METODICKÝ LIST 1/10 ZVUK Tematický okruh Učivo Ročník Časová dotace Klíčové kompetence KMITÁNÍ, VLNĚNÍ, AKUSTIKA ZVUK 8., 9. 3 vyučovací hodiny 1. Kompetence k učení - pozorováním a zkoumáním jevů získává žák nové poznatky, které umí výstižně popsat, správně používá fyzikální pojmy, hledá příčiny přírodních jevů a jevů denního života. 2. Kompetence k řešení problémů - žák rozpoznává problémové situace a vyhledává potřebné informace k řešení problémů v literatuře, na internetu. 3. Kompetence sociální a personální - žák výstižně sděluje výsledky pozorování, při řešení fyzikálních problémů s respektem vyslechne názory spolužáků, kriticky je posoudí a výstižně vyjádří svůj názor. 4. Kompetence pracovní - žák si osvojuje zacházení s pracovními nástroji užívanými ve výuce fyziky, vytváří si pracovní dovednosti a návyky. 5. Kompetence občanské žák posoudí důsledky nadměrného hluku při poškození lidského zdraví, hledá a navrhne cesty k jeho omezení. Očekávané výstupy Žáci dokážou určit, co je zdrojem zvuku. Umí vysvětlit, proč nezbytnou podmínkou šíření zvuku je látkové prostředí. Umí objasnit vznik ozvěny a dozvuku pomocí odrazu zvuku. Dokážou navrhnout možnosti, jak zmenšit škodlivý vliv nadměrně hlasitého zvuku na člověka, např. v hlučných provozech, v blízkosti dálnic, apod. Vysvětlí pojem rezonance a jeho využití v praxi.
METODICKÝ LIST - ZVUK 2/10 Mezipředmětové vztahy Ekologie vnímání zvuků v přírodě. Hudební výchova výška tónu, hlasitost hudby. Výchova ke zdraví vliv nadměrného zvuku na zdraví. Tělesná výchova zvuky při sportovních utkáních. Technické činnosti hlučné provozy, jak je možné se chránit před hlukem. Didaktické pomůcky ladička vývěva rotační zdroj elektrického napětí zvonek vodiče dva kelímky (např. od jogurtu) nit délky asi 10 m špejle jehla digitální hlukoměr Didaktické poznámky Vést žáky k uvědomění si reálnosti zjištěných výsledků. Správná volba povolání vliv hluku na zdraví. Připojení k internetu. Vyhledávání v literatuře a v tabulkách.
METODICKÝ LIST - ZVUK 3/10 1. vyučovací hodina Demonstrační pokus Pomůcky Postup Pozorování Závěr Důkaz o nešíření zvuku ve vakuu vývěva rotační, zdroj elektrického napětí, zvonek, vodiče Zapojíme elektrický obvod (zdroj, zvonek, vodiče). Zvonící zvonek umístíme pod vývěvu. Pod zvonem odčerpáváme vzduch. Co pozorujeme? Pozorujeme, že zvuk zvonku slábne. Po určité době vidíme, že kladívko dopadá na zvonek, ale zvonek není skoro slyšet. Pokud budeme pod zvon pomalu pouštět vzduch, zvuk zvonku se opět zesílí. Abychom slyšeli zvuk, musíme mít zdravý sluch a prostředí, kterým se zvuk může šířit. Vzduch je prostředí, kterým se zvuk šíří dobře. Vakuum je prostředí, kterým se zvuk nešíří. Teorie Zvuk Šíření Výška tónu Kmitočet Značka Jednotka Vnímání lidským uchem Odraz zvuku Zdrojem je chvějící se těleso (pokus s ladičkou). Nepravidelné chvění = hluk (sbíječka, auta, škrábání, šum, křik, apod.). Pravidelné chvění = tón (hudební nástroje flétna, kytara). Vázané na látkové prostředí. Zvukový rozruch se šíří pružnými látkami pevnými, kapalnými i plynnými. Nemůže se šířit ve vakuu, potřebuje vždy látkové prostředí (pokus s vývěvou). podle kmitočtu = frekvence f Hz pod 16 Hz = infrazvuk seizmické vlny při zemětřesení, komunikace slonů až na 15 km, kosatka vysílá infrazvuky při lovu 16 Hz - 20 khz = rozsah lidského vnímání nad 20kHz = ultrazvuk ozvěna (echo) - překážka nad 17 m echolokace byla dokázána u netopýrů, delfíni používají echolokaci za účelem vyhledávání potravy, komunikaci s okolím a orientaci v prostoru. dozvuk - méně než 17 m
METODICKÝ LIST - ZVUK 4/10 Závěrečné procvičení Ve větách najdi slova vztahující se k akustice (samostatně nebo ve dvojicích): 1. 2. 3. 4. 5. Domácí úkol 1. Postup Petr stihl uklidit celý svůj pokojíček. Zítra pozvu Kláru a Karolínu na narozeniny. Na plese hrála moderní kapela, ale i dechovka. Dovoz věna pro novomanželé až do domu. Taky ta radost z vítězství v hokeji nad Ruskem. Výsledky: hluk, zvuk, echo, ozvěna, kytara Výroba kelímkového telefonu: Pomůcky: dva kelímky (např. od jogurtu), nit délky asi 10 m, špejle, jehla Vezmi si dva prázdné kelímky od jogurtu. Propíchni dno každého kelímku a protáhni nití. Na koncích udělej uzlík na špejli. Natáhni kelímky od sebe a nyní zkus do kelímku mluvit. 2. Příprava projektu na počítači: a) infrazvuk b) ultrazvuk c) ozvěna 2. vyučovací hodina Kontrola domácího úkolu. Doplňte (samostatně) Zdrojem zvuku je chvějící se..těleso. Hluk je nepravidelné chvění tělesa.tělesa. Tón je pravidelné chvění tělesa tělesa. Kmitočet určuje výšku..tónu. Lidské ucho vnímá zvuky od kmitočtu 16Hz do kmitočtu 20kHz... Zvuk se nešíří ve.. vakuu Ozvěna je způsobena odrazem zvuku na pevné překážce.
METODICKÝ LIST - ZVUK 5/10 Rychlost šíření zvuku Tabulky žáci samostatně vyhledávají rychlosti zvuku a zapisují do sešitu. Při teplotě 20 C rychlost zvuku: ve vzduchu: v = 340 m/s ve vodě: v = 1460 m/s v oceli: v= 5000 m/s 1. Příklad Řešení příkladu Mezi blesknutím a zahřměním uběhlo 5 s. V jaké vzdálenosti od nás udeřil blesk? K výpočtu použijeme vzorec s = v.t t=5s v = 340 m/s s=?m s=v.t s = 340. 5 s = 1700 m = 1,7 km Blesk udeřil ve vzdálenosti 1,7 km od nás. 2. Příklad Řešení příkladu Jaká je hloubka moře v zálivu, jestliže mezi vysláním signálu a jeho návratem uplynula doba 0,04 s? t = 0,04 s v = 1460 m/s s=?m v = s/t s=v.t s = 1460. 0,04 s = 58,4 m : 2 = 29,2 m Hloubka moře je 29,2 m.
METODICKÝ LIST - ZVUK 6/10 Rezonance Demonstrační pokus Úkol Pomůcky Postup Vysvětlení Závěr Užití Rezonance ladičky a vzduchového sloupce ladička, gumové kladívko, odměrný válec, skleněná trubice, voda, stojan s držákem a) Odměrný válec naplním vodou asi do poloviny. b) Do vody zasunu trubici. c) Rozezvučím ladičku a přidržuji ji u horního okraje trubice. d) Nyní vysouvám trubici z vody tak dlouho, až se tón ladičky znatelně zesílí. Trubici upevním do stojanu. Chvění ladičky vyvolá nucené chvění ve sloupci vzduchu v trubici. Vysouváním trubice najdeme jistou délku vzduchového sloupce, při kterém uslyšíme tón ladičky velmi zesílený. Vzduchový sloupec je v rezonanci s tónem ladičky. Rezonující vzduchový sloupec zesiluje tóny v dechových nástrojích. Budu-li pískat nějakou melodii, využiji rezonanci vzduchu v ústní dutině. Rezonance se využívá u dřevěných hudebních nástrojů (např. housle, kytara). Rezonanční dřevo (např. smrkové) přijímá zvuk struny, zesílí jej a vydává bez zkreslení. Zajímavé úkoly (práce ve skupinách) 1. Výsledek Během letu mává nejrychleji křídly moucha, čmelák, nebo komár? Z čeho lze tak usoudit? Komár, protože jeho bzučení vnímáme jako vysoký tón, tj. má vysokou frekvenci, naproti tomu čmelák vydává nízký tón, tj. pohybuje křídly nejpomaleji. 2. Výsledek Proč na nádraží chodí zaměstnanci s dlouhými kladívky a poklepávají na kola vagónů? Zkoumají, zda není některé kolo prasklé. Prasklé kolo vydává jiný zvuk než kolo neporušené. Žáci seznámí své spolužáky se svými projekty, které si připravili doma.
