MANUÁL LABORATORNÍCH PRACÍ FYZIKA

MANUÁL LABORATORNÍCH PRACÍ FYZIKA

ZÁKLADNÍ ŠKOLA KLADNO MOSKEVSKÁ 2929 ZPRACOVALA

ING EVA ABERTOVÁ

2014

Manuál laboratorních prací fyzika - obsah číslo

název

ročník

strana

6. ročník 1

Elektrický náboj

6

2

2

Magnetické pole

6

4

3

Měření délky

6

6

4

Měření teploty

6

8

5

Měření času

6

10

7. ročník 1

Rychlost

7

12

2

Gravitační síla

7

14

3

Měření třecí síly

7

16

4

Archimédův zákon

7

18

5

Atmosférický tlak

7

20

8. ročník 1

Určení přijatého tepla

8

22

2

Tepelná výměna

8

24

3

Ohmův zákon

8

26

4

Elektrický proud v kapalinách

8

28

5

Příkon žárovky

8

30

9. ročník 1

Magnetické pole cívky

9

32

2

Elektromagnet

9

34

3

Elektromagnetická indukce

9

36

4

Střídavý proud

9

38

5

Intenzita osvětlení

9

40

Seznam použité literatury

43

1

6. ročník Téma

1. laboratorní práce z fyziky Elektrický náboj

Jméno a příjmení Třída

Datum

Hodnocení

Pomůcky: souprava pro elektrostatiku, počítač

rozhraní USBlink

senzor elektrického náboje PS-2132

Příprava : Elektrický náboj Q je fyzikální veličina, která popisuje stav zelektrování těles. Jeho jednotkou je coulomb – značka C. Náboj 1 C je jednotka velká. Při pokusech ve třídě pracujeme s náboji o velikostech desítek nC (nano coulombů). 1 nC je přibližně 6 000 000 000 elementárních elektrických nábojů (náboj elektronu, protonu). Existují dva druhy elektrického náboje: Kladný elektrický náboj a záporný elektrický náboj . Záporně nabité těleso má více elektronů než protonů. V kladně nabitém tělese převažují protony. K přesnému měření velikostí nábojů zelektrovaných těles slouží senzor elektrického náboje. Úkoly: 1. Změřit náboje různých zelektrovaných těles Postup: 1. Senzor elektrického náboje PS-2132 připoj přes rozhraní USBlink k počítači, otevři lp Elektrický náboj v programu Sparkvue. 2. Ze soupravy pro elektrostatiku vyber plastovou tyč a třením hadříkem ze soupravy na ni vytvoř elektrický náboj. Začni měření kliknutím na znak měření k senzoru přilož nabitou tyč, změř elektrický náboj a opětovným kliknutím měření ukonči. znak fotoaparátu

znak uložení

znak měření

2

3. Naměřenou hodnotu zapište do tabulky, měření zopakujte s nábojem vzniklým třením různých těles a materiálů.

těleso

materiál, kterým třeme

elektrický náboj nC

plastová tyč plastová tyč plastová tyč skleněná tyč skleněná tyč

4. Naměřené hodnoty elektrického náboje zaznamenej kliknutím na znak fotoaparátu, pak pak klikni na znak uložení, pak na protokol a export protokolu. Protokol ulož se svým na plochu. Zavři úlohu lp Elektrický náboj, vypni počítač a odevzdej senzor a rozhraní. 5. Do závěru napiš, jaký elektrický náboj byl na plastové a skleněné tyči, a v kterém případě jsi naměřil největší náboj.

Závěr :

Výsledky měření ulož se svým jménem nejdříve na plochu a pak flash disk. Zavři program . Zdroje : http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2100_usb-link/index.cfm http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2132_pasport-charge-sensor/index.cfm 3

6. ročník Téma

2. laboratorní práce z fyziky Magnetické pole


Datum

Hodnocení

Pomůcky: magnety, počítač

rozhraní USBlink

senzor magnetického pole

Příprava :

Magnet je těleso, které ve svém okolí vytváří magnetické pole, tomto prostoru působí magnetickou silou na feromagnetické látky - železo, nikl, kobalt. Permanentní magnety se vyskytují přirozeně v některých horninách, ale dají se také vyrobit. Magnet má severní pól N a jižní pól S, mezi nimi je netečné pásmo. Magnetické pole znázorňujeme pomocí indukčních čar, ukazujících působení magnetické síly. Na obrázku vpravo vidíme uspořádání železných pilin, na které působí magnetická síla. Magnetické pole popisuje veličina magnetická indukce B. Měříme ji v jednotkách tesla (T). Magnetickou indukci měříme senzorem magnetického pole. Úkoly: 1. Prozkoumat magnetické pole Postup: 1. Senzor magnetického pole připoj přes rozhraní USBlink k počítači, otevři lp Magnetické pole v programu Sparkvue.

4

2. Stiskneme tlačítko START (měření) a pomalu rovnoměrně přibližujeme senzor k severnímu pólu magnetu a potom pomalu vzdalujeme senzor od severního pólu magnetu. Opětovným kliknutím na znak start měření ukončíme. Zapíšeme největší naměřenou hodnotu : magnetické pole ................................... mT Kliknutím na znak fotoaparátu zaznamenejte naměřené hodnoty do protokolu. 2. Stiskneme tlačítko START (měření) a pomalu rovnoměrně přibližujeme senzor k jižnímu pólu magnetu a potom pomalu vzdalujeme senzor od jižního pólu magnetu. Opětovným kliknutím na znak start měření ukončíme. Zapíšeme největší naměřenou hodnotu : magnetické pole ................................... mT Kliknutím na znak fotoaparátu zaznamenejte naměřené hodnoty do protokolu. 3. Stiskneme tlačítko START (měření) a pomalu rovnoměrně pohybujeme senzorem kolmo k podélné ose od severního pólu k jižnímu. Opětovným kliknutím na znak start měření ukončíme. Kliknutím na znak fotoaparátu zaznamenejte naměřené hodnoty do protokolu. 4. Přeměřte magnetické pole magnetu, který nemá označené póly, z naměřených hodnot určete severní a jižní pól magnetu. Výsledky měření zapište a póly označte. magnetické pole .................... mT

magnetické pole .................... mT

Výsledky měření ulož se svým jménem nejdříve na plochu a pak flash disk. Zavři program . Ukliďte senzory a pomůcky. Zdroje : http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2100_usb-link/index.cfm http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2132_pasport-charge-sensor/index.cfm http://lucy.troja.mff.cuni.cz/~tichy/elektross/obrazky/magnet1.gif 5

6. ročník Téma

3. laboratorní práce z fyziky Měření délky


Datum

Hodnocení

Pomůcky: různé předměty , délkové měřidlo, počítač

rozhraní USBlink

Pohybový senzor (PS-2103A)

Příprava : Délka je fyzikální veličina, která má fyzikální značky jsou

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

Základní jednotkou je ................................. , jeho fyzikální značka je ..................... Při měření délky je nutné dodržovat tato pravidla: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Zvolíme vhodné měřidlo. Před měřením zjistíme v jakých jednotkách je sestavena stupnice měřidla. Jaká je délka nejmenšího dílku stupnice Jakou největší délku můžeme daným měřidlem změřit – měřící rozsah stupnice. Měřidlo přikládáme těsně podél části tělesa, jejíž délku měříme. Při čtení na stupnici se na ni díváme kolmo.

