+ All Categories
Home > Documents > MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení...

MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení...

Date post: 31-Oct-2020
Category:
Upload: others
View: 4 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
240
Fyzika na scéně - exploratorium pro žáky základních a středních škol reg. č.: CZ.1.07/1.1.04/03.0042 MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER 1. část pro základní školy a víceletá gymnázia Václav Pazdera Olomouc 2012
Transcript
Page 1: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk

Fyzika na sceacuteně - exploratorium pro žaacuteky zaacutekladniacutech a středniacutech škol

reg č CZ1071104030042

MĚŘENIacute FYZIKAacuteLNIacuteCH VELIČIN

SE SYSTEacuteMEM VERNIER

1 čaacutest

pro zaacutekladniacute školy a viacuteceletaacute gymnaacutezia

Vaacuteclav Pazdera

Olomouc 2012

Zpracovaacuteno v raacutemci realizace projektu Evropskeacuteho sociaacutelniacuteho fondu

a Olomouckeacuteho kraje OP Vzdělaacutevaacuteniacute pro konkurenceschopnost

Zvyšovaacuteniacute kvality ve vzdělaacutevaacuteniacute

Registračniacute čiacuteslo CZ1071104030042

Tento projekt je spolufinancovaacuten Evropskyacutem sociaacutelniacutem fondem a staacutetniacutem

rozpočtem Českeacute republiky

Prvniacute vydaacuteniacute

copy Gymnaacutezium Olomouc Čajkovskeacuteho 9 2012

ISBN 978-80-7329- (Repronis)

- 3 -

Obsah

Uacutevod 7

1 PRIMA

11 Deacutelka 9

12 Hmotnost 11

13 Čas Reakčniacute doba 14

14 Rychlost 18

15 Draacuteha 21

16 Teplota 24

17 Siacutela 29

18 Elektrickyacute naacuteboj 32

19 Magnetickaacute indukce Magnetickeacute pole 36

110 Elektrickyacute proud a napětiacute 40

111 Zdroje elektrickeacuteho napětiacute 43

112 Uacutečinky elektrickeacuteho proudu 47

113 Magnetickeacute vlastnosti elektrickeacuteho proudu 54

114 Magnetickeacute pole ciacutevky 57

115 Zkrat 60

116 Elektrickyacute proud v kapalinaacutech 64

2 SEKUNDA

21 Rychlost pohybu 66

22 Draacuteha rovnoměrneacuteho pohybu 69

23 Měřeniacute siacutely 72

24 II Newtonův zaacutekon 75

25 Smykoveacute třeniacute 77

26 Povrchoveacute napětiacute 82

27 Hydrostatickyacute tlak 85

28 Archimeacutedův zaacutekon 88

- 4 -

29 Pascalův zaacutekon 91

210 Atmosfeacuterickyacute tlak 94

211 Zaacuteklady meteorologie 98

212 Přetlak a podtlak 101

213 Stiacuten a polostiacuten 104

214 Barvy světla 107

3 TERCIE

31 Praacutece 111

32 Energie polohovaacute a pohybovaacute 114

33 Uacutečinnost 121

34 Nakloněnaacute rovina 125

35 Kalorimetrickaacute rovnice 128

36 Vedeniacute tepla 131

37 Soutěž teploměrů 134

38 Var 137

39 Kmitavyacute pohyb 141

310 Zvuk 145

311 Rychlost zvuku ve vzduchu 149

312 Vniacutemaacuteniacute zvuku Hlasitost 153

313 Elektrickyacute naacuteboj Elektrickyacute proud 158

314 Ohmův zaacutekon 164

315 Odpor 167

316 Zaacutevislost odporu na teplotě 170

317 Reostat a potenciometr 174

318 Vnitřniacute odpor zdroje 178

319 Vyacutekon elektrickeacuteho proudu 181

320 Termohrnek 184

4 KVARTA

41 Magnetickeacute pole vodiče a ciacutevky 187

- 5 -

42 Siacutela působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli 190

43 Elektromagnetickaacute indukce 194

44 Střiacutedavyacute proud 197

45 Třiacutefaacutezoveacute napětiacute 200

46 Elektromagnetickeacute vlny 203

47 Termistor 206

48 Fotorezistor 210

49 Tranzistor jako spiacutenač a zesilovač 213

410 Integrovanyacute obvod 218

411 Radioaktivita a ochrana před zaacuteřeniacutem 223

412 Slunce ndash sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem 227

413 Slunce ndash slunečniacute člaacutenek I 230

414 Slunce ndash slunečniacute člaacutenek II 233

415 Slunce ndash slunečniacute člaacutenek III 236

- 7 -

Uacutevod

Fyzikaacutelniacute veličina je jakaacutekoliv objektivniacute vlastnost hmoty jejiacutež hodnotu lze

změřit nebo spočiacutetat Měřeniacute fyzikaacutelniacute veličiny je praktickyacute postup zjištěniacute

hodnoty fyzikaacutelniacute veličiny Metody měřeniacute lze rozdělit na absolutniacute a relativniacute

přiacutemeacute a nepřiacutemeacute

Tento sborniacutek pracovniacutech listů je věnovaacuten měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin měřiacuteciacutem

systeacutemem Vernier Samozřejmě lze stejneacute uacutelohy měřit i s pomociacute jinyacutech

měřiacuteciacutech systeacutemů

Sborniacutek je určen pro studenty a učitele

1 čaacutest (tento sborniacutek) pokryacutevaacute učivo nižšiacuteho gymnaacutezia a jim odpoviacutedajiacuteciacutem

ročniacutekům zaacutekladniacutech škol a 2 čaacutest pokryacutevaacute učivo fyziky pro vyššiacute stupeň

gymnaacutezia nebo středniacute školy

Uvedenyacute soubor pracovniacutech listů vznikl na zaacutekladě zkušenostiacute ktereacute jsem

ziacuteskal při častyacutech měřeniacutech pro žaacuteky zaacutekladniacutech a středniacutech škol a na mnoha

seminaacuteřiacutech pro učitele fyziky kde jsem byl jako uacutečastniacutek nebo jako lektor

U každeacuteho pracovniacuteho listu je uvedena stručnaacute fyzikaacutelniacute teorie seznam

potřebnyacutech pomůcek scheacutema zapojeniacute stručnyacute postup jednoducheacute nastaveniacute

měřiacuteciacuteho systeacutemu ukaacutezka naměřenyacutech hodnot a přiacutepadně dalšiacute naacuteměty

k měřeniacute

Byl bych raacuted kdyby sborniacutek (1 a 2 čaacutest) pomohl studentům a učitelům fyziky

při objevovaacuteniacute kraacutes vědy zvaneacute fyzika a vyacutehod ktereacute nabiacuteziacute měřeniacute fyzikaacutelniacutech

- 8 -

veličin pomociacute měřiacuteciacutech systeacutemů ve spojeniacute s PC

Jakeacute jsou vyacutehody měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier (nebo

jinyacutech)

K měřiciacutemu systeacutemu můžeme připojit až 60 různyacutech senzorů

Všechna měřeniacute různyacutech fyzikaacutelniacutech veličin se ovlaacutedajiacute stejně což přinaacutešiacute

meacuteně stresu viacutece času a radosti z měřeniacute

Při použitiacute dataprojektoru maacuteme obrovskyacute měřiciacute přiacutestroj

Měřeniacute můžeme provaacutedět ve třiacutedě i v tereacutenu

Měřeniacute lehce zvlaacutednou bdquomaliacuteldquo i bdquovelciacuteldquo

Můžeme měřit několik veličin současně a v zaacutevislosti na sobě

Naměřeneacute hodnoty lze přenaacutešet i do jinyacutech programů

Naměřeneacute hodnoty lze uložit pro dalšiacute měřeniacute nebo zpracovaacuteniacute

Lze měřit i obtiacutežně měřeneacute veličiny a lze měřit i dopočiacutetaacutevaneacute veličiny

Lze měřit velmi rychleacute děje a velmi pomaleacute děje

Pořiacutezeniacute měřiacuteciacuteho systeacutemu neniacute draheacute

Maacuteme k dispozici hodně naacutemětů k měřeniacute

Vyacutesledek měřeniacute naacutes někdy překvapiacute a hellip poučiacute

Ve většině měřeniacute je vyacutestupem bdquografldquo ndash velmi naacutezorně se buduje vniacutemaacuteniacute

fyzikaacutelniacutech vztahů mezi veličinami

hellip

Přeji mnoho zdaru při měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin a hodně radosti z naměřenyacutech

vyacutesledků

Olomouc 2012 Vaacuteclav Pazdera

- 9 -

Veličiny a jejich měřeniacute

11 DEacuteLKA

Fyzikaacutelniacute princip

Rozměry těles přiacutepadně vzdaacutelenosti mezi tělesy určujeme zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute

veličinou ktereacute řiacutekaacuteme deacutelka l Zaacutekladniacute jednotkou deacutelky je metr

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru vzdaacutelenost mezi tělesy

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo

Scheacutema

- 10 -

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od

senzoru ke stropu k tabuli k zemi k rucehellip

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat

se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se

člověka od senzoru (0 až 6 m)

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu ndash kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od

senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od

senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem

kornoutem nebo mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka

vlaacutečkuhellip

6 Ukončiacuteme měřeniacute

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je funkciacute

času

- 11 -

Veličiny a jejich měřeniacute

12 HMOTNOST

Fyzikaacutelniacute princip

Množstviacute laacutetek v tělese popisujeme hmotnostiacute m Jednotkou hmotnosti je

kilogram kg Hmotnost tělesa můžeme určit vaacuteženiacutem pomociacute vaacutehy

Ciacutel

Zkontrolovat hmotnost přesnyacutech zaacutevažiacute ze sady zaacutevažiacute Určit hmotnost m

různyacutech těles minciacute hmotnost bdquostejnyacutechldquo zaacutevažiacute CO2 vzduchu hořiacuteciacuteho

kahanu hořiacuteciacute sviacutečky laacutehve s vodouhellip

Pomůcky

Počiacutetač program LoggerPro digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 teploměr GoTemp

sada zaacutevažiacute sada stejnyacutech krychliček z různyacutech materiaacutelů kahan sviacutečka PET

laacutehev mince

- 12 -

Scheacutema

Postup

1 Digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 (rozsah 0 až 4 000 g) zapojiacuteme do konektoru

USB počiacutetače

2 Spustiacuteme program LoggerPro

3 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g hellip) a

kontrolujeme zda vaacutehy ukazujiacute spraacutevnou hmotnost Naměřeneacute hmotnosti

zapisujeme do tabulky

4 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme stejneacute krychličky 1cm3 (nebo zaacutevažiacute)

z různyacutech materiaacutelů (Al Fe Zn Cu Pb dřevahellip) Naměřeneacute hmotnosti

zapisujeme do tabulky

5 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme mince (1 Kč 2 Kč 5 Kčhellip) Naměřeneacute

hmotnosti zapisujeme do tabulky

6 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Trvaacuteniacute

200 s Frekvence 1 čteniacutes

7 Na digitaacutelniacute vaacutehu postaviacuteme PET laacutehev s uzavřenyacutem odtokem

- 13 -

8 Uvolniacuteme odtok a současně stiskneme tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Měřiacuteme

jak se měniacute hmotnost kapalneacuteho tělesa po dobu 200 sekund Pokud je otvor

malyacute (voda vyteacutekaacute deacutele než je nastavenaacute doba) tak prodloužiacuteme dobu trvaacuteniacute

měřeniacute Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme naměřenyacute graf a přiacutepadně vyhodnotiacuteme

jeho průběh

9 Stejneacute měřeniacute (ad 8)) ale na hrdle PET laacutehve je našroubovaacuten vršek

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proveď analyacutezu naměřeneacuteho grafu ndash menu Analyacuteza ndash Proložit křivku nebo

Analyacuteza ndash Statistika

2 Stejneacute měřeniacute (ad 7) můžeme proveacutest s hořiacuteciacute sviacutečkou nebo s přiteacutekajiacuteciacute

vodou do PET laacutehve

3 Do PET laacutehve postaveneacute na digitaacutelniacute vaacuteze daacuteme určiteacute množstviacute octa (1dl)

můžeme takeacute přidat teploměr GoTemp zapneme měřeniacute a přisypeme saacuteček

sody Měřiacuteme zda se zmenšiacute hmotnost reagujiacuteciacute směsi (unikaacute plyn CO2)

Sledujeme i teplotu reagujiacuteciacutech laacutetek Zůstaacutevaacute hmotnost stejnaacute nebo se měniacute

Pokud maacuteme senzor pH můžeme při reakci sledovat i tuto vlastnost

4 Dvoulitrovou praacutezdnou PET laacutehev (uřiacuteznuteacute hrdlo) postav na digitaacutelniacute vaacutehu

V programu LoggerPro stiskni tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Naleacutevej do praacutezdneacute

laacutehve oxid uhličityacute (vyrobenyacute reakciacute octa a sody nebo z bombičky sifonu)

Pozoruj jak se měniacute hmotnost Nech měřeniacute běžet delšiacute dobu a pozoruj jak se

měniacute hmotnost Vyhodnoť měřeniacute Z naměřenyacutech hodnot a ze znalosti hustoty

vzduchu (129 kgm3) urči hustotu oxidu uhličiteacuteho Jakou maacute oxid uhličityacute

hustotu v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu

- 14 -

Veličiny a jejich měřeniacute

13 ČAS REAKČNIacute DOBA

Fyzikaacutelniacute princip

Čas je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličina kteraacute se nejčastěji označuje malyacutem

piacutesmenem t Jednotkou času je sekunda s

Reakčniacute doba člověka je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute

udaacutelosti do jeho reakce Mnoho faktorů ovlivňuje reakčniacute dobu člověka

Ciacutel

Změřit časoveacute uacuteseky různyacutech dějů pomociacute stopek LabQuestu

Změřit reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět

Pomůcky

LabQuest ultrazvukoveacute měřidlo vzdaacutelenosti GoMotion 2 ks voltmetry VP-

BTA deacutelkoveacute měřidlo

- 15 -

Scheacutema

Postup

1 Zapneme LabQuest a v dolniacute naacutestrojoveacute liště klikneme na ikonu domeček

2 V zobrazeneacute nabiacutedce zvoliacuteme Stopky

3 Stopky ovlaacutedaacuteme třemi tlačiacutetky ndash startstop vynulovaacuteniacute a zkopiacuterovaacuteniacute

aktuaacutelniacuteho uacutedaje z displeje např do kalkulačky Vyzkoušej si to

4 Změřiacuteme časoveacute uacuteseky různyacutech dějů

a) dobu mezi dvěma zvuky (generujeme pomociacute programu na PC ndash lze

přesně nastavit dobu dvě tlesknutiacute)

b) dobu kmitu kyvadla (dvěma po sobě jdouciacutem kyvům řiacutekaacuteme kmit)

c) dobu volneacuteho paacutedu tělesa z vyacutešky 2 metry můžeme ověřit pomociacute

