MANUÁL POKUSŮ FYZIKA ZÁKLADNÍ ŠKOLA KLADNO MOSKEVSKÁ 2929

MANUÁL POKUSŮ FYZIKA

ZÁKLADNÍ ŠKOLA KLADNO MOSKEVSKÁ 2929 ZPRACOVALA

ING EVA ABERTOVÁ

2014

Manuál pokusů fyzika název

téma

ročník strana

Výroba kompasu Měření objemu pevného tělesa

Magnetismus Fyzikální veličiny

6 6

2 4

Zákon setrvačnosti Zákon síly I Zákon síly II Zákon vzájemného působení těles Jakou silou působí páka Kladka, kladkostroj Tlak, tlaková síla Záhadný dvojkužel Archimédův zákon Hydraulický lis Hydrostatický tlak I Hydrostatický tlak II Ponorka Vztlaková síla Podtlak Odraz světla Optické vlákno

Pohybové zákony Pohybové zákony Pohybové zákony Pohybové zákony Otáčivé účinky síly Otáčivé účinky síly Síla Síla - těžiště Mechanické vlastnosti kapalin Mechanické vlastnosti kapalin Mechanické vlastnosti kapalin Mechanické vlastnosti kapalin Mechanické vlastnosti kapalin Mechanické vlastnosti kapalin Mechanické vlastnosti plynů Optika Optika

7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7

7 10 12 15 17 21 23 27 29 32 34 36 38 40 43 45 48

Přeměna energie pružnosti Přeměna polohové energie Tepelné izolanty a vodiče Vedení tepla Proudění tepla Záření tepla Var za sníženého tlaku Elektrická práce, účinnost žárovky Měření el.napětí a proudu v jed. obvodu Vedení elektrického proudu Tavná pojistka Źárovka

Energie a její přeměny Energie a její přeměny Teplo Teplo Teplo Teplo Změny skupenství - var Elektromagnetické jevy Elektromagnetické jevy Elektromagnetické jevy Elektromagnetické jevy Elektromagnetické jevy

8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8

50 51 53 55 57 59 62 64 66 68 70 72

Alternátor Elektromagnetická indukce Oerstedův pokus Stejnosměrný elektromotor

Elektromagnetické jevy Elektromagnetické jevy Elektromagnetické jevy Elektromagnetické jevy Elektromagnetické záření a jeho energie Magnetismus Optika Optika Optika

9 9 9 9

75 78 80 82

9 9 9 9 9

85 87 90 92 95

Crookesův radiometr Magnetické vlastnosti látek Čočky Fata morgana Lom světla

1

Téma : Magnetismus Název : Výroba kompasu Typ pokusu : žákovský 1. Princip

Kompas může fungovat jen díky tomu, že kolem Zeměkoule je magnetické pole. Zdrojem magnetického pole Země je pohyb elektricky vodivých hmot ve vnějším jádře. 1. vnitřní jádro 2. vnější jádro 3. spodní plášť 4. svrchní plášť 5. a 6. zemská kůra

Magnety se navzájem přitahují nesouhlasnými y a souhlasné póly se odpuzují. Země se působí jako opravdu velký a silný magnet a dokáže natočit volně pohybující se magnet severním pólem magnetu k jižnímu magnetickému pólu Země a jižním pólem k severnímu magnetickému pólu.Střelka kompasu tedy ukáže severní zeměpisný pól

2

2. Vlastní provedení pokusu Pomůcky : kádinka, jehla,magnet , voda, kousek papíru, kompas

Postup : Základem našeho kompasu je vodní kompas. Střelkou kompasu bude jehla. Jehlu musíme nejprve zmagnetizovat, to provedeme přejížděním magnetu po jehle od špičky k oušku, opakujeme nejméně 10 až 20 krát. Po přejetí jehly magnetem od špičky k oušku, magnet zvedneme obloukem, opět jej přiložíme na špičku a jedeme k oušku. Nesmíme pohybovat magnetem sem a tam, k magnetizaci jehly by nedošlo. (video Výroba kompasu 1) Pak do plastové nebo skleněné misky (kádinky) nalijeme vodu .

Z pevnějšího papíru (čtvrtky) vystřihneme malý obdélník, položíme jej na vodu a na něj položíme jehlu. Tyčovým magnetem ověříme, že se jehla chová jako magnet (video Výroba kompasu 2)

.

Jehla se na hladině vody natočí tak, že bude ukazovat špičkou na sever a ouškem na jih, což můžeme ověřit pomocí kompasu.

3

Pokud budeme magnetizovat jehlu od ouška ke hrotu, bude sever ukazovat ouško jehly. Zdroje : http://www.astro.cz/_data/images/news/2004/01/07/MAGWORLD.gif http://www.techmania.cz/edutorium/data/fil_1485.gif http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f6/Earth's_magnetic_field,_schematic .svg/220px-Earth's_magnetic_field,_schematic.svg.png

4

Téma : Fyzikální veličiny Název : Měříme objem pevného tělesa Typ pokusu : žákovský 1. Princip Objem je veličina, která vyjadřuje velikost prostoru, kterou zabírá těleso. označení objemu: V základní jednotka: metr krychlový značka: m3 1m

Krychlový metr (m3) je objem krychle s hranou délky 1m.

1m 3

MĚŘENÍ OBJEMU PEVNÉHO TĚLESA

1m

1m

a) Objem pravidelných pevných těles lze určit výpočtem z matematických vztahů kvádr

krychle

a

c a

a V=a.a.a

a

b

V=a.b.c

b) Objem nepravidelných pevných těles lze určit měřením pomocí odměrného válce .

Do vhodného odměrného válce nalijeme vodu a změříme její objem V1

Těleso ponoříme do kapaliny v odměrném válci. Hladina kapaliny v odměrném válci stoupne. Určíme objem kapaliny s ponořeným kamenem V2

Objem V tělesa určíme jako rozdíl objemů V2 a V1: V = V2 - V1Určíme odchylku měření. Měřili jsme 2x => dopustili jsme se dvakrát chyby => odchylky musíme sečíst. 5

Úkol : Urči objem pevného tělesa Pomůcky: pravítko, odměrný válec, voda Postup: a) dřevěný hranolek Pravítkem změříme rozměry hranolku. Před měřením si zjistíme: a) v jakých jednotkách je stupnice měřidla : b) délku nejmenšího dílku : c) měřící rozsah stupnice (jakou největší délku můžeme odměřit): d) Odchylku měření - je rovna polovině nejmenšího dílku měřidla: a =

cm

V= a.b.c

b =

cm

V =

c =

cm

V=

.

. cm

3

Objem dřevěného hranolku je a) kamínek

-

použijeme odměrný válec

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 =

objem

V =

tělesa

ml V2 - V1

V = Objem kamínku je

objem vody a tělesa V2 = V =

ml

-

ml ml.

Odchylka měření je (dvě měření – 2x polovina nejmenšího dílku)

ml

6

Zdroje: http://www.helago-cz.cz/product/drevene-kvadry-pro-pokusy-s-trenim/ http://www.fyzika-zs.wz.cz/mereni/objem/mereni_1.gif http://3zscheb.unas.cz/elearning/fyzika%20web/mereni%20objemu%20a%20delky/mereni_teles2.GIF

Téma : Pohybové zákony Název : Zákon setrvačnosti Typ pokusu : demonstrační, žákovský 1. Princip : Pokus ukazuje působení zákona setrvačnosti Těleso setrvává v klidu nebo v pohybu rovnoměrném přímočarém, jestliže na ně nepůsobí jiná tělesa silou nebo síly působící na těleso jsou v rovnováze.

Působení zákona setrvačnosti

Síla působící ve směru pohybu je menší

Síla působící ve směru pohybu je větší

Setrvačnost je vlastnost těles , které se snaží setrvat ve stavu před vnějším fyzikálním působením (v klidu nebo v pohybu rovnoměrném přímočarém), její velikost závisí na hmotnosti tělesa. Projevuje se při změně pohybového stavu - zrychlení, zpomalení, změně směru. Příklady působení setrvačnosti z praxe - vyklepávání prachu, bruslení, brzdná dráha auta, vlaku.......

7

2. Provedení pokusů a) pohyb kuličky ve vozíku - žákovský Pomůcky : vozík, kulička

Žáci vloží kuličku do přední části vozíku a rozjedou jej, budou pozorovat chování kuličky. Výsledky pozorování si nakreslí a zapíší. viz video setrvačnost 1

Žáci vloží kuličku do zadní části vozíku a rozjedou jej, pak zastaví. Budou pozorovat chování kuličky. Výsledky pozorování si nakreslí a zapíší. viz video setrvačnost 2 Z pokusů si potvrdí platnost zákona setrvačnosti.

b) Setrvačnost sklenice s vodou - demonstrační Pomůcky: sklenice s vodou, krabička sirek, pravítko

8

Postavíme sklenici s vodou na krabičku sirek a vyzveme žáky, zda někdo bude umět pravítkem vyrazit krabičku aniž by rozlil vodu.

Vždy se nějaký odvážlivec najde. Společně s žáky hledáme vysvětlení jevu - sklenice s vodou setrvává v klidu v souhlasu se zákonem setrvačnosti . viz video setrvačnost 3 Zdroje : http://www.vyukovematerialy.cz/fyzika/obr7/setrvat.jpg http://www.physicsclassroom.com/mmedia/newtlaws/cci.cfm Klipart

9

Téma : Pohybové zákony Název : Zákon sily I.

Typ pokusu : demonstrační 1. Princip : Pokus ukazuje působení zákona síly Zákon síly Působí-li na těleso síla, mění se jeho rychlost. To znamená, že se těleso buď z klidu uvede do pohybu, nebo se pohyb urychlí, zpomalí, zastaví nebo se změní jeho směr. Čím větší má těleso hmotnost, tím je změna jeho rychlosti menší

F1

m

m

1

m

1

2

s1

F2

m

s2

2

Čím větší síla na těleso působí, tím je změna rychlosti větší.

m 1

F1

m 1

F2

m 2

m 2

s1

s2

10

2. Provedení pokusu a) Působíme stejnou silou na tělesa o různé hmotnosti. Sestavíme dráhu a do středu položíme buď jeden nebo dva dřevěné hranolky.

Na hranolky pouštíme ze stejné výšky v šikmé části dráhy ocelovou kuličku, pozorujeme o kolik se hranolky posunou.

b) Působíme různou silou na těleso o různé hmotnosti Sestavíme dráhu a do středu položíme dva dřevěné hranolky, na hranolky pouštíme ze stejné výšky v šikmé části dráhy ocelové kuličky o různé hmotnosti a pozorujeme o kolik se hranolky posunou.

viz video Žáci vlastním pozorováním ( případně měřením) dráhy, kterou urazí dřevěné špalíky vyvodí souvislost mezi velikostí působící síly, hmotností tělesa a pohybovým účinkem na těleso. 11

Téma : Pohybové zákony Název : Zákon síly II Typ pokusu : demonstrační 1. Princip Velikost zrychlení tělesa je přímo úměrná velikosti výslednice sil působících na těleso a nepřímo úměrná hmotnosti tělesa. Směr zrychlení je stejný jako směr výslednice. Čím větší síla po určitou dobu na těleso působí, tím je změna jeho rychlosti větší.

F1 v2 > v1

F2

Čím větší má těleso hmotnost, tím je změna jeho rychlosti působením síly po určitou dobu menší.

F v2 > v1 F Proti pohybu těles působí brzdné síly - odporová (prostředí voda, vzduch) - třecí (mezi tělesem a povrchem po kterém se těleso pohybuje) Pomůcky : počítač, program Sparkvue, rozhraní Sparklink, senzor pohybu PS-2103A

PAStrack systém ME-6955 12

Postup : 1. Sestavíme dráhu PAStrack systému, vyrovnáme ji do vodorovné polohy, na konce připevníme zarážky. Na dráhu položíme senzor pohybu, který bude měřit rychlost vozíku.

2. K počítači připojíme přes USB rozhraní Sparklink, do rozhraní zapojíme senzor pohybu. Otevřeme program Sparkvue , dáme sestavit graf rychlost. 3. Vozíky mají možnost nastavení velikosti síly, která je uvádí do pohybu ( podle toho jak stlačíme pružinu). Postupně nastavíme tři hodnoty působící síly a budeme měřit rychlost vozíku.

Měření zahájíme kliknutím na znak měření, poté co vozík přejede dráhu měření ukončíme. Hodnoty naměřené programem Sparkvue zaznamenáme do protokolu.

