ZBIERKA AKTIVÍT v počítačom podporovanom prírodovednom laboratóriu

Transcript

1 ZBIERKA AKTIVÍT v počítačom podporovanom prírodovednom laboratóriu Anotácie aktivít v počítačom podporovanom prírodovednom laboratóriu Obsah: AKO SA POHYBOVAŤ - meranie...3 ARCHIMEDOV ZÁKON - meranie...4 GENERÁTOR STRIEDAVÉHO NAPATIA - meranie...6 HARMONICKÝ OSCILÁTOR - model...7 HMOTNOSTNÁ TEPELNÁ KAPACITA - meranie...8 HMOTNOSTNÁ TEPELNÁ KAPACITA - model...9 HODINOVÉ RUČIČKY - video...10 HOJDAČKA - video...11 HYDROSTATICKÝ TLAK - meranie...12 HYDROSTATICKÝ TLAK - model...13 CHLADNUTIE VODY - meranie...14 CHLADNUTIE VODY 1 - model...15 CHLADNUTIE VODY 2 - model...16 IZOCHORICKÝ DEJ - meranie...17 IZOTERMICKÝ DEJ - meranie...18 KMITANIE NA PRUŽINE - meranie...19 KMITANIE NA PRUŽINE - video...20 KYVADLO - meranie...21 NEROVNOMERNÝ POHYB STOLIČKY - video...22 OHMOV ZÁKON PRE UZAVRETÝ OBVOD - meranie...23 PÁD BALÓNA - model - porovnanie...24 PÁD KOŠÍČKA - meranie...25 PÁD KOŠÍČKA - model...26 PÁD KOŠÍČKA - video...27 PÁD LOPTY - video...28

2 PÁD PLÁŽOVÉHO BALÓNA/LOPTY - meranie...29 PÁD TELESA - model...30 POHYB V GRAVITAČNOM POLI ZEME - model...31 Rádioaktívna premena...32 Rovnica postupného vlnenia...33 ROVNOMERNE ZRÝCHLENÝ POHYB - model...34 ROVNOMERNÝ POHYB - MESTÁ A, B,model...35 RÝCHLOSŤ ZVUKU VO VZDUCHU 1 - meranie...36 RÝCHLOSŤ ZVUKU VO VZDUCHU 1 - meranie...37 RÝCHLOSŤ ZVUKU VO VZDUCHU 2 - meranie...38 SKLADANIE VLNENÍ - model...39 SPÁJANIE REZISTOROV - VA (charakteristiky) - meranie - panel...40 ŠIKMÝ VRH - model...41 ŠIKMÝ VRH - video...42 VA CHARKTERISTIKY - meranie - panel, senzory (dióda)...43 VA CHARKTERISTIKY - meranie - panel, senzory (elektrolyt)...44 VA CHARKTERISTIKY - meranie - panel, senzory (rezistor)...45 VA CHARKTERISTIKY - meranie - panel, senzory (žiarovka)...46 VA CHARKTERISTIKY LED - meranie - panel...47 VIANOČNÉ BLIKAJÚCE ŽIAROVKY - meranie...49 VLASTNÁ INDUKCIA - meranie...50 VLASTNÁ INDUKCIA - model...51 VLNOVÁ DĹŽKA (DIAĽKOVÉHO) OVLÁDAČA - video...52 VRH ZVISLÝ NAHOR - ŽERIAV - model...53 VYBÍJANIE BATÉRIÍ - meranie...54 VYTEKANIE KVAPALINY OTVOROM - video...55 ZÁKLADY AKUSTIKY - meranie...56 POPLAŠNÉ ZARIADENIE - riadenie...57

3 AKO SA POHYBOVAŤ - meranie Tematický celok (ročník): Kinematika (1. ročník gymnázia) Jav: Graf polohy a rýchlosti rovnomerného pohybu od času Typ aktivity: meranie, žiacky podľa návodu, užívateľ - začiatočník Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Ako sa pohybovať - meranie Anotácia: Cieľom tejto aktivity je precvičiť zobrazovanie v grafoch pomocou ultrazvukového senzora pohybu. Študenti sa pohybujú k senzoru, od senzora alebo nemenia polohu na základe predpripravených grafov. Ich pohyb musí zodpovedať šablóne vzdialenosťami, ale aj rýchlosťami. Na vlastnom tele pocítia zobrazovanie údajov do grafu polohy od času. Doplnkové informácie pre učiteľa: Senzory: ultrazvukový senzor pohybu Pomôcky všeobecné: voľné priestranstvo, ľudskí dobrovoľníci

4 ARCHIMEDOV ZÁKON - meranie Tematický celok (ročník): Mechanika tekutín (1. ročník gymnázia) Jav: Plávanie telesa, Archimedov zákon - závislosť vztlakovej sily od objemu ponorenej časti telesa Typ aktivity: meranie, žiacky podľa návodu/demonštračný, užívateľ - začiatočník Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Archimedov zákon - meranie - senzor sily alebo ZBIERKA AKTIVÍT/Archimedov zákon - meranie bez senzora Anotácia: Cieľom aktivity je empiricky dospieť k poznatku, ako vztlaková sila závisí od objemu ponorenej časti telesa. Ďalším zámerom úlohy je overiť závislosť vztlakovej sily od typu kvapaliny. Získané dáta sú zapisované do tabuľky a zobrazené v grafe závislosti vztlakovej sily od objemu telesa. Úlohou je dáta preložiť známou krivkou a priradiť jej parametrom fyzikálny význam. Senzory: senzor sily, resp. klasický silomer (v tom prípade sa aktivita používa len na spracovanie dát) Pomôcky všeobecné: odmerný valec (1l), závažie na motúziku, kvapaliny s rôznou hustotou, stojan. Poznámky: Výsledky: 5

5 ELEKTRICKÝ VÝKON V UZAVRETOM OBVODE - model Tematický celok (ročník): Elektrický prúd v kovoch (2. ročník gymnázia) Jav: Práca a výkon v obvode s konštantným prúdom Typ aktivity: modelovanie, užívateľ pokročilý, demonštračný Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Elektrický výkon v uzavretom obvode - model Anotácia: Cieľom aktivity je preskúmať jednoduchý uzavretý elektrický obvod - prúd v obvode, svorkové napätie, výkon konštantného prúdu a účinnosť zdroja. Dôležité je získanie vzťahu medzi hodnotami týchto veličín (napr. maximálny výkon, polovičná účinnosť a i). Parametrami sú vnútorný odpor zdroja a elektromotorické napätie. Senzory: žiadne Pomôcky všeobecné: žiadne

6 GENERÁTOR STRIEDAVÉHO NAPATIA - meranie Tematický celok (ročník): Striedavý prúd (3. ročník gymnázia) Jav: Striedavé napätie Typ aktivity: meranie, užívateľ začiatočník, demonštračný Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Generátor striedavého napätia - meranie Anotácia: Zostrojíme veľmi jednoduchý generátor striedavého napätia skladajúci sa z cievky a z rotujúceho magnetu. Preskúmame na ňom vznik elektrickej energie. Týmto zapojením môžeme sledovať aj priebeh napätia generovaného dynamom bicykla. Senzory: snímač napätia na meracom paneli Pomôcky všeobecné: cievka (minimálne 600 závitov, najlepšie závitov), kovové jadro cievky, permanentný tyčový magnet uspôsobený na otáčanie, spojovacie vodiče, (dynamo, bicykel)

7 HARMONICKÝ OSCILÁTOR - model Tematický celok (ročník): Kmitanie (3. ročník gymnázia) Jav: Kinematika a Dynamika kmitavého pohybu, Premeny energie v mechanickom oscilátore Typ aktivity: modelovanie, užívateľ - pokročilý Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Harmonický oscilátor - model Anotácia: Cieľom aktivity je pomocou modelu pružinového harmonického oscilátora preskúmať niektoré jeho vlastnosti. Napr. závislosť periódy, maximálnej výchylky, rýchlosti a zrýchlenia od rôznych parametrov ako hmotnosť, tuhosť pružiny a počiatočná výchylka. Z kinematického hľadiska sa analyzuje fázový posun výchylky, rýchlosti a zrýchlenia. Z energetického sa skúma premena kinetickej energie na potenciálnu a celková energia závažia. Doplnkové informácie pre učiteľa: Žiaci samostatne pracujú s vopred pripraveným modelom podľa úloh uvedených v inštrukciách. Prípadne si žiaci môžu model navrhnúť sami doma. Senzory: žiadne Pomôcky všeobecné: žiadne Poznámky: Výsledky: 2