GoMotion

d) dobu volneacuteho paacutedu dřevěneacute tyčky s deskou kterou jeden člověk pustiacute a

druhyacute chytiacute můžeme ověřit pomociacute GoMotion

- 16 -

e) dobu pohybu tělesa (autiacutečko vlaacuteček) po vodorovneacute podložce

f)

5 Změřiacuteme reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět

a) Světelnyacute ndash k LabQuestu připojiacuteme dva voltmetry VP-BTA prvniacute

připojiacuteme na LED (žaacuterovku) kteraacute je zapojena do obvodu s tlačiacutetkem

druhyacute připojiacuteme na rezistor zapojenyacute v obvodu s tlačiacutetkem prvniacute student

stiskne tlačiacutetko v prvniacutem obvodu a druhyacute stiskne v reakci na rozsviacutecenou

LED-ku (žaacuterovku) tlačiacutetko v druheacutem obvodu na LabQuestu

vyhodnotiacuteme dobu mezi napěťovyacutemi impulzy

b) Zvukovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze miacutesto LED-ky je zapojen bzučaacutek

a druhyacute student maacute zavřeneacute oči a reaguje na zvuk

c) Dotykovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze s tiacutem že prvniacute student se druheacuteho

dotkne rukou

6 Poznaacutemka

a) U všech třiacute měřeniacute v ad 5) je potřeba nastavit na LabQuestu v menu

Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 2 s Frekvence 1 000 čteniacutes Trigger

nastaviacuteme na Zapnuto a je rostouciacute přes 1 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute

Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

b) Miacutesto druheacuteho obvodu a voltmetru můžeme použiacutet senzor stisku ruky

HD-BTA

c) Při připojeniacute (ad 4c))ultrazvukoveacuteho senzoru MD-BTD nebo GO-MOT

do vstupu DIG 1 nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim

Časovaacute zaacutekladna Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

- 17 -

7 Ukončiacuteme měřeniacute

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkuste změřit reakčniacute dobu

a) opakovaně u jednoho studenta

b) u diacutevek a chlapců

c) mladyacutech a staryacutech lidiacute

d) raacuteno a večer

Na zaacutevěr sestav přehlednou tabulku všech vyacutesledků

2 Reakčniacute doba řidiče je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute

udaacutelosti do řidičovy reakce Jejiacute doba se pohybuje kolem 2 sekund ale vždy

zaacuteležiacute na pozornosti řidiče jeho věku fyzickeacute kondici a dalšiacutech faktorech Do

reakčniacute doby se však nezapočiacutetaacutevaacute doba prodlevy a naacuteběhu brzd Pamatujte

proto na bezpečnou vzdaacutelenost mezi vozidly a udržujte odstup

3 Zkuste chytit bankovku puštěnou druhyacutem člověkem dvěma prsty (pokud ji

chytnete je vaše) Proč ji nelze chytit

- 18 -

Veličiny a jejich měřeniacute

14 RYCHLOST

Fyzikaacutelniacute princip

Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme

v metrech za sekundu m

s

nebo v kilometrech za hodinu km

h

U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se

rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT

- 19 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 3 s

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost pohybu

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a potom se

přibližovat a daacutele se naopak vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost

chůze člověka (0 až 6 m)

- 20 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho

miacuteče od senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem

papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho autiacutečka (viz foto vyacuteše) vlaacutečkuhellip

5 Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

- 21 -

Veličiny a jejich měřeniacute

15 DRAacuteHA

Fyzikaacutelniacute princip

Draacuteha s je deacutelka trajektorie Trajektorie je křivka kterou těleso opisuje při

sveacutem pohybu

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru draacutehu kterou uraziacute těleso

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo

- 22 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od

senzoru ke stropu k tabuli k zemi k ruce hellip

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat

se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se

člověka od senzoru (0 až 6 m)

- 23 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od

senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem

papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka vlaacutečku hellip

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

2 Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je

funkciacute času

- 24 -

Veličiny a jejich měřeniacute

16 TEPLOTA

Fyzikaacutelniacute princip

Teplota je fyzikaacutelniacute veličina t kterou použiacutevaacuteme k popisu stavu tělesa (rychlost

pohybu atomů) Jednotkou je Celsiův stupeň (degC) Teplota tajiacuteciacuteho ledu je 0 degC

Bod varu vody je 100 degC Stupeň Fahrenheita (degF) je jednotka teploty

pojmenovanaacute po německeacutem fyzikovi Gabrielu Fahrenheitovi Dnes se použiacutevaacute

hlavně v USA

- 25 -

Ciacutel

Odhadnout teplotu a pak odhad ověřit teploměrem Ověřit teplotu tajiacuteciacuteho ledu

Ověřit teplotu varu vody Změřit jak se měniacute teplota v průběhu dne a při

ohřiacutevaacuteniacute nebo ochlazovaacuteniacute tělesa

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA teploměr STS-BTA PET laacutehve

- 26 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměr STS-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

2 Do několika naacutedob z PET lahviacute připraviacuteme vodu o různeacute teplotě ndash prvniacute

přidaacuteme led a u ostatniacutech postupně viacutece a viacutece horkeacute vody z elektrovarneacute

konvice

3 Zapneme LabQuest a můžeme měřit teplotu Nejdřiacuteve zkusiacuteme odhadnout

teplotu a potom ověřiacuteme pomociacute teploměru teplotu různyacutech těles

a) vzduch v miacutestnosti (u podlahy uprostřed u stropu)

b) vzduch na ulici

c) teplaacute voda

d) studenaacute voda

e) horkaacute voda

f) tajiacuteciacute led

g) tajiacuteciacute led a sůl

- 27 -

h) vařiacuteciacute voda

i) teplota lidskeacuteho těla

j) teplota v chladničce (dole nahoře v mraziciacutem boxu)

k)

4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 60 čteniacuteh Trvaacuteniacute 24 h

5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme venku za oknem

tak aby se nedotyacutekal žaacutedneacuteho tělesa

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu

vzduchu v průběhu 24 hodin Dalšiacute den ve stejnou dobu ukončiacuteme měřeniacute

7 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

8 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutemin Trvaacuteniacute 24 min

9 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme do kaacutedinky se

studenou vodou a začneme ohřiacutevat lihovyacutem kahanem

10 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu vody

v průběhu 12 minut (ohřiacutevaacuteniacute) Pak zahasiacuteme kahan a měřiacuteme dalšiacutech12 minut

(ochlazovaacuteniacute) Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 120 čteniacutemin Trvaacuteniacute 3 min

2 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu uchopiacuteme senzor

teploměru do ruky a pozorujeme změnu teploty Stejneacute měřeniacute provedeme

s teploměrem TMP-BTA a teploměrem STS-BTA Proč se lišiacute průběhy obou

grafů Kde toho lze využiacutet

4 Zapoj do LabQuestu dva teploměry Vezmi si dvě naacutedoby s vodou

o různyacutech teplotaacutech ndash studenaacute a teplaacute Měř jejich teploty (tlačiacutetko START)

- 28 -

Přelej vodu z prvniacute naacutedoby do druheacute a současně přendej teploměr z prvniacute

naacutedoby do druheacute Popiš co pozoruješ Z grafu urči teploty před smiacutechaacuteniacutem

a teplotu po smiacutechaacuteniacute

5 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vody ve zkumavce v různyacutech

hloubkaacutech

a) budeš-li vodu ohřiacutevat u dna

b) budeš-li vodu ohřiacutevat u hrdla

6 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vzduchu ve zkumavce v různyacutech

hloubkaacutech

- 29 -

Siacutely a jejich vlastnosti

17 SIacuteLA

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se

piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N

Ciacutel

Určit velikosti různyacutech sil Určit hmotnost zaacutevažiacute ktereacute je přitahovaacuteno k zemi

silou 1 N Určit siacutelu stisku ruky a siacutelu stisku mezi dvěma prsty Určit velikost

siacutely kterou člověk působiacute na zem

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA plošnyacute siloměr FP-BTA senzor siacutely stisku ruky

HD-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma

- 30 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)

2 Zapneme LabQuest

3 Zavěšujeme postupně různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g ) na siloměr

Naměřeneacute uacutedaje zapisujeme do tabulky

4 Na siloměr zavěsiacuteme pružinu Vynulujeme siloměr Zavěšujeme postupně

různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 ghellip) na pružinu a měřiacuteme prodlouženiacute

pružiny y Sestrojiacuteme graf F = f(y) Určiacuteme konstantu přiacutemeacute uacuteměrnosti

5 Zavěsiacuteme na siloměr misku z rovnoramennyacutech vah a vynulujeme siloměr ndash

menu Senzory ndash Vynulovat Postupně na misku přidaacutevaacuteme zaacutevažiacute až siloměr

ukazuje přesně siacutelu 1 N Vyacutesledek (hmotnost zaacutevažiacute) zapiacutešeme do tabulky

6 K LabQuestu připojiacuteme senzor siacutely stisku ruky HD-BTA Měřiacuteme

postupně siacutelu stisku ruky pro pravou a levou ruku

7 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Měřiacuteme siacutelu stisku ruky

po dobu 60 sekund ndash nepřerušovaně držiacuteme Sledujeme jak siacutela stisku

v průběhu času ochabuje

9 Bod 5 6 a 7 opakujeme pro siacutelu stisku mezi prsty

- 31 -

10 K LabQuestu připojiacuteme plošnyacute siloměr FP-BTA Přepneme na většiacute

rozsah 0 ndash 3 500 N Postaviacuteme se na tento siloměr Změřiacuteme siacutelu kterou člověk

působiacute na zem (tiacuteha G) Zapiacutešeme do tabulky Určiacuteme hmotnost člověka

11 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

12 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sledujeme jak se

měniacute tlakovaacute siacutela při dřepu kliku vyacuteskoku při běžneacute chůzi (jedna noha střiacutedaacute

druhou) při přitisknutiacute senzoru ke stěněhellip

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute jak se měniacute siacutela působiacuteciacute na plošnyacute siloměr FP-BTA při

jiacutezdě vyacutetahem když na něm stojiacuteme (vliv zrychlovaacuteniacute zpomalovaacuteniacute)

2 Polož plošnyacute siloměr na židli sedni si na něj a vyzkoušej jakou silou

působiacuteš na židli

3 Na siloměr DFS-BTA zavěsiacuteme hranol Určiacuteme velikost siacutely kterou

přitahuje Země hranol Taacutehneme tento hranol po podložce a změřiacuteme velikost

tahoveacute siacutely Porovnaacuteme tyto dvě siacutely

4 Proveďte statistickyacute průzkum ve třiacutedě o kolik je u pravaacutekůlevaacuteků silnějšiacute

pravaacutelevaacute ruka (holekkluků) Vypočiacutetejte průměrneacute hodnoty

- 32 -

Elektrickeacute vlastnosti laacutetek

18 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovaacuteniacute těles

Jeho jednotkou je coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při

pokusech ve třiacutedě pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů)

1 nC je přibližně 6 000 000 000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj

elektronuhellip) Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj

(na skleněneacute tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně

nabiteacute těleso maacute viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute

protony K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič

naacuteboje

Ciacutel

Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute

při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute

Pomůcky

LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA tělesa (plechovka na polystyreacutenu kovoveacute

kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute

těles

- 33 -

Scheacutema

Postup

1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou

krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku

připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou

zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě

kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru

zvoliacuteme rozsah plusmn 100 nC

2 Zapneme LabQuest

- 34 -

3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem

ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj

Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky

5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence

2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj

z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute

naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)

Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky

9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute

tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)

10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu

3times3 mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle

Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm

Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je

11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech

(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)

- 35 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pouze přibližujeme a vzdalujeme nabitou tyč (ebonitovou nebo skleněnou)

k tělesu (plechovce) a sledujeme jak se měniacute naacuteboj O jakyacute jev se jednaacute Čiacutem

je způsoben

2 Plechovku připojiacuteme ke zdroji kladneacuteho vn napětiacute (nabije se kladně) Měřič

naacuteboje připojiacuteme ke kovoveacute kuličce na izolovaneacutem držaacuteku Zapneme měřeniacute

a přejiacuteždiacuteme plynule v okoliacute svisleacute stěny plechovky (nedotyacutekaacuteme se) přibližně

ve stejneacute vzdaacutelenosti Sledujeme naměřeneacute hodnoty Co můžeme usoudit

o rozloženiacute naacuteboje na povrchu plechovky

- 36 -

Magnetismus 19 MAGNETICKAacute INDUKCE

MAGNETICKEacute POLE

Fyzikaacutelniacute princip

Magnetickou indukciacute nazyacutevaacuteme jev při ktereacutem se tělesa s feromagnetickyacutemi

vlastnostmi v bliacutezkosti magnetu zmagnetujiacute Magnet vytvaacuteřiacute ve sveacutem okoliacute

magnetickeacute pole ktereacute můžeme znaacutezornit soustavou magnetickyacutech

indukčniacutech čar Pomociacute magnetky (malyacute magnet) můžeme bdquozmapovatldquo

magnetickeacute pole ndash určit směr indukčniacutech čar Mnohem rychleji lze obrazec

indukčniacutech čar určit pomociacute železnyacutech pilin

Magnetickeacute pole popisuje veličina magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji

v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou indukci měřiacuteme teslametrem Zemskeacute

magnetickeacute pole v ČR maacute magnetickou indukci 0048 mT

Ciacutel

Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute permanentniacuteho

magnetu Změřit magnetickou indukci magnetickeacuteho pole Země

- 37 -

Pomůcky

LabQuest teslametr MG-BTA permanentniacute magnet

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Na teslametru

nastaviacuteme rozsah 64 mT Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 38 -

