ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ. Εκπαιδευτικό υλικό ΕΙΣΑΓΩΓΗ. Τρόπος βαθµολόγησης. Βαθµολογία Φυσικά

Transcript

1 ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Να έχετε: Τετράδιο εργαστηρίου (Physics book) File για φυλλάδια Απλό υπολογιστή (calculator) Οι σηµειώσεις του µαθήµατος βρίσκονται στην προσωπική µου ιστοσελίδα: Το διδακτικό βιβλίο βρίσκεται σε ηλεκτρονική µορφή στην ιστοσελίδα: 1 Εκπαιδευτικό υλικό Χρήσιµες ιστοσελίδες nema Να εγκαταστήσετε στον προσωπικό σας Η/Υ το λογισµικό crocodile physics, σύµφωνα µε τις οδηγίες που θα σας δοθούν 2 Τρόπος βαθµολόγησης Βαθµολογία Φυσικής Παρουσία στη τάξη : 40 % ( 8 βαθµοί ) Γραπτός: 40 % ( 8 βαθµοί ) Συµπεριφορά: 20 % ( 4 βαθµοί ) Βαθµολογία Φυσικά Φυσική : 67 % Χηµεία: 33 % ΕΙΣΑΓΩΓΗ Με το τέλος του κεφαλαίου αυτού θα ακολουθήσει διαγώνισµα (1 ο από 2 για το 1 ο τρίµηνο), το οποίο θα γίνει την πρώτη εβδοµάδα Οκτωβρίου Θα βασισθεί στα φυλλάδια θεωρίας και ασκήσεων που θα σας επιδοθούν. Η ύλη του διαγωνίσµατος βρίσκεται στο διαδίκτυο στην ιστοσελίδα µου. 3 4

2 Γιατί διδάσκεται η Φυσική ιδασκόµαστε τη Φυσική γιατί θέλουµε να να γνωρίσουµε τον ανθρώπινο πολιτισµό Παραδείγµατα: Κατασκευή πυραµίδων Παρθενώνα (θαύµατα αρχαιότητας) Ατµοµηχανή:βιοµηχανική επανάσταση Ηλεκτρισµός: φωτισµός, τηλεπικοινωνίες, υπολογιστές κ.ά. Κατάκτηση διαστήµατος µελέτη φυσικών φαινοµένων που συµβαίνουν γύρω µας Γαλάζιο χρώµα του ουρανού Βροχή Κίνηση Γης και άλλων πλανητών O ρόλος της Φυσικής στην οικονοµική ανάπτυξη-ευηµερία ΗΦυσική έπαιξε κύριο ρόλο τεχνολογική στην οικονοµική ανάπτυξη Για παράδειγµα µε την εφεύρεση, της ατµοµηχανή:βιοµηχανική επανάσταση του ηλεκτρισµός: φωτισµός, τηλεπικοινωνίες, υπολογιστές κ.ά. δηµιουργήθηκαν οι προοπτικές για την τεχνολογική έκρηξη που χαρακτηρίζει την εποχή µας. οδηγώντας τη σύγχρονη κοινωνία σε οικονοµική πρόοδο και ανάπτυξη Έτσι ανέβηκε το βιοτικό επίπεδο και η ποιότητα ζωής του ανθρώπου. Εργασία:Με βάση τα πιο πάνω σηµεία να αναπτύξτε, το ρόλο που έπαιξε και παίζει η Φυσική στη άνοδο του βιοτικού επιπέδου και της ποιότητας ζωής του ανθρώπου. Φαινόµενο µέρας - νύκτας 5 6 Σηµείωση: όσοι θέλουν µπορούν να κάνουν εκτενή µελέτη, θα την παρουσιάσουν στην τάξη και θα ληφθεί υπ όψιν στην τελική βαθµολόγηση του τριµήνου. Ηιστορία των Φυσικών Επιστηµών Αξιοποίηση αρχικών γνώσεων φωτιά, τροχός, παρατηρήσεις κινήσεις πλανητών ηµιουργία µύθων για εξήγηση: ουρανίου τόξου, ανέµου κ.ά. Γέννηση Φυσικής Αρχαίοι Έλληνες φιλόσοφοι Αριστοτέλης Αρίσταρχος Μεσαίωνας ιάδοση Ελλήνων φιλοσόφων στη ύση ( Αραβικές µεταφράσεις) Ανάπτυξη Αλχηµείας (Μετατροπή σιδήρου σε χρυσό) Επιστηµονική επανάσταση ΟΙταλός φυσικός Γαλιλαίος( ) εισήγαγε την επιστηµονική µέθοδο που βασίζεται στην παρατήρηση και στο πείραµα Επίσης ο Γαλιλαίος διατύπωσε τη θεωρία περί κίνησης της Γης γύρω από τον άξονα της και ανάτρεψε τις θεωρίες του Αριστοτέλη Η Γη είναι το κέντρο του σύµπαντος Ανακάλυψη νέων ουσιών (σιδήρου οινόπνευµα, αιθέρας, θεϊκό 7 οξύ) 8

