OSNOVE MOLEKULSKO KINETIČKE TEORIJE
I MOLEKULSKE POJAVE
1. MIJEŠANJE VODE I ALKOHOLA
2. BROWNOVO GIBANJE - S MLIJEKOM
3. BROWNOVO GIBANJE - DIMNA KOMORA
4. MODEL BROWNOVOG GIBANJA
5. DIFUZIJA PLINOVA
6. ODREĐIVANJE VELIČINE MOLEKULE OLEINSKE KISELINE
7. GUSTOĆA PLINA
LITERATURA:
1. Vernić - Mikuličić, Vježbe iz fizike, Školska knjiga, Zagreb, 1995.
2. B. Mikuličić, Fizika - Gibanje i energija, B udžbenik za I razred usmjerenog
obrazovanja, Školska knjiga, Zagreb, 1991
3. Šindler - Mikuličić, Fizika7, Udžbenik za VII razred osnovne škole, Školska
knjiga, Zagreb, 1999
4. Šindler - Mikuličić, B svezak udžbenika za VII razred osnovne škole, Školska
knjiga, Zagreb, 1991.
1
MIJEŠANJE VODE I ALKOHOLA
LITERATURA: B.Mikuličić - G.Šindler, Fizika za VII razred osnovne škole,
svezak B, str.29.
PRIBOR: Staklena cijev promjera 13-15 mm i duljine oko 70 cm, 2 gumena čepa
za cijev, gumeni prsten staklena čaša obujma 100 cm3, plavilo, voda, alkohol,
grafoskop, veliki poluprozirni zastor.
UPUTE: Pomiješate li u menzuri 15 cm3 alkohola i 15 cm3 vode koliki će biti
volumen nastale smjese?
Provjerimo to pokusom koji ćemo izvesti s dugom staklenom cijevi. Jedan kraj
cijevi dobro začepimo. Pomoću čaše s kljunom ulijemo u cijev, približno do
polovine obojanu vodu a zatim dolijemo alkohol. Razina alkohola neka bude 5-6
cm ispod otvora cijevi. Gumenim prstenom zabilježimo razinu alkohola. Zatim
čvrsto zatvorimo gornji otvor cijevi gumenim čepom i okrenemo cijev nekoliko
puta tako da se tekućine dobro izmiješaju. Nakon toga cijev ponovo uspravimo.
1. Što ste zapazili, kako to objašnjavate? Objasnite pojavu pomoću čestičnog
modela tvari!
2. Kojom analogijom bismo se poslužili da bi učenici bolje razumjeli rezultate
pokusa ?
Da bi rezultate pokusa mogli uočiti svi učenici u razredu dobro je cijev postaviti
ispred osvijetljenog poluprozirnog zastora. Zastor obasjamo snopom svjetlosti iz
grafoskopa.
2
BROWNOVO GIBANJE
s mlijekom
LITERATURA: B. Mikuličić, Gibanje i energija, B svezak udžbenika za 1. razred,
str.80., P 27.
PRIBOR: Mikroskop (10x60), bočica s mlijekom, mikroskopsko stakalce,
pokrovno stakalce, staklena posudica, kapaljka, svjetiljka za mikroskop
UPUTE: Pod mikroskop koji povećava bar 500 puta stavimo na objektno stakalce
kap razrijeđena mlijeka (1 dio mlijeka i 5 dijelova vode). Kap pokrijemo
pokrovnim stakalcem. Gledajući kroz mikroskop čije polje smo dobro osvijetlili
žaruljom (ili sunčevom svjetlosti) vide se sitne masne nakupine koje se
neprestano gibaju.
Odgovorite na pitanja 1. do 4. u navedenoj literaturi.
3
BROWNOVO GIBANJE
pomoću dimne komore
PRIBOR: dimna komora, bočica za dim, mikroskop, transformator 220V/12V,
priključne žice
UPUTE: Pomoću ovog uređaja može se promatrati Brownovo gibanje čestica
dima u zraku.
Dimna komora je smještena u crnoj plastičnoj kutiji, u kojoj, se nalazi i žarulja od
12V/3W, te cilindrična leća, obje pripremljene za optimalno osvjetljavanje.
Poklopac ima tanki okrugli stakleni prozor, koji pokriva dimnu komoru kad je
poklopac zatvoren. Priključci za žarulju smješteni su sa strane, a donja strana
kutije je proširena, kako bi se mogla dobro pričvrstiti na stolić mikroskopa.
1) Kutiju pričvrstimo na stolić mikroskopa, a žarulju spojimo na izvor struje preko
transformatora. Pošto na mikroskopu odaberemo objektiv koji povećava 10 puta,
fokusiramo prozor na komori (fokusiranje olakšavaju čestice prašine ili
ogrebotine na staklu).
2) Odmaknemo poklopac s kutije, da se omogući punjenje komore dimom.
3) Odvrnemo čep s plastične bočice za dim, na koji je pričvršćena, dovodna
cjevčica i fitilj. Pripalimo donji kraj fitilja i pustimo ga da gori nekoliko sekundi;
zatim ugasimo plamen i vratimo cjevčicu i fitilj u bocu, a bocu dobro zatvorimo.
4) Bočica će uskoro biti puna dima. Ako se lagano stisne, iz cjevčice će se
pojaviti oblačić dima. Kad se stisak otpusti, zrak ulazi u bočicu i podržava daljnje
dimljenje fitilja.
5) Pažljivo stavimo cjevčicu u dimnu komoru, i stisnemo bočicu samo jednom.
Cjevčicu treba ukloniti prije nego se otpusti stisak, jer će inače dim biti ponovo
uvučen.
Ako bočicu ne upotrebljavamo nekoliko minuta, fitilj će se sam ugasiti, pa je
stoga uređaj bezopasan.
6) Zatvorimo poklopac. Gledajući kroz mikroskop pomaknemo objektiv prema
dolje milimetar ili dva, dok čestice dima ne postanu vidljive kao svijetle točkice.
Brownovo gibanje postat će uskoro uočljivo kao nepravilno komešanje čestica
dima, koje eventualno može biti superponirano na zajedničko usmjereno gibanje.
Postoji više mogućnosti namještanja mikroskopa pri kojima će čestice biti vidljive,
ali samo jedan položaj daje maksimalni intenzitet.
Na početku pozadina može biti prilično svijetla, zbog prisutnosti vodene pare,
koja se ubacuje zajedno s dimom. No, kad vodena para iščezne, pozadina
postaje tamna, i daje odličan kontrast za čestice.
Broj čestica polako se smanjuje, ali ih ostaje dovoljno za barem deset minuta
promatranja.
4
MODEL BROWNOVOG GIBANJA
LITERATURA: B. Mikuličić, Gibanje i energija, B svezak udžbenika za 1. razred,
str. 80., P.28.
PRIBOR: Staklena ploča (50 cm × 50 cm), drveni okvir (30 cm × 30 cm), 50
čeličnih kuglica promjera 6 mm, gumeni čep promjera 1 cm, grafoskop.
5
DIFUZIJA PLINOVA
LITERATURA: B.Mikuličić, Fizika - Gibanja i energija, Svezak B, Školska
knjiga, Zagreb, 1991. str. 81. P.30.
PRIBOR: Glinena posuda s čepom i staklenom cjevčicom, manometar s
gumenom cijevi, čaša od 1L, bočica s eterom, bočica s glicerinom, drveni okvir,
staklena ploča (50 cm × 50 cm), drveni okvir (30 cm × 30 cm), drvena pregrada s
rupom, 50 čeličnih kuglica promjera 8 mm i 50 čeličnih kuglica manjeg promjera,
grafoskop, drveni klinovi.
UPUTA: Pokus izvodimo prema uputi u literaturi.
6
ODREĐIVANJE VELIČINE MOLEKULE OLEINSKE KISELINE
LITERATURA: Vernić - Mikuličić, Vježbe iz fizike, Školska knjiga, Zagreb, 1995.
str. 67. vježba 3.1.
PRIBOR: limena kada, bočica s gotovom otopinom oleinske kiseline, bočica s
alkoholom, dvije kapaljke, bočica sa sumpornim cvijetom, ravnalo, menzura od
10 cm3, petrijeva zdjelica.
UPUTE: U bočici je konačna otopina napravljena prema uputama u literaturi.
Treba izračunati koncentraciju. Za otopinu oleinske kiseline odnosno alkohol
upotrebljavajte posebne kapaljke. Prije upotrebe treba kapaljku oprati u alkoholu i
to tako da je ostavimo položenu u plitkoj zdjelici u koju smo nalili nešto alkohola.
Pazite na čistoću kade i menzure.
Pored zadataka iz literature treba odrediti i Avogadrov broj. Molna masa oleinske
kiseline je 282 g/mol.
7
ODREĐIVANJE GUSTOĆE PLINA
LITERATURA: Šindler-Mikuličić, B svezak udžbenika fizike za VII razred
osnovne škole, Školska knjiga, Zagreb, 1991., str. 17., 8. pitanje.
PRIBOR: Vaga, utezi za vagu, tikvica od 100 cm3, gumeni čep sa staklenom
cijevi za tikvicu, gumeno crijevo, C-vitamin tablete, boca od 1L, menzura od 500
cm3.
UPUTE : Gustoću plina odredit ćemo tako da izmjerimo masu vode i tablete Cvitamina prije i nakon otapanja, te da sakupimo nastali ugljični dioksid i
izmjerimo mu volumen.
Smjestite na zdjelicu vage
tikvicu s otprilike 40 cm3 vode i
pokraj nje tabletu, te odredite
njihovu ukupnu masu. Zatim
priredite uređaj za skupljanje
plina kako je prikazano na slici.
Plin koji se razvija otapanjem
tablete sakupljamo u izvrnutoj
boci koju smo prethodno ispunili
vodom i uronili u vodu u velikoj
posudi. Pri tome moramo paziti
da u bocu ne uđe zrak. Zašto?
Ubacite tabletu u tikvicu s
vodom i brzo začepite tikvicu
čepom spojenim sa cijevi koja
dosiže do dna izvrnute boce.
Treba pričekati otprilike 10 minuta da se u boci sakupi sav plin.
- Zašto je važno da izvrnutu bocu zatvorite dlanom ruke dok je vadite iz vode?
- Kako ćete izmjeriti volumen nastalog plina?
Kad ste izmjerili volumen plina izvažite ponovo tikvicu s vodom u kojoj ste otopili
tabletu.
ZAKONI GIBANJA
1. ODREĐIVANJE VREMENA REAKCIJE
2. GIBANJE BEZ TRENJA
3. PROUČAVANJE NEJEDNOLIKOG GIBANJA
4. PROUČAVANJE GIBANJA POD DJELOVANJEM STALNE SILE
5. PROUČAVANJE POVEZANOSTI UBRZANJA, SILE I MASE
6. TEŽINA TIJELA U SLOBODNOM PADU
7. DINAMOMETAR KOJI PADA
LITERATURA:
1. B. Mikuličić, Fizika1-PROBLEMI-ISTRAŽIVANJA-POKUSI, Radni priručnik iz
fizike za 1.razred gimnazije, Školska knjiga, Zagreb, 1999.
2. V. A. Burov, Zvorkin i drugi, Demonstracioni eksperiment u fizici, Moskva,
1967.
3. B. Mikuličić, Fizika - Gibanje i energija, B udžbenik za I razred usmjerenog
obrazovanja, Školska knjiga, Zagreb, 1991.
1
ODREĐIVANJE VREMENA REAKCIJE
PRIBOR: ravnalo duljine 50 cm
UPUTA:
Vrijeme koje protekne od trenutka kad čovjek uoči neki događaj na koji treba
reagirati do trenutka reakcije naziva se vremenom reakcije.
Prije nego što izvedete pokus zapišite svoju procjenu vlastitog vremena reakcije,
a kasnije je usporedite s izmjerenom vrijednošću.
Izvođenje pokusa: Za pokus je potrebno dvoje ljudi. Jedan drži ruku, pripremljenu
za hvatanje, naslonjenu na rub stola, a drugi drži ravnalo tako da mu je donji rub
tik iznad otvorene ruke onoga koji hvata. Kad se ravnalo ispusti, hvatač ga
nastoji što prije uhvatiti, ali bez vertikalnog pomicanja ruke.
Koliki je put prevalilo ravnalo od ispuštanja do hvatanja?
Odredite iz tog puta vrijeme reakcije hvatača.
Izvedite pet mjerenja za istu osobu, te odredite srednju vrijednost.
Usporedite srednje vrijednosti vremena reakcije različitih osoba. Za koliko se
razlikuju?
2
GIBANJE BEZ TRENJA
LITERATURA: B. Mikuličić, Fizika - Gibanje i energija, B udžbenik za I razred
usmjerenog obrazovanja, Školska knjiga, Zagreb, 1991, strana 41, pitanje 1.
PRIBOR: Plastična pločica s rupicom, gumeni čep s rupicom, balon, gumena
traka, sušilo za kosu, pumpa za bicikl
UPUTA: Do prvog zakona dinamike dolazimo ekstrapolacijom rezultata dobivenih
za gibanje tijela u uvjetima kad se trenje postepeno smanjuje, dakle nakon II
zakona dinamike.
Jedan od načina kako možemo otkloniti trenje jest gibanje pločice na "zračnom
jastuku".
Odgovorite na prvo pitanje iz udžbenika a zatim izvedite pokus i provjerite
ispravnost odgovora.
3
PROUČAVANJE NEJEDNOLIKOG GIBANJA
LITERATURA: B. Mikuličić, Fizika1-PROBLEMI-ISTRAŽIVANJA-POKUSI, Radni
priručnik iz fizike za 1.razred gimnazije, Školska knjiga, Zagreb, 1999. str. 6 -12
PRIBOR: Vibrator, papirnata traka, transformator za vibrator, zaporni sat,
ravnalo sa milimetarskom razdiobom, list milimetarskog papira, žice za spajanje,
karbon papir
UPUTA : Vibrator priključite preko transformatora (6 ili 12 V). Mjerenje i obradu
podataka treba provesti kako je navedeno u literaturi.
Nakon nekoliko snimljenih traka treba promijeniti karbon papir.
4
PROUČAVANJE GIBANJA POD DJELOVANJEM STALNE SILE
LITERATURA: B. Mikuličić, Fizika - Gibanje i energija, B udžbenik za I razred
usmjerenog obrazovanja, Školska knjiga, Zagreb, 1991, strana 26. i 27.
PRIBOR: Vibrator, papirnata traka, transformator (220 - 6 V ) za vibrator, kolica,
dinamometar, ljepljiva traka, ravnalo sa milimetarskom razdiobom, list
milimetarskog papira, žice za spajanje, karbon papir
UPUTA: Vibrator priključite preko transformatora na napon 6 V. Mjerenje i obradu
podataka treba provesti kako je navedeno u literaturi.
Nakon nekoliko snimljenih traka treba promijeniti karbon papir.
5
PROUČAVANJE POVEZANOSTI UBRZANJA, SILE I MASE
LITERATURA : B. Mikuličić, Fizika - Gibanje i energija, B udžbenik za I razred
usmjerenog obrazovanja, Školska knjiga, Zagreb, 1991, strana 28 – 30.
PRIBOR: Vibrator, papirnata traka, transformator (220 - 6 V) za vibrator, kolica,
utezi (25 N), dinamometar, kolotura, konac, utezi za kolica, vaga, drveni klinovi,
ravnalo sa milimetarskom razdiobom, list milimetarskog papira, žice za spajanje,
karbon papir
UPUTA: Istražite kako ubrzanje ovisi o sili i masi. Rezultate prikažite grafički.
6
TIJELO U SLOBODNOM PADU
LITERATURA: V. A. Burov, Zvorkin i drugi, Demonstracioni eksperiment u fizici,
Moskva, 1967.
PRIBOR: željezni stalak, manji željezni obruč, mala hvataljka sa spojkom, 6
utega, najlonska nit, obojena traka papira, spužva kao podloga.
UPUTE: Na jedan kraj niti objesimo držak sa 6 utega. Drugi kraj niti prebacimo
preko željeznog obruča kako je prikazano na slici.
Pomoću petlje učvrstimo nit uz vijak na spojci. Između
zadnjeg i predzadnjeg utega utaknemo jedan kraj
papirnate trake, a slobodni kraj trake učvrstimo u
hvataljku na stalku.
Oslobodimo učvršćeni kraj niti i polako spuštamo
držač s utezima. Pri tome utezi natežu papirnatu traku
i ona se podere. Znači da je papir bio dovoljno čvrsto
pritisnut utezima. Zamijenimo zatim poderanu traku
papira cijelom, zataknimo jedan njegov kraj među
utege i pustimo držak s utezima da slobodno padne.
Papirnata traka se pri tome oslobodi i ostane viseći u
hvataljci.
Kod slobodnog pada utezi ne tlače na list papira.
7
DINAMOMETAR KOJI PADA
PRIBOR: dinamometar, uteg, spužva.
UPUTA: Objesite uteg na dinamometar i očitajte težinu. Koju vrijednost će
pokazivati dinamometar ako ga pustimo da slobodno pada? Izvedite pokus iznad
velike spužve. Objasnite rezultate pokusa.
MEHANIKA
1. RASTAVLJANJE TEŽINE TIJELA NA KOSINl
2. PRINCIP NEZAVISNOSTl DJELOVANJA SILA
3. ODREĐIVANJE POČETNE BRZINE METKA KOD HORIZONTALNOG l
VERTIKALNOG HICA
4. CENTRIPETALNA SILA POMOĆU UREĐAJA S ČEPOM
5. SKRETANJE MLAZA VODE
LITERATURA:
1. Vernić - Mikuličić, vježbe iz fizike, Školska knjiga, Zagreb,1991.
2. Maksić, Goldberg, Kurelec, Fizika za 1. razred gimnazije, Školska knjiga,
Zagreb,1969.
3. B.Mikuličić, Fizika - Gibanja i energija, Svezak B, Školska knjiga, Zagreb,
1991.
1
RASTAVLJANJE TEŽINE TIJELA NA KOSINI
LITERATURA: Maksić, Goldberg, Kurelec, Fizika za 1. razred gimnazije, Školska
knjiga, Zagreb, 1969, strana 63. tekst uz sliku 44.
PRIBOR: Kosina (Battestin), štap s rupama, nosač s rupicom, omča od konca, 2
dinamometra, 2 željezna stalka, 2 spojke, štap s kukom, okvir za teret, 4 utega
od 0,5 N .
UPUTE:
Pribor treba složiti prema slici. Veličinu komponenata očitamo na dinamometru i
zatim računski provjerimo eksperimentalne rezultate.
2
PRINCIP NEZAVISNOSTI GIBANJA
LITERATURA: B.Mikuličić, Fizika - Gibanja i energija, Svezak B, Školska knjiga,
Zagreb, 1991. str 71, pokus 25.
PRIBOR: Ravnalo, dva novčića
3
ODREĐIVANJE POČETNE BRZINE METKA KOD HORIZONTALNOG I
VERTIKALNOG HICA
LITERATURA: Vernić - Mikuličić, Vježbe iz fizike, Školska knjiga, Zagreb, 1991.
strana 54.,vježba 2.7.
PRIBOR: "top", univerzalni stalak, hvataljka, spojka, željezni obruč sa spojkom
(2r = 15 cm), ravnalo (1 m), ravnalo (0,5 m), Ijepljiva traka, 3 lista bijelog papira,
list karbon papira, visak.
UPUTA: Treba izraditi zadatke navedene u literaturi.
4
CENTRIPETALNA SILA POMOĆU UREĐAJA S ČEPOM
LITERATURA: Vernić – Mikuličić, Vježbe iz fizike, Školska knjiga, Zagreb, 1991,
strana 56., vježba 2.8.
PRIBOR: komplet DIDAKTA HORVAT:
Gumeni čep s dvije rupice, najlon konac duljine 1,5 m, staklena cijev duljine 15
cm (2r = 9 mm), krokodilska štipaljka, utezi s kukicama od 0,5 N, zaporni sat,
milimetarski papir.
UPUTA : Mjerenja treba izvesti prema zadacima i uputama u literaturi.
5
SKRETANJE MLAZA VODE
PRIBOR: Centrifugalni stroj, lesonit ploča sa željeznom šipkom, mjedeni vijak s
maticom i pločicom, željezni obruč, plastični lijevak sa staklenim produžetkom,
limena plitica, čaša (0,5 L), bočica s fuksinom.
UPUTE: Na centrifugalni stroj pričvrstimo ploču od lesonita, a na rub ploče
mjedenu šipku sa željeznim obručem i lijevkom. U lijevak je umetnuta svinuta
staklena cjevčica. Limenu pliticu postavimo u središte ploče, kako je prikazano
na slici. Kad ulijemo vodu u lijevak, mlaz će padati u središte dok daska miruje,
No, ako okrećemo dasku, mlaz više ne pada u središte, nego skreće u smjeru
okretanja. Ako postavimo lijevak u središte, a pliticu na rub daske, onda će mlaz
skretati u suprotnom smjeru. U prvom slučaju mlaz ima veću obodnu brzinu
nego središte daske, nastoji je zbog tromosti zadržati, te pretječe dio koji leži
bliže središtu. U drugom slučaju mlaz ima manju brzinu nego rubni dio daske, pa
zaostaje za njim. Isto se događa s rijekama i zračnim masama na sjevernoj
Zemljinoj polutci, koje idu sa sjevera prema ekvatoru, odnosno od mjesta s
manjom obodnom brzinom prema mjestima s većom obodnom brzinom.