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k severniacutemu poacutelu magnetu

a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi

5 sekund)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k jižniacutemu poacutelu magnetu

a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi

5 sekund)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně pohybujeme (asi 5 sekund) teslametrem kolmo k podeacutelneacute ose

magnetu k jižniacutemu poacutelu magnetu a potom pomalu vzdalujeme teslametr od

severniacuteho poacutelu magnetu (asi 5 sekund) Uložiacuteme měřeniacute

6

7 Otevřeme novyacute soubor a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve

vodorovneacute rovině otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země

Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum (N a S magnetickyacute poacutel)

- 39 -

Z maximaacutelniacutech hodnot odečteme vodorovnou amplitudu magnetickeacute indukce B

Země

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve

svisleacute rovině (N-S směr) otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země

Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum Maximaacutelniacute hodnota je

hodnotou magnetickeacute indukce B Země

9

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Urči sklon indukčniacute čaacutery magnetickeacuteho pole u naacutes v ČR vzhledem

k povrchu země

- 40 -

Elektrickyacute obvod 110 ELEKTRICKYacute PROUD

ELEKTRICKEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute proud je uspořaacutedanyacute pohyb nabityacutech čaacutestic Elektrickyacute proud se

označuje piacutesmenem I Jeho jednotkou je ampeacuter (A)

Elektrickeacute napětiacute se označuje piacutesmenem U Jednotkou elektrickeacuteho napětiacute je

volt (V)

Elektrickyacute proud měřiacuteme ampeacutermetrem a napětiacute voltmetrem

Ciacutel

Změřit proud prochaacutezejiacuteciacute žaacuterovkou Změřit napětiacute na žaacuterovce Pozorovat jak

žaacuterovka sviacutetiacute při různyacutech hodnotaacutech proudu (uacutečinky proudu)

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat

100 Ω žaacuterovka 35 V03 A

- 41 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x

zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat ndash

Ampeacutermetr Reostat 100 Ω nastaviacuteme na min hodnoty odporu (napětiacute)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 42 -

5 Reostatem 100 Ω pomalu (20 s) zvětšujeme proud (směrem k max) až ho

vytočiacuteme do krajniacute polohy (max) Hodnota proudu nesmiacute překročit 06 A

Zobrazuje se tzv V-A charakteristika žaacuterovky Po vykresleniacute celeacuteho grafu

zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro různeacute žaacuterovky

7 Vysloviacuteme zaacutevěr (při jakeacute hodnotě proudu žaacuterovka začiacutenaacute sviacutetit)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř V-A charakteristiku pro rezistor 100 Ω a 50 Ω

- 43 -

Elektrickeacute pole 111 ZDROJE ELEKTRICKEacuteHO

NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Zdroje elektrickeacuteho napětiacute jsou elektraacuterny galvanickeacute člaacutenky a akumulaacutetory

- 44 -

Ciacutel

Změřit jak se měniacute napětiacute při vybiacutejeniacute (použiacutevaacuteniacute) zdroje ndash vybiacutejeciacute křivku

Pomůcky

LabQuest držaacutek baterie a rezistor ampeacutermetr DCP-BTA voltmetr VP-BTA

zdroj elektrickeacuteho napětiacute ndash galvanickyacute člaacutenek akumulaacutetor

- 45 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 a voltmetr VP-BTA ke

vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

12 h Frekvence 300 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat (spiacutenač je vypnutyacute)

4 Sepneme spiacutenač Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na

LabQuestu

5 Když začne napětiacute klesat pod 1V zastaviacuteme měřeniacute

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vytvoř si jednoduchyacute galvanickyacute

člaacutenek z jablka (nebo citronu)

železneacuteho hřebiacuteku a měděneacuteho draacutetu

podle obraacutezku Změř voltmetrem

zaacutevislost napětiacute v zaacutevislosti na čase

(připoj rezistor 1 000 Ω)

- 46 -

2 Změř vybiacutejeciacute křivku pro různeacute zdroje Urči kapacitu člaacutenku Porovnej

se jmenovitou kapacitou

3 Jakeacute vyacutehody maacute elektrickeacute napětiacute z bateriiacute oproti napětiacute ze zaacutesuvek Jakeacute

nevyacutehody naopak majiacute baterie

- 47 -

Elektrickyacute obvod 112 UacuteČINKY ELEKTRICKEacuteHO

PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute proud maacute pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute

uacutečinky Jednoducheacute spotřebiče můžeme rozdělit podle uacutečinků elektrickeacuteho

proudu na pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute spotřebiče

Ciacutel

Ověřit pohyboveacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na elektromotor

Ověřit světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

Ověřit magnetickeacute uacutečinky (magnetickaacute indukce) elektrickeacuteho proudu

prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

Ověřit chemickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho kapalinou

(vodou)

Ověřit tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA

teploměr TMP-BTA ciacutevka 166 a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu

a napětiacute BK 127 žaacuterovka 12 V spiraacutela luxmetr LS-BTA voltmetr 30 V-BTA

- 48 -

Scheacutema

a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

- 49 -

b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

Postup

a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

1 Připojiacuteme luxmetr LS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-

BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematuj ndash spiacutenač je

rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr

- 50 -

a voltmetr Žaacuterovku s luxmetrem můžeme zakryacutet krabiciacute aby luxmetr neměřil

osvětleniacute pozadiacute

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06A Na ose y zvoliacuteme Osvětleniacute a Spojovat body

Dole 0 a Nahoře 600 lx

4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme

napětiacute Vlevo 0 Vpravo 16 V Na ose y zvoliacuteme Proud a Spojovat body Dole

0 a Nahoře 04 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme

spiacutenač

6 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (do 12 V) Kontrolujeme proud

ndash max 06A Luxmetrem měřiacuteme osvětleniacute způsobeneacute žaacuterovkou

b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

- 51 -

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max

06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky

c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-

BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu ndash spiacutenač je

rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr

a voltmetr Teploměr se spiraacutelou vložiacuteme do kaacutedinky s vodou

- 52 -

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 000 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Napětiacute a Spojovat body

Dole 0 a Nahoře 25 V

4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme

čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Teplota a Spojovat body

Dole 20 a Nahoře 35 degC Regulovatelnyacutem zdrojem nastaviacuteme napětiacute (na

20 V) Kontrolujeme proud ndash max 10 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme

spiacutenač

6 Teploměrem měřiacuteme teplotu vody zahřiacutevaneacute spiraacutelou

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakeacute jsou uacutečinky elektrickeacuteho proudu v jednotlivyacutech

přiacutepadech

- 53 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ve ktereacutem elektrickeacutem přiacutestroji se projevuje současně několik uacutečinků

elektrickeacuteho proudu

2 Jakyacutech uacutečinků elektrickeacuteho proudu využiacutevaacute elektrickyacute zvonek

3 Změř jak zaacutevisiacute siacutela F přitahujiacuteciacute jaacutedro na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho

ciacutevkou Kde se toho daacute využiacutet

4 Chemickeacute uacutečinky viz uacuteloha 116 Elektrickyacute proud v kapalinaacutech

5 Změř pohyboveacute uacutečinky el proudu na otaacutečeniacute elektromotoru Pohyb můžeš

sniacutemat luxmetrem

- 54 -

Elektrickyacute obvod 113 MAGNETICKEacute VLASTNOSTI

ELEKTRICKEacuteHO PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Prochaacuteziacute-li vodičem elektrickyacute proud vznikaacute v jeho okoliacute magnetickeacute pole

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar kružnic Kružnice ležiacute v rovinaacutech kolmyacutech

na vodič a majiacute středy v bodech vodiče Magnetickeacute pole popisuje veličina

magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou

indukci měřiacuteme teslametrem

Ciacutel

Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute vodiče v zaacutevislosti na

velikosti elektrickeacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest teslametr MG-BTA ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj

napětiacute vodič

- 55 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu a ampeacutermetr

HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Na teslametru nastaviacuteme rozsah 64 mT

Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 56 -

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 5 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Teslametr umiacutestiacuteme bliacutezko vodiče (1 cm) Stiskneme tlačiacutetko START

(měřeniacute) na LabQuestu a pomalu rovnoměrně zvětšujeme napětiacute

(proud) na zdroji Uložiacuteme měřeniacute

5 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce na velikosti proudu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Velikost magnetickeacute indukce okolo rovneacuteho dlouheacuteho vodiče ve vzdaacutelenosti

d můžeme vypočiacutetat pomociacute Biot-Savartova zaacutekona (někdy teacutež Biot-Savart-

Laplaceova)

7 74π 10 2 102π 2π

I I IB

d d d (přibližně ve vzduchu)

2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale v zaacutevislosti na vzdaacutelenosti d ndash měřiacuteme

praviacutetkem a vklaacutedaacuteme po jednotlivyacutech krociacutech Nastaviacuteme určitou hodnotu

proudu

- 57 -

Elektrickyacute obvod 114 MAGNETICKEacute POLE CIacuteVKY

Fyzikaacutelniacute princip

Ciacutevka vznikne když vodič navineme na povrch vaacutelce nebo hranolu

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery uvnitř ciacutevky jsou rovnoběžneacute s jejiacute osou

Magnetickaacute indukce uvnitř velmi dlouheacute ciacutevky maacute velikost NI

Bl

kde I

je velikost proudu N je celkovyacute počet zaacutevitů a l je deacutelka ciacutevky

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce B na velikosti proudu I prochaacutezejiacuteciacuteho

ciacutevkou

Pomůcky

LabQuest rezistor 10Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA ciacutevka 166

a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127

- 58 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 59 -

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max

06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky

6 Vysloviacuteme zaacutevěr - jak zaacutevisiacute mag indukce B na velikosti elektrickeacute

proudu I

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ze znalosti počtu zaacutevitů deacutelky ciacutevky a proudu spočiacutetej magnetickou

indukci

2 Změň ciacutevku a opakuj měřeniacute

3 Změř jak se měniacute magnetickaacute indukce po podeacutelneacute ose ciacutevky při daneacute

hodnotě proudu

- 60 -

Elektrickyacute obvod 115 ZKRAT

Fyzikaacutelniacute princip

Zkrat v elektrickeacutem obvodu je vodiveacute spojeniacute vodičů ktereacute vyřadiacute z obvodu

spotřebič Obvod se chraacuteniacute proti zkratu pojistkou nebo jističem Tavnaacute

pojistka je založena na tepelnyacutech uacutečinciacutech elektrickeacuteho proudu Jistiacuteciacutem

prvkem je tenkyacute draacutetek kteryacute se průchodem zkratoveacuteho proudu přepaacuteliacute a tiacutem

přerušiacute elektrickyacute obvod

Ciacutel

Ověřit funkci tavneacute pojistky Určit velikost zkratoveacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute tenkyacute

vodič tavnaacute trubičkovaacute pojistka ndash různeacute hodnoty proudu

- 61 -

Scheacutema

- 62 -

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme

obvod dle scheacutematu Spiacutenač je rozpojen Jako pojistku použijeme napřiacuteklad

tavnou trubičkovou pojistku 800 mA Jako zdroj plochou baterii

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Způsobiacuteme

ZKRAT

5 Vysloviacuteme zaacutevěr Jak rychle bdquozareagujeldquo tavnaacute pojistka

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus změřit pomociacute mikrometru průměr draacutetku a zkratovyacute proud tiacutemto

draacutetkem Změř draacutetky různyacutech průměrů Jak zaacutevisiacute hodnota zkratoveacuteho

proudu na průměru draacutetku

2 Proč nemůžeš použiacutet jako tavnou pojistku hřebiacutek

3 Zkus různeacute druhy materiaacutelů tavnyacutech draacutetků ndash Fe Cuhellip Jakyacute to maacute vliv na

velikost bdquozkratovaciacuteholdquo proudu

- 63 -

4 Zkus změřit dvě stejneacute pojistky (např 800 mA) ale jedna je bdquopomalaacuteldquo

a druhaacute bdquorychlaacuteldquo

5 Zkus změřit zkrat se dvěma paralelně zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi Jakyacute

maacute vliv kvalita zdroje na velikost zkratovaciacuteho proudu Změniacute se doba

přetaveniacute draacutetku

6 Zkus změřit zkrat se dvěma seacuteriově zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi

7 Proč při bdquoletmeacutem dotekuldquo (viz obraacutezek) před zkratem nenastal zkrat Proč

nastal až při staacuteleacutem doteku

- 64 -

Elektrickyacute obvod 116 ELEKTRICKYacute PROUD

V KAPALINAacuteCH

Fyzikaacutelniacute princip

Podmiacutenkou vodivosti kapalin je přiacutetomnost iontů Ionty vznikajiacute v kapalinaacutech

nejčastěji při rozpouštěniacute soliacute a kyselin

Ciacutel

Ověřit vznik iontů rozpouštěniacutem soli ve vodě měřeniacutem elektrickeacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr DCP-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute žaacuterovka

vanička a elektrody

- 65 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme

obvod dle scheacutema Spiacutenač je rozpojen

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

600 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Po

10 sekundaacutech nasypeme sůl do vody Pozorujeme jak se měniacute proud při

rozpouštěniacute soli v roztoku vody a soli jak vznikajiacute ionty

5 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus proveacutest stejneacute měřeniacute s různyacutem množstviacutem soli ndash 1 lžička 2 lžičkyhellip