3 Εποχή του Νεύτωνα (Newton ) Ο Άγγλος φυσικός Νεύτωνας αξιοποίησε τις θεωρίες του Γαλιλαίου και διατύπωσε τη νέα σύγχρονη θεωρία που ονοµάζεται Νευτώνειος Μηχανική Ηοποία ισχύει στη Γη 19 ος αιώνας Εφεύρεση ατµοµηχανής Εισαγωγή έννοιας της ενέργειας Μετατροπή και διατήρηση της ενέργειας 20 ος αιώνας Θεωρία σχετικότητας ( A. Einstein) Κατασκευή µεγάλων εργαστηρίων Επιταχυντές ιαστηµικοί σταθµοί Μεγάλες κατασκευές Πυρηνικοί αντιδραστήρες Computer Laser και στο Σύµπαν ολόκληρο 9 10 Σελίδα 12: 6, 8, 9, 10. Ασκήσεις Τι µελετά η Φυσική (βιβλίο σελ. 13) Μελέτη φυσικών φαινοµένων χιονόπτωση, βροχή, ανάπτυξη δέντρων Φυσικές επιστήµες Φυσική, Χηµεία, Βιολογία, Μετεωρολογία κ.ά Φυσικές επιστήµες - Τεχνολογία η µεγάλη ανάπτυξη της τεχνολογίας οφείλεται στην ανάπτυξη της Φυσικής 11 12

4 Επιστηµονική µέθοδος (βιβλίο σελ. 15) Η Φυσική για να µελετήσει ένα φαινόµενο εφαρµόζει την λεγόµενη επιστηµονική µέθοδο. Η επιστηµονική µέθοδος αποτελείται από τα εξής βήµατα: Βήµα 1: Παρατήρηση Χρησιµοποιώντας τις αισθήσεις µας παρατηρούµε ένα φαινόµενο. Παράδειγµα:αγγίζοντας τα µεταλλικά µέρη µιας θερµάστρας ή σόµπας αισθανόµαστε ότι καιόµαστε 13 Βήµα 2: Υπόθεση Η θερµότητα διαδίδεται από τη πηγή µε κάποιο τρόπο σε διάφορα υλικά (π.χ. µέταλλα). Όµως σε διάφορα υλικά δεν µεταδίδεται (π.χ. Πλαστικά) Βήµα 3: Πείραµα Με το πείραµα ελέγχουµε αν οι υποθέσεις µας είναι σωστές ή λανθασµένες Το πείραµα είναι επανάληψη ενός φυσικού φαινοµένου που γίνεται σε µικρογραφία στο εργαστήριο. Παράδειγµα: κρατώντας δύο κουταλάκια ένα µεταλλικό και ένα πλαστικό, τα οποία βυθίζοµε σε ζεστό νερό, παρατηρούµε ότι ζεσταίνονται µόνο τα δάκτυλα που κρατάνε το µεταλλικό κουταλάκι. Έτσι επιβεβαιώνουµε ότι οι υποθέσεις µας είναι ορθές. 14 Εφαρµογή: επιστηµονικής µεθόδου ιερευνήστε αν ο χρόνος πτώσης των σωµάτων εξαρτάται από: Πείραµα, σε απόλυτο κενό Βάρος Ύψος Επιφάνεια Βλέπουµεότι το το φτερό και το µήλο πέφτουν ταυτόχρονα Πείραµα, Γαλιλαίου ιερεύνηση χρόνου πτώσης των σωµάτων Πειράµατα πτώσης από το πύργο της Πίζας. Μεταλλική και χάρτινη µπάλα πέφτουν πέφτουν σχεδόν ταυτόχρονα Συµπέρασµα: ο χρόνος πτώσης ενός σώµατος, δεν εξαρτάται από το βάρος του σώµατος 15 Συµπέρασµα: ο χρόνος πτώσης ενός σώµατος, όταν δεν υπάρχει αέρας (κενό) δεν εξαρτάται από το βάρος του σώµατος 16

