Hagyományos tanulói munkafüzet Fizika kísérletekhez Az általános iskolák számára

Hagyományos tanulói munkafüzet

Fizika kísérletekhez

Az általános iskolák számára

A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg.

Tartalomjegyzék 7. évfolyam Kísérletek a térfogattal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Kísérletek a tömeggel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Kísérletek a sűrűséggel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Kísérletek a lengésidővel és a keringési idővel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Kísérletek a közös hőmérséklettel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Kísérletek a hangszer működésével . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Kísérletek a hullámokkal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Kísérletek a tükrök képalkotásával . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Kísérletek a lencsék képalkotásával . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Kísérletek a sebesség meghatározásával . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Kísérletek a rugós erőmérővel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Kísérletek az egyensúlyi helyzetekkel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Kísérletek a nyomással . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Kísérletek a folyadék belsejében lévő nyomással . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Kísérletek a felhajtóerővel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

8. évfolyam Kísérletek a bolygómozgással . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Kísérletek a fogyatkozásokkal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 Kísérletek a hatalmas távolságokkal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Kísérletek az áramkör összeállításának alapjaival . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 Kísérletek az áramerősséggel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 Kísérletek a feszültséggel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 Kísérletek az ellenállással . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 Kísérletek a soros kapcsolással . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 Kísérletek a párhuzamos kapcsolással . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 Kísérletek az állandó mágnesekkel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 Kísérletek az anyaggal és a mágneses terekkel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 Kísérletek az elektromágnessel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Kísérletek az elektromotorral és a generátorral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 Kísérletek a transzformátorral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 Kísérletek a távkapcsolóval . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

1. számú kísérlet ■ Fizika, 7. évfolyam

Kísérletek a térfogattal Szükséges eszközök

Szükséges anyagok

■■ mérőszalag, ■■ kb. 1 liter víz ■■ három különböző méretű téglatest, ■■ három különböző méretű henger, ■■ mérőhenger, ■■ három különös alakú, víznél nagyobb sűrűségű, cérnával ellátott test,

■■ három különböző térfogatú pohár

Kísérletleírás 1. Becsüld meg az egyik téglatest térfogatát (Vbecsült) köbcentiméterben, majd mérőszalaggal mérd meg az egyik csúcsából kiinduló 3 élének a hosszát (a, b, c)! Ezt ismételd meg a másik két téglatesttel is! A becsült és mért eredményeket írd be az 1. táblázatba! 2. Becsüld meg az egyik henger térfogatát (Vbecsült) köbcentiméterben, majd mérőszalaggal mérd meg a magasságát (m) és alapkörének az átmérőjét (d)! Ezt ismételd meg a másik két hengerrel is! A becsült és mért eredményeket írd be a 2. táblázatba! 3. Becsüld meg az egyik cérnával ellátott test térfogatát (Vbecsült) köbcentiméterben! Önts a mérőhengerbe annyi vizet, hogy ha belelógatod a testet, akkor elfedje! Olvasd le először a víz térfogatát (V0), majd óvatosan lógasd bele a cérnával a testet! Olvasd le a víz térfogatát úgy is, hogy benne van a test (V)! Ezt ismételd meg a másik két, cérnával ellátott testtel is! A becsült és mért eredményeket írd be a 3. táblázatba! 4. Becsüld meg a három pohár térfogatát (Vbecsült) köbcentiméterben! Töltsd meg őket teljesen vízzel! A pohárba töltött vizet öntsd a mérőhengerbe, és olvasd le a térfogatát (Vpohár)! A becsült és mért eredményeket írd be a 4. táblázatba!

3

Ügyelj rá!

■■ A kiömlött vizet mosd fel! ■■ A mérőhenger törékeny, óvatosan lógasd bele a tárgyakat! ■■ Az összetört üvegedények szilánkjai veszélyesek, eltakarításuknál légy körültekintő! ■■ A nyílt sebeket azonnal el kell látni! ■■ Tarts rendet a helyeden! A nem használt tárgyakat eredeti állapotukban helyezd vissza a tokjukba, dobozukba! Tapasztalat 1. táblázat Becsült térfogat

1. él hossza

2. él hossza

3. él hossza

Vbecsült (cm3)

a (cm)

b (cm)

c (cm)

Becsült térfogat

Magasság

Átmérő

Vbecsült (cm3)

m (cm)

d (cm)

Becsült térfogat

A víz kezdeti

A test bemerülése

Vbecsült (cm3)

térfogata

utáni térfogat

V0 (ml)

V (ml)

1. téglatest 2. téglatest 3. téglatest 2. táblázat

1. henger 2. henger 3. henger 3. táblázat

1. test 2. test 3. test

4

4. táblázat Becsült térfogat

Mért térfogat

Vbecsült (cm3)

Vpohár (cm3)

1. pohár 2. pohár 3. pohár Magyarázat A téglatest jellemző méretei a hossza (a), a vastagsága (b) és a magassága (c). A téglatest térfogatát (V) a három méret szorzatával határozhatjuk meg: V = a b c .

d . A henger térfoga2 tát az alapkör területének Ta = 3,14 r 2 és a magasságnak (m) a szorzatával határozhatjuk meg: A henger sugarát (r) úgy kapjuk meg, hogy az átmérőt (d) elfelezzük: r = V = 3,14 r 2 m . Ha a mérőhengerbe öntött vízbe belelógatjuk a testet, akkor az kiszorítja a vizet, és annak térfogatváltozása pont a test térfogatát adja meg. Tehát a test térfogata (Vtest) egyenlő a víz megnövekedett térfogatának (V) és kezdeti térfogatának (V0) a különbségével: Vtest = V V0 . Ha vizet öntünk a pohárba, az pont a pohár térfogatával egyenlő mennyiségű lesz. Ha megmérjük a beleöntött víz térfogatát, megkapjuk a pohár térfogatát. Tudáspróba 1. Számítsd ki mindhárom téglatest térfogatát az 1. táblázatba beírt eredmények segítségével! ................................................................................................................................................................... 2. Számítsd ki mindhárom henger térfogatát a 2. táblázatba beírt eredmények segítségével! ................................................................................................................................................................... 3. Számítsd ki mindhárom, mérőhengerbe lógatott test térfogatát a 3. táblázatba beírt eredményeid segítségével! ................................................................................................................................................................... 4. A poharakat nem szokták színültig tölteni. Ha figyelembe veszed ezt a tényt, hány deciliteresnek számítanak a poharak? ................................................................................................................................................................... 5. Mekkora térfogatban vásárolható meg a joghurt, az étolaj és a kölni? ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... 5

Kapcsoltál? Kémia: Folyadékok térfogatának meghatározása Biológia: Élőlények térfogata Földrajz: Tavak, üregek térfogata Mindennapi tudomány A kereskedelemben előforduló termékeket sokszor adott térfogategységben gyártják, ilyen például a joghurt, a fogkrém, a tej stb. A káros anyagokat tartalmazó palackokat ne dobjuk a háztartási hulladékok közé, és sose használjuk a vizespalackot vagy az élelmiszer csomagolására szolgáló edényeket különböző vegyszerek tárolására, mert valaki beleihat!

6


Kísérletek a tömeggel Szükséges eszközök

Szükséges anyagok

■■ kétkarú mérleg a hozzá tartozó súlykészlettel ■■ 100 g konyhasó, és csipesszel, ■■ kb. fél liter víz ■■ 3 db 20 és 150 gramm közötti tömeggel rendelkező test,

■■ óraüveg, ■■ főzőpohár, ■■ elektromos konyhai mérleg Kísérletleírás 1. Állítsd be a kétkarú mérleg egyensúlyi állapotát a kar végén található csavarok segítségével, mielőtt elkezded a tömegek mérését! A mérleg mutatója mutasson pont középre! 2. Becsüld meg a három test tömegét! Helyezd valamelyik testet az egyik serpenyőbe, ekkor a test súlya elbillenti a mérleg karját. Csipesszel helyezz a másik serpenyőbe súlyokat úgy, hogy a mérlegen beálljon az egyensúly, tehát a mutatónak középre kell mutatnia! A serpenyőbe rakott súlyok tömegének összegével egyezik meg a test tömege (m). A másik két testtel is ismételd meg a mérést! A becsült és mért eredményeket írd be az 1. táblázatba! 3. Rakd a mérleg egyik serpenyőjébe az óraüveget, és egyensúlyozd ki! Az üvegbe szórj konyhasót! A tömegét becsüld, majd mérd meg! Ezt ismételd meg kétszer, más-más mennyiségű konyhasót használva! A becsült és mért eredményeket írd be a 2. táblázatba! 4. Rakd a mérleg egyik serpenyőjébe az óraüveget, és egyensúlyozd ki! A másik serpenyőbe tegyél még hozzá 30 gramm, azután 60 gramm súlyt! Az óraüvegre mérj ki ezek segítségével 30 gramm és 60 gramm konyhasót! 5. Az otthonainkban található elektromos konyhai mérleg egyik praktikus tulajdonsága, hogy a ráhelyezett edény súlya lenullázható, és csak azt méri, amit beletöltünk. Fogj egy főzőpoharat, tedd az elektromos mérlegre, és mérj ki a segítségével 280 gramm vizet úgy, hogy előtte lenullázod a főzőpohár tömegét! Ügyelj rá!

■■ A por és folyadék állagú anyagokat mindig tárolóedényben tedd a kétkarú mérlegre! ■■ A mérendő testeket és súlyokat óvatosan tedd a mérlegre! ■■ A súlyokat, hogy megóvd a szennyeződésektől és lerakódásoktól, csak csipesszel fogd meg! 7

Tapasztalat 1. táblázat Becsült tömeg

Mért tömeg

m (gramm)

m (gramm)

Becsült tömeg

Mért tömeg

m (gramm)

m (gramm)

1. test 2. test 3. test 2. táblázat

1. adag konyhasó 2. adag konyhasó 3. adag konyhasó Magyarázat A mérleg serpenyőinek távolsága azonos a karjai felfüggesztésének tengelyétől, ezért ha a mutató középen van, a serpenyőkön lévő testek és súlyok tömege megegyezik. A gyakori használat következtében rákerülő szennyeződések és a gyártási pontatlanságok okán a mérlegek pontossága romolhat, ezért a mérés előtt ellenőrizzük le és állítsuk be a mérleg karjait! A pontosabb mérlegek karjainak alátámasztásánál a súrlódás kisebb, így a mutató nem áll meg olyan gyorsan. Egyensúlyi állapotnak tekintjük, ha a mutató a középhelyzettől mind a két irányba egyenlő mértékben leng ki. Tudáspróba 1. Váltsd át a tömegeket! 49,2 g = ............ dkg; 1,84 dkg = ............ g; 923 g = ............... kg; 3,627 kg = ............ g 2. Írj le 5 olyan élelmiszert, amelyet tömegegységben árulnak az üzletekben! ................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................

8

3. Egy üres gyümölcsösláda tömege 50 dkg, gyümölccsel teli láda tömege 5 kg. Mennyi gyümölcsöt tartalmaz 10 teli láda? ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... 4. A gyógyszerek hatóanyaga milligramm egységben van megadva. Járj utána, hogy a C-vitamint hány milligrammos kiszerelésben árusítják! ................................................................................................................................................................... Kapcsoltál? Kémia: A vegyszerek tömegének mérése Biológia: Élelmiszerek tömegének mérése Földrajz: A természeti tárgyak és égitestek tömege Mindennapi tudomány Mindennapjaink fontos részévé vált a tömegmérés. A háztartásokban rendszerint található egy konyhai mérleg, amellyel megmérhetjük a konyhai összetevők tömegét, és egy fürdőszobamérleg, amellyel a testsúlyunkat. Az orvosok is meg szokták mérni a pácienseik súlyát, és az általuk felírt gyógyszerek beszedésekor is figyelembe kell venni a hatóanyagaik tömegét!

9


Kísérletek a sűrűséggel Szükséges eszközök

Szükséges anyagok

■■ alumínium és réz téglatest, ■■ kb. fél liter víz ■■ mérőszalag, ■■ főzőpohár, ■■ kétkarú mérleg és a hozzá tartozó súlykészlet

Kísérletleírás 1. Vonalzó segítségével mérd meg az alumínium és a réz téglatest élhosszait (a, b, c)! A mérleg gel mérd meg mindkét test tömegét (m)! A mért eredményeket írd be az 1. táblázatba! 2. Mérőhengerrel mérj ki 50 cm3, 100 cm3, 150 cm3 térfogatú vizet (Vvíz)! Először a pohár tömegét mérd meg (mpohár), majd öntsd bele a mérőhengerrel kimért vízmennyiséget, és mérd meg a közös tömegüket is (mösszes)! A mért eredményeket írd be a 2. táblázatba! Ügyelj rá!

■■ A por és folyadék állagú anyagokat mindig tárolóedényben tedd a mérlegre! ■■ A mérendő testeket és súlyokat óvatosan tedd a mérlegre! ■■ A súlyokat csak csipesz használatával pakolgasd! ■■ Az összetört üvegedények szilánkjai balesetveszélyesek! ■■ A nyílt sebeket azonnal el kell látni! ■■ Tarts rendet a helyeden! A nem használt tárgyakat eredeti állapotukban helyezd vissza a tokjukba, dobozukba!

11

Tapasztalat 1. táblázat 1. él hossza

2. él hossza

3. él hossza

térfogat

tömeg

a (cm)

b (cm)

c (cm)

V (cm3)

m (g)

alumínium téglatest réz téglatest 2. táblázat A víz térfogata

A víz és a főzőpohár

A főzőpohár tömege

Vvíz (cm3)

együttes tömege

mpohár (g)

mösszes (g) 1. adag víz

50 cm3

2. adag víz

100 cm3

3. adag víz

150 cm3

Magyarázat A téglatest térfogata az élhosszainak szorzata: V = a b c . Az adott test sűrűségét úgy mérhetjük meg, hogy megmérjük a tömegét (m), majd megmérjük a térfogatát (V), és a két mennyiség hányadosát vesszük. A sűrűség megmutatja, hogy az egységnyi térfogatú anyagnak mekkora a tömem ge: = . V A testek tömegét grammban határozzuk meg, a térfogatukat cm3-ben. Így a sűrűség mértékegysége g/cm3 lesz. Amikor az 50 cm3 térfogatú víz tömegét mérjük, a vizet tartalmazó edény tömegét is lemérjük, ezért a víz tömegét az együttes tömeg és a tárolóedény tömegének különbségeként kaphatjuk meg (mvíz = mösszes − mpohár). Tudáspróba 1. Számold ki az 1. táblázatba beírt eredmények segítségével a téglatestek térfogatait!