2 Zkus různeacute druhy materiaacutelů elektrod ndash Fe Cu Zn C Pbhellip

3 Vyzkoušej různeacute soli

4 Vyzkoušej takeacute cukr

- 66 -

Pohyb tělesa 21 RYCHLOST POHYBU

Fyzikaacutelniacute princip

Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme

v metrech za sekundu m

s

nebo v kilometrech za hodinu km

h

U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se

rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)

Průměrnaacute rychlost je podiacutel celkoveacute draacutehy s a celkoveacute doby t za kterou těleso

draacutehu urazilo Průměrnaacute rychlost určenaacute ve velmi kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku se

nazyacutevaacute okamžitaacute rychlost Měřiacuteme ji tachometrem

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT

- 67 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 20 s

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute (knihou) nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost

pohybu dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a pak se

přibližovat a naacutesledně se vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost

chůze člověka (0 až 6 m)

- 68 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho

miacuteče od senzoru

f) Stejneacute jako za e) ale s mělkyacutem

papiacuterovyacutem kornoutem nebo

mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho

autiacutečka vlaacutečkuhellip

h) Měřiacuteme rychlost voziacutečku na

voziacutečkoveacute draacuteze VDS (vodorovneacute

šikmeacute)

5 Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

2 Překreslete grafy v = f(t) na grafy s = f(t) a naopak

3 Nakreslete graf v = f(t) a potom se podle něj pohybujte (viz 4 b)

- 69 -

Pohyb tělesa 22 DRAacuteHA ROVNOMĚRNEacuteHO

A NEROVNOMĚRNEacuteHO POHYBU

Fyzikaacutelniacute princip

Těleso se pohybuje rovnoměrnyacutem pohybem jestliže se pohybuje staacutele stejnou

rychlostiacute Těleso se pohybuje nerovnoměrnyacutem pohybem jestliže se jeho

rychlost měniacute

Draacutehu rovnoměrneacuteho i nerovnoměrneacuteho pohybu můžeme určit z grafu

časoveacuteho průběhu rychlosti jako plochu mezi tiacutemto grafem a časovou osou

(osou x)

Ciacutel

Určit zda danyacute pohyb je rovnoměrnyacute nebo nerovnoměrnyacute a draacutehu tohoto

pohybu

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD voziacuteček draacuteha pro mechaniku VDS

- 70 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

LabQuestu a ten přes USB do PC Pomociacute digitaacutelniacutech vah určiacuteme hmotnost

voziacutečku

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Draacuteha je velmi miacuterně nakloněnaacute

3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme k PC Přepiacutenač ultrazvukoveacuteho senzoru

přepneme na voziacuteček

- 71 -

4 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Deacutelka

10 s Vzorkovaciacute frekvence 20 vzorkůsekunda

5 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru pustiacuteme ho

a současně zapneme sběr dat Voziacuteček bude střiacutedavě sjiacuteždět a vyjiacuteždět

(po odrazu od magnetickeacuteho naacuterazniacuteku) po draacuteze Uložiacuteme měřeniacute

6 Draacutehu postaviacuteme vodorovně (můžeme zkontrolovat vodovaacutehou)

7 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru uvedeme ho do

pohybu a současně zapneme sběr dat

8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy se pohyboval voziacuteček rovnoměrně a kdy

nerovnoměrně

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Určiacuteme draacutehu - plochu pod grafem časoveacuteho průběhu rychlosti

2 Můžeme proveacutest stejnaacute měřeniacute s miacutečem

- 72 -

Siacutely a jejich vlastnosti

23 MĚŘENIacute SIacuteLY ndash ŠPEJLE

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se

piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N

Ciacutel

Změřit průhyb volneacuteho konce d špejle na působiacuteciacute siacutele F Měřeniacute proveacutest pro

různeacute deacutelky l

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma špejle

- 73 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)

2 Zapneme LabQuest

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty

Naacutezev deacutelka

Jednotky cm

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf K siloměru připevniacuteme konec špejle (viz

scheacutema) ndash špejle ukazuje na měřiacutetku 0 cm Siloměr bdquovynulujemeldquo

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

7 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 74 -

8 Siloměr posuneme tak aby ohnutaacute špejle ukazovala na měřiacutetku 1 cm

9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK

11 Opakujeme body 8 a 9 pro 2 cm 3 cm 4 cm a 5 cm

12 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

13 Měřeniacute zopakujeme pro různeacute deacutelky špejle

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro různeacute špejle (tloušťka tvar) Jak zaacutevisiacute průhyb špejle

na jejiacutem tvaru Kde a jak se toho využiacutevaacute

- 75 -

Siacutely a jejich vlastnosti

24 II NEWTONŮV POHYBOVYacute ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Čiacutem je většiacute siacutela F tiacutem jsou vyacuteraznějšiacute i změny rychlosti v pohybu tělesa Čiacutem

je většiacute hmotnost m tělesa tiacutem jsou změny rychlosti v pohybu tělesa menšiacute

Ciacutel

Ověřit II Newtonův pohybovyacute zaacutekon ndash zaacutekon siacutely

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA akcelerometr LGA-BTA senzor polohy

a pohybu MD-BTD souprava pro mechaniku VDS

- 76 -

Scheacutema

Postup

1 Senzor polohy a pohybu MD-BTD zapojiacuteme do konektoru DIG 1

LabQuestu Na voziacuteček připojiacuteme vlaacutekno a na něj zavěsiacuteme zaacutevažiacute o hmotnosti

10 g

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pustiacuteme voziacuteček

Zachytiacuteme jej těsně před koncem voziacutečkoveacute draacutehy Měřiacuteme rychlost pohybu

voziacutečku

5 Měřeniacute opakujeme se zaacutevažiacutem 20 g

6 Porovnaacuteme oba grafy

a) Jak se voziacuteček pohybuje (druh pohybu)

b) Jakyacute maacute vliv velikost siacutely F na pohyb voziacutečku

7 Na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g) ndash viz fotografie vyacuteše

8 Zopakujeme měřeniacute v bodech 1 až 6

- 77 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Na voziacuteček připevni siloměr a akcelerometr Změř jak zaacutevisiacute změna

rychlosti v (zrychleniacute) na velikost siacutely F Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam

dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence 20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Tahaacuteme za siloměr tam

a zpět (voziacuteček se pohybuje) Sledujeme jak zaacutevisiacute změna rychlosti v

(zrychleniacute) na velikost siacutely F

2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g)

Porovnaacuteme obě měřeniacute

- 78 -

Siacutely a jejich vlastnosti

25 SMYKOVEacute TŘENIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Smykoveacute třeniacute vznikaacute když se dvě tělesa z pevnyacutech laacutetek po sobě smyacutekajiacute

Siacutela kteraacute braacuteniacute posouvaacuteniacute těles se nazyacutevaacute třeciacute siacutela Abychom uvedli těleso

do rovnoměrneacuteho pohybu musiacuteme vynaložit většiacute siacutelu tzv klidovou třeciacute siacutelu

Siacutelu kterou těleso tlačiacute na podložku nazyacutevaacuteme tlakovou siacutelu

Ciacutel

Určit třeciacute siacutelu klidovou třeciacute siacutelu tlakovou siacutelu a poměr tlakoveacute a třeciacute siacutely

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA stejnaacute tělesa (kvaacutedry učebnicehellip)

- 79 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se pomalu

a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce

- 80 -

4 Na grafu jsou pro naacutes dvě zajiacutemaveacute oblasti V zeleneacute oblasti je maximaacutelniacute

siacutela ndash klidovaacute třeciacute siacutela Ft0 = N V modreacute oblasti je pohybovaacute třeciacute siacutela

Ft = N Obě ziacuteskaacuteme tak že na dotykoveacute obrazovce označiacuteme taženiacutem

danou oblast a v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika Ft0 bude maximaacutelniacute siacutela

a Ft středniacute siacutela v modreacute oblasti

5 Tlakovou siacutelu Fn určiacuteme tak že těleso zavěsiacuteme na siloměr a změřiacuteme siacutelu

6 Potom vypočiacutetaacuteme poměr třeciacute siacutely Ft

a tlakoveacute siacutely Fn Označiacuteme jej f ndash součinitel

smykoveacuteho třeniacute

7 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři

kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute měřeniacute si

můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit

Naacutesledně zobrazit všechna tři měřeniacute naraacutez

- 81 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute je poměr velikostiacute třeciacutech sil v jednotlivyacutech měřeniacutech (jeden dva tři

kvaacutedry)

2 Vyzkoušej jineacute materiaacutely (těleso podložka)

3 Zkus pohyb kvaacutedru nerovnoměrnyacutem pohybem Jak se změniacute vyacutesledek

měřeniacute Naacutepověda Zopakuj si Newtonovy zaacutekony

4 Vyzkoušej si jako těleso (a) Zlateacute straacutenky

5 Zkus založit jednotliveacute listy dvou Zlatyacutech straacutenek (dvou učebnic) a zkus je

od sebe vysunout

6 Na čem zaacutevisiacute velikost třeciacute siacutely

- 82 -

Kapaliny 26 POVRCHOVEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vlastnosti povrchoveacute blaacuteny se nazyacutevaacute

povrchoveacute napětiacute Čiacutem je povrchoveacute napětiacute většiacute tiacutem snaacuteze se na jeho povrchu

mohou udržet různaacute tělesa Hodnoty povrchoveacuteho napětiacute lze naleacutezt v tabulkaacutech

Povrchoveacute napětiacute rtuti je 7kraacutet většiacute než povrchoveacute napětiacute vody ktereacute 2-3kraacutet

většiacute než povrchoveacute napětiacute lihu či petroleje

- 83 -

Ciacutel

Určit přibližně velikost povrchoveacute siacutely Fp pro různeacute deacutelky dřevěneacute špejle

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA dřevěnaacute špejle plochaacute naacutedoba s vodou nit

Scheacutema

- 84 -

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do CH 1 LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Na siloměr zavěsiacuteme špejli o deacutelce 30 cm na niti (viz scheacutema) Špejli

položiacuteme na hladinu kapaliny (vody)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Taacutehneme siloměrem

špejli z povrchu kapaliny

6 Z grafu odečteme rozdiacutel maximaacutelniacute hodnoty siacutely (kdy dochaacuteziacute k odtrženiacute

špejle z povrchu kapaliny) a siacutely kdy špejle visiacute na niti ndash viz obraacutezek

7 Vypočiacutetaacuteme poměr teacuteto siacutely a dvojnaacutesobku deacutelky špejle (deacutelka okraje

povrchoveacute blaacuteny) což je hodnota povrchoveacuteho napětiacute σ (Nm)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro jineacute kapaliny (liacuteh hellip) Přiacutepadně pro jineacute deacutelky špejliacute

- 85 -

Kapaliny 27 HYDROSTATICKYacute TLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Hydrostatickyacute tlak ph v hloubce h je roven součinu hloubky hustoty kapaliny

ρ a tiacutehoveacuteho zrychleniacute g

hp h g

Ciacutel

Změřit hydrostatickyacute tlak v hloubce h

Pomůcky

LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA odměrnyacute vaacutelec s měřiacutetkem

- 86 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru

přišroubujeme hadičku kterou můžeme izolepou přilepit na praviacutetko s uměleacute

hmoty tak že začaacutetek hadičky bude na bdquonuleldquo praviacutetka Tiacutem můžeme měřit

deacutelku ponořeniacute hadičky ndash hloubku v kapalině

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30 s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Ponořujeme pomalu rovnoměrnyacutem pohybem konec hadičky do hloubky

20 cm do vody v odměrneacutem vaacutelci a zpět POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do

senzoru

- 87 -

5 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 V menu Senzory ndash Zaacuteznam nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + hodnoty Naacutezev

Hloubka Jednotka cm

7 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

8 Hadička neniacute ponořenaacute Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na

LabQuestu

9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

11 Ponořiacuteme konec do hloubky 1 cm (sledujeme na stupnici praviacutetka)

12 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

13 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK

14 Opakujeme body 11 12 a 13 pro hodnoty uacutehlu 2 cm 3 cmhellip 20 cm

15 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme

16 Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice

(nebo soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)

Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute pro jinou kapalinu (liacuteh hellip)

2 Vyzkoušej měřeniacutem nezaacutevislost tlaku v kapalině na směru

3 Ověř měřeniacutem že tlak kapaliny v naacutedobě nezaacutevisiacute na tvaru naacutedoby

- 88 -

Kapaliny 28 ARCHIMEDŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Vztlakovaacute siacutela Fvz působiacuteciacute na těleso v kapalině je rovna tiacutehoveacute siacutele kteraacute by

působila na kapalinu s objemem ponořeneacute čaacutesti tělesa

Pro vztlakovou siacutelu platiacute Fvz = Vρg V je objem ponořeneacute čaacutesti tělesa ρ je

hustota kapaliny g je konstanta (tiacutehoveacute zrychleniacute)

Ciacutel

Určit vztlakovou siacutelu Určit objem tělesa z Archimedova zaacutekona

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA naacutedoba s vodou těleso stojan

- 89 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence

5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute)

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Asi po 6 sekundaacutech

ponořiacuteme těleso do vody (nadzvedneme kaacutedinku s vodou a podsuneme pod

kaacutedinku podložku) a nechaacuteme dokončit měřeniacute

- 90 -

7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika

a stejně i vyacuteslednou siacutelu F (zaacutevažiacute ve vodě)

8 Vypočiacutetaacuteme vztlakovou siacutelu Fvz = FG ndash F

9 Vypočiacutetaacuteme objem tělesa ze vztlakoveacute siacutely

10 Ověřiacuteme určeniacute objemu tělesa vyacutepočtem (objem vaacutelce) nebo měřeniacutem

v odměrneacutem vaacutelci

11 Ověřiacuteme určeniacute tiacutehoveacute siacutely zvaacuteženiacutem tělesa

12 Vypočiacutetaacuteme hustotu tělesa a ověřiacuteme ji v tabulkaacutech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro jinaacute tělesa