5 Σελίδα 17: 2, 5, 6, 7, 9, 11. Ασκήσεις Φυσικά µεγέθη Μετρήσεις φυσικών µεγεθών Μέτρηση Χρόνου Μέτρηση µήκους Μέτρηση εµβαδού Μέτρηση όγκου Κανονικό σχήµα Ακανόνιστο σχήµα Μέτρηση µάζας Μέτρηση βάρους Μέτρηση πυκνότητας Ασκήσεις Μετρήσεις φυσικών µεγεθών Φυσικά φαινόµενα: ανατολή-δύση ηλίου, πτώση σωµάτων Παράδειγµα: πτώση µιας πέτρας από την οροφή ενός σπιτιού. Για να µελετήσουµε αυτό το φαινόµενο πρέπει να µετρήσουµε την απόσταση που διανύει η πέτρα (Ύψος) και το χρόνο που χρειάζεται. Μέτρηση µήκους (βιβλίο σελ. 19) Μονάδες µήκους: Χιλιοστόµετρο (mm) Εκατοστόµετρο (cm) = 10 mm Μέτρο (m) = 100 cm Χιλιόµετρο (Km) = 1000 m = 1000 x 100 cm=100,000 cm Η απόσταση και ο χρόνος, που είναι ποσότητες που µας βοηθούν να µελετήσουµε το φαινόµενο αυτό ονοµάζονται ΦΥΣΙΚΑ ΜΕΓΕΘΗ 19 Γιατί έχουµε πολλές µονάδες µέτρησης; Ανάλογα µε τις διαστάσεις του αντικειµένου χρησιµοποιούµε και την ανάλογη µονάδα. 20

6 ιαστάσεις-όργανα µέτρησης Μέτρηση Χρόνου (time) m m Ανάλογα µε τις διαστάσεις του αντικειµένου χρησιµοποιούµε και την ανάλογη µονάδα. 21 Παράδειγµα: ιάρκεια µέρας-νύκτας µπορούµε να χρησιµοποιήσουµε σαν µονάδα το ηµερονύκτιο. Κλεψύδρα όργανο που χρησιµοποιούσαν οι αρχαίοι για την µέτρηση του χρόνου. Μονάδες χρόνου: ευτερόλεπτο (s) Λεπτό (min)=60 s Ώρα (h)= 60 min =60 x 60 s =3600 s Όργανα χρόνου: Χρονόµετρα -ρολόγια 22 Μέτρηση εµβαδού (Area) Μέτρηση όγκου (Volume) (βιβλίο σελ. 21) Litre = 1000 cm 3 Ένας κύβος όγκου ενός κυβικού εκατοστού cm 3 είναι περίπου όπως ένα ζάρι Μονάδες Τετραγωνικό εκατοστόµετρο = cm 2 Τετραγωνικό µέτρο = m 2 = (100 cm) 2 =100 2 x cm 2 =10000 cm 2 m 3 = I000 Litre m 3 = I000 Litre =1000 x 1000 cm

