Świat fizyki

Maria Rozenbajgier, Ryszard Rozenbajgier
Małgorzata Godlewska, Danuta Szot-Gawlik
Świat fizyki
Zeszyt przedmiotowo-ćwiczeniowy
dla uczniów gimnazjum
Część 2B
Właścicielem tego zeszytu jest:
______________________________________________________
Klasa _______________
Gimnazjum nr ____ w ___________________________________
Rok szkolny ________________
K r a k ó w 2 010
Autorzy:
Maria Rozenbajgier
Ryszard Rozenbajgier
Małgorzata Godlewska
Danuta Szot-Gawlik
Korekta językowa:
Agnieszka Kochanowska-Sabljak
Magdalena Puda-Blokesz
Redakcja techniczna:
Stanisław Sagnowski
Projekt okładki:
Joanna Wypiór
R
Zam Kor
© Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy sp. j.
ul. Tetmajera 19, 31-352 Kraków
tel.: (12) 623 25 00
faks: (12) 623 25 13
e-mail: [email protected]
www.zamkor.pl
ISBN 978-83-60793-53-4 (całość)
ISBN 978-83-60793-57-2 (część 2B)
Druk i oprawa:
P.W. Stabil, tel.: (12) 410 28 20
7.2. Cieplny przepływ energii
I. Notatki z lekcji
II. Odszukaj w podręczniku odpowiedzi na pytania i wykonaj polecenia:
1. Na czym polega zmiana energii wewnętrznej ciał przez cieplny przepływ
energii? Podaj przykład takiej zmiany.
2. Wymień kilka substancji (materiałów) będących złymi przewodnikami ciepła. Podaj przykłady ich zastosowania.
3. Wymień kilka substancji (materiałów) będących dobrymi przewodnikami
ciepła.
4. O czym informuje nas pierwsza zasada termodynamiki?
III. Fizyka wokół nas
1. Jaką rolę w lecie, a jaką w zimie spełnia styropian, którym okłada się
ściany budynków?
71
2. Jesienią ogrodnicy okrywają krzewy słomą, włókniną lub papierem. Wyjaśnij, jaką rolę pełni taka osłona.
3. Kiedy chodzimy boso po podłodze wykonanej z płytek ceramicznych, od-
czuwamy zimno. Gdy chodzimy po podłodze wykonanej z drewna, wydaje nam
się ona znacznie cieplejsza, mimo że temperatura w obu pomieszczeniach
jest taka sama. Jak można wytłumaczyć nasze odczucia?
4. Jaki błąd tkwi w potocznym stwierdzeniu, że „w zimie przez nieszczelne
okno do mieszkania wchodzi zimno”?
72
IV. A to ciekawe…
Drewno źle przewodzi ciepło nawet wtedy, gdy jest rozżarzone do czerwoności. Dlatego niektórzy ludzie potrafią spacerować boso po warstwie rozżarzonych kawałków węgla drzewnego, nie narażając swych stóp na oparzenie.
Mimo wysokiej temperatury takiego węgla do stóp człowieka dociera stosunkowo mało ciepła. Chodzenie boso po rozgrzanych kawałkach metalu lub
innego dobrego przewodnika ciepła na pewno skończyłoby się fatalnie.
(Na podstawie: Paul G. Hewitt, Fizyka wokół nas, Wydawnictwo Naukowe
PWN, Warszawa 2000)
Odszukaj w Internecie więcej informacji na ten temat i przytocz w kilku zdaniach.
V. „Fizyczne rachunki”, czyli rozwiązujemy zadania rachunkowe (i nie tylko)
1. Wylot strzykawki zatkano plasteliną, jej tłok ustawiono w położeniu środkowym, a następnie zanurzono ją w naczyniu z gorącą wodą.
Co stało się z tłokiem strzykawki? Czy pomiędzy gorącą wodą a powietrzem
zawartym w strzykawce nastąpił przepływ ciepła? Czy wzrost energii we-
73
wnętrznej powietrza w strzykawce jest równy ilości pobranego przez niego
ciepła?
