Fizika verseny kísérletek

Fizika verseny kísérletek 7-8. évfolyam

7.2.5.1. kísérlet – Sűrűség mérése Eszközök: mérendő tárgyak, mérleg, mérőhenger, víz Mérd meg szabályos és szabálytalan alakú vas, réz és alumínium tárgyak (hengerek, hasábok, csavarok, nagyobb szegek, csavaranyák, stb.) tömegét mérleggel! Ezután merítsd őket mérőhengerben lévő vízbe, s határozd meg térfogatukat a kiszorított víz mérésével! A kapott eredményekből számítsd ki az anyagok sűrűségét, majd vesd össze a hivatalos táblázatbeli értékekkel! A sűrűség kiszámítása: 𝜌 = A tárgy anyaga

𝑚 𝑉

Tömege m (g)

Térfogata V (cm3)

Sűrűsége  = m/V (g/cm3)

A hivatalos és a mért adatok eltérése g/cm3 egységben: Anyag

Hivatalos sűrűség érték (g/cm3)

vas

7,8

réz

8,96

Mért sűrűség érték (g/cm3)

Eltérés

aliumínium

2,7

7.2.5.2. kísérlet - A víz és más anyagok sűrűségének összehasonlítása Eszközök: üvegkád, víz, zsír, tej, olaj, jég, cukor, só, méz A víznél kisebb sűrűségű anyagok úsznak a vízen. Ennek alapján végezz kísérleteket, mely anyagok sűrűsége kisebb, mint a víz sűrűsége! (20 perc) Zsír, tej, olaj, jég, cukor, só, méz Vízzel telt edénybe öntsük bele lassan az összehasonlítandó anyagot. Figyeljük meg, úszik-e az anyag a víz felszínén! Miden kísérlet után tiszta vizet használunk az újabb kísérletekhez.

7.2.7.1. kísérlet – Erőmérés 1 Eszközök: Rúgós erőmérő, vashenger, rézhenger, fahasáb, kavics Mérd meg, hogy az alább felsorolt testek mekkora erőt fejtenek ki a rugóra akasztva! A mérés előtt végezz becslést! Utána számítsd ki a mérésnek a becsült értéktől való eltérését! A méréseket 0,1 N pontossággal végezd el!

Becsült érték (N)

Mért erő (N)

Eltérés (N)

Vashenger Rézhenger Fahasáb Kavics

7.2.8.1. kísérlet – Tehetetlenség gyors mozgásnál Eszközök: Fémrúd, kartonlap Helyezd a hengeres fémrudat a lapra! Kezd el gyorsan húzni a lapot az asztalon, s figyeld meg és mondd el a rúd mozgását a laphoz képest!

7.2.8.8. kísérlet – Tojáson (vagy üvegpoháron) dió törés Eszközök: tojástartó, 3 vagy 4 tojás vagy üvegpohár, nagy tömegű fémlap akkora méretben, ami elfér a tojások tetején, kalapács Helyezd az asztalra a tojástartót. Tedd bele a tojásokat (fordítsd szájával lefelé az üvegpoharat). A tojások tetejére (az üvegpohár talpára) fektesd rá a nagy tömegű fém lapot. Szerinted meg lehet-e törni a diókat a fém lapon úgy, hogy nem törnek össze a tojások? Miért? ....................................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................

Kezdjük el megtörni a diókat a fém lapon! Ügyeljünk arra, hogy gyors és határozott mozdulattal igyekezz a kalapáccsal megtörni a diót! Mit tapasztaltál? .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................

7.2.9.1. kísérlet – Tapadási súrlódási jelenségek vizsgálata Eszközök: 3 egyforma fa- vagy fémhasáb, erőmérő, asztal Helyezzünk az asztallapra először egy, majd egymáson két, illetve három hasábot. Az alsó hasábot tudjuk erőmérővel húzni. Az erőmérőt kezdjük nagyon lassan húzni, s figyeljük, milyen értéket mutat. Amikor a hasábok megmozdulnak, a húzóerő éppen nagyobb lett a tapadási súrlódási erő maximumánál. Ezt a határesetet kell jól megfigyelni, s az erőmérőről a határeset értékét leolvasni. Ez lesz a tapadási súrlódási erő értéke is. Mit mondhatunk F értékére vonatkozóan?

A hasábok száma

A meginduláskor leolvasott maximális érték (F)

egy hasáb kettős hasáb hármas hasáb

Tapasztalat: .................................................................................................................................. ......................................................................................................................................................

7.2.11.3. kísérlet – Forgásállapot, perdület, pörgettyűkészítés Eszközök: vastag karton, olló, körző, 100-as szög A kis korongok közepét szúrd át egy nagy (100-as) szöggel. Fűzd fel a korongokat a szögre úgy, hogy a szög hegyéhez közelebbi harmadában legyenek, a szögre merőlegesen. Ezután a szög fejét fogva, azt függőlegesen a hegyére állítva az asztalon, forgasd meg gyors forgással, majd engedd el, lehetőleg függőleges állásban. Ha ügyes vagy, az elkészített pörgettyű elég

sokáig képes ebben a helyzetben forogni. (A szög helyettesíthető vastag ceruzával, a kartonlapok pedig rossz CD vagy DVD lemezekkel – többel is). Milyen erő forgatónyomatéka fogja végül megváltoztatni a forgásállapotot? ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................

7.2.11.4. kísérlet – A forgószék és az ember Eszközök: forgószék Ülj forgószékre és tárd szét a karodat. A társad megforgat, majd hirtelen húzd össze a karodat. Aztán nyújtsd ki újra a karodat. Ismételd meg a kísérletet úgy is, hogy a lábaidat is a kezeidhez hasonlóan használod! Hogyan változott a forgás sebessége, ha összehúztad a karjaidat, lábaidat? ...................................................................................................................................................... Hogyan változott a forgás, ha újra kinyújtottad a végtagjaidat? ...................................................................................................................................................... A végtagok mozgatásával hogyan változott a forgatónyomaték? Összehúzáskor: ............................................................................................................................. Szétnyújtáskor: .............................................................................................................................

7.2.12.1. kísérlet – Rugalmatlan ütközések Eszközök: Két kiskocsi, négy nehezék, két laprugó, két mágnes, sín A két kiskocsi egymás felé forduló oldalára erősítsd fel a mágneseket. Ezekkel a kiskocsik az ütközéskor összeragadnak. Az ütközések során ne alkalmazz túl nagy sebességet, mert akkor a mágnesek nem képesek a kocsikat együtt tartani! Próbáld meg lehetőleg azonos sebességgel indítani a kocsikat. Az alábbi esetekben figyeld meg a kocsik sebességváltozását, hasonlítsd össze ezeket, s a lendületek segítségével magyarázd a történéseket! a) Az álló, üres kocsinak üres kocsi ütközik. b) Az álló, üres kocsinak két nehezékkel terhelt kocsi ütközik. c) Az álló, üres kocsinak négy nehezékkel terhelt kocsi ütközik. d) A négy nehezékkel terhelt, álló kocsinak ütközik az üres kocsi. e) A két nehezékkel terhelt, álló kocsinak ütközik az üres kocsi.

f) Két üres, egyforma sebességgel, szemben mozgó kocsi ütközik. g) Az egyik üres kocsi utoléri a másik üres, mozgó kocsit. h) Az üres kocsi utoléri a két nehezékkel terhelt mozgó kocsit. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………

7.2.12.2. kísérlet – Rugalmas ütközések (20 perc) Eszközök: Két kiskocsi, négy nehezék, két laprugó, két mágnes, sín A két kiskocsi egymás felé forduló oldalára erősíts egyforma laprugókat. A rugók biztosítják majd a rugalmas ütközéseket. Az ütközések során ne alkalmazz túl nagy sebességet, mert akkor a kocsik leugorhatnak a sínről! Próbáld meg lehetőleg azonos sebességgel indítani a kocsikat. Az alábbi esetekben figyeld meg a kocsik sebességváltozását, hasonlítsd össze ezeket, s a lendületek segítségével magyarázd a történéseket! a) Az álló, üres kocsinak üres kocsi ütközik. b) Az álló, üres kocsinak két nehezékkel terhelt kocsi ütközik. c) Az álló, üres kocsinak négy nehezékkel terhelt kocsi ütközik. d) A négy nehezékkel terhelt, álló kocsinak ütközik az üres kocsi. e) A két nehezékkel terhelt, álló kocsinak ütközik az üres kocsi. f) Két üres, egyforma sebességgel, szemben mozgó kocsi ütközik. g) Az egyik üres kocsi utoléri a másik üres, mozgó kocsit. h) Az üres kocsi utoléri a két nehezékkel terhelt mozgó kocsit. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………

8. évfolyam

8.2.1.1. Kísérlet – Műanyag rúd és a papírdarabkák Eszközök: műanyag rúd, szőrme, papírdarabkák Dörzsöld meg a műanyag rudat a szőrmével, majd közelítsd apró papírdarabok felé! Írd le, hogy mit tapasztaltál!

...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................

8.2.1.7. Kísérlet – Saját elektroszkóp Eszközök: ebonit rúd, posztódarab, vasállvány, alufólia, cellux, olló Vágj az alufóliából két darab 0,5 cm széles, 5 cm hosszú csíkot! Ragaszd őket egymással szemben felső végüknél fogva lazán a vasállványhoz úgy, hogy felső végük érintkezzen az állvánnyal!

-

-

-

-

-

-

-

-

Dörzsöld meg az ebonit rudat a posztóval, s húzd végig a vasállvány felső részén úgy, hogy ne érj a fóliacsíkokhoz! Figyeld meg, hogyan viselkednek a csíkok! Ezután érj hozzá kézzel a vasállvány első végéhez, s figyeld meg, most hogyan viselkednek a csíkok! Írd le a tapasztaltakat, s magyarázd meg a jelenséget! ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................

8.2.1.8. Kísérlet – Van de Graaff-generátor Eszközök: Van de Graaff-generátor és tartozékai, konduktorok.

A tanár előkészített egy Van de Graaff-generátort. Ezzel végzünk kísérleteket, ami szintén a töltések kimutatására alkalmas.1

2.1.8. ábra: Van de Graaff-generátor1

A generátor fém gömbjéhez a tanár a konduktorgömbbel közelít és szikrakisüléseket látunk. Ezek az elektromos állapotú részecskék kiegyenlítődése miatt láthatók. Próbáld ki több konduktorgömbbel és magyarázd meg a látottakat!

2. Kísérlet – Egyszerű áramkör építése több fogyasztóval Eszközök: zsebtelep, zsebizzó foglalatban, vezetékek, kapcsoló Iktass az áramkörbe egy újabb zsebizzót úgy, hogy az első izzó kivezetését egy másik izzó egyik kivezetéshez kapcsolod, majd ennek a másik kivezetését kötöd a zsebtelep másik sarkára (soros kapcsolás)!

1

http://www.fizkapu.hu/fizfoto/fizfoto3.html

+

-

Hogyan világítanak az izzók ebben az esetben az előző feladatban tapasztalható fényerősséghez képest? ......................................................................................................................................................

8.2.2.3. Kísérlet – Áramerősség mérése Eszközök: zsebtelep, zsebizzó foglalatban, vezetékek, ampermérő Az ampermérőt csak sorosan szabad az áramkörbe kötni! Állítsd össze az első áramkört egy izzóval! Szakítsd meg különböző helyeken az áramkört és kösd be oda az ampermérőt! Figyeld meg, hogy mekkora áramot mutat különböző helyeken a műszer! ........................... 1.hely

........................... 2.hely

........................... 3.hely

............................ 4.hely

8.2.3.2. kísérlet – Ismeretlen ellenállások mérése Eszközök: ampermérő, voltmérő, 4 ellenállás, zsebtelep, vezetékek Kapcsold zsebtelepre rendre a kapott ellenállásokat, s mérd meg a rajtuk folyó áramot, valamint a rájuk eső feszültséget! Számítsd ki az ellenállások értékét! Feszültség U (V)

Áramerősség I (A)

Ellenállás R ()

8.2.4.2. kísérlet – Csapvíz vezetőképességének mérése Eszközök: zsebtelep, főzőpohár, vezetékek, ampermérő, csapvíz

Tölts egy főzőpohárba 1,5 dl csapvizet! Köss egy zsebtelep két kivezetésére vezetékeket! Az egyik vezeték ampermérőhöz vezessen, s a műszerből induljon a harmadik szabad vezeték! A két szabad vezetékvéget merítsd bele egymás után a poharakba egymással átellenes oldalakon!

A

+

-

Figyeld meg, hogy mit mutat az ampermérő! Mire következtetsz a tapasztalatokból? ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................

8.2.8.6. kísérlet – Patkómágnes erővonalai Eszközök: patkómágnes, műanyag lap Helyezd a patkómágnes fölé a műanyag lapot, és erre szórj vasreszeléket! Készíts ábrát a vasreszelék elhelyezkedéséről! Magyarázd meg a látottakat!

8.2.10.1. kísérlet – Az elektromágneses indukció Eszközök: ampermérő, 300, 600, 1200 menetes tekercsek, rúdmágnes, vezetékek a) Egy analóg ampermérő két kivezetését kössük rá egy 300 menetes légmagos tekercsre. A tekercs belsejében kezdjünk el ki-bemozgatni egy rúdmágnest!

A Mit mutat az ampermérő?

...................................................................................................................................................... b) Végezzük el az előző kísérletet egy 600 és egy 1200 menetes tekerccsel is! Mi a különbség az előzőhöz képest? ...................................................................................................................................................... Vond le a következtetést, hogyan függ az indukált áram erőssége a tekercs menetszámától? ......................................................................................................................................................

8.2.11.2. kísérlet – Sugármenetek és a lézer Eszközök: síktükör, lézermutató vagy lézertömb. A síktükör sugármeneteinek szemléltetésére lézertömb vagy lézermutató és a síktükör szükséges. Fektessünk az asztalra síktükröt, majd ferdén a tükör felől világítsunk a tükörre a lézerrel! Figyeljük meg, milyen úton halad a lézer! Magyarázd meg a látottakat! Rajzoljuk le a sugármenetet!