One zaostaju, te skreću na zapad (Zemlja se okreće od zapada prema istoku),
odnosno udesno, ako se gleda u smjeru gibanja. Rijeke i zračne mase koje idu
od ekvatora prema sjeveru skreću na istok, također udesno. Zbog toga rijeke
na sjevernoj polutci jače deru desnu od lijeve obale, a vjetrovi skreću od smjera
meridijana.
JEDNOSTAVNI STRUJNI KRUGOVI
1. KAKO SPOJITI ŽARULJU DA SVIJETLI?
2. STRUJA U SERIJSKI SPOJENOM STRUJNOM KRUGU
3. JAKOST STRUJE U RAZGRANATOM STRUJNOM KRUGU
4. SLOŽENIJI STRUJNI KRUGOVI
5. KRATKI SPOJ
6. KOJE TVARI PROVODE STRUJU?
7. O ČEMU OVISI OTPOR?
8. OTPORNICI
LITERATURA:
1. Šindler-Mikuličić, B svezak udžbenika fizike za VIII razred osnovne škole,
Školska knjiga, Zagreb, 1991.
2. G.Šindler - B.Mikuličić, Fizika 8, Školska knjiga, Zagreb, 1999.
1
KAKO SPOJITI ŽARULJU DA SVIJETLI?
PRIBOR: žaruljica, baterija 1.5 V bez držača, baterija 4.5 V, gumena vrpca,
krokodilske štipaljke, 2 grla za žaruljicu.
NAPOMENA: Svaki student u grupi neka radi sam!
UPUTE:
1) Prije nego počnete spajati, nacrtajte spoj (ili više njih) u kojem će žaruljica bez
grla svijetliti kad se spoji na bateriju od 1,5 V.
Testirajte svoju pretpostavku, tako da spojite žaruljicu prema svom crtežu i
utvrdite da li ona svijetli ili ne. Da biste lakše održali kontakt žice s baterijom,
omotajte bateriju gumenom vrpcom, pa žicu umetnite ispod gumene vrpce.
Ukoliko žaruljica ne svijetli, pokušajte eksperimentom pronaći spoj u kojem
će žaruljica svijetliti, te ga zatim nacrtajte.
2) Ponovite sve za žaruljicu i bateriju od 4,5 V (pretpostavka, test pokusom,
pronalaženje i crtanje spoja u kojem žaruljica svijetli).
3) Nacrtajte sheme svih spojeva u kojima je žaruljica svijetlila, koristeći se
standardnim simbolima. Što je zajedničko svim spojevima? Koji uvjet mora
biti ispunjen da bi žaruljica svijetlila?
4) Zbog praktičnih razloga žaruljica se najčešće stavlja u grlo prije spajanja.
Pažljivo pregledajte dvije izvedbe grla za žaruljicu, koja imate u priboru. Koji
su dijelovi žaruljice spojeni na priključke grla?
2
STRUJA U SERIJSKI SPOJENOM STRUJNOM KRUGU
PRIBOR: Tri žaruljice, baterija 4,5 V, 2 ampermetra 0 – 2 A, grla za žaruljice,
krokodilske štipaljke.
UPUTE:
1) Ako su svi elementi u strujnom krugu (baterija, žarulje itd.) spojeni u niz, tako
da čine samo jednu petlju, govorimo o serijski spojenom strujnom krugu.
Da li je električna struja u svim dijelovima serijski spojenog strujnog kruga
jednake jakosti ili ne?
Zabilježite i obrazložite svoj odgovor na ovo pitanje.
2)
Ako kroz jednake žarulje protječe struja jednake jakosti, njihov će sjaj biti
jednak. Ako je struja kroz jednu žarulju slabija, onda će i sjaj te žarulje biti slabiji.
Stoga sjaj jednakih žarulja može poslužiti kao indikator jakosti struje u različitim
dijelovima strujnog kruga.
Nacrtajte shemu strujnog kruga u kojem su serijski spojene dvije jednake žarulje i
baterija. Žarulje označite slovima A i B. Pretpostavite i zapišite kakav će biti sjaj
žarulja A i B u tom krugu (da li će svijetliti jednako ili će neka od njih svijetliti
slabije).
Spojite strujni krug prema svojoj shemi i provjerite svoju pretpostavku. Zapišite
opažanje.
Da li je rezultat pokusa u skladu s vašim odgovorom na pitanje iz prvog zadatka?
Obrazložite. Što možete zaključiti o jakosti struje koja teče kroz žarulje A i B?
3) Spojite još jednu žarulju (C) serijski u isti strujni krug. Predvidite kakav će biti
njen sjaj u odnosu na sjaj žarulja A i B. Provjerite pretpostavku pokusom i
zapišite svoje opažanje.
4) Razmotrite strujni krug na slici. A1 i A2 su dva ampermetra.
Da li će oba ampermetra pokazivati jednake ili različite vrijednosti?
Zapišite pretpostavku, spojite krug i izvedite pokus. Zapišite očitanja s
ampermetara A1 i A2.
Zamijenite mjesta ampermetrima, te ponovno očitajte jakosti struje. Što
zaključujete? Troši li se struja u žarulji?
5) Ponovite pokus tako da, umjesto jedne, spojite dvije žaruljice između
ampermetara. Kakva će biti struja u odnosu na slučaj s jednom žaruljicom? Kako
će se sad odnositi očitane vrijednosti na ampermetrima A1 i A2?
Zapišite pretpostavku i provjerite je pokusom. Zapišite očitanja s ampermetara
A1 i A2. Zamijenite mjesta ampermetrima, te ponovno očitajte jakosti struje.
Što možete zaključiti na osnovu svih ovih pokusa o jakosti struje u serijski
spojenom strujnom krugu? Zapišite svoj zaključak.
3
JAKOST STRUJE U RAZGRANATOM STRUJNOM KRUGU
LITERATURA: G.Šindler - B.Mikuličić, B svezak udžbenika fizike za VIII razred
osnovne škole, str 16. i 17., pokus 6 (1. i 2.)
PRIBOR: Baterija 4,5 V, tri žaruljice s grlima, ampermetar (0 - 2 A), žice.
UPUTE: Pokus treba izvesti prema uputama u literaturi.
4
SLOŽENIJI STRUJNI KRUGOVI
PRIBOR: Baterija 4.5 V, pet žaruljica s grlima, prekidač, žice.
UPUTE:
1. Spojite dvije žaruljice, prekidač i bateriju od 4.5 V na bateriju tako da jedna
žaruljica svijetli neprestano, a druga samo kad zatvorimo prekidač. Nacrtajte
shemu.
2. Na bateriju od 4.5 V treba serijski spojiti dvije žaruljice (1 i 2) i dvije žaruljice u
paralelu (3 i 4). Na koliko to načina možete napraviti? Pokažite shemom.
Hoće li žaruljice jednako svijetliti? Ako ne, koja će jače svijetliti? Provjerite
pokusom.
Ako žaruljicu 3 odvinemo iz grla kako će svijetliti ostale žaruljice? Provjerite
pokusom.
Što će se dogoditi sa sjajem žaruljica ako žaruljicu 5 spojimo direktno na
bateriju?
3. Koja će od četiri jednake žaruljice u strujnom krugu na slici najjače svijetliti?
Zašto? Nacrtajte jednostavniju shemu. Spojite strujni krug i ispitajte svoju
pretpostavku.
2
3
1
4
5
KRATKI SPOJ
LITERATURA: G.Šindler - B.Mikuličić, Fizika 8, Školska knjiga, Zagreb, 1999. str.
45.
PRIBOR: 4 baterije od 1.5 V, tri žaruljice s grlima, čelična vuna, žice.
UPUTE:
1. Spojite serijski u strujni krug 3 žaruljice u grlima i 3 baterije od 1.5 V. Kako
biste jednu od žaruljica kratko spojili? Nacrtajte shemu i pozovite voditelja.
Kako će kratki spoj utjecati na sjaj žaruljica? Zašto? Provjerite pokusom.
2. Kako se štite električne instalacije u stanu od jakih struja?
Nacrtajte shemu za nekoliko trošila u domaćinstvu sa zaštitom od vrlo jakih
struja.
Kako biste sličan električni krug ostvarili pomoću baterija od 1.5 V, žaruljica i
čelične vune kao osigurača? Nacrtajte shemu i pokažite je voditelju. Spojite
taj strujni krug s dvije žaruljice. Dodajite žaruljice dok "osigurač" ne pregori.
6
KOJE TVARI PROVODE STRUJU?
LITERATURA: G.Šindler - B.Mikuličić, Fizika 8, Školska knjiga, Zagreb, 1999. str.
13, pokus 1.1.2.
PRIBOR: 2 baterije 1,5 V , žaruljica u grlu, gumeni, bakreni, aluminijski, stakleni,
plastični, grafitni, papirnati i čelični štapić, olovka, led dioda, žice za spajanje,
novčić, čaša, sol.
UPUTE I ZADACI:
1. Napravite pokuse iz udžbenika.
2. U strujni krug spojite serijski 2 baterije, žaruljicu i jedan od štapića. Nacrtajte
shemu kruga i pretpostavite koji štapić treba biti u krugu da bi žaruljica svjetlila.
Provjerite pokusom.(za sve štapiće, olovku i diodu)
Što ste zaključili?
7
O ČEMU OVISI OTPOR?
PRIBOR: 3 baterije od 1,5 V, žaruljica u grlu, multimetar, 5 različitih otpornih žica
u posebnoj kutiji, žice za spajanje
UPUTE I ZADACI:
O čemu ovisi otpor? Kako bismo to mogli pokazati učenicima? Zamislite i zapišite
pokuse koje biste izveli s đacima. Izvedite te pokuse i zapišite svoja zapažanja.
Prodiskutirajte s voditeljem praktikuma.
8
OTPORNICI
PRIBOR: analogni i digitalni multimetar, otpor 20 Ω, mali klizni otpornik, veliki
klizni otpornik, otpornik s čepovima, žaruljica u grlu, 3 baterije 1,5 V
UPUTE I ZADACI:
U strujni krug vežite žaruljicu i redom otpornike. Mjerite jakost struje i pad napona
na žaruljici. Kako se veže ampermetar, a kako voltmetar? Zašto? Nacrtajte
shemu spoja. Dobro pregledajte multimetre i promijenite im mjesta.
GEOMETRIJSKA OPTIKA
1. SJENA I POLUSJENA
2. ODBIJANJE SVJETLOSTI NA RAVNOM ZRCALU
3. LOM SVJETLOSTI I
4. LOM SVJETLOSTI II
5. PROUČAVANJE SLIKE NASTALE U BIKONVEKSNOJ LEĆI
6. ODREĐIVANJE ŽARIŠNE DALJINE BIKONKAVNE LEĆE
7. LOM ” ČESTICA
“
LITERATURA:
1. Šindler - Mikuličić, Udžbenik za VIII razred osnovne škole, Školska knjiga,
Zagreb, 1994
2. Šindler - Mikuličić, B svezak udžbenika za VIII razred osnovne škole, Školska
knjiga, Zagreb, 1990.
3. Vernić - Mikuličić, Vježbe iz fizike, Školska knjiga, Zagreb, 1991.
4. Mikuličić - Vernić, Praktikum eksperimentalne nastave fizike, Sveučilište u
Zagrebu, 1966.
1
SJENA I POLUSJENA
LITERATURA: Mikuličić - Vernić, Praktikum eksperimentalne nastave fizike,
Sveučilište u Zagrebu, 1966. str. 1.
PRIBOR: optička klupa, 3 klizača na klupi, žarulja s malom niti 220 V / 60 W u
bijelom sjenilu, žarulja s većom niti 220V / 60 W u limenom sjenilu, karton
kružnog oblika (2r = 10 cm), nosač za karton, metalni stolić na držaču, 3 svijeće,
pločica od mliječnog stakla, poluprozirni zastor (30 cm × 30 cm).
2
ODBIJANJE SVJETLOSTl NA RAVNOM ZRCALU
LITERATURA: Vernić - Mikuličić, Vježbe iz fizike, Školska knjiga, Zagreb, 1991.
str. 125. vježba 6.1
PRIBOR: Ravno zrcalo, gumena traka, komad drva u obliku paralelopipeda, 2
velika čavla na plutenoj podlozi, list bijelog papira, komad mekog kartona,
pribadače, ravnalo, kutomjer.
Napomena: Svaki student u grupi neka radi sam!
3
LOM SVJETLOSTI I
LITERATURA: Šindler - Mikuličić, B svezak udžbenika za VIII razred osnovne
škole, Školska knjiga, Zagreb, 1994. str. 97, pokus 38. (pitanja 1. do 4.)
PRIBOR: Grafoskop, kartonski zastor sa četvrtastim otvorom, pomična pukotina,
staklena kada, drveni stolić, malo zrcalo.
UPUTE: Pokusom treba pokazati lom svjetlosti pri prijelazu iz zraka u vodu.
Pribor treba složiti prema slici u udžbeniku. Staklenu kadu s vodom stavimo na
drveni stolić. Da bismo put svjetlosti u vodi učinili vidljivim, u kadu uronimo bijeli
papir tako da je prislonjen uz stražnju stranu kade.
Uski snop svjetlosti dobit ćemo tako da na ploču grafoskopa stavimo kartonski
zastor i na njegov otvor pomičnu pukotinu. Pomicanjem objektiv grafoskopa treba
postići paralelnost snopa svjetlosti koji ulazi u vodu.
Pokus se izvodi u polumračnoj prostoriji.
Da bi učenici provjerili svoju pretpostavku iz 4. pitanja, treba izvesti pokus u
kojem se vidi kako se ponaša svjetlost pri prijelazu iz vode u zrak. Na dno kade
stavite ravno zrcalo i promatrajte svjetlost koja pada na zrcalo, odbija se i izlazi iz
vode.
Pokus treba tako izvesti da se na zastoru istovremeno vidi prijelaz svjetlosti iz
zraka u vodu i iz vode u zrak.
4
LOM SVJETLOSTI II
ZADATAK:
Osmislite i izvedite pokus kojim ćete istražiti kako se ponaša svjetlost pri prijelazu
iz zraka u staklo. Koristite se polukružnom staklenom pločom, pribadačama i
plutenom podlogom. Prodiskutirajte pokus s voditeljem.
Rezultate svog istraživanja prikažite grafički.
Odredite indeks loma stakla.
5
PROUČAVANJE SLIKE NASTALE U BIKONVEKSNOJ LEĆI
LITERATURA: Vernić - Mikuličić, Vježbe iz fizike, Školska knjiga, Zagreb, 1991.
str. 134., vježba 6.4. (točka 1.,2 i 3.)
PRIBOR: Bikonveksna leća, drveno ravnalo dugo 50 cm, plastelin, mjerna vrpca
duga 1.5 m, mali bijeli karton (4 cm × 4 cm), poluprozirni papir (4 cm × 4 cm),
svijeća.
UPUTA: Umjesto žaruljice bolje je upotrijebiti svijeću.
6
ODREĐIVANJE ŽARIŠNE DALJINE BIKONKAVNE LEĆE
LITERATURA: Vernić - Mikuličić, Vježbe iz fizike, Školska knjiga, Zagreb, 1991.
str, 136., vježba 6.5.
PRIBOR: Bikonveksna leća, bikonkavna leća, mjerna vrpca duga 1.5 m, mali
bijeli karton, svijeća.
UPUTA: Umjesto žaruljice bolje je upotrijebiti svijeću.
7
"LOM" ČESTICA
LITERATURA: Šindler - Mikuličić, B svezak udžbenika za VIII razred osnovne
škole, Školska knjiga, Zagreb, 1994., str.100. i 101.
Mikuličić - Vernić, Praktikum eksperimentalne nastave fizike, Sveučilište u
Zagrebu, 1966. str. 30. vježba 14.
PRIBOR : Lesonit - ploča s preklopcem, drvena podloga za plohu, metalna kugla,
kutomjer, 2 lista bijelog papira, 2 lista indigo papira, drveni klin sa žljebom.
UPUTE: Provjerite mjerenjem da li za "lom" čestica vrijedi Snelliusov zakon loma.
1
MJERENJE KRATKIH VREMENSKIH INTERVALA STROBOSKOPOM
LITERATURA: Vernić - Mikuličić, Vježbe iz fizike, Školska knjiga, Zagreb, 1991. str.
39.
PRIBOR: Ručni stroboskop s 12 pukotina, stolni ventilator, autotransformator od 0 280 V, zaporni sat.
UPUTA: Da bismo smanjili frekvenciju ventilatora uključimo ga u mrežu preko
autotransformatora. Treba odrediti vrijeme jednog ophoda jednog krila ventilatora za
slučaj kad je uključen na napon od
a) 120 V
b) 160 V
OPREZ ! Ventilator je predviđen za napon od 220 V, pa treba paziti da na
autotransformatoru ne pređemo to područje.
2
VALOVI NA VODI - GRAFOSKOPSKA PROJEKCIJA
LITERATURA:
Šindler-Mikuličić, B svezak udžbenika fizike za VIII razred osnovne škole, Školska
knjiga, Zagreb, 1991., str. 66-80.
Vernić - Mikuličić, Vježbe iz fizike, Školska knjiga, Zagreb, 1991. str. 87. vježba 4.5.
PRIBOR: Grafoskop, plastična kada za vodu, uređaj za valove na vodi, izvor napona
do 10 V, žice, ravna zapreka za ravne valove, komad stakla pravokutnog oblika, čaša
za vodu, ravnalo, libela, 2 klina, trake od spužve, ručni stroboskop, veliki arak papira,
tekući deterdžent.
Pokuse treba izvoditi redom kako je naznačeno u B-svesku udžbenika za VIII razred.
ZADACI
1. Ispitajte vezu između frekvencije f i valne duljine λ vala na vodi uz stalnu brzinu v
širenja vala (ista dubina vode).
2. Odredite približno valnu duljinu vala na vodi koji vidite na zastoru tako da ga
"zaustavite" ručnim stroboskopom s 12 pukotina.
3. Odredite približno brzinu širenja vala na vodi za određenu dubinu vode i provjerite
izraz v = f · λ (vježba 4.5. str. 87).
4. Promatrajte promjene koje se zbivaju kad val prelazi iz dublje u pliću vodu.
5. Proučite refrakciju vala na vodi.
UPUTA
Plastičnu kadu u kojoj ćemo proizvoditi valove stavimo na grafoskop. Pomoću
libele ispitajmo da li je dno kade horizontalno i ako je potrebno dovedimo ga u
vodoravni položaj pomoću drvenih klinova. Uz rubove kade stavimo trake od spužve
tako da spriječimo odbijanje od stijenki posude. U posudu nalijemo vode do visine od
3 mm i nekoliko kapi deterdženta.
Kao generator valova služi nam poluga koja na donjem kraju ima ravnalo koje
dodiruje površinu vode. Na poluzi je učvršćen motor s ekscentrom. Kad motor rotira,
poluga obješena na gumenim trakama titra, a rub ravnala proizvodi valove na
površini vode.
Na ekscentru motora nalazi se matica čijim pomicanjem možemo mijenjati
amplitudu valova. Motor spajamo na izvor istosmjernog napona od 0 do 10 V.
Promjenom napona (od 0 na više) mijenja se frekvencija rada motora, a time i
frekvencija valova.
Ravnalo uronimo u vodu kao što je prikazano na slici u B-svesku udžbenika za
VIII razred. Odabrali smo takav položaj ravnala obzirom na grafoskop zbog toga da
žarne niti žarulje u kućištu budu paralelne s ravnalom koje proizvodi valove. Slika
valova je s ovako postavljenim generatorom oštrija nego u slučaju kad generator stoji
okomito na žarne niti žarulje.
Pomaknimo potpornje na kojima leži poluga s ravnalom tako da ravnalo upravo
dodiruje čitavim svojim bridom površinu vode. Uključimo motor i podešavamo
frekvenciju sve dok na zastoru ne dobijemo oštre tamne i svijetle pruge. Oštrinu slike
podesimo i pomoću glave grafoskopa. Ako nam valne crte nisu oštre, uranjamo
2
pomalo ravnalo - generator u vodu sve dok crte ne budu oštre. Dogodi li se da slika
valova na zidu još nije oštra, treba promijeniti smjer okretanja motora.
1. Mijenjajte frekvenciju izvora mijenjajući napon na motoru i promatrajte u kakvoj je
vezi valna duljina vala na zastoru s frekvencijom izvora.
