2 Měříme délku II

Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Posuzoval:... dne:...

Přírodní zdroje. K přírodním zdrojům patří například:

ilit O rodičích a dětech Téma aktivity: Interpretace románu Emila Hakla Rozvíjení čtenářské gramotnosti

Chemie. Charakteristika vyučovacího předmětu:

ZÁKLADNÍ ŠKOLA KOLÍN II., KMOCHOVA 943 škola s rozšířenou výukou matematiky a přírodovědných předmětů

Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/ Název DUM: Hustota Číslo DUM: III/2/FY/2/1/9 Vzdělávací předmět: Fyzika Tematická oblast: Fyzikální veličiny a

SEZNAM PRO ARCHIVACI

ŠKOLA PRO VŠECHNY DĚTI

Učitelství praktického vyučování přednáška P3

Složené kmitání. Mechanické kmitání a vlnění

POČÍTAČEM PODPOROVANÝ EXPERIMENT JAROSLAV VYSKOČIL, ONDŘEJ KOŠEK

Název školy: Základní škola a Mateřská škola Žalany. Číslo projektu: CZ. 1.07/1.4.00/ Téma sady: Informatika pro pátý až šestý ročník

METODICKÉ LISTY. výstup projektu Vzdělávací středisko pro další vzdělávání pedagogických pracovníků v Karlových Varech. číslo)

Naše zkušenost z denního života, technické praxe a samozřejmě i pokusy. částečná přeměna celkové energie ve vnitřní energii okolí [2, s. 162].

Název: Studium záření

Digitální učební materiál

3 - Hmotnostní bilance filtrace a výpočet konstant filtrační rovnice

RNDr. Pavel PEŠAT, Ph.D.

JEVY NA ROZHRANÍ PEVNÉHO TĚLESA A KAPALINY

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE. Měření Poissonovy konstanty vzduchu. Abstrakt

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

Inovace výuky prostřednictvím šablon pro SŠ

A B C D E F 1 Vzdělávací oblast: Doplňující vzdělávací obory 2 Vzdělávací obor: Fyzikální praktika 3 Ročník: 9. 4 Klíčové kompetence

PRAKTIKUM I. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. úloha č. 10 Název: Rychlost šíření zvuku. Pracoval: Jakub Michálek

Teplo, tepelná kapacita těles

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE

Mechanika plynů. Vlastnosti plynů. Atmosféra Země. Atmosférický tlak. Měření tlaku

ilit Vesmír Vesmír Geografie Cíle: Stručná anotace:

PRAKTIKUM II. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Název: Charakteristiky termistoru. stud. skup.

Školní prezentace. Projekt Učíme se učit Na Karmeli Zpracoval Ing. Jan Weiser

11 13 let, popř. i starší

Název: Projevy živé hmoty

Jan Perný využíváme při orientaci pomocí kompasu. Drobná odchylka mezi severním

Fyzikální praktikum III

MS OFFICE, POWERPOINT

Základy elektrostatiky v pokusech (Coulombův zákon, kondenzátor)

PRAKTIKUM I. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK

Název: Hmoto, jsi živá? II

Zvyšování kvality výuky v přírodních a technických oblastech CZ.1.07/1.1.28/ Porovnání vedení tepla různými materiály (experiment)

Gymnázium, Český Krumlov

Název: Mentální testy

Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK

Příloha č. 1 Technická specifikace a kalkulace předmětu veřejné zakázky Dodávka měřícího systému - opakovaná výzva

Měření povrchového napětí kapaliny

Laboratorní řád. 1. Povinnosti laboratorní služby. Laboratorní řád je vydáván k zajištění bezpečného a plynulého chodu laboratorních cvičení.

Digitální učební materiál

PRAKTIKUM III. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Úlohač.IV

Téma sady: Teplovodní otopné soustavy.

