Fizyka_z_komputerem_dla_gimnazjum_fizkom.pdf

(999 KB) Pobierz
IDZ DO
PRZYK£ADOWY ROZDZIA£
SPIS TRE CI
KATALOG KSI¥¯EK
KATALOG ONLINE
ZAMÓW DRUKOWANY KATALOG
Fizyka z komputerem
dla gimnazjum
Autor: Barbara Zegrodnik, £ukasz Zegrodnik
ISBN: 83-7361-579-2
Format: B5, stron: 160
TWÓJ KOSZYK
DODAJ DO KOSZYKA
Opanuj tajniki fizyki, korzystaj¹c z mo¿liwo ci, jakie oferuje Ci komputer
• Rozwi¹¿ zadania za pomoc¹ Excela
• Przeprowad symulacje komputerowe i do wiadczenia
• Poznaj fizykê na praktycznych przyk³adach
Komputer w fizyce mo¿na wykorzystaæ do ró¿nych zadañ. Mo¿e on zast¹piæ kartkê
papieru i d³ugopis, a tak¿e s³u¿yæ jako narzêdzie do rozwi¹zywania zadañ.
Mo¿e równie¿ u³atwiæ zrozumienie zagadnieñ teoretycznych — dziêki mo¿liwo ci
przedstawienia zale¿no ci pomiêdzy wielko ciami fizycznymi na przyk³adach
zaczerpniêtych z otaczaj¹cego nas wiata. Nauka fizyki z komputerem polega
na tworzeniu, analizowaniu i interpretowaniu wykresów oraz wyci¹ganiu wniosków
i tworzeniu na ich podstawie nowych informacji.
„Fizyka z komputerem dla gimnazjum” to ksi¹¿ka, dziêki której poznasz nowy, aktywny
sposób poznawania wiata fizyki. Nauczysz siê wykorzystywaæ arkusz kalkulacyjny
Excel do rozwi¹zywania zadañ i przygotowywania wykresów. Dowiesz siê, w jaki
sposób za pomoc¹ komputera analizowaæ zjawiska fizyczne i przeprowadzaæ ich
symulacje. Przekonasz siê, jak wzory i definicje wi¹¿¹ siê z tym, co Ciê otacza.
Ka¿dy przyk³ad jest przedstawiony w postaci sekwencji czynno ci, które nale¿y
wykonaæ, co bardzo u³atwi Ci ich zrozumienie.
CENNIK I INFORMACJE
ZAMÓW INFORMACJE
O NOWO CIACH
ZAMÓW CENNIK
CZYTELNIA
FRAGMENTY KSI¥¯EK ONLINE
Wydawnictwo Helion
ul. Chopina 6
44-100 Gliwice
tel. (32)230-98-63
e-mail: helion@helion.pl
Spis treści
Wstęp ................................................................................................................................................................5
Rozdział 1.
Ciśnienie ........................................................................................................................................................9
Wprowadzenie ........................................................................................................................... 9
Ciśnienie hydrostatyczne ................................................................................................... 10
Ciśnienie atmosferyczne ................................................................................................... 10
Przykłady ................................................................................................................................. 10
Ciśnienie hydrostatyczne wody ......................................................................................... 10
Ciśnienie hydrostatyczne ró nych cieczy .......................................................................... 14
Ciśnienie atmosferyczne ................................................................................................... 17
Jak ciśnienie powietrza wpływa na temperaturę wrzenia wody? ....................................... 20
Rozdział 2. Prawo Archimedesa .............................................................................................................................. 23
Wprowadzenie ......................................................................................................................... 23
Prawo Archimedesa .......................................................................................................... 23
Przykłady ................................................................................................................................. 24
Jak siła wyporu zale y od gęstości cieczy? ....................................................................... 24
Dlaczego statki nie toną? ................................................................................................... 27
Jak siła wyporu w cieczy rośnie w miarę wzrostu objętości zanurzonego w niej ciała? ... 31
Rozdział 3. Ciepło właściwe ......................................................................................................................................35
Wprowadzenie ......................................................................................................................... 35
Przykłady ................................................................................................................................. 36
Jaka substancja najlepiej nadaje się do magazynowania ciepła? ....................................... 36
Skąd wiemy, ile wynosi ciepło właściwe ró nych substancji? .......................................... 39
Rozdział 4. Ruchy prostoliniowe ..............................................................................................................................47
Wprowadzenie ......................................................................................................................... 47
Ruchy jednostajne prostoliniowe ...................................................................................... 47
Ruchy jednostajnie zmienne .............................................................................................. 48
Przykłady ................................................................................................................................. 50
Droga w ruchu jednostajnym prostoliniowym .................................................................. 50
Czy średnia prędkość poruszającego się ciała mo e być równa zeru? .............................. 52
Ruch jednostajnie przyspieszony i jednostajnie opóźniony ............................................... 58
4
Fizyka z komputerem dla gimnazjum
Rozdział 5. Jak siły wpływają na ruch ciał? ......................................................................................................69
Wprowadzenie ......................................................................................................................... 69
Przykłady ................................................................................................................................. 70
Jaka przyczyna, taki skutek ............................................................................................... 70
Rozdział 6. Ruch jednostajny po okręgu ............................................................................................................83
Wprowadzenie ......................................................................................................................... 83
Przykłady ................................................................................................................................. 84
Siły, które zakrzywiają tor ciał .......................................................................................... 84
Rozdział 7.