8 HMOTNOSTNÁ TEPELNÁ KAPACITA - meranie Tematický celok (ročník): Vnútorná energia, práca a teplo (2. ročník gymnázia) Jav: Hmotnostná tepelná kapacita Typ aktivity: meranie, žiacky plánovací /žiacky podľa návodu, užívateľ - začiatočník Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Hmotnostná tepelná kapacita - meranie Anotácia: Žiakom je zadaná úloha odmerať hmotnostnú tepelnú kapacitu vody. Ako pomôcky môžu použiť kanvicu so známym výkonom a senzor teploty. Motiváciou môže byť otázka, z akého dôvodu sa voda používa ako chladič do motora? Doplnkové informácie pre učiteľa: Pred začatím samotného experimentu je vhodné zopakovať súvis pojmov teplo a výkon. Aktivitu je možné použiť aj ako laboratórnu prácu, ku ktorej žiaci dostanú podrobný návod. Senzory: senzor teploty Pomôcky všeobecné: varná kanvica so známym výkonom, voda, odmerný valec

9 HMOTNOSTNÁ TEPELNÁ KAPACITA - model Tematický celok (ročník): Vnútorná energia, práca a teplo (2. ročník gymnázia) Jav: Hmotnostná tepelná kapacita Typ aktivity: model, užívateľ - začiatočník Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Hmotnostná tepelná kapacita - model Anotácia: Cieľom tohto modelu je simulovať zohrievanie telies pomocou ohrievača s výkonom P (napr. zohrievanie vody pomocou varnej kanvice so známym výkonom), ktorý za čas t dodá energiu Q=P*t. Senzory: žiadny Pomôcky všeobecné: žiadne

10 HODINOVÉ RUČIČKY - video Tematický celok (ročník): Pohyb po kružnici (1. ročník gymnázia) Jav: Obvodová a uhlová rýchlosť Typ aktivity: video meranie, užívateľ pokročilý, demonštračný Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Hodinové ručičky - video Anotácia: Cieľom aktivity je porovnať uhlové a obvodové rýchlosti dvoch bodov sekundovej ručičky nástenných hodín. Video meraním sledujeme polohu 2 bodov, pričom zaznamenávame opísaný uhol, vzdialenosť od stredu a počítame ďalšie veličiny. Doplnkové informácie pre učiteľa: Aktivitu je možné použiť aj pri výklade učiva uhlovej a obvodovej rýchlosti. Pred použitím ale odporúčame si dopredu odmerať polohy ručičiek. Senzory: žiadne Pomôcky všeobecné: žiadne

11 HOJDAČKA - video Tematický celok (ročník): Kmitanie (3. ročník gymnázia) Jav: Kmitavý pohyb, Premeny energie v mechanickom oscilátore Typ aktivity: video meranie, demonštračný Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Hojdačka - video Anotácia: V tejto aktivite je cieľom skúmať pohyb hojdačky na detskom ihrisku. Ako sa mení poloha hojdačky v čase? Kedy sa dostane do pôvodnej polohy? Ako sa mení jej rýchlosť? Od čoho závisí jej energia? K akým iným zariadeniam sa dá jej pohyb prirovnať? Meranie je najlepšie realizovať na 2 krajných bodoch hojdačky a v každom snímku vypočítať polohu stredu. Doplnkové informácie pre učiteľa: Táto aktivita má silný motivačný efekt, preto je dobré ju zaradiť do výkladu. Senzory: žiadne Pomôcky všeobecné: žiadne

12 HYDROSTATICKÝ TLAK - meranie Tematický celok (ročník): Mechanika tekutín (1. ročník gymnázia) Jav: Hydrostatický tlak v tekutine Typ aktivity: meranie, žiacke podľa návodu, užívateľ - začiatočník Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Hydrostatický tlak - meranie Anotácia: Cieľom tohto merania je sledovať zmenu hydrostatického tlaku s hĺbkou ponoru senzora - výškou kvapalinového stĺpca nad senzorom. Naviac je cieľom overiť ako táto zmena závisí od druhu použitej kvapaliny. Doplnkové informácie pre učiteľa: Samotné meranie pre žiakov nie je náročné. Senzor je však citlivý na vlhkosť, a preto by mali byť pri práci opatrní. Zdôraznite ako treba aparatúru správne zložiť a upozornite na možné zničenie senzora. Meranie možno zaradiť aj pri výklade tejto látky, kde môžu žiaci sami zistiť požadované závislosti. Senzory: tlaku Pomôcky všeobecné: sklený valec najlepšie s dĺžkou minimálne 70 cm - prípadne inú dostatočne dlhú priehľadnú nádobu (napr. sústava PET fliaš), dĺžkové meradlo, plastovú alebo sklenú hadičku, ktorá sa dá pripojiť k senzoru tlaku. Poznámky: Výsledok: 0

13 HYDROSTATICKÝ TLAK - model Tematický celok (ročník): Mechanika tekutín (1. ročník gymnázia) Jav: Hydrostatický tlak v tekutine Typ aktivity: model, užívateľ - začiatočník Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Hydrostatický tlak - model Anotácia: Cieľom tohto modelu je zistiť vplyv hustoty kvapaliny a tiažového zrýchlenia na hydrostatický tlak a porovnať výsledky merania s modelom. Doplnkové informácie pre učiteľa: Zaujímavé je meniť počiatočné podmienky. Ako ovplyvnia vzhľad grafu? Žiaci môžu tiež porovnať výsledky merania s modelom, a tak zistiť hustotu kvapaliny. Senzory: žiadne Pomôcky všeobecné: žiadne Poznámky: Výsledok: 0

14 CHLADNUTIE VODY - meranie Tematický celok (ročník): Vnútorná energia, práca a teplo (2. ročník gymnázia) Jav: Chladnutie telies, Zmena vnútornej energie telesa pri tepelnej výmene, Teplo Typ aktivity: meranie, žiacke podľa návodu, užívateľ - začiatočník Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Chladnutie vody - meranie Anotácia: Preskúmať proces ochladzovania (nie natoľko dôvody ochladzovania, ale skôr proces samotný). Ako sa v čase mení rýchlosť ochladzovania kvapaliny v nádobe? Aké podmienky ovplyvňujú rýchlosť ochladzovania? V aktivite jednoducho snímame pokles teploty vody uzavretej v nádobe. Meranie trvá približne 60 min. Doplnkové informácie pre učiteľa: Aktivitu môžete žiakom zadať s návodom alebo ako žiacky plánovací experiment( viď aktivitu Šálka čaju). Senzory: teploty Pomôcky všeobecné: varné teleso - napr. varná kanvica, nádoba (dostatočne hlboká) s pokrievkou a vstupom pre senzor teploty, prípadne svorka a stojan na uchytenie senzora, aby neprišiel do kontaktu so stenami nádoby.