F3

F2

F3 > F2 > F1 F1

13

4. Nyní při měření budeme na vozík působit stále stejnou silou, ale tím že do vozíku vložíme závaží budeme měnit jeho hmotnost . Hmotnost jednoho závaží je 250 g.

prázdný vozík vozík 1 závaží vozík 2 závaží

Z naměřených hodnot zachycených na grafu snadno s žáky vyvodíme, co ovlivní rychlost pohybujícího vozíku a ověříme platnost zákona síly.

Zdroje: http://www.pasco.cz/produkty/pascar-system-22-m 14

Téma : Pohybové zákony Název : Zákon vzájemného působení těles Typ pokusu : demonstrační 1. Princip Působí-li jedno těleso na druhé silou, působí i druhé těleso na první stejně velkou silou opačného směru. Síly vzájemného silového působení současně vznikají i zanikají. Každá z nich působí na jiné těleso, tudíž nejsou v rovnováze. F Na těleso ležící na stole působí gravitační síla Fg svisle dolů; tato síla (akce) vyvolá reakci stolu, který působí silou F svisle vzhůru.

Fg

Původ vzniku síly F je v deformaci stolu. Podle velikosti deformace (tj. hmotnosti zátěže) stolu stůl „pozná“ jak velkou silou má působit směrem vzhůru.

Princip reaktivního (raketového) pohonu Působí – li na sebe jen akcí a reakcí, udělují si hybnosti stejně velké, opačně orientované. Síla, kterou reaktivní motor vyvíjí, se nazývá tah. Je úměrná množství a rychlosti média, které motor opouští. Aby tato rychlost byla co největší, je reaktivní motor vybaven vhodně tvarovanou tryskou.

reakce

akce

15

Pomůcky : lehký, lehce pohyblivý vozíček s nafukovacím balónkem s tryskou

Postup : Balónek nafoukneme a ucpeme prstem trysku.

Položíme balonek na dráhu. Po uvolnění otvoru trysky uniká z balonku vzduch. Vozíček se pohybuje na opačnou stranu, než je směr proudu vzduchu unikajícího z balónku. (viz

video)

Podstata jevu: Akce (síla vytlačující vzduch z balónku) vyvolává reakci způsobující pohyb vozíku opačným směrem. Zdroje: http://vladahadrava.xf.cz/pic/olihen.jpg

16

Téma :SÍLA Název : Jak působí páka Typ pokusu : žákovský 1. Princip Páka je pevná tyč, která se může otáčet kolem osy kolmé k podélné ose tyče. Od osy páky vycházejí ramena a na každé rameno působí jedna síla.

F2 a1

a2

F1 Páka je v rovnovážné poloze, když se moment síly M1 rovná momentu síly M2, a momenty sil mají opačný směr otáčení. M1 = M2 F1 . a1 = F2 . a2 Podle délky ramen se páky dělí na: rovnoramenné

nerovnoramenné

a1 o a2 ramena jsou na opačných stranách od osy rotace

dvojzvratné

o

a1 a1

ramena jsou na stejné straně od osy rotace

a2 a2

jednozvratné

Podle umístění ramen páky vzhledem k ose otáčení . 17

2. Vlastní provedení pokusu Pomůcky : tužka, kalkulačka, pracovní list, kleště nebo nůžky, otvírák nebo jiný běžně užívaný předmět využívající principu páky. Žáci dostanou za domácí úkol přinést si na hodinu fyziky kleště nebo nůžky, otvírák případně jiný běžný nástroj ve kterém je „schovaná páka“. Nástroj si překreslí do pracovního listu, na obrázku vyznačí osu otáčení a ramena a1 a a2. Změří délky ramen přímo na nástroji a zapíší je. Vypočtou v jakém poměru jsou délky ramen . Naměřené hodnoty délek ramen pak použijí pro výpočty sil působících na ramenech. Na závěr určí poměr sil F1 a F2 a odvodí vztah mezi poměrem délek ramen a velikostí působících sil.

Přílohy : Příloha č.1 Pracovní list Jak působí páka Zdroje : http://www.vyukovematerialy.cz/fyzika/foto/72.jpg http://gastrosuper.cz/inshop/catalogue/products/thumbs/121%2026%2012_MOtvir%C3%A1k%20na%20PET%20l%C3%A1hve%20KDS-4785.jpg

18

Příloha č. 1

Pracovní list – Jakou působí páka

Spolupracujte ve dvojicích

Jméno:

Třída :

Datum :

Úkol 1: Nakresli obrázek podle předlohy, kterou budou kleště nebo nůžky, otvírák nebo jiný běžně užívaný předmět využívající principu páky. Do obrázku vyznač osu otáčení a ramena a 1 a a2. (Než začneš pořádně si nastroj prohlédni a pozoruj, jak funguje). To rameno , na které působíš silou označ jako a2.

Úkol 2: Změř délky ramen a1 a a2 přímo na nástroji : Délka ramene a1 =

cm =

m

Urči poměr délky ramen a1 a a2 : a2 =

=

a1 Délka ramene a2 =

cm =

m

19

Úkol 3: Vypočti, jak velkou silou F1 bude působit rameno a1, jestliže na rameno a2 budeš silou F2.

F1

a1

F2

a2

N

m

N

m

1 20 2 40 3 50

Úkol 4 : Urči v jakém poměru jsou síly F1 a F2. F1 =

=

F2 Úkol 5 : Kolikrát je rameno a2

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

než rameno a1.,

tolikrát je síla F1 ............................ než síla F2

Jak se ti dařila práce ve dvojici ?

Má taková práce nějaké výhody ?

20

Téma : Otáčivé účinky síly Název : Kladka, kladkostroj Typ pokusu : žákovský 1. Princip Kladka je volně otočné kolo s drážkou po obvodě pro vedení provazu, lana nebo řetězu.

Kladky rozdělujeme podle upevnění na : a) pevná kladka – kladka upevněná v ose otáčení Pevná kladka

je v podstatě spojitě pracující rovnoramenná dvojzvratná

páka, která mění pouze směr síly. Velikost síly zůstává nezměněná. To je výhodné např. při zvedání břemene do výšky. Je jednodušší a fyzicky lehčí táhnout velkou zátěž dolů, než jí zvedat nahoru. Můžeme si totiž pomoct i svojí vlastní tíhou. b) volná kladka – kladka, která se volně pohybuje po laně Volná kladka pracuje jako jednozvratná páka, jejíž ramena mají velikost r a 2r. Volná kladka tedy umožňuje zvedat tělesa poloviční silou, než je tíha tělesa na ní zavěšeného.

F1 F2  2

.

c) kladkostroj - spojením volné a pevné kladky (několika volných a několika pevných kladek) vzniká kladkostroj, který výrazně mění velikost potřebné síly na zvednutí břemene. Kladkostroje velmi usnadňují lidskou práci, protože platí: kolik kladek tvoří kladkostroj, tolikrát se zmenší síla potřebná k zvedání tělesa.

F1 F2  n 21

2. Vlastní provedení pokusu Pomůcky : stojan, kladky, závaží o hmotnosti 50 g, provázek

pevná kladka volná kladka Postup : Žáci sestaví stojan a pomocí kladek a závaží postupně vyvozují podmínky působení sil na a) pevné kladce Pokusem zjistí, nastane rovnováha tehdy , když zavěsí na oba konce provázku stejný počet závaží. Vypočtou velikost gravitačních sil působících na zaváží a porovnají je. m1 =

g =

Fg1 =

N

kg

m2 =

g =

Fg2 =

N

kg

b) volné kladce Žáci sestaví volnou kladku, na kladku zavěsí závaží a na volný konec provázku připevní siloměr . Odečtou hodnotu síly , kterou ukazuje siloměr a zapíší ji. Vypočtou velikost gravitační síly působící na závaží a porovnají ji s hodnotou naměřenou siloměrem. m = Fg =

g =

kg

F=

N

N

c) kladkostroj Žáci sestavují různé typy kladkostrojů,hledají rovnovážné polohy a určují vztah mezi silou působí na závaží zavěšená na kladkostroji a silou potřebnou k jejich zvednutí. .

Zdroje : http://www.abentry.cz/gfx/katalog/03c68_HK_50_od_AB_ENTRY.jpg http://fyzika.jreichl.com/data/M_tuheteleso_soubory/image058.png http://wiki.rvp.cz/Kabinet/Obrazky/Fyzika/Kladka/Kladkostroj 22

Téma : Síla Název : Tlak, tlaková síla Typ pokusu : žákovský 1. Princip Na těleso v gravitačním poli Země působí gravitační síla, která způsobí ,že těleso působí na podložku (druhé těleso) tlakovou silou, která je kolmá ke styčné ploše. Velikost této síly odpovídá velikosti gravitační síly.

S obsah styčné plochy

styčných ploch)

Tlak

F

tlaková sila má deformační účinky (závisí na velikosti

p

Fyzikální veličina tlak vyjadřuje, jak se síla rozloží na plochu, na níž působí F - sila - N F S - obsah styčné plochy - m2 p= p – tlak - Pa (pascal),

S

tlak zvětšíme : zmenšením styčných ploch (jehla, nůž)

tlak zmenšíme : zvětšením styčných ploch (pásový traktor)

2. Vlastní provedení pokusu Pomůcky : tužka, kalkulačka, pracovní list, papír se sítí čtverců o velikosti 1cm2 23

Žáci dostanou za domácí úkol se zvážit, hodnotu pak využijí při určení tlaku,kterým působí na podlahu. Další činnost je vedena pracovním listem. Obkreslí chodidlo do čtvercové sítě, pak určí plochu kterou se chodidlo dotýká podlahy a vypočtou jakým tlakem působí na podlahu, když stojí na jedné noze a na obou nohách.

Při určení tlaku jednotlivých žáků a zapsáni výsledků na tabuli jsou překvapeni. Uvědomí si totiž, že tlak nezávisí jen na jejich hmotnosti, ale také na ploše chodidel. Přílohy : Příloha č.1 Pracovní list tlaková sila, tlak Příloha č.2 List s nakreslenou sítí Zdroje : http://www.svadlenahela.cz/images/jehla_02.jpg http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e3/Keramicky-nuz-samuraisedy.png?uselang=cs http://i.idnes.cz/09/072/gal/BMA2c60b2_7.JPG

24

Pracovní list – tlaková síla, tlak

Příloha č. 1

Spolupracujte ve dvojicích Jméno:

Třída :

Datum :

Úkol 1: Urči, jak velkou tlakovou silou působíš na podlahu. Moje hmotnost je …….……………kg Na mně působí gravitační síla Fg = m . g Fg =

.

=

Na podlahu působím silou : Úkol 2: Urči obsah plochy chodidla S ( Stoupni si na čtverečkovaný nebo na milimetrový papír, obkresli chodidlo a spočítej čtverečky) Moje stopa obsahuje asi ………… cm2 = …………………… m2 Úkol 3: Vypočti jakým tlakem působíš na podlahu, jestliže stojíš na jedné noze. F p=

p=

p=

S Úkol 4: Vypočti jakým tlakem působíš na podlahu, jestliže stojíš na obou nohách. F p=

p=

p=

2.S Úkol 5: Srovnej jak se změnila velikost tlaku. Úkol 6: Navrhni jak můžeš tlak působící na podlahu a) Zvětšit b) zmenšit Úkol 7: Zjisti, kdo ve třídě působí největším a nejmenším tlakem. (Napište na tabuli jméno a jakým tlakem působíte na podlahu,když stojíte na obou nohách.) Jak se ti dařila práce ve dvojici? Má taková práce nějaké výhody nebo nevýhody ? 25

Příloha č.2 - tlaková síla, tlak

26

Téma : Síla – těžiště, rovnovážná poloha Název : Záhadný dvojkužel

Typ pokusu : demonstrační 1. Princip : Pokus ukazuje působení tíhové síly, která působí na těleso v homogenním tíhovém poli. Těžiště stejnorodých těles, která mají střed souměrnosti, leží v tomto středu.

Rovnovážná poloha a ) STÁLÁ - osa otáčení se nachází nad těžištěm tělesa vychýlení se těleso vrátí do původního

- po

b) VRATKÁ - osa otáčení se nachází pod těžištěm tělesa vychýlení těleso přejde do rovnovážné polohy stálé

- po

c) VOLNÁ - osa otáčení prochází těžištěm tělesa - po vychýlení zůstává těleso v rovnovážné poloze

2) Provedení pokusu a) motivace Položíme žákům otázku, zda je možné, aby se tělesa kutálela sama bez pohonu 27

do kopce ? Společně se ujistíme, že ne. Oznámíme žákům, že zde ve škole přesto existuje těleso, které se tak chová a požádáme je o pomoc při řešení problému. b) vlastní provedení pokusu Na stůl položíme podstavec a kulatou tyčkou ukážeme, že se ramena opravdu svažují od rozevřeného konce směrem k jejich spoji

Pak položíme dvojkužel poblíž spojení ramen (do nejnižšího místa ).