Výsledek měření není nikdy zcela přesný. Udává jen přibližnou hodnotu skutečné délky. Při správném měření však rozdíl mezi naměřenou a skutečnou hodnotou délky pevného tělesa není větší než polovina nejmenšího délku použitého měřidla. Úkoly: 1. Měření délky délkovým měřidlem a senzorem pohybu (PS-2103A) Postup: 1. Pohybový senzor (PS-2103A) připoj přes rozhraní USBlink k počítači, otevři lp Měření délky v programu Sparkvue. Páčku senzoru přepni na značku vozík. 2. Na lavici polož předmět (nejméně 15 cm před senzor) a uprav polohu čidla tak, aby signál, který vysílá senzor dopadal na předmět. a) Odhadni vzdálenost předmětu od senzoru, zapiš odhad do tabulky. b) Změř vzdálenost délkovým měřidlem, naměřenou hodnotu zapiš do tabulky. 6

c) Změř vzdálenost senzorem(měření zahájíš kliknutím na znak měření a opětovným kliknutím měření ukončíš), výsledek zapiš do tabulky. Naměřenou hodnotu vždy po každém měření zaznamenej do protokolu kliknutím na znak fotoaparátu.

těleso

odhad odhad vzdálenosti vzdálenosti cm

m

měření délkovým měřidlem cm

měření délkovým měřidlem m

měření senzorem m

3) Přepni páčku na senzoru do polohy osoba a přejdi na stránku 3 úlohy. Zaměř čidlo na spolužáka, zahaj měření polohy, při kterém se spolužák bude od čidla vzdálí a pak se vrátí (největší možná vzdálenost je 8 m) Z grafu urči : a) Jaká byla vzdálenost mezi senzorem a spolužákem, když se začal pohybovat.

l =

m

b) Jaká byla největší vzdálenost mezi senzorem a spolužákem.

l =

m

4) Do závěru napiš - jak dobrý máš odhad - jestli je přesnější měření délkovým měřidlem nebo senzorem. Závěr :

Výsledky měření ulož se svým jménem nejdříve na plochu a pak flash disk. Zavři program . Zdroje : http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2100_usb-link/index.cfm http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2103_pasport-motion-sensor/index.cfm 7

6.ročník

4 . laboratorní práce z fyziky

Téma

Měření času


Datum

Hodnocení

Pomůcky: stopky, mince v hodnotě 5 korun

Příprava: Čas je fyzikální veličina, která má fyzikální značku …… . Základní jednotka času je ………………........ a má značku ……... K měření času používáme různé přístroje, pojmenuj je a vysvětli jejich použití.

Úkol: Změř dobu rotace mince

Postup: 1) Změř, jak dlouho se bude točit mince, kterou roztočí spolužák (spolužačka). 2) Poté roztoč minci ty a nechej měřit druhého z dvojice. Naměřené časy si zapište. 3) Každý máte 10 pokusů. 4) Vypočítej aritmetický průměr doby rotace mince, svůj nejlepší a průměrný čas napiš se svým jménem na tabuli. Tři nejlepší časy ve třídě zapiš do tabulky. 5) Do závěru uveď svůj nejlepší výkon a svůj průměrný čas rotace, srovnej ho s nejlepšími výkony. 8

Vypracování: a) tabulka

pokus t (s)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Můj nejlepší čas (s)

Můj průměrný čas (s)

Nejlepší výkony

Nejlepší průměrné časy

jméno

čas (s)

jméno

1.

1.

2.

2.

3.

3.

10

průměrný čas (s)

Závěr:

Zdroje : http://www.hanhartchrono.com/content/id_produkty/thumbnails/58_290c390.png http://vt-2004.astro.cz/teorie/G2/images/vt2004-if60-fig8.jpg http://stary-web.zastarouprahu.cz/foto/slun6.jpg http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/46/Windup_alarm_clock.jpghttp://www.mobatime.cz/site s/default/files/de.250x.6.pg_.n.n.ntp_.png http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/eb/Digital-clock-alarm.jpg

9

6.ročník Téma

5 . laboratorní práce z fyziky Měření teploty


Datum

Hodnocení

Úkol :

Odhadnout teplotu a pak odhad ověřit teploměrem. Změřit jak se mění teplota při ohřívání nebo ochlazování tělesa. Příprava: Teplota je fyzikální veličina t, kterou používáme k popisu stavu tělesa (rychlost pohybu atomů). Jednotkou je Celsiův stupeň (°C). Teplota tajícího ledu je .................... °C, bod varu vody je ................°C Pomůcky: kahan, kádinka, voda, nerezová teplotní sonda, rozhraní , počítač

Postup: 1. Připojíme senzor teploty přes rozhraní do počítače, v počítači otevřeme úlohu LP Měření teploty v programu Sparkvue a přejdeme na stranu dvě. Odhadneme teplotu vzduchu ....................°C Změříme teplotu vzduchu senzorem ( klikneme na znak měření) .......................°C 2. Sestavíme stojan, na něj položíme kádinku se 150 ml vody. Senzor upevníme do stojanu tak, aby se nedotýkal dna ani stěn kádinky. Odhadneme teplotu vody ....................°C Změříme teplotu vody senzorem ( po 15 sekundách klikneme na znak měření) . Teplota vody je .......................°C 10

3. Zapíšeme počáteční teplotu vody do tabulky, zapálíme kahan, začneme měřit čas 4. Teplotu vody měříme manuálně ( vždy po 1 minutě klikneme na znak měření), naměřené hodnoty zapisujeme do tabulky , po 12 minutách uhasíme kahan. 5. Pokračujeme v měření teploty vody po jedné minutě dalších 12 minut, pak měření ukončíme. 6. Přejdeme na třetí stranu úlohy, výsledky měření zaznamenáme kliknutím na znak fotoaparátu, protokol uložíme klinutím na , pak na protokol , export protokolu a uložit na plochu jako LP Měření teploty se svým jménem. 7. Sestrojíme graf závislosti teploty vody na čase 8. Uklidíme pomůcky a napíšeme závěr. ( do závěru napište jak dobrý máte odhad a popište jak se měnila teplota vody). Vypracování: a) tabulka čas t / min 0 teplota t / °C

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

b) graf změny teploty vody

Závěr:

Zdroje: http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2125_pasport-temperaturesensor/index.cfm#specificationsTab 11

7. ročník

1 . laboratorní práce z fyziky Rychlost

Téma Jméno a příjmení Třída

Datum

Hodnocení

Pomůcky: počítač, autíčko

rozhraní USBlink

Pohybový senzor (PS-2103A)

Příprava : Rychlost j nám sděluje, jakým způsobem se mění poloha tělesa v čase. Rozlišuje se rychlost okamžitá a průměrná. Okamžitá rychlost je rychlost tělesa v daném okamžiku – měří ji tachometr auta. Velikost průměrné rychlosti vp určíme jako podíl celkové dráhy s, kterou těleso urazí za celkový čas t , a celkového času t .

vp

=

s cel t cel

Časová změna rychlosti se nazývá zrychlení, záporné zrychlení se nazývá zpomalení, obě veličiny vyjadřuji změnu resp. přírůstek či úbytek okamžité rychlosti v nekonečně krátkém čase . Úkoly: 1. Prozkoumej, jak se mění poloha a rychlost pohybujícího se tělesa v závislosti na času Postup: 1. Připoj pohybový senzor k rozhraní USBlink, rozhraní připoj k počítači. Páčku senzoru přepni na značku vozík. 12

2. Polož senzor pohybu na rovnou plochu, před senzor umísti autíčko ve vzdálenosti 15cm. 3. Zapni počítač, otevři úlohu Rychlost v programu Sparkvue a přejdi na stranu dvě. 4. Zapni měření kliknutím na znak měření, uveď autíčko do pohybu , během pohybu neměň rychlost autíčka. Znovu klikni na znak měření, tím měření zastavíš. 5. Z grafu na straně 2 urči: a) na stránce je graf závislosti .......................... na čase b) grafem pohybu je ............................... autíčko se pohybuje .............................pohybem c) autíčko ujelo dráhu................................... za čas .............................................. d) vypočti průměrnou rychlost autíčka :

e) na straně 3 je graf závislosti...................................na čase f) urči z grafu okamžitou rychlost autíčka pro čas t = 1s

v =............