7 Α) Μέτρηση όγκου κανονικού σχήµατος(σελ. 21) γ B) Μέτρηση όγκου ακανόνιστου σχήµατος (βιβλίο σελ. 21) Βήµα 1 :Τοποθετούµε υγρό στον ογκοµετρικό σωλήνα και µετρούµε τον όγκο του V υ =60 ml β α Τύπος : Όγκος = Μήκος x Πλάτος x Ύψος V = α β γ 25 Βήµα 2 : Τοποθετούµε το στερεό στο σωλήνα και µετρούµετο νέο όγκο V υσ =80 ml Βήµα 3 :όγκος του στερεού V σ θα είναι η υψοµετρική διαφορά V σ =V υσ -V υ 80-60=20ml 26 Εργαστήριο: ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ Εργαστήριο: ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ Α) Θεωρία: slides 22,

8 Β) ΟΡΓΑΝΑ-ΥΛΙΚΑ: Ογκοµετρικοί σωλήνες Υποδεκάµετρο Στερεά κανονικού σχήµατος Στερεά ακανόνιστου σχήµατος (πέτρες, µέταλλα) Ζυγαριά υναµόµετρο Γ) Μέτρηση όγκου κανονικού Χρησιµοποιώντας, το σχετικό τύπο υπολογίζουµε τον όγκο διαφόρων στερεών κανονικού σχήµατος στερεά Στερεό 1: υπολογίζουµε τις διαστάσεις του στερεού α= β= V = γ= Στερεό 2: επαναλαµβάνουµε την προηγούµενη διαδικασία Νερό α= β= γ= V = ) Μέτρηση όγκου ακανόνιστου σχήµατος Βήµα 1 :Τοποθετούµε υγρό στον ογκοµετρικό σωλήνα και µετρούµε τον όγκο του V υ = Βήµα 2 : Τοποθετούµε το στερεό στο σωλήνα και µετρούµετο νέο όγκο V υσ = Βήµα 3 :όγκος του στερεού V σ θα είναι η υψοµετρική διαφορά V σ = Μέτρηση µάζας (mass) (βιβλίο σελ. 24) Ορισµός: Μάζα είναι η ποσότητα της ύλης που περιέχεται σε κάποιο σώµα ( Ο αριθµός των µορίων ή ατόµων που περιέχονται στο σώµα) ιαπίστωση:όσο πιο δύσκολα µπορεί να κινηθεί (ή να σταµατήσει ) κάποιο σώµα τόσο µεγαλύτερη(ή να µικρότερη ) είναι η µάζα του. Παράδειγµα : πιο δύσκολα µπορεί να σταµατίσει ένα φορτηγό αυτοκίνητο, απ ότι ένα αυτοκίνητο ιδιωτικής χρήσης. 31 Άρα το φορτηγό έχει µεγαλύτερη µάζα. 32

9 Όργανο µέτρησης µάζας: Ζυγός Ηλεκτρονική ζυγαριά Μονάδες Χιλιόγραµµο (Kg) / International System (IS) Γραµµάριο (g) Αντιστοιχία 1 Kg = 1000 g Ιδιότητες µάζας Η µάζα είναι παντού η ίδια, ανεξάρτητα από τον τόπο που την µετρούµε. ηλαδή αν ζυγίσουµε ένα σώµα στη παραλία, στη κορυφή του Τροόδους ή στη Σελήνη η µάζα είναι παντού η ίδια. 33 Μέτρηση βάρους (weight) (βιβλίο σελ. 25) Ορισµός: Βάρος είναι η δύναµη µε την οποία η Γη έλκει τα σώµατα προς το κέντρο της. (Όπως ο µαγνήτης έλκει τα διάφορα µέταλλα) Από τι εξαρτάται το βάρος: 1. όσο πιο µεγάλη είναι η µάζα ενός σώµατος τόσο πιο µεγάλο είναι το βάρος του. 2. όσο πιο µεγάλο είναι το υψόµετρο του σηµείου στο οποίο γίνεται η µέτρηση τόσο πιο µικρό είναι το βάρος. 3. Από τη µάζα του πλανήτη στον οποίο βρισκόµαστε Παράδειγµα : το βάρος ενός σώµατος στη παραλία θα είναι µεγαλύτερο απ ότι στην κορυφή του Τροόδους. 34 Όργανο µέτρησης βάρους: υναµόµετρο Μονάδες Newton (N) Πως µεταβάλλεται το βάρος ιάστηµα Σελήνη Μάζα 100 Kg 100 Kg Βάρος 0 N 160 N Η Σελήνη έχει µάζα περίπου 6-φορές µικρότερη από τη ΓΗ. Αντιστοιχία µάζας - βάρους (επιφάνεια της Γης) Μάζα 1 Kg έχει βάρος περίπου 10 Newton (N) 35 Γη 100 Kg 1000 N 36