2. Prilagodite izvor vala na neku određenu frekvenciju i promatrajte valove kroz ručni
stroboskop s 12 pukotina. Kad ste valove na zastoru "zaustavili" izmjerite frekvenciju
okretanja stroboskopa uz koju ste sliku valova "zaustavili". Kolika je frekvencija f
valova na zastoru?
Da biste približno odredili valnu duljinu promatranog vala na zastoru "zaustavite" sliku
pomoću stroboskopa, a kolega neka postavi dvije olovke paralelno s valovima tako
da su olovke međusobno udaljene za nekoliko valnih duljina. Pri tome moramo znati
da razmak između dviju susjednih svijetlih pruga (dva susjedna brijega vala)
odgovara valnoj duljini vala.
3. Izvedite nekoliko mjerenja frekvencije (pomoću stroboskopa) i valne duljine (za
različite frekvencije izvora) i za svaki par vrijednosti nađite brzinu širenja vala iz
izraza v = f · λ.
4. Stavite u posudu za valove komad stakla pravokutnog oblika tako da kraći rub
stakla bude paralelan s upadnim valovima (sl. 1). Podesite visinu vode u posudi tako
da ona iznad stakla ima dubinu 1 -2 mm.
Što se zbiva s valom pri prijelazu iz dublje u pliću vodu?
Objasnite promjenu koju ste zapazili.
5. Zakrenite staklenu ploču tako da granica više nije paralelna s upadnim valom (sl.
2). Da li su lomljeni valovi ravni? U kojem je odnosu kut loma prema kutu upadanja?
Kako se odnose valne duljine u ta dva dijela? Što je s
brzinom dok izvor radi stalnom frekvencijom? Pričvrstite
na zastor ili zid gdje projicirate valove bijeli papir.
"Zaustavite" sliku pomoću stroboskopa koji vrtite ispred
objektiva grafoskopa i nacrtajte na granici valnu crtu
upadnog vala i lomljenog vala. Maknite papir sa zastora
pa nacrtajte okomicu na granici i valne zrake upadnog i
lomljenog vala. Opišite lom vala.
3
VALOVI IZ DVAJU TOČKASTIH IZVORA
LITERATURA: Krsnik-Mikuličić, Fizika – Međudjelovanja, relativnost, titranja i zvuk,
Školska knjiga, Zagreb, 1992. str. 278 – 282, P-46.a., P-47.a., P-46.b., P- 47.b.
PRIBOR: Uređaj za valove na vodi sa dvije kuglice na letvici, grafoskop, ručni
stroboskop, izvor istosmjernog napona (do 10 V), generator sinusnih titraja, dva
zvučnika jednake snage, žice za spajanje, ravnalo, dvije folije s ucrtanim
koncentričnim krugovima kao model za sliku interferencije.
UPUTA:
Pokuse izvodimo prema uputi u literaturi. Najprije promatramo valove na vodi iz dvaju
točkastih izvora (P-46.a.). Zatim odredimo njihovu valnu duljinu prema uputama u P47.a. Iza toga slušamo zvučnu interferenciju prema P-46.b.
4
ELASTIČNI VALOVI NA OPRUZI
LITERATURA: Krsnik-Mikuličić, Fizika – Međudjelovanja, relativnost, titranja i zvuk,
Školska knjiga, Zagreb, 1992. str. 267 - 269, pokusi P - 38, P – 39 i P - 40.
PRIBOR: elastična opruga, zaporni sat, mjerna vrpca, ljepljiva traka, nit debljeg
konca duljine 1 do 2 m.
Izvedite pokuse prema uputama u literaturi.
5
ODREĐIVANJE DULJINE VALA ZVUKA POMOĆU STUPCA ZRAKA
LITERATURA: Vernić - Mikuličić, Vježbe iz fizike, Školska knjiga, Zagreb, 1991. str.
89. vježba 4.6
PRIBOR: Glazbena viljuška, batić za viljušku, menzura od 1000 cm, plastična cijev,
ravnalo (50 cm), čaša s vodom.
6
ZVUČNI UDARI
LITERATURA: Krsnik-Mikuličić, Fizika – Međudjelovanja, relativnost, titranja i zvuk,
Školska knjiga, Zagreb, 1992. str. 284., pokus P-48. a) i b)
PRIBOR: Dvije glazbene viljuške jednakih frekvencija, batić, generator sinusnih
titraja, 2 zvučnika, žice za spajanje, komadić gumene cijevi, osciloskop.
UPUTA: Pokus i mjerenja treba izvesti prema uputama u literaturi.
1
OERSTEDOV POKUS
LITERATURA: D. Mayer, Fizika za III razred gimnazije, Školska knjiga,
Zagreb, 1969, str. 47-48.
PRIBOR: Magnetska igla na postolju, ispravljač (Iskra UZR 30V/40A), 2
univerzalna stalka, 2 spojke, 2 hvataljke, žica za spajanje duljine 1m.
UPUTE: Pribor treba složiti prema slici. Srednji dio žice za spajanje uhvatimo
između dviju hvataljki i postavimo u smjeru sjever-jug. Na ispravljaču
odaberemo napon koji nam daje struju jakosti 2 A.
- Odredite smjer magnetskih silnica pomoću pravila desne ruke.
- Pokus se uspješno može izvesti i ako žicu postavimo u bilo koji smjer. Koja
je prednost smjera sjever-jug ?
NAPOMENA: Ako nemamo ispravljač velikog unutrašnjeg otpora pokus
možemo izvesti i sa baterijom 4,5 V. Pri tome treba paziti da bateriju spojimo
samo na trenutak.
2
MAGNETSKO POLJE RAVNOG VODIČA I KRUŽNOG ZAVOJA
LITERATURA: D. Mayer, Fizika za III razred gimnazije, Školska knjiga,
Zagreb, 1969, str. 48., sl.34.
PRIBOR: Zavoj od žice s plastičnim stolićem, ispravljač, 6 malih magnetskih
igala, željezna piljevina, žice za spajanje
UPUTE: Pokuse ćemo izvoditi pomoću kružnog zavoja prikazanog na slici.
Kod demonstriranja magnetskog polja ravnog vodiča poslužit će nam dio
zavoja AB. Oko tog dijela vodiča stavit ćemo na stolić 4 male magnetske igle.
Utičnice zavoja spojimo na ispravljač i odaberemo napon 2V. Nastalo
magnetsko polje zakrenut će magnetske iglice u smjeru silnica. Ustanovimo
smjer struje i provjerimo pomoću pravila desne ruke smjer otklona
magnetskih igala. Što će se dogoditi ako promijenimo smjer struje?
Da bismo pokazali sliku magnetskog polja zavoja rasporedimo na stoliću svih
6 igala. Dvije od njih svakako postavimo tako da prolaze sredinom zavoja.
Magnetsko polje zavoja pokazat ćemo i pomoću željezne piljevine. Na stolić
ravnomjerno posipamo željeznu piljevinu oko obje strane zavoja i po sredini.
Utičnice zavoja spojimo na 6 A. Da dobijemo jasnu sliku silnica treba prstom
lagano kuckati po stoliću. Nakon upotrebe željeznu piljevinu treba sasuti na
papir i zatim je oprezno vratiti u kutiju.
3
POMAK VODIČA U MAGNETSKOM POLJU
LITERATURA: D. Mayer, Fizika za III razred gimnazije, Školska knjiga,
Zagreb, 1969, str. 52-53.
PRIBOR: Ispravljač (Iskra UZR 30V/40A), traka od aluminijske folije (duljine
~30 cm, širine ~1cm), nit od aluminijske folije (duljine ~70 cm), potkovasti
magnet, 2 ravna magneta, univerzalni stalak, spojke, hvataljke, žice za
spajanje, plastično ravnalo.
UPUTE : Složimo strujni krug prema slici. Traka od aluminijske folije neka visi
slobodno i olabavljeno tako da se može slobodno pomicati. Na ispravljaču
odaberemo napon tako da kroz krug teče struja jakosti 0.5 A. Približimo traci
magnet tako da su silnice magnetskog polja okomite na vodič.
Al folija
- Kakvo je djelovanje magnetskog polja na vodič kojim teče struja?
- Što se događa sa silom na vodič ako promijenimo:
a) smjer struje,
b) smjer magnetskog polja?
- Nacrtajte relativni smjer struje I, magnetske indukcije B i sile na vodič F za
jedan od slučajeva izvedenih u pokusu.
- Hoće li se promijeniti sila na vodič ako promijenimo jakost struje? Ispitajte to
pokusom.
- Što očekujete da će se dogoditi ako povećate magnetsku indukciju B kojom
djelujete na vodič? Ispitajte to pokusom.
- Ispitajte što se događa sa silom na vodič ako mijenjamo kut između struje i
magnetske indukcije od 0 °- 90 °. Za koji kut je sila a) najveća, b) najmanja?
3
- Predvidite, pomoću pravila desne ruke, smjer sile na vodič za određeni
smjer struje i magnetske indukcije pa zatim provjerite to predviđanje
pokusom.
- Uzmite sada usku aluminijsku traku dugu 70 cm i učvrstite je tako da visi
labavo (kao na slici). Na ispravljaču odaberite napon 2,5 V. Objasnite rezultat
pokusa.
PAZITI DA MAGNETI NE PADNU I RAZBIJU SE!
4
O ČEMU OVISI INDUCIRANI NAPON?
LITERATURA: D.Mayer, Fizika za III razred gimnazije, Školska knjiga,
Zagreb, 1969. str. 84. pokus 1. sl. 71. i str. 85. pokus 2. sl. 72.
PRIBOR: Demonstracijski galvanometar (od ampermetra), zavojnica školskog
transformatora za 220V i zavojnica za 6 V, 2 štapasta magneta, 2 žice za
spajanje, zavojnica od 2400 zavoja.
UPUTA : Pribor treba složiti prema slici. Veličinu induciranog napona pokazat
ćemo tako da uzimamo :
1) slabija i jača magnetska polja (ovisnost o B) - štapasti magnet, 2 štapasta
magneta s istoimenim polovima zajedno i dva štapasta magneta s
raznoimenim polovima zajedno
2) 3 zavojnice s različitim brojem zavoja (ovisnost o n)
3) različite brzine pomicanja magneta (ovisnost o v)
5
INDUKCIJA PROMJENOM MAGNETSKOG TOKA
LITERATURA: D.Mayer, Fizika za III razred gimnazije, Školska knjiga,
Zagreb, 1969. str. 82. pokus 2. sl. 69.
PRIBOR: Ispravljač (Iskra UZR 30V/ 40A), reostat 30 Ω, antenski prekidač,
demonstracijski galvanometar (od ampermetra), zavojnica od školskog
transformatora za 220 V, zavojnica od školskog transformatora s 3600 zavoja,
kotva, žice za spajanje, mali i veliki drveni stolić.
UPUTA: Na izvoru odaberemo napon 6V. Kao primarnu zavojnicu treba
upotrijebiti zavojnicu za 220V i to stezaljke između kojih stoji oznaka 220, a
kao sekundarnu zavojnicu od 2400 zavoja.
Galvanometar treba staviti na veliki drveni stolić, a zavojnice na manji.
6
SMJER INDUCIRANOG NAPONA
LITERATURA: D.Mayer, Fizika za III razred gimnazije, Školska knjiga,
Zagreb, 1969. str. 83. slika 70.
PRIBOR: Ispravljač (Iskra UZR 30V/40A), antenski prekidač, zavojnica od
školskog transformatora za 220 V, kotva, aluminijski prsten na nitima od
konca, žice za spajanje, mali drveni stolić, stalak sa spojkom i hvataljkom,
štap od polivinila
UPUTA: Prsten od aluminija treba objesiti na štap od polivinila koji učvrstimo
na stalak. Zavojnicu sa željeznom jezgrom treba staviti na drveni stolić. Kao
izvor napona upotrebljavamo ispravljač na kojem odaberemo napon 22 V.
7
SAMOINDUKCIJA
LITERATURA: D.Mayer, Fizika za III razred gimnazije, Školska knjiga,
Zagreb, 1969. str. 91. slika 76.
PRIBOR: Zavojnica od školskog transformatora za 120 i 220 V, 2 metalne
ručke, baterija1,5 V, antenski prekidač, žice za spajanje, mali drveni stolić.
UPUTA: Pokus izvodimo najprije s onim dijelom zavojnice koji završava sa
stezaljkama između kojih stoji oznaka 120, a zatim s dijelom na kojem piše
220. Zavojnicu treba staviti na mali drveni stolić.
8
SMJER INDUCIRANOG NAPONA SAMOINDUKCIJE
LITERATURA: D.Mayer, Fizika za III razred gimnazije, Školska knjiga,
Zagreb, 1969.
PRIBOR: Baterija 1.5 V, školski transformator sa zavojnicom za 220 V,
ampermetar do 250 mA, antenski prekidač, veliki drveni stolić mali drveni
stolić, 4 žice duljine 40 cm.
UPUTA: Zavojnicu za 220 V spojimo u krug struje na njene krajnje stezaljke.
Kako zavojnica ima dosta veliki otpor, možemo krug spojiti bez reostata, ali
samo u slučaju kad je izvor napona 2 V.
Magnetski tok elektromagneta povećavamo tako da U-jezgru zatvaramo
kotvom. Nakon toga magnetski tok ponovo smanjujemo uklanjanjem kotve.
Prilikom povećanja magnetskog toka otklon kazaljke nešto se smanji, pa se
kazaljka zatim ponovo vrati u početni položaj. Prilikom smanjivanja
magnetskog toka otklon kazaljke se poveća i poslije se kazaljka opet vrati u
početni položaj.
Kad se magnetski tok u zavojnici povećava (npr. stavljanjem kotve ili kod
uključivanja struje), inducira se u njoj napetost suprotnog smjera nego što ga
ima struja koja je taj magnetski tok proizvela. U slučaju, kad se magnetski tok
u zavojnici smanjuje (npr. uklanjanjem kotve ili kod isključivanja struje),
inducira se u njoj napetost, koja ima isti smjer kao i struja, koja je proizvela
magnetski tok.
9
JAKOST STRUJE KOD UKAPČANJA I ISKAPČANJA ZAVOJNICE
LITERATURA: D.Mayer, Fizika za III razred gimnazije, Školska knjiga,
Zagreb, 1969. str. 93. slika 77.
PRIBOR: Školski transformator sa zavojnicom od 3600 zavoja, ispravljač
(Iskra UZR 30V/40A ), ampermetar MI 7056 100 mA, žice za spajanje
UPUTE: Pribor složite prema slici 77. Zavojnicu od 3600 zavoja uključujemo
tako da spojimo krajnje stezaljke (1200+2400).
Pokus izvedite prvo s jezgrom i kotvom, a zatim uklonite i jezgru i kotvu .
1
HIDROSTATSKI TLAK
LITERATURA: Kartoteka pokusa tvornice PHYWE, Göttingen, M 4212, 4215
PRIBOR: Menzura od 1 L, 3 staklene cijevi s različitim završetcima,
manometar s vodom, gumena cijev za plin, bijela kada kao podloga, bočica s
glicerinom.
UPUTA:
Spojimo manometar s priključkom
na plin pomoću debele i tanke
gumene cijevi, te cjevčice za njihovo
spajanje. Kad otvorimo pipce na
priključku za plin, manometar
pokazuje tlak pod kojim se nalazi
plin u gradskoj mreži.
Sad spojimo ravnu staklenu cijev s
priključkom za plin pomoću debele
gumene
cijevi.
Držimo
cijev
vertikalno iznad površine vode i
otvorimo pipac. Čujemo da plin
izlazi. Cijev uranjamo u vodu. Plin
izlazi u mjehurićima. Cijev uranjamo
dalje, dok plin ne prestane izlaziti.
Tlaku plina suprotstavlja se tlak
vode uvis. Označimo pomičnom
oznakom na mjerki (slika) položaj
donjeg otvora cijevi kod kojeg je plin
prestao izlaziti. Ponovimo pokus s
preostale dvije cijevi. Plin prestaje
izlaziti uvijek kod istog položaja
otvora bez obzira da li je otvor
prema dolje, gore ili na stranu.
Dakle, u tekućini postoji tlak na sve
strane i on je u jednakoj dubini jednak na sve strane.
Plin ne treba ostavljati da dugo istječe. Pokus treba vršiti kod širom otvorenog
prozora.
2
HIDROSTATSKI TLAK PREMA GORE
LITERATURA: Vernić, Šindler, Liščić, Fizika 1, Školska knjiga, Zagreb, 1972.,
str. 70. slika 84.
PRIBOR: Menzura od 1 L, stakleni cilindar, okrugla pločica s niti, bočica s
plavilom, čaša od 250 cm3, velika bijela kada kao podloga, staklena cjevčica
za miješanje vode.
UPUTE:
Dobro je vodu obojiti s nekoliko kapi plavila radi bolje vidljivosti.
Vodu treba polagano lijevati da kinetička energija padanja vode ne odvoji
pločicu od cijevi.
3
ODREĐIVANJE GUSTOĆE TEKUĆINE POMOĆU UZGONA
LITERATURA: Vernić - Mikuličić, Vježbe iz fizike, Školska knjiga, Zagreb,
1991. str. 52. vježba 2.6.
PRIBOR: Epruveta, željezni stalak, spojka, hvataljka, dinamometar (2 N),
menzura 250 cm3, nešto olovne sačme.
UPUTA: Staviti vrlo malo sačme u epruvetu.
ZADACI:
1. Odredite gustoću vode.
2. Odredite omjer miješanja etilnog alkohola i vode u priloženoj smjesi.
4
PLIVANJE - UVJET
LITERATURA: Kurt May, Experimentierbuch - Mechanic I, PHYWE verlag,
Göttingen, str. 150., pokus 104.
PRIBOR: Željezni stalak sa spojkom i željeznom kukom, dinamometar 1 N,
kušalica na petlji od žice, menzura od 250 ml.
UPUTA:
Kušalicu napunimo do
trećine vodom i objesimo je o
dinamometar na željeznom
stalku. Dinamometar pokazuje
ukupnu težinu kušalice i vode.
U menzuru stavimo do 3/4
vode, te u nju polako uranjamo
epruvetu na dinamometru.
Dinamometar
pokazuje
smanjenje težine kušalice radi
uzgona. U času kad epruveta
zapliva na vodi, dinamometar je
na nuli. Kada tijelo pliva, težina
mu je jednaka uzgonu.
5
UZGON U PLINOVIMA
LITERATURA: Filipović-Rukavina: Fizika za VII razred osmogodišnje škole,
Školska knjiga, Zagreb 1952. strana 85. pokus kod sl. 146.
PRIBOR: Analitička vaga, mala zdjelica za vagu (Battestin), kukica od žice,
kutija s utezima do 50 g, čaša od 1 L, tikvica od 250 cm3 s čepom i kukicom,
drveni podložak za čašu, gumena cijev za dovod plina, staklena cijev za
dovod plina, bočica s eterom.
UPUTE: Pokus treba složiti kao na slici 146. u knjizi Filipović-Rukavina. Na
jednu stranu analitičke vage stavimo malu zdjelicu i na nju objesimo bocu.
Pod staklenu čašu treba staviti drveni podložak. Da pokažemo da je uzgon
manji, ako je plin rjeđi od zraka, puštat ćemo u čašu rasvjetni plin kroz
gumenu cijev sa staklenim produžetkom kao na slici 1. Kao gušći plin
upotrijebit ćemo eterove pare. Njih ćemo dobiti tako da niz stjenke čaše
izlijemo iz bočice s eterom par kapi etera kao na slici 2.
Razlike u uzgonu nisu velike, pa zato treba mirno i oprezno raditi. Najprije
treba uravnotežiti tikvicu u zraku i sačekati dok se vaga potpuno ne smiri. Tek
onda treba puštati plin, odnosno kapati eter.
Slika 1.
Slika 2.
6
STRUJNICE U ZRAKU
LITERATURA: B. Marković, Pokusi iz fizike, Nakladni zavod Hrvatske,
Zagreb, 1950. str. 38. pokusi 1, 2, 3, 4, 6.
PRIBOR: 2 papira presavinuta na jednom kraju, sušilo za kosu, ping-png
loptica, plastična cijev, valjak od papira.
UPUTE:
1. Svinute krajeve papira primite rukama i puhnite između papira.
Pretpostavite kako će se papiri pomaknuti. Provjerite pretpostavku pokusom.
2. Uključite sušilo za kosu i stavite ping-pong lopticu u struju zraka. Zašto
loptica lebdi?
Iznad loptice stavite plastičnu cijev i promotrite gibanje loptice.
3. Stavite nastavak koji sužava struju zraka na sušilo za kosu, postavite pingpong lopticu u struju zraka i lagnato nagnite sušilo. Promatrajte kako loptica
visi na struji zraka.
4. Izvedite pokus s Magnusovim efektom kao što je opisao u literauri u
poskusu 6.
7
MJERENJE BRZINE STRUJE ZRAKA
pomoću Pitotove cijevi
LITERATURA: Vernić - Mikuličić, Vježbe iz fizike, Školska knjiga, Zagreb,
1991. str. 64. vježba 2.12.