- 91 -

Kapaliny 29 PASCALŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Působiacute-li na kapalinu v uzavřeneacute naacutedobě vnějšiacute tlakovaacute siacutela zvyacutešiacute se tlak ve

všech miacutestech stejně (Pascalův zaacutekon)

Ciacutel

Změřit hydrostatickyacute tlak v různyacutech hloubkaacutech při změně vnějšiacute tlakoveacute siacutely

Pomůcky

LabQuest 2ks tlakoveacute čidlo GPS-BTA PET laacutehev s měřiacutetkem

- 92 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakovaacute čidla GPS-BTA ke vstupům CH1 a CH2 LabQuestu

(nebo LabQuest Mini) K senzorům přišroubujeme hadičky ktereacute vedou přes

gumovou zaacutetku do PET laacutehve tak že konce hadiček budou v různyacutech

hloubkaacutech (rozdiacutel asi 20 cm) Tiacutem dosaacutehneme toho že počaacutetečniacute tlak bude

u obou senzorů různyacute

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Vynulujeme oba

tlaky (hadičky nejsou ponořeny ve vodě)

3 Napustiacuteme PET laacutehev vodou a zasuneme hadičky do PET (senzory musiacute byacutet

vyacuteše než je PET laacutehev ndash POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do senzoru)

Utěsniacuteme zaacutetku

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Malou silou stlačujeme rukou PET laacutehev

6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

- 93 -

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak se měniacute tlak v různyacutech hloubkaacutech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute PET laacutehev položenou vodorovně

2 Provedeme měřeniacute pro spojeneacute naacutedoby ndash dvě PET laacutehve nebo dvě injekčniacute

střiacutekačky

- 94 -

Plyny 210 ATMOSFEacuteRICKYacute TLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře

probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute

meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkosthellip

Atmosfeacuterickyacute tlak je tlak vzduchu na zemskyacute povrch a značiacuteme ho pa

Atmosfeacuterickyacute tlak měřiacuteme barometrem Hodnota atmosfeacuterickeacuteho tlaku zaacutevisiacute

na počasiacute a na nadmořskeacute vyacutešce

Ciacutel

Určit jak se měniacute atmosfeacuterickyacute tlak v troposfeacuteře

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA

- 95 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme barometr BAR-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 96 -

3 Senzor (barometr) umiacutestiacuteme těsně nad povrchem země

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pomalu

zvedaacuteme senzor (v miacutestnosti) vzhůru ke stropu (miacutestnosti) a přiacutepadně zase dolů

5 Provedeme analyacutezu naměřenyacutech hodnot a porovnaacuteme je s tabulkovyacutemi

hodnotami

6 Můžeme proveacutest delšiacute měřeniacute na jednom miacutestě Nastaviacuteme v menu Senzory

ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 72 h (3 dny) Frekvence 20 čteniacuteh Zvoliacuteme zobrazeniacute

Graf

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Vyslov zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak zaacutevisiacute změna tlaku na nadmořskeacute vyacutešce můžeme zkoumat takeacute při

pohybu na schodech nebo ve vyacutetahu Přitom můžeme ještě zadaacutevat změnu

nadmořskeacute vyacutešky

2 Připojeniacutem teploměru a vlhkoměru můžeme zkoumat jak spolu souvisiacute

teplota tlak vlhkost v průběhu dne

3 Daacutele můžeme zkoumat jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute

4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom

miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty

5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď

stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem

- 97 -

- 98 -

Pracovniacute list pro žaacuteky

Plyny 211 ZAacuteKLADY METEOROLOGIE

Fyzikaacutelniacute princip

Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře

probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute

meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkost hellip

Připojeniacutem teploměru barometru vlhkoměru k LabQuestu (počiacutetači)

ziacuteskaacuteme termograf barografhellip

Ciacutel

Určit jak se měniacute teplota tlak vlhkost v troposfeacuteře

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA

- 99 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA

barometr BAR-BTA a vlhkoměr RH-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

72 h Frekvence 20 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Senzory umiacutestiacuteme 2 m nad povrchem země nejleacutepe do stiacutenu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 V průběhu sledujeme jak se měniacute počasiacute

6 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute podmiacutenky ndash ročniacute obdobiacute

nadmořskaacute vyacuteškahellip Vyslov zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak spolu souvisiacute teplota tlak vlhkost Zdůvodni

2 Jak se měniacute teplota tlak a vlhkost v průběhu dne Zdůvodni

3 Jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute

4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom

miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty

5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď

stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem

- 100 -

- 101 -

Plyny 212 PŘETLAK A PODTLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Plyn maacute v naacutedobě podtlak jestliže je tento tlak nižšiacute než atmosfeacuterickyacute Plyn

maacute v naacutedobě přetlak jestliže je tento tlak většiacute než atmosfeacuterickyacute

Ciacutel

Změřit přetlak a podtlak plynu v naacutedobě

Pomůcky

LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA barometr BAR-BTA PET laacutehev

nafukovaciacute dětskyacute baloacutenek

- 102 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru

přišroubujeme injekčniacute střiacutekačku s nastavenou hodnotou objemu bdquo10 mlldquo dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Tlakem na piacutest vyvolaacutevaacuteme přetlak a podtlak a přetlak

- 103 -

5 Měřeniacute uložiacuteme

6 K senzoru připojiacuteme (našroubujeme) skleněnou baňku naplněnou

vzduchem Teplota plynu uvnitř je stejnaacute jako v okoliacute

7 Opakujeme předchoziacute měřeniacute s tiacutem že baňku (tiacutem i plyn) ohřiacutevaacuteme v tepleacute

vodě a ochlazujeme ve studeneacute (kostky ledu) vodě Pozorujeme jak se měniacute

tlak

8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy nastaacutevaacute přetlak a kdy podtlak

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak můžeme přetlak a podtlak vytvořit

2 Kde se přetlak a kde se podtlak využiacutevaacute

3 Změř přetlak v baloacutenku Jak se měniacute s průměrem baloacutenku

4 Připoj k senzoru PET laacutehev Zkus mačkat laacutehev a měřit hodnotu přetlaku

5 Ohřej plyn v PET laacutehvi (horkou vodou) Uzavři PET laacutehev a ochlazuj laacutehev

(plyn) Měř podtlak uvnitř laacutehve

- 104 -

SVĚTELNEacute JEVY 213 STIacuteN A POLOSTIacuteN

Fyzikaacutelniacute princip

Stiacuten je prostor za tělesem do něhož nepronikaacute světlo ze zdroje Polostiacuten je

prostor za tělesem do ktereacuteho pronikaacute světlo pouze z čaacutesti zdroje

Ciacutel

Pomociacute senzoru světla určit intenzitu osvětleniacute v oblasti stiacutenu a polostiacutenu

Pomůcky

LabQuest žaacuterovka 12 V20 W světelnyacute senzor TILT-BTA nebo luxmetr LS-

BTA těleso

- 105 -

Scheacutema

Postup

1 Světelnyacute senzor TILT-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu

3 Zapneme LabQuest

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence 10 sndash1

Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Senzorem

světla TILT-BTA plynule pohybujeme nad oblastiacute stiacutenu a polostiacutenu z jedneacute

strany na druhou (viz scheacutema asi 10 s)

- 106 -

6 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakaacute intenzita osvětleniacute v jednotlivyacutech oblastech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Měřeniacute opakujeme se dvěma zdroji světla

2 Měřeniacute opakujeme s jinyacutem tělesem (jinyacute tvar)

- 107 -

SVĚTELNEacute JEVY 214 BARVY SVĚTLA

Fyzikaacutelniacute princip

Biacuteleacute světlo se při průchodu skleněnyacutem hranolem rozklaacutedaacute na jednoducheacute barvy

ndash vznikaacute tak spektrum

Jsou v něm tyto barvy fialovaacute indigovaacute modraacute žlutaacute oranžovaacute a červenaacute

- 108 -

Ciacutel

Pomociacute spektrofotometru určit spektrum biacuteleacuteho světla (slunečniacuteho) Daacutele určit

spektrum odraženeacuteho světla různyacutech barevnyacutech papiacuterů

Pomůcky

LabQuest spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem různě barevneacute

papiacutery

- 109 -

Scheacutema

Postup

1 Spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem zapojiacuteme do USB konektoru

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 V menu Senzory ndash Změnit jednotky ndash USB Spektrometr zvoliacuteme Intenzita

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Optickeacute vlaacutekno namiacuteřiacuteme na nebe (ve dne)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Změřiacuteme

emisniacute spektrum bdquobiacuteleacuteho světlaldquo

6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

7 Zopakujeme a uklaacutedaacuteme měřeniacute s tiacutem že těsně před optickeacute vlaacutekno

vklaacutedaacuteme různě barevneacute papiacutery (tělesa)

- 110 -

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pomociacute spektrofotometru změř spektra barev na monitoru Vyslov zaacutevěr

- 111 -

Praacutece a energie 31 PRAacuteCE

Fyzikaacutelniacute princip

Praacutece je fyzikaacutelniacute veličina Označuje se piacutesmenem W a jejiacute jednotkou je joule

(značka J) Je-li F siacutela působiacuteciacute na těleso ve směru trajektorie vykonaacute se při

přesunutiacute tělesa o draacutehu s praacutece W = Fs

Ciacutel

Určit praacuteci při přesunutiacute tělesa

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA senzor polohy MD-BTD stejnaacute tělesa (kvaacutedry

učebnicehellip)

- 112 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N Senzor polohy zapojiacuteme do konektoru

DIG 1

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes

3 Zvoliacuteme zaacuteložku tabulka V menu Tabulka zvoliacuteme Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute

sloupec Naacutezev ndash Praacutece Jednotka ndash J Tvar vyacuterazu XY Sloupec pro X ndash Siacutela

Sloupec pro Y ndash Poloha

4 Sestaviacuteme měřeniacute podle scheacutema Vynulujeme oba senzory ndash menu Senzory

ndash Vynulovat ndash Čidlo polohy a pohybu Siloměr Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se

pomalu a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce

- 113 -

6 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute

měřeniacute si můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit

7 Zaacutevěr ndash vyhodnotiacuteme jednotliveacute grafy a vykonanou praacuteci

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Kdy je praacutece nulovaacute (viz graf)

2 Kdy se praacutece konaacute (viz graf)

3 Vyzkoušej vykonat praacuteci při natahovaacuteniacute pružiny

4 Vyzkoušej vykonat praacuteci při zvedaacuteniacute tělesa

5 Vyzkoušej vykonat praacuteci při překlaacutepěniacute tělesa

- 114 -

Praacutece a energie 32 ENERGIE POLOHOVAacute

A POHYBOVAacute

Fyzikaacutelniacute princip

Polohovaacute energie Ep je druh mechanickeacute energie kterou těleso ziacuteskaacute při

zvyšovaacuteniacute sveacute nadmořskeacute vyacutešky Vypočiacutetaacuteme ji Ep= mgh Pohybovaacute energie

Ek je druh mechanickeacute energie kterou maacute pohybujiacuteciacute se těleso Vypočiacutetaacuteme ji

Ek= frac12mv2

Ciacutel

Pohybovou a polohovou energii kmitaveacuteho pohybu

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT těleso (zaacutevažiacute)

pružina stojan metr

- 115 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

LabQuestu

2 Určiacuteme tuhost použiacutevaneacute pružiny

- 116 -

3 Zapneme LabQuest

4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 10 s

5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Zvaacutežiacuteme zaacutevažiacute na digitaacutelniacutech vahaacutech a zavěsiacuteme ho na pružinu a pod

zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor a budeme měřit vzdaacutelenost a rychlost

kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině

7 Uvedeme zaacutevažiacute do kmitaveacuteho pohybu

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 117 -

9 Soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu

10 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku

a rovnici pro Ek

11 V menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku

jednotku a rovnici pro Ep

- 118 -

12 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku

a rovnici pro E

- 119 -

13 Zobraziacuteme grafy pro průběhy energiiacute

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změniacuteme dobu trvaacuteniacute na 300 s Opakujeme měřeniacute Co pozorujeme Jak se

měniacute energie

2 Jinyacute postup určeniacute tuhosti pružiny k

a) Na siloměr zavěsiacuteme pružinu

b) Vyznačiacuteme na pozadiacute (tabule) konec pružiny bdquoznačku ndash 0 cmldquo Daacutele si

pomociacute praviacutetka vyznačiacuteme značky 5 10 15 20 hellip cm

c) V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty

Naacutezev Prodlouženiacute Jednotky cm

- 120 -

d) Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

e) Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

f) Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

g) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

h) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

i) Prodloužiacuteme pružinu o 5 cm

j) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

k) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 5 cm a stiskneme OK

l) Opakujeme body i) j) a k) pro 10 15 20 hellipcm

m) Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

n) Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice

Přiacutemaacute uacuteměrnost

o) Z grafu určiacuteme tuhost pružiny k ndash je směrnice polopřiacutemky A vynaacutesobenaacute

100 (protože l jsme zadaacutevali v cm)

3 Opakujeme pro jineacute zaacutevažiacute nebo jinou pružinu

- 121 -

Praacutece a energie 33 UacuteČINNOST

Fyzikaacutelniacute princip

Uacutečinnost je podiacutel vykonaneacute praacutece W a dodaneacute energie E W

E

Ciacutel

Určit uacutečinnost při ohřiacutevaacuteniacute vody lihovyacutem kahanem

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA kaacutedinka voda digitaacutelniacute vaacutehy lihovyacute kahan

laboratorniacute stojan

- 122 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 200 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Teploměr upevniacuteme do stojanu

4 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme praacutezdnou kaacutedinku mk = kg

5 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme vodu (např 200 ml) v kaacutedince m = kg

6 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme lihovyacute kahan mk0 = kg