10 Συνέχεια: Εργαστήριο: ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ Ε) Μέτρηση πυκνότητας (d) Βήµα 1 :Από την προηγούµενη µέτρηση έχουµε υπολογίσει τον όγκο του στερεού V σ = Βήµα 2 : Μετρούµε τη µάζα του στερεού m= Βήµα 3 : χρησιµοποιώντας τον τύπο, υπολογίζουµε την πυκνότητα του στερεού 37 Πυκνότητα =d = m = g V = cm 3 38 στ) Μέτρηση πυκνότητας νερού Βήµα 1 : Αφού ρυθµίσουµε τη ζυγαριά για να καταγράφει τη µάζα του ογκοµετρικού µας σωλήνα (tare), τοποθετούµε στο σωλήνα µας κάποια ποσότητα νερού και µετρούµε την καθαρή του µάζα. Βήµα 4 : Επαναλαµβάνουµε τη διαδικασία για διαφορετική ποσότητα νερού Πυκνότητα =d = m = g V = cm 3 m= Βήµα 2 :Καταγράφουµε τον όγκο του νερού V= Βήµα 3 : χρησιµοποιώντας τον τύπο, υπολογίζουµε την πυκνότητας του νερού Συµπεράσµατα : καταγράψετε τα συµπεράσµατα σας, όπως προκύπτουν µέσα από τα βήµατα 3,4. V= Πυκνότητα =d = g cm 3 = m V = 39 40

11 ζ) Μέτρηση πυκνότητας αλουµινίου Βήµα 1:Καταγράφουµε την µάζα του αλουµινίου m= Βήµα 2 :Καταγράφουµε τον όγκο αλουµινίου V= Εφαρµογή: επιστηµονικής µεθόδου ιερευνήστε τις αιτίες που το αναψυκτικό συγκρατείται µέσα στο καλαµάκι, αν κλείσουµε το πάνω άκρο µε το δάκτυλο µας. Υποθέσεις: το υγρό συγκρατείται εξ αιτίας Αέρα Τοιχώµατα Βήµα 3 : χρησιµοποιώντας τον τύπο, υπολογίζουµε την πυκνότητα του αλουµινίου Πυκνότητα =d = m = g V = cm Ορισµός της πυκνότητας Σύµφωνα µε το προηγούµενο πείραµα για κάθε υλικό το πηλίκο της µάζας δια του αντιστοίχου όγκου είναι σταθερό. Ορισµός πυκνότητας : η πυκνότητα ενός υλικού ορίζεται σαν το πηλίκο της µάζας δια του αντιστοίχου όγκου Τύπος : d : πυκνότητα Πυκνότητα = Μάζα d m V Ογκος Μονάδα: Kg m 3 Μέτρηση πυκνότητας (density) Βήµα 1: µετρήσεις Μάζα = m= 25 g Όγκος = V = = 10 cm 3 Βήµα 2: υπολογισµοί Πυκνότητα =d = m = 25. g V = cm 3 = 43 44

