Φύλλο Εργασίας 3 ο Μετρήσεις Μάζας Τα Διαγράμματα

Transcript

1 ΦΥΣΙΚΗ Α ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

2 Φύλλο Εργασίας 3 ο Μετρήσεις Μάζας Τα Διαγράμματα

3 Φύλλο Εργασίας 2: Στόχος μας είναι να διακρίνετε το φυσικό μέγεθος μάζα από το φυσικό μέγεθος βάρος να γνωρίσετε πειραματικά τον τρόπο μέτρησης της μάζας και τον τρόπο υπολογισμού του βάρους ενός σώματος με τη χρήση ζυγού και δυναμόμετρου, με τις σωστές μονάδες να εξοικειωθείτε με την κατασκευή και χειρισμό αυτοσχέδιου ζυγού και τη βαθμονόμηση αυτοσχέδιου δυναμόμετρου να συμπληρώνετε και να χρησιμοποιείτε διαγράμματα επιμήκυνσης μάζας.

4 α. Παρατηρώ, Πληροφορούμαι, Ενδιαφέρομαι (1) Δύο μπάλες βρίσκονται πάνω στο τραπέζι. Φυσώ με ένα καλαμάκι ΜΑΖΑ Κυλούν και οι δυο με την ίδια ευκολία; Ποιά φέρνει τη μεγαλύτερη αντίσταση; ΣΕ ΤΙ ΔΙΑΦΕΡΟΥΝ; Ποιο είναι βαρύτερη;

5 α. Παρατηρώ, Πληροφορούμαι, Ενδιαφέρομαι (2) Δύο μπάλες. Μια ποδοσφαίρου και μια μπάσκετ. Αν τις κλωτσήσω Κυλούν και οι δυο με την ίδια ευκολία; Ποιά φέρνει τη μεγαλύτερη αντίσταση; Ποιο είναι βαρύτερη; ΣΕ ΤΙ ΔΙΑΦΕΡΟΥΝ; ΜΑΖΑ

6 α. Παρατηρώ, Πληροφορούμαι, Ενδιαφέρομαι (3) Δύο ίδια φορτηγά. Ένα φορτωμένο και ένα άδειο τρέχουν στην εθνική οδό με 100 Km/h. Συναντούν ένα εμπόδιο και φρενάρουν. Ποιό φέρνει τη μεγαλύτερη αντίσταση για να σταματήσει; Ποιο θα σταματήσει πρώτο; ΣΕ ΤΙ ΔΙΑΦΕΡΟΥΝ; ΜΑΖΑ

7 α. Παρατηρώ, Πληροφορούμαι, Ενδιαφέρομαι (3) Δύο όμοια τενεκεδένια κουτιά κρεμασμένα από δύο διαφορετικά αλλά ισομήκη νήματα, ένα είναι άδειο, το άλλο γεμάτο με άμμο. Με ποιο τρόπο μπορούμε να βρούμε ποιο είναι το γεμάτο χωρίς να κοιτάξουμε «μέσα»; Να προσπαθήσουμε να τα σπρώξουμε; Ποιο φέρνει τη μεγαλύτερη αντίσταση; ΜΑΖΑ Να τα ανασηκώσουμε λίγο; προσπαθήσουμε να τα σπρώξουμε; Ποιο είναι βαρύτερο; ΣΕ ΤΙ ΔΙΑΦΕΡΟΥΝ;

8 Η βασική έννοια Η Μάζα Η μάζα είναι ένα φυσικό μέγεθος το οποίο που χαρακτηρίζει κάθε σώμα. Η μάζα φαίνεται να συνδέεται με την κίνηση. Η μάζα ενός σώματος περιγράφει το «πόσο δύσκολο» είναι να το μετακινήσουμε. Η μάζα είναι ένα μέγεθος που εκφράζει το μέτρο της αδράνειας ενός σώματος.