6. Zapni měření kliknutím na znak měření, uveď autíčko do pohybu , během pohybu měň rychlost autíčka. Znovu klikni na znak měření, tím měření zastavíš. 7. Z grafu na straně 2 urči: a) na stránce je graf závislosti .......................... na čase b) grafem pohybu je ............................... autíčko se pohybuje .............................pohybem c) autíčko ujelo dráhu................................... za čas .............................................. d) vypočti průměrnou rychlost autíčka :

e) na straně 3 – urči a napiš, kterých úsecích autíčko zpomalovalo a v kterých zrychlovalo (jak to poznáš)

f) urči z grafu okamžitou rychlost autíčka pro čas t = 2s

v =............

Výsledky měření ulož jako protokol se svým jménem nejdříve na plochu a pak flash disk. Zavři úlohu, neukládej změny. Zdroje : http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2100_usb-link/index.cfm http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2103_pasport-motion-sensor/index.cfm 13

7. ročník Téma

2 . laboratorní práce z fyziky Gravitační síla


Datum

Hodnocení

Pomůcky: počítač, stojan, závaží

rozhraní USBlink

senzor síly

Příprava : Gravitační síla působí na všechna hmotná tělesa od jednotlivých atomů a částic, přes všechny předměty našeho každodenního života, až po planety, hvězdy a galaxie je vždy přitažlivá. Velikost gravitační síly závisí na hmotnostech předmětů které se gravitačně přitahují Pro náš běžný život nejdůležitější gravitační síla, která působí mezi námi a Zemí. Velikost síly působící na libovolné těleso o hmotnosti m v blízkosti povrchu Země lze vypočítat jako: F=m.g kde g je gravitační konstanta. N Pro výpočty často stačí uvažovat hodnotu g = 10 kg

Úkoly: 1. Prozkoumej, jak se mění velikost gravitační síly v závislosti na hmotnosti tělesa Postup: 1. Sestav stojan, na stojan připevni senzor síly 2. Připoj senzor k rozhraní USBlink, rozhraní připoj k počítači. Zapni počítač, otevři úlohu lp Gravitační síla v programu Sparkvue a přejdi na stranu dvě. 14

3. Před zahájením měření zmáčknutím tlačítka na senzoru senzor vynuluj.

4. Zapni měření kliknutím na znak měření, na senzor postupně zavěšuj závaží a měř, jak se mění gravitační síla, kterou působí závaží na senzor síly.

počet závaží

hmotnost závaží g

hmotnost závaží kg

gravitační síla N

5. Znovu klikni na znak měření, tím měření zastavíš. 6. Z výsledků měření urči: 7. Gravitační síla je ............................

úměrná hmotnosti tělesa.

8. Na senzor síly postupně zavěšuj tři různé předměty, změř velikost gravitační síly na ně působící, z gravitační síly vypočti hmotnost těles. nezapomeň před měřením senzor vynulovat a) 1. těleso ......................

gravitační síla ................... N

hmotnost ................... kg

b) 2. těleso ......................


hmotnost ................... kg

c) 3. těleso ......................


hmotnost ................... kg

Výsledky měření ulož jako protokol se svým jménem nejdříve na plochu a pak flash disk. Zavři úlohu, neukládej změny. Zdroje : http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2100_usb-link/index.cfm http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2104_pasport-force-sensor/index.cfm http://www.gymck.cz/storage/1321115288_sb_6a_fy_05.pdf 15

7. ročník

3. laboratorní práce z fyziky

Téma

Měření třecí síly

Jméno a příjmení Třída Úkol:

Datum

Hodnocení

1. Urči velikost třecí síly Ft0, která působí při uvedení tělesa do pohybu a silou Ft , která působí při rovnoměrném pohybu tělesa. 2. Ověř velikost třecí síly Ft při smykovém tření v závislosti: a) na velikosti kolmé tlakové síly Fn na podložku b) na druhu a vlastnostech styčných ploch

Pomůcky:

dřevěné hranoly, podložky z různých materiálů,

rozhraní USBlink

senzor síly

Postup : Úkol č.1 1. Změříme sílu, kterou potřebujeme na uvolnění tělesa z klidu a sílu, kterou musíme působit, aby se těleso pohybovalo rovnoměrným pohybem. F = Ft Síla potřebná na uvedení tělesa do pohybu odpovídá klidovému tření Ft 0 Síla, kterou udržujeme těleso v rovnoměrném pohybu odpovídá smykovému tření Ft

směr pohybu F Ft Fg

Klidové tření Ft0 = Smykové tření při pohybu tělesa: Ft =

N N

Zapněte počítač, otevřete v programu Sparkvue úlohu Měření třecí síly a k počítači připojte přes rozhraní USBlink senzor síly. Na podložku položte dřevěný hranolek, do očka hranolku zahákněte háček senzoru (senzor vynulujte) a měřte velikost síly při rovnoměrném smýkání hranolkem po podložce. Naměřené hodnoty zapište, výsledky měření zaznamenejte kliknutím na znak fotoaparátu. 16

Úkol č.2 a)závislost třecí síly na hmotnosti tělesa Fg m = Zavěsíme hranolek na senzor síly a změříme gravitační sílu , ze vzorce g vypočteme hmotnost hranolku. Smýkáme hranolek po podložce a měříme senzorem třecí sílu. Údaje určíme postupně pro jeden, dva a tři hranolky. (přidáváme na sebe hranolky). Výsledky měření vždy zaznamenáme kliknutím na znak fotoaparátu. Při každém měření nezapomeňte vynulovat senzor. Počet hranolků

Fg /N

m/kg

Ft/N

1. 2. 3. Naměřené hodnoty průběžně zapisujeme do tabulky. Napiš, jak závisí velikost třecí síly na hmotnosti tělesa :

b) závislost třecí síly na drsnosti styčných ploch Postupně smýkáme jeden hranolek po různých typech povrchu a měříme velikost třecí síly při rovnoměrném pohybu tělesa. Naměřené hodnoty zapíšeme do tabulky a zaznamenáme do protokolu. Číslo měření

Typ povrchu

Ft/N

1. 2. 3. Napiš, jak závisí třecí síla na drsnosti povrchu podložky: Protokol laboratorní práce ulož se svým jménem na plochu, ukliď pomůcky a vypni počítač. Závěr: (Do závěru napíšeme, co ovlivní velikost třecí síly.)

Zdroje : http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2100_usb-link/index.cfm http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2104_pasport-force-sensor/index.cfm 17

7. ročník

4. laboratorní práce z fyziky Archimédův zákon


Datum

Hodnocení

Úkoly: 1. Urči vztlakovou sílu. 2. Urči objem tělesa z Archimédova zákona.