Kužel se začne kutálet samovolně k rozšířenému konci ramen – tedy do kopce. ( viz video). c) vysvětlení Přivedeme žáky k tomu, aby si uvědomili že samovolný pohyb tělesa nastává jen tehdy , když se poloha těžiště klesá. Pro vysvětlení paradoxního chování dvojkuželu musíme dobře pozorovat jeho pohyb a pak zpozorujeme, že přestože se kužel kutálí po stoupajícím podstavci, se těžiště tělesa snižuje. poloha těžiště

Při pohybu směrem ke rozšířenému konci podstavce se dvojkužel opírá místech stále menšího poloměru, těžiště klesá a kužel se samovolně kutálí. Zdroje :

28

http://wiki.sps-pi.com/images/4/49/T.gif http://www.techmania.cz/edutorium/data/fil_0884.gif http://www.techmania.cz/edutorium/data/fil_0885.gif http://www.techmania.cz/edutorium/data/fil_0886.gif

Téma : Mechanické vlastnosti kapalin Název : Archimédův zákon

Fvz Typ pokusu : demonstrační 1. Princip Tělesa ponořená v kapalině jsou nadlehčována vztlakovou sílou Fvz, která má opačný směr než gravitační síla Fg, kterou na těleso působí Země

Fg Tato síla vzniká z rozdílu hydrostatických tlaků ve spodní a horní části tělesa, neboť tlak na spodní část je větší. Velikost vztlakové síly závisí:

Fvz = ρk .Vp . g

-

na objemu ponořené části tělesa, na hustotě kapaliny na gravitační konstantě

Nezávisí na hloubce, objemu kapaliny ani na hustotě tělesa.

Těleso ponořené do kapaliny je nadlehčováno silou, která se rovná tíze kapaliny vytlačené ponořeným objemem tělesa. Zákon je pojmenován podle řeckého matematika a fyzika Archiméda. K objevu se váže historka, podle níž Archimédes přišel na jeho podstatu při koupeli. Přemýšlel, jak odhalit podvod klenotníka, který nahradil zlato v královské koruně za jiný méně ušlechtilý kov. Samotná myšlenka jej napadla při pozorování hladiny vody ve vaně, do které se ponořil. Objev jej prý uvedl do takového transu, že pobíhal nahý po městě s výkřiky „Heuréka. 29

Narozen 287 př. n. l. Syrakusy, Sicílie (Velké Řecko)

Zemřel 212 př. n. l.Syrakusy, Sicílie Zabit při obraně Syrakus

Pomůcky : archimédův dvojitý válec, voda, nádoba s přepadem, stojan, počítač, program Sparkvue

senzor síly

rozhraní USBlink

Postup : 1. Sestavíme stojan, na něj upevníme senzor síly, pak připojíme senzor přes rozhraní USBlink k počítači a otevřeme program Sparkvue. Zobrazí se stránka, na které na které dáme sestavit, nastavíme síla – kladný tah, graf a jednotky N. Vynulujeme senzor.

2. Na senzor zavěsíme Archimédův dvojitý válec, vyjmeme vnitřní plný válec a zavěsíme jej pod dutý válec. Spustíme měření - ponoříme plný válec do kádinky s vodou a a zase jej vynoříme. Na grafu sledujeme, jak se mění velikost síly během ponoření a vynoření tělesa.

Vynořený válec

Ponořený válec

30

Průběh měření promítáme žákům v reálném čase data projektorem. 3. V druhé části pokusu necháme spodní plný válec ponořený do vody , zapneme měření a horní dutý válec naplníme vodou (objem dutiny je stejně velký jako objem spodního válce).

Pozorujeme, velikost tahové síly působící na senzor se zvýšila na velikost, kterou působí na senzor neponořený válec . 4. Z pokusu a naměřených hodnot (grafu) vyvodíme ověření Archimédova zákona. Zdroje: http://zardzn.plugabug.com/Zards_Wedges_Large_GIF/Archimedes.gif http://www.zscholtice.cz/svs/lacko/fyzika_7roc/obrazky/vztlak.png

31

Téma : Mecanické vlastnosti kapalin Název : Hydraulický lis

Typ pokusu : demonstrační 1. Princip Ve dvou propojených válcových nádobách je uzavřena kapalina. Písty jsou pohyblivé a mají plochy o obsahu S1 a S2 . Na píst o ploše S1 působíme silou F1, která je kolmá k pístu. Tato síla vyvolá v kapalině tlak , který je podle Pascalova zákona ve všech místech kapaliny stejný.

Na píst s obsahem S2 tak působí tlaková síla F2 .

Síly, které na písty působí, jsou ve stejném poměru jako obsahy průřezů obou pístů.

32

2. Vlastní provedení pokusu Pomůcky : dvě stříkačky o různém průměru, kapalina (obarvená voda), potravinářské barvivo, plastová hadička, stojan, svorky Postup : Sestavíme stojan a do držáků připevníme svisle dvě stříkačky o různých průměrech spojené plastovou hadičkou. Soustavu naplníme obarvenou tekutinou.

Na píst větší stříkačky opatrně položíme závaží.

Tlakem na píst menší stříkačky snadno zvedneme i těžké závaží. Viz přiložené video. Zdroje : http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Hydraulicky_lis.svg

33

Téma : Mechanické vlastnosti kapalin Název : Hydrostatický tlak I

Typ pokusu : demonstrační 1. Princip Hydrostatický tlak je tlak v kapalinách. Jedná se o tlak sloupce kapaliny, který způsobuje gravitační síla Země.

Hydrostatický tlak závisí přímo úměrně na hloubce v kapalině (výšce kapalinového sloupce), hustotě kapaliny a na tíhovém zrychlení.

ph = h .  . g

h … výška sloupce kapaliny  … hustota kapaliny g … gravitační konstanta

Nezáleží na množství (hmotnosti, objemu) kapaliny, ani na tvaru, který kapalina zaujímá. 34

Potápěči, kteří se potápějí do velkých hloubek, jsou vystaveni působení velké hydrostatické síly. Proto musí mít speciální vybavení (pevné neopreny, přilby, ...). Na obrázku je jedna z přileb, kterou potápěči v minulosti používali.

Pomůcky : otevřený kapalinový manometr, Hartlova sonda, gumové hadička, větší nádoba s vodou

Postup : Hartlovu sondu jsme sestrojíme z větší injekční stříkačky, z které vytáhneme píst a na volnou část navlečeme část nafukovacího balonku. Na trn stříkačky natáhneme umělohmotnou hadičku propojující sondu a manometr, nádobu naplníme vodou. Postupně ponořujeme sondu do různých hloubek a sledujeme změny rozdílu hladin v ramenech kapalinového manometru. Sondu fixujeme v jedné hloubce, pohybujeme jí po celém akváriu, poté jí otáčíme kolem vodorovné osy. Tentokráte změnu v tlaku (změny výšek hladin v ramenech manometru) nepozorujeme.

Hydrostatický tlak roste s hloubkou a ve všech místech se stejnou hloubkou pod volnou hladinou má stejnou hodnotu. Proto při pohybování sondy v zafixované výšce různými směry jsme změnu tlaku nepozorovali. 35

Zdroje : http://assets.natgeotv.com/Shows/22430.jpg http://archimeduvzakon.chytrak.cz/_images/28_schema3b.JPG

Téma : Mechanické vlastnosti kapalin Název : Hydrostatický tlak II

Typ pokusu : demonstrační 1. Princip Hydrostatický tlak je tlak, který vzniká v kapalině její tíhou V tíhovém poli Země působí na všechny částice kapalného tělesa gravitační síla. Výsledkem tohoto působení je hydrostatická tlaková síla Fh. Touto silou působí kapalina na dno a stěny nádoby nebo na potápěče či ponorku pod hladinou. Velikost hydrostatické tlakové síly Fh, kterou působí kapalina v hloubce h na dno nádoby o plošném obsahu S, je dána v případě nádoby se svislými stěnami tíhou FG (G) kapaliny v nádobě. Je-li m =   V ( je hustota a V objem kapaliny) a V = S  h pak platí:

Fh = FG = m  g =   S  h  g Tlak v kapalině vyvolaný hydrostatickou talkovou silou se nazývá hydrostatický tlak ph. Hydrostatický tlak v hloubce h pod volným povrchem kapaliny o hustotě  je:

ph

=

 hg

Pomůcky : odměrný válec, voda, líh, hadička s přechodkou, počítač, program Sparkvue

36

senzor nízkého tlaku

rozhraní USBlink

Postup : 1. Na senzor připevním pomocí přechodky hadičku, pak připojíme senzor nízkého tlaku přes rozhraní USBlink k počítači a otevřeme program Sparkvue. Zobrazí se stránka, na které na které dáme sestavit, nastavíme absolutní tlak graf a jednotky Pa . 2. Do odměrného válce nalijeme vodu, přiložíme hadičku k hladině kapaliny. Zahájíme měření kliknutím na znak Start a postupně ponořujeme konec hadičky na dno odměrného válce a pak hadičku opět vytahujeme. ( Po celou dobu pečlivě dbáme na to, aby senzor byl výše než je hladina kapaliny – do senzoru se nesmí dostat kapalina). Na grafu pozorujeme, jak při ponořování hadičky se roste tlak, při vynořování tlak klesá. Přírůstek tlaku odpovídá hydrostatickému tlaku v určité hloubce ve vodě – 10cm přibližně 1kPa.

Průběh měření promítáme žákům v reálném čase data projektorem. 3. Pokus zopakujeme se změnou kapaliny – do odměrného válce nalijeme líh, který má menší hustotu než voda. Pozorujeme, že s přibývají hloubkou ponoření hadičky opět stoupá tlak, ale hodnoty tlaku jsou nižší.

37

4. Z naměřených hodnot (grafu) si žáci odvodí závislost velikosti hydrostatického tlaku na hloubce pod hladinou kapaliny a hustotou kapaliny Zdroje: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Scuba_diving_elba.jpg

Téma : Mechanické vlastnosti kapalin Název : Ponorka

Typ pokusu : demonstrační Princip : Ponorka je plavidlo schopné plout pod vodou.

Proč se ponorka potopí a zase vyplave? Ponorku, stejně jako každé jiné plavidlo, podle Archimédova zákona nadnáší síla, úměrně velká množství vody, kterou svým trupem vytlačí. K ponoření je potřeba zvýšit hmotnost plavidla a tím tuto sílu překonat. Hmotnost ponorky je zvyšována pomocí vody napouštěné do speciálních nádrží (má-li se loď opět vynořit, je voda naopak vytlačována). Celý systém je navržen tak, aby se ponorka nezačala vlastní vahou sama od sebe potápět (hmotnost ponorky se při potápění rovná vztlaku, který ji nadnáší, a loď se tedy jen tak tak drží na hladině). K ponoření pod vodu je nutná alespoň minimální síla - tu zajišťují hloubková kormidla a motor, který žene loď vpřed. Díky tomuto vyvážení se může ponorka při vypnutých motorech pod vodou vznášet jako vzducholoď a nepohybuje se přitom nahoru ani dolů.

38

Pomůcky : skleněná láhev s vodou, malá lahvička z umělé hmoty, kovové kuličky, umělohmotná hadička, nebozez, tavná pistole Postup : 1. Do víčka lahvičky vyvrtáme nebozezem otvor, do kterého vsuneme umělohmotnou hadičku a místo okolo vsunutí utěsníme lepidlem tavné pistole. 2. Do dna lahvičky vyvrtáme několik otvorů , aby dovnitř mohla proudit voda při ponořování lahvičky. 3. Lahvičku naplníme několika kovovými kuličkami, které slouží jako zátěž – „ponorka“ pak nabírá vodu a klesá ke dnu. Na lahvičku nasadíme víčko a vzduchotěsně uzavřeme. 4. Ponorku položíme na vodní hladinu, konec hadičky necháme otevřený, do lahvičky proudí voda a ta se ponořuje ke dnu, protože se zvětšuje průměrná hustota tělesa.

5. Jakmile je ponorka na dně, foukneme do hadičky, tím do ní „načerpáme“vzduch a zmenší se průměrná hustota tělesa – ponorka tedy stoupá vzhůru.