2. Poniżej podano przykłady różnych zjawisk fizycznych, którym towarzyszy
zmiana energii wewnętrznej ciał, objawiająca się zmianą temperatury. Podziel je na takie, w których energia wewnętrzna ciała zmienia się na skutek wykonanej pracy (zapisz w drugiej kolumnie DEw = W), oraz na takie,
w których zmiana ta jest spowodowana cieplnym przepływem energii (zapisz
w drugiej kolumnie DEw = Q).
Opis zjawiska fizycznego
Wiertarką wiercimy otwór w metalowej płytce.
Pocieramy o siebie zmarznięte dłonie.
Pieczemy ciasto w piekarniku.
Dotykamy zmarzniętymi dłońmi pieca kaflowego.
Piłką do metalu piłujemy stalowy drut.
Umieszczamy butelkę coca-coli w lodówce.
Pieczemy w ognisku ziemniaki.
VI. Wykonujemy doświadczenia opisane w podręczniku
Doświadczenie ze strony 161
Cel: Badamy właściwości izolacyjne kołder i poduszek.
74
DEw =
Wynik:
Wniosek:
VIII. „Rozrywkowa” fizyka
Rozwiązaniem logogryfu jest nazwa jednego z działów fizyki. Odszukaj w encyklopedii lub w Internecie znaczenie tego słowa.
1. Stosowany do mocowania różnych przedmiotów podczas wykonywania
doświadczeń z fizyki.
75
2. Fizyk, twórca najpopularniejszej skali temperatur.
3. Jej wykonanie jest jednym ze sposobów zmiany energii wewnętrznej ciała.
4. Jest miarą średniej energii kinetycznej chaotycznego ruchu cząsteczek
ciała.
5. Materiał izolacyjny wykorzystywany w budownictwie.
6. Wypełnia instalację centralnego ogrzewania.
7. Gorący, służy do ogrzewania powietrza w mieszkaniu.
8. Materiał będący złym przewodnikiem ciepła, stosowany w dziewiarstwie.
9. Służy do ogrzewania pręta w doświadczeniu 7.1 (str. 158 w podręczniku).
10.Stosowany do utrzymywania stałej temperatury np. gorącej herbaty lub
kawy.
11.Część energii wewnętrznej przekazywana ciału o niższej temperaturze.
12.Osadzone w ścianie budynku ma podwójne szyby.
13.Wykonując doświadczenie 7.1 (str. 158 w podręczniku), użyjesz jej do
przymocowania gwoździ do metalowego pręta.
X. Miejsce na rozwiązanie zadań z podręcznika (str. 161) i innych zadań
zleconych przez nauczyciela
76
8. Drgania i fale sprężyste
8.1. Ruch drgający
I. Notatki z lekcji
II. Odszukaj w podręczniku odpowiedzi na pytania i wykonaj polecenia:
1. Analizując wynik doświadczenia 8.1 (str. 192–193 w podręczniku), podaj, jakie są wspólne cechy ruchów nazywanych drganiami gasnącymi.
Co jest przyczyną zaniku drgań?
2. Co należy zrobić, aby podtrzymać drgania gasnące?
3. Jakie wielkości fizyczne charakteryzują ruch drgający?
4. Jaki jest związek okresu drgań z ich częstotliwością?
5. W jaki sposób na wykresie drgań przedstawionym na rysunku 8.3 (str. 195
w podręczniku) odczytujemy amplitudę i okres drgań?
6. Opisz kolejne przemiany energii mechanicznej zachodzące w ruchu drgającym wahadła i ciężarka zawieszonego na sprężynie.
105
III. Fizyka wokół nas
Które z przedstawionych niżej ciał wykonują ruch drgający? Zaznacz obok
rysunkuznak„X”.
lecącysamolot
drgającastrunagitary
obciążnik
nasprężynie
jadącysamochód
biegnącyczłowiek
huśtawka
drgającamembranabębna
IV. A to ciekawe…
Amortyzatory to specjalne urządzenia stosowane m.in. w samochodach do
zapewnienia pasażerom bezpiecznej i wygodnej jazdy. Stanowią one element tzw. zawieszenia samochodu. Amortyzatory umieszcza się między kołami a nadwoziem. Podczas jazdy na nadwozie samochodu przenoszone są
z kół drgania, które powstają po najechaniu przez koło na nierówności szosy.