2. Számold ki az 1. táblázatba beírt eredmények segítségével a téglatestek sűrűségét!

12

3. Számold ki a 2. táblázatba beírt eredmények segítségével a különböző mennyiségű vizek sűrűségét!

4. A 2. táblázatba beírt eredmények segítségével egészítsd ki az alábbi szöveget! A víz sűrűsége nem függ a .................................................... . A mérés alapján a víz sűrűsége körülbelül ............ g/cm3. Kapcsoltál? Kémia: Az elemek sűrűsége Biológia: Az emberi test sűrűsége; A halak átlagos sűrűsége határozza meg a függőleges mozgásukat Földrajz: A tengervíz sűrűsége nagyobb az édesvíznél Mindennapi tudomány Ha új kémiai anyagokat állítanak elő a vegyészek, majdhogynem azonnal megállapítják annak sűrűségét. A csillagászok is megállapítják a különböző égitestek sűrűségét. A sűrűség leghétköznapibb jelentősége a vízi közlekedésben játszik szerepet, ugyanis a víznél kisebb sűrűségű anyagok úsznak rajta, az azonos sűrűségűek lebegnek, a nagyobb sűrűségűek pedig elsüllyednek benne. A nagyobb sűrűségű anyagok kis térfogatú, de nagy súllyal rendelkező testek készítésére alkalmasak. Az alacsonyabb sűrűségű anyagokból pedig nagy térfogatú, de könnyű tárgyak készíthetők.

13


Kísérletek a lengésidővel és a keringési idővel Szükséges eszközök

■■ állvány keresztrúddal, kampóval, ■■ 1 guriga cérna, ■■ olló, ■■ mérőszalag, ■■ kis, kampós testek, ■■ stopperóra

Kísérletleírás 1. Úgy 25 cm hosszú cérnaszálat vágj le, majd kösd a test kampójára az egyik végét, a másikat pedig az állvány keresztrúdján a kampóra! Így készítettél egy fonalingát. A felfüggesztett test az egyensúlyából kibillentve lengő mozgást végez. A teljes lengés az, amikor a test visszaérkezik az indulási szélső helyzetébe. Stopperóra segítségével mérd meg 10 teljes lengés idejét (t) és a lengés idejét (T)! Ismételd meg a mérést még kilencszer úgy, hogy mindig változtatod a kitérítés szögét! A mért eredményeket írd be az 1. táblázatba! 2. Most egy másik testet is akassz rá a fonalingára rögzített test kampójára, így megnövelve annak súlyát! Mérd meg az inga 10 teljes lengésének és lengésének idejét is egyszeres, kétszeres, háromszoros és négyszeres testtömeg esetén is (m, 2m, 3m, 4m)! A mért eredményeket írd be a 2. táblázatba! 3. Mérd meg a fonalinga hosszát mérőszalag segítségével (l)! Mérd meg 10 teljes lengés idejét! Ismételd meg a mérést 30, 40, 50, 80 cm hosszúságú fonalingákkal is! Mindegyik esetben mérd meg a fonal pontos hosszát (l)! A mért eredményeket írd be a 3. táblázatba! 4. Készíts körülbelül 50 cm-es fonalingát! Ha a rárögzített testet a kitérítése után nem elengeded, hanem oldalirányba meglököd valamekkora erővel, a test ki fog mozdulni a térben. A test körpályára áll megfelelő lökési erővel, vagyis keringeni kezd. Mérd meg 10 teljes kör megtételének időtartamát (t)! Ismételd meg a kísérletet még kétszer, nagyobb kezdeti kitéréssel! A mért eredményeket írd be a 4. táblázatba! 15

Ügyelj rá!

■■ A test csak kismértékben térjen ki a függőleges helyzetéből! ■■ Ügyelj, hogy a cérna ne szakadjon el, és az állvány ne boruljon fel! ■■ Vigyázz, hogy a vízszintes irányú mozgás közben az inga ne akadhasson fenn az állványon a 4. feladatnál!

■■ Figyelj, hogy amikor a lengéseket méred, nullával indítsd a számolást! Tapasztalat 1. táblázat Mérések

10 teljes lengés ideje

Lengésidő

t (s)

T (s)


Lengésidő

t (s)

T (s)

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 2. táblázat Mérések

m 2m 3m 4m

16

3. táblázat Mérések

Fonalinga hossza


Lengésidő

l (cm)

t (s)

T (s)

10 teljes kör ideje

Keringési idő

t (s)

T (s)

1. 2. 3. 4. 5. 4. táblázat Mérések

1. 2. 3. Magyarázat Periodikus az inga lengése. Ugyanannyi ideig tart minden teljes lengés, a kilengés nagyságától függetlenül. Egy teljes lengés idejét úgy tudjuk lemérni, hogy 10 teljes lengés idejét mérjük le, és az így kapott eredményt osztjuk tízzel, így nem lesz annyira pontatlan a mérés az indítási és megállítási reflexidő miatt. A 2. kísérlet bizonyítja, hogy a test tömege nem befolyásolja a fonalinga lengésidejét, de a 3. kísérletben kiderül, hogy a fonalinga hossza viszont igen. A lengésidő és a fonalhossz nem egyenes arányosságban növekszik! Bizonyos mértékű vízszintes kezdősebesség esetén a test körpályán fog mozogni, ekkor tudunk keringési időt mérni. Tudáspróba 1. A Föld mennyi idő alatt kerüli meg a Napot? ................................................................................................................................................................... 2. A Föld tengelye körül mennyi idő alatt teszünk meg egy teljes kört? ................................................................................................................................................................... 17

3. Mekkora az ingaóra ingájának a lengésideje? ................................................................................................................................................................... 4. A fonalinga lengésideje függ az inga ............................................, de nem függ az inga ............................................. Kapcsoltál? Biológia: A Földön élő élőlények alkalmazkodtak az egy nap alatt bekövetkező nappal-éjszaka váltakozásához Földrajz: A bolygók mozgása periodikus mozgás. A Föld forgásának hatása a légköri áramlatok kialakulására Mindennapi tudomány Az asztrológiában gyakori a periodikus mozgás jelensége. A műholdjaink, a holdak és a bolygók mind ellipszis alakú pályán keringenek. Ide-oda leng az inga az ingaórában. A harangozó a kötelet periodikusan mozgatja, hogy a harang ingamozgást végezzen.

18


Kísérletek a közös hőmérséklettel Szükséges eszközök

■■ kaloriméter, ■■ meleg víz, ■■ 3 hőmérő, ■■ szoba-hőmérsékletű víz ■■ 6 db mélyhűtött 50 grammos test, ■■ 2 termosz a meleg víz és a mélyhűtött testek tárolására,

■■ egy edény a szoba-hőmérsékletű víz tárolására Kísérletleírás 1. Helyezd a hőmérőt a kaloriméterbe, majd önts bele 1 merőkanálnyi meleg vizet, és mérd meg a hőmérsékletét (tmeleg)! Mérd meg a szoba-hőmérsékletű állott víz hőmérsékletét is (tállott)! Most önts a kaloriméterbe 1 merőkanálnyi állott vizet, és kavard össze! Olvasd le a közös hőmérsékletet (tközös)! Még kétszer ismételd meg az előző lépést! A mért eredményeket írd be az 1. táblázatba! 2. A kaloriméterbe tölts 100 ml (100 g) állott vizet, és mérd meg a hőmérsékletét (tállott)! Most 2 darab 50 grammos, összesen 100 grammnyi, mélyhűtőből kivett, hideg hőmérsékletű (thideg) testet tegyél a kaloriméterbe! Keverd meg a vizet, és mérd meg a közös hőmérsékletet (tközös)! Még kétszer ismételd meg az előző lépést! A mért eredményeket írd be a 2. táblázatba!

19

Ügyelj rá!

■■ A hőtani kísérlet lassú folyamat, mivel a hőátadás és a hőmérséklet-kiegyenlítődés is lassan zajlik. ■■ A termoszokra vigyázz! ■■ A használaton kívüli termoszokat mindig tartsd lefedetten! Tapasztalat 1. táblázat Mérések

Közös

Az állott víz

A meleg víz

hőmérséklet

hőmérséklete

hőmérséklete

tközös (°C)

tállott (°C)

tmeleg (°C)

Közös

Az állott víz

A hideg testek

hőmérséklet

hőmérséklete

hőmérséklete

tközös (°C)

tállott (°C)

thideg (°C)

1 merőkanál állott víz 2 merőkanál állott víz 3 merőkanál állott víz 2. táblázat Mérések

2 hideg test

4 hideg test

6 hideg test

20

Magyarázat A kaloriméter hőszigetelt, így nem áll a környezetével termikus kölcsönhatásban, tehát nem tud hőenergiát leadni, és nem is vesz fel a környezetétől. A kaloriméterben a hidegebb anyagokat felmelegítik a melegebbek, miközben a melegebbek lehűlnek. A hőcsere addig tart, amíg a kölcsönhatást kiváltó anyagok hőmérséklete ki nem egyenlítődik. A két kiindulási hőmérséklet átlaga lesz a közös hőmérséklet azonos mennyiségű, de eltérő hőmérsékletű víz keveredésekor. A nagyobb mennyiségű víz hőmérsékletéhez esik közelebb a közös hőmérséklet eltérő mennyiségű és különböző hőmérsékletű víz keveredésekor. A víz általában több hőt képes tárolni, mint a vele azonos tömegű fémtest, így a hideg fémtestek és a víz keveredésekor a közös hőmérséklet alig tér el a víz eredeti hőmérsékletétől. Tudáspróba 1. Eltérő hőmérsékletű, de azonos tömegű, víz összekeverése esetén a közös hőmérséklet ................................. lesz. Ha a hideg víz tömege több, mint a meleg vízé, akkor a közös hőmérséklet a ...................... víz hőmérsékletéhez lesz közelebb. 2. Kaloriméterben összekeversz 250 gramm 10 °C hőmérsékletű és 250 gramm 70 °C hőmérsékletű vizet. Mekkora lesz a közös hőmérséklet?

3. „Rossz” kaloriméterben összekeversz 130 gramm 30 °C hőmérsékletű és 130 gramm 50 °C hőmérsékletű vizet, és a közös hőmérséklet 37 °C lesz. Miért nem lett a hőmérséklet 40 °C? ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... Kapcsoltál? Földrajz: Szelek kialakulása Mindennapi tudomány Nyáron kevésbé hűl le a tó vize, mint a levegő a part felett, ezért a part felé fúj a szél.

21


Kísérletek a hangszer működésével Szükséges eszközök

■■ gitár, ■■ furulya, ■■ xilofon

Kísérletleírás 1. A gitár húrját pendítsd meg, a furulyát fújd meg, és üsd meg a xilofon egyik fémlemezét! Mi rezeg az egyes hangszerek megszólalásakor? Megfigyeléseidet írd be az 1. táblázatba! 2. Figyeld meg, hogy több rezgési állapota is egyszerre látszik a megpengetett gitár húrjának, úgy tűnik, mintha a húrt burok venné körül, ez a rezgés vastagsága. Figyeld meg a rezgési vastagság és a hang erőssége közötti összefüggést! A gitár nyakán sorakozó fémcsíkok (pundok) segítik megszólaltatni a különböző hangokat. A gitár nyakától számított első, harmadik, ötödik és hatodik pundnál a legmélyebb húrt fogd le, és pendítsd meg! Figyeld meg, milyen kapcsolat van a húr által kiadott hang magassága és a húr megrövidítése között! Megpendítése után érintsd meg a gitárhúrt a 12. pund felett! Ha jól csinálod, az eredeti hangnál egy oktávval magasabb hang fog tovább szólni. Keress még olyan pundokat, melyek lefogásával az egy pillanatra megérintett húr még tovább szól! Megfigyeléseidet írd be a 2. táblázatba! 3. Nézd meg, hogyan hangolható a gitár, a furulya és a xilofon! Megfigyeléseidet írd be a 3. táblázatba! Ügyelj rá!

■■ Óvatosan bánj a hangszerekkel! ■■ Ne feszítsd túl a húrt! ■■ Ne zavarj másokat a hangszerekkel!

23

Tapasztalat 1. táblázat Hangszer

Megszólaltatás módja

Mi rezeg a hang kiadásakor?

gitár furulya xilofon 2. táblázat Jelenség

Megfigyelés

Gitár húrjának rezgési vastagsága és a hangerősség közötti kapcsolat

Gitár húrjának rövidsége és a hang magassága közötti kapcsolat

A gitár nyakától számítva mely helyeken zengett még tovább a húr? 3. táblázat A hangszer

A behangolás módja

A gitár húrjainak behangolási módja

A furulya behangolásának módja

A xilofon behangolásának módja

Magyarázat A rugalmas közegben létrehozott deformáció tovaterjed, kialakítva a hullámot. A gitár húrja rugalmas, a pengetésekor keltett deformáció tovaterjed. A furulya testében a levegőoszlop a rugalmas közeg, amelyet rezgésbe hoz a megfújás. A xilofon lemezei azért tudnak sokáig rezegni, mert lazán vannak rögzítve a hangszer testéhez. 24

A hangot a rezgő húr bocsátja ki. Minél inkább rezeg a húr, annál erősebben szól a hang. Ahogy rövidül a húr, a hang egyre magasabban szól. A húr megpendítésekor egyszerre több hang szólal meg, ezek eredőjeként alakul ki a hangszín. A gitár hangolása a húrok feszességén történő állítás. Minél feszesebb a húr, annál magasabban szól a hangszer. Tudáspróba 1. A xilofon hosszabb vagy rövidebb lemeze ad ki magasabb hangot? A hosszabb lemez adja a .......................................... hangot, a rövidebb lemez pedig a ........................................... 2. Melyik húr szól magasabban? Amelyik jobban vagy kevésbé feszül? ................................................................................................................................................................... 3. Mit kell tenni, ha lehangolódott a gitár egyik húrja? ................................................................................................................................................................... Kapcsoltál? Biológia: A hangszál is rezgő húr Mindennapi tudomány A hangszerek működési alapelve, hogy a hangszeren játszó személy rezgésbe hozza, így bocsátva ki a hangokat. A vonós, ütős és fúvós hangszereknél a megszólaltatás módja az elnevezés alapja.

25


Kísérletek a hullámokkal Szükséges eszközök

■■ lapos, nagy felületű, vizet tartalmazó edény (hullámkád),

■■ hegyes rúd, ■■ rövid, egyenes vonalzó, ■■ egyenes fésű, ■■ csavarrugó („lépcsőjáró rugó”), ■■ ingasor Kísérletleírás 1. Bökd meg a víz felszínét a hullámkádban előbb a hegyes rúddal, majd a vonalzóval! Ezt ismételd meg a kétvégű hullámkeltővel (csavarrugó) és a fésűvel is! Az 1. táblázatba rajzold be, hogy a víz felszínén milyen alakú hullámok keletkeztek! 2. Húzd szét a csavarrugó két végét az asztalon úgy, hogy a menetek között nagyjából 2 centiméteres távolság alakuljon ki! Ha merőlegesen a rugóra mozgatod az egyik végét, transzverzális hullámokat keltesz a rugón, ha viszont a végét párhuzamosan mozgatod a rugóval, akkor a rugóban keletkező hullámok longitudinálisak lesznek. A kétféle hullámmal kapcsolatos megfigyeléseidet írd be a 2. táblázatba! 3. A rugalmas közegben létrejövő zavar véges sebességgel terjed. Ezt nevezzük a hullám terjedési sebességének. Az ingasoron a hullám terjedési sebességének meghatározásához mérőszalag segítségével mérd meg a szélső tagok távolságát (s)! Miközben elindítod a stoppert, lökd meg az egyik szélső ingát! Állítsd meg az órát, amikor a kitérítő hatás a másik szélen lévő ingát megmozdítja! A mutatott idő a t. A hatás terjedési idejét még négyszer mérd meg! A mérési eredményeket írd le a 3. táblázatba! 4. Az azonos módon rezgő és egymáshoz legközelebb lévő két pont távolságát hullámhossznak nevezzük. Nézd meg az ingasoron, hogy melyik test mozog az elsővel együtt, és mérd meg a kettejük távolságát mérőszalag segítségével! Figyeld meg, hogy még mely testek mozognak az elsővel együtt, és mérd meg ezek távolságát is! A mérési adatokat írd be a 4. táblázatba!

