Poskus
Valj iz neznane snovi je pritrjen preko lahke paličice na silomer. Kliknite na gumb in si oglejte posnetek poskusa.
|
|
Spreminjanje sile s časom
Graf kaže kako se je sila na silomer med poskusom spreminjala s časom. Silomer je umerjen tako, da kaže 0, če nanj ne deluje sila. Silomer pokaže pozitivni odčitek če nanj pritisnemo in negativni, če ga vlečemo s silo.
Graf kaže meritev, ki je potekala med izvajanjem poskusa, ki je prikazan na posnetku. Rečeno je, da je paličica lahka, zato njeno težo zanemarimo. Na začetku je izmeril silomer le težo valja (smer navzdol je pozitivna). Ko je del valja ali celoten valj potopljen, deluje na valj (in na silomer – preko paličice) še sila vzgona. Tedaj kaže silomer razliko med težo valja in vzgonom.
Pozoren opazovalec bo opazil drobne nepravilnosti pri prehodu med nagnjenim in ravnim delom grafa. Te so posledica sil zaradi površinske napetosti. Če nameravate poskus izvesti sami, lahko vpliv površinske napetosti zmanjšate tako, da vodi dodate kapljico tekočega mila.
Gostota
Kaj lahko na podlagi teh meritev sklepamo o gostoti snovi, iz katere je izdelan valj?
Pravilno!
Odgovor ni pravilen. Pozorno poglejte, kaj nanašamo na navpično os. Razmislite, kaj pomeni predznak merjene sile in katera vrednost na grafu predstavlja težo valja.
Žal, odgovor tudi tokrat ni pravilen. Pravilen odgovor je, gostota valja je manjša od gostote vode.
Dogodki tekom poskusa
Na levi so navedeni različni dogodki, ki so se zgodili tekom poskusa. Povežite meritve, ki so predstavljene s črkami na desni, z ustreznimi dogodki na levi.
Odlično!
Odgovor (še) ni pravilen. Število pravilnih parov v vašem odgovoru je . . Morda bo pomagal namig: ko je valj potopljen se sila vzgona več ne spreminja, četudi valj enakomerno potiskamo navzdol.
Odgovor še vedno ni pravilen. Pravilni pari so 1-B, 2-C, 3-D, 4-med D in E.
Teža valja
Na podlagi podatkov, ki jih dobite iz grafa, ocenite težo valja.
Teža valja: N
Zelo dobro. Lahko gremo naprej.
Rezultat je napačen. Natančno poglejte, kje je ničla () na navpični osi grafa in poskusite znova.
Rezultat je tudi tokrat napačen. Pravilna teža valja je med N in N.
Sila vzgona
Na podlagi podatkov, ki jih dobite iz grafa, ocenite velikost sile vzgona na potopljeni valj.
Teža valja: N.
Sila vzgona na potopljen valj:
N
Zelo dobro. Lahko gremo naprej.
Rezultat je napačen. Morda bo pomagal naslednji namig: razmislite, v kateri legi je sila vzgona nič in v kateri legi deluje na valj celotna sila vzgona.
Rezultat je še vedno napačen. Pravilna sila vzgona je med N in N.
Prostornina valja
Na podlagi izračunanih količin ocenite prostornino valja (upoštevajte, da je gostota vode kg/m3).
Prostornina valja: cm3
Teža valja: N,
sila vzgona: N.
Zelo dobro. Lahko gremo naprej.
Rezultat je napačen. Ste zapisali v enotah, kot jih zahteva naloga? Ste upoštevali, da je m/s2?
Rezultat je žal še vedno napačen. Pravilna vrednost prostornine je med cm3 in cm3.
Gostota valja
Zdaj na podlagi izračunanih količin ocenite še gostoto valja.
Gostota valja: kg/m3
Teža valja: N,
sila vzgona: N,
prostornina valja: cm3.
Učence mora smiselno uporabiti količine, ki jih je določil v prejšnjih vprašanjih. Iz teže in prostornine valja lahko izračuna gostoto valja. Kot pravilne se smatrajo vrednosti na intervalu kg/m3 kg/m3.
PRVI MODUL
-----------------------------------------------------------------------------
DRUGI MODUL
Naloga je sestavljena modularno. Na tem mestu je zaključek prvega modula, ki omogoča manj motiviranim učencem, da zapustijo nalogo. Učitelj lahko uporabi le prvi modul, oba, ali le drugega. »e se odloči za zadnjo varianto mora k njej dodati še uvodni video in prvo vprašanje iz prvega modula.
Zelo dobro. Pravilno ste določili gostoto neznane snovi. Valj, ki smo ga uporabili v poskusu, je iz smrekovega lesa.
Rezultat je napačen. Spomnite se, kako je definirana gostota telesa in preverite ali ste rezultat zapisali v enotah kot jih zahteva naloga.
Rezultat je žal še vedno napačen. Pravilna gostota valja je med kg/m3 in kg/m3. Valj, ki smo ga uporabili v poskusu, je iz smrekovega lesa.
Dodatno
Ali se želite preizkusiti še ob treh vprašanjih, ki se navezujejo na opisani poskus in ne zahtevajo računanja?
Poskus z oljem in vodo
Zamislite si, da poskus ponovimo tako, da valj potapljamo v olje, ki ima manjšo gostoto od vode. Katera slika pravilno kaže oba grafa ?
Čestitamo. Pravilno ste odgovorili na vprašanje! Kar ste ugotovili pri tem vprašanju, vam bo koristilo pri naslednjem vprašanju.
Odgovor ni pravilen. Morda bo pomagal namig v obliki dodatnih vprašanj. Ali izbira tekočine kaj vpliva na začetno vrednost meritve? Kakšna je gostota olja v primerjavi z gostoto vode?
Strmina grafa
Izmerjeni graf je sestavljen iz dveh vodoravnih delov med katerima je nagnjeni del. Strmina nagnjenega dela je odvisna od tega, s kolikšno hitrostjo spuščamo valj. Od česa je po vašem mnenju še odvisna strmina nagnjenega dela, če je oblika valja določena?
Čestitamo. Pravilno ste odgovorili na zahtevno vprašanje! Čaka vas še zadnje vprašanje.
Odgovor ni pravilen. Še enkrat dobro premislite, od česa sta odvisni začetna in končna vrednost meritve.
Odgovor je žal še vedno napačen. Pri izbranem valju je strmina odvisna še od gostote tekočine, v katero potapljamo valj.
Poskus z neraztegljivo vrvico
To je težje vprašanje. Učenec mora v mislih ponoviti poskus in pri tem upoštevati:
Bravo! Uspešno ste prišli do konca. Upamo, da vam je bilo reševanje nalog v veselje.
Odgovor ni pravilen. Premislite v čem se pri tem poskusu vrvica razlikuje od paličice. Spomnite se, da valj plava na vodi, če ga položimo na njeno gladino.
Odgovor je žal še vedno nepravilen. Vrvica lahko valj le vleče, ne more pa ga potiskati. Pravilen odgovor kaže spodnji graf. Upamo, da vam je bilo reševanje nalog v veselje.
Katere sile še delujejo na telo pri potapljanju?
Poleg teže in vzgona, ki sta v našem primeru največji sili, delujeta na telo pri potapljanju še dve sili. To sta sila površinske napetosti in sila upora.
Sila površinske napetosti Med molekulami kapljevine delujejo sile. Površina kapljevine se zato obnaša podobno kot nekakšna napeta opna. Ko potopljeno telo prodira skozi gladino kapljevine, se gladina na stiku s telesom upogne in zato deluje na telo s silo. Sila površinske napetosti je sorazmerna z dolžino meje med telesom in kapljevino na gladini, odvisna pa je tudi od vrste kapljevine.
Sila upora Telo, ki se giblje po tekočini vleče za seboj plasti tekočine, pri večjih hitrostih pa lahko ustvarja tudi vrtince. Zato deluje na telo sila upora, ki poskuša ustaviti gibanje telesa. Sila upora je tem večja, čim večja je hitrost gibanja telesa glede na tekočino.
Prišli ste do konca. Upamo, da vam je bilo reševanje nalog v veselje.