15 CHLADNUTIE VODY 1 - model Tematický celok (ročník): Vnútorná energia, práca a teplo (2. ročník gymnázia) Jav: Chladnutie telies, Zmena vnútornej energie telesa pri tepelnej výmene, Teplo Typ aktivity: model, užívateľ pokročilý maturant Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Chladnutie vody 1 - model Anotácia: Preskúmať proces chladnutia (nie natoľko dôvody ochladzovania, ale skôr proces samotný). V ktorej fáze je ochladzovanie najrýchlejšie? Kedy sa naopak ochladzovanie spomaľuje? Aktivita porovnáva výsledky experimentu s teoretickými hodnotami dynamického modelu a detailnejšie analyzuje exponenciálnu závislosť. Doplnkové informácie pre učiteľa: Motivačne zaujímavá aktivita vhodná ako rozširujúce učivo. Senzory: žiadne Pomôcky všeobecné: žiadne

16 CHLADNUTIE VODY 2 - model Tematický celok (ročník): Vnútorná energia, práca a teplo (2. ročník gymnázia) Jav: Chladnutie telies, Zmena vnútornej energie telesa pri tepelnej výmene, Teplo Typ aktivity: model Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Chladnutie vody 2 - model Anotácia: Preskúmať proces chladnutia (nie natoľko dôvody ochladzovania, ale skôr proces samotný). Ako proces ochladzovania ovplyvňuje množstvo kvapaliny a ako typ kvapaliny? Ako na proces chladnutia vplýva vodný kúpeľ, do ktorého umiestnime nádobu s vodou? Bude prebiehať rýchlejšie alebo pomalšie? Aká bude výsledná teplota? Ako ochladzovanie ovplyvní doliatie studenej kvapaliny napr. mlieka. Aké faktory dolievanie sprevádzajú? (hmotnosť mlieka, čas doliatia) Senzory: žiadne Pomôcky všeobecné: žiadne Poznámky: Výsledok: 3

17 IZOCHORICKÝ DEJ - meranie Tematický celok (ročník): Štruktúra a vlastnosti plynného skupenstva látok (2. ročník gymnázia) Jav: Izochorický dej s ideálnym plynom Typ aktivity: meranie, demonštračné, užívateľ - začiatočník Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Izochorický dej - meranie Anotácia: Cieľom tejto aktivity je overiť Charlov zákon, získať lineárnu závislosť p(t). Rovnako môžeme túto aktivitu použiť pri experimentálnom odvodení zákona. Na varnej platničke ohrievame kadičku s vodou a snímame teplotu vody (prípadne priamo vo varnej kanvici). V kadičke (varnej kanvici) je umiestnená utesnená banka so vzduchom. Senzorom tlaku snímame tlak v banke. Senzory: teploty, tlaku Pomôcky všeobecné: varné teleso (napr. rýchlovarná kanvica alebo elektrická platnička), utesnená nádoba - banka, v ktorej je vzduch, zátka, plastová hadička prevlečená cez zátku banky, ktorá sa pripevní k senzoru tlaku, kadička s vodou, ktoré slúžia na ohrev banky so vzduchom

18 IZOTERMICKÝ DEJ - meranie Tematický celok (ročník): Štruktúra a vlastnosti plynného skupenstva látok (2. ročník gymnázia) Jav: Izotermický dej s ideálnym plynom Typ aktivity: meranie, žiacky plánovací experiment, užívateľ - začiatočník Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Izotermický dej - meranie Anotácia: Žiakom je zadaná úloha overiť Boylov-Mariottov zákon. Po navrhnutí realizácie experimentu, vyslovenia požiadaviek na pomôcky a plánovaní merania môžeme žiakom poskytnúť predpripravenú aktivitu. Meranie je manuálne spúšťané - zaznamenávané po jednotlivých bodoch. Postupne meníme hodnotu objemu v striekačke a snímame zodpovedajúci tlak(predpokladáme, že teplota sa nemení, ak zmenu objemu vykonávame pomaly, tak, že sa teplota plynu v striekačke stihne vyrovnať s teplotou okolia). Doplnkové informácie pre učiteľa: Rozhodnite sa, koľko času ste ochotní venovať tomuto experimentu. Ak žiaci ovládajú v dostatočnej miere prácu s prostredím IP Coach, môžu celé meranie a spracovanie robiť samostatne. Vhodnou formou realizácie je skupinová práca. Zaujímavé môže byť tiež vyskúšať si zmeny tlaku v striekačke na vlastnej koži. Senzory: tlaku Pomôcky všeobecné: injekčná striekačka s objemom 20 ml, prípojná hadička - čo najkratšia

19 KMITANIE NA PRUŽINE - meranie Tematický celok (ročník): Kmitanie (3. ročník gymnázia) Jav: Dynamika kmitavého pohybu Typ aktivity: meranie, demonštračný/žiacky podľa návodu, užívateľ - pokročilý Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Kmitanie na pružine - meranie Anotácia: Cieľom tejto aktivity je pozorovať časovú závislosť rôznych veličín (výchylka, rýchlosť, zrýchlenie) pri kmitavom pohybe a sledovať ich vzájomný súvis. Úlohou aktivity je preveriť faktory ovplyvňujúce periódu kmitania a určiť ako tieto veličiny na periódu vplývajú. V aktivite sa dá pozorovať a analyzovať útlm kmitania. Meracie zariadenie pozostáva z dvoch odizolovaných elektród umiestnených v elektrolyte - vode. Na tieto elektródy sa privádza napätie. Medzi elektródami kmitá odizolovaný kovový hrot umiestnený na konci kmitajúceho závažia. Snímame napätie medzi hrotom a jednou z elektród, ktoré je úmerné výchylke. Doplnkové informácie pre učiteľa: Samotné meranie nie je náročné, ak máte vopred pripravené elektródy. Je to zaujímavý demonštračný experiment pri výklade o kmitaní. Pre žiakov môže byť rovnako zaujímavé zostavenie vlastného elektrolytického potenciometra. Senzory: elektrolytický potenciometer (vlastnej výroby) - zdroj napätia a snímač napätia Pomôcky všeobecné: kovové vodiče na vytvorenie elektrolytického potenciometra, sklená kadička - dostatočne široká, kovové vodiče s ukončením na banániky, pružina, závažia, stojan krokosvorky, kovový hrot

20 KMITANIE NA PRUŽINE - video Tematický celok (ročník): Kmitanie (3. ročník gymnázia) Jav: Kinematika kmitavého pohybu, Premeny energie v mechanickom oscilátore Typ aktivity: video meranie, žiacke podľa návodu, užívateľ - pokročilý Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Kmitanie na pružine - video Anotácia: Pomocou videozáznamu klauna (dekorácie resp. detskej hračky) kmitajúceho na pružine analyzovať kmitavý pohyb. Prostredníctvom označovania polohy tela klauna vo vybraných snímkach videoklipu získame dáta. Z nich určujeme frekvenciu, maximálnu výchylku a rýchlosť v zvislom smere. Aktivita analyzuje kmitavý pohyb aj z energetického hľadiska. Doplnkové informácie pre učiteľa: Podľa návodu by žiaci mali zvládnuť samotné videomeranie. Pre učiteľa je výhodou, že žiaci sami získajú grafy, s ktorých analýzou sa môžu ďalej zaoberať. Meranie môžete zaradiť tiež ako demonštračné pri výklade o amplitúde, či frekvencii. Senzory: žiadne Pomôcky všeobecné: žiadne

21 KYVADLO - meranie Tematický celok (ročník): Kmitanie (3. ročník gymnázia) Jav: Kyvadlo Typ aktivity: meranie Umiestnenie aktivity na CD: ZBIERKA AKTIVÍT/Kyvadlo - meranie Anotácia: Cieľom tejto aktivity je pozorovať časovú závislosť vodorovnej súradnice polohy kmitajúceho kyvadla. Hlavným cieľom je preveriť faktory ovplyvňujúce periódu kmitania a určiť ako tieto veličiny na periódu vplývajú. Meracie zariadenie pozostáva z dvoch odizolovaných elektród umiestnených v elektrolyte - vode. Na tieto elektródy sa privádza napätie. Medzi elektródami kmitá odizolovaný kovový hrot umiestnený na konci kmitajúceho závažia. Snímame napätie medzi hrotom a jednou z elektród, ktoré je úmerné výchylke. Doplnkové informácie pre učiteľa: Podobné meranie ako kmitanie na pružine. (viď Kmitanie na pružine) Senzory: elektrolytický potenciometer - zdroj napätia a snímač napätia Pomôcky všeobecné: kovové vodiče na vytvorenie elektrolytického potenciometra, vanička - dostatočne široká, kovové vodiče s ukončením na banániky, tenký hrot s odizolovaným koncom, závažia, krokosvorky, tenký motúz, stojan