7 Kaacutedinku upevniacuteme do stojanu postaviacuteme pod kaacutedinku kahan a zapaacuteliacuteme

ho

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 123 -

9 Po skončeniacute měřeniacute (1 200 s = 20 min) zvaacutežiacuteme znovu lihovyacute kahan

mk1 = kg a odečteme z grafu počaacutetečniacute teplotu vody t0 =hellip degC

a konečnou teplotu t1 = degC

10 Vypočiacutetaacuteme vykonanou praacuteci W = Q = cmt = 4 180 middot middot =

J

11 Vypočiacutetaacuteme dodanou energii E = Q = hm = h(mk0 ndash mk1) = 28 865 000 middot

E = J

12 Vypočiacutetaacuteme uacutečinnost

100

W

E

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

Vyacutehřevnost ethanolu je 28 865 000 Jmiddotkgndash1

1 Vypočiacutetej kolik dodaneacute energie přijme kaacutedinka ndash sklo

(c = 670 Jmiddotkgndash1

middot Kndash1

)

- 124 -

2 Kolik procent dodaneacute energie se bdquoztratiacuteldquo

3 Znaacuteš uacutečinnějšiacute způsob ohřiacutevaacuteniacute vody Jakou maacute uacutečinnost

( httpfyzwebczclankyindexphpid=132 )

4 Proč na grafu v okamžiku zamiacutechaacuteniacute s ohřiacutevanou vodou vznikajiacute nerovnosti

(viz vyacuteše) Proč teplota nejdřiacuteve rychleji stoupaacute a pak chviacuteli klesaacute

(po zamiacutechaacuteniacute) Proč teplota pak roste přibližně rovnoměrně

5 Proč graf (viz vyacuteše) neniacute lineaacuterniacute Čiacutem je to způsobeno

6 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-

202

- 125 -

Praacutece a energie 34 NAKLONĚNAacute ROVINA

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela potřebnaacute k pohybu tělesa po nakloněneacute rovině je tolikraacutet menšiacute než tiacutehovaacute

siacutela kolikraacutet je deacutelka roviny většiacute než jejiacute vyacuteška G

hF F

s Tiacutehovou siacutelu

vypočiacutetaacuteme FG = mg

Ciacutel

Ověřit platnost funkce h

F fs

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA digitaacutelniacute vaacutehy voziacuteček se zaacutevažiacutem nakloněnaacute

rovina deacutelkoveacute měřidlo

- 126 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme siloměr DFS-BTA do vstupu CH1 Změřiacuteme deacutelku nakloněneacute

roviny s = cm Zvaacutežiacuteme voziacuteček m = kg Vypočiacutetaacuteme velikost tiacutehoveacute

siacutely FG K siloměru připojiacuteme voziacuteček

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim

Udaacutelosti + Hodnoty Naacutezev Vyacuteška Jednotka cm OK Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute

grafu

- 127 -

3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute Siacutely (N) a na

vodorovneacute ose times Vyacuteška (cm)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Zvedneme

nakloněnou rovinu do vyacutešky 10 cm a stiskneme bdquospoušťldquo pro zadaacuteniacute teacuteto

hodnoty Opakujeme pro 20 cm 30 cm 40 cm

5 Ukončiacuteme měřeniacute

6 V menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Siacutela vybereme lineaacuterniacute rovnici

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proč graf funkce h

F fs

neprochaacuteziacute počaacutetkem Tzn když h = 0 pak

F = 0

2 Zkus změřit funkci h

F fs

pomociacute plynuleacuteho zvedaacuteniacute nakloněneacute

roviny Je potřeba nastavit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim Časovaacute

zaacutekladna

- 128 -

Tepelneacute jevy 35 KALORIMETRICKAacute ROVNICE

Fyzikaacutelniacute princip

Při tepelneacute vyacuteměně mezi dvěma tělesy platiacute kalorimetrickaacute rovnice Q1 = Q2

Po dosazeniacute

c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2) Index 1 je přiřazen teplejšiacutemu tělesu a index 2

chladnějšiacutemu tělesu

Ciacutel

Ověřit platnost kalorimetrickeacute rovnice c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2)

Pomůcky

LabQuest dva teploměry TMP-BTA dvě seřiacuteznuteacute PET laacutehve digitaacutelniacute vaacutehy

- 129 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 a druhyacute teploměr TMP-

BTA do vstupu CH2 LabQuestu Do naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme teplou

vodu o hmotnosti m1 a teplotě t1 Do druheacute naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme

studenou vodu o hmotnosti m2 a teplotě t2 Hmotnosti určiacuteme pomociacute digitaacutelniacute

vaacutehy Do prvniacute naacutedoby vložiacuteme prvniacute teploměr a do druheacute naacutedoby druhyacute

teploměr Teploměry můžeme upevnit do stojanů

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

120 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 130 -

3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute obou teplot a na

vodorovneacute ose x ponechaacuteme čas

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Přeložiacuteme teploměr

z naacutedoby se studenou vodou do naacutedoby s teplou vodou a současně přelijeme

studenou vodu do tepleacute a počkaacuteme až nastane rovnovaacutežnyacute stav

5 Ukončiacuteme měřeniacute

6 Z grafů odečteme teploty před tepelnou vyacuteměnou (t1 a t2) a po tepelneacute

vyacuteměně (t)

7 Vypočiacutetaacuteme teplo odevzdaneacute Q1 a teplo přijateacute Q2

8 Porovnaacuteme vyacutesledneacute hodnoty

9 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proč měřeniacute nevychaacuteziacute uacuteplně přesně Čiacutem je to způsobeno

2 Zkus stejneacute měřeniacute pro jedno kapalneacute těleso (voda) a jedno pevneacute těleso

(mosaznyacute vaacuteleček železnyacute vaacutelečekhellip)

3 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy

OHSP-202

- 131 -

Tepelneacute jevy 36 VEDENIacute TEPLA

Fyzikaacutelniacute princip

Zahřiacutevaacuteme-li jednu čaacutest podeacutelneacuteho tělesa z pevneacute laacutetky přenaacutešiacute se rychlejšiacute

pohyb atomů na dalšiacute a dalšiacute atomy Tiacutem se zvyšuje i teplota dalšiacutech čaacutestiacute

Tento jev se nazyacutevaacute vedeniacute tepla Laacutetky děliacuteme na tepelneacute vodiče (měď

hliniacutek hellip) a tepelneacute izolanty (vzduch plasty dřevo hellip)

Ciacutel

Ověřit šiacuteřeniacute tepla tepelnyacutem vodičem

Pomůcky

LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA tlustšiacute Cu vodič lihovyacute kahan dva

laboratorniacute stojany

- 132 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme čtyři teploměry TMP-BTA do vstupů CH1 až CH4 LabQuestu

LabQuest připojiacuteme k PC přes USB konektor Teploměry můžeme upevnit do

smyček vytvořenyacutech z tlustšiacuteho měděneacuteho draacutetu ndash viz scheacutema

2 Zapneme LabQuest V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat

nastaviacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzorek sekundu Zatrhneme Nepřerušenyacute

sběr dat

3 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a postaviacuteme ho pod konec Cu vodiče ndash viz scheacutema

4 V programu LoggerPro zvoliacuteme Sběr dat Nechaacuteme určitou

dobu běžet měřeniacute

5 Ukončiacuteme měřeniacute ndash v programu LoggerPro zvoliacuteme Zastavit

6 Porovnaacuteme naměřeneacute grafy

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

- 133 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus měřeniacute pro jinyacute pevnyacute tepelnyacute vodič

2 Zkus stejneacute měřeniacute pro kapalneacute těleso (voda v naacutedobě)

- 134 -

Termika 37 SOUTĚŽ TEPLOMĚRŮ

Fyzikaacutelniacute princip

Teplota popisuje stav tělesa Teplotu měřiacuteme teploměrem Teplota tělesa

zaacutevisiacute i na miacuteře ochlazovaacuteniacute Miacutera ochlazovaacuteniacute zaacutevisiacute i na vlhkosti povrchu

tělesa (podobně ochlazovaacuteniacute lidskeacuteho těla) Vypařujiacuteciacute se kapalina odvaacutediacute čaacutest

vnitřniacute energie tělesa ndash ochlazuje ho Miacutera ochlazovaacuteniacute tělesa zaacutevisiacute i na

odvaacuteděniacute vznikajiacuteciacutech par

Ciacutel

Porovnej rychlost ochlazovaacuteniacute tělesa na povrchu sucheacuteho a mokreacuteho tělesa

Pomůcky

LabQuest teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA rychlovarnaacute konvice s horkou

vodou utěrka

- 135 -

Scheacutema

Postup

1 V konvici si ohřejeme vodu

2 Teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1

LabQuestu

3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

4 Zastrčiacuteme teploměr do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute je

praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme

tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem nepohybujeme

- 136 -

5 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash

menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Zastrčiacuteme teploměr opět do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute

je praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme

tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem budeme nyniacute maacutevat

7 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash

menu Graf ndash Uložit měřeniacute

8 Body 4 až 7 znovu opakujeme ale s tiacutem že po vytaženiacute teploměru

z konvice teploměr rychle utřeme utěrkou

9 Zobraziacuteme všechny čtyři naměřeneacute grafy ndash menu Graf ndash Ukaacutezat graf ndash

Všechny grafy

10 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus stejneacute měřeniacute s vlažnou vodou

2 Vyzkoušej jinou kapalinu

3 Pokud maacuteme čtyři teploměry můžeme proveacutest měřeniacute bdquonajednouldquo

- 137 -

Tepelneacute jevy 38 VAR

Fyzikaacutelniacute princip

Var je děj při ktereacutem se kapalina přeměňuje v plyn v celeacutem objemu Teplota

při ktereacute dochaacuteziacute k varu se nazyacutevaacute teplota varu Jejiacute hodnota zaacutevisiacute nejen na

chemickeacutem složeniacute kapaliny ale takeacute na tlaku nad povrchem kapaliny Voda

vře za normaacutelniacuteho tlaku (1 013 hPa) při 100 degC Zaacutevislost teploty varu vody

na tlaku lze přibližně vyjaacutedřit rovniciacute 5

716 2810

pt

Ciacutel

Ověřit teplotu varu za normaacutelniacuteho tlaku Ověřit zaacutevislost teploty varu na tlaku

- 138 -

Pomůcky

LabQuest teploměr GoTemp nebo TMP-BTA baňka voda lihovyacute kahan

laboratorniacute stojan odměrnyacute vaacutelec

Scheacutema

- 139 -

Postup

1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr GoTemp nebo TMP-

BTA Do baňky nalijeme horkou vodu Sestaviacuteme pomůcky podle scheacutema

V odměrneacutem vaacutelci kteryacute určuje hodnotu tlaku par nad volnyacutem povrchem vařiacuteciacute

vody neniacute voda Tzn že nad vodou v baňce je atmosfeacuterickyacute tlak

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Režim

Udaacutelosti a hodnoty Naacutezev Tlak Jednotka Pa

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a ohřiacutevaacuteme vodu v baňce až dosaacutehne teploty varu

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Paacutery vznikajiacuteciacute nad volnyacutem povrchem v baňce mohou volně odchaacutezet

hadiciacute kteraacute uacutestiacute nad dnem odměrneacuteho vaacutelce

7 Při dosaženiacute teploty varu stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

8 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku (odečteme

z barometru) a stiskneme OK

- 140 -

9 Přilijeme do odměrneacuteho vaacutelce vodu do vyacutešky 5 cm nad uacutestiacutem hadice

10 Při dosaženiacute teploty varu (poznaacuteme to podle bublinek ktereacute budou

vystupovat do vody v odměrneacutem vaacutelci) stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

11 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku zvětšenou

o hodnotu hydrostatickeacuteho tlaku a stiskneme OK

12 Opakujeme body 9 10 a 11 pro hodnoty vyacutešky hladiny vody v odměrneacutem

vaacutelci 10 cm 15 cm 20 cm a 25 cm

13 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

14 Provedeme analyacutezu grafu Jakaacute je to funkce Porovnaacuteme vyacutesledky

s vyacutesledky v MFCh tabulkaacutech Určiacuteme rovnici lineaacuterniacute funkce t = f(p)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Na čem zaacutevisiacute teplota varu určiteacute kapaliny

2 Čiacutem se lišiacute var vody v otevřeneacutem a v uzavřeneacutem tlakoveacutem hrnci

3 Může voda vařit i při nižšiacute teplotě než 100 degC

4 Pomociacute vyacutevěvy změř teploty varu při nižšiacutem tlaku než je atmosfeacuterickyacute

- 141 -

Zvukoveacute jevy 39 KMITAVYacute POHYB

Fyzikaacutelniacute princip

Kmitaveacute pohyby se nazyacutevajiacute pohyby při kteryacutech vyacutechylka opakovaně roste

a klesaacute Kmit je periodicky se opakujiacuteciacute čaacutest kmitaveacuteho pohybu doba jeho

trvaacuteniacute je perioda T a počet kmitů za jednotku času je frekvence 1

fT

Ciacutel

Určit periodu T a frekvenci f kmitaveacuteho pohybu

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA těleso (zaacutevažiacute) pružina stojan metr

- 142 -

Scheacutema

- 143 -

Postup

1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest Na siloměr zavěsiacuteme pružinu

3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

50 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute) Těleso je v klidu

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika

Určiacuteme hmotnost tělesa Ověřiacuteme na digitaacutelniacutech vahaacutech

8 Uvedeme těleso do kmitaveacuteho pohybu

9 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Provedeme

analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice (nebo soubor

nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)

- 144 -

10 Z grafu určiacuteme periodu T a vyacutepočtem frekvenci f

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Určete periodu a kmitočet joja

2 Určete periodu a kmitočet zaacutevažiacute ponořeneacuteho v kapalině

3 Určete periodu a kmitočet kmitaacuteniacute praviacutetka

4 Měř kmitavyacute pohyb delšiacute dobu Co pozoruješ

- 145 -

Zvukoveacute jevy 310 ZVUK

Fyzikaacutelniacute princip

Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz

Ciacutel

Určit časovyacute diagram některyacutech zdrojů zvuku ndash ladičky klaacuteves hudebniacutech

naacutestrojůhellip

Určit frekvenci (vyacutešku) toacutenů c1 d

1 e

1 c

2 Určit hudebniacute intervaly těchto

toacutenů Předveacutest barvu toacutenů

Pomůcky

LabQuest mikrofon MCA-BTA zdroje zvuku (hudebniacute naacutestroje) ladičky

- 146 -

Scheacutema

Postup

1 Zapneme LabQuest

2 Připojiacuteme mikrofon MCA-BTA do vstupu CH1 LabQuestu nebo v menu

Senzory ndash Nastaveniacute senzorů zvoliacuteme INT ndash Vnitřniacute mikrofon

