Αρχείο ετικέτας Η φυσική με πειράματα

Φύλλο Εργασίας 10 – Το ηλεκτρικό βραχυκύκλωμα

Στη Φυσική Α Γυμνασίου, στο Φύλλο εργασίας 10 του βιβλίου “Η Φυσική με πειράματα”, συνδέουμε απλά κυκλώματα και μαθαίνουμε το βραχυκύκλωμα και τους κινδύνους του.

Μάθημα 8. Το ηλεκτρικό βραχυκύκλωμα

«Η Φυσική με πειράματα Α’ Γυμνασίου» – Φύλλο εργασίας 10

 

Θεωρία

Βρείτε όλη τη θεωρία σε φυλλάδια στο “Φυσική Α Γυμνασίου Θεωρία

Κύκλωμα

Πηγή

Πηγή σε ένα κύκλωμα μπορεί να είναι μία μπαταρία, ένα δυναμό, ένα φωτοστοιχείο κλπ.

Οι μπαταρίες ανάλογα με το σχήμα τους έχουν διαφορετική τάση. πχ. η μπαταρία αυτοκινήτου έχει 12V.

Βραχυκύκλωμα

Εάν οι δύο πόλοι μίας πηγής συνδεθούν με αγωγό πολύ μικρής αντίστασης, περνάει πολύ ρεύμα και το κύκλωμα υπερθερμαίνεται. Τότε λέμε ότι έχουμε βραχυκύκλωμα.

Ασφάλεια

Για να αποφευχθεί το βραχυκύκλωμα, βάζουμε στο κύκλωμα μία ασφάλεια ώστε εάν περάσει πολύ ρεύμα, με τη θέρμανση να λιώσει πρώτα αυτή και να ανοίξει (διακοπεί) το κύκλωμα.

Επικίνδυνες ενέργειες για βραχυκύκλωμα

  • Η σύνδεση ηλεκτρικού καλωδίου στην πρίζα με βρεγμένα χέρια.
  • Το κάρφωμα μεταλλικού καρφιού στον τοίχο, ακριβώς πάνω από την πρίζα.
  • Το άνοιγμα (πχ ξεβίδωμα) ηλεκτρικής συσκευής όσο είναι στην πρίζα.
  • Το πέταγμα χαρταετού κοντά σε ηλεκτροφόρα καλώδια.
Πείραμα

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 10 – ΠΕΙΡΑΜΑ

Πραγματοποίηση κυκλώματος – βραχυκυκλώματος

Περιγραφή πειράματος

Έχουμε μπαταρίες, βολτόμετρο, καλώδια, συνδετήρες, σύρμα χαμηλής αντίστασης (πχ ατσαλόμαλλο). Πραγματοποιούμε διαδοχικά τα κυκλώματα των ακόλουθων εικόνων.

μπαταρία με βολτόμετρο
Το βολτόμετρο δείχνει την τάση της μπαταρίας
βραχυκύκλωμα βιβλίου
Αρχικά, ο λαμπτήρας είναι σβηστός γιατί το κύκλωμα είναι ανοιχτό. Ενώνοντας τους συνδετήρες κλείνει το κύκλωμα και ο λαμπτήρας φωτοβολεί.
βραχυκύκλωμα βιβλίου
Αρχικά το κύκλωμα είναι κλειστό και ο λαμπτήρας φωτοβολεί. Ενώνοντας τους συνδετήρες γίνεται βραχυκύκλωμα, το ρεύμα περνά από τους συνδετήρες τώρα και ο λαμπτήρας σβήνει.
βραχυκύκλωμα βιβλίου
Ενώνοντας τους συνδετήρες γίνεται βραχυκύκλωμα και ο λαμπτήρας σβήνει. Λόγω της υπερθέρμανσης καίγεται το ατσαλόμαλλο, οπότε ανοίγει το κύκλωμα και δεν περνά ρεύμα.
βραχυκύκλωμα βιβλίου
Ενώνοντας τους συνδετήρες γίνεται βραχυκύκλωμα και σβήνει ο λαμπτήρας. Λόγω της υπερθέρμανσης καίγεται το ατσαλόμαλλο, οπότε το ρεύμα περνά και πάλι από το λαμπτήρα, ο οποίος φωτοβολεί ξανά.