Název: Krystalizace. Výukové materiály. Téma: Krystalizace. Úroveň: 2. stupeň ZŠ. Tematický celek: Vidět a poznat neviditelné. Předmět (obor): chemie

L a b o r a t o r n í c v i č e n í z f y z i k y

1. Změřte statickou charakteristiku termistoru pro proudy do 25 ma a graficky ji znázorněte.

Fyzikální učebna vybavená audiovizuální technikou, interaktivní tabule, fyzikální pomůcky

Moduly jako prostředek inovace v intergaci výuky moderní fyziky a chemie

změřte si svůj úspěch

SEZNAM ANOTACÍ. III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Označení sady DUM VY_32_INOVACE_IT2 Tematická oblast MS Excel 2007

METODICKÉ LISTY. výstup projektu Vzdělávací středisko pro další vzdělávání pedagogických pracovníků v Sokolově

VY_52_INOVACE_2NOV52. Autor: Mgr. Jakub Novák. Datum: Ročník: 6., 7, 8.

Transkript:

Výukové materiály Název: Rychlost zvuku I. Téma: Šíření zvuku, rychlost zvuku Úroveň: střední škola Tematický celek: Zjevné a zprostředkované, pohled do mikrosvěta přírody Předmět (obor): fyzika Doporučený věk žáků: 2. ročník SŠ Doba trvání: 5 vyučovacích hodin (2 hodiny praktická cvičení) Specifický cíl: naučit žáky naplánovat a provést badatelskou činnost a vyhodnotit její výsledky Seznam potřebného materiálu: Věci pro měření: a) na louce: stopky, pásmo, dřevěné nebo kovové hůlky, baterka - světlomet, kolíky, dalekohled, píšťalka, teploměr, tlakoměr, vlhkoměr, b) v učebně počítač na zpracování naměřených výsledků Učitel: nůž, sekera (na výrobu kolíků značek), pracovní listy pro žáky Seznam praktických (badatelských) aktivit: Měření rychlosti zvuku na louce

Popis stručná anotace: Téma Rychlost zvuku se zabývá problematikou šíření zvuku, rychlostí zvuku a především měřením rychlosti zvuku. Úvodní motivační část je věnována jevu Blesk a hrom. První měření na louce je věnováno nejjednoduššímu způsobu měření rychlosti zvuku přímou metodou. Při druhém měření v učebně (je obsahem další aktivity) se studenti budou snažit navrhnout a změřit zvuk moderními technickými prostředky, které jsou dnes běžně k dispozici. Mohou si samostatně zvolit způsob a technické prostředky. Vyzkoušet různá měření a vyrobit si jednoduchá zařízení k tomu potřebná. Popis jednotlivé součásti výuky náplň práce čas potřebné vybavení a pomůcky činnost učitele činnosti žáků Úvod do tématu - motivace a) Video Blesk a hrom b) Beseda 1 vyuč. hodina a) Video Blesk a hrom b) Prezentace Blesk a hrom c) Film o blesku a) Promítne video b) Řídí diskuzi na téma Blesk a hrom Studenti se ptají, hledají odpovědi na položené otázky, diskutují o blesku a hromu, vyhledávají potřebné informace. Předlaboratorní příprava Praktická (badatelská) činnost Vyhodnocení výsledků Prezentace výsledků Příprava na měření rychlosti zvuku na louce Měření rychlosti zvuku na louce Zpracování naměřených hodnot Na závěr prezentace naměřených hodnot a vypočítaných hodnot; zhodnocení jednotlivých měření 1 vyuč. hodina 2 vyuč. hodiny 20 min Pracovní list č. 1 PC a internet Pracovní list č. 2, potřebné pomůcky pro měření "na louce" PC Excel, PowerPoint 20 min PC Učitel postupuje podle pracovního listu č. 1 Učitel pomáhá studentům při měření rychlosti zvuku. Učitel moderuje vyhodnocování naměřených hodnot. Učitel se ptá, pomáhá formulovat závěrečná shrnutí. Pracují podle pracovního listu č. 1. Snaží se porozumět otázkám, vyhledat a formulovat odpovědi. Žáci navrhují postup měření, pomůcky a organizaci práce. Navzájem si pomáhají. Studenti zpracovávají naměřené hodnoty a vytvářejí prezentaci. Žáci prezentují své poznatky, ke kterým došli. Domácí úkol pro žáky: Předlaboratorní přípravu a vyhodnocení výsledků je možné zadat jako domácí práci.