12 Άσκηση πυκνότητας Πυκνότητες σωµάτων (βιβλίο σελ. 25) Χρησιµοποιώντας τις πληροφορίες του σχήµατος υπολογίστε I. Τη µάζα, τον όγκο και τη πυκνότητα του υγρού II. Τη µάζα, τον όγκο και τη πυκνότητα της πέτρας 45 Το νερό έχει µεγαλύτερη πυκνότητα από το πάγο Ο υδράργυρος είναι το υγρό µε την µεγαλύτερη πυκνότητα 46 Ερωτήσεις Ποιά η διαφορά µεταξύ βάρους και µάζας ως προς: Όργανα µέτρησης Μονάδες µέτρησης Μεταβολή τοποθεσίας Θεµελιώδη-παράγωγα φυσικά µεγέθη Θεµελιώδη µεγέθη Ποιό µέγεθος αντιστοιχεί στη ποσότητα: αναψυκτικού που περιέχεται στη µπουκάλα ψωµιού που αγοράζουµε από το φούρνο που είναι κρίσιµο για την ασφαλή κίνηση ενός ανελκυστήρα 47 Παράγωγα µεγέθη,µεγέθη που παράγονται από τα θεµελιώδη 48

13 Ασκήσεις Σελίδα 30: 5, 7, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 20 Φυλλάδιο (φυσικά µεγέθη) 49 Ασκήσεις 1.Να περιγράψετε έναν τρόπο µέτρησης του πάχους ενός φύλλου βιβλίου της Φυσικής. 2. Ενα στενό δροµάκι έχει µήκος 120 m. Πόσα όµοια λεωφορεία µήκους Km το καθένα µπορούν να χωρέσουν στο δροµάκι αυτό αν τοποθετηθούν το ένα δίπλα από το άλλο; 3. Ενα κουτί µε αναψυκτικό έχει όγκο 330 ml. Να εκφράσετε τον όγκο του κουτιού σε λίτρα (L) και σε κυβικά µέτρα (m 3 ) 4. Σας δίδεται ένας ογκοµετρικός σωλήνας, ένα ποτήρι µε νερό και 80 πανοµοιότυπες µπίλιες (µικρά σκάγια). Να υποδείξετε έναν απλό τρόπο υπολογισµού του όγκου κάθε µπίλιας. 5. Το περιεχόµενο µιας φιάλη, που περιέχει πορτοκαλάδα, έχει όγκο V=1.5 L. Να εκφράσετε τον όγκο αυτό σε α) m 3 β) cm 3 6. Μια άδεια αποθήκη έχει σχήµα κύβου µήκους ακµής 3000cm. Θέλουµε να τοποθετήσουµε στην αποθήκη άδεια χαρτοκιβώτια, που το καθένα από αυτά έχει σχήµα κύβου µε µήκος ακµής 0.3 m. Πόσα, το πολύ, χαρτοκιβώτια µπορούµε να τοποθετήσουµε στην άδεια αποθήκη; Να υπολογίσετε πόσα: δευτερόλεπτα έχει µια µέρα πόσα λεπτά έχει ένα έτος 8. Να αντιστοιχίσετε κατάλληλα τους όρους των δύο στηλών: υναµ ό µ ετρο 5 m in Kg Μάζα Χ ρόνος Βάρος 9. Η πυκνότητα του νερού που υπάρχει σε ένα ποτήρι νερό είναι 1 g/cm 3.Αν αφαιρέσουµε από το ποτήρι τη µισή ποσότητα νερού, πόση θα είναι η πυκνότητα του νερού που απέµεινε στο ποτήρι; 10. ύο οµογενείς συµπαγείς σφαίρες, Α και Β από καθαρό χαλκό έχουν αντίστοιχα µάζες 2 kg και 6 kg. Ποιά από τις δύο σφαίρες έχει µεγαλύτερη πυκνότητα; 11. Τα 1.6 kg οινοπνεύµατος έχουν όγκο 2L. Να βρείτε την πυκνότητα του οινοπνεύµατος σε : α) kg/m 3 β)g/cm 3 51