PRIBOR: Pitotova cijev, manometar s uskom cijevi, 2 gumene cijevi promjera
6 mm, bočica s alkoholom, glicerin, kapaljka, aparat za sušenje kose, 2
univerzalna stalka, 2 spojke, 2 hvataljke.
UPUTE:
Aparat za sušenje kose treba učvrstiti na univerzalni stalak. U manometar
treba stavljati alkohol pomoću kapaljke. Da bismo gumenu cijev lakše stavili
na staklenu, treba staklenu cijev malo namazati glicerinom.
8
GIBANJE FLUIDA
PRIBOR:
Staklena cijev s dva različita poprečna presjeka i s utaljenim vertikalnim
manometarskim cijevima, U manomotar s alkoholom, gumena cijev za
spajanje s manometrom, aparat za sušenje kose, 2 univerzalna stalka, 2
spojke, hvataljka, velika hvataljka za aparat za sušenje kose.
UPUTA:
Gibanje nekog fluida (tekućina ili plin) je stacionarno ako kroz bilo koji
poprečni presjek cijevi za jednaki vremenski razmak prođe jednaki volumen
fluida. Tad vrijedi jednadžba kontinuiteta
S1v1=S2v2
gdje je v1 brzina fluida kroz presjek S1 i v2 brzina fluida kroz presjek S2. Iz ove
jednadžbe, slijedi da je brzina fluida u užem dijelu cijevi veća, a u širem
manja.
BRZINA STRUJANJA FLUIDA I TLAK U FLUIDU
Ako vrijedi da se brzine gibanja fluida kroz dva različita presjeka cijevi odnose
obrnuto kao veličine tih presjeka onda se pri prijelazu fluida iz šire cijevi u užu
brzina fluida povećava, tj. fluid se giba s ubrzanjem. Prema II Newtonovom
zakonu to znači da na fluid djeluje sila. Odakle ta sila?
Da bi se fluid počeo u nekoj cijevi gibati potrebno je da postoji razlika u
tlakovima (u mirujućem fluidu tlak je na sve strane jednak) na ulazu i izlazu
fluida iz cijevi. Znači, sila koja ubrzava fluid na prijelazu iz šireg u uži dio cijevi
može potjecati jedino od razlike među silama koje proizvode tlak u užem i
širem dijelu cijevi. Ako je tako onda možemo očekivati da će u širem dijelu
cijevi tlak biti veći nego u užem dijelu. Provjerimo to pokusom mjereći tlakove
plina (zraka) koji protječe kroz cijev različitih presjeka.
Uređaj složimo prema slici 1. Struju zraka iz aparata za sušenje kose
usmjerimo na širi dio horizontalne staklene cijevi. Pretpostavljamo da se
strujanje zraka kroz cijev odvija bez trenja i da je zrak pri gibanju brzinom od
nekoliko metara u sekundi (što je slučaj za brzinu zraka iz aparata za sušenje
kose) nestlačiv. To znači da je strujanje stacionarno, tj. da onoliko zraka
koliko na jednom kraju cijevi uđe, toliko u istom vremenu na drugom kraju
izađe.
Tlak struje zraka na bok horizontalne cijevi mjerit ćemo manometrom
napunjenim alkoholom kako bismo postigli veću osjetljivost.
Staklenu cijev učvrstimo u stalak tako da stoji horizontalno. Isto tako u stalak
učvrstimo i aparat za sušenje kose.
Gumenom cijevi spojimo vertikalnu cjevčicu na užem, pa zatim na širem dijelu
horizontalne cijevi s manometrom. Kad uključimo struju zraka pomak stupca
vode u manometru pokazat će veličinu tlaka na bok što ga vrši plin pri
protjecanju kroz horizontalnu cijev.
- Ovisi li tlak na bok cijevi o širini cijevi?
8
Slika 1.
Dosada smo registrirali tlak u struji plina koji smo mjerili bočno na smjer
struje. A koliki je tlak u struji plina?
U Bernoullievoj jednadžbi za potjecanje fluida u horizontalnoj cijevi,
ρv 2
p+
= ukupni tlak = konstanta
2
svi članovi imaju dimenzije tlaka (provjerite to). Tlak p nazivamo statičkim
tlakom jer on postoji u fluidu i onda kad on ne teče (v=0). Član nazivamo
dinamičkim tlakom jer je povezan s brzinom tekućine.
9
KAKO NASTAJE UZGON?
PRIBOR: Lijevak, ping-pong loptica, staklena kada, čaša od 250 ml.
UPUTE: Stavimo li ping – pong lopticu u čašu s vodom, ona pliva na površini vode.
Zašto? Koje sile djeluju na lopticu?
U lijevak stavite ping-pong lopticu i ulijevajte pomoću čaše vodu u njega. (Pokus
izvodite iznad staklene kade.) Zašto loptica ne ispliva na površinu? Djeluje li na nju
uzgon?
Dok voda istječe iz lijevka, začepite otvor lijevka prstom. Što se događa s lopticom?
Objasnite kako nastaje uzgon na tijelo u tekućini.
ZRAK NIJE NIŠTA
PRIBOR: Staklena kada, 2 čaše od 250 ml, ping – pong loptica
UPUTE: Da li je zrak «nešto» ili «ništa»?
Staklenu kadu napunite vodom otprilike do dvije trećine njenog volumena. Na
površinu vode stavite ping – pong lopticu, te je pokrijte praznom čašom. Čašu
uranjajte u vodu posve okomito. Zašto voda ne ulazi u čašu? Da voda doista ne ulazi
pokazuje loptica koja pliva na površini vode, te time označava razinu vode u čaši.
Nagnete li čašu u stranu, mjehuri zraka izlaze na površinu, a voda ulazi u čašu.
Maknite ping – pong lopticu i uronite čašu potpuno u vodu, tako da bude puna vode.
Drugu čašu uronite okomito, zatim je nagnite da zrak počne izlaziti, a potopljenom
čašom hvatajte zrak koji izlazi. Prva čaša se puni vodom, a druga zrakom. Tako ste
pod vodom pretočili zrak iz jedne čaše u drugu, na isti način kao što u zraku možete
pretočiti vodu iz jedne čaše u drugu.
KAKO NAPUNITI STAKLENKU?
PRIBOR: Staklena kada s vodom, staklenka s poklopcem s 2 rupe.
UPUTE: Okrenite staklenku s poklopcem prema dolje i pokušajte je napuniti vodom.
Komentirajte pokus i razmislite što biste tim pokusom objasnili učenicima?
1
ELEKTRIČNO MEĐUDJELOVANJE
LITERATURA: Šindler-Mikuličić, B svezak udžbenika fizike za VIII razred osnovne
škole, Školska knjiga, Zagreb, 1991., str. 23., pokus 9.
PRIBOR: Elektroskop s kuglicom, pločica za elektroskop, polivinilni štap i vunena
krpica, stakleni štap ili epruveta i suknena krpica, digitalni kulonmetar.
UPUTA: Pokuse izvodimo s elektroskopom i odgovaramo na pitanja od 1. do 6.
Sve navedene pokuse možemo umjesto s elektroskopom izvesti s digitalnim
kulonmetrom engleske proizvodnje koji ne možemo naći na našem tržištu niti u
školama. Dobro je izvesti nekoliko pokusa s tim instrumentom kako bismo stekli
osnovna iskustva o veličini naboja koji se proizvede trenjem u učeničkim pokusima.
Kulonmetar je u biti (konstrukcija nije sasvim jednostavna) voltmetar kojim mjerimo
razliku potencijala na kondenzatoru. Kako je ta razlika potencijala proporcionalna
naboju, Q = CU, to je lako instrument baždariti u kulonima.
Kad ispitujemo naboj nekog tijela njime dotaknemo ravnu metalnu ploču utaknutu na
+ izvodu kulonmetra. Negativni izvod spojimo sa zemljom (ali i ne moramo).
S "reset" gumbom izbijamo kulonmetar kad želimo i u tom slučaju "display" pokazuje
nulu.
Nakon upotrebe isključite kulonmetar da se ne troši baterija kojom se on napaja.
2
ELEKTRIČNA INFLUENCIJA
PRIBOR: Elektroskop, 2 velike i mala metalna kugla, kušalice, kulonmetar, stakleni i
polivinilski štap, krpice, stalci.
UPUTE:
1. Velike metalne kugle stavite svaku u svoj stalak i jednu od njih nabijte pozitivno.
Kušalicom dotaknite drugu kuglu, a zatim kulonmetar. Što primjećujete? Kako to
objašnjavate? Resetirajte kulonmetar i ponovo kušalicom dotaknite drugu kuglu
ali sada sa strane koja je dalja kugli koju ste nabili. Kakav naboj ste sad prenijeli
na kulonbmetar?
2. Nabijte veliku metalnu kuglu i zatim u njenu blizinu prinesite elektroskop s malom
kuglicom. Što primjećujete? Kako to objašnjavate?
3. Dotaknite rukom veliku kuglu . Što primjećujete? Kako to objašnjavate?
4. Primaknite nabijeni štap nenabijenom elektroskopu, bez doticanja. Zašto se
kazaljke otklanjaju? Je li naboj prešao sa štapa na elektroskop? Odmaknite štap.
Koliki je sada otklon kazaljki?
5. Nabijte elektroskop negativno i primaknite mu, bez doticanja, negativno nabijen
štap. Zašto se kazaljke otklanjaju? Što će se dogoditi kad primaknemo pozitivno
nabijeni štap?
"MAGIČNO" nabijanje
Elektroskopu primaknite, bez doticanja, negativno nabijeni štap, a kuglicu
elektroskopa dotaknite prstom, dok je štap još u blizini. Odmaknite štap i prst
istovremeno. Ispitajte kojim nabojem je nabijen elektroskop.
3
ELEKTRIČNI POTENCIJAL ELEKTRIZIRANOG TIJELA
LITERATURA: Krsnik-Mikuličić, Fizika – Međudjelovanja, relativnost, titranja i zvuk,
Školska knjiga, Zagreb, 1992., str. 226, P-7
PRIBOR: 2 elektroskopa, dvije metalne kugle istih promjera, dva izolirana stalka,
polivinilni štap s krpom, plastična ploča kao podloga.
UPUTA: Nabijemo kuglu elektroskopa A, a zatim nabijamo i B. Pažljivo promatrajte
elektroskop A. Što se događa? Objasnite.
Dodirnite rukom kuglu elektroskopa B. Što ste opazili? Kako biste to protumačili
učenicima?
A
B
~ 1.5 m
4
ELEKTRIČNI NAPON - ENERGETSKI PRISTUP
LITERATURA: G. Šindler - B. Mikuličić, B svezak udžbenika fizike za VIII razred
osnovne škole, str. 29, pokus 12.
PRIBOR: 2 baterije od 1.5 V, žaruljica (3.5 V, 0.6 W) na vertikalnom stalku,
demonstracijski ampermetar PHYWE (0 - 300 mA), žarulja (40 W, 220 V), priključak
za gradsku mrežu, žice.
POZOR! Pri uključivanju demonstracijskog ampermetra PHYWE treba paziti da se
odabere ispravno mjerno područje (0-300 mA) i tip struje (istosmjerna ili izmjenična).
Žarulja od 40 W priključuje se na gradsku mrežu pomoću običnih žica za spajanje,
ali pritom prekidač na produžnom kabelu mora biti otvoren (ne smije svijetliti). Prije
uključivanja struje pozovite voditelja da pregleda spoj.
5
OHMOV ZAKON
LITERATURA: Šindler - Mikuličić, B svezak udžbenika za VIIl razred osnovne škole,
Školska knjiga, Zagreb, 1990. strana 36, pokus 15 a i b.
PRIBOR: 2 baterije od 4,5 V, ampermetar s mjernom skalom od 2 A, voltmetar s
mjernom skalom od 6 V, metalna žica (otpora 5 Ω), sklopka, žice za spajanje.
UPUTE: Pokus treba izvesti prema uputama u literaturi. Opisani pokus je učenički
istraživački pokus, što znači da su eksperimentalni podaci osnova za odgovore na
postavljena pitanja.
Kao otpor poslužit će nam otporna žica na drvenom stalku na čijim krajevima stoji
oznaka R.
6
PAD NAPONA U VODIČU
LITERATURA: B. Marković, pokusi iz fizike, Zagreb,1950. strana 114, točka 5.
PRIBOR: ploča s otporom od 20 Ω u 10 jednakih dijelova, ampermetar s mjernim
područjem do 1 A, demonstracijski voltmetar s mjernim područjem do 10 V, antenski
prekidač, ispravljač, žice za spajanje, dvije drvene klupice.
UPUTE: Najprije treba izvesti pokus prema knjizi B. Markovića. Pokus ćemo izvesti
pomoću samo jednog voltmetra, tako da ga uzastopce spajamo s raznim otporima na
ploči s 11 priključnica. Ovim ćemo pokusom pokazati da je U1 + U2 + U3 + . . . . = U
(kao kod B. Markovića), odnosno istaći da je napon U između dvije točke vodiča
upravo proporcionalan s otporom R između te dvije točke, ako je jakost struje
konstantna. Kod ovog pokusa mora otpor vodiča biti relativno velik, da bi se unutarnji
otpor izvora mogao zanemariti. Pribor za pokus treba sastaviti kao na slici. Sada
možemo razumjeti određivanje nepoznatog otpora U - I metodom.
7
MJERENJE NAPONA
PRIBOR: Baterija 4,5 V, 3 žaruljice, multimetar, žice za spajanje, prekidač.
UPUTE:
1) Nacrtajte shemu serijskog spoja baterije i 3 žaruljice. Spojite strujni krug i izmjerite
napon na polovima baterije, te pad napona na svakoj od žaruljica. U kakvom su
međusobnom odnosu izmjereni naponi?
2) Razmotrite strujni krug na slici.
Napišite prije mjerenja koliki će biti naponi između točaka 1 i 2, 2 i 3, 3 i 4, te 1 i 4 dok
je prekidač P spušten. Zatim izmjerite te napone. Slažu li se izmjerene vrijednosti s
pretpostavkom?
3) Što će se dogoditi s naponima U12, U23, U34 i U14 ako se podigne prekidač P?
Zapišite pretpostavku, a zatim izmjerite iznose tih napona.
4) Spojite strujni krug prikazan na slici:
Koliki će biti padovi napona na žaruljicama 1, 2 i 3? Zapišite pretpostavku, pa
izmjerite te napone.
8
SPAJANJE BATERIJA
LITERATURA: Šindler-Mikuličić, B svezak udžbenika fizike za VIII razred osnovne
škole, Školska knjiga, Zagreb, 1995. str. 8, pokus 5-6.
PRIBOR: Tri baterije od 1.5 V, rasklopljena baterija od 4.5 V, žaruljica u grlu, žice,
multimetar.
UPUTE:
1. Izmjerite napon na krajevima baterije.
Kako se mogu serijski spojiti dvije baterije? Prikažite shemom i izmjerite napon na
krajevima.
Koji od tih načina biste koristili u spajanju strujnih krugova? Zašto?
Spojite žaruljicu s baterijom. Zapamtite sjaj žaruljice.
Kako će svijetliti žaruljica ako se spoji još jedna baterija u seriju s prvom
baterijom? Provjerite pokusom.
Što se događa sa sjajem žaruljica kad se baterije dodaju serijski u strujni krug?
Provjerite pokusom dodajući još jednu bateriju u seriju s prve dvije baterije.
2. Proučite kako su spojeni članci u rasklopljenoj bateriji od 4.5 V. Zašto?
Što bi se dogodilo s naponom na krajevima baterije ako bi dodali još dva članka u
seriju?
3. Spojite u strujni krug jednu žaruljicu i bateriju od 1.5 V. Izmjerite napon na
žaruljici.
Kako će svijetliti žaruljica ako dodate još jednu bateriju paralelno u strujni krug?
Provjerite pokusom. Izmjerite napon na žaruljici.
Dodajte 3. bateriju paralelno s prve dvije baterije. Je li se promijenio sjaj baterije?
Izmjerite napon na žaruljici.
Kako se mijenja struja kroz žaruljicu kad se dodaju baterije paralelno u strujni
krug?
Kako se mijenja struja kroz svaku bateriju kad se dodaju baterije paralelno u
strujni krug?
Kako se mijenja napon na žaruljici kad se dodaju baterije paralelno u strujni krug?
Kako se razlikuju učinci spajanja baterija serijski i paralelno u strujni krug?
9
ODREĐIVANJE UNUTRAŠNJEG OTPORA GALVANSKOG ČLANKA
LITERATURA: Vernić - Mikuličić, Vježbe iz fizike, Školska knjiga, Zagreb, 1991. str.
106. vježba 5.6.
PRIBOR: Suha baterija (4,5 V), drvena kutija za bateriju, digitalni voltmetar (0 - 20 V),
ampermetar (0 - 250 mA), reostat 30 Ω, žice, krokodilske spojnice.
UPUTA: Pokus izvodimo prema uputama u literaturi.
1
PRUGE INTERFERENCIJE POMOĆU FRESNELOVE BIPRIZME
LITERATURA: N. Brković, Fizika 3, Luk, Zagreb, 1998. str. 147-153.
B. Marković, Fizika IV – Optika i atomska fizika, Školska knjiga, Zagreb, 1978.
str. 75, 82-86.
PRIBOR: Optička klupa, dijaprojektor, 3 klizača na klupi, 2 pomična nosača,
nosač za dijapozitive, pomična pukotina, biprizma, poluprozimi zastor, univerzalni
stalak sa spojkom, filter u okviru za dijapozitive, konvergentna leća.
ZADATAK: Pomoću pruga interferencije dobivenih Fresnelovom biprizmom
odredite valnu duljinu svjetlosti što je propušta crveni filter.
pukotina Fresnelova
biprizma
zastor
dijaprojektor
Slika 1.
UPUTA: Pribor smjestimo na optičku klupu kako je prikazano na sl.1. Ispred
dijaprojektora postavimo vertikalnu pukotinu na takvu udaljenost da presjek
snopa svjetlosti na zaslonu s pukotinom potpuno prekriva pukotinu. Iza pukotine,
koja je sada naš izvor I, dobivamo uski snop svjetlosti koji pada na brid biprizme
smještene oko 10 cm ispred pukotine. Brid biprizme treba biti strogo paralelan s
pukotinom i s njom treba ležati u vertikalnoj ravnini koja prolazi optičkom osi
dijeprojektora. To ćemo lako postići pomoću vijaka na klizačima predviđenih za
postizanje vrlo malih pomaka nosača. Poluprozirni zastor smjestimo na
udaljenost 1 - 2 m od biprizme. Zatim pomalo sužavamo pukotinu sve dok na
zastoru ne dobijemo oštre pruge interferencije. Treba reći, da se najčešće ne
dobiva odmah oštra slika pruga interferencije. Događa se da se na mjestu gdje bi
trebale biti pruge pojave dvije mutne svijetle pruge. To je znak da pukotina i
biprizma nisu međusobno paralelne. U tom slučaju treba lagano zakretati ili
pukotinu ili biprizmu oko optičke osi sve dok se ne pojave oštre pruge.
Stavimo li ispred biprizme filter (u nosač za dijapozitive) dobit ćemo na
zastoru jednobojne pruge interferencije. Iz izraza λ = s d / a (vidi izvod) možemo
odrediti valnu duljinu λ svjetlosti što je propušta neki filter mjereći udaljenost s
između dviju susjednih svijetlih ili tamnih pruga i udaljenost a između pukotine i
zastora na kojem promatramo pruge.
Razmak d između virtualnih izvora I1 i I2 možemo odrediti posebnim
mjerenjem tako da pomoću konvergentne leće nađemo na zastoru njihove realne
1
slike I1 i I2.
Slika 2.
Zatim izmjerimo razmak b i udaljenost m i n. Iz slike se vidi da vrijedi razmjer
d : b = m : n , odnosno d= bm/n.
2
OGIB SVJETLOSTI NA NITI
LITERATURA: N. Brković, Fizika 3, Luk, Zagreb, 1998. str. 159-168.
B. Marković, Fizika IV – Optika i atomska fizika, Školska knjiga, Zagreb, 1978.
str. 94-101.
PRIBOR: Optička klupa, dijaprojektor, 2 klizača na klupi, 2 pomična nosača, okvir
s niti od žice, pomična pukotina, poluprozirni zastor.
UPUTA: Pribor složimo prema shemi na slici. Izvor svjetlosti je žarulja u
dijaprojektoru. Kondenzor dijaprojektora dati će nam usmjeren snop svjetlosti.
Ispred kondenzora stavimo klizač s nosačem pukotine i neposredno iza pukotine
stavimo okvir s niti pazeći da nit i pukotina budu paralelne. Postepeno sužavamo
pukotinu sve dok na zastoru ne dobijemo oštre ogibne pruge. Ako pruge nisu
oštre, treba pomalo zakretati nosač s niti oko optičke osi kondenzora kako bismo
je doveli u paralelni položaj s pukotinom.
pukotina nit
dijaprojektor
zastor
3
BOJE TANKIH LISTIĆA
LITERATURA: Mikuličić-Vemić, Praktikum eksperimentalne nastave fizike,
Sveučilište u Zagrebu, Zagreb, 1966. str. 36.