Εφαρμογή

Να περιγράψετε τι θα συμβεί σε κάθε μία από τις φωτογραφίες της εικόνας.

(Λύση: στις λεζάντες των εικόνων)

Προσομοίωση

Μπορείτε να πραγματοποιήσετε εικονικά τα παραπάνω κυκλώματα (αντί συνδετήρες ή ατσαλόμαλλο χρησιμοποιήστε καλώδια) κάνοντας κλικ στην παρακάτω εικόνα.

Εργαλειοθήκη δημιουργίας κυκλωμάτων: Συνεχές ρεύμα

Κλικ για εκτέλεση

 

Quiz

Πρόταση αξιολόγησης από το ΦΩΤΟΔΕΝΤΡΟ.

Φύλλο εργασίας 5 – Θερμική ισορροπία

Στη Φυσική Α Γυμνασίου, στο φύλλο εργασίας 5 του βιβλίου “Η Φυσική με πειράματα” μαθαίνουμε τη θερμική ισορροπία, αφού πρώτα εισάγουμε τις έννοιες θερμική ενέργεια και θερμότητα.

Μάθημα 7.  Θερμική Ισορροπία

«Η Φυσική με πειράματα Α’ Γυμνασίου» – Φύλλο εργασίας 5

 

Θεωρία
Βρείτε όλη τη θεωρία σε φυλλάδια στο “Φυσική Α Γυμνασίου Θεωρία”.

Θερμική ενέργεια και θερμότητα

Θερμική ενέργεια ενός σώματος ονομάζουμε το σύνολο της κινητικής ενέργειας των σωματιδίων του, λόγω των συνεχών και τυχαίων κινήσεών τους.

Θερμότητα ονομάζουμε την ενέργεια που ρέει από ένα θερμότερο σώμα σε ένα ψυχρότερο, λόγω της διαφοράς θερμοκρασίας τους.

Διεθνής μονάδα μέτρησης της θερμικής ενέργειας, της θερμότητας και γενικά της ενέργειας είναι το 1 Τζάουλ  (J).

 


Θερμική ισορροπία

Τα σώματα λέμε ότι βρίσκονται σε θερμική ισορροπία όταν βρίσκονται στην ίδια θερμοκρασία.

Όταν δύο σώματα είναι σε θερμική επαφή, η θερμότητα φεύγει από το θερμότερο, το οποίο ψύχεται και πηγαίνει στο ψυχρότερο, το οποίο θερμαίνεται, μέχρι να αποκτήσουν ίση θερμοκρασία. Τότε έρχονται σε θερμική ισορροπία.

Παραδείγματα θερμικής ισορροπίας:

-ένα παγάκι λιώνει σε ένα αναψυκτικό ενώ το αναψυκτικό παγώνει.
-ένα ζεστό τσάι σε ένα κρύο δωμάτιο ψύχεται μέχρι να αποκτήσει την ίδια θερμοκρασία με το δωμάτιο.
-το θερμόμετρο που βάζουμε στο σώμα μας θερμαίνεται μέχρι που αποκτά τη θερμοκρασία του σώματός μας.
-το κουτάλι που μπαίνει στην καυτή σούπα θερμαίνεται και αποκτά τη θερμοκρασία της σούπας.
-το ζεστό χέρι που πιάνει ένα κρύο μεταλλικό χερούλι ψύχεται ενώ το χερούλι θερμαίνεται, μέχρι να έχουν ίση θερμοκρασία.

Πείραμα

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 5 – ΠΕΙΡΑΜΑ

Μελέτη θερμικής ισορροπίας

Περιγραφή πειράματος

Έχουμε δύο θερμόμετρα οινοπνεύματος, ένα πυρίμαχο δοχείο (πυρέξ) και ένα ακόμα μεγαλύτερο από αυτό δοχείο, νερό και μία εστία θέρμανσης.