Pomůcky: těleso se závěsem, kádinka, voda, odměrný,válec, počítač

rozhraní USBlink

senzor síly

Příprava : Vztlaková síla Fvz působící na těleso v kapalině, je rovna tíhové síle, která by působila na kapalinu s objemem ponořené části tělesa.

Pro vztlakovou sílu platí

Fvz

Fvz = V∙ ρ ∙ g

V je objem ponořené části tělesa, ρ je hustota kapaliny,

Fg

g je gravitační konstanta

Postup: 1. Senzor síly připoj přes rozhraní USBlink k počítači, otevři lp Archimédův zákon v programu Sparkvue a přejdi na stranu dvě. 2. Sestav stojan, na stojan, na stojan upevni senzor síly. Spusť měření kliknutím na tlačítko Start a vynuluj senzor zmáčknutím tlačítka Zero na senzoru. Záznam nulování vymaž. 3. Na senzor zavěs těleso a změř jak velká gravitační síla na něj působí.

18

Fg =

N

4. Pod těleso polož kádinku s vodou a přejdi na stranu tři úlohy. Spusť měření kliknutím na tlačítko Start a pomalu ponořuj těleso do kádinky s vodou tak, aby horní plocha tělesa byla asi 3 mm pod hladinou, pak měření ukonči. Výsledky měření zaznamenej kliknutím na znak fotoaparátu. Těleso působí na senzor silou F =

N

Urči velikost vztlakové síly jako rozdíl sil Fg a F.

Fvz = Fg - F =

-

=

N

Vztlaková síla je ........................N 5. Z určené vztlakové síly urči objem tělesa :

Fvz = ρ = g =

N kg m3 N kg

Fvz = V ∙ ρ ∙ g Fvz V= ρ∙g

V=

m³ =

V =

cm³ =

ml

Objem tělesa je ..................................... ml. 6. Vypočtený objem tělesa ověř měřením s odměrným válcem : Před měřením si zjistíme: a) v jakých jednotkách je stupnice odměrného válce : b) kolik jednotek odpovídá nejmenšího dílku : c) měřící rozsah stupnice : d) stanovíme odchylku měření :

objem vody

V1 =

ml

objem vody a tělesa V2 = objem

tělesa

V =

V =

ml

V2 - V1 ml

7. Protokol uložíme kliknutím na , pak na protokol , export protokolu a uložit na plochu jako LP Archimédův zákon se svým jménem. 8. Uklidíme pomůcky, a napíšeme závěr. ( v závěru srovnejte vypočtený objem a změřený objem, vysvětlete případné rozdíly).

Závěr : Zdroje : http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2100_usb-link/index.cfm http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2104_pasport-force-sensor/index.cfm 19

7. ročník

5. laboratorní práce z fyziky Atmosférický tlak


Datum

Hodnocení

Úkoly: 1. Urči atmosférický tlak a jeho změnu se změnou nadmořské výšky 2. Změřit přetlak a podtlak plynu v nádobě

Pomůcky: počítač

rozhraní USBlink

senzor nízkého tlaku (barometr) 2113 A s příslušenstvím

Příprava : Atmosférický tlak je tlak vzduchu na zemský povrch a značíme ho pa. Atmosférický tlak měříme barometrem. Hodnota atmosférického tlaku závisí na počasí a na nadmořské výšce. Plyn má v nádobě podtlak, jestliže je tento tlak nižší než atmosférický. Plyn má v nádobě přetlak, jestliže je tento tlak větší než atmosférický. Postup: 1. Senzor nízkého tlaku připoj přes rozhraní USBlink k počítači, otevři lp Atmosférický tlak v programu Sparkvue a přejdi na stranu dvě. 2. Polož senzor na podlahu a spusť měření kliknutím na tlačítko Start a opětovným kliknutím měření ukonči.Naměřenou hodnotu zaznamenej kliknutím na znak fotoaparátu. Atmosférický tlak při podlaze ve třídě je

pa =

Pa

3. Přejdi na stranu 3 úlohy a změř, jak se bude měnit hodnota atmosférického tlaku při opatrném a pomalém zvedání senzoru do výšky . Výsledky měření zaznamenej kliknutím na znak fotoaparátu, pak průběh měření vymaž. Atmosférický tlak ve výšce je

pa =

Pa

Jak se změnil atmosférický tlak ? 4. Přetlak Do stříkačky nasajte pístem 25 ml vzduchu, pak propojte pomocí spojky a hadičky senzor s injekční stříkačkou. V průběhu měření budete postupně mačkat píst stříkačky a měřit tlak v stříkačce. Hodnoty zaznamenejte do tabulky. Výsledky měření zaznamenej kliknutím na znak fotoaparátu, pak

20

průběh měření vymaž.

Měření

Objem ml

Tlak Pa

1

25

2

20

3

15

4

10

5

5

6 Jak se měnil tlak ve stříkačce během mačkaní pístu ? 5. Podtlak Uvolněte propojení stříkačky a senzoru stlačením pístu vymáčkněte ze stříkačky vzduch, pak opět propojte pomocí spojky a hadičky senzor s injekční stříkačkou. V průběhu měření budete postupně vytahovat píst stříkačky a měřit tlak v stříkačce. ( Pro hodnotu v posledním řádku vytáhněte píst co nejvíce.) Hodnoty zaznamenejte do tabulky. Výsledky měření zaznamenej kliknutím na znak fotoaparátu. Měření

Objem ml

Tlak Pa

1

5

2

8

3

12

4 Jak se měnil tlak ve stříkačce při vytahování pístu ? 7. Protokol uložíme kliknutím na , pak na protokol , export protokolu a uložit na plochu jako LP Atmosférický tlak se svým jménem. 8. Uklidíme pomůcky, a napíšeme závěr. ( v závěru napište, kdy vzniká v stříkačce přetlak a podtlak, jakých hodnot tlaku jste dosáhli ).

Závěr Zdroje : http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2100_usb-link/index.cfm http://www.pasco.cz/produkty/barometr-senzor-nizkeho-tlaku 21

-

8. ročník


Téma

Určení přijatého tepla


Datum

Hodnocení

Pomůcky: : kádinka, odměrný válec, stojan, lihový kahan, sítka, držák na nerezovou teplotní sondu

nerezová teplotní sonda

rozhraní Sparklink

Příprava: 1. Teplota je fyzikální veličina, která se značí ........ základní jednotkou je ……… . .2. Teplo je fyzikální veličina, která se značí …… základní jednotkou je ……… Přijaté teplo je (při ideálních podmínkách) přímo úměrné ..................... tělesa a ............ teplot. Přijaté teplo se vypočítá podle vzorce ………………………………, kde uvedená písmena značí……… ……… …………............................................................................................... . Postup práce: 1. Do odměrného válce nalijeme 150ml vody a určíme její hmotnost m. Sestavíme stojan. 2. Otevřeme v programu Sparvue LP Přijaté teplo a přes rozhraní Sparklink připojíme nerezovou teplotní sondu. Vodu přelijeme do kádinky, kádinku položíme na sítku stojanu. Do vody vložíme nerezovou teplotní sondu a změříme počáteční teplotu studené vody t1.Kliknutím na znak fotoaparátu zaznamenáme výsledek měření. 22

-

3. Kádinku s vodou zahříváme lihovým kahanem po dobu 10 minut. 4. Znovu změříme teplotu vody t2, kliknutím na znak fotoaparátu zaznamenáme výsledek měření. Z naměřených hodnot vypočteme kolik tepla voda přijala. 5. Klikni na znak uložení, pak na protokol a export protokolu a zaznamenané výsledky měření ulož jako protokol lp Přijaté teplo se svým jménem na plochu počítače. 5. V závěru vysvětli vztah mezi teplem, které přijala voda a teplem, které se uvolní spálením lihu. (Musíme si uvědomit , že se ohřívá nejen voda ale také..... ).

