"Rozvoj vědy a pokrok poznání se stávají stále obtížnější. Na experimentování již nestačí zápalky a sláma." Richard Philips Feynman
Tato publikace vznikla díky operačnímu programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost v projektu Zavedení inovačních metod do výuky přírodních věd (CZ.1.07/1.1.16/01.0069), který byl realizován v letech 2012–2014 na Gymnáziu a ZUŠ Šlapanice.
KVINTA
OBSAH CHEMIE Ch-V-1 Pozorování změny pH při ředění silné kyseliny Ch-V-2 Určení pH roztoků různých solí
7 11
FYZIKA F-V-1 Okamžitá rychlost
17
F-V-2 Zrychlení na nakloněné rovině
21
F-V-3 Klidová třecí síla
25
F-V-4 Práce
29
F-V-5 Zákon zachování energie
33
F-V-6 Tlak pod hladinou kapaliny
37
F-V-7 Vztlaková síla
41
KVINTA
4
KVINTA
Chemie
5
KVINTA
6
KVINTA – CHEMIE Autor: Radmila Poláčková
Ch-V-1 Pozorování změny pH při ředění silné kyseliny
Úkol:
Ch-V-1 Pozorování změny pH při ředění silné kyseliny
Třída:
kvinta
Úkol: Pozorování změn pH při ředění silné kyseliny pomocí sondy PH-BTA Pomůcky: datalogger LabQuest, senzor Vernier PH-BTA, zkumavky, stojan, držák, křížová svorka, střička s vodou, vzorek 0,01M roztoku HCl, pipeta, pipetovací balonek
Sonda PH-BTA
LabQuest
Teorie: pH, neboli vodíkový exponent je číslo, kterým se v chemii vyjadřuje, zda má roztok kyselou, nebo zásaditou reakci. Jde o logaritmickou stupnici s hodnotami 0–14, přičemž neutrální voda má za standardních podmínek pH rovno 7, kyseliny menší než 7 a zásady větší než 7. Hodnota pH je definována jako záporný dekadický logaritmus aktivity oxoniových kationtů. U zředěných roztoků se aktivita oxoniových iontů blíží hodnotě jejich koncentrace, tak lze odvodit následující:
pH = log a H O - obecná rovnice 3
( a = aktivita oxoniových iontů)
pH = log cH O - aproximovaná rovnice 3
Měřením bylo zjištěno, že v 107 litrech vody je – za standardních podmínek – obsažen 1 mol OH- a 1 mol H+ ve formě H3O+. Popsaný děj je autoprotolýza vody a lze jej charakterizovat na základě rovnovážné konstanty K, ze které lze odvodit Kv – iontový součin vody.
7
KVINTA – CHEMIE
Ch-V-1 Pozorování změny pH při ředění silné kyseliny
Rovnice autoprotolýzy vody: 2H2O ↔ H3O+ + OH-
Vztah pro rovnovážnou konstantu reakce:
H O OH ,
K=
3
H 2O
2
K .H 2O = H 3O OH , 2
Kv= K H 2O
2
Vztah pro iontový součin vody:
Kv= H 3O OH , po dosazení KV 1,0 107 1,0 107 1,0 1014
Postup: 1. Zkumavky označte čísly 1 až 5. 2. Do zkumavky č. 1 odměřte pipetou 10 ml 0,01 M roztoku HCl. 3. Do zkumavky č. 2 odměřte 1 ml 0,01 M roztoku HCl a přidejte 9 ml destilované vody a důkladně promíchejte. 4. Do zkumavky č. 3 odeberte 1 ml roztoku ze zkumavky č. 2 a přidejte 9 ml destilované vody. Důkladně promíchejte. 5. Do zkumavky č. 4 odměřte 1 ml roztoku ze zkumavky č. 3 a přidejte 9 ml destilované vody. 6. Do páté zkumavky odměřte 1 ml roztoku ze zkumavky č. 4 a 9 ml destilované vody. 7. Sondu PH-BTA připevněte držákem na stojan a připojte k LabQuestu. Zapněte LabQuest, na displeji se objeví hodnota pH ukládacího roztoku. 8. Sondu vysuňte z ukládacího roztoku, opláchněte vodou, lehce otřete a ponořte do zkumavky č. 1. 9. Po ustálení odečtěte hodnotu pH. 10. Postup opakujte pro roztoky ve všech zkumavkách. 11. Před každým měřením sondu opláchněte vodou a osušte. 12. Hodnoty zaznamenávejte do tabulky. 8
