Ministerstvo školstva Slovenskej republiky V z d e l á v a c í š t a n d a r d s e x e m p l i f i k a č n ý m i ú l o h a m i Z FYZIKY pre 2. stupeň základnej školy Vypracovali: RNDr. Eva TOMANOVÁ, Csc. Mgr. Viktória KÁRÁSZOVÁ Posúdili členovia Ústrednej predmetovej komisie fyziky ŠPÚ Schválilo Ministerstvo školstva Slovenskej republiky dňa 30. januára 2002 pod číslom 114/2002-41 s platnosťou od 1. septembra 2002.
O b s a h Úvod... 1. Meranie fyzikálnych veličín... 2. Sila a pohyb... 3. Mechanické vlastnosti kvapalín a plynov... 4. Práca. Energia. Teplo... 5. Elektromagnetické javy... 6. Stavba látok... 7. Svetelné javy... 8. Energia v prírode, technike a spoločnosti... Odporúčania na využitie vzdelávacieho štandardu
Úvod Vzdelávací štandard z fyziky pre základnú školu je pedagogický dokument, určený spolu s učebnými plánmi a učebnými osnovami na riadenie a reguláciu výchovy a vzdelávania vo fyzike. Jeho funkciou je zabezpečiť, aby každá základná škola, bez ohľadu na svoj vzdelávací program, špecifické ciele či zriaďovateľa, poskytla žiakom kvalitné štandardné základné vzdelanie. Vzdelávací štandard zahŕňa osem tematických okruhov učiva: 1. Meranie fyzikálnych veličín 2. Sila a pohyb 3. Mechanické vlastnosti kvapalín 4. Práca. Energia. Teplo 5. Elektromagnetické javy 6. Stavba látok 7. Svetelné javy 8. Energia v prírode, technike a spoločnosti. Každý tematický okruh je spracovaný v dvoch častiach, označených ako Obsah a Požiadavky na vedomosti a zručnosti. V obsahu je vymedzené základné učivo pojmy, vzťahy, zákony, metódy fyzikálneho poznávania, určené ako záväzné na sprístupnenie vo všetkých základných školách všetkým žiakom. Vo väzbe na základné učivo sú formulované požiadavky na tie vedomosti a zručnosti, ktoré by mali počas štúdia získať a vedieť preukázať, aj keď na rôznej úrovni zvládnutia, všetci žiaci. Dôraz sa kladie na aktívne intelektuálne a manuálne činnosti, pri ktorých má žiak preukázať schopnosť rozhodnúť, vykonať, navrhnúť, spracovať a pod. V porovnaní so vzdelávacím štandardom z fyziky pre 2. stupeň základnej školy, ktorý schválilo Ministerstvo školstva Slovenskej republiky rozhodnutím číslo 546/99-4 s platnosťou od 1. septembra 1999, sú novým prvkom v spracovaní štandardu exemplifikačné úlohy. Konkretizujú jednotlivé požiadavky na vedomosti a zručnosti v štandarde, presnejšie vymedzujú ich rozsah a náročnosť, na ktorej by mali byť zvládnuté. Ako typové (vzorové) úlohy ich možno využiť pri tvorbe obdobných úloh a modifikovať pre potreby rôznych
spôsobov zisťovania dosiahnutej úrovne vzdelania. Tvoria základ banky úloh, ktorá sa bude postupne dopĺňať na využitie v školskej praxi. Vzdelávací štandard reflektuje a operacionalizuje len časť cieľov vyučovania fyziky, ktoré sú v súčasnosti merateľné dostupnými prostriedkami. Z hľadiska zabezpečenia integrity výchovy a vzdelávania je však nevyhnutné riadiť výchovno-vzdelávací proces s rešpektovaním komplexného systému cieľov projektovaných v učebných osnovách, bez zanedbania konkretizácie a naplnenia cieľov v oblasti rozvíjania postojov, názorov a hodnotovej orientácie žiakov. Záväznosť vzdelávacieho štandardu nevylučuje možnosť zaradiť do obsahu vyučovania ďalšie učivo podľa špecifických cieľov triedy, školy, schopností a prejaveného záujmu žiakov, a zvýšiť nároky na ich výkony. Vzdelávací štandard v predloženej podobe považujeme za otvorený dokument, ktorý sa bude ďalej dotvárať na základe potrieb a požiadaviek školskej praxe. 1. MERANIE FYZIKÁLNYCH VELIČÍN V tejto časti je konkretizované úlohami meranie dĺžky, objemu, hmotnosti, hustoty, teploty a času. Úlohy súvisiace s meraním ďalších fyzikálnych veličín sú uvedené pri príslušných požiadavkách v jednotlivých okruhoch učiva. O b s a h Vlastnosti telies. Fyzikálne veličiny: dĺžka, objem, hustota, čas, teplota, sila, tlak, elektrický prúd, elektrické napätie. Vybrané jednotky sústavy SI, ich násobky a diely. Meradlá dĺžky, času, hmotnosti, objemu, teploty, sily, tlaku, elektrického prúdu, elektrického napätia. Metódy merania vybraných fyzikálnych veličín. Grafická metóda zobrazovania závislosti fyzikálnych veličín. Požiadavky na vedomosti a zručnosti
1.1. Rozlíšiť merateľné a nemerateľné vlastnosti telesa - Ktoré vlastnosti školskej lavice (domácej mačky, autíčka na zotrvačník, tvojho spolužiaka, tenisovej loptičky) sú fyzikálne merateľné a ktoré sa nedajú zmerať? - Urči, čo môžeš zmerať: farbu lopty, hmotnosť jablka, teplotu čaju, lesk mosadznej misky, dĺžku tvojho kroku, veselosť kamarátky, objem mlieka v pohári, chuť čokolády, rýchlosť auta, výšku skrine, čas, za ktorý ťa výťah vyvezie z prízemia na 4. poschodie. 1.2. Odhadnúť dĺžku, objem, hmotnosť telies - Polož na lavicu dva peračníky tak, aby vzdialenosť medzi nimi bola približne 1 m. - Akú najmenšiu dĺžku musí mať opasok, aby si si ho mohol uviazať okolo pása? - Odhadni, aké vysoké sú dvere vo vašej triede, aká široká je trieda. - Z fliaš na stole vyber tie, ktoré majú objem približne 1 liter. - Povedz príklad telesa, ktoré má objem približne 1 m 3. - Odhadni objem vzduchu vo vašej triede. - Odhadni hmotnosť jablka (chleba, ktorý máš na desiatu, spolužiaka). - Čím by si nahradil chýbajúce závažie s hmotnosťou 1 kg v domácnosti? - Ktoré z telies okolo teba má hmotnosť približne 1 kg? - Presvedč sa o presnosti svojich odhadov meraním. 1.3. Vybrať meradlo s vhodným rozsahom pre dané meranie - Objem nádobiek od liekov, šampónov a podobne býva vyznačený v mililitroch. Skontroluj odmerným valcom správnosť údajov. Valec s akými dielikmi je na to najvhodnejší? - Akú najmenšiu a akú najväčšiu hmotnosť telesa môžeš určiť pomocou súpravy závažia, ktoré používaš v škole? - Ktoré závažie zo súpravy použiješ pri meraní hmotnosti 20 g, 63,8 g, 105 g, 1000 g? - Môžeš odvážiť svoju školskú tašku pomocou kuchynskej váhy s meracím rozsahom do 2 kg, keď hmotnosť tašky odhaduješ na 3-4 kg? - Aké meradlo (s akým delením) použiješ pri určení dĺžky 2 mm, 0,5 m, 0,2 km? 1.4. Aplikovať pravidlá správneho merania fyzikálnych veličín - Dĺžka pracovnej dosky stola bola meraná meradlom so stupnicou v centimetroch tak, že ľavá hrana dosky splývala s nulovou čiarkou stupnice. Bolo nameraných 120 cm. Zapíš odchýlku merania. Akú najväčšiu a akú najmenšiu dĺžku môže mať doska stola? - Urč z obr. 1 dĺžku predmetu. - Urč objem kvapaliny v odmernom valci na obr. 2.