Naměřené hodnoty Objem vody

V=

ml =

m3

Počáteční teplota t1 = Výsledná teplota

t2 =

Řešení: 1. Výpočet hmotnosti vody

2. Výpočet přijatého tepla

Závěr:

Zdroje : http://www.pasco.cz/produkty/sparklink http://www.pasco.cz/produkty/nerezova-teplotni-sonda 23

8. ročník

2.laboratorní práce z fyziky Tepelná výměna


Datum

Hodnocení

Pomůcky: : odměrný válec, kádinky, nerezová teplotní sonda, rozhraní Sparlink, program Sparkvue, počítač, voda, kalkulačka, Příprava: Pokud smícháme teplou a studenou vodu, vznikne směs, jejíž teplota bude menší než teplota teplé vody a větší než teplota studené.Mezi teplou a studenou vodou nastane tepelná výměna. Teplá voda teplo .................................., její vnitřní energie se................................. . Studená voda teplo ............................ , její vnitřní energie se.................................. . Část vnitřní energie (tepla) přejde z teplé vody do studené. Můžeme vyjádřit teplo, které teplá voda odevzdala a říci, že je stejně velké jako teplo, které studená voda přijala. Úkol :

Urči teplotu vody výpočtem a měřením

Postup práce: 1. Připoj senzor nerezová teplotní sonda k počítači přes rozhraní Sparlink k počítači, otevři program Sparkvue . V programu klikni na znak sestavit zadej teplotu a označ číselník a číslo. 2. Do odměrného válce naměř 150ml studené vody. Přelij vodu do kádinky, změř senzorem (počkej až hodnota, kterou ukazuje číselník ustálí ) její teplotu a vypočítej její hmotnost. Nezapomeň zaznamenat naměřené hodnoty kliknutím na znak fotoaparátu. objem studené vody

Vs =

ml =

m 3

teplota studené vody

ts =

°C

výpočet hmotnosti studené vody

ms = ? [kg] ms = Vst . ρ ms =

.

ms =

kg

ρ H2O =

kg

m

3

3. Odměrným válcem odměř 100ml teplé vody. Přelij vodu do kádinky, změř senzorem její teplotu (výsledek zaznamenej kliknutím na znak fotoaparátu) a vypočítej její hmotnost.

24

objem teplé vody

Vt =

ml =

teplota teplé vody

m3

tt =

°C

výpočet hmotnosti teplé vody

mt = ? [kg] mt = Vt . ρ mt =

.

mt =

kg

ρ H2O =

kg

m

3

4. Přilij teplou vodu do kádinky ke studené vodě, proběhne tepelná výměna. Změř výslednou teplotu vody , která bude mít hmotnost m = m1 + m2. (výsledek zaznamenej kliknutím na znak fotoaparátu). výsledná teplota vody po proběhnutí tepelné výměny získaná měřením

tv1 =

°C

5. Ověř změřenou výslednou teplotu výpočtem . Výpočet výsledné teploty vody

Q odevzdané = Q přijaté mt . c . (tt - tv) mt . (tt –tv) mt . tt – mt. tv - mt . tv – ms . tv mt tv + ms . tv tv (mt. + ms) tv =

tv … výsledná teplota vody

= ms . c . (tv - ts) / : c = ms . (tv- ts) = ms . tv – ms . ts = - mt . tt – ms . ts / .( –1) = mt . tt + ms . ts = m t . tt + m s . ts / :( mt + ms

mt tt + ms . ts

mt … hmotnost teplé vody

tt

….teplota teplé vody

ms …hmotnost studené vody ts …. teplota studené vody

)

tv =

mt + ms tv =

°C

výsledná teplota vody po proběhnutí tepelné výměny získaná výpočtem

5. Klikni na znak uložení, pak na protokol a export protokolu a zaznamenané výsledky měření ulož jako protokol lp Tepelná Výměna. 6. V závěru porovnej hodnotu naměřenou a vypočítanou, vysvětli rozdíl mezi hodnotami. Závěr :

25

8. ročník Téma

3. laboratorní práce z fyziky Ohmův zákon


Datum

Hodnocení

Úkoly: 1. Ověřte Ohmův zákon pro wolframové vlákno žárovky a rezistory 50 Ω

Pomůcky: počítač, žárovka, rezistor 50 Ω, reostat, vodiče, zdroj napětí

rozhraní USBlink

senzor elektrického proudu a napětí

Příprava : Ohmův zákon: Pokud má kovový vodič stálou teplotu, je elektrický proud procházející vodičem přímo úměrný napětí na vodiče. Grafem přímé úměrností je přímka procházející počátkem.

Postup: 1. Senzor elektrického napětí a proudu připojte přes rozhraní USBlink k počítači, otevřete lp Ohmův zákon v programu Sparkvue a přejděte na stranu dvě. 2. Sestavte elektrický obvod podle schéma. Nastavte polohu jezdce tak, aby odpor reostatu byl co největší (žárovka nebude svítit a zapneme li měření kliknutím na tlačítko Start – budou hodnoty napětí a proud nejmenší). Měření ukončete, opětovným kliknutím na tlačítko Start. Ty hodnoty vymažte. Velikost proudu nesmí přesáhnout hodnotu 1,1 A (mohlo by dojít k poškození senzoru, senzor při této hodnotě vydává zvukové znamení – okamžitě obvod přerušte).

A

3. Zahajte vlastní měření , posouvejte pomalu jezdcem reostatu a měřte velikost napětí a proudu při různých polohách jezdce. Naměřené hodnoty (odečtěte z grafu pomocí nástroje šipka) zapisujte do tabulky, z hodnot vypočtěte odpor vlákna žárovky. Výsledky měření zaznamenej kliknutím na znak fotoaparátu.

V

4. Žárovku v obvodu nahraďte rezistorem, měření zopakujte se stejným postupem, opět zapište naměřené hodnoty do tabulky a vypočtěte odpor

26

rezistoru. Výsledky měření zaznamenej kliknutím na znak fotoaparátu.

Měření

Elektrický proud A

Elektrické napětí V

Odpor Ω

Měření napětí a proudu v elektrickém obvodu se žárovkou

1 2 3 4 5

Je grafem závislosti proudu na napětí v obvodu se žárovkou přímka ? Měření

Elektrický proud A

Elektrické napětí V

Odpor Ω

1

Měření napětí a proudu v elektrickém obvodu s rezistorem

2 3 4 5

Je grafem závislosti proudu na napětí v obvodu s rezistorem přímka ? 7. Protokol uložíme kliknutím na , pak na protokol , export protokolu a uložit na plochu jako LP Ohmův zákon se svým jménem. 8. Uklidíme pomůcky, a napíšeme závěr. ( v závěru napište, jak se liší grafy závislosti žárovky a rezistoru, zkuste vysvětlit, čím je rozdíl způsoben ).