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Rozezvučiacuteme zdroj zvuku ndash hlaacuteska bdquoaldquo bdquoeldquo bdquosldquo

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Uklaacutedaacuteme naměřeneacute zvuky v menu Graf ndash Uložit měřeniacute nebo zvoliacuteme

Pomociacute kalkulačky určujeme kmitočty periodickyacutech zvuků Uložiacuteme soubor

- 147 -

- 148 -

7 Opakujeme body 4 5 a 6 pro toacuteny c1 d

1 e

1 c

2 Určujeme kmitočet

těchto toacutenů (změřiacuteme periodu a kmitočet vypočiacutetaacuteme) a jejich hudebniacute

intervaly

8 Naměřeneacute kmitočty toacutenů a vypočiacutetaneacute hodnoty hudebniacutech intervalů

porovnaacuteme s hodnotami v tabulce

Toacuten c1 d1 e1 f1 g1 a1 h1 c2

Laděniacute absolutniacute vyacuteška (Hz)

temperovaneacute 262 294 330 349 392 440 494 524

přirozeneacute 264 297 330 352 396 440 495 528

Hudebniacute interval 11 98 54 43 32 53 158 21

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkoušiacuteme měřit časoveacute diagramy různyacutech hudebniacutech naacutestrojů

2 Zkus změřit stejneacute toacuteny různyacutech hudebniacutech naacutestrojů Co je barva toacutenů

- 149 -

Zvukoveacute jevy 311 RYCHLOST ZVUKU VE

VZDUCHU

Fyzikaacutelniacute princip

Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz Rychlost zvuku

můžeme změřit přiacutemou metodou tak že změřiacuteme vzdaacutelenost kterou zvuk urazil

a dobu za kterou mu to trvalo

Ciacutel

Určit rychlost zvuku ve vzduchu při daneacute teplotě

Pomůcky

LabQuest dva mikrofony MCA-BTA zdroj zvuku ndash dřevěneacute hůlky (hudebniacute

naacutestroj)

- 150 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 a CH 2 LabQuestu připojiacuteme dva mikrofony MCA-BTA

2 Mikrofony nastaviacuteme dle scheacutematu na jeden až dva metry od sebe Změřiacuteme

vzdaacutelenost s = m

3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

003 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute

přes 25 Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu měřeniacute neprobiacutehaacute čekaacute

na bdquospoušťldquo

5 U praveacuteho mikrofonu ťukneme do dřevěnyacutech hůlek Tiacutem se zapne

(bdquospoušťldquo) měřeniacute a oba mikrofony zaznamenajiacute zvuk Levyacute mikrofon

s určityacutem zpožděniacutem ktereacute odpoviacutedaacute vzdaacutelenosti obou mikrofonů a rychlosti

zvuku

6 Na dotykoveacute obrazovce si zvětšiacuteme miacutesto kde začiacutenaacute druhyacute zvuk ndash

označiacuteme perem a menu Graf ndash Zvětšit Daacutele označiacuteme co nejpřesněji miacutesto

kde začiacutenaacute druhyacute zpožděnyacute zvuk odečteme čas zpožděniacute t = s

- 151 -

7 Vypočiacutetaacuteme rychlost zvuku v = st = m sndash1

8 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute vzdaacutelenosti

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pokud stejneacute měřeniacute bude dělat viacutece studentů je potřeba se domluvit aby

nedošlo k vzaacutejemneacutemu rušeniacute

2 Porovnej rychlost zvuku s tabulkovou hodnotou a s hodnotami v jinyacutech

laacutetkaacutech Kde je největšiacute

3 Vypočiacutetej podle vzorce z tabulek jakaacute je rychlost zvuku při daneacute teplotě

vzduchu t = degC

4 Zkus se zamyslet nad průběhem grafů ndash jak se musiacute chvět zdroj zvuku

Zkus změřit rychlost zvuku pomociacute odrazu Naacutevod

K měřeniacute je použita odpadniacute trubka HTEM zakoupenaacute v OBI (deacutelka 1 2 nebo

3m takeacute je možneacute zakoupit viacutece stejnyacutech metrovyacutech kusů ktereacute je možno

zasouvat do sebe) K ucpaacuteniacute trubky je možneacute koupit tzv zaacutetku kteraacute se nasadiacute

- 152 -

na konec trubky Mikrofon je umiacutestěn těsně u uacutestiacute trubky K měřeniacute stačiacute pouze

jeden mikrofon K měřeniacute je potřeba stejneacute nastaveniacute (včetně bdquospouštěldquo)

5 Měřeniacute zkus nejdřiacuteve bez odpadniacute trubky a potom s trubkou

6 Jakou vzdaacutelenost musiacuteš dosadit do vzorce

7 Zkus stejneacute měřeniacute ale oddělej zaacutetku Zkus vysvětlit to co jsi naměřil

8 Nyniacute můžeš zkusit i ohřaacutet vzduch v trubce pomociacute feacutenu nebo teplovzdušneacute

pistole a teploměrem TMP-BTA měřit jeho teplotu Jak se změniacute rychlost

zvuku Co to způsobilo

- 153 -

Zvukoveacute jevy 312 VNIacuteMAacuteNIacute ZVUKU HLASITOST

Fyzikaacutelniacute princip

Praacuteh slyšitelnosti je nejmenšiacute intenzita zvuku kterou je schopen vniacutemat

pozorovatel s normaacutelniacutem sluchem (I0 = 10ndash12

W mndash2

) Praacuteh bolesti je

nejmenšiacute intenzita zvuku kteraacute vyvolaacute pocit bolesti (I0 = 10 W mndash2

) Hladina

intenzity zvuku L (v decibelech) je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute vyjadřuje kolikraacutet

je vniacutemanyacute zvuk silnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti (10kraacutet o 10 dB 100kraacutet

o 20 dB 1 000kraacutet o 30 dB hellip)

Ciacutel

Určit pomociacute hlukoměru SLM-BTA hladinu intenzity zvuku lidskeacuteho hlasu

zařiacutezeniacute a strojů kolem naacutes (pračka vysavač televize raacutedio reprodukovanaacute

hudba ulice hřiště přestaacutevka ve školehellip ticho)

- 154 -

Pomůcky

LabQuest hlukoměr SLM-BTA

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme hlukoměr SLM-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

120 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 155 -

3 Nastaveniacute hlukoměru SLM-BTA Time Weiting ndash S (slow) Maximum

Level Hold ndash RESET (průběžně zobrazuje) Frequency Weighting ndash A (pomaleacute

změny)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a postupně v 10 s

intervalech zkoušiacuteme různeacute zvuky ticho ndash potlesk ndash tlumenyacute hovor ndash hlasityacute

hovor ndash velmi hlasityacute hovor ndash křik

5 Podobně zkoušiacuteme změřit

a) hluk celeacuteho praciacuteho cyklu pračky

b) hluk různyacutech spotřebičů kolem naacutes ndash televize raacutedio zvuk ze sluchaacutetek

(přiloženiacutem hlukoměru ke sluchaacutetkům) zvuk mobilniacuteho telefonu hluk varneacute

konvice

c) hluk ve škole ndash ve třiacutedě na chodbě hellip

d) ticho ndash ve dne v noci

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Kolikraacutet je bdquoticholdquo hlučnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti

2 Vyzkoušej jak velkeacute je bdquoticholdquo uvnitř krabice

- 156 -

3 Jakeacute je bdquoticholdquo před oknem a za oknem

4 Vyzkoušej odraz zvuku ndash v miacutestnosti na louce

5 Změř jak se měniacute hladina intenzity zvuku za bouřky

6 Zkoumej jak zvuk pohlcujiacute různeacute materiaacutely

7 Vyzkoušej odraz zvuku pomociacute desky Např

8 Vyzkoušej naměřit v jeskyni hlasitost ozvěny

- 157 -

9 U reproduktoroveacute soustavy (stereo) zkus naleacutezt miacutesto s nejsilnějšiacute hlasitostiacute

10 Změř zaacutevislost hlasitosti na uacutehlu naacuteklonu odrazneacute desky Sestroj graf

11 Změř směrovou charakteristiku reproduktoru

( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=393)

12 Změř frekvenčniacute charakteristiku reproduktoru

( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=392)

- 158 -

Elektrickeacute vlastnosti laacutetek

313 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ ELEKTRICKYacute PROUD

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovanyacutech

těles kteryacute se projevuje silovyacutem působeniacutem na jinaacute tělesa Jeho jednotkou je

coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při pokusech ve třiacutedě

pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů) 1 nC je přibližně

6000000000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj elektronu hellip)

Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj (na skleněneacute

tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně nabiteacute těleso maacute

viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute protony

K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič naacuteboje

Elektrickyacute proud I je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličinou Jeho jednotkou je ampeacuter

(A) Můžeme jej vyjaacutedřit pomociacute naacuteboje Q kteryacute projde vodičem za jednotku

času Q

It

Ciacutel

Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute

při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute

Změřit proud I v zaacutevislosti na čase t a určit velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute

a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru

- 159 -

Pomůcky

LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA ampeacutermetr DCP-BTA tělesa (plechovka

na polystyreacutenu kovoveacute kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem

držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute těles kondenzaacutetor 15 mF16 V plochaacute baterie

45 V žaacuterovka 35 V 01 A přepiacutenač

- 160 -

Scheacutema

Postup

1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou

krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku

připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou

zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě

- 161 -

kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru

zvoliacuteme rozsah plusmn100 nC (scheacutema a))

2 Zapneme LabQuest

3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem

ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj

Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky

5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence

2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj

z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute

naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)

Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky

9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute

tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)

10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu 3times3

mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle

- 162 -

Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm

Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je

11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech

(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)

12 Sestaviacuteme obvod podle scheacutema b)

13 Změřiacuteme časovyacute průběh proudu při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru

- 163 -

14 Určiacuteme velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru pomociacute

funkce menu Analyacuteza volba Integraacutel

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zopakuj měřeniacute v bodech 13 a 14 pro různaacute zapojeniacute dvou nebo viacutece

kondenzaacutetorů

- 164 -

Elektrickyacute proud 314 OHMŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Ohmův zaacutekon Pokud maacute kovovyacute vodič staacutelou teplotu je elektrickyacute proud

prochaacutezejiacuteciacute vodičem přiacutemo uacuteměrnyacute napětiacute na vodiče (r 1826 G S Ohm)

Grafem přiacutemeacute uacuteměrnostiacute je přiacutemka prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem

Ciacutel

Ověřit Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky a rezistory 12 Ω 33 Ω

a 100 Ω

Pomůcky

LabQuest rezistor 33 Ω a 100 Ω žaacuterovka 6 V03 A voltmetr DVP-BTA

ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat

- 165 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

napětiacute Vlevo 0 Vpravo 6 V Na ose y zvoliacuteme Elektrickyacute proud a Spojovat

body Dole 0 a Nahoře 06 A V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Reostatem pomalu zvyšujeme napětiacute a proud Hodnota napětiacute nesmiacute

překročit 5 V a proudu 06 A Zobrazuje se tzv voltampeacuterovaacute charakteristika

Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro rezistor 33 Ω a pro žaacuterovku

- 166 -

7 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Platiacute Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky

2 Porovnej voltampeacuteroveacute charakteristiky rezistorů s různyacutemi hodnotami

odporů

3 Zkus vymyslet jak ověřiacuteš že Ohmův zaacutekon platiacute i pro wolframoveacute vlaacutekno

žaacuterovky

- 167 -

Elektrickyacute proud 315 ODPOR

Fyzikaacutelniacute princip

Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou

elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše

přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita

ρ a na teplotě t vodiče

Ciacutel

Změřit odpor bdquošpatneacuteholdquo vodiče ndash rezistoru Ověřit jak zaacutevisiacute odpor vodiče na

deacutelce

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) různeacute rezistory tahovyacute

potenciometr 10 kΩ počiacutetač s programem Logger Pro

- 168 -

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 K ohmmetru připojiacuteme tahovyacute potenciometr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se

vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 169 -

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm

2 cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute

potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute

exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute

14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Měřiacuteme odpor různyacutech rezistorů a jejich zapojeniacute

2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů

3 Změř jak zaacutevisiacute odpor potenciometru na uacutehlu natočeniacute u otočneacuteho

potenciometru

- 170 -

Elektrickyacute proud 316 ZAacuteVISLOST ODPORU NA

TEPLOTĚ

Fyzikaacutelniacute princip

Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou

elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše

přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita

ρ a na teplotě t vodiče

Na teplotě zaacutevisiacute odpor vodičů i polovodičů Odpor vodičů se vzrůstajiacuteciacute

teplotou stoupaacute (kladnyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) kdežto odpor

polovodičů uhliacuteku a některyacutech speciaacutelniacutech slitin kovů se vzrůstajiacuteciacute teplotou

klesaacute (zaacutepornyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) Elektrickyacute odpor maacute

vždy kladnou hodnotu Dobreacute vodiče kladou malyacute odpor špatneacute vodiče kladou

velkyacute odpor

Pozistor je dvoupoacutelovaacute elektrickaacute součaacutestka Jednaacute se o typ termistoru

s pozitivniacute teplotniacute zaacutevislostiacute (tzn s rostouciacute teplotou roste odpor) proto se

použiacutevaacute i označeniacute PTC termistor (positive temperature coefficient) Vyraacutebějiacute

se z polykrystalickeacute feroelektrickeacute keramiky (titaničitan barnatyacute BaTiO3)