METODICKÝ LIST - ZVUK 7/10 3. vyučovací hodina Téma Pomůcky Ochrana před nadměrným hlukem digitální hlukoměr Postup Postupně změříme hluk ve třídě a hodnoty zapíšeme do tabulky. Druh zvuku Hladina zvuku v db Ticho ve třídě Mačkání papíru Zasouvání židlí Zpívání Mluvení ve vyučování Závěr Ke srovnání zvuku se používá veličina hladina zvuku (jednotka bel, v praxi se používá db). Delší pobyt v prostředí s hladinou zvuku nad 70 db se považuje za zdraví škodlivý. Úkoly 1. Samostatné vyhledávání příkladů zvuků na internetu. Rozdělení do tabulky: Zvuk, který neškodí zdraví db Zvuk, který škodí zdraví db
METODICKÝ LIST - ZVUK 8/10 2. Jak je možné se chránit před nadměrným hlukem? (práce ve dvojicích) a) Vypište pracoviště a místa, kde můžeme být vystaveni hluku. b) Vypište možnosti, jak se chránit před nadměrným hlukem. Příklady zvuků (Intenzita hluku) - výsledky hledání: Příklad zvuku Hladina intenzity zvuku [db] Práh zvuku, slyšení 0 Šelest listí (šum listí při slabém větru) 10 Šum listí 20 Klidná zahrada 20 Pouliční hluk (tiché předměstí) 30 Šepot, velmi tichý byt a velmi tichá ulice 30 Relativní ticho v obsazeném hledišti kina 30-35 Tlumený hovor 40 Malý šum v bytě 40 Pouliční hluk (normální) 50 Televizor při běžné hlasitosti 55 Hlasitý hovor 60 Kvákání žáby 64 Klapání psacího stroje 70 Silně frekventovaná ulice 70 Strojovna, hlučný hostinec, potlesk v sále 70 Křik 80 Tunel metra 80 Velmi silná reprodukovaná hudba 80 Kohoutí kokrhání 85 Motorová vozidla 90 Jedoucí vlak 90 Maximální hluk motorky 100 Přádelna 100 Pneumatická sbíječka 100 Hlasité obráběcí stroje, kovárna kotlů 110 Diskotéka 110 Startující letadlo 120 Práh bolestivosti 130 Petarda 170
METODICKÝ LIST - ZVUK 9/10 Závěrečný test 1. Výška tónu: a) je určena energií zdroje zvuku, b) nezávisí na jeho frekvenci, c) je určena jeho frekvencí. 2. Ochranu před hlukem provádíme: a) uvolněním předmětů vydávajících hluk, b) zkrácením vzdáleností předmětů vydávajících hluk, c) zvukovou izolací (bariéry, obaly apod.). 3. Jednotkou frekvence je: a) Hz, b) db, c) m. 4. Zvuk se nemůže šířit: a) v plynech, b) ve vakuu, c) v kovech. 5. Stěna panelového domu je od hloučku křičících dětí vzdálena 120 m. Děti budou vnímat: a) dozvuk, b) žádný odražený zvuk, protože jsou daleko od stěny domu, c) ozvěnu. 6. Které z následujících těles je zdrojem zvuku: a) píšťalka, b) mikrofon, c) ozdobná mřížka reproduktoru.
METODICKÝ LIST - ZVUK 10/10 7. Jednotkou hladiny zvuku je: a) m, b) db, c) Hz. 8. Lidské ucho vnímá zvuky o kmitočtu: a) 16 Hz až 20 khz, b) 16 Hz až 20 Hz, c) 16 khz až 20 khz. 9. Infrazvuk jsou tóny, které mají kmitočet: a) větší než 16Hz, b) menší než 16Hz, c) větší než 20kHz. 10. Rychlost zvuku ve vzduchu za normálních podmínek je: a) 430 m/s, b) 304 m/s, c) 340 m/s. Výsledky testu 1c, 2c, 3a, 4b, 5c, 6a, 7b, 8a, 9b, 10c