39

6. Pokud ucpeme umělohmotnou hadičku, nemůže proudit do „ponorky“ a z ní voda zastaví se v určité poloze ve vodě. Zdroje : http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Typhoon3.jpg

Téma : Mechanické vlastnosti kapalin Název : Vztlaková síla

http://www.gjar-po.sk/heureka/ucastnici/cokolady/ponork7.gif

Typ pokusu : demonstrační 1. Princip Tělesa ponořená v kapalině jsou nadlehčována. Síla, která tělesa v kapalině nadlehčuje, se nazývá vztlaková síla Fvz a má opačný směr než tíhová síla kterou na těleso působí Země Tato síla vzniká z rozdílu hydrostatických tlaků ve spodní horní části tělesa, neboť tlak na spodní část je větší.

Fg, a

Velikost vztlakové síly závisí na objemu ponořené části tělesa, na hustotě kapaliny a na tíhovém zrychlení.

Fvz = ρk .Vp. g Fvz Vp

– –

vztlaková síla

ρk

ponořený objem tělesa

g

–

hustota kapaliny –

gravitační konstanta Nezávisí na hloubce, objemu kapaliny na hustotě tělesa.

ani

40

2. Vlastní provedení pokusu a)Určení vztlakové síly

Pomůcky : kádinka, závaží, siloměr

Postup :

Na siloměr zavěsíme závaží a výchylka siloměru ukáže velikost gravitační sily Fg působící na těleso.

Závaží ponoříme do kapaliny a zjistíme, že se výchylka siloměru ukáže zmenší. Velikost síly F, kterou teď ukazuje siloměr se rovná rozdílu Fg – Fvz.

Fg = F + Fvz Velikost vztlakové síly je

Fvz = Fg – F

Při vynořování závaží pozorujeme, že se výchylka na siloměru zvětšuje a zmenšuje vztlaková síla ( zmenšuje se ponořený objem tělesa). 41

b) Plastelínové kuličky - působení vztlakové síly na tělesa o různé hustotě Pomůcky: nádoba s vodou, plastelínu, pingpongový míček Postup: Pingpongový míček obalíme jemnou vrstvou plastelíny a zhotovíme kuličku o stejné velikosti z plastelíny.

Do třídy přineseme nádobu s vodou a obě kuličky, které ukážeme žákům a vhodíme do stejné nádoby.

Jedna kulička se potopí (světlá) , druhá zůstane na hladině. Zeptáme se žáků – jak je to možné, když kuličky mají stejný objem a jsou ponořené do stejné kapaliny.

Spolehlivě vyvodí, že velikost vztlakové síly je v obou případech stejná, neboť tělesa mají stejný objem. Světlá kulička klesla ke dnu, protože její průměrná hustota je větší než hustota kapaliny a gravitační síla směrem dolů je větší než vztlaková síla působící směrem nahoru.

42

Téma : Mechanické vlastnosti plynů Název : Podtlak

Zdr oje : http://ar chimed uvzako n.chytra k.cz/_im ages/06 _obraze k.JPG

http://www.vyukovematerialy.cz/fyzika/obr7/d05.jpg

Typ pokusu : demonstrační 1. Princip Atmosférický tlak dosahuje nejvyšších hodnot při hladině moře (popř. povrchu planety) a s rostoucí výškou klesá. Barometrický tlak není stálý, ale kolísá na určitém místě zemského povrchu kolem určité hodnoty. Tlak vzduchu je závislý na nadmořské výšce, na velikosti tíhového zrychlení, na mocnosti, teplotě a hustotě atmosféry v daném místě. Z důvodu snazšího porovnávání výsledků různých měření barometrického tlaku byl zaveden tzv. normální tlak vzduchu (normální atmosférický tlak) pn (též p0 ), který je definován jako přibližně průměrná hodnota tlaku vzduchu při mořské hladině na 45° s.š. při teplotě 15 °C a tíhovém zrychlení gn = 9,80665 ms-2. 43

Tlak menší než barometrický tlak se nazývá podtlak, tlak větší než barometrický tlak se nazývá přetlak. Prostor s takřka nulovým tlakem se nazývá vakuum.

přetlak

podtlak

hladina při normálním tlaku

2. Vlastní provedení pokusu Pomůcky : ruční vývěva, indiánek

Postup : Připravíme si ruční vývěvu, čistě ji vymyjeme a navlhčíme odsávací otvor ve víku vývěvy.

Do nádobky vývěvy opatrně vložíme indiánka.

Nádobu vývěvy uzavřeme víkem , nasadíme píst a pumpováním odčerpáváme vzduch, tím se počet plynových částic v nádobě zmenšuje, vzduch je řidší a vzniká podtlak.

44

Indiánek se postupně začne zvětšovat – pěna v indiánkovi obsahuje vzduchové bublinky, v kterých je větší tlak než v nádobce.Bublinky vzduchu se působením podtlaku začnou se rozpínat. (viz video podtlak) Jakmile indiánek naroste do patřičné velikosti a pumpování už začne být obtížné, sejmeme píst a zatlačením otevřeme otvor ve víku. Do nádobky vnikne vzduch a tlaky se vyrovnají, indi án Téma : Optika ek pru Název : Odraz světla dce splaskne.

(viz video podtlak 2 ) Pokus můžeme provést také s mírně nafouknutým balonkem, ale není pro děti tak efektní, navíc na pumpují cího žáka čeká sladká odměna . Zdroje : http://www.airspace.cz/akademie_letectvi/media/2011/09/110-Atmosf%C3%A9raZem%C4%9B.jpg http://www.oskole.sk/userfiles/image/novy/obrazky%20OSKOLE/tlak%20plynu%20(7).png

Typ pokusu : žákovský 1. Princip Odraz světla je optický jev, ke kterému dochází na rozhraní dvou prostředí. 45

Světelný paprsek, který dopadá na rozhraní optických prostředí, svírá s kolmicí vztyčenou v místě dopadu úhel dopadu  Dopadající paprsek a kolmice dopadu tvoří rovinu - rovinu dopadu. Odražený paprsek svírá s kolmicí dopadu úhel odrazu ‘. Vztah mezi úhlem dopadu a úhlem odrazu popisuje zákon odrazu.

k - kolmice k rovině dopadu

úhel dopadu  ‘ - úhel odrazu. Velikost úhlu odrazu se rovná velikosti úhlu dopadu.

Odražený paprsek leží v rovině dopadu

2. Vlastní provedení pokusu Pomůcky : Optická lavice, stolek, zdroj světla s držákem, kondenzor, nástavec s jednou štěrbinou, rovinné zrcadlo a kruhová úhlová stupnice.

Postup : 46

Na optickou lavici nasouváme zleva doprava zdroj světla s nástavcem s jednou svislou štěrbinou, stolek v držácích, na stolek položíme úhlovou stupnici oblým okrajem od zdroje a na stupnici položíme rovinné zrcadlo tak, že plocha zrcadla spojuje body 90°- 90°. Nejprve seřídíme paprsek světla tak, procházel kolmicí dopadu, dopadl na zrcadlo a odrazil se zpět ke zdroji. Pak žáci natáčí úhlovou stupnici a mění velikost úhlu dopadu světelného paprsku a pozoruj, jak se mění úhel odrazu. Hodnoty zapisují do tabulky.

Úhel dopadu

Úhel odrazu

15° 30° 45° 60°

Žáci experimentálně ověřili platnost zákona odrazu světla na rovinném rozhraní dvou optických prostředí s využitím soupravy pro optiku.

47

Téma : Optika Název : Optické vlákno

Zdroje : http://www.promitani.cz/wp-content/uploads/2012/09/zrcadleni.jpg http://rejoicegirl.ic.cz/odraz_6.gif

Typ pokusu : demonstrační 1. Princip Optické vlákno je skleněné nebo plastové vlákno, které prostřednictvím světla přenáší signály ve směru své podélné osy. Optické vlákno je výsledkem aplikace vědeckých poznatků v inženýrství. Optická vlákna jsou 48

široce využívána v komunikacích, kde umožňují přenos na delší vzdálenosti a při vyšších přenosových rychlostech dat než jiné formy komunikace. Vlákna se používají místo kovových vodičů, protože signály jsou přenášeny s menší ztrátou a zároveň jsou vlákna imunní vůči elektromagnetickému rušení. Vlákna se používají také pro osvětlení a jsou pak balena ve svazcích, takže mohou být použita k přenosu obrazů, což umožňuje zobrazení v těsných prostorách. Speciálně konstruovaná vlákna se používají pro řadu dalších aplikací, včetně snímače a vláknového laseru.

Optická vlákna a vláknové vlnovody jsou založeny na úplném odrazu světla. Základem vláknového vlnovodu je skleněné vlákno, jehož střední část má větší index lomu než obvodová vrstva . Světelný paprsek se na obvodové vrstvě úplně odráží a světlo se šíří po trajektorii dané tvarem vlákna.

2. Vlastní provedení pokusu Pomůcky : PET láhev, hřebík, svíčka, zápalky, kleště, průhledná lepenka, nůžky, laserové ukazovátko, bílý papír (stínítko), velká nádoba, voda, podstavec Postup : Hřebík uchopíme do kleští a necháme jej rozpálit nad hořící svíčkou. Hřebíkem pak propálíme otvor do PET láhve cca 5 cm nade dnem. Láhev postavíme na podstavec a vedle podstavce (na stejnou stranu jako je otvor v láhvi) umístíme velkou nádobu. Otvor v PET láhvi zalepíme průhlednou lepenkou a láhev naplníme vodou. Laserové ukazovátko umístíme tak, aby svítilo vodorovně skrz láhev a přesně osvětlovalo výtokový otvor. Vidíme, že paprsek prochází přímo láhví i vodou. Po odlepení otvoru začne voda vytékat otvorem do nádoby. Při zatemnění můžeme pozorovat, jak se světlo ohýbá s proudem vytékající vody . 49

Téma : Energie a její přeměny Název : Přeměna energie pružnosti

Na rozhraní vody a vzduchu dochází mnohokrát k úplnému odrazu paprsku laseru, proto se paprsek světla „ohýbá“ spolu s proudem vody. Při přílišném zakřivení vodního proudu pominou podmínky úplného odrazu a světlo opustí vodní proud. Dochází také k částečnému rozptylu světla uvnitř proudu vody díky jejímu nerovnému povrchu. Na stejném principu fungují optické kabely.

Zdroje : http://www.hdt.cz/fotocache/bigadd/50520250_02.JPG http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:MultimodeFiber.JPG http://2.bp.blogspot.com/WfPQfs9wzD4/UUOBQLZDFCI/AAAAAAAAAzU/qB9jRZQoqhY/s640/DSC_0056.png http://www.gymhol.cz/projekt/fyzika/02_odraz_a_lom/opt_vlakno.JPG http://fyzika.gjvj.cz/pokusy/pokusy/obr/814.ht68.gif

Typ pokusu : žákovský 1. Princip Potenciální energii pružnosti mají tělesa, která vlivem sil mění svůj objem, popř. tvar, ale 50

jakmile síly přestanou působit, vrací se jim původní tvar a objem (např. pružina, míč, gumové vlákno). Určíme ji rovněž prací, kterou vykonáme při natahování nebo stlačení pružiny.

Pružina v klidu - Ep = 0 Stlačená pružina - Ep > 0 Natažená pružina - Ep > 0 Když pustíme pružinu → uvolňování energie; může docházet k přeměně na jinou formu energie. Při všech mechanických dějích se mění polohová energie na kinetickou a naopak celková mechanická energie však zůstává konstantní.

2. Vlastní provedení pokusu Pomůcky : vozík s gumovým svazkem a vrtulí tah otáčející se vrtule způsobuje pohyb vozíku vpřed

gumový svazek

Postup :

Pohon vozíku zajišťuje vrtule roztáčená zkrouceným gumovým svazkem. Mnohonásobným otáčením vrtule dostatečně zkroutíme gumový svazek, přitom se mění mechanická energie mění na energii pružnosti. Dostatečné zkroucení gumového svazku poznáme podle toho, že se na něm začnou vytvářet „bouličky“, se stáčením pokračujeme dokud nebudou po celém svazku.