Závěr :

27

Zdroje : http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2100_usb-link/index.cfm http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2115_pasport-voltage-current-sensor/index.cfm

28

8. ročník Téma

4 . laboratorní práce z fyziky Elektrický proud v kapalinách


Datum

Hodnocení

Pomůcky: regulovatelný zdroj napětí, žárovka, spínač,elektrody, vodiče, počítač, kádinka, voda, sůl

rozhraní SPARKlink


Příprava : Roztoky kyselin, zásad a solí, popř. jejich taveniny, které vedou elektrický proud, se nazývají elektrolyty. Obsahují volně pohyblivé kladně a záporně nabité ionty.. Elektrolytická disociace je děj, při kterém nastává rozpad látky na ionty způsobený rozpouštědlem. Je to samovolný proces, který končí dosažením rovnovážného stavu, při němž jsou v roztoku přítomny vždy dva druhy iontů – kationty (kladně nabité částice) a anionty (záporně nabité částice). Ionty spolu s molekulami rozpouštědla vykonávají tepelný pohyb. Aby vznikl elektrický proud, je nutné vytvořit v elektrolytu elektrické pole. Proto do elektrolytu vkládáme dvě elektrody připojené ke zdroji stejnosměrného napětí. Elektroda spojená s kladnou svorkou je anoda a elektroda spojená se zápornou svorkou je katoda. Vznikem elektrického pole je vyvolán usměrněný pohyb iontů elektrolytu. Kationty putují ke katodě, anionty k anodě. Obvodem prochází elektrický proud. Ionty, které dospějí k elektrodám, odevzdávají svůj elektrický náboj Úkoly: 1. Prozkoumej, jak závisí velikost procházejícího proudu na počtu iontů v roztoku, ověř platnost Ohmova zákona pro elektrolyty. Postup: 1. Sestav obvod podle schématu a připoj jej k zdroji napětí 4,5 voltu. 2. Senzor elektrického proudu a napětí připoj rozhraní SPARKlink k počítači. 3. Do kádinky nalij vodu z vodovodu, vlož elektrody do kádinky 4. V počítači otevři úlohu Elektrický proud v kapalinách, přejdi na stranu dvě a kliknutím na znak měření zahaj měření. Změř velikost proudu, který prochází obvodem.

V

anoda

katoda

A + -

I1 = A 5. Přejdi na stranu tři, spusť měření a po deseti sekundách přidej do vody lžičku soli (sůl opatrně rozmíchej – bez dotyku elektrod). Počkej až se hodnota proudu ustálí, pak měření ukonči. Naměřenou hodnotu zapiš a graf kliknutím na znak fotoaparátu zaznamenej do protokolu. 28

I2 =

A

6. Přejdi v úloze na stranu čtyři a přepni vzorkování na manuální – klikni na znak vzorkování, označ manuálně. Postupně přidávej do vody lžičky soli, dokud se žárovka v obvodu nerozsvítí. Vždy po přidání soli změř velikost procházejícího proudu. Zapiš, zda svití žárovka. Výsledky měření zaznamenej do protokolu. 1 lžička soli

I=

A

žárovka svítí

/

nesvítí

2 lžičky soli

I=

A

žárovka svítí

/

nesvítí

3 lžičky soli

I=

A

žárovka svítí

/

nesvítí

7. Přejdi na stranu 5. V této části úlohy pokusně ověř platnost Ohmova zákona pro proud v kapalinách. Zvyšuj postupně napětí regulací zdroje a měř hodnoty procházejícího proudu. Z naměřených hodnot vypočti odpor elektrolytu. Výsledky zaznamenej do protokolu. číslo měření

napětí V

proud A

odpor Ω.

1. .2 3 4 5 8. Do závěru napiš, jak ovlivňuje počet iontů v roztoku velikost procházejícího proudu a zda se ti podařilo ověřit platnost Ohmova zákona. Závěr :

Výsledky měření ulož se svým jménem nejdříve na plochu a pak flash disk. Zavři program . Zdroje :http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2009_sparklink/index.cfm http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2115_pasport-voltage-current-sensor/index.cfm

29

8. ročník


Téma

Příkon žárovky


Úkol :

Datum

Hodnocení

Urči příkon žárovky připojené k zdroji stejnosměrného napětí

Pomůcky: ampérmetr, voltmetr, zdroj napětí , vodiče, reostat, žárovka, spínač Příprava: Elektrický příkon je fyzikální veličina, která vyjadřuje množství elektrické energie spotřebované za jednotku času. Jeho fyzikální značka je ......., základní jednotka se nazývá ..................... má fyzikální značku ....... . Elektrický příkon určíme jako součin ......................... a ...........................

Postup práce: 1. Podle schéma sestav elektrický obvod, v kterém budeš voltmetrem měřit svorkové napětí a ampérmetrem velikost procházejícího proudu při různých polohách jezdce reostatu.

U

A

I

V

Prohlédni si údaje na žárovce. Zapiš si, jaký maximální proud může žárovkou procházet. 30

I max =

A

2. Urči na voltmetru a ampérmetru přístroj

ampérmetr

voltmetr

rozsah stupnice velikost jednoho dílku odchylka měření

3. Na reostatu nastav maximální odpor. Uzavři obvod a posunem jezdce reostatu zvětšuj proud v obvodu, až začne žárovka žhnout. Do připravené tabulky zapiš příslušnou hodnotu proudu I procházejícího žárovkou a napětí U na svorkách žárovky. 4. Opakuj měření při několika hodnotách proudu I, ale dbej, abys nepřekročil maximální hodnotu proudu, který může procházet žárovkou. Dvojice hodnot I a U zapiš do tabulky. 5. Vypočti ke každému příkonu výkon žárovky, víme – li, že účinnost η žárovky je v průměru asi 5%. P η= P0

I [A] U [V] P0 [W] P [W] 6. Do závěru napiš, jak se mění příkon žárovky se změnou proudu a jak se to projeví na svitu žárovky. Kolik procent elektrické energie se přibližně změní na světelnou ? Závěr :

31

9. ročník Téma

1 . laboratorní práce z fyziky Magnetické pole cívky


Datum

Hodnocení

Pomůcky: Zdroj stejnosměrného napětí, cívka, jádro, spínač, vodiče, počítač

rozhraní SPARKlink

USBlink



Příprava : Cívka je elektrotechnická součástka používaná v elektrických obvodech. Kolem cívky se průchodem stejnosměrného proudu vytváří stálé magnetické pole Cívka se skládá z vodiče navinutého na izolační nosnou kostru. Úkoly: 1. Prozkoumej vlastnosti magnetického pole cívky s proudem Postup: 1. Sestav obvod podle schématu, připoj jej ke zdroji napětí 3V.

+ -

A V 2. Zapni počítač, do rozhraní USBlink připoj senzor magnetického pole a do rozhraní SPARlink zapoj senzor elektrického proudu a napětí. 3. Senzor elektrického proudu a napětí zapoj do obvodu jako ampérmetr 4. Senzor magnetického pole vlož asi 1 cm do cívky. 32

5. Otevři úlohu Magnetické pole cívky v programu Sparkvue 6. Sepni spínač v obvodu, klikni na znak měření, po 5 sekundách novým kliknutím měření přeruš, zmáčkni znak pro snímek. Z grafu urči severní a jižní pól magnetického pole cívky. Zapiš naměřené hodnoty. Magnetické pole .......................................

Elektrický proud..........................................