27

Ügyelj rá!

■■ A csavarrugó nagyon könnyen megnyúlhat! ■■ A kifolyt vizet töröld fel! ■■ Óvatosan lökd meg az ingasoron az ingákat! Tapasztalat 1. táblázat Kísérlet Pontszerű hullámforrás

Egyenes hullámforrás

Kettős hullámforrás

Fésűszerű hullámforrás

28

Hullámfrontok alakja

2. táblázat Hullámtípusok

A hullámtípusok jellegzetességei

Transzverzális hullám

Longitudinális hullám

3. táblázat Az ingasor hossza

1. idő

2. idő

3. idő

4. idő

5. idő

t (s)

t (s)

t (s)

t (s)

t (s)

s (m)

4. táblázat Az első test és az első vele mozgó test távolsága (méter) Az első test és a második vele mozgó test távolsága (méter) Az első test és a harmadik vele mozgó test távolsága (méter) Magyarázat Ha hegyes rúddal megbökjük a vizet, az zavart okoz a felszínén, amely kör alakban halad tovább. Az egyenes vonalzóval generált hullámok egyenes alakúak lesznek. A fésűvel keltett hullámok egyenes hullámnak látszanak, de valójában sok, kör alakú hullám indul el. A transzverzális hullámforma hegy és völgy váltakozásából áll. A longitudinális hullámformát sűrűsödések és ritkulások jellemzik. A hullám terjedési sebessége (jele: c) megmutatja, hogy egy egységnyi idő alatt mekkora utat tesz s meg a zavar a rugalmas közegben. Kiszámolási módja: c = , ahol t az út megtételéhez szükséges t idő, és s a hullám által megtett út. 29

Tudáspróba 1. Számold ki az 5 terjedési sebességet a 3. táblázatba beírt adataid segítségével a c = függést használva!

s összet

2. Számítsd ki az átlagos terjedési sebességet az előző feladat 5 sebességéből! ................................................................................................................................................................... 3. Némelyik földrengéshullám terjedési sebessége 10 km/s. Ezzel az adattal számolva mekkora utat tesz meg 10 másodperc alatt? ................................................................................................................................................................... 4. Írj példákat halláskárosodást okozó zaj forrására! ................................................................................................................................................................... Kapcsoltál? Biológia: Hanghullámok, hallás Földrajz: Földrengések, vízhullámok Mindennapi tudomány A hangszennyezés része a hétköznapi életnek. A lakóépületek mellett elhaladó autópályákat zajszűrő falakkal veszik körül. A repülőgépgyártók is egyre csendesebb repülőgép-hajtóműveket fejlesztenek ki, hogy a repülőgépek fel- és leszállása ne zavarja a lakókat.

30


Kísérletek a tükrök képalkotásával Szükséges eszközök

■■ téglalap alakú, sík felületű zsebtükör, ■■ két egyforma, függőlegesen szimmetrikus bábu, ■■ állítható sík-homorú-domború tükör, ■■ lézer Kísérletleírás 1. Helyezz két bábut az asztalra egymással szemben! Állítsd a zsebtükröt függőlegesen a két bábu közé félúton! Óvatosan húzd ki a tükör mögül a bábut, amíg az láthatóvá válik! Hasonlítsd össze az 1. táblázatban az elöl lévő bábu tükörképét a tükör mögül kihúzott bábuval! 2. Helyezd az 1. táblázatban kijelölt vonalra a síktükör törő felületét, a lézerfény pedig a pontból induljon! Jelöld meg több ponttal a papíron a beeső és a visszaverődő fény útját! A tükröt és a lézert elvéve, vonalzóval húzd meg a fény útját! Ismételd meg a kísérletet ötször, más indulási irányokkal! 3. Helyezd a 2. táblázatban látható helyére a homorú tükröt! Három párhuzamos sugár kibocsátására állítsd a lézert! Rajzold rá a papírra a három lézersugár útját! 4. A 3. táblázatban látható helyére rakd a domború tükröt! A lézert állítsd három párhuzamos sugár kibocsátására! Rajzold rá a papírra a három lézersugár útját!

Ügyelj rá!

■■ Sose világíts mások szemébe a lézerrel! ■■ A nem használt lézert mindig tartsd kikapcsolva!

31

Tapasztalat 1. táblázat Az optikai eszközt az optikai tengelyre merőlegesen helyezd el úgy, hogy az optikai eszköz középpontja az O pontra essen!

2. táblázat Az optikai eszközt az optikai tengelyre merőlegesen helyezd el úgy, hogy az optikai eszköz középpontja az O pontra essen!

32


Magyarázat A tárggyal azonos állású, azonos nagyságú, látszólagos kép alakul ki a síktükörben. Az 1. kísérletben a képet azért látjuk a tárgynál kisebbnek, mert messzebb esik tőlünk. Az érkezésével azonos szögben verődik vissza a síktükör felületéről a fénysugár. Ezért a közös pontból (tárgy) érkező fénysugarak visszavert sugarainak meghosszabbításai szintén egy pontban metszik egymást (kép). Pontos szerkesztés esetén megmérhető, hogy a képpont és a tárgypont tükörtől mért távolsága megegyezik. Az optikai tengellyel párhuzamos fénysugarak homorú tükör esetén a fókuszpontban találkoznak. Domború tükör esetén az optikai tengellyel párhuzamos fénysugarak szétszóródva verődnek vis�sza, és a visszavert sugarak meghosszabbításai egy pontban, a fókuszpontban találkoznak. Tudáspróba 1. Mi az arany- és az ezüsthíd? ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... 33

2. Egészítsd ki a következő mondatokat! A kép és a tárgy nagysága síktükör esetén ............................. A tükröző felülettől mért tárgytávolság és képtávolság ............................. 3. A következő mondat hiányos, egészítsd ki! Az optikai tengellyel párhuzamos fénysugarak visszaverődései homorú tükör esetén áthaladnak a ................................................. 4. A következő mondat hiányos, egészítsd ki! Domború tükör esetén az optikai tengel�lyel párhuzamos fénysugarak visszaverődéseinek ........................................................................ áthaladnak a fókuszponton. Kapcsoltál? Biológia: A növények a fény elnyelésével elégítik ki az energiaszükségletüket. A környezetünkben lévő tárgyakat az úgynevezett fehér fény, vagyis minden színű fényt tartalmazó fény világítja meg. A tárgyak egyes színhez tartozó fényeket elnyelnek, másokat visszavernek, ezért látjuk színesnek őket Földrajz: A csillagászati távcsövek egy részében használják a görbült felületű tükröket Mindennapi tudomány A vízfelületek a felületükre érkező fényt visszaverik, ezért látjuk rajtuk az égbolt és a túlsó part tükörképét. A homok és az aszfalt feletti levegő a nyári melegben vékony rétegben nagyon felmelegszik, és a vízfelülethez hasonlóan visszaveri a fényt. Így jön létre a délibáb.

34


Kísérletek a lencsék képalkotásával Szükséges eszközök

■■ domború lencse, ■■ homorú lencse, ■■ lézer Kísérletleírás 1. Helyezd a domború lencsét úgy, hogy a szimmetriatengelye az 1. táblázatban lévő egyenesre essen! A három sugaras lézerfény középső sugara illeszkedjen az optikai tengelyre! Ahol a három fénysugár metszi egymást, az a lencse fókuszpontja. Jelöld meg! A fókuszpontot mérd át a lencse túlsó oldalára is! 2. Állítsd úgy, hogy az egyszeres lézerfény a következő jellemző sugármeneteket adja! a) A beeső sugár haladjon át az O ponton! b) A beeső sugár legyen párhuzamos az optikai tengellyel! c) A beeső sugár haladjon át a fókuszponton! 3. Helyezd a homorú lencsét úgy, hogy a szimmetriatengelye a 2. táblázatban lévő egyenesre essen! Illeszkedjen az optikai tengelyre a három sugaras lézerfény középső sugara! A lencse fókuszpontja az optikai tengely azon pontja, ahol a három széttartó fénysugár meghosszabbítása metszi egymást. Jelöld meg! A fókuszpontot mérd át a lencse túlsó oldalára is! Az egyszeres lézerfényt állítsd be úgy, hogy a menete a következő jellemző sugármeneteket adja! a) A beeső sugár haladjon át az O ponton! b) A beeső sugár legyen párhuzamos az optikai tengellyel! c) A beeső sugár haladjon át a fókuszponton! Ügyelj rá!

■■ A lézerrel ne világíts mások szemébe! ■■ Ha nem használod, tárold a lézert kikapcsolt állapotban!

35

Tapasztalat 1. táblázat Az optikai eszközt az optikai tengelyre merőlegesen helyezd el úgy, hogy az optikai eszköz középpontja az O pontra essen!


36

Magyarázat A domború lencse egy pontba gyűjti össze a fényt, a fókuszpontba, ezért gyűjtőlencsének is nevezik. A homorú lencse az optikai tengellyel párhuzamos fénysugarakat úgy szórja szét, hogy a meghosszabbításaik egy pontban, a fókuszpontban találkoznak. A homorú lencsét szórólencsének is nevezik.

A kép megszerkesztéséhez az optikai rendszereknél nevezetes fénymeneteket szoktak megállapítani. A domború lencse nevezetes fénymenetei: a) Az O ponton áthaladó beeső sugár szimmetrikusan törik meg az optikai tengellyel. b) Az optikai tengellyel párhuzamos sugár úgy törik meg, hogy áthalad a fókuszponton. c) A fókuszponton áthaladó beeső sugár párhuzamosan törik meg az optikai tengellyel. Tudáspróba 1. A következő mondat hiányos, egészítsd ki! Hogyan halad tovább az O pont felé tartó sugármenet bármelyik lencsénél? ................................................................................................................................................................... 2. A következő mondat hiányos, egészítsd ki! Az optikai tengellyel párhuzamos fénysugár domború lencsénél a ....................................................... felé törik meg. 3. Sorold fel a domború lencse nevezetes sugármeneteit! ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................

37

Kapcsoltál? Biológia: A szemlencse is domború lencse Földrajz: A távcsövek fontos kelléke a domború lencse, mivel összegyűjti a párhuzamos fény sugarakat. Mindennapi tudomány Domború lencsét tartalmaz a mikroszkóp és a nagyító is. A távollátóknak domború, a rövidlátóknak homorú lencséjű szemüveget készítenek.

38


Kísérletek a sebesség meghatározásával Szükséges eszközök

■■ színes ragasztószalag, ■■ mérőszalag, ■■ részidőmérő stopperóra, ■■ kréta, ■■ Mikola-cső, ■■ légpályás kísérleti eszköz lovassal Kísérletleírás 1. A folyosón színes ragasztószalaggal jelöljétek ki a 0 métert és a 2, 4, illetve 6 méteres távolságot! A 0 méter előtt kezdjen el egyenletesen mozogni a társad, és amikor áthalad rajta, indítsd el a stopperórát! Mérj részidőket a 2, 4 és 6 méteres helyen történő áthaladáskor, majd állítsd meg az órát! Végezd el még kétszer a méréseket! Az eredményeket írd be az 1. táblázatba! 2. A vízzel telt hosszú csövet Mikola-csőnek nevezzük, amelyben egy buborék található. Jelölj ki fél méter távolságot krétával, és mérd meg, hogy mennyi idő alatt teszi meg a buborék egy adott szög mellett! Még kétszer végezd el a mérést! Az eredményeket írd be a 2. táblázatba! 3. Döntsd meg úgy a légpályát, hogy egyenletesen mozogjon lefelé a lovas! Jelöld meg a kiindulópontot, illetve a fél- és egyméteres helyet! Úgy lökd meg a „lovast”, hogy lassan mozogjon, és a kezdeti helyen történő áthaladáskor indítsd el a stoppert, majd mérd meg a két kijelölt részidőt! A beállítás megfelelő, ha az első részidőnek pont a kétszerese a második részidő. A mért eredményeket írd be a 3. táblázatba!

39

Ügyelj rá!

■■ A folyosón történő kísérleteket csendben végezd, ne zavard a szomszédos termekben zajló tanítást! ■■ A kísérletek végeztével a ragasztócsíkokat távolítsd el! Tapasztalat 1. táblázat 1. mérés

2. mérés

sebesség

t (s)

t (s)

(m/s)

sebesség

3. mérés t (s)

(m/s)

sebesség (m/s)

2 méter 4 méter 6 méter 2. táblázat 1. mérés t (s)

2. mérés t (s)

sebesség (m/s)

(m/s)

0,5 méter 3. táblázat

40

sebesség

Az idő 0,5 méternél

Az idő 1 méternél

(s)

(s)

3. mérés t (s)

sebesség (m/s)

Magyarázat A test akkor végez egyenletes mozgást, ha az általa megtett út és az út megtételéhez szükséges idő között egyenes arányosság van. Az egyenletes mozgást végző test sebessége (v) a test által megtett út (s) és az út megtételéhez szükséges idő (t) hányadosa: s v= . t A sebesség mértékegysége: m/s. Tudáspróba 1. Számítsd ki társaid sebességét az 1. táblázat adatainak segítségével! A mérésekben kiszámolt sebességekből mire következtetsz? Az egyenletes mozgást végző test sebessége ..........................

2. Számítsd ki a Mikola-cső buborékjának sebességét a 2. táblázatban leírt eredmények segítségével!

3. Egy autó 56 métert tesz meg 8 s alatt, mekkora a sebessége?

4. Egy autó 10 m/s sebességgel halad. Mennyi idő alatt tesz meg 14 km-t?

Kapcsoltál? Kémia: A gázrészecskék haladási sebessége Biológia: Az állatok mozgása Földrajz: A vulkánból kifolyó láva sebessége; A szél sebessége Mindennapi tudomány Az emberi közlekedés szabályozottan zajlik hazánkban. A KRESZ összegyűjti a járművek és a gyalogosok közlekedésére vonatkozó szabályokat. Gyalogosként sem árt tisztában lenni a fontosabb közlekedési szabályokkal. Sok sport is az emberek gyorsaságának összemérésén alapszik.