- Urč z obr. 3 objem guľky. obr. 1 obr. 2 obr. 3 - Akú hmotnosť má súčiastka, ktorú sme vyvážili na rovnoramenných váhach použitím závaží 100 g, 50 g, 20 g, 5 g, 1 g, 500 mg? - Odmeraj stopkami čas 30 s, 1 min 15 s, 12,5 s. - Odmeraj stopkami čas, za ktorý spolužiak prejde od lavice k tabuli. Vysvetli, akých chýb sa pri meraní dopúšťaš a navrhni, ako by si ich mohol zmenšiť. - Odmeraj teplotu vody v pohári (vzduchu v miestnosti, svojho tela). - Dokresli výšku ortuti na modeloch teplomerov na obr. 4, aby platilo: a) t = 18 C, b) t = -9 C, c) t = 37,6 C. obr. 4 1.5. 1. Používať jednotky fyzikálnych veličín, ich násobky a diely - Aká je vzdialenosť zo školy domov v kilometroch, ak urobíš 800 krokov a priemerná dĺžka tvojho kroku je 0,5 metra? - Koľko litrov je 0,2 ml? - Koľko decimetrov kubických je 7 l? - Koľko kilogramov je 2 456 g? - Koľko minút je 0,5 h? - Zapíš hustotu vody v jednotkách kg/m 3 aj g/cm 3. 1.6. 2. Zapísať namerané hodnoty a zaokrúhliť výsledky merania - 3. Odmeraj dĺžku stola. Zapíš výsledok merania v mm, cm, m. Výsledok merania zaokrúhli. Koľko platných číslic má výsledok tvojho merania?
- 4. Odmeraj objem pevného telesa. Zapíš výsledok merania v m 3, cm 3, mm 3. Výsledok merania zaokrúhli. - 5. Odmeraj objem kvapalného telesa. Zapíš výsledok merania v litroch, ml. Výsledok merania zaokrúhli. - 6. Odmeraj hmotnosť telesa na rovnoramenných váhach a pomocou pružiny. Výsledok meraní zapíš v kg, g. Zaokrúhli v obidvoch prípadoch výsledky a porovnaj ich. Vieš, na základe výsledkov povedať, ktoré meranie bolo presnejšie? - Zapíš pomocou veličiny hustota, že 1 m 3 bukového dreva má hmotnosť 760 kg. - Odmeraj hmotnosť a objem hliníkovej súčiastky. Zapíš výsledok merania a použi ho pri výpočte hustoty súčiastky. Porovnaj vypočítanú hodnotu s hodnotou v Tabuľkách pre ZŠ. 1.7. 7. Vypočítať z nameraných hodnôt aritmetický priemer - Pri meraní dĺžky klinca boli zistené tieto hodnoty: 20,9 mm, 30,1 mm, 30,0 mm, 20,8 mm. Vypočítaj priemernú dĺžku klinca. - Vypočítaj priemernú hmotnosť žiakov vo vašej triede. 1.8. 8. Zostaviť z nameraných hodnôt tabuľku, zostrojiť graf, čítať a interpretovať graf - Zahrievaj v nádobke vodu a meraj jej teplotu každých 30 s počas 3 minút. Výsledky zapíš do tabuľky a zostroj graf závislosti teploty od času. - Z grafu na obr. 5 urči, aká bola teplota vzduchu o štvrtej hodine poobede. O koľkej hodine dosiahla teplota hodnotu 13 C? O koľkej klesla teplota na 8 C? Čo všetko môžeš na základe grafu povedať o priebehu teploty za 24 h? obr. 5 1.9. Urobiť stručnú správu z riešenia experimentálnych úloh uvedených vo vzdelávacom štandarde
2. SILA A POHYB O b s a h Vzájomné pôsobenie telies. Sila. Gravitačné pole Zeme. Gravitačná sila. Znázornenie sily. Jednotka sily. Skladanie dvoch síl pôsobiacich na teleso v tej istej priamke. Posuvné účinky sily. Zotrvačnosť telies. Účinok sily na teleso otáčavé okolo pevnej osi. Moment sily. Jednotka momentu sily. Páka. Rovnovážna poloha páky. Pevná kladka. Tlaková sila. Tlak. Jednotka tlaku. Trenie. Trecia sila. Relatívnosť pokoja a pohybu telesa. Priamočiary a krivočiary pohyb. Rovnomerný a nerovnomerný pohyb. Rýchlosť rovnomerného pohybu. Jednotky rýchlosti. Grafické znázornenie rovnomerného pohybu. Priemerná rýchlosť. Požiadavky na vedomosti a zručnosti 2.1. Charakterizovať silu ako fyzikálnu veličinu, ktorá má smer a veľkosť - Futbalista kopne do lopty. Ktoré sily pôsobia na loptu v okamihu kopnutia? Aký majú smer a čo spôsobujú? - Ktoré sily pôsobia na letiacu loptu? Opíš smer každej z nich a vysvetli, čo spôsobuje. - Brankár zachytí letiacu loptu. Ktorá sila pôsobí v tom okamihu na loptu? Aký má smer a čo spôsobuje? 2.2. Znázorniť silu orientovanou úsečkou - Znázorni graficky silu 2 N smerom vodorovným vľavo, 3 N smerom zvislým nahor, 6 N smerom šikmým vpravo dolu. - Pri vyťahovaní plnej zásuvky pôsobíme na ňu silou 10 N, pri zasúvaní prázdnej zásuvky silou 3 N. Znázorni veľkosť a smer obidvoch síl. Použi mierku 1 N 1 cm. - Polož si na dlaň peračník a skús odhadnúť jeho hmotnosť. Presvedči sa o správnosti odhadu meraním. Potom znázorni sily, ktoré pôsobia na peračník, ležiaci v pokoji na tvojej dlani. 2.3. Riešiť úlohy a fyzikálne situácie s využitím vzťahu na výpočet gravitačnej sily. Poznať hodnotu gravitačného zrýchlenia - Nájdi doma alebo v triede aspoň jeden predmet, ktorý je k Zemi priťahovaný silou 1 N. - Aká veľká gravitačná sila na teba pôsobí? - Akou silou je k Zemi priťahovaná nákupná taška s hmotnosťou 8 kg? - Akú hmotnosť má tvoj spolužiak, ktorý je priťahovaný k Zemi silou 420 N (balíček cukríkov priťahovaný silou 0,9 N, slon priťahovaný silou 40 000 N)? 2.4. Odmerať silu pružinovým silomerom, vysvetliť princíp merania - Pozri si stupnicu silomera. Aká sila zodpovedá predĺženiu pružiny o najmenší dielik stupnice? Aký je merací rozsah stupnice? Akú najväčšiu silu môžeš daným silomerom odmerať? - Odmeraj, akou najmenšou silou sa dá vytiahnuť prázdna zásuvka písacieho stola.
- Daj do zásuvky postupne jedno, dve, tri závažia s hmotnosťou 0,1 kg a zmeraj v každom prípade silu potrebnú na vytiahnutie zásuvky. - Vysvetli, akým spôsobom si zistil veľkosť sily, ktorou si na zásuvku pôsobil. - Zopakuj meranie s použitím iného silomera, porovnaj výsledky, prípadné rozdiely vysvetli. 2.5. Zostrojiť graf závislosti predĺženia pružiny od ťahovej sily, čítať graf - Na pružine visí závažie s hmotnosťou 100 g, pružina sa predĺži o 2 cm. Aké bude predĺženie pružiny, ak na ňu zavesíme postupne dve, tri, štyri závažia s hmotnosťou 100 g? - Zostroj graf závislosti predĺženia pružiny od pôsobiacej sily. Čo môžeš na základe grafu povedať o vzťahu medzi predĺžením a pôsobiacou silou? 2.6. Zostrojiť výslednicu síl pôsobiacich na teleso na tej istej priamke - Vlado a Hanka idú so sánkami po vodorovnej zasneženej ceste. Vlado ťahá sánky silou 40 N, Hanka ich tlačí zozadu silou 30 N. Sily pôsobia na tej istej priamke. Znázorni obidve sily a ich výslednicu. - Aký pohyb koná vozík, ak naň v tom istom bode pôsobia na tej istej priamke dve rovnako veľké sily opačného smeru? Zostroj výslednicu týchto síl, ak každá z nich má veľkosť 6 N. - V tom istom bode telesa pôsobia na tej istej priamke súčasne tri sily, každá s veľkosťou 5 N. Dve sily majú rovnaký smer, jedna sila má vzhľadom na ne opačný smer. Znázorni výslednicu týchto síl. Akú má veľkosť a smer? 2.7. Rozhodnúť, či sú sily pôsobiace na teleso v rovnováhe a predpovedať pohyb telesa, na ktoré pôsobia; určiť rovnovážnu polohu telesa - Na parašutistu pôsobí tesne po zoskoku z lietadla gravitačná sila 1 kn a sila odporu vzduchu 700 N. Sú tieto sily v rovnováhe? Zväčšuje sa rýchlosť pádu parašutistu, alebo nie? - Ktoré sily pôsobia na auto na priamom úseku diaľnice, keď na tachometri je stále údaj 90 km/h? Ako sa pritom auto pohybuje? - Znázorni sily, ktorými na seba navzájom pôsobia ruka a piest hustilky pri nafukovaní lopty. Opíš ich účinky. Sú tieto sily v rovnováhe? Odpoveď zdôvodni. - Vysvetli, prečo guľôčka pri náraze do inej guľôčky tiež mení svoj pohyb. - Nájdi pokusne ťažisko ceruzky (zošita, peračníka). - Rozhodni, ktoré z vajíčok na obr. 6 je v stabilnej a ktoré v labilnej rovnovážnej polohe. Vysvetli, prečo.