9 Η βασική έννοια Η Μάζα Η μάζα είναι ένα φυσικό μέγεθος το οποίο που χαρακτηρίζει κάθε σώμα. Η μάζα συνδέεται, επίσης με την "ποσότητα της ύλης" που περιέχεται σε ένα σώμα. Όσο περισσότερη ύλη περιέχεται σε κάποιο σώμα, τόσο μεγαλύτερη είναι η μάζα του. Η μάζα κάθε σώματος είναι ανάλογη με το βάρος του.

10

11 α. Παρατηρώ, Πληροφορούμαι, Ενδιαφέρομαι... Από τη Φυσική, στο Δημοτικό, γνωρίζουμε ότι, Η μάζα μετριέται σε Kg

12 Η βασική έννοια Η Μάζα Το 1 χιλιόγραμμο (Kg) ισούται με τη μάζα του προτύπου χιλιογράμμου μάζας, το οποίο φυλάσσεται στο μουσείο Μέτρων και Σταθμών των Σεβρών της Γαλλίας. To 1 kg ονομάζεται η μάζα ενός κυλίνδρου από ιριδιούχο λευκόχρυσο και έχει διάμετρο 39mm και ύψος 39mm

13 α. Παρατηρώ, Πληροφορούμαι, Ενδιαφέρομαι Σύμβολο της μάζας: m Μονάδα μέτρησης της μάζας στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI): Kg Άλλες μονάδες: tn Μετατροπές Μονάδων: 1 kg = 1000 g 1 tn = 1000 kg = g

14

15 α. Παρατηρώ, Πληροφορούμαι, Ενδιαφέρομαι... Από τη Φυσική, στο Δημοτικό, γνωρίζουμε ότι,... Βάρος είναι η δύναμη με την οποία η Γη τραβά (έλκει) τα σώματα. Βαρυτική δύναμη

16 α. Παρατηρώ, Πληροφορούμαι, Ενδιαφέρομαι... Από τη Φυσική, στο Δημοτικό, γνωρίζουμε ότι,

17 α. Παρατηρώ, Πληροφορούμαι, Ενδιαφέρομαι... Από τη Φυσική, στο Δημοτικό, γνωρίζουμε ότι, όργανο μέτρησης της μάζας είναι ο ζυγός ισορροπίας ή ζυγαριά, ενώ όργανο μέτρησης του βάρους είναι το δυναμόμετρο. ζυγαριά δυναμόμετρο

18 α. Παρατηρώ, Πληροφορούμαι, Ενδιαφέρομαι... Από τη Φυσική, στο Δημοτικό, γνωρίζουμε ότι,

19 Μάζα και Βάρος είναι το ίδιο; Συμπληρώνω το κείμενο Η μάζα ενός σώματος, πχ. μιας μπάλας, είναι ίδια παντού, όπου και αν το μεταφέρουμε (πχ. στη Γη ή στη Σελήνη ή στο διάστημα μακριά από πλανήτες και άλλα σώματα). Το βάρος ενός σώματος μπορεί να αλλάξει πχ. το βάρος σου στη Γη είναι μεγαλύτερο από ότι στη Σελήνη, γιατί η Γη σε τραβά πιο δυνατά από ότι η Σελήνη. Αν δεν υπάρχει κανείς να μας τραβά, π.χ. μακριά στο διάστημα, τότε δεν έχουμε βάρος. Έχουμε όμως μάζα

20 Το βάρος και η μάζα είναι διαφορετικά πράγματα έχουν και διαφορετικές μονάδες μέτρησης. Πρόταση Για να βρούμε τη μάζα ενός σώματος σε kg δεν έχουμε παρά να μετρήσουμε το βάρος του σε Newton και να διαιρέσουμε με το 10. Παράδειγμα π.χ. αν ο καθηγητής σας έχει βάρος 800N τότε η μάζα του σε κιλά θα είναι (800/10) kg = 80kg.

21 γ. Ενεργώ, Πειραματίζομαι Έλεγξε τις υποθέσεις σου, κάνοντας πειράματα.