Siła grawitacji na Ziemi i poza Ziemią .........................................................................................93
Wprowadzenie ......................................................................................................................... 93
Przykłady ................................................................................................................................. 94
Siły grawitacji wokół Ziemi .............................................................................................. 94
Przyspieszenie ziemskie w pobli u Ziemi ....................................................................... 100
Siły grawitacji poza Ziemią ............................................................................................. 102
Rozdział 8. Opór elektryczny przewodników ..................................................................................................109
Wprowadzenie ....................................................................................................................... 109
Przykłady ............................................................................................................................... 110
Jak wyznacza się opór elektryczny? ................................................................................ 110
Jakie są skutki przepływu prądu przez ciało człowieka? ................................................. 113
Wpływ temperatury na opór elektryczny przewodnika ................................................... 115
Rozdział 9. Energia i moc prądu elektrycznego .............................................................................................121
Wprowadzenie ....................................................................................................................... 121
Przykłady ............................................................................................................................... 122
Od czego zale y moc grzałki? ......................................................................................... 122
Jak moc grzałki wpływa na czas i koszt gotowania wody? ............................................. 125
Rozdział 10. Łączenie oporników ..............................................................................................................................131
Wprowadzenie ....................................................................................................................... 131
Łączenie szeregowe oporników ...................................................................................... 131
Łączenie równoległe ....................................................................................................... 132
Przykłady ............................................................................................................................... 132
Jak połączenie szeregowe oporników wpływa na natę enie prądu w obwodzie? ........... 132
Czym grozi przecią enie domowej instalacji elektrycznej? ............................................ 137
Rozdział 11. Rozchodzenie się dźwięków w ró nych ośrodkach ............................................................143
Wprowadzenie ....................................................................................................................... 143
Przykłady ............................................................................................................................... 144
Od czego zale y szybkość dźwięku? ............................................................................... 144
Czy latem szybkość dźwięku w powietrzu jest inna ni zimą? ....................................... 146
Ile razy szybkość dźwięku w diamencie jest większa od szybkości dźwięku w powietrzu? ....149
Skorowidz ..................................................................................................................................................156
2.
Prawo Archimedesa
Rozdział
Wprowadzenie
Prawo Archimedesa stwierdza dwa fakty, które mo esz potwierdzić własnym doświad-
czeniem yciowym. Pierwszy z nich mówi o tym, e na ka de ciało zanurzone w cieczy
działa siła wyporu. Ka dy z nas odczuwa to np. podczas kąpieli w basenie, gdzie czu-
jemy się l ejsi. Ale to nie dlatego tak się czujemy, e Ziemia przyciąga nas słabiej, gdy
jesteśmy w basenie, lecz dlatego, e oprócz siły przyciągania ziemskiego, skierowanej
zawsze pionowo w dół, działa na nas druga siła, która ma przeciwny zwrot ni siła cię -
kości. Jest to właśnie siła wyporu. Drugi fakt stwierdza, e ka de ciało zanurzone w cie-
czy wypiera taką objętość cieczy, jaką samo zajmuje. Wchodząc do wanny wypełnionej
po brzegi wodą, spowodujesz wylanie się wody. Objętość wylanej (wypartej) wody jest
równa objętości ciała, które jest zanurzone. Dlatego zanurzając w wodzie coraz więcej
swojego ciała, wylewamy z wanny coraz więcej wody. Mierząc objętość wylanej wody
przy całkowitym zanurzeniu ciała, mo na dowiedzieć się, jaką objętość ma nasze ciało.