obr. 6 - Prečo sú závodné automobily spravidla veľmi nízke? - Vysvetli, ako môžeš zlepšiť svoju stabilitu pri pohybe z kopca na lyžiach. 2.8. 9. Uviesť a vysvetliť príklady uplatnenia sa zotrvačnosti telesa - Vysvetli, prečo sa pretekár pri prebehnutí cieľa nemôže okamžite zastaviť. - Vysvetli, prečo sedíš v pokoji na stoličke, hoci ťa Zem priťahuje. - Ako je možné, že vozík, ktorý ťaháš silou 100 N po vodorovnej ceste, sa pohybuje rovnomerne priamočiaro? Prečo sa auto pri zatlačení bŕzd hneď nezastaví? - Vysvetli význam bezpečnostných pásov a opierky hlavy v automobile. - Ako sa využíva zotrvačnosť pri posunovaní železničných vagónov alebo pri zoraďovaní vlakových súprav? - Povedz ďalšie príklady zotrvačnosti telies a jej využitia. 2.9. 10. Pokusom ilustrovať otáčavý účinok sily Zaves na páku v pokoji závažie tak, aby sa otočila najprv v kladnom, potom v zápornom zmysle. Ukáž otáčavý účinok síl na dvere do miestnosti pri ich otváraní a zatváraní. Kedy sa dvere ľahšie otáčajú keď na ne pôsobíš tak, že ich držíš za kľučku, alebo na ne pôsobíš bližšie k osi otáčania? Odpoveď vysvetli. 2.10. 11. Riešiť úlohy a fyzikálne situácie s aplikáciou a využitím vzťahu na výpočet momentu sily - Na doske hojdačky s dĺžkou 4 m podopretej uprostred, sedí na jednom konci chlapec s hmotnosťou 36 kg. Ako ďaleko od osi otáčania hojdačky sa musí posadiť druhý chlapec s hmotnosťou 48 kg, aby na hojdačke nastala rovnováha? - Turista nesie batoh s hmotnosťou 1,5 kg zavesený na konci palice podopretej uprostred o jeho plece. Druhý koniec palice drží rukou. Akou silou pôsobí ruka na palicu? - Na jednom ramene dvojzvratnej páky pôsobí vo vzdialenosti 20 cm od osi sila 200 N. Na druhom ramene páky pôsobí sila 90 N. V akej vzdialenosti od osi táto sila pôsobí, ak je na páke rovnováha? - Murár dvíha vedro s maltou s hmotnosťou 10 kg pomocou pevnej kladky. Akou silou murár ťahá lano? 2.11. 12. Pokusom overiť podmienky rovnováhy na páke - Na obr. 7 je páka s dvomi závažiami. Je páka v rovnováhe? Ak nie, povedz, ako sa bude otáčať.
obr. 7 - Zostav podľa obr. 8 páku, na jednom ramene ktorej sú zavesené dve závažia s hmotnosťou 100 g. Zaves na druhé rameno jedno závažie s hmotnosťou 100 g tak, aby páka bola v rovnováhe. obr. 8 - Prezri si svoj bicykel. Pokús sa na ňom nájsť páky. Pri každej urč jej os otáčania, pôsobiace sily a ich ramená. - Ukáž, kde má os otáčania otvárač na konzervy. Používaš radšej otvárač s dlhšou rúčkou, alebo kratšou? Prečo? 2.12. Vysvetliť závislosť veľkosti tlaku od veľkosti pôsobiacej sily a plochy, na ktorú sila kolmo pôsobí - Na ktorých lyžiach sa budeš menej zabárať do čerstvého snehu na užších, alebo na širších? Odpoveď zdôvodni. - Porovnaj prehnutie trampolíny, keď na nej stojí malý chlapec a mocný atlét. 2.13. Riešiť úlohy a fyzikálne situácie s aplikáciou a využitím vzťahu na výpočet tlaku - Aký tlak na zem vyvolá buldozér s hmotnosťou 5 t, ak obsah dotykovej plochy jeho pásov so zemou je 3 m 2? - Lis vyvolá tlak 60 MPa. Aká veľká sila pôsobí kolmo na rovinnú plochu lisovaného materiálu s obsahom 10 cm 2? - Keď nákladný automobil pôsobí veľkou tlakovou silou na vozovku, vozovka sa ničí. Ako možno zmenšiť tlakovú silu a zabrániť tak ničeniu vozovky? - Prečo brúsime nože na krájanie chleba, syra a pod.? 2.14. Vysvetliť príčiny vzniku trecej sily - Hokejista strelil puk po ľade. Ako sa prejaví pôsobenie trecej sily na puk? Aký má trecia sila smer? Prečo táto sila vzniká? - Ideš v izbe po koberci. Pôsobí na teba trecia sila? Aký má smer a čo spôsobuje? Ako by sa situácia zmenila, keby v izbe bolo hladké mokré linoleum a podrážky tvojich topánok by boli tiež úplne hladké? 2.15. Zmerať veľkosť trecej sily - Odmeraj treciu silu pôsobiacu na knihu, ktorú posúvaš po stole. Ako sa zmení veľkosť trecej sily, keď na knihu položíš ďalšiu? Ako sa zmení veľkosť trecej sily, keď zopakuješ pokus tak, že knihu budeš ťahať po drsnom šmirgľovom papieri? Výsledky svojich zistení vysvetli.
- Kedy je ľahšie posunúť debnu po podlahe keď leží na nej najmenšou stenou, alebo najväčšou? Prečo? - Navrhni a urob pokus, ktorým by si dokázal, prečo je vhodné používať guľôčkové ložiská. 2.16. Opísať trenie ako jav s užitočnými a nepriaznivými prejavmi v bežnom živote a technickej praxi - Tlačíš pred sebou po ceste vozík. Ktoré trenie je pri tom užitočné a ktoré nie? - Motocykel môže dostať na mokrej vozovke ľahko šmyk. Vysvetli, prečo. - Prečo sa ložiská mažú olejom? Prečo naopak vodiči automobilov musia dbať na to, aby sa olej nedostal na platničky bŕzd? 2.17. Navrhnúť spôsob, ako užitočné trenie zväčšiť alebo škodlivé zmenšiť - Povedz aspoň tri príklady, kedy je potrebné užitočné trenie zväčšiť a kedy zmenšiť a navrhni spôsob, ako to urobiť. 2.18. Rozhodnúť, či je dané teleso v pokoji alebo v pohybe vzhľadom na iné teleso - Je cestujúci v idúcom aute v pokoji vzhľadom na cestu, domy pri ceste, sedadlo, spolujazdca? - Sedíš v triede na stoličke. Spolužiak tvrdí, že si v pohybe, spolužiačka zase, že si v pokoji. Kto má pravdu? Vysvetli. - Môže byť lietadlo, ktoré vzlietlo, súčasne v pohybe aj v pokoji? Vysvetli. - Dve autá sa pohybujú vedľa seba rovnakou rýchlosťou po priamom úseku diaľnice. Aký pohyb konajú a) vzhľadom na seba, b) vzhľadom na stromy pozdĺž diaľnice? 2.19. Rozlíšiť rovnomerný a nerovnomerný pohyb telesa - Rozhodni, ktoré z nasledujúcich pohybov sú približne rovnomerné a ktoré nerovnomerné: pohyb vody v rieke, cyklistu vchádzajúceho do zákruty, električky medzi dvomi zastávkami... - Zo stromu padá jablko. Jeho pohyb je rovnomerný alebo nerovnomerný? - Povedz príklady rovnomerného a nerovnomerného pohybu. 2.20. Riešiť úlohy a fyzikálne situácie s využitím vzťahu na výpočet rýchlosti rovnomerného pohybu - Vodič automobilu prešiel rovnomerným pohybom vzdialenosť 2 km medzi značkami začiatku a konca obce za 2 minúty. Dopustil sa dopravného priestupku, keď povolená rýchlosť cez obec bola 40 km/h? - Matúš vyšiel z domu o 7.00 h rovnomerným pohybom rýchlosťou 5 km/h a do školy prišiel o trištvrte na osem. Ako ďaleko má do školy? - Cyklista ide rovnomerným pohybom rýchlosťou 17 km/h. Za aký čas prejde 10 km? - Motorový čln prejde dráhu 10 km za 15 min., automobil 30 km za 0,5 h, lastovička preletí 200 m za 10 s, kôň prebehne 4000 m za 4 min. Usporiadajte ich podľa rýchlosti v poradí od najmenšej po najväčšiu.