Dzięki amortyzatorom drgania są tłumione i zanikają po kilku wahnięciach.
Niesprawne amortyzatory mogą być przyczyną groźnego wypadku, gdyż drgania nadwozia zanikają wówczas powoli i zmniejsza się przyczepność koła do
powierzchni szosy.
Ułóżtrzypytania,naktóremożnaznaleźćodpowiedziwpowyższymtekście.
106
V. „Fizyczne rachunki”, czyli rozwiązujemy zadania rachunkowe (i nie tylko)
1. Częstotliwość drgań wynosi 100 Hz. Oznacza to, że w jednej sekundzie
ciało wykonuje _____ pełnych drgań. Okres tych drgań wynosi _________ .
2. Poniższy rysunek przedstawia wykres zależności wychylenia od czasu x(t)
dla odważnika zawieszonego na sprężynie i wychylonego z położenia równowagi.
Odczytaj z wykresu:
a) Okres drgań.
b) Amplitudę drgań.
c) W końcu której sekundy szybkość odważnika po raz pierwszy była najmniejsza, a w końcu której największa.
d) W końcu których sekund wychylenie odważnika z położenia równowagi
było największe, a w których najmniejsze.
Oblicz częstotliwość drgań odważnika.
107
3.CzasprzejściahuśtawkizpołożeniaAdopołożeniaBwynosi2sekundy.
Jakijestokresdrgańhuśtawki?Jakajestczęstotliwośćtychdrgań?
A
B
maksymalne
wychyleniewlewo
maksymalne
wychyleniewprawo
4. Odważnik wykonujedrgania pomiędzy punktami C i B (rysunek). Oblicz
średniąszybkośćodważnikawczasierównymjegookresowiT =2s,jeżeli
długośćodcinkaABjestrówna5cm,aodcinkiABiACmajątakąsamądługość.
Dane:
Szukane:
Rozwiązanie:
Odpowiedź:
108
VIII. „Rozrywkowa” fizyka
1. Rozwiąż rebus.
2. Rozwiąż logogryf. Jego rozwiązaniem jest nazwa jednostki jednej z wielkości charakteryzujących ruch drgający. Jakiej?
1.
2.
3.
4.
Wykonuje ruch drgający – możesz ją spotkać na placu zabaw.
Czas, w którym ciało wykonuje jedno pełne drganie.
Mogą być wymuszone lub gasnące.
Przedmiot, którego ruch drgający analizujemy na rysunku 8.5 w podręczniku (str. 196).
109
IX. Komputerowe eksperymenty
Uwaga: Może się zdarzyć, że strona internetowa, do której cię kierujemy, będzie niedostępna.
1. Odszukaj w Internecie stronę o adresie http://physics.nad.ru/Physics/En-
glish/mech.htm. W kolumnie drugiej, wiersz 6 od góry, kliknij na symbol kamery. Na następnej stronie zatytułowanej Harmonic oscillation w pierwszym
od góry wierszu tabeli zobaczysz animację urządzenia do rysowania wykresu
drgań mechanicznych w funkcji czasu. Jak takie urządzenie jest zbudowane?
Jak powstaje wykres drgań?
2. Z budową i zasadą działania amortyzatora samochodowego hydraulicznego możesz się zapoznać na stronach internetowych:
http://www.amortyzatory.za.pl/opis/olejowe/1a.jpg
http://instrukcja.pl/i/hydrauliczny_amortyzator_samochodowy_zasada_
dzialania
Wpisz krótką notatkę do zeszytu.
110
X. Miejsce na rozwiązanie zadań z podręcznika (str. 198) i innych zadań
zleconych przez nauczyciela
111