Βάζουμε νερό και ένα θερμόμετρο στο κάθε δοχείο και θερμαίνουμε το πυρίμαχο δοχείο στην εστία. Στη συνέχεια, βάζουμε το δοχείο με το ζεστό νερό μέσα στο δοχείο με το κρύο νερό. Σημειώνουμε τις θερμοκρασίες σε πίνακα και σχεδιάζουμε το διάγραμμα θερμοκρασίας χρόνου και για τα δύο δοχεία.

Παρατηρούμε ότι η θερμοκρασία του θερμού νερού μειώνεται συνεχώς καθώς χάνει θερμότητα προς το ψυχρό. Η θερμοκρασία του ψυχρού νερού αυξάνεται διαρκώς καθώς παίρνει θερμότητα από το θερμό. Αυτό συνεχίζεται μέχρι να έρθουν σε θερμική ισορροπία, δηλαδή μέχρι να έχουν την ίδια θερμοκρασία.

Προσομοίωση

Στην προσομοίωση, αυτή,  μπορείτε να αναπαράγετε το πείραμα που κάναμε στο σχολείο. Πατήστε το ‘play’ και παρακολουθήστε την πορεία προς τη θερμική ισορροπία.

Στην ακόλουθη προσομοίωση είναι το ίδιο πείραμα, αλλά με τα δοχεία να επικοινωνούν με θερμογέφυρα αντί να είναι το ένα μέσα στο άλλο. Το φαινόμενο είναι το ίδιο, άρα και το διάγραμμα είναι αυτό που πήραμε κι εμείς.

Εφαρμογή

Στο πείραμα της θερμικής ισορροπίας που κάναμε στην τάξη, πήραμε τις τιμές:

Χρόνος (λεπτά)Θερμοκρασία δοχείου Α (°C)Θερμοκρασία δοχείου Β (°C)
01000
56015
104020
153023
202525
252525

α) Να σχεδιάσεις σε μιλιμετρέ χαρτί σε κοινό διάγραμμα τα διαγράμματα θερμοκρασίας – χρόνου για τα δύο δοχεία Α και Β.

β) Σε πόσο χρόνο επιτεύχθηκε θερμική ισορροπία;

γ) Ποια είναι η θερμοκρασία της θερμικής ισορροπίας;

Λύση

Θερμοκρασία και μικρόκοσμος

Θερμοκρασία και μικρόκοσμος

-Όσο αυξάνεται η θερμοκρασία ενός σώματος, τα σωματίδιά του κινούνται εντονότερα. Αυξάνεται λοιπόν και η θερμική ενέργεια του σώματος.
-Όσο μειώνεται η θερμοκρασία του, τα σωματίδια κινούνται πιο αργά, αλλά δε σταματούν, γι’ αυτό η θερμική ενέργειά του μειώνεται αλλά δε μηδενίζεται.

Φύλλο εργασίας 4 – Μέτρηση θερμοκρασίας

Στη Φυσική Α Γυμνασίου, στο Φύλλο εργασίας 4 στο Φύλλο εργασίας 4 του βιβλίου “Η Φυσική με πειράματα” πραγματοποιούμε μετρήσεις θερμοκρασίας . Παράλληλα, μαθαίνουμε τη θερμοκρασία τήξης και πήξης του νερού και πώς να βαθμονομούμε ένα θερμόμετρο.

Μάθημα 6. Μέτρηση Θερμοκρασίας

«Η Φυσική με πειράματα Α’ Γυμνασίου» – Φύλλο εργασίας 4

Θεωρία

Βρείτε όλη τη θεωρία σε φυλλάδια pdf στο “Φυσική Α Γυμνασίου Θεωρία”.

Θερμοκρασία

Θερμοκρασία είναι το φυσικό μέγεθος που μας δείχνει πόσο θερμό ή ψυχρό είναι ένα σώμα.

θερμοκρασία

Η μονάδα μέτρησης της θερμοκρασίας που χρησιμοποιούμε είναι ο βαθμός Κελσίου (°C) ή ο Φαρενάιτ (F). Η διεθνής, όμως, μονάδα μέτρησης είναι ο βαθμός Κέλβιν (Κ).