41


Kísérletek a rugós erőmérővel Szükséges eszközök

■■ 5 db 50 gramm és 250 gramm közötti tömeggel és kampóval rendelkező test,

■■ rugós erőmérő (max. 2,5 N), ■■ mérleg

Kísérletleírás 1. Először is állítsd be a rugós erőmérőt! Igazítsd a testén a csúszkát éppen a skála kezdetéhez! Fogd meg az egyik kezeddel az erőmérő testét, a másikkal pedig az erőmérő skálarészéből kiálló kampót! Fejts rá ki 1 N, 1,4 N, 2 N és 2,5 N erőt! 2. Mérd le mérleg segítségével a test tömegét, majd fektesd az asztalra! Akaszd a test kampójába az erőmérő skálás kampóját, és finoman kezdd el húzni! A test nem fog azonnal elindulni. Mérd meg az erőt, amelynél a test pont elindul! A másik négy test esetében is végezd el a kísérletet! Az eredményeket írd be az 1. táblázatba! 3. Húzd egyenletes sebességgel az asztalon lévő kampós testeket a rugós erőmérővel! A húzóerő mértékét olvasd le! Végezd el a kísérletet mind az öt testtel! Az eredményeket írd be a 2. táblázatba! 4. A függőleges helyzetben lévő rugós erőmérőre akaszd fel az egyik testet! Mérd meg, hogy mekkora erővel tartja az erőmérő a függő testet! (Ilyenkor, amit mérsz, az a test súlya.) A másik négy testtel is végezd el a kísérletet! Az eredményeket írd be a 3. táblázatba! Ügyelj rá! Ne deformáld el a rugókat!

43

Tapasztalat 1. táblázat a test tömege

a test anyaga

elindítási erő F (N)

m (g) 1. test 2. test 3. test 4. test 5. test 2. táblázat a test tömege

a test anyaga

húzóerő F (N)

m (g) 1. test 2. test 3. test 4. test 5. test 3. táblázat

1. test 2. test 3. test 4. test 5. test

44

a test tömege

súlyerő

S/m

m (kg)

S (N)

(N/kg)

Magyarázat A rugó megnyúlása és a rugót megnyújtó húzóerő között egyenes arányosság van kicsi erők esetében, így a rugó megnyúlásának segítségével mérhető az erő (F). Az erő mértékegysége a newton (N). A testek elindulását a tapadási súrlódási erő akadályozza. A tapadási súrlódás maximális értéke, amikor a test elindulása előtti pillanatban mutatott erőt vesszük figyelembe. A csúszási súrlódási erőt mérjük az erőmérővel, ha a testet egyenletesen húzzuk az asztalon. A Föld a nehézségi erővel (G) vonzza lefelé a rugós erőmérőre akasztott testet. Ahhoz, hogy a test egyensúlyban legyen, a rugós erőmérőnek meg kell tartania. Súlyerőnek (S) nevezzük azt az erőt, amellyel a test húzza a rugós erőmérőt. Esetünkben a nehézségi erő azonos a súlyerővel. Ha a súlyerőt elosztjuk a test kilogrammban megadott tömegével, ugyanazt a számot kapjuk, a nehézségi gyorsulást, amelynek értéke megközelítően: g = 10 N/kg (S = 10 ∙ m). Tudáspróba 1. Egészítsd ki a következő mondatot! Azt az erőt, amikor a húzóerő hatására a test az asztalon még nem indul el, ............................................. súrlódási erőnek nevezzük. 2. Egészítsd ki a következő mondatot! Azt az erőt, amikor a húzóerő hatására a test az asztalon egyenletesen mozog, ............................................. súrlódási erőnek nevezzük. 3. Körülbelül mekkora a súlya egy 0,5 kg tömegű testnek?

4. Körülbelül mekkora a tömege egy 9,2 N súlyú testnek?

Kapcsoltál? Kémia: A tapadási és súrlódási erők nagy része a test és a felület részecskéi közötti kölcsönhatásra vezethető vissza Biológia: A macskák karma erős, hogy fel tudjon mászni a fára Földrajz: A gleccserek a nagy csúszási súrlódás miatt lassan csúsznak le a hegyoldalról Mindennapi tudomány Ha a talaj és a talpunk között nem létezne tapadási súrlódási erő, egy lépést se tudnánk megtenni. A közlekedési járművek jelentős részénél is fékezéskor a fékpofa és a kerék közötti súrlódás fékezi le és állítja meg a járművet. A bicikli kanyarodásakor a kanyar biztonságos bevételét a gumi és az aszfalt közti tapadási súrlódási erő biztosítja. Ha megcsúszik a bicikli, irányíthatatlanná válik. 45


Kísérletek az egyensúlyi helyzetekkel Szükséges eszközök

■■ három rugós erőmérő, ■■ kicsi karika Kísérletleírás 1. Állítsd a rugós erőmérőkön a csúszkákat a skálák kezdetéhez! Akassz össze kettőt, és húzd meg őket úgy, hogy a bal oldali 0,4 N, 0,7 N, 1 N, 1,5 N, 2 N nagyságú erőt jelezzen! Írd be az 1. táblázatba, hogy mekkora erőt jelez a másik erőmérő! 2. Három erőmérőt akassz a karikába! Tarts kettőt a jobb kezedben egymással párhuzamosan, a harmadikat tartsd velük ellentétesen a bal kezedben! Húzd őket kétfelé! Írd be a 2. táblázatba, hogy mekkora erőt mutat a két párhuzamos erő, ha a bal oldali éppen 0,4 N, 1 N, 1,4 N, 1,5 N, 2 N erőt mutat! 3. Három rugós erőmérőt akassz a karikába, és húzd őket úgy, hogy két erőmérő egymásra merőleges legyen, és az egyik 0,6 N, a másik pedig 0,8 N erőt mutasson! A harmadik erőmérőt úgy állítsd, hogy a fenti adatok változása nélkül alakuljon ki az egyensúly! Mekkora erőt mér a harmadik erőmérő? Még négyszer végezd el a kísérletet más-más értékekkel! A mérési eredményeket írd be a 3. táblázatba!

Ügyelj rá! Ne deformáld el a rugót!

47

Tapasztalat 1. táblázat Bal oldali erő

Jobb oldali erő

(N)

(N)

1. mérés

0,4 N

2. mérés

0,7 N

3. mérés

1N

4. mérés

1,5 N

5. mérés

2N

2. táblázat Bal oldali erő

Jobb oldali erő 1.

Jobb oldali erő 2.

(N)

(N)

(N)

Egyik merőleges

Másik merőleges

A harmadik erő

A merőleges erők

erő

erő

(N)

összege

(N)

(N)

0,6

0,8

1. mérés

0,4 N

2. mérés

1N

3. mérés

1,4 N

4. mérés

1,5 N

5. mérés

2N

3. táblázat

1. mérés 2. mérés 3. mérés 4. mérés 5. mérés

48

(N)

Magyarázat Két erő egyensúlyt tart, amennyiben ellentétes irányúak, de azonos nagyságúak. Az egyensúly feltétele, hogy a testre ható erőknek ki kell egyenlíteniük egymást. Három párhuzamos erő esetén a két egyirányú erő nagyságának összegével egyezik meg a velük ellentétes irányú erő nagysága. Ha a három erő nem párhuzamos, nem igaz, hogy két erő nagyságának összege egyenlő a harmadik erő nagyságával. Az erők iránnyal rendelkező mennyiségek, tehát vektorok. Tudáspróba 1. Egészítsd ki a következő mondatot a kitöltött 1. táblázat segítségével! Két ellentétes irányú erő akkor egyenlíti ki egymást, ha a nagyságuk ................................. 2. Egészítsd ki a következő mondatot a kitöltött 2. táblázat segítségével! Az egyirányú erők nagyságának ............................ egyenlő a velük ........................................ irányú harmadik erő nagyságával. 3. Először számítsd ki az egymásra merőleges erők összegét a 3. táblázatba beírt adatok a lapján, majd a kapott eredmények segítségével egészítsd ki a következő mondatot! Az egymásra merőleges erők nagyságának összege ................................................ az őket kiegyenlítő harmadik erő nagyságával. Kapcsoltál? Biológia: Az embernek a két lábon való járásához kiváló egyensúlyozó képességgel kell rendelkeznie Mindennapi tudomány A különböző épületek, építmények tervezésénél az erőhatásokat figyelembe kell venni, hogy az őket érő terhelést a megfelelő épületelemek elbírják, és az épület ne billenjen ki az egyensúlyából. Hogy ne veszítsék el egyensúlyukat, a rádióadók oszlopait drótokkal szokták kifeszíteni.

49


Kísérletek a nyomással Szükséges eszközök

■■ 30 cm × 30 cm-es, 5 cm vastag habszivacsdarab,

■■ három egyforma, téglalap alakú fémtest, ■■ fél kilogramm tömegű súly, ■■ mérőszalag, ■■ mérleg Kísérletleírás 1. Mérd meg mérőszalaggal az egyik téglatest egy csúcsba futó élhosszait (a, b, c), majd rakj súlyt a testre, és mérd meg az együttes tömegüket mérleg segítségével! Az eredményeket írd be az 1. táblázatba! 2. Fektesd vízszintes asztalra a habszivacsot, és helyezd rá a legnagyobb területű oldalával a téglatestet, majd rakd rá a súlyt is! Figyeld meg, hogy a habszivacs milyen mértékben nyomódik be! A kísérletet végezd el a téglatest többi felületével is! Megfigyeléseidet írd le a 2. táblázat megfelelő részeibe! 3. Rakd a habszivacsra a legnagyobb felületével az egyik téglatestet, és helyezd rá először az egyik, majd a másik testet! A habszivacs benyomódásával kapcsolatos észrevételeidet írd be a 3. táblázatba! Ügyelj rá! Vigyázz a mérőeszközökre! Tapasztalat 1. táblázat mérések

eredmények

a él (m) b él (m) c él (m) tömeg (kg) súlyerő (N) 51

2. táblázat kísérlet

eredmények

legnagyobb területű oldalon középső méretű területű oldalon legkisebb területű oldalon 3. táblázat kísérlet

eredmények

1 db test esetén

2 db test esetén

3 db test esetén

Magyarázat Legalább két mennyiséget kell figyelembe venni az alakváltoztató hatáshoz. Fontos kérdés, hogy mekkora erő (F) van hatással a testre, például, hogy a téglatest mekkora erőt gyakorol a habszivacsra, de ugyanakkor az is számít, hogy mekkora felületen (A) érintik egymást a testek. Például jobban benyomja a szivacsot, ha ugyanaz a téglatest a kisebb felületű oldalán érintkezik a szivaccsal. A nyomást (p) úgy számoljuk ki, hogy a nyomóerőt elosztjuk a nyomott felülettel: p = más mértékegysége a pascal (Pa).

F . A nyoA

A téglatest súlya ugyanaz, de oldalai nem egyforma területűek, ezért az alátámasztásra ható nyomás függ a felülettől. Tudáspróba 1. Számítsd ki a téglatest oldalainak területét és a súlyerőt!

52

2. Számold ki az összes oldal területével, hogy mekkora nyomást gyakorolnak a talajra!

3. Számítsd ki a legnagyobb területű oldalra ható nyomást az 1. táblázatban leírt adataid segítségével, ha két és három test helyezkedik egymásra!

Kapcsoltál? Kémia: A fizikai és kémiai folyamatok lezajlására hatással van a légköri nyomás. Kisebb légköri nyomáson alacsonyabb hőmérsékleten forr a víz Biológia: A vízmélységgel együtt nő a víz alatti nyomás. A mélytengeri élőlények a légköri nyomás több százszorosát viselik el Földrajz: A kőzetek és a helységek kialakulásában számottevő szerepe van a Föld belsejében lévő hatalmas nyomásnak Mindennapi tudomány A halak légzéséhez fontos tényező a vizekben oldott oxigén mennyisége, amelyre hatással van a légnyomás.

53


Kísérletek a folyadék belsejében lévő nyomással Szükséges eszközök

Szükséges anyagok

■■ üvegkád, ■■ vízcsap és több liter víz ■■ U alakú üvegcső, ■■ gumicső és membrános tölcsér, ■■ műanyag vonalzó, ■■ mindkét végén nyitott, 5 cm átmérőjű üvegcső,

■■ gumimembrán, ■■ madzag, ■■ olló Kísérletleírás 1. Töltsd tele az üvegkádakat vízzel! A gumicső egyik végére rögzítsd rá a membrános tölcsért! Tölts vizet úgy az U alakú csőbe, hogy a vízszint kicsit alacsonyabban álljon benne a felénél, és rögzítsd a gumicső másik végét az U alakú cső egyik végére! A szárakban a vízszint egyenlő legyen!

2. A következő kísérletek elvégzése után írd be az 1. táblázatba a megfigyeléseidet! a) Vidd az üvegkád vízfelszíne alá körülbelül 3 centiméterrel a membránt! Mi történt a vízzel az U alakú csőben? b) Azonos mélységben változtass a membrán helyzetén! Mi történt az U alakú csőben a vízzel? 55

c) Merítsd bele függőlegesen az üvegkád vizébe a vonalzót, mert a membrán szabad felszínétől így méred meg a bemerülési mélységét! Vidd 3 cm, 6 cm, majd 9 cm mélységbe a membránt, vízszintes állapotban! Mi történt az U alakú csőben lévő vízzel? Mérd meg a csőben lévő vízoszlopok magasságkülönbségét! 3. Rögzítsd feszesen a gumimembránt a mindkét végén nyitott, egyenes üvegcső egyik végére! Önts fokozatosan egyre több vizet a csőbe! A membrán alakváltozása és a csőben lévő vízoszlop magassága közötti összefüggést írd be a 2. táblázatba! Ügyelj rá!

■■ Vigyázz a kísérleti eszközökre! ■■ A kifolyt vizet töröld fel! Tapasztalat 1. táblázat Mérések

Leírás

A membrán 3 cm-rel a víz alatt

A membránt azonos mélységben forgatva

Mi a kapcsolat a membrán bemerülési mélysége és az U alakú csőben a folyadék különbségek között? 2. táblázat Mérések A csőben lévő víz magassága és a membrán alakja közötti összefüggés

56

Leírás

Magyarázat A felül lévő folyadékoszlop súlya ránehezedik az alatta lévő folyadékrétegekre. Innen származik a folyadékok belsejében lévő nyomás, ezt nevezzük hidrosztatikai nyomásnak. Minél mélyebben mérjük a hidrosztatikai nyomást a szabad felszínhez képest, annál nagyobb lesz. A hidrosztatikai nyomás kiszámolási módja a következő: ph =

f

10

N kg

h.