Přípravy pro učitele včetně pracovních listů pro žáky 1. hodina úvod do tématu a motivace: a) Promítnutí videa Blesk a hrom (případně filmu) Učitel promítne videoklip Blesk a hrom (1 minuta) Učitel uvede téma RYCHLOST ZVUKU, oznámí cíl Co je blesk? Co je hrom? řízená diskuze na dané téma, vyhledávání potřebných informací Závěrem diskuze je pozorované zpoždění mezi bleskem a hromem Prezentace Co je blesk? Co je hrom? Učitel promítne připravenou prezentaci. b) Půjdeme ven ověření zpoždění mezi bleskem a hromem Ověříme si, zda pozorujeme zpoždění mezi světlem a zvukem; vzdálenost měříme pomocí kroků (přepočítáváme na metry); světelný záblesk vytváříme baterkou (světlometem); zvukový náraz generujeme píšťalkou nebo úderem hůlek. K dorozumívání je možné použít vysílačky do přírody nebo mobilní telefony. 2. hodina příprava na měření rychlosti zvuku na louce Práce podle pracovního listu č. 1 Učitel rozdá studentům pracovní list č. 1. Studenti pracují podle pracovního listu č. 1. Mohou pracovat samostatně nebo ve skupinách. Při práci mohou používat učebnici nebo PC s internetem. Tuto práci je možné zadat jako domácí práci. Jejím cílem je návrh měření rychlosti zvuku na louce (viz pracovní list č. 1).

3. a 4. hodina měření rychlosti zvuku na louce Půjdeme ven na louku - práce podle pracovního listu č. 2 Žáci pracují podle navrženého pracovního listu č. 2, který si sami navrhli. Na úvod učitel zkontroluje studenty navržený pracovní list č. 2. Provede kontrolu organizace práce a případně odstraní závažné chyby (v nutném případě rozdá vlastní pracovní list č. 2). 5. hodina zpracování naměřených výsledků, prezentace naměřených výsledků a) Zpracování naměřených výsledků do prezentace (může být zadáno jako domácí příprava) Studenti připravují prezentaci naměřených výsledků Učitel pomáhá studentům řešit případné problémy, klade jim otázky b) Prezentace naměřených výsledků rychlosti zvuku Studenti v jednotlivých skupinách prezentují naměřené výsledky a hodnotí použité metody a prostředky, přesnost měření Učitel klade studentům otázky; pomáhá jím v hodnocení naměřených a vypočítaných hodnot

VZOROVÉ ŘEŠENÍ Rychlost zvuku Pracovní list č. 1 pro SŠ vzorové řešení RYCHLOST ZVUKU Co je rychlost zvuku? Rychlost je fyzikální veličina popisující pohyb tělesa. Rychlost vyjadřuje, jak velkou dráhu urazí těleso za jednotku času. Rychlost zvuku je rychlost, jakou se zvukové vlny šíří prostředím. Rychlost vypočítáme v = s : t. Napiš stručnou historii měření rychlosti zvuku: První, kdo se pokusil změřit rychlost zvuku ve vzduchu, byl františkánský mnich Marin Mersenne (1588-1648) v 17. století. Při pokusech s kanónem naměřil rychlost 428 m s -1 (neměl stopky). Rychlost zvuku ve vodě poprvé přesně měřili Jean-Daniel Colladon a Charles Sturm. Na ženevském jezeře postavili v roce 1827 dvě loďky do vzdálenosti 13487 m. Speciální zařízení zároveň uhodilo do zvonu, ponořeného do vody a odpálilo nálož střelného prachu. Pozorovatel na druhé loďce naměřil rozdíl mezi akustickým a optickým signálem 9,4 s, což odpovídá rychlosti 1435 m s -1. Na čem závisí rychlost zvuku? - na tlaku když se zvětší tlak, tak se zvětší hustota - na teplotě - v t = (331,82 + 0,61t) ms -1 - na hustotě když se změní hustota (například změnou tlaku), tak se změní látka - na druhu látky (viz tabulka níže) - nečistoty změní se látka - vlhkost změní se látka - -

Jaká je rychlost zvuku v různých látkách? Látka Rychlost [m s -1 ] Látka Rychlost [m s -1 ] Látka Rychlost [m s -1 ] Vodík 1270 Rtuť 1400 Led (-4 C) 3250 Oxid uhličitý 259 Destilovaná voda (25 C) 1497 Měď (20 C) 3500 Kyslík 316 Mořská voda (13 C) 1500 Sklo (20 C) 5200 Vzduch (0 C) 331,82 Ocel (20 C) 5000 Vzduch (25 C) 347 Hliník (20 C) 5200 Jaká je rychlost zvuku ve vakuu? K šíření zvuku je potřeba nějaké látkové prostředí. Látkové prostředí, ve kterém jsou nějaké částice - například molekuly plynů ve vzduchu. Proto se zvuk nešíří ve vakuu, které neobsahuje žádné částice. Navrhni postup, jak změřit rychlost zvuku na louce? Pomůcky: stopky, pásmo, dřevěné nebo kovové hůlky, kolíky, světlomet, píšťalka, dalekohled, nůž, sekera (na výrobu kolíků značek) Postup: 1. Pásmem naměříme a kolíky (případně stojícím studentem) označíme vzdálenosti 150, 200, 250, 300, 350, 400 a 450 m. 2. Na jednu stranu se postaví jeden žák s píšťalkou (hůlkami). Na druhou se stopkami a dalekohledem. 3. První žák pomocí píšťalky (hůlek nebo jiným zdrojem zvuku) vydá silný zvuk. Ve stejném okamžiku druhý žák s dalekohledem zapne stopky. 4. V okamžiku, kdy druhý žák uslyší zvuk, zastaví stopky. Zapíše naměřený čas pro danou vzdálenost. 5. Zopakujeme měření pro různé vzdálenosti, případně je možné opakovat měření při stálé vzdálenosti (450 m nebo větší). 6. Vypočítáme rychlost zvuku s v. t 7. Z naměřených hodnot sestrojíme bodový graf s=f(t). S výhodou použijeme Excel. Bodovým grafem proložíme lineární funkci a necháme zobrazit rovnici regrese. Konstanta lineární funkce udává rychlost zvuku.

VZOROVÉ ŘEŠENÍ Úkol: Změřit rychlost zvuku přímou metodou Pomůcky: stopky, pásmo, dřevěné nebo kovové hůlky, kolíky, světlomet, dalekohled, nůž, sekera (na výrobu kolíků značek), píšťalka, Naměřené a vypočítané hodnoty: s [m] 150 200 250 300 350 400 450 t [s] 0,65 0,6 0,83 0,88 1,11 1,24 1,3 Průměr v [m s -1 ] 231 333 301 341 315 323 346 313 Δv [m s -1 ] -82 20-12 28 2 10 33 27 Graf s = f (t): Výpočet: Δs = 450 m Δt = 1,4 s s v 450 321m s t 1,2 1 Závěr: Rychlost zvuku ve vzduchu vychází měřením 313± 27 m s -1. Grafickou metodou proložit vynesenými body přímku vychází přibližně stejná hodnota (liší se o 1 %). Pro danou teplotu (2 C) vychází rychlost zvuku 333 m s - 1 (v t =(331,82 + 0,61 t) m s -1 ).

Jiné varianty a další možné úpravy či doporučení Závěrečné poznámky Reflexe po hodině Navazující a rozšiřující aktivity