2.21. Určiť priemernú rýchlosť nerovnomerného pohybu - Prejdi časť chodby a pomocou dĺžkového meradla a stopiek urči svoju priemernú rýchlosť. - Urči priemernú rýchlosť autíčka na zotrvačník medzi dvoma značkami. Čo musíš odmerať a aké meradlá na to potrebuješ? - Akou priemernou rýchlosťou sa pohybovalo lietadlo, ktoré vzdialenosť 1 200 km preletelo za 1 hodinu a 30 minút? - Podľa cestovného poriadku vyšiel rýchlik zo Zvolena o 6 h 50 min. a do Bratislavy prišiel o 9 h 50 min. Akú mal priemernú rýchlosť, ak vzdialenosť Zvolen Bratislava je 150 km? 2.22. Zostrojiť graf z daných hodnôt dráhy a času pre rovnomerný pohyb, čítať a interpretovať graf - V tab. 1 sú uvedené hodnoty dráhy žiaka pri jeho ceste do školy vždy po 10 s. Zostroj graf závislosti dráhy pohybu žiaka od času. Aký pohyb žiak konal? Urči z grafu rýchlosť pohybu žiaka. t [s] 0 10 20 30 40 50 s [m] 0 15 30 45 60 75 tab. 1 - Na obr. 10 sú znázornené grafy závislosti dráhy pohybov dvoch cyklistov od času. Aký pohyb cyklisti konajú? Rozhodni bez výpočtu, ktorý cyklista má väčšiu rýchlosť. Urči pomocou grafu rýchlosť obidvoch cyklistov. obr. 10
3. MECHANICKÉ VLASTNOSTI KVAPALÍN A PLYNOV O b s a h Tlak v kvapalinách. Hydrostatický tlak. Pôsobenie síl na teleso v kvapaline. Podmienky potápania, plávania, vznášania sa telesa v kvapaline. Atmosféra Zeme. Atmosférický tlak. Torricelliho pokus. Meranie atmosférického tlaku. Pôsobenie síl na teleso v atmosfére. Vlhkosť vzduchu. Vlhkomer. Zrážky a ich meranie. Vznik vetra. Meteorologická mapa. Predpoveď počasia. Požiadavky na vedomosti a zručnosti 3.1. Ilustrovať pokusom a vysvetliť prenos tlaku v kvapalinách a plynoch, poznať využitie javu v praxi - Naplň mikroténové vrecúško vodou. Prečo sa zaoblí? - Stlač uzavretú fľašu z plastu naplnenú vodou. Ktorým smerom pôsobí tlaková sila na uzáver? - Stlač mikroténové vrecúško s dierkami naplnené vodou. Ukáž smer, ktorým pôsobí sila na steny vrecúška. - Povedz príklad zariadenia, ktoré využíva Pascalov zákon a opíš jeho činnosť. - Vysvetli činnosť hydraulickej brzdy v automobile. 3.2. Vysvetliť závislosť hydrostatického tlaku od hĺbky ponorenia - Vyvŕtaj do plastovej fľaše otvory v rôznej výške od dna. Naplň ju vodou a vysvetli, čo pozoruješ. - Kde je väčší tlak: 2 m alebo 5 m pod hladinou vody? - Kde je väčší tlak: 2 m pod hladinou vody alebo 2 m pod hladinou oleja? - Prečo sú hrádze dolu hrubšie ako hore? - Prečo má potápač, ktorý sa ponára do väčších hĺbok, skafander? 3.3. Riešiť úlohy a fyzikálne situácie s využitím vzťahu na výpočet hydrostatického tlaku - Kolmo na voľnú hladinu kvapaliny v nádobe tlačí piest s obsahom 0,10 m 2 tlakovou silou 2 500 N. Aký veľký tlak vznikne v kvapaline? - Vypočítaj hydrostatický tlak v hĺbke 5 m pod voľnou hladinou vody. - Výška stĺpca ortuti v sklenenom valci s obsahom dna 1 cm 2 je 0,5 m. Urči veľkosť hydrostatického tlaku na dno valca. - Štyri rovnaké nádoby sú naplnené do rovnakej výšky rôznymi kvapalinami prvá vodou, druhá olejom, tretia ortuťou a štvrtá liehom. V ktorej nádobe bude pri dne najväčší hydrostatický tlak? - Akým spôsobom by sa dal tlak na dno v predchádzajúcej úlohe a) zväčšiť, b) zmenšiť?
3.4. Vysvetliť pôsobenie gravitačnej a vztlakovej sily na telesá ponorené do kvapaliny, znázorniť sily graficky - Ktoré sily pôsobia na teleso ponorené do kvapaliny v gravitačnom poli Zeme? Nakresli obrázok a sily znázorni. - Máš k dispozícii silomer, závažie s háčikom a nádobu s vodou. Pokusom zisti veľkosť vztlakovej sily pôsobiacej na závažie ponorené do vody. Graficky znázorni sily pôsobiace na ponorené závažie a ich výslednicu. - Kocka na dláždenie chodníka má hmotnosť 3 kg a objem 2 dm 3. Urči gravitačnú a vztlakovú silu, ktorá na ňu pôsobí, keď je ponorená vo vode. Urči aj výslednicu týchto síl. Všetky tri sily znázorni. - Znázorni sily, ktoré pôsobia na oceľový odliatok s objemom 100 dm 3 ponorený do olejového kúpeľa a výslednicu týchto síl. 3.5. Riešiť úlohy a fyzikálne situácie s využitím vzťahu na výpočet vztlakovej sily - Človek má objem 0,08 m 3. Urči vztlakovú silu, ktorá naňho pôsobí, ak je úplne ponorený do vody. - Ak držíme pod vodou loptu, je vytlačovaná silou 50 N. Aký má lopta objem? - Kocky z medi, hliníka a olova s objemom 5 cm 3 zavesíme na tri rovnaké silomery. Potom ich ponoríme do vody. Nameriame rovnaké, alebo rozličné vztlakové sily? - Kocku z medi zavesíme na silomer a ponárame postupne do vody, oleja a etanolu. Prečo silomer ukazuje rôzne veľké sily? 3.6. Vysvetliť správanie sa telies v kvapaline z podmienok potápania, plávania a vznášania sa - Kedy teleso pláva, vznáša sa v kvapaline a kedy v nej ostane ponorené? - Teleso má hmotnosť 1,98 kg a objem 2,5 dm 3. Podľa Tabuľky pre ZŠ vyber tie kvapaliny, v ktorých by teleso klesalo, plávalo, vznášalo sa. - Rozhodni, či olovený brok bude plávať v ortuti. - Rozhodni, či kocka masla bude plávať vo vode, v etanole, acetóne. - Vysvetli, prečo sklená miska niekedy pláva a inokedy sa celá potopí do vody. - Ako sa zmení ponor lode, ktorá pláva z rieky do mora? 3.7. Vysvetliť jav pôsobenia atmosférického tlaku, porovnať atmosférický tlak v rôznych výškach nad povrchom Zeme - Prečo robíme do konzervy s kondenzovaným mliekom dve dierky oproti sebe? - Prečo stúpa voda v trubičke, ktorou pijeme limonádu? - Navrhni a urob pokus, ktorým dokážeš, že vzduch má hmotnosť. - Mohla by na Mesiaci pracovať nasávacia pumpa? Odpoveď
zdôvodni. - Kde je atmosférický tlak menší: na horách, alebo na morskom brehu? 3.8. Vysvetliť a pokusom ilustrovať pôsobenie aerostatickej vztlakovej sily v atmosfére - Prečo gumový balón naplnený vodíkom vo vzduchu stúpa a naplnený vzduchom klesá? - Meteorologická sonda má po naplnení vodíkom objem 10 m 3 a hmotnosť 0,6 kg. Akou veľkou aerostatickou vztlakovou silou pôsobí na sondu atmosférický vzduch s hustotou 1,3 kg/m 3? Akou veľkou gravitačnou silou pôsobí na sondu Zem? Urč veľkosť a smer výslednej sily, ktorá pôsobí na sondu. Navrhni postup, ako možno túto silu zmerať. 3.9. Opísať meranie atmosférického tlaku tlakomerom - Opíš podľa obrázka spôsob merania atmosférického tlaku ortuťovým tlakomerom. - Do akej najväčšej výšky je možné vytiahnuť vodu zo studne ručnou pumpou? - Podľa obrázka opíš aneroid a vysvetli, ako pracuje. 3.10. Vysvetliť základné meteorologické javy a ich meranie (vlhkosť vzduchu, zrážky, vznik vetra) - Ktoré základné meteorologické javy dokážeme merať? Uveď prístroje, ktoré sa na meranie používajú a urči jednotky, v ktorých namerané veličiny vyjadrujeme. - Na akom princípe je založený vlasový vlhkomer? - Vyjadri v percentách vlhkosť vzduchu, ktorý neobsahuje vodné pary. - Koľko litrov vody predstavuje 10 mm zrážok na ploche 1 m 2? - Ako si vysvetľujeme vznik vetra? - Navrhni jednoduché zariadenie na určenie smeru vetra. - Aké ďalšie údaje okrem smeru sa o vetre všeobecne uvádzajú? 3.11. Zistiť údaje z meteorologickej mapy - Na čo slúži meteorologická mapa? - Ako z mapy zistíš, či do oblasti, v ktorej bývaš, sa blíži teplý (studený) front? 4. PRÁCA. ENERGIA. TEPLO O b s a h Práca. Jednotky práce. Výkon. Jednotky výkonu. Pohybová energia telesa. Polohová energia telesa. Jednotky energie. Vzájomná premena pohybovej a polohovej energie telesa. Teplo. Jednotky tepla. Teplo prijaté a odovzdané telesom. Hmotnostná tepelná kapacita. Topenie, tuhnutie, var a kondenzácia látok. Vyparovanie. Požiadavky na vedomosti a zručnosti