N. Brković, Fizika 3, Luk, Zagreb, 1998. str. 153-154.
B. Marković, Fizika IV – Optika i atomska fizika, Školska knjiga, Zagreb, 1978.
str. 86-90.
PRIBOR: Optička klupa, konvergentna leća jakosti oko 6 m-1, kružna petlja od
žice, poluprozirni zastor, staklena čaša od 250 cm3, 2 univerzalna stalka, 2
hvataljke sa spojkama, zeleni i crveni filter u okviru za dijapozitive, dijaprojektor,
boca s gotovom sapunicom.
UPUTA: Pokus treba izvesti prema uputama u navedenoj literaturi. Projekciona
žarulja treba u ovom pokusu biti tako smještena da njene žarne niti budu
paralelne s kondenzorom. Pojavu treba promatrati u bijeloj i u monokromatskoj
svjetlosti (crveni i zeleni filter).
Smjesa pomoću koje dobivamo opnu od sapunice načinjena je od dva dijela
tekućeg deterdženta i jednog dijela vode. Nakon uporabe sapunicu vratiti u bocu.
4
POLARIZACIJA SVJETLOSTI POMOĆU DVA POLAROIDA
LITERATURA: N. Brković, Fizika 3, Luk, Zagreb, 1998. str. 172-178.
B. Marković, Fizika IV – Optika i atomska fizika, Školska knjiga, Zagreb, 1978.
str. 107-114.
PRIBOR: Grafoskop, kartonski zaslon s kvadratičnim otvorom u sredini, kružna
dijafragma (2r = 1 cm) na nosaču optičke klupe, pomični nosač optičke klupe, 2
polaroida.
UPUTA:
Pojave kod paralelnih i ukrštenih polarizatora pokazat ćemo pomoću grafoskopa.
Na radnu površinu grafoskopa stavimo kartonski zaslon s kvadratičnim otvorom u
sredini. Na otvor zaslona položimo kružnu dijafragmu s otvorom 1 cm i na nju
položimo jedan od polaroida koji će nam služiti kao polarizator (vidi sliku).
Pomoću objektiva grafoskopa nađemo na zastoru oštru sliku otvora dijafragme.
Drugi polaroid - analizator stavimo u pomični nosač optičke klupe i učvrstimo ga
na univerzalni stalak.
Zakrećemo li analizator oko optičke osi grafoskopa, mijenjat će se intenzitet slike
dijafragme od minimuma do maksimuma.
5
ODREĐIVANJE INDEKSA LOMA POMOĆU BREWSTEROVOG ZAKONA
LITERATURA: Vernić - Mikuličić, Vježbe iz fizike, Školska knjiga, Zagreb, 1991.
str. 149. vježba 6.11.
PRIBOR: Staklena ploča veličine 20 cm x 10 cm, džepna baterijska svjetiljka
(bez leće), polaroid u nosaču, 2 univerzalna stalka, 2 spojke, 1 hvataljka, crna
krpa.
UPUTA: Prema uputama u literaturi treba odrediti indeks loma stakla.
1
PROVJERAVANJE ZAKONA OČUVANJA ENERGIJE
LITERATURA: B. Mikuličić, Fizika1 - Problemi, istraživanja, pokusi. Radni
priručnik iz fizike za 1. razred gimnazije, Školska knjiga, Zagreb, 1999. str. 65.
PRIBOR: kolica, vibrator, papirnata traka, ravnalo, stezač s koloturom, konac,
utezi, odbojnik, dva drvena klina
UPUTA: Pokus treba izvoditi na stolu koji možemo nagnuti. Stezač s koloturom i
odbojnikom učvrstimo na rub stola.
2
ZAKON OČUVANJA ENERGIJE
LITERATURA: B. Mikuličić, Fizika1 - Problemi, istraživanja, pokusi. Radni
priručnik iz fizike za 1. razred gimnazije, Školska knjiga, Zagreb, 1999. str. 65.
PRIBOR: Kolica, karton dug 10 cm, 1 fotodetektor sa svjetlosnim vratima, 1
elektronička zaporna ura, branik sa stezačem, plastelin, uteg, vaga.
3
PROVJERAVANJE ZAKONA ODRŽANJA ENERGIJE
POMOĆU ELASTIČNOG SPIRALNOG PERA
LITERATURA: Vernić - Mikuličić, Vježbe iz fizike, Školska knjiga, Zagreb, 1991.
str. 60. vježba 2.10.
PRIBOR: Univerzalni stalak, spojka, željezna kuka, spiralno pero, 3 kvačice s
oznakama, utezi 10 dag, 20 dag, 30 dag, ravnalo od 50 cm, milimetarski papir.
4
PROMJENA UNUTRAŠNJE ENERGIJE TIJELA
MEHANIČKIM RADOM
LITERATURA: B. Mikuličić, Fizika - Gibanje i energija, B udžbenik za I razred
usmjerenog obrazovanja, Školska knjiga, Zagreb, 1991. str. 105.
PRIBOR: Kartonska cijev duljine 0.5 m, olovna sačma, termometar, plastična
čaša, ravnalo duljine 0.5 m, vaga.
UPUTA: Pokus izvodimo s kartonskom cijevi duljine 0.5 m i sačmom mase 0.25
kg. Rezultati mjerenja biti će bolji ako sačmu prije izvođenja pokusa pothladimo.
Sačmu u plastičnoj posudi stavimo u kupelj hladne vode iz slavine čija je
temperatura nekoliko stupnjeva niža od sobne.
1
TOPLINA
LITERATURA: Šindler-Mikuličić, B svezak udžbenika fizike za VII razred osnovne
škole, Školska knjiga, Zagreb, 1992., str. 94-97.
PRIBOR: Električni grijač snage 1000 W, čaša od 800 ml, termometar 0 - 100°C,
zaporni sat, menzura od 1000 cm3, štapić za miješanje vode, uteg mase 0.5 kg.
UPUTA:
Pokus izvodimo prema uputama u knjizi pod naslovom "Koliko topline ...", a zatim
izvedemo i pokus kojim utvrđujemo ovisnost Q o specifičnom toplinskom
kapacitetu.
Toplinu Q koju primi voda u pojedinoj minuti grijanja od grijača izračunamo iz
snage grijača prema E = Q = P · t. Snaga grijača iznosi 1000 W.
ZADACI:
1. Nacrtajte graf ∆t – Q za vodu i za smjesu voda-željezo.
2. Odredite specifični toplinski kapacitet vode i željeza.
2
REGELACIJA LEDA
LITERATURA: B. Marković : Pokusi iz fizike, Zagreb, 1950, str. 98. pokus 7.
PRIBOR: Drveni podložak, velika petlja od čelične žice, veliki utezi s kukama: 2 ×
2 kg, 2 × 1 kg, komad leda.
UPUTA: Pokus treba izvesti prema knjizi B. Markovića.
3
ODREĐIVANJE VLAGE ZRAKA POMOĆU ROSIŠTA
LITERATURA: Vernić - Mikuličić, Vježbe iz fizike, Školska knjiga, Zagreb, 1991.
str. 80. vježba 3.11.
PRIBOR: Epruveta s metalnim prstenom, čep s dvije cijevi, gumeni balon,
termometar, bočica s eterom.
UPUTA: Treba odrediti apsolutnu i relativnu vlagu u sobi.
4
OVISNOST TEMPERATURE VRENJA O TLAKU
PRIBOR: Velika staklena epruveta, gumeni čep sa staklenom cjevčicom i pipcem
te metalnom kukicom, epruveta s prstenom od stiropora i žicom za ovjes,
termometar, vakuum sisaljka, velika hvataljka, gumena cijev, bočica s glicerinom,
čaša 250 ml.
UPUTA:
U manju epruvetu s prstenom od stiropora ulijemo malo hladne vode.
Termometar i epruvetu objesimo na kukicu gumenog čepa kojim zatvorimo veliku
epruvetu. Pipac na staklenoj cijevi neka bude otvoren. Veliku epruvetu učvrstimo
PAŽLJIVO u stalak i gumenom cijevi povežemo staklenu cjevčicu koja viri iz
čepa i vakuum pumpu. Očitajte temperaturu vode i zatim uključite pumpu.
Što očekujete? Hoće li temperatura vode koja vrije porasti?
5
TERMOMETAR SA ZRAKOM
LITERATURA: Vernić - Mikuličić, Vježbe iz fizike, Školska knjiga, Zagreb, 1991.
str. 77. vježba 3.8.
PRIBOR: Tikvica od 200 cm3 s gumenim čepom i staklenom cijevi, plinski
plamenik, tronožac, šibice, menzura od 250 cm3, staklena kada, led, milimetarski
papir, staklena čaša od 1 L, 1 željezni stalak sa spojkom i velikom hvataljkom.
UPUTA:
Pokus i mjerenja treba izvesti prema uputama u literaturi.
Smjesu leda i vode u kadici pripremiti tek kad voda u kojoj grijete tikvicu zavrije.
VAŽNO: Po završenoj vježbi obavezno napuniti vrećicu za led vodom i staviti u
zamrzivač!
6
UNUTRAŠNJA ENERGIJA I MEHANIČKI RAD
LITERATURA: B. Mikuličić, Fizika - Gibanje i energija, B udžbenik za I razred
usmjerenog obrazovanja, Školska knjiga, Zagreb, 1991. str. 112. pokus 41.
PRIBOR: Srednja epruveta, epruvetica – plovak, azbestna mrežica, led.
UPUTA: Pokus treba izvesti prema uputama u literaturi.
1
IONIZIRAJUĆE DJELOVANJE RADIOAKTIVNOG ZRAČENJA
PRIBOR: Mrežica za plinsku rasvjetu kao radioaktivni preparat, 2 elektroskopa,
pločica za elektroskop, pločica na izoliranom stalku, polivinilni štap s vunenom
krpom, univerzalni stalak, spojka i hvataljka, 3 žice za spajanje.
UPUTA:
Uređaj složimo prema slici. Pločica na elektroskopu i pločica iznad nje čine
pločasti kondenzator spojen s elektroskopom. Pločice kondenzatora trebaju biti
blizu.
Na pločicu elektroskopa stavimo radioaktivni preparat (2 mrežice za plinsku
rasvjetu) . Oba elektroskopa zatim elektriziramo negativno tako da im se kazaljke
otklone za približno jednake kutove.
Nakon kratkog vremena elektroskop s kondenzatorom će se izbiti, dok će drugi
elektroskop ostati jednako elektriziran kao što je bio u početku.
Kako to objasniti? Radioaktivno zračenje, naročito α čestice, imaju veliku
kinetičku energiju i lako izbace elektrone iz elektronskog omotača atoma i
molekula. Nastali ioni gibaju se u električnom polju kondenzatora, što čini
električnu struju zbog koje se kondenzator postepeno izbija. Brzina kojom se
elektroskop izbija nije velika i treba čekati otprilike 2 minute da se elektroskop
izbije.
Što će se dogoditi ako nabijenom elektroskopu približimo plamen svijeće?
Objasnite!
2
SLUČAJNOST KOD RADIOAKTIVNOG RASPADANJA
LITERATURA: Laboratorijski priručnik uz PSSC- fiziku, str.85.
PRIBOR: Geiger-Müllerova cijev, digitalni brojač, plinska mrežica kao radioaktivni
preparat, stalak, hvataljka, spojka i računalo.
UPUTA:
Radioaktivno raspadanje detektirat ćemo pomoću Geiger-Müllerove cijevi. G.M.
se sastoji od staklene cijevi duž čije osi se nalazi tanka metalna nit (sl.1). S
unutrašnje strane staklene cijevi nalazi se metalna cijev, U cijevi je plin argon
pod sniženim tlakom od nekoliko mm Hg. Metalna cijev je spojena s negativnim
polom izvora napona od 300 - 450 V, a metalna nit s pozitivnim polom. U strujni
krug uključen je brojač i zvučnik. Kad kroz cijev prođe α ili β zraka ona izazove u
prostoru između metalne cijevi i niti ionizaciju plina; stvara se "lavina" iona, zbog
koje kroz cijev proteče kratkotrajni impuls struje. Zvučnik registrira taj impuls kao
"klik". Elektronski brojač broji te impulse.
Kad cijevi približimo mrežicu koja sadrži torij možemo brojati čestice koje prođu
kroz G.M. cijev. U prvi mah će nam se činiti da je raspadanje potpuno nepravilno,
tj. da u jednakim vremenskim razmacima zapažamo broj raspada koji se stalno i
nepravilno mijenja. Tek statistička obrada podataka pokazuje pravilnost.
Mjerenja izvodimo prema uputi u literaturi.
3
DOSEG β ZRAČENJA
PRIBOR: Geiger-Müllerova cijev, brojač (DIGITAL SCALER TIMER), radioaktivni
izvor β zraka u staklenoj epruveti zatvorenoj u metalnoj cijevi, ravnalo duljine 50
cm, univerzalni stalak, hvataljka i spojka, milimetarski papir.
UPUTA:
Izvor β zraka nalazi se u maloj epruveti na mjestu označenom crvenim kružićem.
Taj označeni dio treba pri mjerenju okrenuti prema detektoru. Zračenje ćemo
detektirati G-M. cijevi spojenom na elektronski brojač.
Kad je radioaktivni izvor u blizini G.M. cijevi, u svakoj sekundi dopre u cijev
mnoštvo β čestica što se očituje velikom frekvencijom koju pokazuje brojač. Kad
se izvor udaljava od G.M. cijevi, u cijev stižu samo one β čestice koje imaju
dovoljnu energiju da prevale danu udaljenost između izvora i detektora.
Povećavanjem udaljenosti izvora i detektora sve manji broj čestica ima dovoljnu
energiju da dopre do detektora.
Naš je zadatak ispitati iz koje udaljenosti β čestice više ne dopiru do
detektora, tj. odrediti doseg β čestica koje nastaju raspadanjem izvora.
Brojač ćemo prirediti za mjerenje frekvencije radioaktivnog raspadanja kako je
prikazano na sl. 1. Izvor zračenja učvrstimo u stalak i namjestimo u istu visinu sa
G. M cijevi (sl.2).
3
d
izvor
G.M. cijev
Sl. 2.
Ako smo funkcije brojača odabrali kako je
označeno na sl. 1., brojač nam automatski
pokazuje broj raspada u sekundi tj. frekvenciju.
Brojač broji dok su vrata (gate) otvorena (svijetli
LED dioda uz oznaku "gate open"). Kad se
svijetlo ugasi, možemo očitati broj raspada u
sekundi. Zatim se brojač automatski vrati na
nulu (svijetli LED dioda uz oznaku "reset") i
ponovo otpočinje odbrojavanje.
Da bismo odredili doseg β zračenja mijenjamo udaljenost d izvora od G.M. cijevi i
za svaku udaljenost izmjerimo frekvenciju raspada. Za svaku pojedinu udaljenost
treba izvršiti pet mjerenja frekvencije raspada i naći srednju vrijednost frekvencija.
Udaljenost d
detektora od izvora
Uzastopne vrijednosti
frekvencija f / Hz
1 cm 2 cm 3 cm 4 cm 5 cm 6 cm 7 cm .....
1
2
3
4
5
Srednja vrijednost
Frekvencija f / Hz
Mjerne podatke treba prikazati grafički u f - d koordinatnom sustavu.
S koje udaljenosti β čestice više ne dopiru do detektora? Obrazložite zašto?
I
UPUTE ZA RAD S OSCILOSKOPOM
Osciloskop se sastoji od katodne cijevi i pripadnih strujnih krugova. Ima
četiri osnovna dijela.
a) Elektronski top. To je uređaj kojim dobivamo uski snop elektrona.
Shema uređaja prikazana je na slici 1.
Brightness
Fokus
Grafitni sloj
Slika 1.
Elektronski top ima indirektno grijanu katoda C, cilindar G koji nazivamo
rešetkom i dvije anode A1 i A2. Rešetka G je na negativnom potencijalu obzirom
na katodu C i kontrolira broj elektrona koji dolaze na A1 iz katode C. Otpor R1
određuje potencijal rešetke G i time kontrolira intenzitet mrlje na zastoru
(brightness) koji ovisi o broju pridošlih elektrona.
Anode A1 i A2 imaju oblik šupljih metalnih valjaka i obje su na pozitivnom
potencijalu obzirom na katodu C, A2 na višem nego A1. Uloga anoda jest da
ubrzavaju elektrone duž evakuirane cijevi, a po obliku i potencijalu su takove da
električno polje među njima fokusira snop elektrona u točkastu mrlju na
fluorescentnom zastoru S na kraju cijevi. Podešavanjem potencijala anode A1
pomoću potenciometrijski spojenog otpornika R2 postiže se fokusiranje snopa
elektrona (fokus). A1 i A2 čine sistem "elektronskih leća".
Kad elektroni stignu velikom brzinom na fluorescentni zastor na njemu
dolazi do sekundarne emisije elektrona tj. do emisije elektrona iz površine koju
bombardiraju elektroni. Sekundarni elektroni sa površine S se skupljaju na
grafitnom premazu na unutrašnjosti cijevi. Taj je sloj grafita povezan s anodom
A2. Na površinu S dolaze elektroni iz elektronskog snopa međutim sekundarnom
emisijom površina S izgubi približno jednak broj sekundarnih elektrona pa je
potencijal površine S približno jednak potencijalu anode A2. Zbog toga elektroni u
elektronskom snopu putuju stalnom brzinom između A2 i površine S. Dodajmo još
da grafitni sloj ujedno štiti cijev od vanjskih polja,
Da bismo spriječili da uzemljeni objekti (npr. eksperimentator) u blizini
osciloskopa djeluju na snop elektrona, anoda A2 (i grafitni sloj) je uzemljena. To
znači daje i + pol izvora visokog napona također na potencijalu zemlje pa ostale
elektrode postaju negativne obzirom na A2. Elektroni se ubrzavaju samo u
području između C i A2.
II
b) Otklonske pločice. Pošto je snop elektrona prošao kroz anodu A2 on
prolazi između dvije horizontalne pločice, Y pločice. Kad na te pločice priključimo
neki vanjski napon, električno polje između pločica uzrokuje vertikalni otklon
snopa. Zatim snop elektrona prolazi između dvije vertikalne pločice, X pločice,
koje otklanjaju snop u horizontalnom smjeru kad je na njih priključen vanjski
napon.
Da bismo utjecaj električnog polja između otklonskih pločica na ostale
dijelove cijevi (koji mogu uzrokovati defokusiranje snopa elektrona) učinili što
manjim po jednu od svakog para pločica spojimo na isti potencijal kao anodu A2.
U praksi su X2, Y2 i A2 međusobno interno spojene u jednoj točki koja je na
prednjoj ploči osciloskopa označena kao uzemljenje E. Vanjski napon koji će
otklanjati snop u vertikalnom, odnosno horizontalnom smjeru, priključujemo na
pločicu Y1 (označenu na prednjoj ploči osciloskopa kao Y-input ) ili X1 (označenu
kao X-input).
X i Y otklonska pojačala obično su ugrađena u osciloskopu tako da
pojačavaju napone koji su premali da bi dali mjerljive otklone snopa elektrona
prije no što su spojeni na pločice.
c) Fluorescentni zastor. Unutrašnjost proširenog dijela cijevi premazana
je fosforom koji emitira svjetlost pri udaru brzih čestica. To se može primijetiti kao
fluorescencija (emisija svjetlosti prestaje bombardiranjem brzih čestica) ili
fosforescencija (emisija traje još neko vrijeme nakon bombardiranja). Ako je cijev
premazana cinkovim sulfidom, onda on emitira plavičastu svjetlost i nema emisije
svjetlosti nakon bombardiranja. To je obično slučaj kod svih osciloskopa.
d) Vremenska baza. Ako na Y-ulaz osciloskopa stavimo neki napon koji
se periodički mijenja, kao što je na primjer transformirani napon iz gradske
mreže, dok je na X-ulazu napon jednak nuli, svijetla mrlja na fluorescentnom
zastoru opisuje vertikalnu dužinu koja je jednaka dvostrukoj amplitudi titranja
mrlje. Međutim, da bi nam mrlja, odnosno snop elektrona, mogla opisivati
promjene vertikalnog električnog polja u vremenu, moramo snop elektrona
istodobno otkloniti i u horizontalnom smjeru i to proporcionalno s vremenom. Taj
otklon postižemo naponom na horizontalnim pločicama. X
pločice (vertikalne) spojene su sa strujnim krugom u
osciloskopu koji se naziva vremenskom bazom. Taj strujni
krug proizvodi tzv. pilasti napon poput onoga prikazanog na
sl. 2. "Uzlazni" dio pilastog napona AB mora biti linearan
kako bi otklon snopa u horizontalnom smjeru bio
proporcionalan vremenu i uzrokovao da snop putuje po
ekranu od lijeva na desno brzinom koja je stalna, ali koja se
Slika 2.
može mijenjati podešavanjem vremenske baze.