22 Πείραμα 1o Χρησιμοποιήστε το ζυγό που βρίσκεται στον πάγκο εργασίας. Έχετε σταθμά 1g και 0,5g. Τοποθετήστε σε ένα από τα πιατάκια το μικρό αντικείμενο του οποίου θέλετε να μετρήσετε τη μάζα. Ισορροπήστε το ζυγό σε οριζόντια θέση προσθέτοντας διάφορα σταθμά στο άλλο πιατάκι. Γράψτε στον πίνακα τις μάζες όλων των σταθμών και αθροίστέ τες.

23 Μετρήσεις Συμπληρώστε τον πίνακα Σταθμά Μάζες σταθμών (σε γραμμάρια) Μάζα αντικειμένου (σε γραμμάρια) Άθροισμα σταθμών Το άθροισμα των σταθμών που χρησιμοποίησες ισούται με την τιμή της μάζας του αντικειμένου που ζύγισες.

24 Προβληματίσου, Υπολόγισε Υπολογίστε, από τις τιμές της μάζας τις τιμές του βάρους καθενός από τα σταθμά, καθώς και την τιμή του βάρους του αντικειμένου που ζυγίσατε. Σταθμά Άθροισμα σταθμών Μάζες σταθμών (σε γραμμάρια) Μάζες σταθμών (σε κιλά) Βάρος σταθμών (σε Νιούτον (Ν) βάρος=μάζαχ10) Βάρος αντικειμένου (σε Νιούτον (Ν) )

25 γ. Ενεργώ, Πειραματίζομαι Έλεγξε τις υποθέσεις σου, κάνοντας πειράματα.

26 Πείραμα 2 o Με το δυναμόμετρο μπορούμε να μετρήσουμε τη μάζα ενός σώματος, αν χρησιμοποιήσουμε την παρακάτω διαδικασία. Στερεώνουμε τη μια άκρη του δυναμομέτρου σε βάση με βραχίονα. Με τη βοήθεια μετροταινίας, μετρούμε το μήκος του δυναμομέτρου, αρχικά χωρίς κανένα βάρος. Τοποθετήστε στο ελεύθερο άκρο του δυναμομέτρου, ένα από τα σταθμά, με μάζα 50 γραμμαρίων. Γράψτε στον πίνακα το μήκος του ελατηρίου (χρησιμοποιήστε τη μετροταινία). Τοποθετήστε διαδοχικά σταθμά, των οποίων οι μάζες αναγράφονται στον πίνακα και το αντίστοιχο μήκος του ελατηρίου. Βαθμονόμηση Δυναμομέτρου

27 Μετρήσεις Συμπληρώστε τον πίνακα Μάζες Σταθμών (σε γραμμάρια) Μήκος Ελατηρίου (σε εκατοστά του μέτρου) Επιμηκύνσεις Ελατηρίου (σε εκατοστά του μέτρου) Η επιμήκυνση του ελατηρίου υπολογίζεται με βάση το αρχικό μήκος του ελατηρίου (χωρίς σταθμά).

28 δ. Συμπεραίνω, Καταγράφω

29 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ; Η επιμήκυνση του ελατηρίου είναι ανάλογη των μαζών που κρεμάμε. Πείραμα2 o Τι παρατηρείς σχετικά με τις μάζες των σταθμών και τις αντίστοιχες επιμηκύνσεις του ελατηρίου; Αρχικά παρατηρώ ότι προσθέτοντας μάζες στο ελατήριο μεγαλώνει η επιμήκυνσή του. Στη συνέχεια διαπιστώνω ότι: όταν διπλασιάζω τη μάζα διπλασιάζεται και η επιμήκυνση του ελατηρίου όταν τριπλασιάζω τη μάζα τριπλασιάζεται και η επιμήκυνση του ελατηρίου όταν τετραπλασιάζω τη μάζα τετραπλασιάζεται και η επιμήκυνση του ελατηρίου, κλπ

30 γ. Ενεργώ, Πειραματίζομαι Έλεγξε τις υποθέσεις σου, κάνοντας πειράματα.