4.1. Vysvetliť pojmy práca a výkon - Rozhodni v nasledujúcich situáciách, či konáš mechanickú prácu: držíš ťažký kufor, vystupuješ po schodoch, premiestňuješ knihy v knižnici, vyhadzuješ do výšky loptu, stojíš na pohyblivých schodoch. - Odhadni, akú veľkú prácu vykonáš, keď vystúpiš z prízemia na druhé poschodie. - Kto vykoná väčšiu prácu: robotník, ktorý zdvihne vrece cementu do výšky 0,5 m, alebo knihovník, ktorý zdvihne knihu do výšky 2 m? Svoj odhad zdôvodni. - Povedz príklad, kedy vykonáš prácu približne 1 J alebo 10 J. - Karol a Jozef vyniesli dva rovnaké kufre na tretie poschodie. Karol vyniesol kufor za kratší čas, Jozef za dlhší. Ktorý z chlapcov má väčší výkon? - Elektromotor vykonal prácu 14,4 MJ. Koľko je to joulov? 4.2. Riešiť úlohy a fyzikálne situácie s využitím vzťahu na výpočet práce a výkonu - Akú veľkú prácu vykonáme, keď zdvihneme tehlu s hmotnosťou 5 kg rovnomerným pohybom po zvislej dráhe 0,8 m? - Do akej výšky bolo zdvihnuté vrece zemiakov s hmotnosťou 50 kg rovnomerným pohybom, keď bola pri tom vykonaná práca 2 000 J? - Akou silou dvíhal žeriav náklad po zvislej dráhe 14 m rovnomerným pohybom, ak vykonal prácu 21 kj? - Akú hmotnosť mal balík, na zdvihnutie ktorého do výšky 8 m bolo treba vykonať prácu 1,2 kj? - Žiak vzoprel činku s hmotnosťou 30 kg do výšky 1,8 m za 1,0 s. Urči jeho výkon. - Akú prácu vykoná motor autobusu za dve hodiny jazdy pri stálom výkone 200 kw? 4.3. Vysvetliť pojmy pohybová a polohová energia telesa - Ktoré telesá majú pohybovú energiu: idúce auto, letiace lietadlo, žeriav, ktorý drží vo výške náklad, električka prichádzajúca na zastávku, loptička odrazená od tenisovej rakety? - Povedz príklady telies, ktoré majú polohovú energiu a vysvetli, ako sa môže táto energia prejaviť. - Aký druh energie má jablko padajúce zo stromu (jablko visiace na strome, idúce auto, auto na kopci, hrniec s polievkou)? - Má cestujúci, ktorý sedí v pohybujúcom sa vlaku, pohybovú energiu vzhľadom na podlahu vozňa? Má ten istý cestujúci pohybovú energiu vzhľadom na koľajnice? - Oceľová a hliníková guľa s rovnakým objemom sú zdvihnuté do rovnakej výšky nad zemou. Porovnaj ich polohovú energiu vzhľadom na Zem.
4.4. Opísať na konkrétnych príkladoch vzájomné premeny polohovej a pohybovej energie telesa - Ako sa mení polohová a pohybová energia chlapca na hojdačke? - Žeriav dvíha panel s hmotnosťou 100 kg do výšky 15 m rovnomerným pohybom. Ako sa mení polohová energia panela? Akú najväčšiu polohovú energiu panel dosiahne? - Kameň bol zdvihnutý do výšky a voľne pustený na zem. Opíš premeny jeho polohovej a pohybovej energie. Akú energiu mal kameň bezprostredne pred dopadom na zem? 4.5. Rozlíšiť pojmy teplo a teplota - Teplomer ukazuje hodnotu 36,5 C. Odmeral teplo, alebo teplotu? - Voda odovzdá svojmu okoliu teplo. Zmení sa jej teplota? Ako? - Ráno bola teplota 5 C, poobede vystúpila na +5 C. O koľko stupňov sa zmenila? - Na čo je potrebné viac tepla: na zohriatie 1 litra vody o 5 C alebo na zohriatie 1 litra vody o 10 C? - Opíš deje, ktoré prebehli, keď hrnček s čajom ponorený do studenej vody odovzdal teplo 5 kj a keď lyžica ponorená do horúceho čaju prijala teplo 500 J. 4.6. Vysvetliť pojem hmotnostná tepelná kapacita látky - Na rovnakých varičoch zohrievaš kilogram vody a kilogram oleja. Ktorá látka sa zohreje rýchlejšie? Vysvetli. - Keď prijmú dve telesá z rôznych látok s rovnakou hmotnosťou rovnaké teplo, ich teplota sa zvýši rôzne. Od čoho závisí zvýšenie teploty? - Hmotnostná tepelná kapacita látky je vyjadrená vzťahom c = Q/m (t t 0 ). Urči z tohto vzťahu jej jednotku. 4.7. Riešiť úlohy a fyzikálne situácie s využitím vzťahu na výpočet tepla - Aké teplo prijme voda s hmotnosťou 1 kg, ak sa jej teplota zvýši z 10 C na 20 C (ľad s hmotnosťou 1 kg, ak sa jeho teplota zvýši z 10 C na 0 C)? - V nádobe je 5,0 kg vody s teplotou 80 C. Aké teplo odovzdá voda svojmu okoliu, keď sa ochladí na 20 C? - Urči hmotnosť vody, ktorá pri ochladení zo 63 0 C na 37 0 C odovzdala 600 kj tepla. - Tri rovnako veľké kocky, jedna oceľová, druhá hliníková a tretia olovená, každá s hranou s dĺžkou 5 cm, sa ponoria pri rovnakej začiatočnej teplote 20 C do vodného kúpeľa so stálou teplotou 90 C. Ktorá z nich prijme najväčšie teplo pri zahriatí na teplotu kúpeľa? 4.8. Použiť tabuľky na určenie hmotnostnej tepelnej kapacity látky, teploty varu, topenia a tuhnutia - Nájdi v Tabuľkách pre ZŠ hmotnostnú tepelnú kapacitu vody a oleja. - Prečo je v radiátoroch ústredného kúrenia lepšie používať
vodu ako olej? - Vyhľadaj v tabuľkách a porovnaj hmotnostnú tepelnú kapacitu vody a ľadu. Vysvetli fyzikálny význam oboch údajov a vyjadri podiel oboch hodnôt v percentách. - Pomocou tabuliek rozhodni, v akom skupenstve sa nachádza pri teplote 1 000 C a normálnom tlaku zlato, platina, hliník, striebro, meď, wolfrám. - Možno roztaviť kúsok zinku v hliníkovej nádobe? - Pri akej teplote sa topí ľad? Pri akej teplote vrie voda? Uvažuj, že deje prebiehajú pri normálnom tlaku. - Pomocou tabuliek rozhodni, či pri 100 0 C vrie voda, etanol a glycerol. 4.9. Porovnať látky podľa ich tepelnej vodivosti pomocou tabuliek - Usporiadaj látky na základe údajov v Tabuľkách pre ZŠ podľa ich tepelnej vodivosti od najmenšej po najväčšiu: betón, drevo, železo. - Vymenuj príklady tepelných vodičov a tepelných izolantov. Povedz zo svojej skúsenosti možnosti ich využitia. - Čo môžeme urobiť vo svojom byte, aby sme spotrebovali čo najmenej tepla na vykurovanie? - Prečo sú v oknách dvojité, alebo dokonca trojité sklá? - Prečo v termoske vydrží horúci čaj celý deň? - Prečo sú varné kotly obvykle vyrobené z medi? 4.10. Pokusne určiť teplo prijaté kvapalinou (pevným telesom) a teplo odovzdané pevným telesom (kvapalinou) pri tepelnej výmene - Opíš zmiešavací kalorimeter. - Urči teplo prijaté vodou s nižšou teplotou a odovzdané vodou s vyššou teplotou po ich zmiešaní, s využitím údajov získaných experimentálne. - Urči teplo prijaté vodou a teplo odovzdané oceľovým predmetom s vyššou teplotou, ak oceľový predmet vložíme do vody. 4.11. Vysvetliť javy topenia, tuhnutia, vyparovania, varu a kondenzácie - Opíš, ako približne vyzerá časticová stavba vody, vodnej pary a ľadu. - Ako sa nazýva premena pevnej látky na kvapalinu, kvapaliny na pevnú látku, kvapaliny na paru? Pri ktorých premenách sa teplo uvoľňuje a pri ktorých prijíma? - Opíš, čo sa deje s kockou ľadu v kadičke, keď ju zohrievame. - Zmení sa objem telesa pri topení alebo tuhnutí? Zmení sa hmotnosť telesa? - Uveď zhodné a odlišné znaky vyparovania a varu. - Prečo teplota vody, ktorá vrie v kadičke nestúpa, aj keď pod ňou horí kahan? - Ako chráni potenie proti prehriatiu tela? - Prečo sa neodporúča ani v horúcom lete jazdiť na bicykli alebo na motorke v mokrých plavkách?