Podešavanjem vremenske baze postižemo usklađivanje s frekvencijom
izmjeničnog napona na Y-ulazu tj. na horizontalnim pločicama. Kad elektronski
snop dođe do ruba ekrana, napon na X pločicama naglo pada na nulu (BC dio
pilastog napona) i svijetla mrlja se vrio brzo, praktički momentalno, vraća u
početni položaj.
Da bismo na ekranu dobili mirnu sliku nekog periodičnog napona
(priključenog na Y-ulaz) svaki horizontalni pomak snopa mora započeti u istoj
III
točki valne funkcije koju promatramo. To se postiže tako da dio ulaznog signala
odlazi do strujnog kruga koji okida (trigger) koji duge pulseve (u odabranoj točki
na ulaznom signalu odabranoj komandom "trig level") koji pokreću uzlazni dio
pilastog napona vremenske baze tj. okida ("trigger") vremensku bazu čime
započinje horizontalno gibanje snopa elektrona na ekranu od lijeva na desno, U
praksi se najčešće upotrebljava automatsko okidanje (AUTO position on the
TRIG LEVEL control),
Valni oblik ulaznog signala bit će vjerno predočen (bez izobličenja) samo
onda ako je uzlazni dio pilastog napona vremenske baze linearan. Kad
vremenska baza ima frekvenciju jednaku frekvenciji ulaznog signala, na ekranu
ćemo vidjeti jedan potpuni val; ako je frekvencija vremenske baze pola od one
ulaznog signala, na ekranu ćemo vidjeti dva vala itd.
Kad osciloskop uključimo u gradsku mrežu treba pričekati kratko vrijeme
da se na ekranu pojavi svijetla mrlja, trag udara snopa elektrona na fluorescentni
zastor. Sjaj, odnosno intenzitet mrlje, možemo mijenjati zakretanjem gumba uz
koji stoji oznaka INTENSITY.
OPREZ! Mrlja može biti tek toliko sjajna da se bez poteškoća vidi na
zastoru. Ako je nepomična mrlja ili krivulja suviše sjajna i duže vrijeme na istom
mjestu zastora može doći do oštećenja zastora. Kad god ne promatramo zastor,
treba smanjiti sjaj mrlje tako da ona gotovo nestane.
Ako osciloskop ima kalibriranu vremensku bazu možemo njime mjeriti
vremenske intervale. Kalibracija vrijedi jedino u slučaju kad je gumb za finu
regulaciju vremenske baze (označen sa swp. var.) u položaju CAL.
Dvokanalni osciloskopi imaju sistem koji razdvaja snop elektrona u dva
snopa koji reagiraju na istu vremensku bazu. Takav osciloskop nam omogućuje
da istovremeno promatramo dvije periodične promjene i eventualni pomak u fazi
između njih.
Vremensku bazu na osciloskopu podešavamo gumbom uz koji stoji
oznaka TIME/DIV. Podesimo li vremensku bazu npr. na 2 ms to znači da na
kalibriranom osciloskopu snop elektrona tj. svijetla mrlja pređe duljinu koja
odgovara stranici jednog kvadratića za 2 ms.
Pomoću gumba uz koji je oznaka VOLT/DIV (volt divider) možemo
podesiti ulazni signal, tj. vertikalni otklon snopa, na veličinu koja je dobro vidljiva.
Ako na kalibriranom osciloskopu gumb uz taj Y-ulaz pokazuje napon 20 mV to
znači da otklon duljine jedne stranice kvadratića u vertikalnom smjeru odgovara
naponu od 20 mV.
1
ODREĐIVANJE FREKVENCIJE GRADSKE MREŽE
PRIBOR: Osciloskop (kalibrirani), žica za priključak na osciloskop, transformator
220 V / 2 V, generator sinusnih titraja.
UPUTA: Pomoću osciloskopa možemo mjeriti vremenske intervale samo ako on
ima kalibriranu vremensku bazu. Kalibracija vrijedi jedino u slučaju kad je gumb
za finu regulaciju vremenske baze (označen sa swp,var.) u položaju CAL.
Na ekranu osciloskopa promatrat ćemo i mjeriti frekvenciju napona
gradske mreže sniženog preko transformatora na 2 V. Napon od 2 V priključit
ćemo na Y-ulaz osciloskopa pomoću priključnice za osciloskop. Crni utikač
spojimo na nulu transformatora, a crveni na utičnicu transformatora uz oznaku 2
V. Za vremensku bazu odaberemo 5 ms što znači da snop elektrona prijeđe
jedan djelić skale (stranica kvadratića) za 5 ms.
Pošto smo uključili osciloskop u gradska mrežu odaberimo vertikalno
pojačanje takvo da je ulazni signal dobro vidljiv.
Zadatak:
1. Odredite frekvenciju gradske mreže iz slike izmjeničnog napona
gradske mreže koju ste dobili na ekranu osciloskopa.
2. Odredite frekvenciju nekog sinusnog signala iz generatora signala i
provjerite dobivenu vrijednost na skali generatora.
2
Izmjenična struja i napon
LITERATURA
• Fizika 3, Nada Brković, Udžbenik za treći razred gimnazija, str. 207-209,
Zagreb 1998.
PRIBOR
Računalo s instaliranim programom Logger Pro, Vernier međusklop, generator
sinusnih titraja (FUNCTION GENERATOR), žarulja oznake 3,5 V i 0,2 A,
postolje za žarulju, štoperica, voltmetar (Differential Voltage senzor),
ampermetar (Current 600mA max), digitalni voltmetar.
UPUTE
Kod kuće ste imali priliku gledati žarulju kućne lampe koja je spojena na
izmjenični napon. Žarulja svijetli cijelo vrijeme istim intenzitetom.
•
•
•
Kako je to moguće kad je žarulja spojena na izmjenični napon?
Što mislite zašto se sjaj žarulje ne mijenja?
Da li se uopće mijenja napon na žarulji?
Još kada pogledamo da napon gradske mreže iznosi 220 V, zašto bi uopće to
nazvali izmjeničnim naponom. Kakav je zapravo napon gradske mreže?
Objasnite.
Titranje žarulje
Generator sinusnih titraja, kao što mu i sam naziv kaže, može generirati
različite sinusne titraje različitih frekvencija. On će nam poslužiti kao izvor
izmjeničnog napona. Složite strujni krug kao na slici 1.
Slika 1
Za frekvenciju titranja uzmite 0,5 Hz
1. Što ste zapazili? Što se događa s sjajem žarulje?
2. Malo se igrajte povećavajući i smanjujući frekvenciju i gledajte što se događa
s frekvencijom titranja žarulje.
3. Izmjerite period titranja žarulje pomoću štoperice. Napomena: treba pripaziti
što zapravo znači jedan period titranja žarulje!!! Iz podataka za period
2
izračunajte frekvenciju. Frekvencija bi trebala biti približno jednaka onoj
frekvenciji koju daje generator sinusnih titraja1.
4. Povećavajte frekvenciju od 1Hz pa na više. Nađite frekvenciju na kojoj vam
se čini da žarulja više ne titra. Da li ta frekvencija ima kakvo značenje?
Napon i struja u krugu izmjenične struje
Da bismo vidjeli kao se mijenjaju struja i napon u vremenu u strujni krug ćemo
spojiti još voltmetar (Differential Voltage senzor) i ampermetar (Current 600mA)
kao na slici 2.
Slika 2
1. Isključite generator sinusnih titraja.
2. Prijavite se (ulogirajte se, eng. login) na korisnički račun Student, sa šifrom
student
3. Spojite voltmetar (senzor) na Channel 1 (CH 1), a ampermetar na Chanel 2
(CH 2) na međusklop.
4. Pokrenite Logger Pro program – ikona se nalazi na Desktopu.
5. Pazite da ste dobro spojili voltmetar i ampermetar prema oznakama na
njima.
6. Kliknite gumb Zero u programu Logger Pro da biste poništili na nulu napon
na voltmetru odnosno struju na ampermetru.
7. Uključite generator sinusnih titraja.
8. Postavite frekvenciju titranja generatora sinusnih titraja na 0,7 Hz
9. U programu Logger Pro kliknite gumb Collect. Nakon 20s će program
automatski prestati skupljati podatke.
10. Koju funkciju ste dobili kao sliku na grafu?
Frekvencija titranja
2. način:
Iz grafa ovisnosti napona o vremenu očitajte period titranja napona? To ćete
napraviti tako da označite (zacrnite) dio na grafu koji označava jedan period, a
vrijednost ćete očitati u donjem lijevom uglu grafa pod oznakom dx.
Da li ste mogli period očitati i iz grafa ovisnosti struje i vremena? Da li struja i
napon titraju istom frekvencijom?
1
Napomena: Generator sinusnih signala ne daje baš istu frekvenciju napona kao što je označena
na njemu!!
2
Iz podatka za period izračunajte frekvenciju titranja?
3. način:
Prilagodbom (eng. to fit) sinus funkcije mjerenim podacima možemo dobiti
podatak o kružnoj frekvenciji ω titranja napona (struje)! Prvo, kliknite ne jedan
od dobivenih grafova. Kliknete gumb
, izaberite Sine y = A sin( Bt + C ) + D
funkciju. Kliknite
, zatim kliknite OK.
Otvoriti će vam se novi prozorčić s parametrima A; B, C, D.
Koji od parametar predstavlja kružnu frekvenciju ω ?
Iz podatka za kružnu frekvenciju izračunajte frekvenciju titranja.
Podaci za frekvenciju titranja napona i struje mjereni u sva tri načina trebaju
biti približno jednaki onoj frekvenciji koju piše na generatoru sinusnih signala.
Efektivna i maksimalna vrijednost napona (struje)
1. Za frekvenciju titranja uzmite 50 Hz.
Spojite digitalni voltmetar na žarulju i očitajte vrijednost napona. Što
mislite, da li je taj napon koji mjerite maksimalni ili efektivni?
2. Prilagodbom (eng. to fit) sinus funkcije mjerenim podacima možemo dobiti
podatak o maksimalnoj vrijednosti napona (amplitudi).
Prije nego što kliknete gumb Collect ćete kliknuti Experiment->Data
Collection i u okvir Length upisati 2 kako biste smanjili vrijeme sakupljanja
podataka i okvir samples/seconds upisati 2000 da bi graf bio glatkiji. Graf
će izgledati dosta zgusnuto, ali ga možete proširiti tako da rastegnete x-os.
Nakon ovoga možete normalno prilagoditi funkciju sinus mjerenim
podacima.
Koji od parametara predstavlja maksimalnu vrijednost napona?
3. Podijelite maksimalni napon s efektivnim naponom. Koji ste broj dobili?
Pogledajte definiciju efektivnog napon i usporedite podatke.
3
INDUKTIVNI OTPOR
LITERATURA: Krsnik-Mikuličić, Fizika – Međudjelovanja, relativnost, titranja i
zvuk, Školska knjiga, Zagreb, 1992. str. 260.-261.
PRIBOR: Izvor istosmjernog napona 4 V, izvor izmjeničnog napona 4 V
(transformator 220 V / 4 V), žaruljica 3, 5 V, grlo za žaruljicu, školski
transformator sa zavojnicom oznake 220 (priključenom na svoje krajnje
priključnice), preklopnik, žice za spajanje.
Pokus izvodimo prema uputama u literaturi.
4
ZAVOJNICA U KRUGU IZMJENIČNE STRUJE
LITERATURA: Krsnik-Mikuličić, Fizika – Međudjelovanja, relativnost, titranja i
zvuk, Školska knjiga, Zagreb, 1992. str. 261.
PRIBOR: generator sinusnih titraja, zavojnica školskog transformatora (220,
120), miliampermetar za izmjeničnu struju (30 mA), voltmetar za izmjeničnu
struju (10 V), prekidač, žice za spajanje.
Pokus izvodimo prema uputama u literaturi.
5
INDUKTIVNI OTPOR - STRUJA I NAPON
LITERATURA: Krsnik-Mikuličić, Fizika – Međudjelovanja, relativnost, titranja i
zvuk, Školska knjiga, Zagreb, 1992. str. 261.-264.
PRIBOR: Generator sinusnih titraja, otpornik otpora 10 Ω, demonstracijski
voltmetar s nulom na sredini skale i predotporom za 5 V, demonstracijski
ampermetar s nulom na sredini skale i šantom za 100 mA i 10 mA (oba se
spajaju na ampermetar na priključnice za istosmjernu struju), zavojnica od 3 600
zavoja na zatvorenoj željeznoj jezgri školskog transformatora, dvokanalni
osciloskop, žice za spajanje.
Pokus izvodimo prema uputama u literaturi.
6
PRINCIP KONDENZATORA
PRIBOR: Elektroskop, pločica za elektroskop, polivinilski štap, krpa od vunene
tkanine.
UPUTE: Nabijenom elektroskopu s pločicom naglo približite ruku, tako da dlan
bude paralelan s pločicom, ali da je ne dotiče. Pri tumačenju pokusa uzmite u
obzir da elektroskop mjeri napon između kućišta i kazaljke. (To možete provjeriti
tako da žicom spojite kućište i pločicu elektroskopa, te ga nabijete pomoću
polivinilskog štapa. Premda dovodite naboj na elektroskop kazaljka se neće
otkloniti, jer su i kućište i kazaljka na istom potencijalu, pa je napon između njih
jednak nuli.)
Što opažate kad približite ruku nabijenom elektroskopu?
Što se događa kad ruku odmaknete?
Da li se promijenila količina naboja na elektroskopu kad ste mu približili ruku (a
niste ga dotaknuli)?
Da li se nešto dogodilo s pokretnim nosiocima nabojima u ruci kad su se našli u
blizini naboja na elektroskopu?
Kako se promijenio napon između kazaljke i kućišta elektroskopa? Zašto?
Kako biste (ne mičući ruku) mogli postići prijašnju vrijednost napona?
Da li je kapacitet sistema pločica i ruka veći ili manji u odnosu na kapacitet same
pločice?
7
KAPACITET PLOČASTOG KONDENZATORA
LITERATURA: Krsnik-Mikuličić, Fizika – Međudjelovanja, relativnost, titranja i
zvuk, Školska knjiga, Zagreb, 1992. str. 231., pokus P-10
PRIBOR: Elektroskop, dvije metalne pločice, žica, polivinilski štap s krpom.
8
KAPACITIVNI OTPOR
LITERATURA: Krsnik-Mikuličić, Fizika – Međudjelovanja, relativnost, titranja i
zvuk, Školska knjiga, Zagreb, 1992. str. 264.
PRIBOR: Izvor istosmjernog napona 6 V, izvor izmjeničnog napona 6 V
(transformator 220 / 6 V), žaruljica 3,5 V / 0,2 A, 2 kondenzatora kapaciteta 60
µF, žice za spajanje.
Pokus izvodimo prema uputama u literaturi.
9
KAPACITIVNI OTPOR - STRUJA I NAPON
LITERATURA: Krsnik-Mikuličić, Fizika – Međudjelovanja, relativnost, titranja i
zvuk, Školska knjiga, Zagreb, 1992. str. 265.-267.
PRIBOR: Generator sinusnih titraja, kondenzator kapaciteta 700 µF,
demonstracijski voltmetar s predotporom za napon 15 V, demonstracijski
ampermetar sa šantom 100 mA (spojen na priključnice za galvanometar)
otpornik otpora 1 Ω, dvokanalni osciloskop, žice za spajanje.
Pokus izvodimo prema uputama u literaturi.
10
KONDENZATOR I ZAVOJNICA U KRUGU IZMJENIČNE STRUJE
LITERATURA: Krsnik-Mikuličić, Fizika – Međudjelovanja, relativnost, titranja i
zvuk, Školska knjiga, Zagreb, 1992. str. 259.
PRIBOR: Kondenzator kapaciteta 60 µF, zavojnica školskog transformatora s
oznakom 220, željezna jezgra transformatora, žaruljica za napon 3,5 V u grlu na
stalku, žice za spajanje.
Pokus izvodimo prema uputama u literaturi.
0
UPUTE ZA RAD S UV - LAMPOM
VAŽNO: U SVIM POKUSIMA, OSIM FOTOELEKTRIČNOG EFEKTA, LAMPA
MORA BITI ZAKLONJENA LIMENIM ZASLONOM S PUKOTINOM. NE
GLEDAJTE U LAMPU (KONJUNKTIVITIS) I DRŽITE JE USMJERENU OD
SEBE I DRUGIH PRI DEMONSTRIRANJU FOTOELEKTRIČNOG EFEKTA!
- Prije uključivanja otvorite lampu i postavite je u uspravni položaj.
- Postavite je iza limenog zaslona s pukotinom i PRIJE UKLJUČIVANJA
provjerite da kroz otvor pukotine vidite središnji stakleni dio lampe.
- Priključite lampu na gradsku mrežu i pustite je nekoliko minuta da se ugrije.
- Nakon isključivanja, pustite lampu 10 minuta da se hladi prije nego je ponovno
uključite.
1
SPEKTAR BIJELE SVJETLOSTI
PRIBOR: Optička klupa, dijaprojektor, pomična pukotina, prizma od flintskog
stakla, prizma od krunskog stakla, staklena kiveta, objektiv, stolić za prizme,
luminiscentni zastor.
ZADACI:
a) Nađite na zastoru spektar svjetlosti što ga daje žarulja dijaprojektora.
Slika1.
Spektar treba demonstrirati na zastoru ili na zidu udaljenom od izvora
svjetlosti 2-3 m. Najprije treba složiti pribor prema shemi na slici 1. ali bez
prizme. Pomoću objektiva treba na zastoru Z1 naći oštru i ravnomjerno
osvijetljenu sliku pukotine.
Slika 2.
1
Zatim pred objektiv smjestimo stolić i na njega postavimo prizmu od
flintskog stakla i to tako da njen brid bude paralelan s pukotinom i da čitav snop
svjetlosti prolazi kroz prizmu. Zakrećemo prizmu oko vertikalne osi sve dok ne
dođe u položaj minimuma devijacije. Spektar treba uhvatiti na zastoru Z2 koji se
nalazi na približno jednakoj udaljenosti od izvora kao i zastor Z1.
Mijenjajte širinu pukotine sve dok ne nađete najpovoljniji spektar.
b) Demonstrirajte ovisnost širine spektra o indeksu loma sredstva od kojeg je
načinjena prizma tako da na prizmu od flintskog stakla stavite prizmu od
krunskog stakla. Pri tome neka snop svjetlosti iz pukotine pada na obje prizme.
Demonstrirajte istovremeno i spektar što ga daje "vodena" prizma tako da
na put svjetlosti iz pukotine stavite prizmatičnu kivetu ispunjenu vodom.
- Koje od ispitivanih sredstava kroz koje je prolazila svjetlost ima najveći
indeks loma?
- Koji uvjeti moraju biti ispunjeni ako želimo demonstrirati ovisnost širine
spektra o indeksu loma svjetlosti?
- Kako biste demonstrirali monokromatičnost pojedinih boja u spektru bijele
svjetlosti?
c) Ispitajte pomoću luminiscentnog zastora da li u spektru svjetlosti žarulje postoji
ultravioletno zračenje (sl. 3.).
crv.
ljub.
luminiscentni zastor
Slika 3.
2
LINIJSKI SPEKTAR
PRIBOR: Optička klupa, živina svjetiljka, limeni zastor, pomična pukotina,
objektiv, prizma od flintskog stakla, stolić za prizmu, luminiscentni zastor, željezni
stalak, spojka.
ZADACI:
a) Demonstrirajte spektar što ga daje živina svjetiljka.
Pribor treba složiti kao u pokusu 1. samo umjesto dijaprojaktora stavit ćemo
na klupu živinu svjetiljku. Ispred živine svjetiljke treba staviti limeni zastor
učvršćen u željezni stalak, a ispred njega pukotinu.
Postupak pri traženju spektra isti je kao u pokusu 1.
b) Pokažite pomoću luminiscentnog zastora postojanje ultravioletnog zračenja u
spektru živine svjetlosti (sl.1).
crv.
ljub.
luminiscentni zastor
Slika 1.
3
ODREĐIVANJE DULJINE VALA SVJETLOSTI
POMOĆU SPEKTROSKOPA
LITERATURA: Vernić - Mikuličić, Vježbe iz fizike, Školska knjiga, Zagreb, 1991.
str. 150. vježba 6.12.
PRIBOR: UV-lampa ("kvarc"), drveni podložak za lampu, limeni zastor za okvir s
pukotinom, spektroskop s prizmom i rešetkom, plamenik, filter papir, epruvete s
otopinama, milimetarski papir, 2 spojke. 2 univerzalna stalka, hvataljke, žice za
priključak na gradsku mrežu, drveni stolić.
UPUTA
- Mjerenja treba izvesti pomoću dva modela spektroskopa (spektroskop s
prizmom i spektroskop s rešetkom).
-Spektroskop s rešetkom nema mikrometarskog vijka kao što je opisano u
literaturi, već su na njegovom bubnju označeni stupnjevi i minute.