7. Změň polaritu zdroje napětí, znovu zapoj senzor elektrického proudu tak,aby jeho polarita odpovídala + a – na cívce a měření zopakuj . Magnetické pole .....................................


8. Zapiš, jak souvisí směr procházejícího proudu a orientace magnetického pole cívky.

9. Do schéma zakresli směr procházejícího proudu, severní a jižní pól indukovaného magnetického pole.

+

-

10. Změníme napětí zdroje na 4,5 V. Otevřeme v úloze Magnetické pole cívky v programu Sparkvue další stránku a měříme napětí, velikost procházejícího proudu a magnetické pole po dobu 5 sekund. Po ukončení měření klikni na znak snímku.Naměřené hodnoty zapište. Magnetické pole ............................... Elektrické napětí ................................ Elektrický proud................................ 10. Napiš, jak se změní velikost změní velikost magnetického pole, zvýší- li velikost procházejícího proudu.

Zdroje : http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2009_sparklink/index.cfm http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2100_usb-link/index.cfm http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2115_pasport-voltage-current-sensor/index.cfm http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2112_pasport-magnetic-field-sensor/index.cfm 33

9. ročník

2 . laboratorní práce z fyziky Elektromagnet

Téma Jméno a příjmení

Třída Datum Hodnocení Pomůcky: Zdroj stejnosměrného napětí, cívka, jádro, reostat , vodiče, stojan a kovový váleček z feromagnetické látky, počítač

rozhraní SPARKlink senzor síly

USBlink



Příprava : Elektromagnet je cívka s jádrem z magneticky měkké oceli, používaná k vytváření dočasného magnetického pole. Princip spočívá v přeměně energie elektromagnetického pole na energii mechanickou. Magnetická síla zde vzniká při průchodu elektrického proudu vinutím cívky na ocelovém jádře, které přitahuje pohyblivou část - kotvu. Magnetické pole elektromagnetu je tím silnější, čím větší elektrický proud prochází cívkou a dále také čím více má cívka závitů. Úkoly: 1. Prozkoumej závislost intenzity magnetického pole a přitažlivé sily elektromagnetu na velikosti procházejícího proudu a počtu závitů cívky Postup: 1. Sestav obvod podle schématu, připoj jej ke zdroji napětí 4,5V. Na cívce zapoj poloviční počet závitů.

A

2. Sestav stojan, na stojan upevni senzor síly, na senzor zavěs kovový váleček z feromagnetické látky a senzor připoj přes rozhraní SPARlink do počítače.

32

3. 4. 5. 6.

Pod kovový váleček polož cívku s jádrem směřují nahoru a posuň váleček tak, aby byl několik milimetrů nad jádrem cívky. Do rozhraní SPARlink připoj senzor elektrického proudu a napětí, senzor zapoj do obvodu jako ampérmetr. Zapni počítač, do rozhraní USBlink připoj senzor magnetického pole , senzor polož čidlem na horní hranu jádra cívky. Otevři úlohu Elektromagnet v programu Sparkvue. Odpoj jeden vodič od zdroje elektrického napětí . Klikni na znak měření, pak novým kliknutím měření přeruš, zmáčkni znak pro snímek. Zapiš naměřené hodnoty. Magnetické pole .......................................


Síla ............................ 7. Připoj vodič ke zdroji napětí, měření zopakuj zmáčkni znak pro snímek. Zapiš naměřené hodnoty. Magnetické pole .....................................


Síla ............................ 8.

Změň zapojení cívky – připoj všechny závity. Klikni na znak měření, pak novým kliknutím měření přeruš, zmáčkni znak pro snímek. Zapiš naměřené hodnoty. Magnetické pole .......................................


Síla ............................ 9. Posunuj jezdcem reostatu,tím budeš měnit odpor a velikost procházejícího proudu Naměř tři různé hodnoty proudu, magnetického pole a síly. Klikni na znak měření, pak novým kliknutím měření přeruš, zmáčkni znak pro snímek. Zapiš naměřené hodnoty. a) Magnetické pole .......................................


Síla ............................ b) Magnetické pole .......................................


Síla ............................ c) Magnetické pole .......................................


Síla ............................ 10. V závěru z naměřených hodnot vyvoď jak souvisí hodnota procházejícího proudu, působení magnetického pole a přitažlivá síla elektromagnetu

Závěr : Výsledky měření ulož se svým jménem nejdříve na plochu a pak flash disk. Zavři program . Zdroje : http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2009_sparklink/index.cfm http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2100_usb-link/index.cfm http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2115_pasport-voltage-current-sensor/index.cfm 33

http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2112_pasport-magnetic-field-sensor/index.cfm http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2104_pasport-force-sensor/index.cfm

34

9. ročník

3 . laboratorní práce z fyziky Elektromagnetická indukce


Datum

Hodnocení

Pomůcky: cívka, spínač, vodiče, tyčový magnet, počítač

rozhraní SPARKlink


Příprava : Elektromagnetická indukce je jev, ke kterému dochází v měnícím se magnetickém poli. Jestliže se v blízkosti vodiče mění magnetické pole, vzniká (indukuje se) na jeho koncích napětí a uzavřeným obvodem začne procházet proud. Velikost indukovaného napětí na koncích vodiče, například na cívce, závisí na charakteru změn magnetického pole Úkoly: 1. Zjisti, na čem závisí indukovaný proud v cívce. Postup: 1. Sestav obvod podle schématu, připoj cívku k senzoru elektrického napětí a proudu. Senzor připoj přes rozhraní SPARlink do počítače

A

2. Otevři úlohu Elektromagnetická indukce v programu Sparkvue. 3. Měř pomocí programu Sparkvue jaká je největší hodnota indukovaného proudu v cívce v těchto případech. V jednotlivých případech vždy klikni na znak měření, po vykonání úkolu měření opětovným kliknutím na znak měření měření přeruš a naměřené hodnoty zapiš. Vždy po 5 měřeních zmáčkni ikonu fotoaparát – udělej snímek měření, pak dosavadní měření vymaž.

36

Úkol

Magnetické pole

Indukovaný proud

(vyber si a zapiš) - zesiluje - zeslabuje - nemění se Zasuň magnet severním pólem do cívky

I =

A

Ponech magnet v cívce.

I =

A

Vysuň magnet z cívky.

I =

A

Ponech magnet v klidu mimo cívku.

I =

A

Zasuň magnet jižním pólem do cívky.

I =

A

Vzdaluj cívku od jižního pólu magnetu.

I =

A

Přibližuj cívku k jižnímu pólu magnetu.

I =

A

Zasuň magnet do cívky jednou pomalu a podruhé rychle.

pomalu I = rychle I =

Vysuň magnet z cívky jednou pomalu a podruhé rychle.

pomalu I = rychle I =

A A A A

Závěr : (Napiš, jak závisí směr indukovaného proudu na změně magnetického pole, jak ovlivní rychlost změny magnetického pole velikost indukovaného proudu)

Výsledky měření ulož se svým jménem nejdříve na plochu a pak flash disk. Zavři program . Zdroje : http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2009_sparklink/index.cfm http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2115_pasport-voltage-current-sensor/index.cfm 37

9. ročník Téma

4. laboratorní práce z fyziky Střídavý proud


Datum

Hodnocení

Pomůcky: zdroj napětí, rezistor, voltmetr, vodiče, počítač

rozhraní SPARKlink


Příprava : Střídavý proud (napětí) je proud, který stále mění svoji velikost i směr. Časový průběh střídavého proudů (napětí) může být harmonický pak je grafem sinusoida. Z časového průběhu harmonického proudu (napětí) můžeme určit periodu, frekvenci a amplitudu. Úkoly: 1. Změř časový průběh harmonického napětí a urči jeho efektivní hodnotu, periodu, frekvenci a amplitudu. Urči vztahy mezi nimi. Postup: 1. Sestav obvod podle schématu, připoj rezistor ke zdroji střídavého elektrického napětí a paralelně k rezistoru připoj multimetr, zapojený jako voltmetr pro měření střídavého napětí. Změř velikost napětí - efektivní hodnotu. Senzor elektrického proudu a napětí připojíme k rezistoru jako voltmetr. Senzor připoj přes rozhraní SPARlink do počítače

100 Ω.