- Prečo na jar, keď sa topí ľad, je pri rieke chladnejšie ako vo väčšej vzdialenosti od nej? - Prečo sa orosia okuliare, keď na ne dýchneš, alebo pokrievka, keď ňou zakryješ hrniec s vodou, ktorá vrie? - Presvedč sa, že na vyparovanie liehu (voňavky, alpy) treba dodávať skupenské teplo. - Dve otvorené nádoby s rôznym priemerom sú naplnené vodou. Z ktorej nádoby sa voda vyparí skôr? - Čo urobíš, aby umytá tabuľa čo najskôr uschla? - Prečo je na varenie výhodné používať tlakový hrniec? 4.12. Vysvetliť na konkrétnych príkladoch dôsledky zmeny objemu (dĺžky) telesa pri jeho zohrievaní alebo ochladzovaní - Povedz príklady z vašej domácnosti, ako sa mení objem alebo dĺžka telesa pri jeho zohrievaní, alebo ochladzovaní. - Potvrď pokusom, že plastové pravítko sa pri zohriatí v teplej vode rozťahuje. - Potvrď pokusom, že kovový drôt sa pri zohrievaní predlžuje a pri ochladzovaní skracuje. - Vysvetli, prečo je vhodnejšie merať teplotu tela lekárskym teplomerom ako laboratórnym. - Prečo je potrubie pary na niektorých miestach tvarované ako písmeno omega? - Prečo sa v lietajúcich balónoch pred štartom zohrieva horákom vzduch vnútri balóna? - Kde v praxi treba rátať so zmenami rozmerov telesa v závislosti od teploty? 4.13. Odmerať zmenu teploty chemicky čistej látky v pravidelných časových intervaloch pri jej zohrievaní a ochladzovaní, z nameraných hodnôt zostaviť tabuľku a zostrojiť graf, čítať a interpretovať graf - Zohrievaj v kadičke parafín a meraj jeho teplotu každých 20 sekúnd počas 3 minút. Výsledky zapíš do tabuľky a zostroj podľa nich graf. Rovnako postupuj aj pri ochladzovaní parafínu. Porovnaj proces zohrievania a ochladzovania parafínu na základe grafov.
5. ELEKTROMAGNETICKÉ JAVY O b s a h Elektrické vlastnosti látok. Elektrický náboj. Elektrizovanie telies. Elektrická sila, elektrické pole. Magnetické vlastnosti látok. Tyčový magnet. Póly magnetu. Magnetka. Vzájomné pôsobenie dvoch tyčových magnetov. Magnetické pole, magnetická sila. Indukčné čiary magnetického poľa. Magnetické pole Zeme. Základné časti elektrického obvodu. Schematické značky. Elektrický prúd v kovových vodičoch. Vedenie elektrického prúdu v kvapalinách a plynoch. Blesk. Elektrické vodiče a izolanty. Vedenie elektrického prúdu v polovodičoch. Magnetické pole cievky s prúdom. Určenie severného a južného magnetického pólu cievky. Elektromagnet. Nerozvetvený a rozvetvený elektrický obvod. Veľkosť elektrického prúdu. Jednotky elektrického prúdu. Meranie veľkosti elektrického prúdu v obvode. Elektrické napätie. Zdroje elektrického napätia. Meranie veľkosti elektrického napätia v obvode. Ohmov zákon. Príkon elektrického spotrebiča. Pôsobenie rovnorodého magnetického poľa na cievku s prúdom. Elektromagnetická indukcia. Striedavý prúd. Požiadavky na vedomosti a zručnosti 5.1. Pokusom ilustrovať a vysvetliť jav elektrizovania telies. Vysvetliť pojem elektrický náboj - Zelektrizuj trením hrebeň a dokáž, že je zelektrizovaný. - Akú vlastnosť má zelektrizované teleso? - Čím sa odlišuje zelektrizované teleso od elektricky neutrálneho? - Kedy sa teleso pri styku s iným telesom zelektrizuje kladne? - Pravítko je nabité záporne, sklená tyč kladne. Priťahujú sa, alebo odpudzujú? Svoju odpoveď over pokusom. - Zelektrizuj list papiera a polyetylénové vrecko vzájomným trením. Opíš a vysvetli pôsobenie oboch zelektrizovaných telies. - Auto, ktoré rozváža benzín, vlečie za sebou reťaz, aby sa na ňom nemohol zhromaždiť náboj. Prečo? Čo by sa mohlo stať, keby sa auto nabilo? 5.2. Charakterizovať elektrické pole, pokusom ilustrovať zmenu veľkosti elektrickej sily pri zmene vzdialenosti zelektrizovaných telies - Akú vlastnosť (schopnosť) má elektrické pole? - Dokáž, že v okolí nabitého telesa (napr. van de Graaffovho generátora) je elektrické pole. - Ako sa prejavuje elektrické pole kladne (záporne) zelektrizovaného telesa. - V rôznych vzdialenostiach od kladne zelektrizovaného
telesa zaves guľku so záporným nábojom. V ktorej polohe guľky je silové pôsobenie telesa na guľku najväčšie? - Závisí veľkosť silového pôsobenia elektrického poľa len od vzdialenosti od zelektrizovaného telesa? 5.3. Použiť elektroskop na určenie elektrického poľa zelektrizovaného telesa - Záporne zelektrizovanou tyčou sa dotkneme platne elektroskopu. Aký náboj bude mať platňa a ručička elektroskopu? - K platni elektroskopu priblížime kladne zelektrizovanú tyč. Dotkneme sa platne prstom a potom odtiahneme prst i tyč. Ako bude nabitý elektroskop, platňa a ručička? - Vysvetli, ako používame elektroskop na zistenie, či je isté teleso zelektrizované? - Vieme pomocou elektroskopu zistiť, či je teleso zelektrizované kladne alebo záporne? 5.4. Graficky znázorniť siločiary elektrického poľa medzi dvoma súhlasne a nesúhlasne zelektrizovanými telesami - Nakresli siločiary elektrického poľa, ktoré je medzi dvoma súhlasne zelektrizovanými guľami. - Nakresli siločiary elektrického poľa, ktoré je medzi dvoma nesúhlasne zelektrizovanými platňami. - K záporne nabitej guli priblížime kladne nabitú guľu na zvislom vlákne. Znázorni elektrické pole medzi guľami pomocou siločiar. 5.5. Opísať a ilustrovať vlastnosti dvoch tyčových magnetov - Priblíž k sebe dva magnety súhlasnými a potom nesúhlasnými pólmi. Opíš a vysvetli, čo pozoruješ. - Ako určíš póly magnetu, ktorý nie je označený, pomocou magnetky a ako pomocou druhého označeného magnetu? - K stredu oceľovej tyče priblížime magnet. Magnet tyč odpudzuje. Je tyč zmagnetizovaná? 5.6. Charakterizovať a pokusom ilustrovať existenciu magnetického poľa v okolí magnetu - Navrhni a uskutočni pokus, ktorým sa presvedčíš o existencii magnetického poľa tyčového magnetu. - Zaves sponku na niť a približuj ju k tyčovému magnetu. Urči, v akej vzdialenosti magnetického poľa od sponky sa ešte badateľne prejaví účinok magnetického poľa na sponku. - Na sklenú platňu polož zopár klinčekov. Pohybuj pod platňou pólom tyčového magnetu. Opíš, čo pozoruješ. Vysvetli jav. 5.7. 13. Znázorniť magnetické pole magnetickými indukčnými čiarami - Načrtni indukčné čiary magnetického poľa v prípadoch vyznačených na obr. 11.