-UV Iampa se nakon svakog isključivanja mora hladiti 10 minuta.
ZADACl:
1. Promatrajte spektre različitih izvora.
2. Baždarite spektroskop pomoću spektralnih linija živinih para.
3. Odredite duljinu vala svjetlosti za linije u spektru natrijevih i kalcijevih para .
4. Umjesto prizme postavite optičku rešetku i odredite valne duljine spektra
živinih para.
4
FOTOELEKTRIČNI EFEKT
LITERATURA: Mikuličić - Vernić, Praktikum eksperimentalne nastave fizike,
Sveučilište u Zagrebu, 1966. str. 79. vježba 34.
PRIBOR: Elektroskop, polivinilni štap, krpa, pločica od aluminijske folije, žarulja s
priključnicama za gradsku mrežu, "kvarc" lampa, drveni stolić, univerzalni stalak
sa spojkom, staklo.
UPUTA: Pokus treba izvesti prema uputama u literaturi.
1
PROMJENA KOLIČINE GIBANJA KOD EKSPLOZIJE
LITERATURA: Laboratorijski priručnik uz PSSC- fiziku, str.56., III-8.
B. Mikuličić, Fizika - Gibanje i energija, B udžbenik za I razred usmjerenog
obrazovanja, Školska knjiga, Zagreb, 1991. str. 46. zadatak 5. i 6.
PRIBOR: 3 kolica jednakih masa, 2 odbojnika, 2 stegača, nekoliko omči od
najlonskog konca, šibice, metarska traka, libela, 2 drvena klina, kreda.
UPUTA:
Pokuse izvodimo s kolicima od Zavoda za školsku opremu. Ta se kolica po
izvedbi razlikuju od kolica opisanih u navedenoj literaturi. Da bismo na našim
kolicima elastično spiralno mogli otpustiti, treba pero napeti omčom od konca
kako je prikazano na slici 1. (u prvom pokusu) i na slici 2. (u drugom pokusu).
Kad izvodimo pokus konac od omče prekinemo plamenom šibice.
Slika 1.
Slika 2.
Pokuse ćemo izvoditi na glatkoj i horizontalnoj površini školskog stola.
Horizontalnost stola osiguravamo podmetanjem klinova pod odgovarajuće noge
stola.
Prvo treba izvesti pokus i odgovoriti na pitanja 5. i 6. iz udžbenika.
Kod kvantitativnog pokusa odbojnike za kolca treba učvrstiti uz rub stola tako da
u prvom pokusu njihova međusobna udaljenost bude 1 m. Kolica smjestimo tako
da budu jednako udaljena od oba odbojnika (sl. 3a i 3b). Kad kolicima
udvostručujemo masu, stavljanjem valjkastog tijela, učvršćujemo odbojnike na
odgovarajućim mjestima (sl. 4). Početni položaj kolica označujemo kredom na
stolu i to na onom kraju kolica koji je bliže odbojnicima.
1
Slika 3a.
Slika 3b.
Slika 4.
Eksperiment treba izvesti samo s jednostrukom i dvostrukom masom kolica.
- Zašto je važno da površina stola pri izvođenju pokusa bude horizontalna?
2
POKUS S AUTIĆEM
LITERATURA: B. Mikuličić, Fizika1 - Problemi, istraživanja, pokusi. Radni
priručnik iz fizike za 1. razred gimnazije, Školska knjiga, Zagreb, 1999. str. 45,
pokus 4
PRIBOR: Autić na potez, 4 staklene epruvete i komad tankog kartona ili plastike.
UPUTA:
Epruvete služe kao podloga za karton koji će biti staza za autić.
3
POKUSI S NOVČIĆIMA
LITERATURA: MFL, str. 88-89.
UPUTA:
Zakon očuvanja količine gibanja možemo demonstrirati s nekoliko vrlo
jednostavnih pokusa sa novčićima.
Potrebno je samo nekoliko novčića od 10 lipa, 50 lipa i od 1 kune, ravnalo koje
ima ravan rub i limenka soka. Predlažem da prije izvođenja svakog pokusa
razmislite i pretpostavite što će se dogoditi pa tek zatim izvedite pokus.
1) Ravnalo postavite na školsku klupu tako da jednim vrhom dodiruje punu
limenku soka ili cole. Novčić od 10 lipa prstom gurnite duž ravnala u limenku. Što
će se dogoditi?
Izvedite isti pokus sa kovanicom od 50 Iipa i od 1 kune.
2)Postavite novčić B od 10 Iipa uz rub ravnala i označite položaj lijeve strane
novčića B i zatim gurnite novčić A od 10 Iipa slijeva nadesno tako da se A i B
sudare. Kako će se novčići gibati nakon sudara?
Ponovite pokus naizmjence zamjenjujući novčić A i B kovanicama od 50 Iipa i
od 1 kn.
3)Postavite četiri jednaka novčića B, C, D i E od 10 lipa jedan uz drugi i
pogodite ih novčićem A od 10 lipa. Da li će se novčići razdvojiti? Što predviđate?
Probajte ih pogoditi novčićem A od 1 kune, hoće li se sada razdvojiti?
4) Postavite novčiće kao na slici, ovog puta ostavljajući mali razmak između
novčića i pogodite ih novčićem A. Jesu li rezultati pokusa 3. i 4. suglasni?
4
ELASTIČNI I NEELASTIČNI SUDAR
LITERATURA: Krsnik-Mikuličić, Fizika – Međudjelovanja, relativnost, titranja i
zvuk, Školska knjiga, Zagreb, 1996. str. 214-217. pokus P-3
PRIBOR: Dvoja kolica, 2 kartona duga 10 cm, 2 fotodetektora sa svjetlosnim
vratima, 2 elektronička zaporna sata, branik sa stezačem, plastelin, vaga.
5
ZAKON OČUVANJA KOLIČINE GIBANJA
LITERATURA: B. Mikuličić, Gibanje i energija, B-svezak udžbenika za I razred
gimnazije, Školska knjiga, Zagreb, 1991., str.43.
PRIBOR: Vibrator, transformator, 2 žice za spajanje, papirna traka, ravnalo
duljine 50 cm, siva kolica, 2 mala plava utega, metalna šipka duljine 50 cm,
željezni stalak, spojka i hvataljka, cigla.
UPUTA:
Pokus izvodimo s kolicima opterećenim s dva (plava) utega kako bismo izbjegli
nepravilnosti u brzini zbog male mase.
Namjesto utega na kolica spuštamo ciglu (zamotanu u novinski papir).
1
PROUČAVANJE PROMJENE VOLUMENA PLINA S TEMPERATUROM
UZ STALNI TLAK
LITERATURA: B. Mikuličić, Fizika - Gibanje i energija, B udžbenik za I razred
usmjerenog obrazovanja, Školska knjiga, Zagreb, 1991. str. 91-92.
PRIBOR: Uska staklena cjevčica duga oko 30 cm u kojoj kap žive zatvara stupac
zraka, ravnalo za cijev, termometar, časa volumena 800 cm3, plamenik.
UPUTA: Pokus ćemo izvesti prema uputi u literaturi.
Cijev je gumenom trakom pričvršćena uz ravnalo. Zbog lakšeg očitavanja dobro
je zatvoreni kraj cijevi staviti uz oznaku 0 na ravnalu.
Odgovorite na pitanja 1-9 na str 92.
2
ISPITIVANJE PROMJENE TLAKA PLINA S TEMPERATUROM
LITERATURA: B. Mikuličić, Fizika - Gibanje i energija, B udžbenik za I razred
usmjerenog obrazovanja, Školska knjiga, Zagreb, 1991. str. 88.
PRIBOR: Vatrostalna čaša od 1000 cm3, termometar, plamenik ili električno
ronilo, tikvica (Erlmayer) od 250 cm3, manometar (Bourdonov), milimetarski
papir, stalak, hvataljka, spojka, barometar.
UPUTA: Pribor treba složiti prema slici. Istražujemo kako se tlak zraka u tikvici
mijenja s temperaturom. Tlak očitavamo na manometru u mm Hg. Da bismo
odredili tlak zraka u tikvici moramo očitanoj vrijednosti na manometru dodati
atmosferski tlak. Najprije odredimo tlak kod sobne temperature, a zatim uronimo
tikvicu u vodu koju smo zagrijali do otprilike 30°C. Kad očitavamo temperaturu
moramo odmaknuti plamenik, miješati vodu i malo pričekati da se temperatura
vode ustali. Tek tada očitavamo temperaturu.
Treba izvesti najmanje osam mjerenja za različite temperature od 20°C do
100°C.
Mjerne podatke prikažite u p-t i p-T dijagramu.
Odgovorite na pitanja udžbeniku.
3
BOYLE-MARIOTTEOV ZAKON
LITERATURA: B. Mikuličić, Fizika - Gibanje i energija, B udžbenik za I razred
usmjerenog obrazovanja, Školska knjiga, Zagreb, 1991. str. 99.
PRIBOR: Medicinska sisaljka obujma 50 cm3, gumeni čep, manometar,
barometar.
UPUTA:
Mjerenja treba započeti od početnog volumena V = 50 cm3.
Pošto izvedete eksperiment i razmotrite rezultate mjerenja odgovorite na ova
pitanja:
1. Da li za produkt pV dobivate konstantnu vrijednost? Ako ne, obrazložite
neslaganje.
2. Da li biste dobili jednaku konstantu za umnožak pV da ste eksperiment
započeli s početnim volumenom 25 cm3? Obrazložite i provjerite odgovor!
4
BOYLE-MARIOTTEOV ZAKON
(Meldeova cijev)
LITERATURA: Varićak - Vernić, Vježbe iz fizike, Zagreb, 1957. str. 41. vježba 21.
PRIBOR: Meldeova cijev na drvenoj daščici, željezni stalak, spojka s rupicom,
barometar.
UPUTA: Pokus treba izvesti prema vježbi 21. u knjizi Varićak-Vernić. S cijevi
treba oprezno postupiti, da zrak ne uđe u stupac žive.
POKUS TREBA IZVODITI IZNAD LIMENE KADE!
5
PROVJERAVANJE JEDNADŽBE STANJA PLINA
LITERATURA: Vernić - Mikuličić, Vježbe iz fizike, Školska knjiga, Zagreb, 1991.
str. 79. vježba 3.9.
PRIBOR: Zatvoreni manometar s milimetarskom skalom, vatrostalna čaša od
1dm3 za grijanje vode, termometar, grijalica, barometar.
UPUTA: Mjerenja treba izvesti prema uputama u literaturi.
1
STATIČKO I DINAMIČKO TRENJE
LITERATURA
Physics with Computers 3rd edition, Vernier Software & Technology, 2003, POKUS
12.
PRIBOR
Računalo s instaliranim programom Logger Pro, Vernier međusklop, drvena pločica s
kukom, konac, senzor koji mjeri silu (Dual-Range Force Senzor), jedan A4 papir, dva
utega po 1kg, uteg od 2kg, ljepljiva traka (selotejp), dinamometar od 1N.
UVODNA RAZMATRANJA
Ako pokušamo pomaknuti tešku kutiju koja leži na podu brzo će nam postati jasno da
je nije lako pomaknuti. Zašto? Zbog statičkog trenja!
Statičko trenje je sila koja se protivi vučnoj sili koja djeluje na kutiju (Slika 1).
Fstat
Fvucna
Slika 1: Sila statičkog trenja i vučna sila
su istog iznosa, ali suprotnog smjera.
Ukoliko pokušamo pomaknuti kutiju laganim povlačenjem (mala vučna sila) tada će
također sila statičkog trenja biti mala, a ako pokušamo pomaknuti kutiju velikom
vučnom silom tada će sila statičkog trenja biti velika. Međutim, to ne može tako ići u
nedogled. Postoji granica veličine sile statičkog trenja (njena maksimalna vrijednost).
Ako povučemo kutiju tako snažno da primijenimo vučnu silu veću od maksimalne sile
statičkog trenja tijelo će se pokrenuti.
Iznos sile statičkog trenja dan je nejednadžbom 1 :
Fstat ≤ μ s N ,
gdje je μ s koeficijent statičkog trenja, a N normalna sila podloge (Slika 2).
1
Ova nejednađžba nam govori da sila statičkog trenja može poprimiti razne vrijednosti od nula do
FstatMAX = μ s N , ovisno koliku vučnu silu upotrijebimo.
1
N
Fstat
Fvucna
mg
Slika 2: Sile koje djeluju na tijelo dok tijelo miruje
Normalna sila se definira kao sila kojom podloga pritišće tijelo. U ovom slučaju
normalna sila je N = mg , međutim, u nekim drugim slučajevima kao npr. tijelo na
kosini normalna sila nije takvog iznosa – pogledati zadatak 2.
Jednom kada tijelo počne kliziti, da bismo održali gibanje tijela morate nastavit vući
tijelo nekom silom inače će sila trenja zaustaviti gibanje. Sila trenja koja djeluje na
tijelo u gibanju naziva se sila dinamičkog trenja (Dinamičko trenje).
Da bi se tijelo gibalo konstantnom brzinom vučna sila treba biti po iznosu jednaka
dinamičkom trenju (Slika 3).
N
Fdin
v = konst
Fvucna
mg
Slika 3: Sile koje djeluju na tijelo dok se tijelo giba
Iznos dinamičke sile trenja dan jednadžbom:
Fdin = μ din N ,
gdje je μ din koeficijent dinamičkog trenja.
UPUTE
Početne postavke
1. Izmjerite masu drvene pločice s kukom s dinamometrom od 1N.
2. Očistite donju stranu drvene pločice s alkoholom, da u kasnijim mjerenjima ne
bi proklizavala.
3. Prijavite se (ulogirajte se, eng. login) na korisnički račun Student, sa šifrom
student
4. Spojite senzor koji mjeri silu (Dual-Range Force Senzor) na Channel1 (CH1)
na međusklop. Na senzoru postoji preklopnik, stavite ga na ± 50 N.
5. Otvorite Logger Pro program – ikona se nalazi na Desktopu.
1
6. Otvorite datoteku „12a Static Kinetic Frict“ u Physics with Computers
direktoriju.
7. Zalijepite A4 papir za stol sa ljepljivom trakom.
8. Vežite jedan kraj konca za drvenu pločicu, a drugi za senzor koji mjeri silu.
Postavite to na A4 papir, zatim stavite masu od 1kg na drvenu pločicu.
Vježbajte povlačenje pločice i mase sa senzorom za silu. Lagano i pažljivo
povlačite horizontalno sa malom silom. Postepeno, uzimajući cijelu sekundu,
povećavajte silu sve dok pločica s masom ne počne kliziti. Dalje vucite pločicu
konstantnom brzinom još jednu sekundu (Slika 4).
9. Skicirajte graf ovisnosti vučne sile o vremenu koju osjećate na ruci.
Mass
Wooden block
Dual-Range
Force Sensor
Pull
Slika 4: Aparaturu treba postaviti na ovaj način,
s tim da senzor treba postaviti horizontalno da kukica pločice i senzora bude na istoj razini.
10. Postavite senzor u poziciju, spreman za povlačenje pločice, ali bez napetosti
konca. Kliknite
da postavite senzor na nulu.
11. Kliknite
da bi počeli skupljati podatke. Povucite pločicu kao i prije
postepeno povećavajući silu. Ponavljajte proces sve dok ne postignete graf
koji pokazuje stvarno gibanje pločice.
12. Ispišite graf pomoću printera. Zatim, označite dio na grafu kada je pločica u
mirovanju, kada se počinje gibati i kada se giba konstantnom brzinom.
13. Usporedite graf koji ćete vi skicirali i koji ste dobili pomoću računala.
Statičko i dinamičko trenje
U ovome dijelu ćete mjeriti maksimalni iznos statičkog trenja Fstat MAX i dinamičkog
trenja ovisno o normalnoj sili. Povlačit ćete pločicu kao i prije samo ćete mijenjati
masu na pločici i na taj način mijenjati normalnu silu.
14. Postavite uteg od 1kg na pločicu.
15. Kliknite
da postavite senzor na nulu.
16. Kliknite
da bi ste počeli skupljati podatke i povucite pločicu kao i prije.
17. Iz grafa treba pronaći Fstat MAX . To ćete učiniti tako da pritisnete gumb
.
Pojavit će vam se okvir u kojemu ćete očitati maksimalni iznos sile statičnog
trenja.
18. Iz grafa bi sada trebalo pronaći silu dinamičkog trenja. Međutim, iz grafa se
vidi da sila dinamičkog trenja nije konstantna u vremenu pa je treba usrednjiti.
To ćete napraviti tako da zacrnite područje gdje se pločica gibala konstantnom
brzinom. Zatim kliknete gumb
i očitate srednju vrijednost (eng. mean)
tijekom vremena. To je zapravo srednja vrijednost dinamičkog trenja.
19. Ponovite korake 14-17 još dva puta i napravite srednju vrijednost rezultata da
bi rezultati bili što realniji. Pripazite da svaki put poslije mjerenja senzor
postavite na nulu!
20. Napravite ista mjerenja još za utege od 2kg i 3kg (Pogledati tablice 1, 2).
1
Maksimalna vrijednost statičkog trenja
Ukupna masa
(pločica
+uteg)
(kg)
Normalna
sila
(N)
Mjerenje 1
Mjerenje 2
Mjerenje 3
Prosjek
Maks.
Vrijednost
stat. trenja
(N)
Tablica 1
Dinamičko trenje
Ukupna masa
(pločica
+uteg)
(kg)
Normalna
sila
(N)
Mjerenje 1
Mjerenje 2
Mjerenje 3
Prosjek
Dinamičko
trenje
(N)
Tablica 2
ANALIZA
Koeficijent trenja je konstanta koja dovodi u vezu normalnu silu i silu trenja. Na
osnovu prijašnjih mjerenja, što očekujete, da li će koeficijent statičkog trenja bit
veći, manji ili jednak koeficijentu dinamičkog trenja?
Koeficijent statičkog trenja
Da biste dobili statički koeficijent trenja trebate nacrtati graf ovisnosti statičkog
trenja o normalnoj sili. Budući da je maksimalni iznos statičkog trenja opisan s
Fstat MAX = μ s N , onda iz nagiba grafa nam možete saznati koliki je koeficijent
statičkog trenja μ s .
21. Odspojite senzor koji mjeri silu (Dual-Range Force Senzor) sa CH1 na
međusklopu.
22. Otvorite novi dokument u programu Logger Pro tako da kliknete File->New.
Sada ste dobili novi graf i tablicu.
23. Dvostruko kliknite na oznaku X na tablici. Otvorit će vam se prozor i u polja
Name: i Short Name: upišete Normalna sila. Tako napravite i za Y oznaku
samo u polja upišite Statičko trenje. Zatim kliknite Done.
24. Upišite vrijednosti Normalne sile i Statičkog trenje u tablicu (Upišite i točku
(0,0) jer je to pouzdano dobra točka, ostale vrijednosti prepišite iz gornjih
mjerenja).
25. Pritisnite gumb
na alatnoj traci da bi vam graf bio pregledniji.
26. Dobili ste sliku grafa u kojemu su točke spojene. Budući da želite prilagoditi
(eng. to fit) linearnu funkciju mjerenim podacima trebate te točke odspojiti. To
ćete napravit tako da kliknete desni klik na graf i izaberite Cartesian Graph
Options. Ugasite opciju Connect Points, a uključite opciju Point Protectors. Za
kraj kliknite Done.
27. Prilagodbu ćete napravit tako da:
a. Kliknite
na alatnoj traci. Otvorit će vam se novi prozor.
1
b. Odaberite Linear iz General Equation liste.
c. Zatim kliknite
da prilagodite funkciju.
d. Kliknite
da se vratite na glavni graf.
28. Na grafu se pojavio jedan mali prozorčić s podacima o grafu. Pogledajte koji
ste broj dobili za m(Slope), to je zapravo koeficijent statičkog trenja.
Koeficijent dinamičkog trenja
Koeficijent dinamičkog trenja izračunajte na isti način kao i koeficijent statičkog
trenja, uzimajući u obzir da je Fdin = μ din N .
Još neka razmatranja
29. Da li koeficijent dinamičkog trenja μ din ovisi o brzini drvene pločice? Objasnite!
30. Da li sila dinamičkog trenja ovisi o težini drvene pločice? Objasnite! Uputa:
pogledajte jednadžbu koja opisuje dinamičko trenje.
31. Da li koeficijent dinamičkog trenja μ din ovisi o težini drvene pločice? Objasnite!
32. O čemu ovisi koeficijent dinamičkog trenja μ din ?
ZADACI
1. Gdje je veći koeficijent trenja: između tijela a i podloge ili između tijela b i
podloge? Tijela su jednakih dimenzija i masa! (Slika 5).
b
a
Slika 5
2. Izračunajte normalnu silu kojom kosina nagiba α pritišće tijelo mase m? (Slika
6) ?
α
Slika 6
2
GRAFOVI GIBANJA
LITERATURA: Physics with computers, Vernier Software &Technology, 2003, pokus
1.
PRIBOR: Računalo s instaliranim programom Logger Pro, Vernier međusklop,
detektor gibanja, metar, ljepljiva traka za označavanje.
UPUTA:
Spojite detektor gibanja na DIG/SONIC 1 ulaz na međusklopu.
Postavite detektor gibanja tako da je usmjeren na otvoreni prostor dug barem 4
metra gdje možete hodati (treba ukloniti sve prepreke u prostornom kutu 30º koje bi
mogle reflektirati ultrazvuk iz detektora). Pomoću ljepljive trake označite udaljenosti 1
m, 2 m, 3 m i 4 m od detektora gibanja.
1. Pokrenite program Logger Pro i otvorite datoteku "01a Graph Matching" koja se
nalazi u direktoriju "Physics with Computers". Stanite na oko 1 m od detektora
gibanja i neka kolega/ica pritisne "Collect". Hodajte polako od detektora gibanja. Ako
kliknete na oznaku na y-osi možete mijenjati x-t i v-t graf.
Predvidite kako će izgledati x-t i v-t graf ako hodate sporo, brzo, mijenjate smjer
gibanja. Provjerite svoje predviđanje pomoću detektora gibanja.
2. Otvorite datoteku "01b Graph Matching". Opišite kako se trebate gibati da biste
postigli x-t graf na monitoru. Započnite skupljanje podataka pritiskom na "Collect" i
gibajte se tako da se graf vašeg gibanja što bolje slaže sa zadanim grafom. Ponovite
mjerenje dok ne dobijete dobro slaganje grafova. Isprintajte najbolji pokušaj.
Ponovite postupak za datoteku "01c Graph Matching".
3. Otvorite datoteku "01d Graph Matching". Opišite kako se trebate gibati da biste
postigli v-t graf na monitoru. Započnite skupljanje podataka pritiskom na "Collect" i
gibajte se tako da se graf vašeg gibanja što bolje slaže sa zadanim grafom.
Kako izgleda graf vašeg gibanja? Zašto? Da biste dobili bolje rezultate možete gibati
kolica s pločom. Ponovite mjerenje dok ne dobijete dobro slaganje grafova (to je teže
nego u prethodnom zadatku). Isprintajte najbolji pokušaj.
Ponovite postupak za datoteku "01e Graph Matching".
3
BACANJE LOPTE U ZRAK
LITERATURA: Physics with computers, Vernier Software &Technology, 2003, pokus
6.
PRIBOR: Računalo s instaliranim programom Logger Pro, Vernier međusklop,
detektor gibanja, lopta, vaga, ravnalo.
UPUTA:
Predvidite kako izgleda x-t, v-t i a-t graf za bacanje lopte u zrak
Spojite detektor gibanja na DIG/SONIC 1 ulaz na međusklopu. Otvorite datoteku "06
Ball Toss" koja se nalazi u direktoriju "Physics with Computers". Postavite detektor
gibanja tako da možete držati loptu na udaljenosti 0.5 m od detektora. Započnite
skupljanje podataka pritiskom na "Collect" i bacite lagano loptu vertikalno uvis i
uhvatite je na mjestu odakle ste ju bacili. Možda će trebati malo vježbati dok se to ne
izvede pravilno. Treba paziti da se lopta nalazi direktno iznad detektora i da se ruke
nalaze sa strane tako da se ultrazvuk ne reflektira od njih.
Isprintajte najbolji pokušaj i analizirajte grafove x-t, v-t i a-t.
Provucite pravac kroz linearni dio v-t grafa i odredite srednju akceleraciju. Zašto
akceleracija nije jednaka g?
Skicirajte sve sile na loptu kad se giba prema gore i prema dolje. Odredite iz grafa
akceleraciju lopte dok ide prema gore i dok ide prema dolje. Što možete iz toga
odrediti?
Koja sila najviše utječe na odstupanje akceleracije od g? Izračunajte njenu vrijednost
iz g-a. Možete li na neki drugi način odrediti tu vrijednost? Izmjerite potrebne veličine
i usporedite dobivene rezultate?
ρzraka = 1.29 kg/m3
4
ODREĐIVANJE UBRZANJA SILE TEŽE
LITERATURA: Physics with computers, Vernier Software &Technology, 2003, pokus
5.
PRIBOR: Računalo s instaliranim programom Logger Pro, Vernier međusklop,
fotodetektor sa svjetlosnim vratima, plastična letva s nalijepljenom crnom trakom,
tepih.
UPUTA:
Postavite svjetlosna vrata u položaj kao na slici 1. Visinu treba podesiti tako da
plastična letva može padati cijelom dužinom kroz svjetlosna vrata. Uklonite sve
predmete na koje bi se letva mogla ogrebati. Letva treba pasti na mekanu površinu
(tepih). PAZITE DA SE LETVA NE OŠTETI !
Slika 1.
Spojite svjetlosna vrata na DIG/SONIC 1 ulaz na međusklopu. Otvorite datoteku "05
Picket Fence" koja se nalazi u direktoriju "Physics with Computers".
Uočite statusnu traku na vrhu ekrana. Ako rukom prekinete put svijetlu "Gate State"
treba pokazivati "Blocked", ako odmaknete ruku treba pisati "Unblocked".
Pritisnite "Collect" da pripremite svjetlosna vrata za mjerenje. Ispustite plastičnu letvu
da slobodno pada između svjetlosnih vrata. Treba paziti da letva ne dodiruje
svjetlosna vrata i da ostane vertikalna tijekom pada. Pritisnite "Stop".
Istražite dobivene grafove. Odredite g iz v-t grafa.
Ponovite mjerenja 5 puta i odredite srednju vrijednost g, maksimalnu i relativnu
pogrešku.
1
ZAPIS TITRANJA JEDNOSTAVNOG NJIHALA
LITERATURA: Krsnik-Mikuličić, Fizika – Međudjelovanja, relativnost, titranja i
zvuk, Školska knjiga, Zagreb, 1996. str. 244. pokus P-20 i str. 248. pokus P-23
b.i c.
PRIBOR: Drvena šipka s dva čavlića kao stalak za njihalo, nit konca duljine 70
cm, plastični lijevak s vrlo uskim otvorom, suhi pljesak, dugačak list bijelog papira
(A3), list tankog kartona, ljepiva traka, elastično pero savinuto u viljušku, komad
stakla, svijeća, šibice, grafoskop.
UPUTA: Najprije treba pomoću pijeska snimiti neprigušeno titranje jednostavnog
njihala. Zatim prilijepimo za niti njihala komad tanjeg kartona (pokus P-23b) i
snimimo prigušeno titranje jednostavnog njihala. Iz zapisa titranja treba naći
omjere po dviju susjednih amplituda i uvidjeti konstantnost tih omjeraZapis elastičnog pera promatramo pomoću grafoskopa.
2
TITRANJE GLAZBENE VILJUŠKE
LITERATURA: Burov, Zvorkin, Pokrovski, Rumjancev:
eksperiment po fizike, Prosvješčenije, Moskva, 1968.
Demonstracioni
PRIBOR: Osciloskop, zvučnik 3W / 4Ω, 2 žice s bananskim utičnicama, glazbena
viljuška na rezonatoru, batić.
UPUTA:
Da bismo dobili oscilogram titranja glazbene viljuške priključimo zvučnik na yulaz osciloskopa. Ispred zvučnika postavimo glazbenu viljušku na rezonatoru.
Uključimo osciloskop, nađemo svjetlu mrlju i odaberemo vremensku bazu 5 ms i
vertikalno pojačanje 10 mV × 1. Zatitramo glazbenu viljušku i držimo je ispred
zvučnika s otvorenim krajem rezonatora prema zvučniku.
3
PRISILNI TITRAJI
LITERATURA: Krsnik-Mikuličić, Fizika – Međudjelovanja, relativnost, titranja i
zvuk, Školska knjiga, Zagreb, 1996. str. 251. pokus P-25a. i str. 252. pokus P-26.
PRIBOR: Dvije jednake opruge, kolica male mase, 2 koloture, konac dug 1.5 m,
centrifugalni stroj, spojka, 2 nosača koloture, štap s njihalima različite duljine
međusobno povezanih koncem.
4
ELEKTRIČNI TITRAJI
LITERATURA: Krsnik-Mikuličić, Fizika – Međudjelovanja, relativnost, titranja i
zvuk, Školska knjiga, Zagreb, 1996. str. 254. pokus P-28. a, b i c.
PRIBOR: Istosmjerni izvor električne energije (6V), elektrolitički kondenzator
kapaciteta 700 μF, zavojnica školskog transformatora od 3600 zavoja i zavojnica
s oznakom 220 (oko 500 zavoja), jezgra školskog transformatora s kotvom,
demonstracijski voltmetar s nulom na sredini skale i predotporom za 5 V,
kondenzator kapaciteta 1 μF, 2 μF, 4 μF, preklopnik, reostat 33 Ω, transformator
220 V / 6 V, poluvodička dioda, osciloskop, žice za spajanje.
UPUTA: Pokuse izvodimo prema uputama u literaturi.
5
PRISILNI ELEKTRIČNI TITRAJI
LITERATURA: Krsnik-Mikuličić, Fizika – Međudjelovanja, relativnost, titranja i
zvuk, Školska knjiga, Zagreb, 1996. str. 257. pokus P-29.
PRIBOR: Generator sinusnih titraja, elektrolitski kondenzator kapaciteta 500 pF,
zavojnica školskog transformatora od 3600 zavoja, osciloskop, reostat otpora 10
kΩ, žice za spajanje.
UPUTA: Pokus izvodimo prema uputi u literaturi.
6
REZONANCIJA U ELEKTRIČNOM TITRAJNOM KRUGU
LITERATURA: Krsnik-Mikuličić, Fizika – Međudjelovanja, relativnost, titranja i
zvuk, Školska knjiga, Zagreb, 1996. str. 258. pokus P-30.
PRIBOR: Generator sinusnih titraja, kondenzator kapaciteta 0.1 μF, prigušnica
za gradsku mrežu snage 20 W (prigušnica je zavojnica sa željeznom jezgrom),
miliampermetar za izmjeničnu struju s mjernim područjem do 3 mA, reostat
otpora 200 Ω, zavojnica školskog transformatora s oznakom 220.
UPUTA: O faktoru dobrote Q pročitajte na str. 151. i 152. navedene literature.
7
ENERGIJA MAGNETSKOG POLJA
LITERATURA: Krsnik-Mikuličić, Fizika – Međudjelovanja, relativnost, titranja i
zvuk, Školska knjiga, Zagreb, 1992. str. 235. pokus P-13.
PRIBOR: Izvor promjenljivog istosmjernog napona (stabilizirani ispravljač),
ampermetar od 0 do 50 mA, zavojnica školskog transformatora s 3600 zavoja,
kondenzator od 1 μF, silicijska dioda, visokoomski voltmetar (unimer) s mjernim
područjem do 30 V, žice za spajanje, prekidač.
UPUTA:
Umjesto vrijednosti struja navedenih u tablici treba odabrati struje od 10 mA, 30
mA, 40 mA i 50 mA.
1
INTERFERENCIJA SVJETLOSTI NA DVIJE PUKOTINE
POMOĆU LASERA
LITERATURA: Kovačević Dragutin, Diplomski rad , str. 1 – 17.
PRIBOR: Laser, željezni stalak, hvataljka, spojka, zastor, metarska traka duljine
2 m, dijapozitiv s dvostrukim pukotinama (koristi se par pukotina s razmakom 0.2
mm).
UPUTA:
OPREZ!!! Ne gledajte izravno u laserski snop jer možete oslijepiti.
Zadaci :
a) Da biste se upoznali s principom rada lasera, pročitajte navedenu literaturu.
b) Nađite na zastoru udaljenom 2-3 m od lasera sliku interferencije svjetlosti na
dvije pukotine. Koristite gotove pukotine (ne morate zarezivati sami).
c) Odredite pomoću dobivene slike interferencije valnu duljinu laserske svjetlosti.
U uređaju za valove na vodi vidjeli smo sliku interferencije dobivene pomoću dva
točkasta izvora. Ako imamo dva svjetlosna izvora u fazi, očekujemo da u
određenim smjerovima vidimo svjetlost maksimalnog intenziteta, a u ostalim
smjerovima tamu (smjerovi čvornih linija). Iz smjera čvornih linija i udaljenosti
sd
čvornih linija možemo izračunati valnu duljinu svjetlosti prema λ =
(vidi
a
priloženi karton - Valovi na vodi iz dvaju točkastih izvora).
Kao dva izvora svjetlosnog vala poslužit će nam uske pukotine koje ćemo
osvijetliti snopom laserske svjetlosti. Dijapozitiv s pukotinama učvrstimo pomoću
spojke i hvataljke u željezni stalak i postavimo neposredno pred laser tako da
snop obasjava pukotine. Zastor na kojem ćemo promatrati sliku interferencije
treba staviti na udaljenost od najmanje 2 m od lasera. Da biste odredili valnu
duljinu svjetlosti treba izmjeriti veličine d, s i a.
- Koliki je razmak d među pukotinama? Možete li ga odrediti pomičnom
mjerkom?
- Kako ćete što točnije odrediti razmak s između dvaju susjednih minimuma ili
maksimuma svjetlosti?
1
- Mjerenja ponovite kako biste našli izvor najveće pogreške. S kojom ste
točnošću odredili valnu duljinu ako je valna duljina svjetlosti koju daje laser λ =
632,8 nm.
DODATAK:
Pukotine se mogu načiniti na osvijetljenoj razvijenoj fotografskoj ploči pomoću
dva nožića za brijanje kao što je prikazano na slici. Nožiće držimo tako da lagano
prianjaju jedan uz drugi i s malim pritiskom zarežemo dvije pukotine. Načinimo
nekoliko pari pukotina i odaberimo one pomoću kojih dobivamo najbolju sliku
interferencije.
2
INTERFERENCIJA SVJETLOSTI
POMOĆU FRESNELOVE BIPRIZME I LASERA
PRIBOR: Laser, optička klupa, 4 klizača na klupi (1 klizač s vijkom), biprizma,
nosač za biprizmu, 2 divergentne leće, lupa, poluprozirni zastor, željezni stalak,
spojka, hvataljka, komad bijelog papira.
ZADATAK: Pokažite sliku interferencije valova svjetlosti pomoću Fresnelove
biprizme u laserskoj svjetlosti.
Sastavite uređaj prema slici 1. Nosač s biprizmom treba učvrstiti u klizač s
vijkom. Pomicanjem vijka na klizaču treba postići da svjetlost padne na brid
biprizme. Na zastoru ćemo u tom slučaju dobiti dvije svijetle mrlje.
La
2–3m
Sl. 1
- Odakle te svijetle mrlje? Zašto nema pruga interferencije? Pokušajte potražiti
sliku interferencije na bijelom papiru koji pomičete od prizme prema zastoru.
- Što zapažate kad papir udaljavate od biprizme?
Snop laserske svjetlosti je vrlo uzak. Kad padne na rub biprizme dobivamo iza
biprizme dva isto tako uska snopa koji se sijeku neposredno iza biprizme, gdje
nismo u stanju uočiti pruge interferencije. Zbog toga je potrebno laserski snop
proširiti. To ćemo učiniti pomoću divergentne leće od -10 dioptrija (sl.2.).
La
Sl. 2
Na zastoru dobivamo sliku interferencije s kojom ne možemo biti zadovoljni. Zato
ćemo uzeti lupu i pomoću nje još jednom proširiti snopove iza biprizme. Dobro je
lupu (držeći je u ruci) pomicati od biprizme prema udaljenom zastoru i pri tom na
zastoru pratiti što se zbiva sa snopovima.
Lupu treba na kraju učvrstiti u stalak i postaviti je u takovu udaljenost od biprizme
za koju dobivamo najbolju sliku interferencije.
Napomena: Slika interferencije će biti još bolja, tj. pruge šire, ako namjesto
jedne divergentne leće ispred biprizme stavimo dvije, jednu do druge. Što smo
time postigli?
3
OGIB NA PUKOTINI POMOĆU LASERA
PRIBOR: Laser, pomična mjerka, poluprozirni zastor, željezni stalak sa spojkom i
hvataljkom, metalna mjerna traka.
ZADATAK:
1. Demonstrirajte ogibnu sliku koja nastaje na otvoru pomične mjerke. Mijenjajte
širinu pukotine i promatrajte ogibnu sliku.
2. Odredite valnu duljinu laserske svjetlosti pomoću ogibnog maksimuma 1., 2. i
3. reda.
UPUTA:
La
Sl. 1.
Kao pukotina promjenljive širine poslužit će nam uski razmak između dva kraka
na pomičnoj mjerci. Mjerku namjestimo neposredno uz laser, usmjerimo snop na
pukotinu i potražimo na 2-3 m udaljenom zastoru sliku ogiba na pukotini.
Mijenjajte širinu pukotine.
- Kako se mijenja ogibna slika sa širinom pukotine?
Da bismo izvršili drugi zadatak, sjetimo se da ogibom na pukotini dobivamo na
zastoru svijetlo uz uvjet
λ
d ⋅ sinα = (2k + 1) .
2
Tako ćemo na primjer u smjeru II1 vidjeti na zastoru sliku I1 izvora koja je nešto
manjeg intenziteta od slike I0 u početnom smjeru.
pukotina
I
zastor
a
α
sinα ≈ tgα ≈
x
a
I0
x
I1
Sl. 2.
Da bismo odredili valnu duljinu svjetlosti (sl.2.) valja izmjeriti širinu pukotine d,
udaljenost a od zastora do pukotine i udaljenost x od sredine centralnog
maksimuma do sredine k-tog maksimuma.
4
ODREĐIVANJE VALNE DULJINE SVJETLOSTI
POMOĆU OPTIČKE REŠETKE I LASERA
PRIBOR: Laser, optička klupa, klizač s vijkom, nosač za rešetku, optička rešetka,
poluprozirni zastor, metarska traka, komad tkanine za kišobrane.
ZADATAK:
a) Pomoću uređaja na sl. 1. nađite na zastoru oštre ogibne slike izvora što ih
daje optička rešetka.
b) Odredite valnu duljinu laserske svjetlosti pomoću ogibne slike 1., 2. i 3. reda.
UPUTA:
Optičku rešetku smjestimo u
nosač i zatim je ispred lasera
učvrstimo u klizač tako da je snop
svjetlosti usmjeren na rešetku.
Rešetka
La
Sl. 1.
I1
L
Rešetka
α
α
D
x
I0
I 1'
Sl. 2.
Na zastoru ćemo dobiti ogibne slike u smjerovima za koje vrijedi
d ⋅ sinα = kλ
x
x
=
.
2
L
D + x2
Propustite laserski snop kroz komad tkanine za kišobrane. Objasnite sliku što je
dobivate na zastoru udaljenom 3 - 4 m od lasera.
gdje je (sl. 2.) sinα =
5
ODREĐIVANJE VALNE DULJINE SVJETLOSTI
OGIBOM NA PUKOTINI
LITERATURA: Vernić - Mikuličić, Vježbe iz fizike, Školska knjiga, Zagreb, 1991.
str. 139. vježba 6.7.
PRIBOR: Automobilska žarulja (6V, 40 W) , transformator za žarulju, pomična
mjerka, crveni i plavi filter, ravnalo s dvije papirnate kazaljke, mjerna traka, 3
željezna stalka, 3 spojke, 3 hvataljke.
UPUTA:
Pokus i mjerenja treba izvesti prema uputama u navedenoj literaturi.
- Kojem prikazu ogiba na pukotini dajete prednost, onom s laserom što ga može
pratiti čitav razred odjednom ili ovom koji izvodi svaki učenik zasebno?
- Da bismo dobili sliku difrakcije moramo imati vrlo tanku nit ili vrlo usku
pukotinu. Objasnite zašto!
- Kako biste odredili promjer nekog vrlo malog otvora ?
6
ODREĐIVANJE VALNE DULJINE SVJETLOSTI
POMOĆU REŠETKE SUBJEKTIVNIM PROMATRANJEM
LITERATURA: Vernić - Mikuličić, Vježbe iz fizike, Školska knjiga, Zagreb, 1991.
str. 142. vježba 6.8., zadatak 2.
PRIBOR: Optička rešetka, fotografska optička rešetka, 2 ravnala (50 cm), 2
pomične papirnate kazaljke, mjerna traka, filtar papir, žaruljica u grlu za žarulju,
baterije, 2 željezna stalka, 2 hvataljke, 2 spojke.
UPUTA:
Pokus i mjerenja izvodimo prema uputama u navedenoj literaturi.
- Kako se mijenja difrakcijski spektar s promjenom konstante optičke rešetke?

Uretrotomija

Atmosferski tlak

Preuzmi program - Udruga Školsko zvono

ovdje u pdf formatu

Ovdje možete preuzeti KOMPLETNI katalog u pdf formatu.

Montaža kompletnog plastenika (upute za samogradnju)

E HB380 - ENERGY PLUS doo

imiteks group katalog

Fizika 2