A ρf a folyadék kg/m3 mértékegységben mért sűrűsége, a h a szabad felszíntől mért mélység, és a nyomást Pa-ban kapjuk meg. Egy bizonyos mélységben iránytól független a hidrosztatikai nyomás. Például mindegy, hogy a tengeralattjáró alja, oldala vagy teteje van 10 méter mélységben a víz alatt, a rá ható hidrosztatikai nyomás minden esetben éppen a légköri nyomással egyezik meg. Tudáspróba 1. A homokzsák árvíz esetén miért tartja a folyót a mederben? ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... 2. Árvíz esetén vagy beengedik a vizet az épületbe, vagy körbeépítik homokzsákokkal az épületek falait. Milyen okból kifolyólag? ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... 3. Miért tanácsolják, hogy az ablakon át távozzanak a vízbe esett autóban rekedt utasok? ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... 4. A víz sűrűsége ρvíz =1000 kg/m3. Mekkora a víz nyomása 7 méterrel a vízfelszín alatt?

57

Kapcsoltál? Kémia: Az elemek sűrűsége Biológia: A mélytengeri halak alkalmazkodtak a víznyomáshoz. Mikor felszínre hozzák őket, a nagy nyomáskülönbség miatt testük megsérülhet. A tartósan nagy nyomású helyen tartózkodó ember vérében, így a mélytengeri búvár vérében is, megnő a nitrogénkoncentráció. Ha hirtelen lecsökken a nyomás, akkor a felesleges nitrogén buborék formájában kiválik, és komoly problémákat okozhat a szervezetben Földrajz: A levegőoszlop súlyából is származik nyomás, a légnyomás Mindennapi tudomány Fokozatosan szélesebbre építik a gátakat az aljuk felé haladva, mivel alul sokkal nagyobb a víznyomás. A tengeralattjárók oldala vastag acélból készül, mivel hatalmas víz alatti nyomásnak vannak kitéve.

58


Kísérletek a felhajtóerővel Szükséges eszközök

Szükséges anyagok

■■ rugós erőmérő, ■■ kb. fél liter víz ■■ kancsó, ■■ főzőpohár, ■■ azonos térfogatú réz-, alumínium- és vashenger,

■■ Arkhimédész törvényének kimutatására szolgáló alumíniumhenger és üres henger pár Kísérletleírás 1. Akaszd a henger alakú réztestet a rugós erőmérőre, és engedd bele egy vízzel teli főzőpohárba! Változott a mért erő? Végezd el a kísérletet vas- és alumíniumhengerrel is! A mért adatokat írd be az 1. táblázatba!

2. Az üres hengerbe rakd bele az alumíniumhengert, és győződj meg róla, hogy a térfogatuk egyenlő! Rugós erőmérőre akaszd az üres hengert, és akaszd a henger alá a tömör alumíniumhengert is! Lógasd bele a vízzel töltött főzőpohárba a hengert! Az erőváltozást írd be a 2. táblázatba, majd az üres hengert töltsd tele vízzel! Az erőváltozást írd be a 2. táblázatba!

59

Ügyelj rá!

■■ A kísérleti eszközökkel bánj óvatosan! ■■ A kifolyt vizet takarítsd fel! ■■ Tarts rendet! A kísérletek végeztével a nem használt mérőeszközöket rakd vissza a tartóikba! Tapasztalat 1. táblázat A henger súlya

A henger súlya

Az erő változása

A változás jellege

levegőben

vízben

(N)

(nő/csökken)

Az elrendezés

Az elrendezés sú-

Az elrendezés

Következtetés

súlya

lya, amikor a hen-

súlya, amikor a

ger a vízbe lóg

tartály vízzel teli

alumínium réz vas 2. táblázat

alumínium réz vas Magyarázat A folyadékba vagy gázba merülő testre felhajtóerő hat, ezért a súlya lecsökken. Arkhimédész törvénye szerint a felhajtóerő (Ffel) egyenlő a test bemerülő térfogatával megegyező térfogatú folyadék vagy gáz súlyával. A felhajtóerő kiszámolásának módja: Ffel =

f

10

N Vt , kg

ahol ρf a folyadék vagy gáz sűrűsége, a Vt pedig a test folyadékba vagy gázba merülő részének a térfogata. A felhajtóerő annál nagyobb, minél sűrűbb a folyadék vagy a gáz, továbbá függ a bemerülő test térfogatától is.

60

Tudáspróba 1. Állapítsd meg az 1. táblázatba beírt adataid segítségével, hogy mi figyelhető meg a vízbe merülő azonos térfogatú testek súlycsökkenésénél! ................................................................................................................................................................... 2. A levegőben lévő testekre is hat felhajtóerő. Miért? ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... 3. Hogy bizonyítja a 2. kísérlet Arkhimédész törvényét? Állapítsd meg a 2. táblázatba beírt adataid segítségével! ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... 4. Számítsd ki a vízbe merülő 300 m3 térfogatú tengeralattjáróra ható felhajtóerőt! A víz sűrűsége: ρvíz =1000 kg/m3.

Kapcsoltál? Kémia: Általában egy anyag szilárd állapota nagyobb sűrűségű a folyékony állapotúnál. Például a szilárd halmazállapotú alkohol elsüllyed a folyékony alkoholban. A víz nem ilyen tulajdonságú. Biológia: A halak úszóhólyagjuk segítségével befolyásolják az átlagos sűrűségüket. Földrajz: A jégtáblák átlagos sűrűsége kisebb a folyékony víznél, ezért úsznak a víz színén. Mindennapi tudomány A só sűríti a vizet, ezért a tengerekben és óceánokban nagyobb felhajtóerő hat az emberekre és a tárgyakra. A meleg levegőnek alacsonyabb a sűrűsége azonos nyomáson, mint a hideg levegőnek, ezért repülnek a meleg levegővel töltött hőlégballonok és léghajók. Víztartályok és kamrák elárasztásával, illetve kiürítésével növelik vagy csökkentik a sűrűséget, így szabályozva a tengeralattjáró merülését.

61


Kísérletek a bolygómozgással Szükséges eszközök

■■ 2 rajzszög, ■■ 1 gombolyag cérna, ■■ olló, ■■ 1 toll vagy ceruza (töltős ceruza), ■■ szögmérő, ■■ vonalzó, ■■ számológép Kísérletleírás 1. Az 1. táblázatba rajzolj egy ellipszist! A 20 cm hosszú cérna két végére köss egy-egy hurkot! (A cérna hossza így maximum 15 cm legyen!) Rögzítsd rajzszögek segítségével a cérna két végét az 1. táblázatban! Egy íróeszközzel rajzold meg mindhárom ellipszist!

2. A négy Föld típusú bolygó pályájának körközelítését mutatja be a 2. táblázat. Szögmérő segítségével ábrázold a pályákon, hogy fél földi év elteltével hol tartózkodnak a bolygók! 3. Mennyit fordulnak el 1 nap alatt a Föld típusú bolygók? Szerkeszd meg a 3. táblázatban! Ügyelj rá! A rajzszögek hegyesek, ne szúrd meg velük társaidat vagy magadat!

63

Tapasztalat 1. táblázat A rajzszögeket tűzd a fókuszpontokba!

A1

64

B1

C

B2

A2

2. táblázat Keringési idők Merkúr

Vénusz

Föld

Mars

0,24 év

0,62 év

1 év

1,88 év

Vénusz Nap

Merkúr

Föld

Mars

A2

C B1

3. táblázat Tengely körüli forgások periódusai

Vénusz

s

Föld

Merkúr

Vénusz

Föld

Mars

58,65 nap

243,02 nap

1 nap

1,03 nap

Vénusz

Vénusz

Mars

Föld

Mars

Föld

Mars

65

Magyarázat Ellipszis alakú pályán mozognak a bolygók körül a holdak, és a csillagok körül a bolygók. Az ellipszis pontjainak a síkban lévő két ponttól vett távolságösszege állandó. A két pontot, amelyektől a pontok távolságösszegeit mérjük, fókuszpontoknak nevezzük. Mindig valamelyik fókuszpontban található az a csillag vagy bolygó, amelyik körül keringenek. A keringési idő azt mutatja meg, hogy mennyi idő alatt tesz meg egy teljes kört a bolygó. Ha a Merkúr 0,24 év alatt tesz meg egy kört, akkor 1 év alatt 1 : 0,24 = 4,17 kört tesz meg, vagyis 4,17 × 360° = 1500°-ot fordul el a vezérsugár. Vonjuk ki négyszer a teljes körhöz tartozó 360°-ot: 1500° – 4 × 360° = 60°. A Mars, a Föld és a Vénusz helyzete hasonló módon határozható meg. Gyorsabban forog a Föld a tengelye körül, mint a Merkúr és a Vénusz. Míg a Föld 360°-ot fordul, addig a Merkúr csak 360° : 58,65 = 6,1°-ot fordul el. Ezen a módon számolható ki a többi bolygó napi elfordulása is. Tudáspróba 1. Hányszor kerüli meg egy év alatt a Hold Hold a Földet, ha egyszer 27,32 nap alatt teszi? ................................................................................................................................................................... 2. Mekkora a tengely körüli forgási periódusa a Holdnak, ha 27,32 nap alatt kerüli meg a Földet, és a Földről nézve mindig ugyanaz a fele látszik? ................................................................................................................................................................... 3. Amíg a Mars egy teljes kört megtesz, addig a Föld a Naphoz képest hány fokot fordul el? Használd a 2. táblázat adatait! ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... Kapcsoltál? Biológia: A Földön kívül jelenleg nem ismerünk életformákat Mindennapi tudomány A Föld körül, ellipszispályán keringenek a műholdak is. A kör olyan ellipszispálya, amelynek a két fókuszpontja egybeesik a kör középpontjával. Körülbelül másfél óra alatt kerülik meg a holdat a földközeli pályán mozgó műholdak. Az Egyenlítő ugyanazon pontja felett lévő műholdak keringési ideje 24 óra.

66


Kísérletek a fogyatkozásokkal Szükséges eszközök

■■ ki- és bekapcsolható 10-50 W-os halogénizzó, ■■ csipesz, ■■ pénzdarabok (pl. 20 Ft-os, 5 Ft-os), ■■ világos, sima felület (ernyő), ■■ papírszűrő, ■■ teniszlabda Kísérletleírás 1. Világíts meg egy ernyőt halogénlámpa segítségével! Fogd meg csipesszel a pénzdarabot, majd helyezd úgy az ernyő és a lámpa közé, hogy az ernyőre eső árnyék széle előbb elmosódott legyen, azután pedig éles! A tapasztalataidat írd le az 1. táblázatba!

2. Takard el papírszűrő segítségével a fényforrást! A kerek fényforrás a Nap. Csipesszel fogd meg a fényforrásnál kisebb átmérőjű pénzérmét, és mozgasd úgy, hogy a) alig takarja el a fényforrást, b) teljesen eltakarja szemed elől a fényforrást, c) egy fényes karikát lehessen látni a pénz körül, d) éppen eltakarja a fényforrást! A megfigyelés tapasztalatait írd le a 2. táblázatba! 3. Hozd annyira közel a szemedhez a pénzérmét, hogy pont eltakarja a fényforrást, ezután a szemed előtt lassan mozgasd el vízszintesen! Ezzel modellezheted a részleges és a teljes napfogyatkozás fázisait! Rögzítsd a fázisokat a 3. táblázatban!

67

4. Amikor holdfogyatkozás van, a Föld kerül a Nap és a Hold közé. A Föld árnyéka okozza a Hold elsötétülését! Állj a fényforrásnak háttal! Tartsd úgy a pénzérmét, hogy megvilágítsa a fényforrás, majd helyezkedj úgy, hogy a fejed a pénzérme és a fényforrás közé essen! A fejed árnyéka rávetül a pénzérmére, így az sötétségbe borul. A fejed vagy az érme elmozdításával újra fény esik a pénzérmére. 5. Modellezheted egy teniszlabdával a Hold különböző fényviszonyait. Állj szemben a fényforrással, majd a teniszlabdát annyira tartsd a fejed fölé, hogy ne vess rá árnyékot! Fordulj egy teljes kört a teniszlabdával! Tapasztalataidat írd le a 4. táblázatba! Ügyelj rá!

■■ A forró lámpa felgyújthatja a papírt, a fényforráshoz ne érjen a papírszűrő! ■■ Ne nézz közvetlenül a lámpa fényébe! ■■ Óvatosan fogd meg a lámpát, kicsit hagyd kihűlni! Tapasztalat 1. táblázat A pénzérme árnyékának széle

A pénzérme árnyékának széle

éles lett, ha…

elmosódott lett, ha…

2. táblázat A pénzérme elhelyezkedése a fényforrás és a szem egyenesén a következő jelenségeknél

68

Alig takarja el

Teljesen eltakarja

Egy fényes karikát

Éppen eltakarja

a fényforrást

szemed elől

lehessen látni a pénz

a fényforrást

a fényforrást

körül

3. táblázat A Hold okozta részleges és teljes napfogyatkozás fázisai

4. táblázat Így világítja meg a Nap a Holdat, amikor a szemlélő a Nap felé néz,

Naphoz képest jobbra

a Napnak háttal áll,

a Naphoz képest balra

néz,

néz.

Magyarázat A fény egyenes vonalban terjed. A pontszerű fényforrásból jövő fénysugarak visszaverődnek a tárgyról, vagy elnyelődnek a felületén, a tárgyat nem érintő sugarak pedig elhaladnak mellette, az ernyőt megvilágítva. A kiterjedt fényforrás különböző mértékben tud bevilágítani a test mögé, mivel sok pontszerű fényforrásból áll, és így az árnyék széle elmosódottá válik. A napfogyatkozás a földfelszín azon területéről látható, ahova a Nap és a Föld közé kerülő Hold árnyéka esik. Ha a Hold a Napot csak részben takarja el, akkor van részleges napfogyatkozás. Amikor a Napot teljesen eltakarja a Hold, akkor beszélünk teljes napfogyatkozásról. A holdfogyatkozásnál a Nap és a Hold közé kerül a Föld. A Föld árnyékolja a Holdat. A Hold azért látható, mert a Nap fényéből a vörös színt a földi légkör képes megtörni annyira, hogy az megvilágítsa. 69

Tudáspróba 1. A Földön miért nem élesek az árnyékok, és a Holdon miért igen? ................................................................................................................................................................... 2. Miért láthatunk teljes napfogyatkozást? ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... 3. Volt már teljes napfogyatkozás Magyarországon? ................................................................................................................................................................... Kapcsoltál? Biológia: A teliholdról visszaverődő napfény megkönnyíti az éjszakai látást Mindennapi tudomány A Holdnak azért látjuk mindig ugyanazt az oldalát a Földről, mert a tengely körüli forgási periódusa és a keringési ideje megegyezik.

70


Kísérletek a hatalmas távolságokkal Szükséges eszközök

■■ körző, ■■ vonalzó, ■■ olló, ■■ röplabda, ■■ szögmérő, ■■ számológép Kísérletleírás 1. Mérd meg a röplabda átmérőjét, majd az eredményt írd be az 1. táblázatba!

2. Az 1 CsE-nek (csillagászati egységnek) 5 cm felel meg! Szerkeszd meg körző segítségével a 2. táblázatban a Föld típusú bolygók pályájának körközelítését! 3. Szerkeszd meg a gázbolygók pályájának körközelítését a 3. táblázatban, ha 5 CsE-nek 1 cm felel meg! 4. A fénymásodperc az a távolság, amelyet a fény egy másodperc alatt tesz meg, vagyis megközelítőleg 300 000 km. Állapítsd meg a 4. táblázatban, hogy hány fénymásodpercnek felelnek meg a távolságok! 5. Mérd meg a kijelölt távolságokat az 5. táblázatban! Ügyelj rá! A körzővel ne szúrj meg senkit!

71

Tapasztalat 1. táblázat

A röplabda átmérője: …………………………………… . A Nap valódi átmérője 1,392 millió kilométer . A Nap–Föld közepes távolság 149,6 millió kilométer . Hány méterre keringene a röplabda körül a Föld, ha a labda volna a Nap?

2. táblázat A Föld típusú bolygók Naptól mért távolsága

72

Merkúr

Vénusz

Föld

Mars

0,387 CsE

0,723 CsE

1 CsE

1,524 CsE

3. táblázat Gázbolygók Naptól mért távolsága (5 CsE → 1 cm) Jupiter

Szaturnusz

Uránusz

Neptunusz

5,203 CsE

9,555 CsE

19,22 CsE

30,11 CsE

4. táblázat Hány fénymásodpercesek a következő távolságok? (1 fénymásodperc → 300 000 km) Föld–Hold távolság

Föld–Nap távolság

A Nap átmérője

Föld–Mars legkisebb

384 404 km

149 600 000 km

1 392 000 km

távolság 78 300 000 km

73

5. táblázat Az ábrán 1 fokos a szög Ha a szög csúcsától mindkét szárra felmérünk

A csúcstól mérve milyen messze kell a két

10 cm-t, mekkora távolságra van a két pont?

szárat metszeni, hogy a két pont távolsága 1 mm legyen?

Magyarázat A Föld és a Nap közepes távolságát csillagászati egységnek (CsE) nevezzük. 1 CsE = 149,6 millió kilométer Azt a távolságot nevezzük fénymásodpercnek, amelyet a fény 1 másodperc alatt megtesz, ez megközelítőleg 300 000 km. Azt a távolságot nevezzük fényévnek, amelyet a fény 1 év alatt tesz meg, ez 9461 milliárd kilométer. 1 fényév = 63 241 CsE. Az 1 parszek távolság fogalma az 5. táblázat segítségével érthető meg. Egy szög (a) szárait a csúcstól mérve azonos távolságra (d) elmetszve és a két metszéspontot összekötve egy szakaszt (h) kapunk. Másként fogalmazva, a h szakasz az adott d távolságból a megadott a szögben látszik. A parszeknél nagyon kicsi a szög, a fok 3600-ad része, vagyis 1 szögmásodperc, a szakasz pedig a Föld–Nap távolság, vagyis az 1 CsE. A parszek az a távolság, amelyről az 1 csillagászati egységnyi távolság 1 szögmásodpercben látszik. 1 parszek = 3,26 fényév. Tudáspróba 1. Ha tudjuk, hogy 3600 másodperc 1 óra, 24 óra 1 nap és 365 nap 1 év, akkor 1 fényév mekkora távolság? ................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................

74

2. A Proxima Centauri, a hozzánk legközelebb lévő csillag 4,2 fényév távolságra van tőlünk. Számold ki a 2. kísérlet segítségével, hogy ez a távolság hány kilométernek felel meg! ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... 3. 3,262 fényév 1 parszek. Számold ki a 3. kísérlet segítségével, hogy a Proxima Centauri hány parszekre található! ................................................................................................................................................................... Kapcsoltál? Földrajz: A világűr tanulmányozásánál fontos a csillagászati mértékegységek ismerete Mindennapi tudomány Ma a helymeghatározást már modern eszközök segítségével, pl. műholdas GPS-szel végzik. A tőlünk több száz kilométerre keringő műholdak nemcsak azt mondják meg, merre található az autós, hanem azt is, hogy mekkora sebességgel közlekedik.

75


Kísérletek az áramkör összeállításának alapjaival Szükséges eszközök

■■ 4 megfelelő csatlakozóval rendelkező vezeték, ■■ feszültségforrás, ■■ kapcsoló, ■■ 3 különböző alacsony feszültségű izzó, ■■ változtatható ellenállás Kísérletleírás 1. Először állítsd össze az 1. táblázat ábráján lévő kapcsolást, majd írd be az áramköri elemek nevét is! Ha kész vagy, kapcsold be és ki az áramkört! Észrevételeidet írd be az 1. táblázatba! 2. Az áramkört kapcsold ki, és cseréld ki az izzót!

3. Iktass be még egy változtatható ellenállást a 2. táblázatban látható ábra segítségével! Hogyan világít az izzó az ellenállás változtatásával? Válaszolj a kérdésekre a 2. táblázatban! Ügyelj rá!

■■ Nem mindegy, hogy az egyes vezetékeket a berendezés melyik csatlakozójához kapcsolod. Az elektromos áram használata általában nagy körültekintést igényel.

■■ A kapcsoló bekapcsolása előtt győződj meg arról, hogy mindent helyesen csatlakoztattál! A kapcsolót csak kikapcsolt állapotban építsd be az áramkörbe!

77

Tapasztalat 1. táblázat Áramköri elemek

A kapcsoló bekapcsolásakor az izzó

A kapcsoló kikapcsolásakor az izzó

………………………………..

………………………………..

2. táblázat Áramköri elemek

78

Hogyan világít az izzó, amikor kicsi

Hogyan világít az izzó, amikor nagy

a változtatható ellenállás értéke?

a változtatható ellenállás értéke?

………………………………..

………………………………..

Magyarázat Az elektronokat az áramkörben a feszültségforrás hajtja körbe. Nyugodtan használható a 3 V, 4,5 V, 6 V, 9 V, 12 V feszültség az iskolai kísérleteknél. Az egyenfeszültség-forrásnál számít, hogy melyik a negatív és pozitív kapcsa. Az áramköri elemekhez a vezető anyagokból készült vezetékek segítségével juttatják el az elektronokat. A vezetékeket szigetelőanyagokkal szokták burkolni. Az áramköri elemekhez csatlakoztathatók a vezetékek, ez lehet végleges, ekkor vagy odaforrasztják, vagy odacsavarozzák a vezeték végét, vagy ideiglenes, például banándugó. Az elektromos kör létrehozásának lényege, hogy az elektromos áram elektromos berendezéseket üzemeltessen! Az izzókra ráírják, hogy maximum mekkora feszültséget kaphatnak, hogy nehogy kiégjen az égő, ezt mindig le kell ellenőrizni! A kapcsoló révén avatkozhat a felhasználó bele az áramkör működésébe, és a kapcsoló kikapcsolásával megszakítja az áramkört, bekapcsolásával zárja az áramkört, azaz nem világít az izzó, vagy világít az izzó. A másik beavatkozási lehetőség, hogy a változtatható ellenállás értékét változtatjuk. Ezzel tudjuk megosztani a feszültségforrás feszültségét az izzó és a változtatható ellenállás között. Annál ros�szabbul világít az izzó, minél magasabb az ellenállás értéke, és minél kisebb az ellenállás értéke, annál több feszültség jut az izzóra. Tudáspróba 1. Milyen feszültségforrások találhatók nálad? ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... 2. A közeledben milyen feszültségforrások találhatók? ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... 3. Ha leszakadt vezetéket látsz, hogyan reagálsz? ................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................

79

Kapcsoltál? Kémia: Az elektrolízis az a folyamat, amelyben az oldatból elektromos áram hatására anyag válik ki Biológia: Az áramütés hatására görcsbe rándulhatnak az izmaink Földrajz: Erőművek elhelyezkedése; Elektromosenergia-szolgáltatás Mindennapi tudomány Az elektromos áram behálózza az életünket. Lakásban és lakott területeken könnyedén hozzájuthatunk 230 V feszültséghez, mely révén melegít a hősugárzó, szól a zene a CD-lejátszóból, üzemel a tv, vagy működik a sütő. Rendkívül mérgező anyagokat tartalmazhatnak az áramforrások, ezért szelektíven gyűjtjük őket.

80


Kísérletek az áramerősséggel Szükséges eszközök

■■ 4 megfelelő csatlakozóval rendelkező vezeték, ■■ elemek, ■■ kapcsoló, ■■ legalább 2 különböző ampermérő, ■■ változtatható ellenállás (nem nulláról indul), ■■ multiméter Kísérletleírás 1. Helytelen használat esetén az áramerősség-mérő műszer tönkremehet! Állítsd össze a kapcsolást az 1. táblázatban, és iktasd be a következő szabályok szerint az ampermérőt: a) A műszer áramkörbe építésekor az áramkör ne legyen feszültség alatt! b) Mindig sorosan kell az áramerősség-mérő műszert bekapcsolni az áramkörbe! c) Az ampermérő pozitív sarka végső soron a feszültségforrás pozitív sarkával, negatív sarka pedig a feszültségforrás negatív sarkával legyen összeköttetésben! d) A méréshatár a legnagyobb értékre legyen mindig beállítva! e) Ha már ellenőrizted az a)–d) pontokat, bekapcsolhatod a kapcsolót! f) Ha a méréshatár túl nagynak bizonyul, a kapcsoló kikapcsolása után fokozatosan csökkentsd, amíg megfelelő értéket mutat a műszer! 2. A változtatható ellenállást változtasd meg, aztán olvasd le az áramerősség értékét! Észrevételeidet írd le az 1. táblázatba! 3. Cseréld ki más ampermérő műszerekre is az áramerősség-mérőt! Állítsd be a multimétert, hogy egyenáramot mérjen! Nagyobb méréshatárral kezdd a mérést!

81

Ügyelj rá!

■■ Az 1. mérésben leírt módon kell használni az ampermérő műszert! ■■ Figyelj, hogy melyik vezetéket a berendezés melyik csatlakozójához kapcsolod! ■■ A kapcsolót kikapcsolt állapotban építsd be az áramkörbe! A kapcsoló bekapcsolása előtt győződj meg arról, hogy minden a helyén van! Tapasztalat Ampermérő az áramkörben

1. ampermérő Ellenállás értéke

82

Áramerősség értéke







Magyarázat Egyenlő nagyságú áram folyik a sorosan kapcsolt áramköri elemeken. Ezért szükséges az ampermérőt sorosan kötni a mérendő áramköri szakaszra. Tekercset tartalmaznak az egyszerűbb iskolai ampermérők. Minél nagyobb az áram, annál jobban kileng a mutató, és annál nagyobb a tekercsben a mágneses indukció. A tekercsen nem folyhat akármekkora áram. Erről a védelemről gondoskodik a méréshatár beállítása. Ha a tekercsben az áram iránya megfordul, akkor a mutatót a másik irányba próbálja elmozdítani. Ha a műszer nem kétirányú, elgörbül a mutató, tönkremegy, ezért fontos ügyelni az ampermérő helyes bekötésére. Tudáspróba 1. Az ampermérőt sorosan vagy párhuzamosan kell bekötni az áramkörbe? ................................................................................................................................................................... 2. Az ampermérő műszer skálája 10 nagy beosztású. Mekkora áramot mér 20 mA méréshatár esetén, ha a mutató a harmadik beosztásnál van? ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... 3. Az ampermérő műszer skálája 10 nagy beosztású. 50 mA méréshatár esetén mekkora áramot mér, amikor a 2,6 beosztásnál van a mutató? ................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................

83

Kapcsoltál? Kémia: Az elektrolízisnél a kiváló anyag mennyisége függ az áramerősségtől. Az áramerősség és az idő mérésével megállapítható a kiváló anyag mennyisége Biológia: A 10 mA erősségű áram már halálos lehet Mindennapi tudomány A mérendő mennyiség nagysága és az elektromos áram között kapcsolat van a különböző men�nyiségek automatizált mérésénél. A mérendő mennyiséget elektromos jellé alakítja át egy eszköz. Például a képet félvezető chippel, a hangot mikrofonnal alakítják át elektromos jellé.

84


Kísérletek a feszültséggel Szükséges eszközök

■■ 6 megfelelő csatlakozóval rendelkező vezeték, ■■ feszültségforrás, ■■ kapcsoló, ■■ legalább 2 különböző voltmérő, ■■ változtatható ellenállás, ■■ ellenállás, ■■ multiméter Kísérletleírás 1. Állítsd össze az 1. táblázat segítségével a kapcsolást, és a következő szabályok szerint iktasd be a voltmérőt: a) Ne legyen az áramkör feszültség alatt, amikor beépíted a műszert az áramkörbe! A kap csoló mindig legyen kikapcsolva! b) Mindig párhuzamosan kell az áramkörbe bekapcsolni a feszültségmérő műszert! c) A feszültségmérő műszer pozitív sarka végső soron a feszültségforrás pozitív sarkával, negatív sarka pedig a feszültségforrás negatív sarkával legyen összeköttetésben! d) A méréshatár mindig a legnagyobb értékre legyen beállítva! e) Amennyiben ellenőrizted az a)–d) pontokat, bekapcsolhatod a kapcsolót! f) Amennyiben a méréshatár nagyon nagy lenne, a kapcsoló kikapcsolása után fokozatosan csökkentsd, amíg megfelelő értéket nem mutat a műszer! 2. Változtasd meg a változtatható ellenállást, és olvasd le a feszültség értékét! Észrevételeidet írd be az 1. táblázatba! 3. Cseréld ki más voltmérő műszerekre is a feszültségmérő műszert! A multiméter használatánál állítsd be, hogy egyenfeszültséget mérjen, és szintén a nagyobb méréshatárral kezdd a mérést!

85

Ügyelj rá!

■■ Nem mindegy, hogy a berendezés melyik csatlakozójához kapcsold az egyes vezetékeket! ■■ A kapcsoló bekapcsolása előtt győződj meg arról, hogy mindent helyesen csatlakoztattál! ■■ A voltmérőt mindig az 1. feladatban leírt módon kell használni! Tapasztalat A voltmérő használata

86

1. voltmérő Ellenállás értéke

Feszültség értéke







Magyarázat A párhuzamosan kapcsolt áramköri egységeken ugyanakkora feszültség esik, ezért a feszültségmérő műszert is párhuzamosan kell a mérendő áramköri szakaszra kötni. A méréshatár beállítására azért van szükség, mert a műszer belső egységein nem eshet akármekkora feszültség. Azért kell nagyon vigyázni, mert a mutató kitérési iránya függ a rákapcsolt feszültség paritásától. A műszer pozitív kapcsát a nagyobb potenciálú helyhez kössük! Tudáspróba 1. Az áramkörbe a feszültségmérő műszert sorosan vagy párhuzamosan kell kapcsolni? ................................................................................................................................................................... 2. 10 nagy beosztással rendelkezik a feszültségmérő műszer. A méréshatár 40 V. Ha a 3. beosztásnál áll a mutató, mekkora a mért feszültség? ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... 3. 10 nagy beosztással rendelkezik a feszültségmérő műszer. A méréshatár 100 V. Ha a 4,5 beosztásnál áll a mutató, mekkora a mért feszültség? ................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................

87

Kapcsoltál? Biológia: Ha emberbe csap a villám, azonnal meg kell kezdeni az újraélesztését! Mindennapi tudomány Magyarországon a hálózati feszültség 230 V. Úgy készülnek az elektromos készülékek, hogy csak bizonyos feszültséghatárok között vagy csak bizonyos feszültségen működjenek biztonságosan.

88


Kísérletek az ellenállással Szükséges eszközök

■■ 4 megfelelő csatlakozóval rendelkező vezeték, ■■ elemek, ■■ kapcsoló, ■■ ampermérő, ■■ változtatható ellenállás, ■■ voltmérő, ■■ két különböző értékű ellenállás Kísérletleírás 1. Állítsd össze az 1. táblázat segítségével a kapcsolási rajzot! 2. A változtatható ellenállás különböző értékei mellett mérd meg az első ellenálláson eső feszültséget és a rajta átfolyó áramerősséget! 3. A változtatható ellenállás különböző értékei mellett mérd meg a második ellenálláson eső feszültséget és a rajta átfolyó áramerősséget!

Ügyelj rá!

■■ Figyelj, hogy az egyes vezetékeket a berendezések megfelelő csatlakozóiba kapcsold! ■■ Mielőtt bekapcsolod a kapcsolót, győződj meg arról, hogy mindent helyesen csatlakoztattál! ■■ Szakszerűen alkalmazd a műszereket!

89

Tapasztalat Az ampermérő használata

1. ellenállás

2. ellenállás

U

I

R

U

I

R

(V)

(A)

(Ω)

(V)

(A)

(Ω)

Magyarázat Egyenes arányosság van az ellenálláson eső feszültség (U) és az ellenálláson átfolyó áram erőssége (I) között. Ez az Ohm-törvény. Az ellenállás mértékegysége az ohm (Ω). Az arányossági tényező U az ellenállás (R). Ohm törvényének matematikai alakja: R = . I

90

Tudáspróba 1. Mekkora az ellenállás, ha 4 A erősségű áram folyik az ellenálláson 20 V feszültség hatására?

2. Mekkora a feszültség, ha 5 A erősségű áram folyik a 20 kW ellenállású ellenálláson?

3. Ha a feszültség 5 V, mekkora áram folyik a 100 ohmos ellenálláson?

Kapcsoltál? Földrajz: Egy országról fontos energiaellátási információ a távfeszültség-hálózatának ismerete. Mindennapi tudomány A változtatható ellenállás segítségével szabályozhatjuk például a hangerőt.

91


Kísérletek a soros kapcsolással Szükséges eszközök

■■ 13 megfelelő csatlakozóval rendelkező vezeték, ■■ feszültségforrás, ■■ kapcsoló, ■■ változtatható ellenállás, ■■ 3 egyforma voltmérő, ■■ két különböző értékű ellenállás Kísérletleírás 1. Állítsd össze az 1. táblázatban lévő kapcsolási rajzot! 2. A változtatható ellenállás különböző értékei mellett olvasd le a feszültségértékeket a feszültségmérő műszereken! Az adatokat írd be az 1. táblázatba! 3. Állítsd össze a 2. táblázatban lévő kapcsolási rajzot! 4. A változtatható ellenállás különböző értékei mellett olvasd le az ampermérő műszereken mutatott áramerősség-értékeket! Az adatokat írd be a 2. táblázatba! Ügyelj rá!

■■ Figyelj, hogy az egyes vezetékeket a berendezés melyik csatlakozójához kapcsolod! ■■ Az áramkörbe a kapcsolót csak kikapcsolt állapotban építsd be! ■■ Szakszerűen kezeld a műszereket!

93

Tapasztalat 1. táblázat Feszültségviszonyok

94

U1

U2

U1 + U2

Ue

(V)

(V)

(V)

(V)

2. táblázat Áramerősség-viszonyok

I1

I2

I3

(A)

(A)

(A)

Magyarázat A sorosan kapcsolt ellenállásokon eső feszültség összeadódik (Ue = U1 + U2), viszont ugyanolyan erősségű áram folyik (I1 = I2 = Ie).

95

Tudáspróba 1. Sorba kapcsolunk egy 20 ohmos és egy 40 ohmos ellenállást. Mekkora feszültség esik rajtuk, ha 0,2 A az átfolyó áram erőssége?

2. Egy 20 ohmos és egy 40 ohmos ellenállást sorba kapcsolunk. Ha a 20 ohmoson 6 V feszültség esik, mekkora feszültség esik a 40 ohmos ellenálláson?

3. 40 egyforma ellenállást 230 V hálózati feszültségre sorba kapcsolunk. Mekkora feszültség esik egy ellenállásra?

Mindennapi tudomány A nagyon magas feszültségtől a karácsonyfaizzók sorba kapcsolással védik meg egymást, mert a 230 V hálózati feszültséget felosztják egymás között.

96


Kísérletek a párhuzamos kapcsolással Szükséges eszközök

■■ 13 megfelelő csatlakozóval rendelkező vezeték, ■■ feszültségforrás, ■■ kapcsoló, ■■ változtatható ellenállás, ■■ 3 egyforma voltmérő, ■■ két különböző értékű ellenállás Kísérletleírás 1. Állítsd össze az 1. táblázatban lévő kapcsolási rajzot! 2. A változtatható ellenállás különböző értékei mellett olvasd le a feszültségmérő műszereken mutatott feszültségértékeket! Az adatokat írd be az 1. táblázatba! 3. Állítsd össze a 2. táblázatban lévő kapcsolási rajzot! 4. A változtatható ellenállás különböző értékei mellett olvasd le az ampermérő műszereken mutatott áramerősség-értékeket! Az eredményeket írd be a 2. táblázatba! Ügyelj rá!

■■ Figyelj, hogy az egyes vezetékeket a berendezés melyik csatlakozásához kapcsolod! ■■ A kapcsolót csak kikapcsolt állapotban építsd be az áramkörbe! ■■ Szakszerűen kezeld a műszereket!

97

Tapasztalat 1. táblázat Feszültségviszonyok

98

U1

U2

Ue

(V)

(V)

(V)

2. táblázat Áramerősség-viszonyok

I1

I2

I1 + I2

I3

(A)

(A)

(A)

(A)

Magyarázat A párhuzamosan kapcsolt ellenállásokon folyó áram összeadódik (Ie = I1 + I2), és ugyanakkora feszültség esik rajtuk (U1 = U2 = Ue).

99

Tudáspróba 1. Mekkora az eredő áramerősség, ha 2 A és 3 A erősségű áram folyik a párhuzamosan kapcsolt ellenállásokon?

2. Párhuzamosan kapcsolunk 40 W-os és 60 W-os ellenállást. Mekkora áram folyik a 60 W-os ellenálláson, ha a 40 W-os ellenálláson 0,3 A erősségű folyik?

3. Mekkora áram folyik egy ellenálláson, ha 4 A erősségű áramot eresztünk rá 10 egyforma, párhuzamosan kapcsolt ellenállásra?

Mindennapi tudomány A háztartásokban a konnektorok párhuzamos kapcsolásúak, hiszen így eshet minden eszközön 230 V feszültség. Az egyes eszközökön folyó áram összeadódik. A biztosíték arról gondoskodik, hogy ne folyhasson a vezetékeken túl nagy áram. 100


Kísérletek az állandó mágnesekkel Szükséges eszközök

■■ iránytű, ■■ 2 rúdmágnes, ■■ alkoholos filc, ■■ 1 patkómágnes,

■■ több kis iránytű, ■■ fekete és piros ceruza, ■■ üveglap, ■■ vasreszelék

Kísérletleírás 1. Térkép segítségével állapítsd meg, hogy a teremben merre van észak! Rajzold le az 1. táblázatba a terem alaprajzát és az északi irányt! 2. Állapítsd meg, hogy az iránytű melyik fele mutat észak felé! Megfigyelésedet írd le az 1. táblázatba! 3. Állapítsd meg a két rúdmágnes pólusait az iránytű segítségével! Írd rá a mágnesek végére alkoholos filctollal, hogy milyen pólusúak! Amelyik felé az iránytű északi pólusa mutat, az a déli (D) pólus, amelyik felé pedig az iránytű déli pólusa mutat, az az északi (É) pólus. Nézd meg, hogy a rúdmágnesek pólusai hogyan hatnak egymásra! Tapasztalataidat írd le az 1. táblázatba! 4. Rajzold le a 2. táblázatba vonalak (erővonalak) segítségével, hogy szerinted hogy néz ki a mágneses tér, miután letapogattad iránytű segítségével a rúdmágnes és patkómágnes körüli mágneses teret! Fekete ceruzával dolgozz! 5. Rakj üveglapot a rúdmágnesre, majd a patkómágnesre, és szórj rá apránként vasreszeléket! Hagyd a vasreszeléket elrendeződni! A vasreszelék által kirajzolt erővonalábrákat rajzold le piros ceruzával a 2. táblázatba! Ügyelj rá!

■■ A mágnesek törékenyek! ■■ A vasreszelék durva anyag, vigyázz vele!

101

Tapasztalat 1. táblázat A terem alaprajza északi iránnyal

102

Az iránytű pólusai

A két rúdmágnes pólusai

A rúdmágnesek mely pólusai taszították

A rúdmágnesek mely pólusai vonzották

egymást?

egymást?

2. táblázat Mágneses erővonalak

Magyarázat Az állandó mágnest permanens mágnesnek nevezzük. A vastárgyak jól mágnesezhetők, ezért a permanens mágnest általában vasból készítik. A mágnesek körül kialakult mágneses mező az iránytűt jó megfigyelhető rendszer alapján forgatja el, így a mágneses mező erővonalrendszerrel szemléltethető.

Tudáspróba 1. Az Északi-sarkra mutat az iránytű északi pólusa. Melyik pólusa lehet ott a Föld mágneses terének? ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... 2. Megközelítőleg milyenek a mágneses erővonalak a patkómágnesek szárai között? ................................................................................................................................................................... 103

3. Egészítsd ki a következő mondatot! A mágnesek azonos pólusai ................................................ egymást, a különböző pólusai pedig ................................................ egymást. Kapcsoltál? Biológia: A madarak a Föld mágneses tere alapján tájékozódnak Földrajz: A Földnek is van mágneses tere Mindennapi tudomány A Napból jövő töltött részecskék gyilkos sugárzását a Föld mágneses tere téríti el. Az ember tájékozódásra használja a Föld mágneses terét.

104


Kísérletek az anyaggal és a mágneses terekkel Szükséges eszközök

■■ sokféle tárgy (pl. réz-, vas-, fa-, bakelit-, alumínium-, műanyag rúd, rongydarab, szőrme stb.),

■■ rúdmágnes, ■■ fogó, ■■ gombostűk, ■■ gyertya,

■■ gyufa, ■■ nem mágneses vas, ■■ lágyvas rúd, ■■ vasreszelék, ■■ két egyforma vasrúd, az egyik mágneses, a másik nem az

Kísérletleírás 1. A rúdmágnessel próbáld meg felemelni a tárgyakat! Milyen anyagokat sikerült felemelni? Karikázd be vagy írd be az 1. táblázatba azokat az anyagokat, amelyekre hat a mágnes, és amelyekre nem! 2. Fogó segítségével közelítsd a gombostűt egy vastárgyhoz! Mutasd ki, hogy nem rendelkezik mágneses tulajdonsággal! Aztán a gombostűt többször simítsd végig a rúdmágnesen! Vigyázz, ne érintsd meg a fogóval a mágnest! Nem mágneses vashoz tapasztva mutasd meg, hogy a gombostű mágneses lett! 3. A bemágnesezett gombostűt fogóval tartsd gyertya lángja fölé! A tű épphogy csak izzon fel! Ha lehűlt, nem mágneses vashoz érintve mutasd meg, hogy elveszítette a mágneses tulajdonságát! 4. A lágyvas rudat tartsd vasreszelékes tálba! A kilógó végéhez rúdmágnest érintve kisebb vasreszelékkupac emelhető ki a lágyvas segítségével. A mágnes elvétele után a reszelék leesik. A lágyvas a mágneses tér megszűnése után elveszíti a mágneses tulajdonságát. 5. Állapítsd meg, hogy két egyforma vasrúd közül melyik permanens mágnes, és melyik nem! Ügyelj rá!

■■ A mágnesrúddal csak a kísérleti tárgyakhoz érj! ■■ A mágnesek törékenyek!

105

Tapasztalat Mágnessel kölcsönható anyagok alumínium, vas, fa, szövet, szőr, réz, bakelit, üveg, műanyag, …………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… Magyarázat A mágneses térben az anyagok viselkedése megváltozik. Az anyagok többségénél a mágneses jelenségek gyengék, alig észlelhetők. A mágneses jelenségek látványosak a ferromágneses anyagoknál. Ilyen ferromágneses anyag a vas vagy az acél. A mágnestől elválasztva a vastárgyak egy része még megőrzi mágneses tulajdonságát, maga is permanens mágnes lesz, másik részük, az úgynevezett lágyvasak pedig elveszítik a mágneses tulajdonságukat, és nem alakulnak permanens mágnessé. A permanens mágnesek bizonyos hőmérsékletre felmelegítve elveszítik mágneses tulajdonságukat, ez a Curie-pont. A két mágneses pólus a rúdmágnes két végén található. Ott a legerősebb a mágneses tér, a mágnes közepén pedig gyenge. Ezt a jelenséget lehet felhasználni az 5. feladat megoldásánál.

106

Tudáspróba 1. Keress még ferromágneses anyagot az interneten! ................................................................................................................................................................... 2. Mondj két eljárást, amellyel demagnetizálni tudunk egy mágneses tárgyat! ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... 3. A hűtőszekrény ajtaja mágneszáras, de az ajtót műanyag csík szegélyezi. Hogyan záródik a hűtőszekrény? ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... Kapcsoltál? Földrajz: Bizonyos vastartalmú kőzetek mágneses tulajdonságúak, ezért az ilyen ércet tartalmazó hegyek között nem használható az iránytű. A Föld mágneses pólusainak időközönkénti felcserélődésére bizonyíték az Atlanti-óceán fenekének ellentétesen mágneses tulajdonsága Mindennapi tudomány A permanens mágnes könnyen kárt is okozhat, pl. módosulhat az acél fogaskerekeket tartalmazó karóra működése, vagy a mágnescsíkot tartalmazó kártya is tönkremehet.

107


Kísérletek az elektromágnessel Szükséges eszközök

■■ iránytű, ■■ 3 különböző menetszámú tekercs, ■■ vasmag, ■■ 5 vezeték megfelelő csatlakozókkal, ■■ ampermérő,

■■ feszültségforrás, ■■ változtatható ellenállás (nem lenullázható), ■■ kapcsoló, ■■ vasgolyó, ■■ habszivacs

Kísérletleírás 1. Állítsd össze az 1. táblázatban található kapcsolást! Úgy állítsd az asztalon a tekercset, hogy az északi irányba mutató iránytű a tekercs tengelyére merőlegesen álljon! a) Kapcsold be az áramkört! Észrevételeidet írd le az 1. táblázatba! b) Az áramkör kikapcsolása után fordítsd meg a feszültségforrás csatlakozóit, ezáltal az áramirányt fordítod meg! Kapcsold be az áramkört! Észrevételeidet írd le az 1. táblázatba! 2. Kapcsold be az áramkört! A változtatható ellenállás beállításával érd el a lehető legkisebb áramot! Az iránytűt helyezd a tekercs belsejétől olyannyira távol, hogy éppen elforduljon a tekercs mágneses hatására! Növeld a tekercsen átfolyó áram erősségét a változtatható ellenállás állításával! Figyeld meg, hogy milyen kapcsolat áll fenn az áramerősség és az iránytű elfordulása között! Írd le a 2. táblázatba az észrevételeidet! 3. Mérd meg három különböző menetszámú tekercsnél a legnagyobb és a legkisebb áram erősségét az iránytű elfordulása és a tekercs menetszáma közötti kapcsolat feltárásához! A közös tartományból válassz ki egy értéket, mert ezt fogod mindegyik tekercsnél beállítani! A legkisebb menetszámú tekercsnél állítsd be a kiválasztott áramerősség értékét! Majd vidd olyan messze az iránytűt a belsejétől, hogy pont elforduljon! Cseréld ki a tekercset a nagyobb menetszámú tekercsekre az iránytű helyben hagyása mellett, majd ezeknél is állítsd be ugyanazt az áramerősség-értéket! Mit figyelsz meg? Írd be a 3. táblázatba a mérési adatokat! 4. Ha vasmagot helyezünk a tekercs belsejébe, elektromágnest kapunk. Rakd össze a 4. táblázatban látható rajzot! Emeld fel a vasgolyót a vasmagos tekercs segítségével, miután bekapcsoltad a kapcsolót! Vidd a habszivacs fölé, és kapcsold ki az áramkört! Megfigyeléseidet írd le a 4. táblázatba! Ügyelj rá!

■■ A mágnessel felemelt vasgolyót csak a habszivacsra ejtsd rá! ■■ Tartsd be az áramkör építésére vonatkozó szabályokat! 109

Tapasztalat 1. táblázat Tekercs az áramkörben

Az iránytű melyik vége mutatott a tekercs felé?

Fordított áramirány esetén az iránytű melyik

……………………………………….

vége mutatott a tekercs felé?

Vagyis a tekercs által létrehozott mágnes

……………………………………….

melyik pólusa található ott?

Vagyis a tekercs által létrehozott mágnes

……………………………………….

melyik pólusa található ott? ……………………………………….

2. táblázat Tekercs az áramkörben

110

Minél nagyobb a tekercsen átfolyó áram erőssége, a tekercsben kialakult mágneses tér annál …………………….. elfordítja az iránytűt! 3. táblázat Minimális áramerősség

Maximális áramerősség

1. tekercs 2. tekercs 3. tekercs A kiválasztott közös áramerősség: ……………………………………………… Az iránytű a ……………………. menetszámú tekercsnél tért ki a legjobban. Ugyanolyan áramerősség mellett a ……………………. menetszámú tekercsben nagyobb a mágneses tér. 4. táblázat Elektromágnes az áramkörben

Tapasztalatok: …………………………………………………………………………………. Magyarázat Mágneses tér alakul ki az áramjárta vezető körül. Ha a szigetelt réz vagy valamilyen más vezető anyagból készült vezetéket feltekercseljük, tekercset kapunk. Az áramjárta tekercs belsejében mágneses tér alakul ki. A tekercs egyik jelentősége abban rejlik, hogy elveszíti a mágneses tulajdonságát az áram megszűnése után. Ha a tekercs belsejében csak levegő található, akkor az légmagos tekercs. Vasmagos tekercset vagy elektromágnest akkor kapunk, ha lágyvasat teszünk a tekercs belsejébe.

111

Tudáspróba 1. Miért előnyösebb a permanens mágnesnél az elektromágnes? ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... 2. A vasmag lágyvasból készül. Miért? ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... 3. Hol találkozhatsz a környezetedben elektromágnessel? ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... Mindennapi tudomány A részecskegyorsítókban hatalmas mágnesekkel kényszerítik a megfelelő pályára az elektromosan töltött részecskéket.

112


Kísérletek az elektromotorral és a generátorral Szükséges eszközök

■■ egyenáramú elektromotor működőképes modellje,

■■ feszültségforrás,

■■ kapcsoló, ■■ 3 vezeték, ■■ multiméter (ampermérő)

Kísérletleírás 1. Keresd meg az elektromos motor legfontosabb részeit az 1. táblázatban található rajz alapján! Ha egy alkatrész megvan, pipáld ki a rajzon! 2. Kösd rá az elektromotort egy kapcsoló közbeiktatásával egy megfelelő feszültségforrásra! Tanulmányozd az elektromos motort a bekapcsolása után! 3. A feszültségforrás helyett ampermérő műszert kapcsolj az áramkörbe! Forgasd meg kézzel a motor forgórészét! Mi történik? Megfigyeléseidet írd be az 1. táblázatba! Ügyelj rá!

■■ Az áramkörbe kikapcsolt állapotban építsd be a kapcsolót! ■■ A motorhoz csak kikapcsolt állapotban nyúlj! ■■ Tartsd be az áramkörrel kapcsolatos biztonsági szabályokat! Tapasztalat 1. táblázat Az elektromos motor forgási energiává alakítja át az elektromos energiát

113

A motor forgórészét forgatva az árammérő műszer …………………………………………… Az eszköz tehát ……………………………… energiát alakít át ………………………….. energiává, vagyis generátorként működik. Magyarázat Az elektromotor az elektromos energiát alakítja át forgási energiává. Az egyenáramú motor forgórésze elektromágnes, amely permanens mágnes által létrehozott mágneses térben forog. A tengelyen lévő csúszó érintkező révén kap áramot az elektromágnes. Adott áramirány mellett a forgórész két vége eltérő mágneses pólusú lesz. A forgórész pólusait a permanens mágnes ellentétes pólusai magához vonzzák, és amikor odafordul, a forgórészen a csúszó érintkezőn lévő szakadás miatt az áramirány felcserélődik, megváltozik a forgórész mágneses pólusa, így a másik pólus felé fordul a forgórész, ahol majd újra felcserélődnek a forgórész pólusai.

Mechanikusan forgatva a motor forgórészét, a motor két kapcsán váltakozó feszültség keletkezik, mivel a mágneses térben mozgó vezeték két vége között feszültség indukálódik. A berendezés ilyenkor generátorként viselkedik, vagyis a mechanikai energiát elektromos energiává alakítja át. Tudáspróba 1. Sorolj fel elektromotoros háztartási gépeket! ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... 2. Sorolj fel olyan közlekedési eszközöket, amelyeket elektromotor hajt! ...................................................................................................................................................................

114

3. Milyen jelenség az indukció? ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... Kapcsoltál? Biológia: A kórházak tartalék áramkörei generátorokról működnek. Az autók többségében generátor tölti fel az akkumulátort Földrajz: Erőművek generátorai Mindennapi tudomány Az elektromotor része az életünknek, megtalálható a közlekedési eszközökben, játékokban, háztartási gépekben. Nem szennyezi a környezetet és nem zajos. Ha azt szélerőművekkel, vízerőművekkel állítjuk elő, az elektromotort működtető elektromos áram előállítása is lehet környezetbarát.

115


Kísérletek a transzformátorral Szükséges eszközök

■■ 2 db váltóáramú ampermérő, ■■ transzformátor közös vasmaggal és cserélhető tekercsekkel (legalább 4 tekercs, közülük 3 különböző menetszámú),

■■ kapcsoló, ■■ váltakozó feszültségforrás, ■■ 7 vezeték a megfelelő csatlakozókkal Kísérletleírás 1. Állítsd össze az 1. táblázatban található kapcsolást! Kapcsolj a transzformátor primer tekercsére egyenfeszültség-forrást! Köss egy ampermérő műszert a szekunder tekercsre! a) Kapcsold be az áramkört! b) Hagyd az egyenáramot folyni! c) Kapcsold ki az áramkört! A kísérletek közben figyeld meg a szekunder tekercsre kötött ampermérőt! Észrevételeidet írd le az 1. táblázatba! 2. Kapcsolj a transzformátor ismert menetszámú (Np) primer tekercsére váltakozó feszültségforrást! Mérd meg a feszültség nagyságát (Up) váltakozó feszültség mérésére szolgáló voltmérővel! Az ismert menetszámú (Nsz) szekunder tekercsre kapcsolj váltakozó feszültségű voltmérőt! Mérd meg a feszültséget (Usz)! Különböző menetszámú tekercsek cserélgetésével ismételd meg a kísérletet háromszor! A leolvasott eredményeket írd be a 2. táblázatba! 3. Kapcsolj váltakozó feszültségforrást a transzformátor ismert menetszámú (Np) primer tekercsére, és mérd meg a feszültség nagyságát (Ip) váltakozó áram mérésére szolgáló ampermérővel! Kapcsolj váltakozó áram mérésére szolgáló ampermérőt az ismert menetszámú (Nsz) szekunder tekercsre, és mérd meg az áramot (Isz)! Különböző menetszámú tekercsek cserélgetésével ismételd meg a kísérletet háromszor! A mérési eredményeidet írd be a 3. táblázatba! Ügyelj rá!

■■ Szakszerűen használd a műszereket! ■■ Az áramkör összeállításánál ügyelj az alapvető szabályokra!

117

Tapasztalat 1. táblázat Transzformátor egyenfeszültségen

Jelenség

A szekunder áramkör ampermérőjének viselkedése

A kapcsoló bekapcsolása A primer tekercsen egyenáram folyik A kapcsoló kikapcsolása 2. táblázat Feszültségviszonyok

Np 1. mérés 2. mérés 3. mérés 4. mérés 118

Nsz

Np / Nsz

Up

Usz

Up / Usz

3. táblázat Áramviszonyok

Np

Nsz

Np / Nsz

Ip

Isz

Ip / Isz

1. mérés 2. mérés 3. mérés 4. mérés Magyarázat A transzformátor a váltakozó feszültség értékének megváltoztatását segíti. Három nagyobb részből áll: primer tekercsből, szekunder tekercsből és a közös zárt vasmagból. Rétegelt, vagyis szigetelővel összeragasztott lágyvas lemezekből áll. Az indukció jelenségén alapul a transzformátor működése. Az első tekercsben váltakozó mágneses teret kelt a váltakozó feszültségforrás, amely a zárt vasmag révén eljut a második tekercs belsejébe. A második tekercs belsejében lévő váltakozó mágneses tér a tekercsben váltakozó feszültséget generál. Bár a feszültségtranszformálás folyamata bonyolult a feszültség váltakozása miatt, és sok mindentől függ, jó közelítéssel megállapítható a feszültségek és a tekercsek menetszáma közötti egyenes arányosság: U sz N sz . = Up Np Fordított arányosság figyelhető meg a tekercseken folyó áram és a menetszámuk között: I sz N p . = I p N sz 119

Tudáspróba 1. Fel szeretnénk transzformálni 40 V váltakozó feszültséget 400 V-ra. Mekkora legyen a szekunder és a primer tekercs menetszámának aránya?

2. Le szeretnénk transzformálni 40 V feszültséget 3 V-ra. Amennyiben a primer tekercs menetszáma 1200, mekkora legyen a szekunder tekercs menetszáma?

3. A primer áram 0,06 A volt a 2. feladatban. Mekkora a szekunder áram?

Mindennapi tudomány Az elektromos áramot erőművek állítják elő, sok száz kilométerre a fogyasztóktól. Az elektromos áramot a lehető legkevesebb veszteséggel kell hatalmas távolságokra eljuttatni. Az elektromos áram erősségének négyzetétől függ az elektromos veszteség. Az elektromosságot minél kisebb erősségű áram mellett kell szállítani. Ezért transzformálják fel a feszültséget, mert akkor csökken az elektromos áram nagysága. 120


Kísérletek a távkapcsolóval Szükséges eszközök

■■ 6 vezeték, ■■ távkapcsoló, ■■ kapcsoló, ■■ Morse-kapcsoló,

■■ izzó, ■■ két feszültségforrás, ■■ villanycsengő modellje

Kísérletleírás 1. Állítsd össze az 1. táblázatban látható távkapcsolót tartalmazó áramkört! Észrevételeidet írd be a táblázatba! 2. Cseréld ki Morse-kapcsolóra az első áramkör kapcsolóját! A Morse-ábécé rövid (ti) és hosszú (tá) jelekkel írja le a betűket. Például az S betű ti-ti-ti, az O betű pedig tá-tá-tá, így a segélykérő S. O. S. jelzést a ti-ti-ti-tá-tá-tá-ti-ti-ti jelkombinációval küldheted el. 3. A 2. feladatban összeállított Morse-távíró modelljét használd fel Morse-üzenetek továbbítására úgy, hogy az internet segítségével megkeresed a Morse-ábécét, és a rövid üzeneteidet átkódolod rá! 4. Tanulmányozd a villanycsengő működését, és mondd meg, miért pont a távkapcsolóval összefüggésben került elő ez az eszköz! Ügyelj rá! Tartsd be az alapvető szabályokat az áramkör összeállításánál!

121

Tapasztalat A távkapcsoló

Mi történik az első kör kapcsolójának

Mi történik az első kör kapcsolójának

bekapcsolásakor?

kikapcsolásakor?

……………………………………….

……………………………………….

……………………………………….

……………………………………….

Magyarázat Egy olyan, elektromágnest tartalmazó kapcsoló a távkapcsoló, amely bekapcsolt állapotban van az elektromágnes működése közben. Ha az elektromágnes nem működik, akkor egy rugó lerántja az érintkezőt, így kapcsolva ki a kapcsolót. Az elektromágnest több száz kilométer távolságról is kibe lehet kapcsolni, ezért hívják a berendezést távkapcsolónak. Az elektromos csengő is az elektromágnes kapcsolgató hatását használja ki, amikor a bekapcsolt áramkör miatt az elektromágnes a csengő ütőjét magához rántja, majd az megüti a harangot, de eközben megszakad az áramkör és kikapcsol a mágnes. Egy rugó visszarántja az ütőt, de ekkor zárul az áramkör.

122

Tudáspróba 1. Hogy működik a mágneszár? ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... 2. A TÁVKAPCSOLÓ szót kódold le a Morse-ábécé segítségével! ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... 3. Hol használnak elektromos csengőt? ................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................... Mindennapi tudomány Távkapcsoló segítségével irányítják a gyárak és erőművek vezérlőterméből a berendezések működését. Távkapcsolókkal irányítják a vasúti közlekedésben is a váltókat és jelzőberendezéseket.

123

Hagyományos tanulói munkafüzet Fizika kísérletekhez Az általános iskolák számára

Recommend Documents