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

Κύκλωμα

Πηγή

Μπαταρίες

Δυναμό ποδηλάτου

Φωτοβολταϊκά

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

Διάφοροι τύποι μπαταριών

Σχέση σχήματος και τάσης

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.

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.

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.

Πρόταση αξιολόγησης από το ΦΩΤΟΔΕΝΤΡΟ.

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.

Αναλυτικά παραδείγματα θερμικής ισορροπίας

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:

Όργανο μέτρησης είναι το θερμόμετρο.

Απλά είδη θερμομέτρων από το Φωτόδεντρο

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.

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)

Πρόταση αξιολόγησης από το ΦΩΤΟΔΕΝΤΡΟ.

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.

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.

Προσομοίωση

Άλλες χρήσιμες προσομοιώσεις:

• Εργαστήριο εκκρεμούς, από το phet colorado
• Χρονόμετρο από τον seilias.

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

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 με ακρίβεια δεκάτου του δευτερολέπτου.

Λύση

Πρόταση αξιολόγησης από το ΦΩΤΟΔΕΝΤΡΟ.