Όργανο μέτρησης είναι το θερμόμετρο.

Πείραμα

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 4 – ΠΕΙΡΑΜΑ

Βαθμονόμηση θερμόμετρου

Περιγραφή πειράματος

Έχουμε ένα θερμόμετρο οινοπνεύματος με καλυμμένη με ταινία την κλίμακά του, νερό, πάγο και μία εστία θέρμανσης. Για να βαθμονομήσουμε το θερμόμετρο, πρέπει να σχεδιάσουμε πάνω του μία κλίμακα.
Βάζουμε το θερμόμετρο σε πάγο που λιώνει και σημειώνουμε εκεί τους 0°C. Μετά το βάζουμε το νερό στην εστία να βράζει και σημειώνουμε τους 100°C. Τέλος, χωρίζουμε την απόστασή των δύο σημείων σε 100 ίσα τμήματα.
βαθμονόμηση θερμόμετρο

Προσομοίωση

Η ακόλουθη προσομοίωση δείχνει τη διαδικασία που ακολουθήσαμε για τη βαθμονόημηση του θερμόμετρου, αλλά έχει ένα ήδη βαθμονομημένο θερμόμετρο, οπότε δεν αναπαράγετε το πείραμα του σχολείου, αλλά βλέπετε τι συμβαίνει στις θερμοκρασίες 0 και 100°C.

Σφάλματα

Κατά την ανάγνωση της θερμοκρασίας πρέπει να έχουμε τη στάθμη του θερμομέτρου στο ύψος των ματιών μας και να το κρατάμε σε απόσταση (2η εικόνα). Θα πάρουμε λάθος μέτρηση αν:
α) το κοιτάζουμε από ψηλά: θα μετρήσουμε μεγαλύτερη θερμοκρασία (3η εικόνα)
β) το κοιτάζουμε από χαμηλά: θα μετρήσουμε μικρότερη θερμοκρασία (4η εικόνα)
γ) το κρατάμε κοντά μας: το σώμα και η ανάσα μας ανεβάζουν τη θερμοκρασία. (1η εικόνα)

Quiz

Πρόταση αξιολόγησης από το ΦΩΤΟΔΕΝΤΡΟ.
quiz Φύλλο εργασίας 4

Φύλλο εργασίας 2 – Μέτρηση χρόνου

Στη Φυσική Α Γυμνασίου, στο  Φύλλο εργασίας 2 του βιβλίου “η Φυσική με πειράματα” μαθαίνουμε για το χρόνο, τη μέτρηση του χρόνου, τα αναλογικά και ψηφιακά όργανα και την ακρίβεια των μετρήσεων.

Μάθημα 2. Μέτρηση Χρόνου

Η Φυσική με πειράματα Α Γυμνασίου – Φύλλο εργασίας 2

Θεωρία

Βρείτε όλη τη θεωρία στη “Θεωρία Φυσικής Α Γυμνασίου

Χρόνος

Αναλογικά όργανα μέτρησης του χρόνου είναι αυτά που χρησιμοποιούν αναλογίες όπως η κλεψύδρα, το ρολόι με δείκτες ή το ηλιακό ρολόι:

Ψηφιακά όργανα μέτρησης χρόνου είναι όσα έχουν μόνο ψηφία:

Η διεθνής μονάδα μέτρησης του χρόνου είναι το δευτερόλεπτο. Άλλες μονάδες είναι το λεπτό, η ώρα, το έτος, ο αιώνας κ.ο.κ.

Ακρίβεια μέτρησης

Μεγαλύτερη ακρίβεια ανάμεσα στις μετρήσεις έχουμε με τη μικρότερη μονάδα μέτρησης. π.χ. ανάμεσα σε εκατοστά και χιλιοστά δευτερολέπτου μεγαλύτερη ακρίβεια έχουμε με τα χιλιοστά.