22 NEROVNOMERNÝ POHYB STOLIČKY - video Tematický celok (ročník): Kinematika(1. ročník gymnázia) Jav: Nerovnomerný pohyb, Trenie, Newtonove pohybové zákony Typ aktivity: video meranie, demonštračný, užívateľ - začiatočník Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Nerovnomerný pohyb stoličky - video Anotácia: Cieľom tejto aktivity je analyzovať nerovnomerný pohyb stoličky pohybujúcej sa po dlážke a identifikovať jeho súčasti. Videoklip zobrazuje zrýchlený pohyb stoličky počas toho, ako ju osoba tlačí a spomalený pohyb až po jej zastavenie. V aktivite sa rozoberá dráha, okamžitá aj priemerná rýchlosť a zrýchlenie. Senzory: žiadne Pomôcky všeobecné: žiadne

23 OHMOV ZÁKON PRE UZAVRETÝ OBVOD - meranie Tematický celok (ročník): Elektrický prúd v kovoch (2. ročník gymnázia) Jav: Ohmov zákon pre uzavretý obvod Typ aktivity: meranie, žiacke podľa návodu, užívateľ - pokročilý Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Ohmov zákon - uzavretý obvod - meranie Anotácia: Cieľom tejto aktivity je preskúmať jednoduchý uzavretý elektrický obvod so spotrebičom - prúd v obvode, svorkové napätie, výkon konštantného prúdu a účinnosť zdroja. Dôležité je získanie vzťahu medzi hodnotami týchto veličín (napr. maximálny výkon, polovičná účinnosť a i). Meranie prebieha tak, že v obvode kontinuálne zvyšujeme odpor vo vonkajšej časti obvodu pomocou reostatu. Sleduje graf závislosti svorkového napätia od prúdu. Úlohou je určiť elektromotorické napätie zdroja a vnútorný odpor zdroja napätia. Doplnkové informácie pre učiteľa: Aktivita vhodná ako overovací experiment v rámci laboratórnych cvičení. Obsahuje množstvo úloh. Uložte si výsledky a vráťte sa k úlohám neskôr v závislosti od preberaného učiva. Senzory: snímač napätia na meracom paneli Pomôcky všeobecné: zdroj jednosmerného napätia: 4.5 V batéria alebo školský zdroj napätia, reostat (0-100 Ohm), referenčný rezistor na určenie prúdu v obvode (napr. odporová dekáda) (pri meraní sme použili odpor 0.1 Ohm), spojovacie vodiče s výstupom na banániky

24 PÁD BALÓNA - model - porovnanie Tematický celok (ročník): Pohyb a sila (1. ročník gymnázia) Jav: Pohybová rovnica, Analýza síl pôsobiacich na padajúci nafukovací balón Typ aktivity: modelovanie, demonštračné, užívateľ - pokročilý Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Pád balóna - model - porovnanie Anotácia: Cieľom tejto aktivity je analyzovať pohyb padajúceho balóna z dynamického hľadiska vo vzťažnej sústave spätej s ultrazvukovým senzorom pohybu - s orientáciou v smere pohybu. Experimentom s ultrazvukovým senzorom umiestneným nad padajúcim balónom (plážovou loptou) sme snímali polohu padajúceho balóna. V aktivite sa porovnávajú experimentálne získané dáta s z teoretickým hľadiskom dynamického modelu. Pri analýze situácie treba brať do úvahy okrem tiažovej sily aj silu odporu vzduchu a vztlakovú silu, keďže ide o balón plnený vzduchom. Graf polohy od času smerom nadol narastá, zobrazuje teda skôr prejdenú dráhu. Doplnkové informácie pre učiteľa: Upozornite žiakov na voľbu súradnicovej sústavy. Senzory: žiadne Pomôcky všeobecné: žiadne

25 PÁD KOŠÍČKA - meranie Tematický celok (ročník): Pohyb a sila (1. ročník gymnázia) Jav: Pohybová rovnica Typ aktivity: meranie, žiacky podľa postupu, užívateľ - pokročilý Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Pád košíčka - meranie Anotácia: Cieľom tejto aktivity je pozorovať pád papierového košíčka používaného na zákusky. Ultrazvukovým senzorom pohybu umiestneným nad padajúcim košíčkom snímame jeho polohu. Košíček veľmi rýchlo dosiahne ustálenú rýchlosť. Cieľom je identifikovať druhy pohybov, akými sa košíček pohybuje a určiť dôvody. V aktivite sa navyše skúma, ako veľkosť ustálenej rýchlosti závisí od hmotnosti (počtu) košíčkov. Doplnkové informácie pre učiteľa: V prípade úpravy aktivity sa dá použiť ako heuristický experiment. Plánovanie urobte spoločne so žiakmi. Realizáciu a interpretáciu výsledkov môžu urobiť samostatne. Senzory: ultrazvukový senzor pohybu Pomôcky všeobecné: stojan so svorkami, na upevnenie senzora vo výške 2,5 m nad povrchom, sada papierových košíčkov používaných na zákusky

26 PÁD KOŠÍČKA - model Tematický celok (ročník): Pohyb a sila (1. ročník gymnázia) Jav: Pohybová rovnica Typ aktivity: model Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Pád košíčka - model Anotácia: Cieľom tejto aktivity je analyzovať pád papierového košíčka používaného na zákusky. Prostredníctvom merania a/alebo video merania sme zistili, akým pohybom sa košíček pohybuje a aké sily naňho pôsobia. Model uvažuje okrem tiažovej sily aj odporovú silu vzduchu v závislosti od druhej mocniny rýchlosti. V aktivite sa jednak porovnávajú výsledky získané experimentálne s tými, získanými teoretickým modelovaním. Navyše sa skúma vplyv rôznych parametrov modelu (hmotnosť a polomer telesa, hustota prostredia, tiažové zrýchlenie) na situáciu. Senzory: žiadne Pomôcky všeobecné: žiadne

27 PÁD KOŠÍČKA - video Tematický celok (ročník): Pohyb a sila (1. ročník gymnázia) Jav: Pohybová rovnica Typ aktivity: video meranie Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Pád košíčka - video Anotácia: V aktivite pozorujeme pád papierového košíčka používaného na zákusky. Kamerou sme snímali pád papierového košíčka (z pozície rovnobežnej k rovine pádu). Sledovaním polohy košíčka v jednotlivých snímkach videoklipu získame dáta. Košíček veľmi rýchlo dosiahne ustálenú rýchlosť. Cieľom je identifikovať druhy pohybov, akými sa košíček pohybuje a určiť dôvody. Doplnkové informácie pre učiteľa: Úloha na spracovanie a interpretáciu výsledkov v prípade, že nemáte senzor polohy. Senzory: žiadne Pomôcky všeobecné: žiadne

28 PÁD LOPTY - video Tematický celok (ročník): Pohyb a sila (1. ročník gymnázia) Jav: Pohybová rovnica Typ aktivity: video meranie, demonštračné, užívateľ pokročilý/pokročilý maturant Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Pád lopty - video Anotácia: V aktivite pozorujeme pád lopty. Sledovaním polohy lopty v jednotlivých snímkach videoklipu získame dáta. Cieľom je analyzovať pohyb z kinematického, dynamického aj energetického hľadiska. Doplnkové informácie pre učiteľa: Výborná pomôcka pre učiteľa pri vysvetľovaní voľného pádu. Senzory: žiadne Pomôcky všeobecné: žiadne

29 PÁD PLÁŽOVÉHO BALÓNA/LOPTY - meranie Tematický celok (ročník): Pohyb a sila (1. ročník gymnázia) Jav: Pohybová rovnica Typ aktivity: meranie, žiacke podľa návodu, užívateľ - začiatočník Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Pád plážového balóna/lopty - meranie Anotácia: Cieľom tejto úlohy je preskúmať pád rôznych druhov lôpt (balóna) z kinematického ale hlavne z dynamického hľadiska. Ultrazvukovým senzorom pohybu umiestneným nad padajúcim telesom snímame jeho polohu. Cieľom je identifikovať druhy pohybov, akými sa teleso pohybuje a určiť dôvody. Doplnkové informácie pre učiteľa: Aktivita pripravená na vykonanie niekoľkých meraní. Výsledky sa dajú použiť v modelovaní. (viď Pád balóna- model porovnanie) Senzory: ultrazvukový senzor pohybu Pomôcky všeobecné: stojan so svorkami, na upevnenie senzora vo výške 2,5 m nad povrchom, nafukovací balón, medicimbal a malá skákavá loptička.

30 PÁD TELESA - model Tematický celok (ročník): Pohyb a sila (1. ročník gymnázia) Jav: Pohybová rovnica Typ aktivity: model Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Pád telesa - model Anotácia: Cieľom tejto aktivity je analyzovať pád ľubovoľného telesa. Model má široký záber, uvažuje 3 situácie: 1. pád bez odporu prostredia, kde pôsobí len tiažová sila, 2. pád s odporovou silou vzduchu a 3. pád s uplatnením vztlakovej sily. V aktivite sa analyzuje pohyb samotný, ale riešia sa aj rôzne zaujímavé situácie. Doplnkové informácie pre učiteľa: Poskytnite žiakom upravený model, podľa zvolenej situácie. Žiaci menia počiatočné podmienky a interpretujú simulované výsledky, preto je vhodné začať od najjednoduchšieho prípadu. Pridávajte do modelu nové faktory(odporová sila, vztlaková sila) a upravujte model so žiakmi. Simuluje model vždy reálnu situáciu? Kriticky zhodnoťte. Senzory: žiadne Pomôcky všeobecné: žiadne

31 POHYB V GRAVITAČNOM POLI ZEME - model Tematický celok (ročník): Gravitácia (1. ročník gymnázia) Jav: Pohyb umelých obežníc Zeme Typ aktivity: modelovanie, užívateľ pokročilý maturant Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Pohyb v gravitačnom poli Zeme - model Anotácia: Aktivita sa zaoberá skúmaním pohybu obežníc Zeme v jej gravitačnom poli. Zisťujeme dĺžku obežnej doby. Skúmame kruhové a eliptické obežné dráhy. Pokúsime sa zistiť 1. a 2. kozmickú rýchlosť, overiť platnosť Keplerovho zákona. Model možno využiť aj na modelovanie pohybu Zeme a Marsu okolo Slnka. Doplnkové informácie pre učiteľa: Náročnejší dvojrozmerný model. Vhodná rozširujúca aktivita pre žiakov, ktorí sa zaujímajú o astronómiu a ovládajú alebo sa chcú naučiť modelovať. Senzory: žiadne Pomôcky všeobecné: žiadne

32 Rádioaktívna premena Tematický celok (ročník): Jadrová fyzika - Atómové jadrá a elementárne častice (4. ročník gymnázia) Jav: Určovanie veku predmetov v archeológii rádioaktívnym uhlíkom - Časový priebeh rádioaktívnej premeny. Aktivita žiariča Typ aktivity: modelovanie Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Rádioaktívna premena - model Anotácia: Na rádioaktívnu premenu sa dá pozerať aj z pohľadu jednej častice: existuje istá pravdepodobnosť, že sa častica v krátkom čase rozpadne. Preskúmajme ako sa to prejaví na súbore viacerých častíc. Pokúsime sa nájsť funkciu opisujúcu rádioaktívnu premenu. Senzory: žiadne Pomôcky všeobecné: žiadne

33 Rovnica postupného vlnenia Tematický celok (ročník): Vlnenie (4. ročník gymnázia) Jav: Rovnica postupného vlnenia Typ aktivity: modelovanie Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Rovnica postupného vlnenia - model Anotácia: Vo vlnovej rovnici vystupuje veľa veličín. Tento model nám umožní lepšie pochopiť ich význam. Zobrazíme priebeh vlny v priestore v konkrétnom čase aj pohyb konkrétnej častice vlnenia v čase. Doplnkové informácie pre učiteľa: Poskytnite žiakom model a nechajte ich samostatne meniť parametre. Senzory: žiadne Pomôcky všeobecné: - žiadne Poznámky: Výsledok: 3

34 ROVNOMERNE ZRÝCHLENÝ POHYB - model Tematický celok (ročník): Pohyb a sila (1. ročník gymnázia) Jav: Dráha a rýchlosť rovnomerne zrýchleného pohybu Typ aktivity: modelovanie Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Rovnomerne zrýchlený pohyb - model Anotácia: Cieľom tejto aktivity je preskúmať rovnomerne zrýchlený a spomalený pohyb na prípade automobilu pohybujúceho sa s konštantným zrýchlením z kopca resp. spomalením do kopca. V tomto modeli sa pomocou grafov riešia rôzne úlohy na pohyb, a tým sa precvičujú veličiny ako priemerná a okamžitá rýchlosť, dráha, poloha. Senzory: žiadne Pomôcky všeobecné: žiadne

35 ROVNOMERNÝ POHYB - MESTÁ A, B,model Tematický celok (ročník): Pohyb a sila (1. ročník gymnázia) Jav: Dráha rovnomerného pohybu Typ aktivity: modelovanie Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Rovnomerný pohyb - mestá A, B - model Anotácia: V tomto modeli sa pomocou grafov riešia klasické úlohy na rovnomerný pohyb. Mesto A a mesto B sú vzdialené d kilometrov. Úloha je zameraná na skúmanie rôznych podmienok pohybu dvoch áut idúcich proti sebe z týchto dvoch miest. Dôraz je kladený na prácu s grafom. Senzory: žiadne Pomôcky všeobecné: žiadne

36 RÝCHLOSŤ ZVUKU VO VZDUCHU 1 - meranie Tematický celok (ročník): Vlnenie (4. ročník gymnázia) Jav: Zvuk a jeho vlastnosti Typ aktivity: meranie, žiacke podľa návodu, užívateľ - začiatočník Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Rýchlosť zvuku vo vzduchu 1 - meranie Anotácia: Cieľom aktivity je odmerať rýchlosť šírenia sa zvuku vo vzduchu. Princípom tejto metódy je porovnanie rýchlosti šírenia elektrického impulzu a rýchlosti šírenia zvuku vo vzduchu. Pomocou panelu - interfejsu CoachLab II meriame napätie na rezistore v obvode. Na začiatku je obvod rozopnutý v mieste dvoch kovových elektricky vodivých predmetov. Úderom kovových predmetov o seba súčasne 1. uzavrieme elektrický obvod 2. vytvoríme zvuk, ktorého rýchlosť šírenia sa v priestore určujeme. V aktivite predpokladáme, že zopnutie obvodu je okamžité. Na základe časového oneskorenia akustického signálu za elektrickým a známej vzdialenosti zdroja zvuku od mikrofónu určíme rýchlosť zvuku. Doplnkové informácie pre učiteľa: Senzory: senzor zvuku - mikrofón Pomôcky všeobecné: dva kovové, elektricky vodivé predmety, ktoré sa dajú zapojiť do elektrického obvodu, spojovacie vodiče s výstupom na banániky, plochá 4.5 V batéria, 100 ohm rezistor, dĺžkové meradlo Poznámky: Výsledok: 0

37 RÝCHLOSŤ ZVUKU VO VZDUCHU 1 - meranie Tematický celok (ročník): Vlnenie (4. ročník gymnázia) Jav: Zvuk a jeho vlastnosti Typ aktivity: meranie, žiacke podľa návodu, užívateľ - začiatočník Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Rýchlosť zvuku vo vzduchu 1 - meranie Anotácia: Cieľom aktivity je odmerať rýchlosť šírenia sa zvuku vo vzduchu. Princípom tejto metódy je porovnanie rýchlosti šírenia elektrického impulzu a rýchlosti šírenia zvuku vo vzduchu. Pomocou panelu - interfejsu CoachLab II meriame napätie na rezistore v obvode. Na začiatku je obvod rozopnutý v mieste dvoch kovových elektricky vodivých predmetov. Úderom kovových predmetov o seba súčasne 1. uzavrieme elektrický obvod 2. vytvoríme zvuk, ktorého rýchlosť šírenia sa v priestore určujeme. V aktivite predpokladáme, že zopnutie obvodu je okamžité. Na základe časového oneskorenia akustického signálu za elektrickým a známej vzdialenosti zdroja zvuku od mikrofónu určíme rýchlosť zvuku. Senzory: senzor zvuku - mikrofón Pomôcky všeobecné: dva kovové, elektricky vodivé predmety, ktoré sa dajú zapojiť do elektrického obvodu, spojovacie vodiče s výstupom na banániky, plochá 4.5 V batéria, 100 ohm rezistor, dĺžkové meradlo Poznámky: Výsledok: 0

38 RÝCHLOSŤ ZVUKU VO VZDUCHU 2 - meranie Tematický celok (ročník): Vlnenie (4. ročník gymnázia) Jav: Zvuk a jeho vlastnosti Typ aktivity: meranie, žiacke podľa návodu/žiacke plánovacie, užívateľ - začiatočník Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Rýchlosť zvuku vo vzduchu 2 - meranie Anotácia: Cieľom aktivity je odmerať rýchlosť šírenia sa zvuku vo vzduchu. Princípom tejto metódy je odmeranie časového posunu medzi zvukovým signálom zaznamenaným 2 mikrofónmi v nerovnakej vzdialenosti od zdroja zvuku. Doplnkové informácie pre učiteľa: Upozornite žiakov, že meranie trvá veľmi krátky čas, preto sa spúšťa po stlačení zeleného tlačidla automaticky po zaznamenaní zvukového signálu. Senzory: 2 senzory zvuku - mikrofóny Pomôcky všeobecné: spojovacie vodiče, zdroj zvuku (napr. lyžičky) - prípadne reproduktor počítača a softvér - zvukový generátor harmonických tónov ( ), dĺžkové meradlo Poznámky: Výsledok: 0

39 SKLADANIE VLNENÍ - model Tematický celok (ročník): Vlnenie (4. ročník gymnázia) Jav: Princíp superpozície, interferencia vlnenia Typ aktivity: modelovanie, žiacke podľa návodu/demonštračný Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/ Skladanie vlnení - model Anotácia: Cieľom tejto aktivity je ukázať ako sa skladajú rôzne postupné vlny. Ukážeme, že výsledné vlnenie môže mať väčšiu amplitúdu ako pôvodné vlnenia ale aj to, že dve vlnenia sa môžu navzájom zrušiť. Doplnkové informácie pre učiteľa: Model je veľmi názorný, použite ho pri vysvetľovaní látky, prípadne nechajte žiakov samostatne vypracovať zadané úlohy, Senzory: žiadne Pomôcky všeobecné: žiadne

40 SPÁJANIE REZISTOROV - VA (charakteristiky) - meranie - panel Tematický celok (ročník): Elektrický prúd v kovoch (2. ročník gymnázia) Jav: Kirchhoffove zákony Typ aktivity: meranie, žiacke podľa návodu, užívateľ - pokročilý Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Spájanie rezistorov -VA- meranie - panel Anotácia: Cieľom aktivity je zistiť výsledný odpor rezistorov zapojených v obvode sériovo a paralelne. Najskôr urobíme grafickú predpoveď VA charakteristiky jedného rezistora s odporom napr. 1 kohm, a potom túto predpoveď overíme experimentom. Do obvodu postupne zaraďujeme dva rovnaké rezistory a) sériovo b) paralelne. Samotnému meraniu vždy predchádza grafická predpoveď očakávaného grafu. Senzory: 2 x snímač napätia na meracom paneli Pomôcky všeobecné: zdroj jednosmerného napätia: a/ školský zdroj napätia, ktorého hodnota sa dá spojite meniť napr V, b/ 4.5 V batéria, potenciometer spojovacie vodiče s výstupom na banániky, referenčný rezistor, na ktorom budeme merať napätia, na určenie prúdu vo vetve (napr. 100 Ohm alebo 10 Ohm), 2 rezistory s odpormi 1 kohm Poznámky: Výsledky: 3

41 ŠIKMÝ VRH - model Tematický celok (ročník): Pohyb a sila (1. ročník gymnázia) Jav: Šikmý vrh Typ aktivity: model Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Šikmý vrh - model Anotácia: Cieľom aktivity je preskúmať šikmý vrh z dynamického a energetického hľadiska. Model vyšetruje pohyb bez započítania a so započítaním odporu vzduchu a skúma vplyv faktorov ako veľkosť a hmotnosť lopty, uhol hodu na dolet, maximálnu výšku. V modeli sa porovnávajú výsledky video merania s teoretickými dátami z dynamického modelu, aby sa rozhodlo, či reálnej situácií viac vyhovuje situácia so započítaním odporu vzduchu alebo bez neho. Veľká časť modelu je venovaná vyšetrovaniu rôznych reálnych (napriek tomu idealizovaných) situácií z prostredia volejbalu. Úlohou je navyše vymyslieť vlastné situácie, ktoré model dokáže popísať. Doplnkové informácie pre učiteľa: Komplexný model, v ktorom je množstvo úloh a motivačných situácií. Senzory: žiadne Pomôcky všeobecné: žiadne

42 ŠIKMÝ VRH - video Tematický celok (ročník): Pohyb a sila (1. ročník gymnázia) Jav: Šikmý vrh Typ aktivity: video meranie, žiacke podľa návodu, užívateľ - začiatočník Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Šikmý vrh - video Anotácia: Cieľom akivity je preskúmať šikmý vrh z kinematického (závislosť jednotlivých zložiek polohy a rýchlosti od času) a energetického hľadiska (maximá a minimá kinetickej a potenciálnej energie, celková energia). Videoklip zobrazuje hod loptou vo vonkajších podmienkach. Senzory: žiadne Pomôcky všeobecné: žiadne Poznámky: Výsledok: 0

43 VA CHARKTERISTIKY - meranie - panel, senzory (dióda) Tematický celok (ročník): Elektrický prúd v polovodičoch (2. ročník gymnázia) Jav: Diódový jav a jeho technické využitie Typ aktivity: meranie, žiacke podľa návodu, užívateľ - pokročilý Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/VA charakteristiky - meranie - panel, VA charakteristiky - meranie - senzory Anotácia: Cieľom aktivity je zistiť závislosť prúdu od napätia pre diódu zapojenú v priepustnom smere. Odmerať veľkosť prahového napätia a vysvetliť jeho fyzikálnu podstatu. Z grafu určiť elektrický odpor diódy. Vypočítať elektrickú energiu potrebnú na to, aby diódou prechádzal elektrický prúd. Doplnkové informácie pre učiteľa: Aktivita je pripravená pre zapojenie ľubovoľnej súčiastky. Inštrukcie pre žiaka je potrebné upraviť. Ak chcete použiť zapojenie bez senzoru prúdu, otvorte Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/VA charakteristiky - meranie panel, kde na referenčnom rezistore so známym odporom meriame napätie, z ktorého pomocou vzorca určíme prúd v obvode. Pri pripravených meraniach je použitý známy odpor 51 ohm. Ďalšou možnosťou je vyrobiť si senzor prúdu pomocou referenčného rezistora (viď Kalibrácia ampérmetra). Senzory: a) 2 x snímač napätia na meracom paneli alebo b) senzor napätia a prúdu Pomôcky všeobecné: zdroj jednosmerného napätia: a/ školský zdroj napätia, ktorého hodnota sa dá spojite meniť napr V, b/ 4.5 V batéria, potenciometer spojovacie vodiče s výstupom na banániky, v prípade senzorov typu a) referenčný rezistor, na ktorom budeme merať napätia, na určenie prúdu vo vetve, polovodičová dióda schéma zapojenia - senzor prúdu schéma zapojenia - merací panel

44 VA CHARKTERISTIKY - meranie - panel, senzory (elektrolyt) Tematický celok (ročník): Elektrický prúd v elektrolytoch (2. ročník gymnázia) Jav: Závislosť prúdu v elektrolyte od napätia Typ aktivity: meranie, žiacke podľa návodu, užívateľ - pokročilý Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/VA charakteristiky - meranie - panel, VA charakteristiky - meranie - senzory Anotácia: Cieľom aktivity je zistiť závislosť prúdu od napätia pre eletrolyt a analyzovať túto závislosť. Určiť odpor elektrolytu (a odôvodniť prečo odporom neprechádza prúd ihneď) a rozkladné napätie. Doplnkové informácie pre učiteľa: viď VA charakteristiky meranie panel, senzory (dióda) Senzory: a) 2 x snímač napätia na meracom paneli alebo b) senzor napätia a prúdu Pomôcky všeobecné: zdroj jednosmerného napätia: a/ školský zdroj napätia, ktorého hodnota sa dá spojite meniť napr V, b/ 4.5 V batéria, potenciometer spojovacie vodiče s výstupom na banániky, v prípade senzorov typu a) referenčný rezistor, na ktorom budeme merať napätia, na určenie prúdu vo vetve roztok kyseliny sírovej s destilovanou vodou, uhlíkové elektródy (Vystačíme však aj s roztokom NaCl) Poznámky: Výsledok: 0

45 VA CHARKTERISTIKY - meranie - panel, senzory (rezistor) Tematický celok (ročník): Elektrický prúd v kovoch (2. ročník gymnázia) Jav: Ohmov zákon pre časť elektrického obvod Typ aktivity: meranie, žiacke podľa návodu, užívateľ - pokročilý Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/VA charakteristiky - meranie - panel, VA charakteristiky - meranie - senzory Anotácia: Cieľom aktivity je zistiť závislosť prúdu od napätia pre rôzne rezistory pomocou jednoduchého elektrického obvodu a dospieť tak k Ohmovmu zákonu pre časť obvodu. Doplnkové informácie pre učiteľa: viď VA charakteristiky meranie panel, senzory (dióda) Senzory: a) 2 x snímač napätia na meracom paneli alebo b) senzor napätia a prúdu Pomôcky všeobecné: zdroj jednosmerného napätia: a/ školský zdroj napätia, ktorého hodnota sa dá spojite meniť napr V, b/ 4.5 V batéria, potenciometer spojovacie vodiče s výstupom na banániky, v prípade senzorov typu a) referenčný rezistor, na ktorom budeme merať napätia, na určenie prúdu vo vetve (napr. 10 Ohm), rezistory s rôznymi odpormi (napr. 100 Ohm, 1 kohm) Poznámky: Výsledky: 3

46 VA CHARKTERISTIKY - meranie - panel, senzory (žiarovka) Tematický celok (ročník): Elektrický prúd v kovoch (2. ročník gymnázia) Jav: Elektrický odpor a jeho teplotná závislosť Typ aktivity: meranie, žiacke podľa návodu, užívateľ - pokročilý Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/VA charakteristiky - meranie - panel, VA charakteristiky - meranie - senzory Anotácia: Cieľom aktivity je zistiť závislosť prúdu od napätia pre žiarovku. Zrealizovať experiment pre rôzne rýchlosti pridávania napätia. Pokúsiť sa určiť hodnotu elektrického odporu na začiatku a na konci merania, pokúsiť sa približne určiť teplotu vlákna žiarovky. Doplnkové informácie pre učiteľa: viď VA charakteristiky meranie panel, senzory (dióda) Senzory: a) 2 x snímač napätia na meracom paneli alebo b) senzor napätia a prúdu Pomôcky všeobecné: zdroj jednosmerného napätia: a/ školský zdroj napätia, ktorého hodnota sa dá spojite meniť napr V, b/ 4.5 V batéria, potenciometer spojovacie vodiče s výstupom na banániky, v prípade senzorov typu a) referenčný rezistor, na ktorom budeme merať napätia, na určenie prúdu vo vetve (napr. 10 Ohm), žiarovka

47 VA CHARKTERISTIKY LED - meranie - panel Tematický celok (ročník): Elektrický prúd v polovodičoch, Základy fyziky mikrosveta (4. ročník gymnázia) Jav: Diódový jav a jeho technické využitie, Svetelné kvantá alebo svetelné vlny? Typ aktivity: meranie, žiacke podľa návodu, užívateľ - pokročilý Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/VA charakteristiky LED - meranie - panel Anotácia: Porovnať závislosť prúdu od napätia pre LED diódy rôznych farieb v priepustnom smere. Na základe VA charakteristík určiť prahové napätia a elektrické odpory pre pre diódy rôznych farieb a porovnať ich. Vypočítať energiu potrebnú na rozsvietenie rôznych LED. Pokúsiť sa vysvetliť, ako farba LED a prahové napätie navzájom súvisia. Senzory: a) 2 x snímač napätia na meracom paneli alebo b) senzor napätia a prúdu Doplnkové informácie pre učiteľa: Na referenčnom rezistore so známym odporom meriame napätie, z ktorého pomocou vzorca určíme prúd v obvode. Pri pripravených meraniach je použitý známy odpor 10 ohm. Ďalšou možnosťou je vyrobiť si senzor prúdu pomocou referenčného rezistora (viď Kalibrácia ampérmetra). Pomôcky všeobecné: zdroj jednosmerného napätia: a/ školský zdroj napätia, ktorého hodnota sa dá spojite meniť napr V, b/ 4.5 V batéria, potenciometer spojovacie vodiče s výstupom na banániky, v prípade senzorov typu a) referenčný rezistor, na ktorom budeme merať napätia, na určenie prúdu vo vetve, LED diódy rôznych farieb (napr. červená, zelená, žltá) Poznámky: Výsledok: 3

48 VEĽKOSŤ GRAVITAČNEJ SILY - model Tematický celok (ročník): Gravitácia (1. ročník gymnázia) Jav: Práca a energia v radiálnom gravitačnom poli Zeme Typ aktivity: modelovanie, užívateľ - začiatočník Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Veľkosť gravitačnej sily Zeme - model Anotácia: Aktivita vykresľuje graf veľkosti gravitačnej sily Zeme v závislosti od vzdialenosti od stredu Zeme. Pomocou modelu možno určiť pôsobiacu gravitačnú silu na predmety v rôznych vzdialenostiach od Zeme. Model možno upraviť aj na podmienky Mesiaca alebo Marsu. Doplnkové informácie pre učiteľa: Veľmi jednoduchý model. Senzory: žiadne Pomôcky všeobecné: žiadne Poznámky: Výsledok: 0

49 VIANOČNÉ BLIKAJÚCE ŽIAROVKY - meranie Tematický celok (ročník): Elektrický prúd v kovoch, Štruktúra a vlastnosti pevných látok (2. ročník gymnázia) Jav: Elektrický odpor, Teplotná rozťažnosť pevných telies v praxi Typ aktivity: meranie, žiacke podľa návodu, užívateľ - pokročilý Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Vianočné blikajúce žiarovky - meranie Anotácia: Zistiť ako sa žiarovky z blikajúceho reťazca vianočného stromčeka správajú v obvode jednosmerného prúdu. Porovnať VA charakteristiky farebnej (klasickej) a bielej (bimetalovej) žiarovky. Analyzovať graf osvetlenia od času a napätia a vysvetliť ich priebeh pre oba druhy žiaroviek. Vysvetliť dôvod blikania bimetalovej žiarovky a pokúsiť sa preskúmať závislosť frekvencie blikania od napätia na bimetalovej žiarovke. Senzory: 1 x snímač napätia na meracom paneli, senzor prúdu, senzor osvetlenia Pomôcky všeobecné: zdroj jednosmerného napätia: a/ školský zdroj napätia, ktorého hodnota sa dá spojite meniť napr V, b/ 4.5 V batéria, potenciometer spojovacie vodiče s výstupom na banániky, farebná žiarovka a biela žiarovka z reťazca Poznámky: Výsledky: 7

50 VLASTNÁ INDUKCIA - meranie Tematický celok (ročník): Nestacionárne magnetické javy (3. ročník gymnázia) Jav: Vlastná indukcia Typ aktivity: meranie, žiacke podľa návodu, užívateľ - pokročilý Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Vlastná indukcia - meranie Anotácia: Porovnať vplyv cievky a rezistora na prúd prechádzajúci obvodom pri jeho zapínaní a vypínaní. V obvode sú zapojené v sérii 1 rezistor a 1 referenčný rezistor, pomocou ktorého určujeme prúd vo vetve. V paralelnej vetve alebo v nezávislom obvode je zapojená cievka a referenčný rezistor. V aktivite sa porovnáva nárast a pokles prúdu v týchto dvoch vetvách pri zapínaní a vypínaní obvodu. Skúma sa vplyv počtu závitov, jadra cievky (indukčnosti) na priebeh I(t). Senzory: 2 x snímač napätia na meracom paneli (pre paralelné meranie dvoch vetiev) Pomôcky všeobecné: zdroj napätia - plochá batéria 4,5 V, alebo školský zdroj jednosmerného napätia, cievka s závitmi a jadrom, reostat 100 Ohmov, 2 ks rezistorov s odporom 20 Ohm, na ktorých sa sníma napätie a určuje sa prúd vo vetve, spínač.

51 VLASTNÁ INDUKCIA - model Tematický celok (ročník): Nestacionárne magnetické javy (3. ročník gymnázia) Jav: Vlastná indukcia Typ aktivity: model Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Vlastná indukcia - model Anotácia: Cieľom aktivity je preskúmať vplyv cievky v obvode pri jeho zapínaní a vypínaní. Model opisuje jednoduchý, nerozvetvený obvod, v ktorom je zapojená cievka a rezistor. V aktivite sa analyzuje graf napätia na cievke, rezistore a prúdu v obvode pod vplyvom rôznej indukčnosti cievky a rôzneho odporu rezistora. Na základe pozorovania experimentálnych výsledkov s modelom sa určuje indukčnosť cievky použitej pri meraní. Doplnkové informácie pre učiteľa: Model k meraniu Vlastná indukcia. Senzory: žiadne Pomôcky všeobecné: žiadne

52 VLNOVÁ DĹŽKA (DIAĽKOVÉHO) OVLÁDAČA - video Tematický celok (ročník): Vlnové vlastnosti svetla, Elektromagnetické žiarenie a jeho energia, Elektromagnetické vlny a optika (4. ročník gymnázia) Jav: Ohyb svetla na dvojštrbine a optickej mriežke, Infračervené a ultrafialové svetlo, Vlnové vlastnosti svetla Typ aktivity: video meranie Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Vlnová dĺžka ovládača - video Anotácia: Cieľom tejto aktivity je porovnať vlnovú dĺžku žiarenia vysielaného diaľkovým ovládačom s vlnovou dĺžkou svetla pochádzajúceho z laserového ukazovátka. Digitálnou kamerou sme snímali dva paralelné lúče z diaľkového ovládača (infračervenej oblasti spektra) a laserového ukazovátka (viditeľnej časti spektra so známou frekvenciou) umiestnených nad sebou. Lúče prechádzali cez optickú mriežku umiestnenú v stojane a dopadali do optickej sústavy video kamery, kde boli oba rozptýlené lúče zaznamenané. Video meraním sledujeme polohu interferenčných maxím pre oba druhy žiarenia. Na základe pomeru vzdialeností maxím oboch druhov žiarení a známej vlnovej dĺžky laseru (rozsahu vlnových dĺžok), určíme vlnovú dĺžku (rozsah vlnových dĺžok) infračerveného žiarenia. Senzory: žiadne Pomôcky všeobecné: žiadne

53 VRH ZVISLÝ NAHOR - ŽERIAV - model Tematický celok (ročník): Pohyb a sila (1. ročník gymnázia) Jav: Zvislý vrh nahor Typ aktivity: model, žiacky podľa návodu, užívateľ - začiatočník Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Vrh zvislý nahor - žeriav - model Anotácia: Cieľom aktivity je preskúmať pohyb telesa pohybujúceho sa s počiatočnou rýchlosťou smerom nahor. Model popisuje nasledujúcu situáciu: Žeriav zdvíha závažie smerom nahor rýchlosťou 8m/s. Vo výške 50 m sa lano náhle pretrhne. Analyzujú sa predovšetkým nasledujúce veličiny a to za rôznych podmienok: poloha (maximálna výška), rýchlosť (napr. dopadu na zem), prejdená dráha. Senzory: žiadne Pomôcky všeobecné: žiadne

54 VYBÍJANIE BATÉRIÍ - meranie Tematický celok (ročník): Elektrický zdroj (2. ročník gymnázia) Jav: Elektrický prúd Typ aktivity: meranie, žiacke podľa návodu, užívateľ - pokročilý Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Vybíjanie batérií - meranie Anotácia: Necháme vybíjať niekoľko batérií rôznych typov a budeme sledovať, ako sa pri tom mení napätie a prúd. Zistíme kapacitu nabíjateľných aj obyčajných batérií. Budeme sledovať ako sa menil ich výkon. Doplnkové informácie pre učiteľa: Meranie jedného vybitia batérie trvá 10 až 20 hodín. Pri meraní pomocou snímačov napätia na meracom paneli sa jeden snímač použije ako senzor napätia. Druhým sa meria napätie na rezistore s malým, známym odporom a vypočítava sa z neho veľkosť prechádzajúceho prúdu. Senzory: senzor napätia a prúdu (alebo snímače napätia na meracom paneli a rezistor s malým odporom - 0,5 Ω) Pomôcky všeobecné: rôzne typy 1,5 V batérií (jednorázových aj nabíjateľných), držiak na batérie, malá žiarovka s držiakom (alebo približne 15 Ω rezistor), spojovacie vodiče

55 VYTEKANIE KVAPALINY OTVOROM - video Tematický celok (ročník): Mechanika tekutín (1. ročník gymnázia) Jav: Bernoulliho rovnica a jej aplikácie Typ aktivity: video meranie, demonštračné, užívateľ - začiatočník Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Vytekanie kvapaliny otvorom - video Anotácia: Rýchlosť vytekania kvapaliny z nádoby sa mení v závislosti od výšky hladiny. Cieľom tejto aktivity je skúmať vytekanie kvapaliny cez otvor v nej, pričom sa zameriavame na súvis veličín ako výška hladiny, výtoková rýchlosť kvapaliny otvorom a vzdialenosť dostreku kvapaliny. Situácia je analyzovaná aj z energetického hľadiska. Senzory: žiadne Pomôcky všeobecné: žiadne

56 ZÁKLADY AKUSTIKY - meranie Tematický celok (ročník): Vlnenie (4. ročník gymnázia) Jav: Zvuk a jeho vlastnosti Typ aktivity: meranie, žiacky podľa návodu/demonštračný, užívateľ - začiatočník Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Základy akustiky - meranie Anotácia: Cieľom aktivity je preskúmať časový priebeh rôznych zvukov. Rozdeliť zvuku na harmonické a neharmonické. Určiť frekvenciu rôznych harmonických tónov. Porovnať rovnaké tóny vydávané rôznymi hudobnými nástrojmi a diskutovať tak farbu tónu. Vytvoriť a zaznamenať rázy a určiť frekvenciu zdrojov zvuku ako aj frekvenciu rázov. Doplnkové informácie pre učiteľa: Na základe citlivosti na zvuky nastavte úroveň spúšťania meranie (V Parametroch merania >> Podmienky spúšťania - Trigger Settings) (impulzom nahor alebo nadol), aby sa meranie spúšťalo až po prekročení tejto hodnoty. V tejto aktivite je to potrebné z dôvodu vysokej frekvencie snímania dát a krátkeho meraného času. Senzory: senzor zvuku - mikrofón Pomôcky všeobecné: ladička alebo tónový generátor, hudobné nástroje, iné predmety, ktoré vydávajú zvuk Poznámky: Výsledok: 0

57 POPLAŠNÉ ZARIADENIE - riadenie Tematický celok (ročník): Lasery, využitie lasera (4. ročník gymnázia) Typ aktivity: riadenie, žiacke plánovacie, užívateľ - pokročilý Umiestnenie aktivity na CD: Projekt: ZBIERKA AKTIVÍT/Poplašné zariadenie - riadenie Anotácia: Žiakom sa zadá úloha navrhnúť a zrealizovať poplašné zariadenie, ktoré sa spustí po prerušení laserového lúča. Cieľom je vymyslieť program, ktorý by spustil sirénu/maják v prípade, keď senzor osvetlenia, na ktorý je namierený laser, zaznamená znížené osvetlenie. Doplnkové informácie pre učiteľa: a) žiaci, ktorí majú skúsenosti s programovaním po krátkej inštruktáži zvládnu zostaviť zariadenie aj program na jeho ovládanie sami, b) pre tých menej skúsených môžeme poskytnúť pripravený program, ich úlohou bude podľa návodu zariadenie zapojiť. Je potrebné žiakov upozorniť na bezpečné zaobchádzanie s laserom. Senzory: senzor osvetlenia Pomôcky všeobecné: laser, svetelná alebo zvuková siréna, vodiče, krokosvorky, svorky Poznámky: Výsledok: 0