obr. 11 - Vyznač na obr. 12 magnetické póly magnetu a zakresli, ako sa ustáli malá magnetka v bodoch A, B, C. Nákres zdôvodni. obr. 12 5.8. Určiť severný a južný magnetický pól a zemepisné póly Zeme - K akému magnetu možno prirovnať Zem? - Kde sa nachádzajú magnetické póly Zeme? - Prečo sa magnetka na danom mieste Zeme ustáli vždy v tom istom smere? - Ukazuje severný pól magnetky presne na sever? Vysvetli. - Skús vysvetliť, prečo sú v niektorých zemepisných atlasoch označené magnetické póly Zeme súhlasne s jej zemepisnými pólmi. - Urči pomocou kompasu svetové strany vo vašej triede. 5.9. Určiť podmienky prechodu elektrického prúdu obvodom - Ktoré podmienky musia byť splnené, aby obvodom prechádzal elektrický prúd? - Prečo neprechádza elektrický prúd v obvodoch na obr. 13? obr. 13 - Žiarovka v obvode nesvieti. Zisti prečo a odstráň závadu. 5.10. Nakresliť pomocou schematických značiek nerozvetvený a rozvetvený elektrický obvod - Nakresli schému elektrického obvodu zloženého z batérie elektrických článkov, elektrického zvončeka, spínača a spojovacích vodičov. - Nakresli schému elektrického obvodu zostaveného z batérie
elektrických článkov, spínača a dvoch rovnakých žiaroviek zapojených a) za sebou, b) vedľa seba. - Na obr. 14 je schéma elektrického obvodu s jednou žiarovkou a spínačmi (1) a (2). V polohe spínačov podľa obrázku žiarovka nesvieti. Nakresli schému, podľa ktorej a) rozsvietiš žiarovku spínačom (1), b) zhasneš žiarovku spínačom (2). obr. 14 5.11. Zapojiť podľa schémy nerozvetvený a rozvetvený elektrický obvod - Podľa schém v úlohách k 5.10 zostav elektrický obvod. Ako zistíš v jednotlivých prípadoch, či obvodom prechádza elektrický prúd? - V obvode na obr. 15 sú zapojené tri rovnaké žiarovky. Žiarovka (3) sa prepáli. Ktoré žiarovky budú ďalej svietiť? Vysvetli. obr. 15 - V obvode na obr. 16 sú zapojené štyri rovnaké žiarovky. Ktorou z nich prechádza najväčší elektrický prúd? Vysvetli. obr. 16 - Žiarovka (1) zapojená podľa obrázka v predchádzajúcej úlohe sa prepáli. Ktoré žiarovky budú svietiť ďalej? Vysvetli. - Priprav na používanie vreckový lampáš (je bez žiarovky a bez batérie). - Zapoj osvetlenie na bicykli. 5.12. Opísať vedenie elektrického prúdu v kovoch - Vysvetli, čo znamená, že kovovým vodičom prechádza elektrický prúd. - Ako sa líši od seba pohyb voľných elektrónov v kovovom vodiči v elektrickom obvode, ak je spínač otvorený a ak je uzavretý?
5.13. Triediť vybrané pevné telesá na elektrické vodiče a izolanty - Aký je rozdiel medzi elektrickým vodičom a izolantom? Uveď príklady týchto látok. - Dotýkaj sa predmetmi z rôznych látok, ktoré držíš v ruke, zelektrizovaného elektroskopu. Ako zistíš, či je látka vodič alebo izolant? - Ukáž pomocou elektroskopu, že tuha je vodič a suchý papier izolant. - Je ľudské telo vodivé? Predveď to pomocou plastového pravítka a malých papierikov. - Prečo sa elektrické vedenie v dome robí z medených alebo hliníkových drôtov? - Z akých látok sa musia vyrábať ochranné kryty a držadlá náradia, ktoré používajú elektromontéri alebo údržbári elektrických zariadení? Povedz aspoň dva príklady takýchto látok. 5.14. Pokusne dokázať existenciu magnetického poľa cievky s prúdom - Urob a opíš pokus, ktorým ukážeš, že v okolí cievky, ktorou prechádza elektrický prúd, je magnetické pole. 5.15. Opísať elektromagnet, vysvetliť jeho princíp a praktické využitie - Z akých častí sa skladá elektromagnet? - V čom sa líši elektromagnet od trvalého magnetu? - Vysvetli princíp činnosti elektromagnetu na príklade elektrického zvončeka. - Prečo je výhodné používať elektromagnet na prenášanie predmetov z magneticky mäkkej ocele? Prečo sa takto nemôžu prenášať predmety z magneticky tvrdej ocele? - Povedz príklady využitia elektromagnetu. 5.16. Zostaviť jednoduchý elektromagnet, určiť jeho magnetické póly - Zostav jednoduchý elektromagnet. - Ako sa presvedčíš o magnetickom poli elektromagnetu? - Ako určíš severný a južný pól elektromagnetu pomocou magnetky? - Urči póly elektromagnetu na obr. 17: obr. 17 5.17. Porovnať trvalý magnet a elektromagnet - Prečo sa na zhotovovanie trvalých magnetov používa tvrdá oceľ a na zhotovovanie elektromagnetov mäkká? - Uveď výhody elektromagnetu v porovnaní s trvalým magnetom. 5.18. Experimentálne overiť a odmerať veľkosť elektrického prúdu
v jednoduchom a rozvetvenom elektrickom obvode - Merací rozsah miliampérmetra je 50 ma. Stupnica má 25 dielikov. Akému prúdu zodpovedá 1 dielik (5 dielikov, 15 dielikov)? Aký prúd sme namerali, ak sa ukazovateľ na stupnici ampérmetra ustálil medzi 10. a 11. dielikom, bližšie k 11. dieliku? - Zostav elektrický obvod podľa schémy na obr. 18: obr. 18 - Pripoj ampérmeter najprv do nerozvetvenej časti obvodu a potom postupne do jednej a druhej vetvy so žiarovkami. Zapíš správne nameranú hodnotu prúdu. Čo si zistil o veľkosti elektrického prúdu v jednotlivých prípadoch? Vysvetli. - Ak každou žiarovkou na obrázku v predchádzajúcej úlohe prechádza elektrický prúd napr. 0,45 A, aký prúd prechádza ampérmetrom zapojeným v nerozvetvenej časti obvodu? 5.19. Riešiť úlohy s využitím vzťahu na výpočet veľkosti elektrického prúdu - Opíš, kedy prechádza vodičom stály prúd 1 ampér. - Vyjadri veľkosť elektrického prúdu 0,12 A v ma a µa. - Aký veľký elektrický prúd prechádza vodičom, ak prierezom vodiča prejde za minútu náboj 30 C (60 mc)? - Vodičom prechádza elektrický prúd s veľkosťou 0,5 A. Aký veľký elektrický náboj prejde prierezom vodiča za 4 s? Koľko je to elektrónov? - Za aký čas prejde prierezom vodiča elektrický náboj s veľkosťou 1 µc, ak vodičom prechádza elektrický prúd 1,5 A (3 ma)? - Výhrevnou špirálou žehličky prechádza prúd 5 A. Aký prúd prechádza šnúrou, ktorá spája žehličku so zásuvkou? 5.20. Opísať, vysvetliť a experimentálne overiť vedenie elektrického prúdu v kvapalinách - Prečo kryštalická kuchynská soľ nevedie elektrický prúd? - Prečo vodný roztok kuchynskej soli vedie elektrický prúd? - Čím je tvorený elektrický prúd v kvapalinách? - Opíš vedenie elektrického prúdu vo vodnom roztoku modrej skalice. Vysvetli, čím sa líši od vedenia elektrického prúdu v kovových vodičoch. - Zostav elektrický obvod z batérie elektrických článkov, žiarovky, spínača a elektród ponorených do destilovanej vody. Žiarovka nesvieti. Prečo? Čo urobíš, aby žiarovka svietila? - Prečo je nebezpečné pri upratovaní utierať elektrickú zásuvku mokrou handrou, alebo používať elektrický sušič