31 Δημιουργήστε Διάγραμμα Σημειώστε τις τιμές των μαζών των σταθμών και των επιμηκύνσεων του ελατηρίου στο διάγραμμα "επιμήκυνσης μάζας", χρησιμοποιώντας το σύμβολο x για κάθε ζευγάρι τιμών. Σχεδιάστε μια ευθεία η οποία να περνάει όσο το δυνατόν πιο κοντά από όλα τα σημεία στα οποία υπάρχει το σύμβολο x.

32 Δημιουργήστε Διάγραμμα Σπάνια μια γραμμή που προκύπτει από πειραματικές μετρήσεις «Περνάει» από όλα τα σημεία, πρέπει όμως να περνάει «ανάμεσά» τους κατά το δυνατόν

33 γ. Ενεργώ, Πειραματίζομαι δ. Συμπεραίνω, Καταγράφω Έλεγξε τις υποθέσεις σου, κάνοντας πειράματα.

34 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ; Με αυτή τη διαδικασία και το διάγραμμα που συμπληρώσατε έχετε κάνει τη βαθμονόμηση του αυτοσχέδιου δυναμόμετρου. Σκεφτείτε πώς θα μπορούσατε να μετρήσετε τη μάζα ενός σώματος με τη βοήθεια του παραπάνω διαγράμματος.

35 Πείραμα 3 o Υπολογισμός της μάζας αντικειμένου χρησιμοποιώντας το διάγραμμα "επιμήκυνσης- μάζας" Τοποθέτησε στο ελατήριο ένα αντικείμενο του οποίου θέλεις να μετρήσεις τη μάζα. Γράψε την επιμήκυνση του ελατηρίου: εκατοστά του μέτρου. Βρες τη μάζα του αντικειμένου χρησιμοποιώντας το διάγραμμα "επιμήκυνσης - μάζας" που έχεις σχεδιάσει στο προηγούμενο πείραμα και ακολουθώντας τις οδηγίες: Σημείωσε με ένα μικρό βελάκι την τιμή της επιμήκυνσης του ελατηρίου στην κατάλληλη θέση του κατακόρυφου άξονα. Σύρε μία οριζόντια γραμμή από το βελάκι αυτό έως ότου συναντήσεις την ευθεία του διαγράμματος που έχεις σχεδιάσει στο προηγούμενο πείραμα. Σύρε μια κατακόρυφη γραμμή από το σημείο συνάντησης της οριζόντιας γραμμής με την ευθεία του διαγράμματος έως ότου συναντήσεις τον οριζόντιο άξονα. Σημείωσε με ένα μικρό βελάκι το σημείο συνάντησης το οποίο αντιστοιχεί στην τιμή της μάζας του αντικειμένου. Γράψε την τιμή που υπολόγισες: γραμμάρια.

36 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Μην ξεχνάς τη μετατροπή των γραμμαρίων σε χιλιόγραμμα Τιμή που υπολόγισες: γραμμάρια. Υπολόγισε την τιμή του βάρους του αντικειμένου από την τιμή της μάζας του....

37 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Γιατί είναι χρήσιμη η σχεδίαση διαγραμμάτων; Με τα διαγράμματα μπορούμε να καταλάβουμε παραστατικά πως μεταβάλλεται ένα μέγεθος σε σχέση με κάποιο άλλο. Ένα διάγραμμα μπορεί να μας σώσει πληροφορίες για το αν τα ποσά που παριστάνονται στους άξονες είναι ανάλογα ή αντιστρόφως ανάλογα ή αν τα συνδέει κάποια άλλη μαθηματική σχέση. Όταν μας έχουν δώσει ένα διάγραμμα μπορούμε να υπολογίσουμε την τιμή ενός μεγέθους χωρίς να το μετρήσουμε.

38 ΣΥΝΟΨΗ

39 ΣΥΝΟΨΗ

40 ΣΥΝΟΨΗ