Na tej zasadzie mierzymy objętość menzurką. Wszystko to wiesz bez prawa Archimedesa.
Ale czy wiesz, jak du a jest siła wyporu i od czego zale y jej wielkość?
Prawo Archimedesa
Na ka de ciało zanurzone w cieczy działa siła wyporu skierowana pionowo do góry
i
równa cię arowi wypartej cieczy.
Cię ar wypartej cieczy to siła, której wartość jest równa iloczynowi masy wypartej cie-
czy i przyspieszenia ziemskiego. Oznaczając literą
W
siłę wyporu, a literą
m
c
masę wy-
partej cieczy i literą
g
przyspieszenie ziemskie, mamy cię ar wypartej cieczy:
(2.1)
W
=
m
c
⋅
g
24
Fizyka z komputerem dla gimnazjum
Masa cieczy mo e być wyra ona poprzez jej gęstość
wzorem:
(2.2)
m
c
=
ρ
cieczy
⋅
V
cieczy
ρ
cieczy
i objętość
V
cieczy
zgodnie ze
Po uwzględnieniu, e objętość wypartej cieczy jest równa objętości zanurzonego ciała:
(2.3)
V
cieczy
=
V
cia
³
a
ostatecznie otrzymujemy:
(2.4)
W
=
ρ
cieczy
⋅
V
cia
³
a
⋅
g
Je eli gęstość, objętość i przyspieszenie ziemskie wyrazisz w jednostkach układu SI, to
siła wyporu będzie wyra ona w niutonach [N].
Zakładając, e interesuje nas siła wyporu tylko na Ziemi, mo emy przyspieszenie gra-
witacyjne traktować jako stałe i wówczas
wartość siły wyporu zale na jest tylko od
gęstości cieczy i od objętości zanurzonego w niej ciała.
Wartość siły wyporu w porów-
naniu z cię arem ciała decyduje o tym, czy ciało utonie w danej cieczy, czy nie.
a)
b)
Je eli cię ar ciała jest większy od siły wyporu, to ciało tonie i opada na dno.
Ten przypadek zachodzi zawsze, gdy gęstość ciała jest większa od gęstości cieczy.
Je eli cię ar ciała jest równy sile wyporu działającej przy całkowitym zanurzeniu
ciała, wtedy ciało pływa pod powierzchnią cieczy, na takim poziomie, na jakim zostało
umieszczone. Ten warunek jest spełniony, gdy gęstość ciała jest równa gęstości cieczy.
Je eli cię ar ciała jest mniejszy od siły wyporu działającej przy całkowitym
zanurzeniu ciała, wtedy ciało wypływa do góry i wynurza się a do momentu
wyrównania siły wyporu z cię arem (przy wynurzaniu objętość zanurzonej
części ciała zmniejsza się i tym samym maleje siła wyporu).
Gdy mówimy o
objętości zanurzonego ciała,
to mamy na myśli tylko tę
część ciała, która
jest zanurzona,
a nie całkowitą objętość ciała pływającego w cieczy. Tylko w przypadku,
gdy ciało tonie lub pływa pod powierzchnią cieczy, zanurzona jest cała jego objętość.
c)
Przykłady
Jak siła wyporu zale y od gęstości cieczy?
Przykład 2.1.
Stalową kulkę o objętości
V
= 1 dm
3
= 0,001 m
3
wrzucano kolejno do kilku cieczy
o ró nych gęstościach. Przedstaw na wykresie, jak zmieniała się siła wyporu działająca
na kulkę w zale ności od gęstości tych cieczy. Porównaj siłę wyporu działającą na kulkę
w ka dej cieczy z cię arem kulki. Gęstość stali wynosi 7800 kg/m
3
.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin