ZÁKLADNÁ ŠKOLA ALEXANDRA DUBČEKA MAJERNÍKOVA 62, BRATISLAVA
Fyzika Učebné texty pre 6. ročník Soňa Štancelová © 2014
Učebné texty sú doplnkom k učebnici fyziky pre 6. ročník 1
2
Obsah Úvod ....................................................................................................................................................... 4 Čo je fyzika? ............................................................................................................................................ 5 Telesá a látky .......................................................................................................................................... 6 Telesá ................................................................................................................................................. 6 Látky ................................................................................................................................................... 7 Atómy a molekuly ............................................................................................................................... 8 Vlastnosti látok .................................................................................................................................... 10 Vlastnosti kvapalín ............................................................................................................................ 10 Využitie vlastností kvapalín............................................................................................................ 11 Vlastnosti plynov............................................................................................................................... 12 Spoločné a rozdielne vlastnosti kvapalín a plynov.............................................................................. 13 Vlastnosti pevných látok ................................................................................................................... 14
3
Úvod Tieto učebné texty majú slúžiť žiakom pri príprave na hodiny fyziky, na opakovanie pred písomkou a na utvrdenie vedomostí. Nenahrádzajú učebnicu. Neobsahujú úlohy, otázky pokusy a pod. V modrom poli na vonkajšej strane sú zaujímavosti, rozšírenie učiva, bližšie vysvetlenie niektorých pojmov atď. V ružových rámčekoch je stručné zhrnutie učiva:
Zhrnutie učiva
V takomto rámiku je odkaz na stranu v učebnici fyziky pre 6. ročník Učebnica s. 6 - 12
Texty treba vytlačiť obojstranne a zviazať. Najlepšie je použiť lištu, do ktorej sa listy vsunú, aby sa ďalšie mohli vložiť.
4
Čo je fyzika?
Učebnica s. 6 - 12
Fyzika je prírodná veda. Jej názov pochádza z gréckeho slova physis = príroda. S fyzikou sa stretávame doslova na každom kroku. Len čo ráno otvoríme oči, po zazvonení budíka, napustíme vodu do kanvice a dáme ju variť na čaj. Budík, vodovod, kanvica, lúhovanie čaju – to všetko je fyzika. Pozrieme, aké bude počasie, aj to je fyzika. Mobil, auto, električka, tie sú plné fyziky. Vo fyzike sú najčastejšími pracovnými metódami pozorovanie, pokus a meranie. Po stáročia vedci odhaľovali základné prírodné zákony, ktorými vedia vysvetliť javy v prírode a využiť ich vo svoj prospech. Množstvá poznatkov, ktoré získali, sa rozdelili na viaceré fyzikálne vedy. V predmete fyzika sa budeme učiť o oblastiach napríklad: Elektrina a magnetizmus – kde sa dozvieme napr. ako funguje poistka, žiarovka, či kompas, Optika – kde sa naučíme niečo o svetle, ako vidíme, ako funguje mikroskop a oveľa viac, Mechanika – ktorá popisuje pohyb a jeho príčiny
Ľudia odpradávna pozorovali svoje okolie, prírodu. Kládli si otázky a hľadali odpovede. Chceli vedieť, prečo veci padajú na zem, prečo vtáci lietajú. Alebo čo je oheň a ako ho zapália. Alebo prečo sa strieda deň a noc, či ročné obdobia a mnoho ďalších otázok. Odpovede nachádzali tak, že pozorovali okolitý svet, premýšľali, zbierali poznatky, robili pokusy, overovali svoje myšlienky. Spočiatku existovala len jedna veda. Postupne poznatkov pribúdalo a preto sa neskôr vedecké poznatky rozdelili do troch hlavných odvetví, biológiu, chémiu a fyziku.
Termika – sa zaoberá teplom Akustika – skúma zvuk Atómová fyzika – kde sa dozvieme napr. o energii, prečo svietia hviezdy atď.
Fyzika je veda o prírode, ktorá skúma všetko, čo sa deje okolo nás.
Archimedes zo Syrakus (287 – 216) – bol jedným z najvýznamnejších učencov staroveku. Podľa neho je pomenovaný jeden z fyzikálnych zákonov.
5
Telesá a látky
Učebnica s. 13
V matematike sme sa stretli s telesami: napr.
Telesá
Kocka
Všade okolo nás pozorujeme rôzne predmety, veci, ľudí, zvieratá, objekty. Vo fyzike ich voláme fyzikálne telesá. Líšia sa svojimi vlastnosťami. Môžeme ich skúmať priamo svojimi zmyslami, alebo používame rôzne prístroje.
Kváder
Telesom môže byť , auto, nožnice, spolužiak, mačka, list na strome, ale aj kvapka vody, olej vo fľaši, vzduch v balóne. Telesom je aj zrnko piesku ale teleso je aj celá kopa piesku.
Valec
Guľa
Pri telesách si všímame ich tvar, rozmery a prisudzujeme im polohu. Niektoré majú jednoduchý tvar ako „matemetické“ telesá:
Kužel
Ihlan
Iné majú zložitý tvar:
Látky môžu byť:
organické anorganické
o o
prírodné vytvorené človekom Niektoré telesá sa dajú rozložiť na jednoduchšie telesá.
Pevné Kvapalné Plynné
6
Látky Telesá sú vytvorené z nejakého materiálu. Klinec je z ocele, stolička z dreva, pohár je zo skla. Vo fyzike ich označujeme ako látky. Niektoré telesá sú z jednej látky, iné z viacerých druhov látok. Ceruzka je z dreva a tuhy (uhlík). Niektoré látky vytvorila príroda, ako železo, drevo, hliník, iné vytvoril človek, napr. plasty. Látky majú rôzne vlastnosti, napríklad vôňu, farbu, tvrdosť, pružnosť atď., ale na rozdiel od telies sa nedá určiť tvar a veľkosť.
Voda je jedna z mála látok, s ktorou sa bežne stretávame vo všetkých troch skupenstvách. Podobne sa vyskytuje parafín – látka, z ktorej sú sviečky. Keď zapálime knôt, zmení sa parafín okolo knôtu na kvapalný. Môžeme si všimnúť výpary, ktoré horia.
Voda je látka, s ktorou sa stretávame v troch stavoch, ako ľad, tečúca voda a para. Tento stav voláme skupenstvo. Podobne je to aj pri iných látkach. Pre každé skupenstvo sú charakteristické niektoré vlastnosti. Podľa nich látky rozdeľujeme na Pevné látky – telesá z týchto látok sú pevné telesá Kvapalné látky - telesá z týchto látok sú kvapalné telesá Plynné látky - telesá z týchto látok sú plynné telesá Základné vlastnosti látok a telies: Pevné telesá nemenia svoj tvar, veľkosť, keď ich premiestnime. Kvapalné telesá sa dajú preliať a menia tvar podľa nádoby, ale objem zostáva rovnaký. Ľahšie sa dajú rozdeliť na časti, ako pevné telesá. Plynné telesá tiež menia tvar podľa nádoby, ale objem sa zmení. Zaberajú celú nádobu. Dajú sa preliať a ľahšie rozdeliť na časti, ako pevné aj kvapalné telesá.
Demokritos
Kvapaliny a plyny sa nazývajú tekutiny.
en.wikipedia.org/wiki/Democritus
Príklady látok a telies:
látka
Pevné teleso
Kvapalné látka teleso
železo
klinec
voda
kvapka
zlato
prsteň
benzín
benzín v nádrži
hlina
tehla
mlieko
mlieko v krabici
Otázkou, ako vyzerá látka, keď ju budeme deliť na stále menšie a menšie čiastočky, sa zaoberali myslitelia už pred viac ako 2 000 rokmi. Grécki filozofi napríklad Demokritos a Leukippos pomenovali najmenšiu čiastočku atomos, čo v gréčtine zamená „nedeliteľný“.
Plynné teleso vzduchová vzduch bublina oxid oxid uhličitý v uhličitý bombičke hélium hélium v balóne látka
7
Ich názor sa podarilo dokázať pred dvesto rokmi. Pred viac ako sto rokmi vedci dokázali, že aj atómy sa môžu deliť. Niektoré atómy sa delia samovoľne v prírode. Rozdelením atómu však vznikne iný prvok. Vedci prišli na spôsob delenia aj umelo. To sa robí napríklad v reaktoroch jadrových elektrární.
Na internete nájdete Periodickú tabuľku na : http://www.ptable.com/?lan g=sk Pôsobenie medzi časticami si môžeme predstaviť na modeli: Dve guľôčky spojené pružinou predstavujú dve častice
Pri stlačení (priblíženie častíc) sa prejavia odpudivé sily. Pri roztiahnutí (oddialenie častíc) sa prejavia príťažlivé sily.
Takto si môžete predstaviť molekulu vody:
Zhrnutie
Telesá sú predmety, ľudia, zvieratá okolo nás. Určujeme ich veľkosť, tvar a polohu. Fyzika skúma vlastnosti a pohyb telies. Látka je materiál, z ktorého je teleso vytvorené. Niektoré látky sú zmesi jednoduchších látok. Telesá a látky sa môžu vyskytovať v troch stavoch, ktoré sa nazývajú skupenstvá: pevné, kvapalné, plynné. Každé má svoje charakteristické vlastnosti
Atómy a molekuly Všetky látky sa dajú rozdeliť na menšie časti. Hovoríme, že sú deliteľné. Deliteľnosť je vlastnosť všetkých látok. Delením látky by sme prišli na maličkú časticu, ktorú nazývame atóm. Je to základná stavebná častica látok. Atómy sa často spájajú do zhlukov. Tým sa vytvorí molekula. Atómy sú veľmi malé častice. Nemôžeme ich vidieť ani pod mikroskopom, ktorý sme používali na biológii. Len bodka na konci vety obsahuje asi 200 miliónov atómov. Látky, ktoré sa skladajú len z jedného druhu atómov sa nazývajú prvky. Tieto sa už nedajú rozložiť na jednoduchšie látky. Sú to napríklad zlato, striebro. železo, kyslík, vodík, uhlík atď. Dnes poznáme 118 prvkov. Prvky majú svoje značky, vytvorené písmenami abecedy. Všetky prvky, ktoré poznáme sú usporiadané to Periodickej tabuľky prvkov. Budete sa viac o nej učiť na chémii. Látky, ktoré sa skladajú z molekúl zložených z rôznych typov atómov sa volajú zlúčeniny. Voda je tiež zlúčenina. Molekula vody obsahuje dva atómy vodíka a jeden atóm kyslíka. Známe sú aj ďalšie zlúčeniny s kyslíkom. Voláme ich oxidy. Z prírodovedy a biológie určite poznáte oxid uhličitý. Molekula obsahuje 1 atóm uhlíka a 2 atómy kyslíka. Vedci dlho pokladali atóm za nedeliteľnú časticu. Ale aj atómy sa skladajú z menších častíc. Fyzici ešte stále hľadajú najmenšiu časticu. Avšak platí, že atómy a molekuly sú základné častice látky.
Kyslík má značku O, vodík H. Molekula vody H2O.
8
Vlastnosti atómov a molekúl
Medzi časticami sú medzery. Častice sa navzájom priťahujú a odpudzujú. Atómy a molekuly sa neustále pohybujú. vzdialenosti však zostávajú rovnaké.
Takto nejako vyzerá časticová stavba látok: Ich
V pevných látkach sú častice blízko pri sebe. Pôsobenie medzi časticami je v tomto skupenstve najsilnejšie. Pohyb častíc je veľmi obmedzený okolo stálych polôh. V niektorých látkach sú častice usporiadané pravidelne. Dokonca môžeme tieto pravidelné útvary vidieť. Napríklad kryštáliky soli majú tvar kociek. Takéto látky sa volajú kryštalické. Iné látky majú nepravidelné usporiadanie častíc. Volajú sa amorfné. Napríklad parafín.
http://www.oskole.sk/?id_cat=3&clano k=19725
Príklady kryštalických látok:
V kvapalných látkach sú vzdialenosti medzi časticami väčšie. Pôsobenie medzi časticami je slabšie.
kovy ľad kuchynská soľ
V plynných látkach najslabšie.
Príklady amorfných látok:
sú vzdialenosti najväčšie, pôsobenie
parafín síra
http://planetavedomosti.iedu.sk/page.php/resources/view_all?id=hustota_tuhych_l atok_kvapalina_objem_plyn_skupenstva_struktura_tuha_latka_tvar_page5&1
Atómy a molekuly sú základné stavebné častice látok. Pohybujú sa ustavičným neusporiadaným pohybom.
9
Vlastnosti látok Spojené nádoby majú spoločné dno. Hladina sa ustáli v rovnakej výške.
Vlastnosti kvapalín
Učebnica s. 13 - 15
Slovom kvapalina skrátene označujeme kvapalné teleso, ktoré je vytvorené z kvapalnej látky. Napr. mlieko vo fľaši. Kvapaliny sú deliteľné S touto vlastnosťou sa stretávame denne, napr. keď rozdeľujeme minerálku do pohárov http://physedu.science.upjs.sk/kvapali ny/spojnad.htm
Časti záhradnej krhly tvoria tiež spojené nádoby.
Kvapaliny sa dajú prelievať Pôsobenie medzi molekulami kvapaliny umožňuje, aby sa po sebe ľahko posúvali. Hovoríme, že kvapaliny sú tekuté. Kvapaliny majú nestály tvar Keď prelejeme kvapalinu do inej nádoby nadobudne jej tvar Kvapaliny majú stály objem Keď prelejeme kvapalinu do inej nádoby, jej objem (množstvo) zostane rovnaké Hladina kvapaliny je vždy vodorovná Zem pôsobí silou na molekuly kvapaliny. Keď nakloníme pohár s kvapalinou, skĺznu molekuly tak, že rovina hladiny sa nezmení
Blais Pascal (1623 – 1662) bol francúzsky matematik, fyzik a filozof. obr. http://sk.wikipedia.org/wiki/Blaise_Pas cal
Kvapaliny sú prakticky nestlačiteľné Keď stláčame kvapalné teleso jeho veľkosť sa nezmení. Napr. Keď stlačíme vodu v uzavretej striekačke piestom, nepodarí sa nám ho zatlačiť. Platí Pascalov zákon Ak tlačíme na teleso, vyvolávame tlak. Keď tlačíme piestom na povrch kvapaliny v striekačke, tlak v kvapaline sa zvýši. Z nádoby tvaru gule s otvormi bude voda striekať po zatlačení piesta rovnako všetkými smermi. Tlak sa prenáša v kvapaline rovnako, do všetkých smerov. Tento poznatok formuloval Blaise Pascal a podľa neho sa volá Pascalov zákon:
Ak tlačíme zvonka na hladinu kvapaliny v uzavretej nádobe, tlak sa zmení rovnako vo všetkých smeroch.
10
Kvapaliny sú deliteľné dajú sa prelievať, sú tekuté majú stály objem, ale nestály tvar majú vodorovnú hladinu platí Pascalov zákon
Využitie vlastností kvapalín
Učebnica s. 17 - 20
Hydraulický zdvihák:
http://auto.prvybazar.sk/inz/predamiveco-75e14vyklapac-s-hydraulickourukou-125275.html
Hydraulický lis dielenský:
Poznatky o vlastnostiach kvapalín sa využívajú v rôznych technických zariadeniach: Vodováha
http://www.tntrade.sk/hydraulickydielensky-lis-10t_d77232.html http://www.presne.sk/elektrikarska-vodovaha-stabila-70-electric-dlzka-43-cm-p4342
Je nástroj využívaný na stavbách, ale aj v domácnosti, keď potrebujeme nastaviť vodorovnú polohu. Základ tvorí trubička s kvapalinou. V nej je vzduchová bublina. Ak sa bublina nachádza medzi čiarkami, je poloha nastavená správne. Hydraulické zariadenia Využívajú vlastnosť zákon.
http://www.unimax.sk/fotocache/fullsize/t82000dr_01 0_psd.jpg
nestlačiteľnosť kvapalín a Pascalov
Model:
http://sparc.fpv.umb.sk/kat/kf/FyzLab/i mages/brzdovy_pedal.jpg
Spojené nádoby sú naplnené kvapalinou, zvyčajne špeciálnym olejom. Obe sú uzavreté piestami. Tlačíme na menší piest. Tlak sa prenáša na väčší piest, ktorý sa dvíha oveľa väčšou 11
Vzduch Atmosféra je zmes plynov, ktorá tvorí vrstvu okolo Zeme s hrúbkou viac ako 500 km. Drží ju pri Zemi gravitačná sila Zeme. Atmosféra nemá hornú hranicu. Postupne prechádza do medziplanetárneho priestoru. Zloženie je takmer rovnaké, len smerom od Zeme sa hustota zmenšuje. Obsahuje vzduch, ktorá dýchame.
silou. Aby správne fungovalo, nesmú sa v kvapaline nachádzať bublinky vzduchu, lebo by sa narušilo prenášanie tlaku.Takto pracuje hydraulický zdvihák, lis, brzdy na aute, otváranie dverí na autobuse. Učebnica s. 26 - 30
Vlastnosti plynov Vzduch je plynná látka, s ktorou sa stretávame asi najčastejšie. Stretávame sa aj s inými plynmi Ak sú uzavreté v „nádobe“, je to plynné teleso, ako vzduch v miestnosti, v balóne. Plyny sú stlačiteľné Ak natiahneme vzduch do striekačky a upcháme otvor, môžeme piest posunúť o nejaký dielik a tak v striekačke vzduch stlačiť. Podobné je to aj s inými plynmi. Plyny sú rozpínavé Plyn vždy vyplní celý priestor nádoby, v ktorej sa nachádza. Plyny sú deliteľné Môžeme napríklad vypúšťať plyn z balóna po častiach
Zloženie atmosféry: Dusík N – 78% Kyslík O – 21 % Ostatné plyny – 1 % argón a veľmi malé množstvo oxidu uhličitého, hélia, neónu, oxidu síričitého, amoniaku, oxidu uhoľnatého, ozónu a vody Nečistoty, splodiny, popol atď.
1% 21%
Plyny sú tekuté Plyny sa dajú prelievať, teda sú tekuté. Plyny majú objem. Objem plynu je nestály Plyny zaberajú priestor. Vždy celú nádobu. Objem plynu je rovnaký, ako objem nádoby. Keď plyn prelejeme do inej nádoby, zmení sa jeho objem. Plyny sú pružné Keď stlačíme nafúkaný balón, po uvoľnení sa vráti do pôvodného tvaru Platí Pascalov zákon Podobne ako pri kvapalinách platí:
78% N
Plyny majú nestály tvar Ak plynné teleso presunieme do inej nádoby, nadobudne jej tvar
O
ostatné plyny
Ak tlačíme zvonka na plyn v uzavretej nádobe, tlak sa zmení rovnako vo všetkých smeroch.
12
Spoločné a rozdielne vlastnosti kvapalín a plynov Učebnica s. 30 - 33 Kvapaliny a plyny majú niektoré vlastnosti spoločné a v niektorých sa líšia. Spoločne ich nazývame tekutiny. Spoločné vlastnosti: deliteľnosť tekutosť merateľnosť objemu nestály tvar
Vodorovný smer ukazuje hladiny kvapaliny. Zvislý smer ukazuje napnutý špagát ak naň zavesíme nejaké teleso. Zariadenie na určovanie vodorovného smeru je vodováha alebo libela.
Rozdielne vlastnosti: Kvapaliny sú nestlačiteľné, nerozpínavé, majú stály objem Plyny sú stlačiteľné, rozpínavé, nemajú stály objem
Zariadenie na určovanie zvislého smeru je olovnica.
http://www.geodat.szm.com/zaujimavo sti/obr/slovnik/olovnica.gif
Zvislý smer je kolmý na vodorovný.
.
13
Vlastnosti pevných látok Drevo je látka. Z dreva sa vyrábajú mnohé predmety, napr. stolička, hojdačka, rámik na fotografie atď. To sú telesá. Odborne by sme mali hovoriť, že sú to tuhé telesá. Môžeme ich však volať aj pevné telesá. Pevné látky a telesá majú vlastnosti:
Deliteľnosť.
Deliť sa dajú rôznymi spôsobmi: krájaním, pílením, rezaním, strihaním, rozbitím, atď. Krehkosť Teleso z krehkej látky sa dá ľahko rozdeliť, rozbiť alebo zlomiť. Napr. sklo, porcelán Tvrdosť Teleso nemôžeme poškriabať ani ostrým predmetom, ale naopak tvrdým telesom môžeme urobiť ryhu. Napr. diamant Pružnosť Teleso z pružnej látky môžeme natiahnuť, ohnúť, zmeniť tvar, ale potom sa opäť vráti do pôvodného tvaru. Teleso je elastické. Napr. guma. Tvárnosť Keď zmeníme tvar telesa, nevráti sa potom do pôvodného tvaru. Teleso je plastické. Napr. plastelína Telesá a látky majú aj mnoho iných vlastností.
14