KVINTA – CHEMIE
13. Na závěr čidlo opláchněte vodou a uložte do lahvičky s ukládacím roztokem.
9
KVINTA – CHEMIE
10
KVINTA – CHEMIE Autor: Radmila Poláčková
Ch-V-2 Určení pH roztoků různých solí
Úkol:
Ch-V-2 Určení pH roztoků různých solí
Třída:
kvinta
Úkol: Zjišťování pH roztoků různých solí Pomůcky: Datalogger LabQuest, sonda Vernier PH-BTA, zkumavky, stojan, držák, křížová svorka, střička s vodou, pipeta, pipetovací balonek, vzorky roztoků solí 0,1M NaCl, 0,1 M CH3COONa, 0,1 M NH4Cl, 0,1 M NaHCO3
Sonda PH-BTA
LabQuest
Teorie: pH, neboli vodíkový exponent je číslo, kterým se v chemii vyjadřuje, zda má roztok kyselou, nebo zásaditou reakci. Jde o logaritmickou stupnici s hodnotami 0–14, přičemž neutrální voda má za standardních podmínek pH rovno 7, kyseliny menší než 7 a zásady větší než 7.
Ionizace solí: Při rozpouštění solí ve vodě dochází k jejich ionizaci. Např.: NaCl → Na+ + Cl¯ NH4Cl → NH4+ + Cl¯ Na2CO3 → 2Na+ + CO32-
Vzniklé ionty mohou v některých případech reagovat s molekulami rozpouštědla. Tento děj se nazývá hydrolýza kationtu, popř. aniontu.
11
KVINTA –CHEMIE
Ch-V-2 Určení pH roztoků různých solí
Hydrolýza kationtu: Pokud je hydroxid, ze kterého kation pochází slabou zásadou (K B << 1), bude probíhat následující reakce: M+ + 2H2O → MOH + H3O+ V roztoku tedy dochází ke zvýšení koncentrace oxoniových kationtů, což má za následek zvýšení kyselosti roztoku, tedy snižování pH. Hydrolýza aniontu: Podobně jako kationty mohou s vodou reagovat i anionty. Pokud anion pochází ze slabé kyseliny (KA << 1), bude v roztoku probíhat následující reakce: B¯ + H2O → HB + OH¯ Při hydrolýze aniontů dochází ke zvýšení koncentrace hydroxidových aniontů v roztoku, a tedy ke zvyšování bazicity roztoku a tím ke zvyšování pH. Z toho tedy vyplývá následující: Ve vodném roztoku soli silné kyseliny a silné zásady nedochází k hydrolýze ani kationtu, ani aniontu, které vznikly při disociaci soli. Ve vodném roztoku soli slabé kyseliny a silné zásady bude docházet k hydrolýze aniontu, což povede k zásadité reakci roztoku. Ve vodném roztoku soli slabé zásady a silné kyseliny bude docházet k hydrolýze kationtu, což povede ke kyselé reakci roztoku. Postup: 1. Zkumavky označte čísly 1 až 4. 2. Do zkumavky č. 1 odměřte pipetou 10 ml 0,1 M roztoku NaCl. 3. Do zkumavky č. 2 odměřte 10 ml 0,1 M roztoku CH3COONa. 4. Do zkumavky č. 3 odměřte 10 ml 0,1 M roztoku NaHCO3. 5. Do zkumavky č. 4 odměřte 10 ml 0,1 M roztoku NH4Cl. 6. Sondu PH-BTA připevněte držákem na stojan a připojte k LabQuestu. 7. Zapněte LabQuest, na displeji se objeví hodnota pH ukládacího roztoku. 8. Sondu vysuňte z ukládacího roztoku, opláchněte vodou, lehce otřete a ponořte do zkumavky č. 1.
12
KVINTA – CHEMIE 9. Po ustálení odečtěte hodnotu pH. 10. Postup opakujte pro roztoky ve všech zkumavkách. 11. Před každým měřením sondu opláchněte vodou a osušte. 12. Hodnoty zaznamenávejte do tabulky.