Άσκηση

Μετράμε το χρόνο δέκα ταλαντώσεων με ψηφιακό ρολόι και βρίσκουμε 8,94s και με αναλογικό και βρίσκουμε 9s. Ποιο όργανο μας έδωσε μεγαλύτερη ακρίβεια;

Λύση


Ατομικό ρολόι

Το ακριβέστερο όργανο μέτρησης, σήμερα, στον κόσμο είναι το ατομικό ρολόι. Είναι ένα ρολόι που μετράει το χρόνο από τη συχνότητα μετάβασης των ηλεκτρονίων από τη μία ενεργειακή κατάσταση στην άλλη. Το δευτερόλεπτο, ορίστηκε το 1967 από το Διεθνές σύστημα μονάδων ως 9.192.631.770 ταλαντώσεις Καισίου 133 από μια ενεργειακή κατάσταση σε άλλη. Σήμερα, το ακριβέστερο ρολόι που έχει φτιαχτεί είναι ατομικό ρολόι Στροντίου, το οποίο χάνει μόνο ένα δευτερόλεπτο κάθε 15.000.000 χρόνια, σχεδόν την ηλικία του σύμπαντος. Αυτό σημαίνει ότι έχει ακρίβεια της τάξης του 2×10-18 s.

 

Πείραμα

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2 – ΠΕΙΡΑΜΑ

Μέτρηση χρόνου δέκα ταλαντώσεων εκκρεμούς

Περιγραφή πειράματος

Διαθέτουμε ένα χρονόμετρο και μία πλαστελίνη με ένα νήμα. Δένουμε την πλαστελίνη στη μία άκρη του νήματος και στερεώνουμε την άλλη άκρη σε ένα σταθερό σημείο. Εκτρέπουμε την πλαστελίνη από τη θέση ισορροπίας και την αφήνουμε να ταλαντωθεί πατώντας το χρονόμετρο. Η πλαστελίνη εκτελεί μία ταλάντωση όταν επιστρέφει στην ακραία θέση έχοντας περάσει από όλες τις θέσεις. Όταν επιστρέψει για δέκατη φορά σημειώνουμε το χρόνο του χρονομέτρου.

Επαναλαμβάνουμε τη διαδικασία αυτή για πέντε φορές και βρίσκουμε το μέσο όρο.

ekkremes

Προσομοίωση


Άλλες χρήσιμες προσομοιώσεις:

Δυνάμεις και κίνηση: Τα βασικά

Άσκηση

Μετράμε το χρόνο δέκα ταλαντώσεων και παίρνουμε τις εξής τιμές 8,4s 8,5s 8,7s 9s 9s. Να υπολογίσετε τη μέση τιμή του χρόνου δέκα ταλαντώσεων.

Λύση

Ασκήσεις

α) Μετράμε το χρόνο δέκα ταλαντώσεων με ψηφιακό ρολόι και βρίσκουμε 8,94s και με αναλογικό και βρίσκουμε 9s. Ποιο όργανο μας έδωσε μεγαλύτερη ακρίβεια;

Λύση

β) Μετράμε το χρόνο δέκα ταλαντώσεων και παίρνουμε τις εξής τιμές 8,4s 8,5s 8,7s 9s 9s. Να υπολογίσετε τη μέση τιμή του χρόνου δέκα ταλαντώσεων.

Λύση

Quiz

Πρόταση αξιολόγησης από το ΦΩΤΟΔΕΝΤΡΟ.
quiz Φύλλο εργασίας 2

Φύλλο εργασίας 1 – Μέτρηση μήκους

Μάθημα 1- Μέτρηση Μήκους

“Η Φυσική με πειράματα Α’ Γυμνασίου” – Φύλλο εργασίας 1

Στη Φυσική Α Γυμνασίου στο Φύλλο εργασίας 1 του βιβλίου «Η Φυσική με πειράματα», μαθαίνουμε για το μήκος, τη μέτρηση μήκους, τα σφάλματα και τη μέση τιμή.

Θεωρία
Βρείτε όλη τη θεωρία σε φυλλάδια στο “Φυσική Α Γυμνασίου Θεωρία

Φυσικά μεγέθη και μονάδες μέτρησης

Μέγεθος ονομάζουμε κάθε ποσότητα που μπορεί να μετρηθεί, όπως το μήκος, η μάζα, ο χρόνος:

Μέτρηση Μήκους
Μέτρηση Μήκους
Μέτρηση Μάζας-Βάρους
Μέτρηση Μάζας-Βάρους
Μέτρηση Χρόνου
Μέτρηση Χρόνου

Μέτρηση ενός φυσικού μεγέθους είναι η σύγκρισή του με μία μονάδα μέτρησής του.