vlasov, či prenosný elektrický ohrievač v kúpelni? 5.21. Opísať vedenie elektrického prúdu v plynoch - Čím je tvorený elektrický prúd v plynoch? - Uveď aspoň dva spôsoby, ako sa môžu molekuly plynu obsiahnuté vo vzduchu rozštiepiť na voľné elektróny a kladné ióny. - Porovnaj vedenie elektrického prúdu vo vzduchu pri atmosférickom tlaku a v kovovom vodiči. 5.22. Vysvetliť vznik blesku pri búrke a ochranu pred ním - Vysvetli vznik blesku medzi mrakom s kladným elektrickým nábojom a vysokým stromom. - Na čo slúži bleskozvod? Čo by sa stalo pri búrke, keby bolo vodivé spojenie s povrchom Zeme prerušené? - Si na veľkej lúke, na ktorej sú kôpky sena, stoh slamy, niekoľko stromov, pod ktorými máš odložený bicykel. Priženie sa búrka. Čo urobíš? Odpoveď odôvodni. 5.23. Opísať vedenie elektrického prúdu v polovodičoch - Ako vzniká elektrický prúd v polovodičoch? - V čom sa líši vedenie elektrického prúdu v kovoch a v čistých polovodičoch? - Ako vznikne z kryštálu germánia polovodič typu N? Čo tvorí elektrický prúd v polovodiči typu N? - Ako vznikne z kryštálu germánia polovodič typu P? Čo tvorí elektrický prúd v polovodiči typu P? - Vysvetli, prečo môže polovodič typu P viesť elektrický prúd, aj keď neobsahuje voľné elektróny. 5.24. Riešiť úlohy s využitím vzťahu na výpočet napätia - Vysvetli, kedy je medzi svorkami spotrebiča v obvode napätie 1 V. - Vyjadri veľkosť elektrického napätia 200 mv vo V, kv, MV. - Aké veľké napätie je medzi dvoma bodmi poľa, ak sa pri premiestnení náboja 20 C vykoná práca 2000 J? - Akú veľkú prácu vykonáme pri premiestnení náboja 10 µc medzi dvoma bodmi elektrického poľa, medzi ktorými je napätie 500 V? - Medzi dvoma izolovanými vodičmi je napätie 2 kv. Aký veľký náboj bol prenesený, ak sa vykonala práca 0,01 J? 5.25. Odmerať veľkosť elektrického napätia v obvode - Voltmeter má meracie rozsahy 60 V, 30 V, 12 V s jedinou stupnicou delenou na 60 dielikov. Akému napätiu zodpovedá 10 dielikov stupnice v jednotlivých prípadoch? - Odmeraj voltmetrom veľkosť elektrického napätia medzi svorkami žiarovky v obvode zloženého zo zdroja napätia, žiarovky a spínača. Nameranú hodnotu správne zapíš. - Dva rovnaké elektrické články, z ktorých každý má napätie
1,5 V, zapojíme podľa schémy na obr. 19: obr. 19 - Je výsledné napätie napätie väčšie, rovnaké alebo menšie ako napätie jedného článku? Over správnosť úvahy meraním. 5.26. Odmerať hodnoty prúdu a elektrického napätia na rezistore, z nameraných hodnôt zostrojiť graf priamej úmernosti medzi prúdom a napätím, čítať a interpretovať graf - Odmeraj, ako závisí prúd prechádzajúci rezistorom od napätia medzi svorkami rezistora. Použi aspoň 5 rôznych hodnôt napätia. Výsledok vyjadri grafom. - Graf na obr. 20 znázorňuje závislosť prúdu I, ktorý prechádza rezistorom, od napätia U medzi svorkami rezistora. Urči z grafu, aký prúd bude prechádzať rezistorom pri napätí 12 V. Urči odpor rezistora. obr. 20 Na obr. 21 sú grafy závislosti prúdu od napätia pre dva rezistory: obr. 21 Urči z grafu a) veľkosť elektrických napätí medzi koncami rezistora I a rezistora II, ak každým z nich prechádza prúd s veľkosťou 0,4 A b) veľkosť prúdov prechádzajúcich rezistorom I a rezistorom II, ak je medzi koncami každého z nich napätie 30 V
c) veľkosť odporu rezistora I a rezistora II. 5.27. Riešiť úlohy a fyzikálne situácie s využitím vzťahu na výpočet elektrického odporu - Kedy má vodič odpor s veľkosťou 1 Ω. - Vyjadri odpor 5 Ω v kω a MΩ. - Dva drôty medený a železný majú rovnakú dĺžku a prierez. Ktorý z nich má väčší odpor? - Dva medené vodiče majú rovnakú dĺžku, jeden je tenký, druhý hrubý. Ktorý z nich má väčší odpor? - Keď v lampe použiješ žiarovku A, prechádza ňou väčší prúd, ako keď použiješ žiarovku B. Ktorá žiarovka má väčší odpor? - Namiesto rezistora s odporom 200 Ω zapojíme do obvodu rezistor s odporom 100 Ω. Zväčší sa prúd, ktorý prechádza rezistorom, alebo zmenší? Koľkokrát? - V obvode je zapojený rezistor a monočlánok. Ako sa zmení veľkosť prúdu, ktorý prechádza rezistorom, keď do obvodu namiesto monočlánku zapojíme plochú batériu? - Pri napätí 230 V prechádza žehličkou prúd 5 A. Aký je odpor žehličky? - Spotrebičom s odporom 1 kω prechádza prúd s veľkosťou 3 ma. Urči veľkosť napätia na svorkách spotrebiča. - Meraním sa zistilo, že spotrebičom prechádza prúd s veľkosťou 0,16 A pri napätí 4,0 V na jeho svorkách. Aký veľký prúd prechádza tým istým spotrebičom, ak je na jeho svorkách napätie 12 V? - Na žiarovke je údaj 4 V/0,05 A. Vysvetli, čo znamená tento údaj. Vieš podľa neho vypočítať odpor žiarovky? Môžeme pripojiť žiarovku k batérii s napätím 8 V? Odpoveď zdôvodni. - V jednoduchom obvode na obr. 22 sú dva rezistory zapojené za sebou: obr. 22 - Ako sa zmení prúd, ktorý prechádza obvodom, keď tieto rezistory zapojíš vedľa seba? 5.28. Aplikovať vzťah na výpočet elektrického príkonu pri riešení úloh - Zoraď nasledujúce spotrebiče podľa ich príkonu: mixér, elektrická rúra, žiarovka. - Aký prúd prechádza žiarovkou 230 V/40 W, ak je pripojená