13. Na závěr čidlo opláchněte vodou a uložte do lahvičky s ukládacím roztokem.
13
KVINTA –CHEMIE
14
KVINTA
Fyzika
15
KVINTA
16
KVINTA – FYZIKA Autor: Jiří Gončár
F-V-1 Okamžitá rychlost
Úloha:
F-V-1 Okamžitá rychlost
Třída:
kvinta
Úkol: Sestrojte graf závislosti dráhy na čase nerovnoměrného přímočarého pohybu a určete okamžitou rychlost ve vybraných momentech. Pomůcky: LabQuest 2, Motion detector 2 (čidlo pohybu), software LoggerPro, notebook Obr. 1
Teorie: Okamžitá rychlost je rovna průměrné rychlosti v malém časovém okamžiku,
(kde
by měl být co nejmenší, tj. jdoucí k nule).
Postup: 1. LabQuest 2 zapněte a připojte k němu Motion detector 2 (obr. 1), na jehož přepínači navolte volbu člověk (vpravo). 2. Motion detector 2 můžete umístit na lavici nebo podržet v ruce, ale mřížka s čidlem (a svítící diodou) musí během měření směřovat na pohybující se těleso. 3. Na dotykovém displeji LabQuestu 2 navolte záznam do grafu a stisknutím zeleného tlačítka ve tvaru šipky spusťte měření. 4. Nyní se jeden z dvojice musí nerovnoměrným pohybem vzdalovat od čidla
17
KVINTA – FYZIKA
F-V-1 Okamžitá rychlost pohybu (pokud budete již daleko, můžete se i přibližovat). Na displeji LabQuestu 2 se vykreslí graf závislosti vzdálenosti (od čidla) na čase. Druhého grafu si zatím nevšímejte. Pokud je graf v pořádku, pak jej uložte do přístroje přes Soubor, Uložit (viz obr. 2). Pozn. 1: pokud graf vykazuju nezvyklé výkyvy v měřené vzdálenosti, měření opakujte. Pozn. 2: nutno naměřit nerovnoměrný pohyb – polopřímka v grafu není dobrý výsledek.
Obr. 2
5. Připojte LabQuest 2 k počítači a spusťte program Logger Pro. Zvolte Soubor, Prohlížeč souborů v LabQuestu a Otevřít (obr. 3).
Obr. 3
6. Po načtení souboru budete odečítat z grafu závislosti vzdálenosti na čase vždy dvojice hodnot. Zvolte Analýza a Odečet hodnot. Za pomoci myši můžete odečítat hodnoty, popř. za využití tabulky vlevo na obrazovce (viz obr. 4). Veškeré hodnoty je nutno poznačit do připraveného pracovního listu. 18
KVINTA – FYZIKA
7. Vyberte si čtyři libovolné časové intervaly, nejlépe v průběhu každé sekundy jeden, a vypočítejte průměrnou rychlost v jejich průběhu.
Obr. 4
Nezapomeňte, že
by mělo být co nejmenší (0,05–0,10 s)!
19
KVINTA – FYZIKA
20
KVINTA – FYZIKA Autor: Jiří Gončár
F-V-2 Zrychlení na nakloněné rovině
Úkol:
F-V-2 Zrychlení na nakloněné rovině
Třída:
kvinta
Úkol: Experimentálně ověřte teoreticky vypočtené zrychlení tělesa na nakloněné rovině. Pomůcky: LabQuest 2, Motion detector 2 (čidlo pohybu), software LoggerPro, notebook, dráha pro vozíčky, vozíček, pravítko
Teorie: Tíhová síla působící na těleso na nakloněné rovině se rozkládá na 2 složky.
Jedna složka působí kolmo na podložku (FN), je kompenzovaná reakcí podložky a způsobuje vznik smykového tření. Druhá složka působí rovnoběžně s nakloněnou rovinou směrem dolů (F). Tato složka způsobuje zrychlení tělesa, které lze vyjádřit takto:
přičemž se zanedbávají odporové a třecí síly, které působí proti směru pohybu tělesa.