51

Vrtuli přidržujeme rukou, vozík položíme na rovnou plochu a uvolníme vrtuli, energie pružnosti se mění na mechanickou a vozík se rozjede (viz video). Zdroje : http://interval.cz/podklady/1999-2008/hejral/1033/a16.gif

Typ pokusu : žákovský 1. Princip Tělesa, která jsou v silových polích těles mají vzhledem k těmto tělesům potenciální energii. Těleso o hmotnosti m, umístěné ve výšce h má v gravitačním poli Země polohovou energii Ep = m.g.h . Při všech mechanických dějích se mění polohová energie na kinetickou a naopak celková mechanická energie však zůstává konstantní. 2. Vlastní provedení pokusu pohyb vozíku

Téma : Energie a její přeměny Název : Přeměna polohové energie

Po mů ck y:

vozík se zavěšenýmzavěšené závažímzávaží

52

Postup : Pokus začneme zvednutím závaží do horní polohy – konáme práci, která se mění na polohovou energii. Otáčením kolečka vozíku navineme provázek na jeho osu a tím zvedneme závaží .

Téma : Teplo Název : Tepelné izolanty a vodiče Kolečko přidržujeme rukou, vozík položíme na rovnou plochu a pustíme jeho kolečko.

Klesající závaží odvíjí nit z osy a tím roztáčí kolečko – potenciální energie se zmenšuje mění se na pohybovou energii vozíku. Vozík ujede několik metrů. (viz přiložené video ) Zdroje : http://www.zslado.cz/vyuka_fyzika/e_kurz/8/energie/energie_soubory/premenergie.JPG

Typ pokusu : demonstrační 1. Princip 53

Vedení tepla je způsob šíření tepla v pevných tělesech, jejichž různé části mají různé teploty. Teplo se vedením šíří také v kapalinách a plynech. Rychlost vedení tepla určuje tzv. tepelnou vodivost. Porovnat látky podle jejich tepelné vodivosti umožňuje veličina součinitel tepelné vodivosti. Podle tohoto součinitele se látky dělí na  tepelné vodiče - látky s vysokou rychlostí vedení tepla a velkým součinitelem tepelné vodivosti Z běžných látek jsou to především kovy, které obsahují tzv. elektronový plyn, který svým pohybem uvnitř kovu způsobuje dobrý přenos tepla z jedné části tělesa do jiné. Nejlepšími vodiči tepla jsou stříbro, měď, hliník, wolfram, mosaz.

wolfram stříbro 

měď

tepelné izolanty - látky s nízkou rychlostí vedení tepla a malým součinitelem tepelné vodivosti

Nejlepšími tepelnými izolanty jsou plyny a kapaliny, které rychleji než vedením přenášejí teplo prouděním. Z pevných látek jsou dobrými tepelnými izolanty především ty látky, které obsahují hodně plynu (vzduchu), např. minerální vlna (kamenná nebo skelná), peří, srst, papír, dále např. sklo, dřevo, polystyren.. Ve stavebnictví se kvůli lepší tepelné izolaci používají cihly s dutinami. Z látek neobsahující plyny jsou dobrými tepelnými izolanty například plasty (mezi které patří výše zmíněný polystyren, polyuretan ale také bakelit a řada dalších) Pomůcky : plynový kahan, zkumavka, držák zkumavky, led, voda, matička, nerezová teplotní sonda, rozhraní Sparlink, počítač, program Sparkvue Postup : Do zkumavky vložíme na dno kousky ledu, které zatížíme matičkou. Zkumavku naplníme vodou, upevníme do držáku a změříme nerezovou teplotní sondou teplotu vody.

54

Zapálíme kahan a zahříváme vodu v horní části zkumavky. Současně měříme teplotu vody poblíž vodní hladiny ve zkumavce. Za okamžik nám voda u hladiny prochází varem a kousek ledu u dna zkumavky stále viditelně netaje. viz video

voda Téma : vařící Teplo Název : Vedení tepla

led Než by se teplo od hladiny vody dostalo vedením až ke dnu uplynula by dost dlouhá doba. Pokus potvrzuje, že voda vede teplo velmi špatně – je tedy tepelný izolant. Zdroje : http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/56/Pustaki_ceramiczne.jpg http://www.zlatnictvinoemi.cz/ckfinder/userfiles/images/SilverUSGOV.jpg http://unimagnet.cz/724-Wolfram-supinky-10-g.html http://img.ceskatelevize.cz/program/porady/10324689990/foto09/211382549930011_02.jpg

Typ pokusu : demonstrační 1. Princip 55

Zahříváme–li jeden konec kovové tyče, pozorujeme, že se postupně zvyšuje teplota i těch částí tyče, které nejsou přímo v plameni. Uvnitř tělesa probíhá tepelná výměna, při které přechází vnitřní energie z míst o vyšší teplotě na místa s teplotou nižší. Těleso, v němž dochází k přenosu vnitřní energie, je přitom v klidu.

Tento způsob přenosu vnitřní energie nazýváme vedení tepla. Vedení tepla probíhá např. při ohřívání nebo ochlazování předmětů ponořených do kapaliny apod. Z hlediska molekulové fyziky je přenos vnitřní energie vedením děj, při němž se přenos vnitřní energie z míst s vyšší teplotou do míst s nižší teplotou uskutečňuje vzájemnými srážkami částic látky. Schopnost látky přenášet teplo vedením se nazývá tepelná vodivost.

měď 81 vosk Pomůcky : lihový kahan, pomůcka pro demonstraci tepelné vodivosti, křemínky Postup : K mosaznému středu pomůcky pro demonstraci tepelné vodivosti jsou připevněny tři různé kovové tyče – a) hliníková b) měděná c) železná c

b

a . 56

V misce rozehřejeme vosk , namočíme konce tyčí do vosku a přitiskne ke křemínkům, tím připevníme křemínky k jednotlivým tyčím.

Téma : Teplo

Zapálíme kahan a plamenem zahříváme mosazný střed pomůcky.

Teplo se šíří jednotlivými tyčemi, ty se zahřívají a postupně odpadávají odpadávají křemínky. Nejdříve z měděné tyče, pak z hliníkové a nakonec z železné. Pokus ukazuje na různou tepelnou vodivost různých kovů. Z provedení pokusu vyplývá, že měď je lepší tepelný vodič, než hliník a železo.

Zdroje : http://ve ronika.s ovova.s web.cz/i mages/ ohen01. j

57

Název : Proudění tepla Typ pokusu : demonstrační 1. Princip Přenos tepla prouděním látky probíhá pouze v tekutinách - v kapalinách a plynech. Samovolné proudění je vyvoláno tím, že se ohříváním v důsledku roztažnosti zmenšuje hustota látek. Pokud vznikne mezi místem ohřevu a místem ochlazení v tekutině teplotní rozdíl, ohřívaná část tekutiny stoupá při vytlačování ochlazené těžší části. V kapalinách a zvláště v plynech přenos tepla prouděním převažuje nad přenosem tepla vedením.

Chladnější kapalina o nižší teplotě a větší hustotě klesá

Teplejší kapalina o vyšší teplotě a nižší hustotě stoupá

Pomůcky : malá sklenička, sklenice o objemu 3 litrů, hypermangan, počítač , program Sparkvue, senzor teplotní sonda, rozhraní Sparklink, kádinka, varná kovice provázek, špejle, mikroten

Postup : 1.Sklenici o objemu 3 litrů naplníme studenou vodou z kohoutku. K počítači připojíme přes rozhraní Sparklink nerezovou teplotní sondu, otevřeme program Sparkvue a změříme teplotu vody ve sklenici. 2. Do malé skleničky nasypeme asi malou lžičku hypermanganu, zalijeme teplou vodou (kterou jsme ohřáli ve varné konvice a namíchali v kádince na vhodnou teplotu s ohledem na bezpečnost). Změříme teplotu vody v malé skleničce.

58

3. Hrdlo malé lahvičky uzavřeme – překryjeme ho mikrotenem, který připevníme gumičkou. Na hrdlo skleničky přivážeme provázek a opatrně spustíme skleničku na dno velké sklenice.

4. Špejlí propíchneme mikroten, uzavírající skleničku a pozorujeme, jak obarvená teplá voda stoupá ve sklenici vzhůru – teplo se šíří prouděním. Viz video

59

Typ pokusu : demonstrační 1. Princip

Téma : Teplo Název : Záření tepla

Lát ky vše ch skupenství vydávají elektromagnetické záření, které souvisí s tepelným pohybem jejich částic a souborně se nazývá tepelné záření. Při teplotách nižších než asi 525oC je toto záření neviditelné a označuje se jako infračervené záření neboli sálání. Se zvyšováním teploty stoupá celkové množství vyzářené energie a jeho maximum se přesouvá do oboru kratších vlnových délek – silně zahřáté těleso září i ve viditelné části spektra.

Těleso záření nejen vysílá, ale i pohlcuje (absorbuje). Toto pohlcené záření se mění v tělese hlavně na teplo – teplota tělesa vzrůstá. Pro vysílání a přijímání tepelného záření je rozhodující barva a jakost povrchu tělesa. Tmavé a matné plochy pohlcují a zároveň vysílají záření lépe než plochy světlé a lesklé. Černé těleso je těleso, které velmi dobře pohlcuje záření dopadající na jeho povrch ( např. zornička v lidském oku, otevřené sklepní okénko při pohledu zvenčí). Opakovanými a mnohonásobnými odrazy světla na vnitřních stěnách tělesa se záření z větší části pohltí. Pomůcky : stříbrně a černě natřená plechovka, držák na plechovky, lampička, stojan, počítač , program Sparkvue, 2 senzory - nerezová teplotní sonda, 2 rozhraní Sparklink, kádinka, voda, čtvrtka, izolepa

60

Postup : 1. Zalepíme hrdla plechovek vystřiženými kolečky z čtvrtky a izolepou, plechovky postavíme do držáku. Sestavíme stojan , na stojan upevníme lampičku tak, aby byla stejně vzdálená od obou plechovek. 2. K počítači připojíme přes USB 2 dvě rozhraní Sparklink, do rozhraní zapojíme nerezové teplotní sondy. Otevřeme program Sparkvue , sestavíme úlohu měření teploty - graf. t1 - teplota vzduchu v stříbrné plechovce – 1. senzor t2 - teplota vzduchu v černé plechovce - 2. senzor 3. Obě sondy vložíme do kádinky s vodou z vodovodu, zahájíme měření a počkáme až budou ukazovat stejnou teplotu – výchozí pro měření. Sondy zastrčíme do plechovek a zapneme lampičku. Hodnoty naměřené programem Sparkvue zaznamenáme do protokolu. Záznam měření teploty t1 - teplota vzduchu v stříbrné plechovce – 1. senzor

61

Záznam měření teploty t2 - teplota vzduchu v černé plechovce – 2. senzor

4. Z naměřených hodnot je patrné, že černá plechovka více pohlcuje tepelné záření. Vzduch v ní má vyšší teplotu.

Zdroje: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Infrared_dog.jpg

62

Téma : Změny skupenství - var Název : Var za sníženého tlaku Typ pokusu : žákovský 1. Princip Var je skupenská přeměna, při které se kapalina mění na plyn v celém svém objemu (nejenom z povrchu jako při vypařování). K varu dochází při zahřátí kapaliny na teplotu varu. Teplota varu je různá pro různé kapaliny.

pA – atmosférický tlak (100 kPa)

100° C

p – tlak nasycených vodních par v bublině

Var nastane tehdy, když zahřejeme vodu na takovou teplotu, že vzniklá vodní pára má stejný tlak jako je tlak okolního vzduchu. Za normálního atmosférického tlaku (101,3 kPa) vře voda právě při 100oC, při nižším atmosférickém tlaku má však vodní pára dostatečný tlak už při nižší teplotě. Teplota varu vody tedy závisí na velikosti vnějšího tlaku: čím je tento tlak nižší, tím nižší je i teplota varu. Platí to pro všechny kapaliny.

Využití : Var vody za zvýšeného tlaku (tj. při teplotě vyšší než 100°C) se využívá například v tlakovém hrnci.

63

Pomůcky : kádinka s obarvenou teplou vodou, injekční stříkačka , uzávěr trnu

Postup : Injekční stříkačku naplníme nasátím do poloviny obarvenou teplou vodou, stříkačku obrátíme otvorem vzhůru a vytlačíme případnou vzduchovou bublinu.

Pak otvor pevně uzavřeme uzávěrem trnu a posuneme píst až do dolní polohy. Ve vodě a na stěnách se objeví bublinky a voda několik vteřin vře, ačkoliv je její teplota mnohem menší než 100oC. Pokus zopakujeme s vodou , která má nižší teplotu, sledujeme zda nastane var.

Uvnitř stříkačky se nad hladinou při posunutí pístu zpočátku vytvoří prakticky vákuum, do kterého se začne voda vypařovat. Protože tlak nad hladinou je minimální, začne voda vřít i při teplotách mnohem nižších než 100°C. V prostoru nad hladinou však postupně přibývá vodních par, tlak nad hladinou roste a var proto zvolna ustává. Zdroje : http://www.kmd-trinec.cz/clanky/pokusy/var.jpg http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/58/Pressure_cooker.jpg http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/18/Kochendes_wasser02.jpg 64

Téma : Elektromagnetické jevy Název : Elektrická práce – účinnost žárovky Typ pokusu : žákovský 1. Princip Po připojení vodiče ke zdroji elektrického napětí se ve vodiči vytvoří elektrické pole, které způsobí usměrněný pohyb volných elektronů. Elektrony se přemísťují od jednoho konce vodiče k druhému a tím konají práci. Prochází-li vodičem, mezi jehož konci je napětí U, proud I po dobu t, vykoná elektrické pole práci W = U.I.t

Elektrickému poli, které koná práci, přisuzujeme elektrickou energii. Elektrická energie se může v obvodu měnit na energii mechanickou, tepelnou , světelnou. Při přeměně energií vždy dochází ke ztrátám, proto je P0 > P

Příkon vyjadřuje množství energie spotřebované za jednotku času. P0 = U . I Výkon vyjadřuje množství práce vykonané za jednotku času P = W / t

Účinnost η elektrického spotřebiče s ohledem na využití elektrické P energie pro vykonání užitečné práce η= P0 Při průchodu elektrického proudu kovovým vodičem konají volné elektrony usměrněný pohyb a narážejí na pevné ionty v kovové mřížce, ty se rozkmitají a část pohybové energie elektronů se mění ve vnitřní energii vodiče - vodič se zahřívá. Žárovka je jednoduché zařízení k přeměně elektrické energie na světlo. Funguje na principu zahřívání tenkého, obvykle wolframového vodiče elektrickým proudem, který jím protéká. Při vysoké teplotě vlákno žárovky září především v infračervené oblasti (tepelné záření), zčásti i ve viditelném světle. Energetická účinnost asi 4 %, tzn. stowattová žárovka produkuje cca 96 W tepla a jen 4 W světla.

Úkol: Určete příkon, spotřebu elektrické energie a výkon žárovky Pomůcky: senzor elektrického proudu a napětí, rozhraní USBlink, počítač, zdroj elektrického napětí, žárovky, vodiče, 65

Postup: 1. Sestav elektrický obvod podle schéma Do obvodu zapoj senzor elektrického napětí a proudu při zapojení zohledni,aby plus na senzoru odpovídalo plus na zdroji elektrického napětí. 2. Senzor připoj přes rozhraní USBlink k počítači, v programu Sparkvue otevři novou stránku, na které zadej sestavit, pak klikni na elektrické A napětí a znak čísla a graf, pak klikni na proud a znak čísla a graf. 3. Zahaj měření kliknutím na znak měření a nech měření běžet po dobu 5 minut. Z grafu urči otevřením ikonky graf průměrnou hodnotu napětí a proudu. I=

A

U=

V

V

4. Vypočti příkon žárovky. Po = U . I

=

.

=

W

5. Urči kolik elektrické energie spotřebovala žárovka za pět minut. W0 = U. I . t =

.

.

=

J

6) Urči, kolik z elektrické energie se přemění na světelnou, je-li účinnost žárovky přibližně 5 %. η = 5% = 0,05

η=

W W0

W = W0

.

η

=

.

=

J

7. Urči, kolik elektrické energie by se přeměnilo na světelnou, pokud by byla žárovka nahrazena led diodou s účinností 50 %. η = 50% = 0,5 W = W0

.

η

=

.

=

J

8. Srovnej využití elektrické energie u klasické žárovky a led diody.

Zdroje : 66

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gluehlampe_01_KMJ.jp

Téma : Elektromagnetické jevy Název : Měření elektrického proudu a napětí v jednoduchém elektrickém obvodu Typ pokusu : žákovský 1. Princip Elektrický proud je tvořen uspořádaným pohybem volných částic s elektrickým nábojem. Fyzikální značka je I, jednotka ampér. Velikost elektrického proudu v obvodu měříme ampérmetrem. Ampérmetr zapojujeme do obvodu sériově, shodně s polaritou zdroje a v obvodu musí být spotřebič. A Elektrické napětí je dáno rozdílem potenciálů. Fyzikální značka je U, jednotka volt.Napětí měří se voltmetrem, zapojeným paralelně k měřenému objektu a shodně s polaritou zdroje. Úkol :

V

a) Změřte velikost elektrického proudu na třech různých místech v obvodu, změřené hodnoty zapište a porovnejte. b) Změřte velikost napětí U1 a U2 na svorkách žárovek Ž1 a Ž2 a celkové svorkové napětí U3. Změřené hodnoty zapište a porovnejte. Pomůcky: senzor elektrického proudu a napětí, rozhraní USBlink, počítač, zdroj elektrického napětí, žárovky, vodiče Postup: a) Měření elektrického proudu Sestav elektrický obvod podle schéma Do obvodu zapoj senzor elektrického napětí a proudu jako ampérmetr v první poloze, při zapojení zohledni,aby plus na senzoru odpovídalo plus na zdroji elektrického napětí. Připojení vodičů k senzoru při měření elektrického napětí

Připojení vodičů k senzoru při měření elektrického proudu

67

Senzor připoj přes rozhraní USBlink k počítači, otevři program Sparkvue . V programu se ti otevře stránka, na které zadej sestavit, pak klikni na elektrický proud a znak čísla. Změř proud I1, ( měření zahájíš kliknutím na znak měření, ukončíš opětovným kliknutím) pak rozpoj obvod a zapoj senzor do druhé a pak do třetí polohy, změř proud I2 a I3 . Naměřené hodnoty zapiš a porovnej.

I1 =

A

I2 =

A

I3 =

A

A

I3

I1

A

I2 A Porovnej velikosti proudu

I1

I2

I3

Ve všech místech nerozvětveného obvodu prochází ............................elektrický proud. a) Měření elektrického napětí Sestav elektrický obvod podle schéma Do obvodu zapoj senzor elektrického napětí a proudu jako voltmetr v první poloze, při zapojení zohledni,aby plus na senzoru odpovídalo plus na zdroji elektrického napětí. Senzor připoj přes rozhraní USBlink k počítači, v programu Sparkvue otevři novou stránku, na které zadej sestavit, pak klikni na elektrické napětí a znak čísla. Změř napětí U1, ( měření zahájíš kliknutím na znak měření, ukončíš opětovným kliknutím) pak rozpoj obvod a zapoj senzor do druhé a pak do třetí polohy, změř napětí U2 a U3 . Naměřené hodnoty zapiš a porovnej.

U1

U2

V

V

U1 =

V

U2 =

V

U3 =

V

V U3 Porovnej velikosti napětí

U1

U2

U3

Celkové svorkové napětí U3 odpovídá .............................................................. Po ukončení měření odpoj senzor a rozhraní, vypni počítač a myš, ukliď pomůcky. 68

Téma : Elektromagnetické jevy Název : Vedení elektrického proudu Typ pokusu : žákovský 1. Princip Elektrický proud je uspořádaný pohyb volných částic s elektrickým nábojem. Podmínky pro vznik stejnosměrného konstantního proudu jsou : - uzavřený elektrický obvod - elektrický zdroj v obvodu – zajišťuje časově neproměnné elektrické pole ve vodiči, tzn. na jeho svorkách je neměnné napětí. Látky můžeme podle schopnosti přijímat a přenášet elektrický náboj dělit na vodiče a izolanty.

Vodiče

Izolanty

jsou látky, které obsahují volné částice s elektrickým nábojem,

jsou látky, které neobsahují volné částice s elektrickým nábojem nebo jich obsahují velmi málo.

- elektrony, - kladné a záporné ionty. Úkol : Ověř, zda je látka izolant nebo vodič:

Pomůcky: senzor elektrického proudu a napětí, rozhraní USBlink, počítač, zdroj elektrického napětí, žárovka, vodiče, krokosvorky, tělesa z různých materiálů Postup: Sestav elektrický obvod s zdrojem napětí a žárovkou. Do obvodu zapoj senzor elektrického napětí a proudu jako ampérmetr, při zapojení zohledni, aby plus na senzoru odpovídalo plus na zdroji elektrického napětí. Senzor připoj přes rozhraní USBlink k počítači, otevři program Sparkvue . V programu se ti otevře stránka, na které zadej sestavit, pak klikni na elektrický proud a znak čísla. Obvod přeruš a na volné konce vodičů nasaď krokosvorky. Mezi krokosvorky postupně vkládej tělesa z různých materiálů. U každého tělesa změř, zda obvodem prochází elektrický proud ( měření zahájíš kliknutím na znak měření, ukončíš opětovným kliknutím). Do tabulky zapiš velikost procházející proudu, jestli svítí nebo nesvítí žárovka. Urči, zda se jedná vodič nebo izolant.

69

Schéma zapojení elektrického obvodu :

A

Těleso

Látka

Elektrický proud [A]

Žárovka - svítí - nesvítí

Látka je - vodič - izolant

Po ukončení měření odpoj senzor a rozhraní, vypni počítač a myš, ukliď pomůcky.

Zdroje: http://www.soselectronic.cz/a_info/img_tree/G3040.jpg 70

Téma : Tepelné účinky elektrického proudu Název : Tavná pojistka Typ pokusu : demonstrační 1. Princip Tavná pojistka je elektrický přístroj, který chrání elektrická vedení, elektrická zařízení, elektronické součástky či obvod před poškozením nadměrným elektrickým proudem. Vypnutím a přerušením obvodu pojistkou je chráněn majetek a jsou chráněny osoby a zvířata před nebezpečným dotykovým napětím neživých částí. Jak vypadá pojistka? Pojistku tvoří tenký drát, který vydrží jen určitou hodnotu proudu. V případě, že by jím chtělo protékat více elektronů, nevydrží tento nápor, rozžhaví se a prskne. Tím přeruší elektrický obvod.

Pojistka včetně vložky a hlavice: A) vývod ke spotřebiči; B) přívod proudu ze sítě; C) vymezovací kroužek; D) objímka (pojistkový spodek); E) šroubovací pojistková hlavice; F) tavný vodič s barevným signalizačním terčíkem; G) keramická pojistková vložka

71

2. Vlastní provedení pokusu Pomůcky : zdroj 6 V až 24 V (akumulátor) 2 Holtzovy svorky žárovka na napětí zdroje na stojánku spojovací vodiče tenký drát z rozpleteného lanka délky asi 10 cm nebo alobalový proužek zúžený uprostřed na 1 mm. Postup : Mezi Holtzovy svorky upneme tenký drátek. Do série s ním zapojíme zdroj a žárovku. U = 12 V

Zapneme zdroj, žárovka se rozsvítí. Po sepnutí spínače, spojíme vodičem nakrátko žárovku (zkrat). Drátek upnutý v Holtzových svorkách se přepálí (princip tepelné pojistky) a žárovka přestane svítit. viz video Tavná pojistka.wmv Tepelná pojistka chrání zdroj a vedení před poškozením, ke kterému by mohlo dojít při zkratu ve spotřebiči nebo mezi vodiči vedení. Drátek pojistky musí mít vždy menší obsah průřezu než vodiče vedení. Vyrábí se z lehce tavitelné slitiny. Zdroje :http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/72/Cartridge_Fuse_letters.svg 72

Téma : Elektřina Název : Žárovka

Ty

p pokusu : demonstrační 1. Princip Každý vodič klade průchodu elektrického proudu odpor: Elektrické síly posouvající částice konají práci. To má za následek ztrátu elektrické energie a její přeměnu na teplo, vodiče se zahřívají. Jouleovo teplo, vzniklé průchodem elektrického proudu vodičem, se v elektrotechnice uvažuje jeho elektrické ztráty Žárovka je jednoduché zařízení k přeměně elektrické energie na světlo. Funguje na principu zahřívání tenkého, obvykle wolframového vodiče elektrickým proudem, který jím protéká.

1. Skleněná baňka 2. Náplň : nízkotlaký inertní plyn 3. Wolframové vlákno 4. Kontaktní vlákno 5. Kontaktní vlákno 6. Podpůrná vlákna 7. Držák (sklo) 8. Kontaktní vlákno 9. Závit pro objímku 10. Izolace 11. Elektrický kontakt fáze Technologicky výrobu žárovky zvládl Thomas Alva Edison v roce 1879 - první žárovka byla rozsvícena 21. října 1879 a svítila 40 hodin. 73

2. Vlastní provedení pokusu Pomůcky : zdroj napětí,dva vodiče, tuha ( buď do krajonu nebo do mikrotužky), dvě krokosvorky, alobal, lepenková rulička, izolepa, hliníkový podnos,skleněný poklop (zavařovací sklenice) Postup : Přestřihneme ruličku na dvě části, tak aby se část, kterou použijeme vlezla i s krokosvorkami pod skleněný poklop. Ruličku obalíme alobalem.

Na ruličku připevníme proti sobě lepící páskou krokosvorky s vodiči , čelisti přesahují o 2cm horní okraj ruličky.

Ruličku pak přilepíme páskou k hliníkovému podnosu.

Do čelisti obou krokosvorek vložíme tuhu (propojíme je)a ruličku přikryjeme jskleněným poklopem (zavařovací sklenicí) a připojíme vodiče ke zdroji napětí. a) pokus provedený s tuhou do mikrotužky a napětím do 12 V 74

Tuha se procházejícím proudem silně zahřeje, rozžhaví a začne vydávat světlo. Ve skleněných baňkách běžných žárovek je nejčastěji směs dusíku a argonu, aby nedošlo k rychlé oxidaci (shoření) vlákna. Protože tuha nádobě je ve vzduchu, za okamžik shoří. b) pokus opakovaný s tuhou do versatilky a napětím postupně zvyšovaným na 24 V

Zdroje : http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/62/Incandescent_light_bulb.svg http://www.stevespanglerscience.com/experiment/build-a-light-bulb-circuit-science 75

Téma : Elektromagnetismus Název : Alternátor Typ pokusu : žákovský,pokus provádějí žáci rozdělení do skupin Princip : Alternátor (generátor střídavého proudu) přeměňuje mechanickou energii na energii střídavého elektrického proudu. Pracuje na principu elektromagnetické indukce – při změně magnetického pole v okolí vodiče se na jeho koncích indukuje střídavé elektrické napětí a uzavřeným obvodem prochází elektrické napětí.

Alternátor se skládá ze tří základních částí : 1 ) rotor - mechanicky poháněná cívka, v které se při otáčení cívky v magnetickém poli statoru indukuje střídavé napětí a proud. 2) stator – permanentní magnety nebo elektromagnety, vytvářejí magnetické pole. 3) dva oddělené kroužky, které přes kartáčky odebírají indukovaný elektrický proud. Velikost indukovaného napětí a proudu se mění podle okamžité polohy cívky v magnetickém poli. Maximální hodnota závisí na rychlosti otáčení cívky, počtu závitů cívky a intenzitě magnetického pole statoru

76

Stavba modelu alternátoru Pomůcky : 2 tyčové magnety

miliampérmetr

cívka rotoru spojená s dvěmi izolovanými kroužky

vodiče Miliampérmetr vytvoříte vložením magnetického ukazatele a stupnice do cívky.

Pracovní postup: 1. Přiložte k na konstrukci panelu s rotorem dva tyčové magnety, tím vytvoříte stator.

77

2 ) podle schéma sestavte obvod, panel s generátorem zapojte přes dva oddělené kroužky.

A

G 3. Budete – li otáčet cívkou rotoru, začne obvodem procházet střídavý elektrický proud a ručička měřícího přístroje bude ukazovat střídavě výchylku na obě strany - viz připojené video.

Zdroje : http://www.cez.cz/edee/content/microsites/elektrina/3-2.htm

78

Téma : Elektromagnetické jevy Název : Elektromagnetická indukce Typ pokusu : demonstrační 1. Princip Michael Faraday byl významný anglický chemik a fyzik. V roce 1831 objevil elektromagnetickou indukci, magnetické a elektrické siločáry. Jeho objev byl významný v tom, že doposud se elektrická energie vyráběla pouze chemickou metodou z baterií. Faraday tak dal teoretický základ pro všechny elektromotory a dynama. Elektromagnetická indukce je jev, kdy při změně magnetického pole v okolí cívky se v cívce indukuje elektrické napětí. Kdy vzniká v cívce napětí? ● když pohybuji v okolí cívky magnetem ● když pohybuji cívkou v okolí magnetu ● když v blízkosti cívky zapínám nebo vypínám elektromagnet Pomůcky : zdroj napětí, propojovací vodiče, 2 cívky s 600 závity, demonstrační ampérmetr s výchylkou na obě strany, jádro, senzor magnetického pole, rozhraní USBlink, počítač Postup : K zdroji elektrického napětí sériově připojíme spínač a cívku s jádrem. Na totéž jádro nasuneme druhou cívku, kterou připojíme k ampérmetru.

79

Senzor magnetického pole připojíme přes rozhraní USBlink k počítači, otevřeme program Sparkvue a čidlo položíme na jádro první cívky. Zahájíme měření magnetického pole, po sepnutí spínače obvodem začne procházet elektrický proud a kolem cívky se indukuje magnetické pole – které postupně roste až na určitou hodnotu. Po přerušení obvodu (otevření spínače) magnetické pole zaniká. změna magnetického pole po sepnutí spínače

změna magnetického pole po otevření spínače

Tyto změny magnetického pole indukují v druhé cívce elektrické napětí, obvodem druhé cívky začne procházet proud a ručička ampérmetru se vychýlí při sepnutí spínače ( uzavření obvodu) na jednu stranu , při otevření spínače (přerušení obvodu) na opačnou stranu.

Směr výchylky ručičky ampérmetru určuje směr indukovaného elektrického proudu Zdroje : http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Michael_Faraday_-_Project_Gutenberg_eText_13103.jpg 80

Téma : Elektromagnetické jevy Název : Oerstedův pokus Typ pokusu : demonstrační 1. Princip Hans Christian Ørsted (14. srpna 1777 Rudkøbing – 9. března 1851 Kodaň) byl dánský fyzik, chemik a filosof. Studoval na Univerzitě v Kodani. Proslavil se systematickým výzkumem elektromagnetismu, objevil mimo jiné, že elektrický proud působí na střelku kompasu.

Oerstedův pokus je pokus, pomocí kterého dokážeme existenci magnetického pole v okolí vodiče s proudem pokud prochází proud, magnetka se vychýlí v určitém směru; odchylka závisí na velikosti a orientaci proudu.Příčinou vzniku magnetického pole v okolí vodiče s proudem je usměrněný pohyb částic s elektrickým nábojem ve vodiči.

Magnetické pole přímého vodiče má tvar soustředných kružnic, které leží v rovině kolmé k vodiči 2. Vlastní provedení pokusu Pomůcky : zdroj napětí, propojovací vodiče, pevný vodič, Holtzovy svorky, krokosvorky, buzola, senzor magnetického pole, rozhraní USBlink, počítač Postup : Do holtzových svorek upevníme pevný vodič a zasuneme propojovací vodiče. Pod pevný vodič položíme buzolu tak, aby střelka buzoly směřovala ve směru pevného vodiče. Propojíme vodiče pomocí krokosvorek s zdrojem napětí.

81

Kolem vodiče při průchodu elektrického proudu vznikne magnetické pole, střelka kompasu se vychýlí (viz přiložené video).

Pokus zopakujeme se senzorem magnetického pole připojeným k počítači a měříme magnetické pole pomocí programu Sparkvue.

První část grafu – časový interval 0 – 7 s zachycuje výsledky měření v době, kdy obvod není uzavřen a vodičem neprochází elektrický proud. Upozorníme žáky na to, že zaznamenané hodnoty jsou ovlivněné magnetickým polem Země a tím, že čidlo senzoru bylo v blízkosti střelky kompasu. Po zapojení vodiče k e zdroji – interval 7 - 14 s probíhající proud indukuje kolem vodiče magnetické pole a naměřené hodnoty se zvýší viz graf. Měření prokázalo vznik magnetického pole kolem přímého vodiče s proudem. Zdroje : http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/79/%C3%98rsted.jpg http://kdf.mff.cuni.cz/~koudelkova/elmag_tap_tap/web/magpole_vodice.jpg

82

Téma : Elektromagnetismus Název : Stejnosměrný elektromotor Typ pokusu : žákovský, pokus provádějí žáci rozdělení do skupin Princip : stejnosměrné elektromotory jsou historicky nejstarší – pro své specifické vlastnosti se využívají dodnes – skoro by se dalo říci, že prožívají určitou poměrně silnou renesanci – zejména v regulovaných pohonech, v robotice a mikro-elektronických pohonech. Každý motor má tři části: stator - stojící pevná část, obvykle tvořena magnetickým obvodem - z pevného (permanentního) magnetu nebo elektromagnety, které vytvářejí statorové elektromagnetické pole. rotor - točící se část - vždy tvořena cívkami do nichž přivádíme elektrickou energii, která vytvoří rotorové magnetické pole, které pak vzájemným působením se statorovým vyvodí rotační pohyb . komutátor – dva izolované půlprstence , které se otáčí zároveň s cívkou a mění směr proudu přicházejícího do cívky

Nejjednodušší motor na stejnosměrný proud má stator tvořený permanentním magnetem a rotující kotvu ve formě elektromagnetu s dvěma póly. Rotační přepínač zvaný komutátor mění směr elektrického proudu a polaritu magnetického pole procházejícího kotvou dvakrát během každé otáčky. Tím zajistí, že síla působící na póly rotoru má stále stejný směr. V okamžiku přepnutí polarity (mrtvý úhel motoru) udržuje běh tohoto motoru ve správném směru setrvačnost. Komutátor zajistí, že se v cívce změní směr proudu + a − (− a +) po každém pootočení o 180° (u dvoupólového motoru). Takto dochází ke změně směru indukčních siločar v cívce

83

Pomůcky : 2 tyčové magnety

panel se zdrojem napětí

spínač

cívka rotoru spojena s komutátorem žárovka

vodiče

Pracovní postup: 1. Přiložte k na konstrukci panelu s rotorem dva tyčové magnety, tím vytvoříte stator.

84

2. Podle schéma sestavte obvod, panel s elektromotorem připojte přes komutátor.

+

-

M M M 3. Po sepnutí spínače cívkou rotoru začne procházet elektrický proud a rotor se M roztočí. viz připojené video.

Zdroje : http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Electric_motor_cycle_1.png

85

Téma : Elektromagnetické záření a jeho energie Název : Crookesův radiometr Typ pokusu : žákovský 1. Princip

Crookesův mlýnek je jednoduchý fyzikální přístroj, demonstrující působení energie elektromagnetického záření. Skládá se ze skleněné baňky, z níž je částečně vyčerpán plyn. Uvnitř je na jehlovém ložisku umístěn mlýnek se čtyřmi listy. Listy jsou z jedné strany černé (pohlcuje záření) a z druhé strany bílé (odráží záření). Dopadající záření způsobí, že se tmavé strany listů začnou pohybovat směrem od zdroje záření. Konstrukce 1. otočná část jehlového ložiska 2. lopatky radiometru 3. jehlové ložisko 4. uchycení ložiska 5. skleněná baňka 6. uzávěr baňky 7. podstavec

Základem principu funkce jsou odlišné barvy na jednotlivých stranách lopatek. Absorbční schopnosti jednotlivých stran se liší. - vytvoření gradientu teploty, dlouhá střední volná dráha -> molekuly se nemohou vzájemně srážet v prostoru baňky radiometru - hromadění molekul u chladnější strany, jev podobný tepelné transpiraci - molekuly proudí podél hran lopatky ve směru působení tepelného toku, srážky molekul s teplejší stranou lopatky, srážky vyvolají pohyb lopatky teplejší stranou napřed

86

2. Vlastní provedení pokusu Pomůcky: Crookesův radiometr, tepelný zdroj, průhledné desky různé tloušťky a barvy Postup: 1. Radiometr postavíme na stůl, pokud možno na místo, které není osvětleno slunečními paprsky. Mlýnek se neotáčí.

2. Přiblížíme-li k radiometru zdroj elektromagnetického záření, roztočí se větrníček tak, že lesklé plošky že lesklé plošky se pohybují dopředu, černé jako by byly odtlačovány. viz video Cr. radiometr 1. Při přibližování zdroje záření se lopatky radiometru otáčejí rychleji ( zdroj působí intenzivněji).

Cr. radiometr 1.wmv

3. Jestliže, přerušíme působení záření lopatky větrníčku se otáčejí pomaleji až se zastaví. viz video Cr. radiometr 2.

Zdroje : http://www.aetherwavetheory.info/images/physics/light/radiometer/crookes_mill.jpg www.fm.tul.cz/esf0247/download_file.php/SZZ_Cerny.pdf?id.. 87

Téma : Magnetismus Název : Magnetické vlastnosti látek Typ pokusu : demonstrační 1. Princip Čím jsou magnetické vlastnosti způsobeny? Velmi jednoduše řečeno, elektrony v atomech látky se pohybují a tím kolem sebe vytvářejí magnetické pole. Tato elementární magnetická pole se skládají a určují výsledné magnetické pole atomů a tím vlastnosti látky. Podle uspořádání elementárních magnetických polí rozdělujeme látky do 3 skupin: Diamagnetické látky: elementární magnetická pole se zcela ruší, látky zeslabují magnetické pole, do kterého jsou vloženy (jsou z něho slabě vytlačovány). Příklady: zlato, měď, rtuť, voda, bismut, inertní plyny. bismut Paramagnetické látky: elementární magnetická pole se ruší jen částečně, látky zesilují magnetické pole, do kterého jsou vloženy (jsou do něho slabě vtahovány). Vnějším magnetickým polem nelze atomy uspořádat tak, aby látka více zesilovala magnetické pole. Příklady: hliník, sodík, draslík, modrá skalice. modrá skalice Feromagnetické látky: atomy jsou uspořádány do malých domén, které jsou souhlasně zmagnetovány. Látky značně zesilují magnetické pole, do kterého jsou vloženy (jsou do něho silně vtahovány). Příklady: železo, nikl, kobalt nebo některé slitiny.

železo

nikl

Pomůcky : digitální váhy, vzorky kovů – bismut, železo, hliník, umělohmotné kelímky silný neodymový magnet 88

Postup : 1. Zapneme digitální váhy, z kelímků sestavíme stojan, váhy vynulujeme a na stojánek položíme vzorek kovů. Vzorek kovů nepokládáme přímo na desku vah - působení neodymového magnetu by mělo nepříznivý vliv na činnost vah. Kameru vizualizéru zaměříme na displej vah a promítáme měření dataprojektorem .

2. Zapíšeme si hodnotu, kterou ukazují váhy.

m1 = 33, 4 g

Přiblížíme k bismutu magnet, bismut má snahu se od něj odpudit – zvětší tak tlak na desku vah a váhy naměří vyšší hodnotu . m2 = 33, 5 g m = m2 - m1 = 0,1g Je - li rozdíl hodnot 0,1 g, znamená to, že síla, kterou se odpuzuje bismut od magnetu, má velikost 1 mN. 3. Pokus zopakujeme se změnou vzorku – tentokrát použijeme paramagnetickou látku modrou skalici. Zapíšeme si hodnotu, kterou ukazují váhy. m1 = 11,6 g

Přiblížíme k modré skalici magnet, modrá skalice a magnet se přitahují – zmenší tak tlak na desku vah a váhy naměří menší hodnotu . m2 = 11, 5 g

m = m1 – m2 = 0,1 g Je - li rozdíl hodnot 0,1 g, znamená to, že síla, kterou se modrá skalice přitahuje k magnetu, má velikost 1 mN. 89

4. Pokus zopakujeme se změnou vzorku kovu – tentokrát použijeme feromagnetickou látku ocel. Zapíšeme si hodnotu, kterou ukazují váhy. m1 = 49,1 g Přiblížíme k železu magnet, železo a magnet se přitahují – zmenší tak tlak na desku vah a váhy naměří menší hodnotu . m2 = 48, 7 g m = m1 – m2 = 0, 4 g Je - li rozdíl hodnot 0,4 g, znamená to, že síla, kterou se měď přitahuje k magnetu, má velikost 4mN.

5. Žáci si při pokusu ověří, jak působí vnější magnetické pole na různé druhy látek. Zdroje: http://www.experimente.org/Elemente/Bi.jpg http://www.zsskolnikaplice.cz/files/zaci/web9/web2007/kaleta/files/nikl.jpg http://www.rasurpur.de/english/shop/resources/Hartsteel/Japan-Rasiermesser/Tamahagane1.jpg http://www.velebil.net/clanky/pestovani-krystalu/images/modra-skalice.jpg Několik netradičních pokusů z magnetismu VĚRA KOUDELKOVÁ KDF MFF UK Praha 90

Téma : Optika Název : Čočky Typ pokusu : žákovský 1. Princip

Jsou to tělesa zpravidla vybroušená ze skla, ve kterých se lomem mění směr procházejících paprsků.

Povrch čočky tvoří dvě kulové plochy (resp. jedna plocha kulová a jedna plocha rovinná). Podle uspořádání ploch rozlišujeme čočky spojné (spojky) a čočky rozptylné (rozptylky)

Jestliže na spojnou čočku (spojku) dopadají rovnoběžné paprsky, pak se lámou tak, že se po průchodu čočkou sbíhají v jednom bodě. Jestliže na rozptylnou čočku (rozptylku) dopadají rovnoběžné paprsky, pak se lámou tak, že se po průchodu čočkou rozbíhají.

2. Vlastní provedení pokusu Pomůcky : optická lavice, zdroj světla s držákem, kondenzor, nástavec s třemi štěrbinami, stolek, držáky, model spojky a rozptylky. 91

a) spojka Zdroj světla s kondenzorem a nástavcem s třemi štěrbinami je na levém okraji optické lavice, dále je pak stolek se stínítkem a modelem čočky. Na zapnutém zdroji pohybem kondenzoru a nástavce s štěrbinami nastavíme rovnoběžnost paprsků.Sledujeme chod paprsků čočkou. Výsledky pozorování zakreslíme, určíme polohu ohniska čočky.

b) rozptylka Zdroj světla s kondenzorem a nástavcem s třemi štěrbinami je na levém okraji optické lavice, dále je pak stolek se stínítkem a modelem čočky. Na zapnutém zdroji pohybem kondenzoru a nástavce s štěrbinami nastavíme rovnoběžnost paprsků.Sledujeme chod paprsků čočkou. Výsledky pozorování zakreslíme, určíme polohu ohniska čočky.

Zdroje : http://www.meopta.com/res/dwe-files/1404041765.jpg http://fyzika.jreichl.com/data/optika/31_zrcadla_cocky_soubory/image065.png http://www.devbook.cz/images/img/fyz_spojka_rozptylka.png 92

Téma : Optika Název : Fata morgana Typ pokusu : žákovský 1. Princip Fata morgana je optický jev v atmosféře, kdy lze vidět obraz vzdáleného objektu zrcadlící se ve vzduchu atmosféry díky teplotní inverzi. Vzniká v důsledku nerovnoměrného ohřevu vzduchu nad zemí. Tak se vytvoří vrstvy vzduchu o různé teplotě, ale také různém indexu lomu n. Na rozhraní těchto vrstev pak může docházet i k totálnímu odrazu světla. Vrstva se pak chová jako zrcadlo. Vzhledem k tomu, že se vrstvy vzduchu vytvářejí kolem povrchu kulaté Země, mají vlastnosti dutého zrcadla. Proto může docházet i k deformaci vzniklého obrazu (zvětšení, obrácení, …).

Vzniká přírodní optická soustava, která odklání směr dopadajících světelných paprsků k pozorovateli. Dojde-li k tomuto jevu pod úrovní pozorovatele, jedná se o tzv. spodní odraz (např. na rozpálené asfaltové silnici či na poušti, kdy vzniká dojem vodního povrchu)

Jev nad úrovní pozorovatele, kdy vzniká tzv. svrchní odraz (pravá fata morgána zobrazující vysoko nad obzorem odrazy předmětů pro svou velkou vzdálenost jinak těžko pozorovatelných). Pomůcky : sklenice, voda, několik knih, svíčka, zápalky, (papír, fix, zkumavka, tužka). 93

Postup : 1. Do kádinky nalijeme vodu a kádinku postavíme na hromádku několika knih. Pokud se podíváme ze zdola na hladinu, leskne se jako zrcadlo. Pokud ponoříme do sklenice prst, vidíme jen tu část prstu, která je pod hladinou. Část prstu nad hladinou nevidíme, přestože je voda průhledná.

Za sklenici umístíme svíčku a zapálíme ji. Při pohledu zdola na hladinu uvidíme na hladině obraz hořící svíčky převrácený vzhůru nohama. Místo svíčky můžeme použít námi nakreslený obrázek, písmeno nebo číslici. Ty pak umístíme těsně za sklenici, přibližně do poloviční výše sloupce vody.

2. Efekt zrcadlící se hladiny můžeme pozorovat také takto: Tužku vložíme do zkumavky (špičkou dolů) a zkumavku postavíme šikmo do sklenice. Při pohledu shora tužku vidíme dobře. Naléváme vodu do sklenice a při pohledu shora sledujeme, jak se povrch hladiny stříbrně leskne a tužka ponořená pod tímto povrchem mizí. Pokud nalijeme trochu vody také do zkumavky, objeví se nám část tužky ponořená ve vodě. 94

Úplný odraz – jev, který nastává při průchodu světla z prostředí opticky hustšího (např. skla) do prostředí opticky řidšího (např. vzduchu). Světlo se láme od kolmice a s rostoucím úhlem dopadu se zvětšuje i úhel lomu. Při tzv. mezním úhlu dopadu dosáhne úhel lomu největší možné hodnoty 90° a lomený paprsek splývá s rozhraním. Při větších úhlech dopadu již světlo do druhého prostředí nepronikne a jen se od rozhraní s opticky řidším prostředím odráží. Tento jev pozoroval v Praze na počátku 17. století Johanes Kepler

Ačkoliv to zní možná zvláštně, tak totální odraz světla je speciálním případem lomu světla.

Zdroje: http//img.fotoalba.centrum.cz/img1/7389/18007389_4_219gnw3drt.jpg: http://www.veda.cz/dwn/5430/69813B_fatamorgana_KanadaAlberta.jpg http://fyzika.jreichl.com/data/optika/1_zaklad_soubory/image089.png

95

Téma : Optika Název : Lom světla Typ pokusu : žákovský 1. Princip Lom světla je optický jev, ke kterému dochází na rozhraní dvou prostředí, kterými světlo prochází. Je důsledkem různých rychlostí šíření světla v různých prostředích a kromě světla platí pro veškeré elektromagnetické záření.

Lom ke kolmici nastává při přechodu světla z prostředí opticky řidšího do prostředí opticky hustšího α je úhel dopadu β je úhel lomu β <

vzduch

α voda

Lom od kolmice nastává při přechodu světla prostředí opticky řidšího

z prostředí opticky hustšího do

α je úhel dopadu β je úhel lomu β>

sklo

α vzduch

96

2. Vlastní provedení pokusu Pomůcky : Optická lavice, stolek,zdroj světla s držákem,kondenzor, nástavec s jednou štěrbinou, skleněný půlválec a kruhová úhlová stupnice.

Postup : a) Lom ke kolmici Na optickou lavici nasouváme zleva doprava zdroj světla s nástavcem s jednou svislou štěrbinou, stolek v držácích, na stolek položíme úhlovou stupnici oblým okrajem ke zdroji.Skleněný půlválec leží matnou stranou na stupnici, rovná plocha spojuje body° 90°- 90°, oblá část půlválce je otočena od zdroje.Jediný paprsek necháme dopadat na rovnou plochu skleněného půlválce, světelný paprsek se v důsledku přechodu z prostředí opticky řidšího (vzduch) do prostředí opticky hustšího (sklo) v tomto prostředí láme a to ke kolmici. Natáčíme úhlovou stupnici, pozorujeme, jak se mění úhel dopadu a lomu . Je li úhel dopadu větší než mezní úhel dojde odrazu světla.

a) Lom od kolmice Na optickou lavici nasouváme zleva doprava zdroj světla s nástavcem s jednou svislou štěrbinou, stolek v držácích, na stolek položíme úhlovou stupnici oblým okrajem ke zdroji.Skleněný půlválec leží matnou stranou na stupnici, rovná plocha spojuje body° 90°- 90°, oblá část půlválce je otočena ke zdroji.Jediný paprsek necháme dopadat na rovnou plochu skleněného půlválce, světelný paprsek se v důsledku přechodu z prostředí opticky hustšího (sklo) do prostředí opticky řidšího (vzduch) v tomto prostředí láme a to od kolmice. Natáčíme úhlovou stupnici, pozorujeme, jak se mění úhel dopadu a lomu

Zdroje :http://fyzika.zaridi.to/images/lom-ke-kolmici.jpg

http://fyzika.zaridi.to/images/lom-od-kolmice.jpg 97

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