V

38

2. Otevři úlohu Střídavý proud v programu Sparkvue. 3. Měř pomocí programu Sparkvue jaký je časový průběh střídavého napětí po dobu .............. s. Měření zahájíš a ukončíš kliknutím na znak měření, pohybem kurzoru si uprav graf tak , aby se ti s ním dobře pracovalo. Výsledky měření zaznamenej ( klikni na ikonu fotoaparát – udělej snímek měření ) do protokolu. 4. Do grafu zakresli časový průběh střídavého napětí podle výsledků naměřených senzorem napětí ( V) +

čas ( s)

napětí ( V)

5. Z naměřených hodnot urči : a) periodu

T =

s

b) frekvenci

f =

Hz

c) amplitudu

Umax =

V

6. Na multimetru odečti efektivní hodnotu napětí : Uef =

V

7. Urči poměr Uef : Umax 8. Kde se využívá střídavé napětí (proud)? Jakých dosahuje hodnot ?

Výsledky měření ulož se svým jménem nejdříve na plochu a pak flash disk. Zavři program . Zdroje :http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2009_sparklink/index.cfm http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2115_pasport-voltage-current-sensor/index.cfm 39

9. ročník Téma

5. laboratorní práce z fyziky Intenzita osvětlení


Datum

Hodnocení

Úkoly: 1. Určete intenzitu osvětlení ve třídě za různých podmínek. 2. Změřte jak se mění intenzita osvětlení s rostoucí vzdálenosti od zdroje světla.

Pomůcky: počítač, zdroje světla – svíčka, lampička, délkové měřidlo

rozhraní USBlink

Senzor úrovně osvětlení PS-2177

Příprava : Intenzita osvětlení je fotometrická veličina definovaná jako světelný tok dopadající na jednotku plochy. Značí se E. Její jednotkou je lux (lx). .

Je tedy podílem světelného toku (v lumenech) a plochy (v metrech čtverečních).

Běžná hodnota osvětlení ve vnitřních prostorách se pohybuje v rozmezí 100–2000 lx, ve slunečný letní den na volném prostranství lze naměřit hodnoty větší než 70 000 lx (v zeměpisné šířce ČR). Jasná měsíční noc při úplňku představuje osvětlenost do 0,5 lx. Postup: 1. Senzor úrovně osvětlení připoj přes rozhraní USBlink k počítači, otevři lp Intenzita osvětlení v programu Sparkvue a přejdi na stranu dvě. Měření spustíte kliknutím na tlačítko Start a opětovným kliknutím měření ukončete.Naměřenou hodnotu zaznamenej kliknutím na znak fotoaparátu přidejte popisek, za jakých podmínek byly hodnoty naměřeny. 2. Drž senzor ve svislé poloze a změř intenzitu osvětlení ve třídě za těchto podmínek : a) závěsy a okenní žaluzie jsou vytaženy, umělé osvětlení nesvítí

E=

lx

40

b) závěsy jsou roztažené,okenní žaluzie jsou staženy a umělé osvětlení nesvítí c) závěsy a okenní žaluzie jsou staženy, umělé osvětlení nesvítí d) závěsy a okenní žaluzie jsou staženy, umělé osvětlení svítí

E= E=

E=

lx

lx lx

Za jakých podmínek byla intenzita osvětlení největší a nejmenší ?

3. Na lavici si připravte optickou lavici s lampičkou zapojenou do zdroje napětí a délkové měřidlo. Přejděte na stranu 3 úlohy a změřte, jak se bude měnit hodnota intenzity osvětlení při rostoucí vzdálenosti senzoru od zdroje světla (postupně zvyšujte vzdálenost vždy o pět centimetrů ). Výsledky měření zaznamenej kliknutím na znak fotoaparátu, pak průběh měření vymaž. Měření zopakuj se svíčkou ve stojánku za stejných podmínek.

Měření

Vzdálenost senzoru a zdroje světla cm

1

5

2

10

3

15

4

20

5

25

6

30

7

35

8

40

9

45

10

50

Intenzita osvětlení lampička lx

Intenzita osvětlení svíčka lx

4. Protokol uložíme kliknutím na , pak na protokol , export protokolu a uložit na plochu jako LP Intenzita osvětlení se svým jménem. 5. Uklidíme pomůcky, a napíšeme závěr ( v závěru napište, jak se měnila intenzita osvětlení v závislostí vzdálenosti od zdroje, co bylo grafem změny ).

Závěr : Zdroje : http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2100_usb-link/index.cfm http://files.infobydleni.cz/200000582-d78f5d8896/Magic-207A.jpg http://www.pasco.com/prodCatalog/PS/PS-2177_pasport-light-level-sensor/index.cfm 41

Seznam použité literatury 1) Kolářová R.- Bohuněk J.: Fyzika pro 6. ročník základní školy , 2.vyd. ,Prometheus 2008 Praha, 159s, ISBN 80-7196-246-5 2) Kolářová R.- Bohuněk J. : Fyzika pro 7. ročník základní školy, 2.vyd.,,Prometheus 2008 Praha, 199s, ISBN 80-7196-265-1 3) Kolářová R.- Bohuněk J.: Fyzika pro 8. ročník základní školy, 1.vyd, Prometheus 2008 Praha, 223s, ISBN 80-7196-149-3 4)Kolářová R., Bohuněk J. a kol: Fyzika pro 9. ročník základní školy, 1.vyd., Prometheus 2008 Praha, 232s, ISBN 80-7196-193-0

Internetové zdroje http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hframe.html http://www.physicsclassroom.com/vlase http://www.arbeitsblaetter-physik.de/ http://kdf.mff.cuni.cz/pokusy/index.php?jazyk=ex&predmet=17 http://www.exo.net/~pauld/ http://www.phywe.cz/fyzikalni_pokusy.php#P24 http://scienceclub.org/kidlink1.html http://www.stevespanglerscience.com/ http://www.arvindguptatoys.com/films.html www.infovek.sk/predmety/fyzika/expert_07_08.html http://www.expoz.cz/materialy http://www.michaelbach.de/ot/index.html http://www.fyzikalni-experimenty.cz/cz/elektromagnetismus/ https://www.teachengineering.org/view_subjectarea.php?url=collection/wpi_/subject_a reas/wpi_physical_science/physical_science.xml http://fyzweb.cz/materialy/index.php http://www.kof.zcu.cz/st/dp/hosnedl/html/obsah.html http://fyzika.jreichl.com/ http://www.instructables.com/ http://www.techmania.cz/edutorium/ http://www.exploratorium.edu/education/designing-teaching-learning-tools

MANUÁL LABORATORNÍCH PRACÍ FYZIKA

Recommend Documents