21
KVINTA – FYZIKA
F-V-2 Zrychlení na nakloněné rovině
Postup: 1. Sestavte dráhu na vozíčky, upevněte zarážku na spodním konci, připevněte sonar na spodním konci a přimontujte nožičky.
2. Na jednom konci dráhu podložte a pomocí pravítka změřte rozdíl výšek horní a spodní části dráhy, abyste mohli určit sklon dráhy. 3. V notebooku spusťte program LoggerPro, zapněte LabQuest2 a poté připojte sonar. Smažte grafy na obrazovce a klikněte na volbu Vložit a Graf. Vzniklý graf závislosti zrychlení na čase si zvětšete přes celou obrazovku. 4. Nahoře klikněte na volbu Nastavení a Nastavení grafu. V nastavení osy y pak zvolíme hranice +2 m/s2 a -2 m/s2. Dále klikněte na volbu Experiment a Sběr dat. Nastavte 5 měření za sekundu.
5. Mezerníkem spusťte měření a pošlete vozíček vzhůru po nakloněné rovině. Pokud se měření nezdařilo, opakujte jej, dokud nemáte uspokojivé výsledky. Pozor: Vozíček nesmí vyjet z dráhy ani narazit do zarážky! 6. Z tabulky vlevo na monitoru nebo z grafu odečtěte hodnotu zrychlení.
22
KVINTA – FYZIKA Pozor: Na konci a na začátku pohybu je zrychlení způsobené zrychlováním a zpomalování vozíčku rukou!
7. Odečtenou hodnotu zapište do pracovního listu, kam také spočítejte sklon nakloněné roviny a dopočítejte zrychlení “teoretické“. 8. Změňte sklon nakloněné roviny a měření opakujte. 9. Na druhou stranu protokolu vytiskněte jeden z grafů.
23
KVINTA – FYZIKA
24
KVINTA – FYZIKA Autor: Jiří Gončár
F-V-3 Klidová tře cí síla
Úloha:
F-V-3 Klidová třecí síla
Třída:
kvinta
Úkol: 1. Změřte velikost klidové třecí síly a ověřte, že velikost třecí síly závisí na materiálu a úpravě třecích ploch. 2. Určete průměrnou a relativní odchylku obou měření. Pomůcky: LabQuest 2, siloměr Vernier, software LoggerPro, notebook
Teorie: Pokud se těleso pohybuje po podložce, pak mezi stykovými plochami vzniká třecí síla. Směr této síly je vždy proti směru pohybu tělesa. Velikost síly závisí na materiálu a úpravě obou ploch a velikosti kolmé tlakové síly. Třecí síla vzniká, i když se těleso nepohybuje. Její směr je proti případnému pohybu tělesa. Klidová třecí síla je pak větší než třecí síla při pohybu.
Dle 1. Newtonova zákona těleso setrvává v klidu nebo v rovnoměrně přímočarém pohybu, pokud je výslednice sil na něj působících nulová.
Pokud působíme silou na těleso, které je v klidu na podložce, a sílu postupně lehce zvyšujeme, nastane okamžik, kdy se těleso uvede do pohybu. Z časového záznamu síly pak můžeme určit velikost síly těsně před uvedením do pohybu – získáme maximální velikost klidové třecí síly.
25
KVINTA – FYZIKA
F-V-3 Klidová třecí síla
Postup: 1. K notebooku připojte zapnutý LabQuest 2 a k tomu pak připojte siloměr Vernier. Siloměr s tělesem umístěte na vybranou podložku.
2. Spusťte program LoggerPro, počkejte, až se připojí siloměr, poté ve volbě Nastavení, Nastavení grafu nastavte na ose y rozsah od 0 N do +3 N, na ose x pak od 0 s do +5 s.
Dále ve volbě Experiment vyberte možnost Sběr dat a nastavte dobu měření 5 sekund a vzorkovací frekvenci 10 Hz.
26
KVINTA – FYZIKA 3. Siloměr spojte s tělesem a začněte působit silou na těleso, které je v klidu na podložce. Sílu postupně lehce zvyšujte, než nastane okamžik, kdy se těleso uvede do pohybu. 4. Z časového záznamu síly pak určete velikost síly těsně před uvedením do pohybu – získáte maximální velikost klidové třecí síly. Hodnotu síly pak zapište do tabulky v pracovním listu.