 

Μήκος

Βασική μονάδα μέτρησης του μήκους είναι το μέτρο (1 m).  Πολλαπλάσια και υποδιαιρέσεις του είναι το χιλιόμετρο, δεκατόμετρο, εκατοστόμετρο, χιλιοστόμετρο, μικρόμετρο.

Όργανα μέτρησης του μήκους είναι ο χάρακας, το πτυσσόμενο μέτρο, η μετροταινία, το αποστασιόμετρο laser, το σόναρ κλπ

Χάρακας
Μεζούρα

 

Μετροταινία
Πτυσσόμενο μέτρο
Αποστασιόμετρο laser
sonar

 

Αποστασιόμετρο Laser

Το αποστασιόμετρο laser υπολογίζει το μήκος από το χρόνο που κάνει μία ακτίνα laser να ανακλαστεί και να επιστρέψει πίσω στο όργανο, όπως φαίνεται στην προσομοίωση.

Πείραμα

Περιγραφή πειράματος και σφάλματα

Διαθέτουμε μία μετροταινία και θέλουμε να μετρήσουμε το μήκος ενός θρανίου. Κατά την τοποθέτηση της μετροταινίας προσέχουμε:

α) Να βάλουμε το μηδέν στην αρχή του θρανίου, ούτε πιο πριν ούτε πιο μετά.
β) Να μην υπάρχουν αντικείμενα κάτω από τη μετροταινία.
γ) Να μη συστραφεί η μετροταινία.
δ) Να μην είναι διαγώνια.

μέτρηση μήκους

Γι’ αυτό παίρνουμε πολλές μετρήσεις και βρίσκουμε το μέσο όρο τους, προσθέτοντας όλες τις τιμές και διαιρώντας με τον αριθμό των μετρήσεων.

Γιατί είναι χρήσιμος ο υπολογισμός του μέσου όρου;

Ο υπολογισμός του μέσου όρου (ή αλλιώς μέσης τιμής) είναι χρήσιμος γιατί όσο περισσότερες μετρήσεις έχουμε, τόσο πιο κοντά πλησιάζουμε στην πραγματική τιμή.

Προσομοίωση

Άσκηση

β) Μετρώντας το θρανίο δέκα φορές πήραμε τις ακόλουθες τιμές:
118,8cm 119cm 119,2cm 120cm 118cm 118,5cm 120cm 119,5 119,5cm και 120cm. Να υπολογίσετε τη μέση τιμή του μήκους του θρανίου.

Λύση

Μέτρηση αβγού
Εάν θέλουμε να μετρήσουμε τη μεγάλη διάσταση ενός αβγού χρησιμοποιούμε το παχύμετρο:

Παχύμετρο

 

Εάν δεν έχουμε παχύμετρο, μετράμε τη μεγάλη διάσταση βάζοντας παράλληλα δύο χάρακες στα άκρα του αβγού και μετρώντας την απόστασή τους. Αυτό μπορεί να έχει σφάλμα επειδή δε μπορούμε να κρατήσουμε ακριβώς παράλληλα τους χάρακες.

Την περίμετρο ενός αβγού μπορούμε να τη μετρήσουμε και τυλίγοντας τη μεζούρα περιμετρικά:

Ασκήσεις
α)Πόσο είναι το μήκος της μαύρης γραμμής;

β) Μετρώντας το θρανίο δέκα φορές πήραμε τις ακόλουθες τιμές:
118,8cm 119cm 119,2cm 120cm 118cm 118,5cm 120cm 119,5 119,5cm και 120cm. Να υπολογίσετε τη μέση τιμή του μήκους του θρανίου.

Λύση

Quiz
Πρόταση αξιολόγησης από το ΦΩΤΟΔΕΝΤΡΟ.