5. Měření zopakujte pro jiný povrch (celkem pro 2 různé povrchy). Pro oba povrchy měření opakujte 10krát a vypočítejte požadované odchylky.
27
KVINTA – FYZIKA
28
KVINTA – FYZIKA Autor: Gabriela Kokešová
F-V-4 Práce
Úloha:
F-V-4 Práce
Třída:
kvinta
Úkol:
Určete, jakou konáte práci, jestliže působíte silou na těleso a těleso koná rovnoměrný pohyb. Úlohu řešte: početně, s využitím grafu závislosti působící síly na dráze.
Pomůcky:
LabQuest, siloměr, sonar, notebook, těleso
Teorie:
Těleso koná práci, jestliže působí silou F na jiné těleso a působením této síly ho přemisťuje po dráze s.
Jestliže se velikost síly nemění a tato síla působí ve směru pohybu, lze vykonanou práci vypočítat ze vztahu:
Postup:
1. Sestavte následující zařízení pro měření:
2. Připojte sonar a siloměr k LabQuestu, rozsah měření na siloměru nastavte na 10 N, na sonaru zvolte symbol vozíčku. Propojte LabQuest s počítačem a spusťte program LoggerPro.
29
KVINTA – FYZIKA
F-V-4 Práce
3. Proveďte nastavení programu: - odstraňte graf závislosti rychlosti na čase - změňte nastavení zbývajících grafů: a) označte 1. graf a v záložce Nastavení zvolte Nastavení grafu. Zvolte „nespojovat body“ a v nastavení os změňte rozsah měření síly na 0–0,5 N.
b) Označte graf 2 a v záložce Nastavení zvolte Nastavení grafu. Zvolte „nespojovat body“ a změňte nastavení os. Na osu y zvolte sílu a změňte rozsah měření na 0–1 N, na osu x zvolte polohu a rozsah měření změňte na 0–0,5 m.
30
KVINTA – FYZIKA Upravte sběr dat pomocí ikony
na liště následovně:
Trigger umožní měření až od začátku pohybu tělesa. 4. Vyzkoušejte několikrát pohybovat tělesem rovnoměrně přímočaře. 5. Postavte těleso před sonar aspoň do vzdálenosti 20 cm a vynulujte pomocí tlačítka
na liště siloměr i sonar.
6. Spusťte mezerníkem měření a pohybujte tělesem rovnoměrně přímočaře. 7. Zapište naměřené hodnoty do tabulky, hodnoty zaokrouhlete na 2 desetinná místa, určete průměrnou hodnotu působící síly. 8. Vypočítejte vykonanou práci. 9. Určete vykonanou práci jako obsah plochy pod křivkou v grafu F = f(s). Tento výpočet umožňuje program LoggerPro. Na liště použijte tlačítko
. V grafu se
objeví vybarvená plocha a její obsah. Hodnotu zapište a porovnejte s hodnotou určenou výpočtem. Graf vytiskněte. Před tiskem grafu změňte jeho barvu (kliknutím pravým tlačítkem na graf zvolte nastavení sloupce síla)!
31
KVINTA – FYZIKA
32
KVINTA – FYZIKA Autor: Jiří Gončár
F-V-5 Zákon zachování energie
Úloha:
F-V-5 Zákon zachování energie
Třída:
kvinta
Úkol: Experimentálně určete, jaká část mechanické energie se při odrazu míče změní na energii vnitřní. Pomůcky: LabQuest 2, motion detector Vernier, software LoggerPro, notebook, míč
Teorie: Zákon zachování energie (ZZE): Celková energie soustavy je konstantní. Zákon zachování mechanické energie (ZZME): Celková mechanická energie soustavy je konstantní.
Při odrazu míče od podložky platí ZZE, nikoli však ZZME. Při každém odrazu se část energie mechanické přemění na energii vnitřní. Z rozdílu maximální výšky míče před a po odrazu lze určit úbytek potenciální energie, který je roven přírůstku energie vnitřní. (
)
Hodnoty h1, h2, h3… lze získat měřením. Tyto hodnoty představují vzdálenost míče od detektoru, avšak pokud je k nim přičten poloměr míče, pak jde o vzdálenosti těžiště míče od podložky. Jak velká část mechanické energie se během odrazu přemění na energii vnitřní (v procentech) lze vyjádřit zápisem: ( (
33
) )
KVINTA – FYZIKA
F-V-5 Zákon zachování energie
Postup: 1. Motion detector Vernier propojte s LabQuestem a notebookem. Motion detector umístěte na hranu stolu, čidlem dolů (viz obrázek). 2. Spusťte program LoggerPro (počkejte, až se připojí siloměr) a ve volbě Nastavení, Nastavení grafu nastavte na ose y rozsah od 0,7 m do -0,1 m. (horní a dolní rozsah je záměrně prohozen). Na ose x pak nastavte rozsah od 0 s do +4 s.
Dále ve volbě Experiment vyberte možnost Sběr dat a nastavte dobu měření na 4 sekundy a vzorkovací frekvenci na 20 Hz.
3. Poté umístěte míč přibližně 20 cm pod motion detector, přidržte a stisknutím Ctrl+0 vynulujte měřič.
34
KVINTA – FYZIKA 4. Stisknutím mezerníku spusťte měření a upusťte míč. Měli byste získat výsledky podobné těm na následujícím grafu. V případě neúspěchu měření několikrát zopakujte.
5. Pomoci volby Analýza a Odečet hodnot získáte hodnoty h1, h2, h3… Zkuste získat co nejvíce hodnot. Pozn.: Pro výpočet přeměny energie musíte hodnoty h1, h2, h3… zvětšit o poloměr míče! 6. Hodnoty zapište do pracovního listu a u každého odrazu určete, jak velká část mechanické energie se přeměnila na energii vnitřní (vyjádřeno v %).
35
KVINTA – FYZIKA
36
KVINTA – FYZIKA Autor: Jiří Gončár
F-V-6 Tlak pod hladinou kapaliny
Úloha:
F-V-6 Tlak pod hladinou kapaliny
Třída:
kvinta
Úkol: Sestrojte závislost tlaku pod hladinou kapaliny na hloubce pod volnou hladinou vody a technického lihu. Pomůcky: LabQuest 2, senzor tlaku Vernier s hadičkou, software LoggerPro, notebook, odměrný válec, voda, technický líh, dlouhé pravítko
Teorie: Jestliže se kapalina nachází v gravitačním poli, pak je ovlivněna gravitační silou a horní vrstvy kapaliny působí silou na vrstvy spodní. Spodní vrstvy jsou pak vystaveny většímu tlaku. Velikost hydrostatického tlaku lze vyjádřit vztahem:
K hydrostatickému tlaku je však nutno vždy připočítat aktuální atmosférický tlak. Celkový tlak pod hladinou kapaliny pak bude:
37
KVINTA – FYZIKA
F-V-6 Tlak pod hladinou kapaliny
Postup: 1. K notebooku připojte zapnutý LabQuest2 a k němu pak tlakoměr Vernier. 2. Spusťte program LoggerPro a ve volbě Experiment vyberte možnost Sběr dat. Nastavte mód události se vstupy. Sloupec nazvěte hloubka, označte jej h a vyberte jednotky cm.
3. Dále ve volbě Nastavení zvolte Nastavení grafu. Na ose y nastavte rozsah od 98 do 101,5 kPa a na ose x od 0 cm do 25 cm.
4. Srovnejte si vodní hladinu ve válci s pravítkem. Měření proveďte vždy stisknutím tlačítka Zachovat a přitom ručně dopište hodnotu hloubky hadičky pod hladinou a to v centimetrech.
38
KVINTA – FYZIKA 5. První měření proveďte nad volnou hladinou (hloubka 0 cm) a poslední měření pak v 25 cm pod hadinou. Proveďte celkem 11 měření u každé úlohy.
6. Úlohy naměřte nejdříve pro vodu a poté pro technický líh. Všech 11 měření u každé úlohy zapište do pracovního listu. Oba grafy vytiskněte na druhou stranu pracovního listu.
39
KVINTA – FYZIKA
40
KVINTA – FYZIKA Autor: Jiří Gončár
F-V-7 Vztlaková síla
Úloha:
F-V-7 Vztlaková síla
Třída:
kvinta
Úkol: Vypočtěte objem a hustotu tělesa za pomocí Archimedova zákona. Pomůcky: LabQuest 2, siloměr Vernier, odměrný válec, akvárium, voda, technický líh, provázek, stojan, několik těles (5) různých velikostí a z různých látek (tělesa by neměla plavat ve vodě)
Teorie: Na těleso ponořené do kapaliny působí svisle vzhůru vztlaková síla. Vztlaková síla závisí na objemu ponořené části tělesa a hustotě kapaliny dle vztahu (1)
Pokud bude těleso zavěšeno na siloměr, pak siloměr ukáže velikost gravitační síly působící na toto těleso. Pokud bude těleso zavěšeno na siloměr a ponořeno do kapaliny, pak siloměr ukáže velikost výslednice F, kde: (2)
Pokud je známa hodnota Fvz, pak lze vypočítat objem tělesa ze vztahu (1) (těleso však musí být celé ponořené). Hustota se vypočítá dle vztahu:
41
PRIMA – FYZIKA
F-V-7 Vztlaková síla
Postup: 1. K LabQuestu připojte siloměr Vernier. 2. Siloměr upevněte na stojan (dle obrázku 2) a vynulujte jej (bez tělesa). 3. V LabQuestu vyberte volbu senzory a vynulovat. 4. Postupně zavěšujte závaží na siloměr a měřte gravitační sílu, kterou Země působí na tato tělesa (obr. 2). 5. Poté opět zavěšujte závaží na siloměr, avšak tentokrát je ponořte do kapaliny a změřte velikost výslednice F. 6. Vše zapište do tabulky v pracovním listě a pro každé měření dopočítejte V´, ρ a Fvz.
Obr. 2
42
Použitá literatura: [1] Přehled středoškolské chemie. 2. vyd. Praha: SPN, 1999, 365 s. ISBN 80-723-5108-7. [2] MAREČEK, Aleš. Chemie pro čtyřletá gymnázia: 1. díl. 3. oprav. vyd. Olomouc: Nakladatelství Olomouc, 1998, 240 s. ISBN 80-718-2055-5. [3] FLEMR, Vratislav, Bohuslav DUŠEK a Jiří POSPÍŠIL. Chemie pro gymnázia. 2. vyd. Praha: SPN - pedagogické nakladatelství, 2007, 119 s. ISBN 978-807-2353-699. [4] SVOBODA, Emanuel. Přehled středoškolské fyziky. 4. uprav. vyd. Praha: Prometheus, 2006, 531 s. ISBN 80-719-6307-0. [5] LEPIL, Oldřich. Fyzika aktuálně: příručka nejen pro učitele. 1. vyd. Praha: Prometheus, 2009, 207 s. ISBN 978-807-1963-813. [6] BEDNAŘÍK, Milan a Miroslava ŠIROKÁ. Fyzika pro gymnázia. 4. vyd., dotisk. Praha: Prometheus, 2011, 288 s. ISBN 978-807-1963-820.
Zdroje fotografií na obálce: [7] BOCK, Christoph. DNA (CC BY-SA). [fotografie] In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001-. Formát: 800 × 600 (upraveno). Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Methylace_DNA#mediaviewer/Soubor:DNA_methylation.jpg [8] AWESOMOMAN. Fire. [fotografie] In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001-. Formát: 1,944 × 2,896 (upraveno). Dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Fire.JPG [9] GERALT. Flash. [fotografie]. In: Pixabay.com [online]. Formát: 1046 × 2584 (upraveno). Dostupné z: http://pixabay.com/en/flash-night-thunderstorm-light-68920/.
KVINTA Redakce:
Mgr. Gabriela Kokešová, Mgr. Radmila Poláčková, Mgr. Miroslav Dvořák, Mgr. Jiří Gončár
Jazyková korektura: Mgr. Jaroslav Kotulán Fotografie: autoři úloh Návrh úvodní strany obálky: Pavlína Sikorová Grafická úprava: Mgr. Roman Ondrůšek Tisk: Marais, s.r.o. Vydalo: Gymnázium a ZUŠ Šlapanice, červen 2014 Náklad: 50 ks tiskem Zdarma digitálně na: http://www.prirodnivedymoderne.cz/cz/vyukove-materialy