Odpor pozistoru s růstem teploty nejprve miacuterně klesaacute nad Curieovu teplotu

poteacute prudce vzrůstaacute asi o 3 řaacutedy a pak opět miacuterně klesaacute Oblast naacuterůstu je

možneacute chemickyacutem složeniacutem ovlivňovat a tak vytvořit např sadu teploměrů

s odstupňovanyacutem teplotniacutem rozsahem (nejčastěji po 10 degC)

- 171 -

Ciacutel

Změřit jak zaacutevisiacute odpor pozistoru na teplotě

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA

pozistor kaacutedinka stojan počiacutetač s programem Logger Pro

- 172 -

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 a teploměr TMP-BTA do

konektoru CH 2 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Teploměr a pozistor jsou společně

upevněny zkroucenyacutem draacutetkem

3 K ohmmetru připojiacuteme pozistor

4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

5 Zapneme LabQuest

6 V programu LoggerPro na ose x zvoliacuteme teplotu a na ose y zvoliacuteme odpor

Tzn R = f(t)

7 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

8 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme

Nepřerušenyacute sběr dat

9 Do kaacutedinky nalijeme horkou vodu z konvice

- 173 -

10 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat Měřeniacute

nechaacuteme běžet delšiacute dobu (90 min) Pokud nemaacuteme čas můžeme měřeniacute

urychlit postupnyacutem ochlazovaacuteniacutem (přileacutevaacuteme studenou vodu nebo led)

11 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

12 Opakujeme měřeniacute pro různeacute pozistory

13 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z grafů určete teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu Porovnej jeho

velikost s hodnotami různyacutech kovů v tabulkaacutech

2 K čemu se použiacutevajiacute pozistory

- 174 -

Elektrickyacute proud 317 REOSTAT A POTENCIOMETR

Fyzikaacutelniacute princip

Plynulou změnu proudu spotřebičem umožňujiacute součaacutestky s proměnnyacutem

odporem ndash potenciometry Podle pohybu při ovlaacutedaacuteniacute je děliacuteme na tahoveacute

a otočneacute

K regulaci velkyacutech proudů použiacutevaacuteme reostat

Ciacutel

Ověřit funkci potenciometru jako děliče napětiacute a regulaacutetoru proudu

- 175 -

Pomůcky

LabQuest různeacute potenciometry počiacutetač s programem Logger Pro voltmetr

VP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA rezistor 100 Ω plochaacute baterie

- 176 -

Scheacutema

Postup

1 Voltmetr VP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 Potenciometr zapojiacuteme jako dělič napětiacute (viz scheacutema)

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment zvoliacuteme Sběr dat Moacuted

Udaacutelosti se vstupy Naacutezev sloupce deacutelka Značka d Jednotka cm

6 Na ose x zvoliacuteme veličinu deacutelka Na ose y veličinu napětiacute

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 177 -

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm

2cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute

potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko U otočneacuteho potenciometru měřiacuteme

a zadaacutevaacuteme jednotku uacutehlu

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute

exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

15 Stejneacute měřeniacute provedeme pro zapojeniacute potenciometru jako regulaacutetoru

proudu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 K čemu si využiacutevajiacute obě zapojeniacute Jakyacute je mezi nimi rozdiacutel

2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů

- 178 -

Elektrickyacute proud 318 VNITŘNIacute ODPOR ZDROJE

Fyzikaacutelniacute princip

Součet všech odporů kteryacutemi musiacute prochaacutezet proud uvnitř zdroje se nazyacutevaacute

vnitřniacute odpor zdroje Proud v uzavřeneacutem obvodu je roven podiacutelu

elektromotorickeacuteho napětiacute U0 zdroje a celkoveacuteho odporu R + Ri kde Ri je

vnitřniacute odpor zdroje

0

i

UI

R R

Ciacutel

Ověřit Ohmův zaacutekon pro uzavřenyacute obvod

Pomůcky

LabQuest rezistor 10 Ω voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute

baterie reostat 100 Ω a 10 kΩ

- 179 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x

zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat -

Ampeacutermetr Reostat 100 Ω a 10 kΩ nastaviacuteme na max hodnoty odporu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme spiacutenač

5 Reostatem 10 kΩ pomalu (10 s) zvětšujeme proud (hodnota odporu na

min) Jakmile reostat 10 kΩ vytočiacuteme do krajniacute polohy (min) pokračujeme

stejně reostatem 100 Ω do krajniacute polohy (min) Hodnota proudu nesmiacute

překročit 06 A což při napětiacute 45 V zajistiacute rezistor 10 Ω Zobrazuje se tzv

zatěžovaciacute charakteristika zdroje Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu

Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro různě stareacute plocheacute baterie

- 180 -

7 Provedeme analyacutezu jednotlivyacutech grafů V menu Analyacuteza zvoliacuteme Fitovat

křivku Napětiacute Vybereme typ rovnice Lineaacuterniacute Určiacuteme koeficienty lineaacuterniacute

funkce Opakujeme pro všechny grafy

8 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona pro uzavřenyacute obvod)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z koeficientů lineaacuterniacutech funkciacute určete napětiacute napraacutezdno U0 a zkratovyacute

proud Ik Daacutele určete vnitřniacute odpor Ri plocheacute baterie noveacute a stareacute

2 Vnitřniacute odpor plocheacute baterie se staacuteřiacutem zvětšuje Jak se to projevuje na

zatěžovaciacute charakteristice

- 181 -

Elektrickyacute proud 319 VYacuteKON ELEKTRICKEacuteHO

PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Vyacutekon P elektrickeacuteho proudu vypočiacutetaacuteme jako součin napětiacute na spotřebiči

a proudu kteryacute spotřebičem proteacutekaacute P = U I U spotřebičů je spraacutevneacute označovat

dodaacutevanyacute vyacutekon jako přiacutekon P0 Napřiacuteklad u žaacuterovky je světelnyacute vyacutekon

zlomkem elektrickeacuteho přiacutekonu

Ciacutel

Pomociacute wattmetru určit přiacutekon některyacutech spotřebičů Změřit přiacutekon v zaacutevislosti

na čase u některyacutech spotřebičů

Pomůcky

LabQuest wattmetr WU-PRO-I spotřebiče

- 182 -

Scheacutema

Postup

1 Wattmetr WU-PRO-I zapojiacuteme do USB konektoru LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 600 s Frekvence

1 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Připojiacuteme spotřebič k wattmetru

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) nebo po stisknutiacute tlačiacutetka (ukončit

měřeniacute) uložiacuteme soubor

- 183 -

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus změřit přiacutekon ledničky po dobu 24 hodin s teploměrem uvnitř Vyslov

zaacutevěr

2 Zkus změřit přiacutekon mikrovlnneacute trouby při ohřevu potravin (vody ndash změř

teplotu před začaacutetkem a po skončeniacute ohřiacutevaacuteniacute) Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče

3 Zkus změřit přiacutekon elektrovarneacute konvice nebo indukčniacuteho vařiče

s teploměrem Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče

- 184 -

Tepelneacute jevy 320 TERMOHRNEK

Fyzikaacutelniacute princip

Termosky a termohrnky jsou speciaacutelně vyrobeneacute naacutedoby ktereacute sloužiacute

k uchovaacuteniacute teploty tekutiny uvnitř Termoska byla vynalezena v roce 1982

Zaacutekladniacutem principem termosky je dvojitaacute vnitřniacute naacutedoba s lesklyacutemi dvojityacutemi

stěnami a z mezery mezi stěnami obou naacutedob je odčerpaacuten veškeryacute vzduch Přes

toto vakuoveacute prostřediacute nemůže tepelnaacute energie pronikat vedeniacutem tepelneacute

zaacuteřeniacute se odraacutežiacute zpět od lesklyacutech stěn u naacutedoby opatřeneacute zaacutetkou je omezen

i přenos prouděniacutem Diacuteky tomuto principu zůstaacutevaacute tekutina v naacutedobě teplaacute

nebo chladnaacute až po dobu několika hodin Většinou se dodaacutevajiacute termosky

s hrniacutečkem nebo sloužiacute jako hrniacuteček viacutečko laacutehve Různeacute firmy takeacute nabiacutezejiacute

možnost potisku vašiacute termosky

Ciacutel

Ověřit schopnost termohrnku udržet naacutepoj teplyacute po určitou dobu

Pomůcky

LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA různeacute termohrnky

- 185 -

Scheacutema

Postup

1 Teploměry zapojiacuteme do konektorů CH 1 až CH 4 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute (viz scheacutema) Dva termohrnky majiacute viacutečka Termohrnek

vpravo je bez viacutečka Vlevo je obyčejnyacute porcelaacutenovyacute hrnek

3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme ho přes USB k PC V programu LoggerPro

v menu Experiment ndash Sběr dat zatrhneme Nepřerušenyacute sběr dat

4 Do všech termohrnků nalijeme stejneacute množstviacute horkeacute vody z konvice

5 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

- 186 -

6 Po určiteacute době (např 2 až tři hodiny) zastaviacuteme měřeniacute

7 Vysloviacuteme zaacutevěr Co vše maacute vliv na udrženiacute tepleacuteho naacutepoje

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Opakujeme měřeniacute u všech termohrnků bez viacuteček

2 Opakujeme měřeniacute u všech hrnků s viacutečky

3 Opakujeme měřeniacute se studenyacutem naacutepojem Využijeme při tom kostky ledu

- 187 -

Elektrodynamika 41 MAGNETICKEacute POLE VODIČE

Fyzikaacutelniacute princip

Roku 1820 Hans Christian Oersted prokaacutezal že vodič jiacutemž prochaacuteziacute

elektrickyacute proud vytvaacuteřiacute kolem sebe magnetickeacute pole

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar soustřednyacutech kružnic ležiacuteciacutech v rovinaacutech

kolmyacutech na vodič Orientace indukčniacutech čar zaacutevisiacute na směru proudu a k jejiacutemu

určeniacute použiacutevaacuteme Ampeacuterovo pravidlo praveacute ruky Naznačiacuteme uchopeniacute

vodiče do praveacute ruky tak aby palec ukazoval dohodnutyacute směr proudu ve

vodiči prsty pak ukazujiacute orientaci magnetickyacutech indukčniacutech čar

- 188 -

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho

vodičem a na vzdaacutelenosti od vodiče

Pomůcky

LabQuest rezistor 10 Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA vodič

regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127

- 189 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash

max 06A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci v okoliacute vodiče

6 Potom nastaviacuteme konstantniacute hodnotu proudu a pohybujeme teslametrem

v kolmeacutem směru k ose vodiče

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce B na velikosti

elektrickeacuteho proudu I a na vzdaacutelenosti

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ze znalosti velikosti proudu a vzdaacutelenosti od vodiče spočiacutetej magnetickou

indukci

IB

d kde μ0 = 4πmiddot10

ndash7NmiddotA

ndash2

- 190 -

Elektrodynamika 42 SIacuteLA PŮSOBIacuteCIacute NA VODIČ

V MAGNETICKEacuteM POLI

Fyzikaacutelniacute princip

Na vodič o deacutelce l kteryacutem prochaacuteziacute proud I a je umiacutestěnyacute v magnetickeacutem poli

trvaleacuteho magnetu s indukciacute B působiacute siacutela F = BIl

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost siacutely působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli na velikosti proudu

prochaacutezejiacuteciacuteho vodičem

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA ampeacutermetr HCS-BTA vodič magnet

regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute KXN-305D rezistor 2 Ω-10 W

- 191 -

Scheacutema

- 192 -

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

siloměr DFS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo ndash5 A Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Siacutela a Spojovat body

Dole ndash003 N a Nahoře 003 N V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash

max 5 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Regulovatelnyacutem zdrojem zmenšujeme napětiacute (proud) na 0 V (0 A)

Přepoacutelujeme zapojeniacute zdroje Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute

(proud) Kontrolujeme proud ndash max 5 A Graf se vykresluje na opačnou stranu

osy y Siloměrem měřiacuteme siacutelu působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli

7 Provedeme analyacutezu grafu ndash proložiacuteme lineaacuterniacute funkci

8

9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute siacutela na velikosti elektrickeacuteho proudu I

- 193 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vypočiacutetej velikost siacutely ze znaacutemyacutech hodnot B I a l F BIl Magnetickou

indukci B změř teslametrem uvnitř magnetickeacuteho pole magnetu

2 Miacutesto jednoducheacuteho vodiče použij několik zaacutevitů vodiče (viz scheacutema)

Porovnej vyacutesledky měřeniacute

3 Měřeniacute uspořaacutedej vodorovnyacutem směrem Siloměr bude zavěšenyacute svisle

a ciacutevka bude otočně upevněnaacute uprostřed Ktereacute uspořaacutedaacuteniacute je vyacutehodnějšiacute

- 194 -

Elektrodynamika 43 ELEKTROMAGNETICKAacute

INDUKCE

Fyzikaacutelniacute princip

Elektromagnetickaacute indukce je jev při ktereacutem vznikaacute elektrickeacute napětiacute ve

vodiči změnou magnetickeacuteho pole v okoliacute vodiče (ciacutevky) Indukovaneacute napětiacute

zaacutevisiacute na velikosti změny magnetickeacuteho pole i na rychlosti jeho změny

Ciacutel

Změřit indukovaneacute napětiacute Ověřit na čem zaacutevisiacute

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA ciacutevka s jaacutedrem permanentniacute magnet

- 195 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod

dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 5 s

Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Roztočiacuteme

permanentniacute magnet v těsneacutem okoliacute ciacutevky (jaacutedra)

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 196 -

4 Opakujeme měřeniacute s rychlejšiacutem (pomalejšiacutem) otaacutečeniacutem magnetu

5 Vyměniacuteme magnet za bdquosilnějšiacuteldquo

6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash na čem zaacutevisiacute indukovaneacute napětiacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus ciacutevku s jinyacutem počtem zaacutevitů

2 Zkus pohybovat membraacutenou reproduktoru a měřit indukovaneacute napětiacute

3 Zkus napjatou strunu umiacutestit do magnetickeacuteho pole a na niacute měřit velikost

indukovaneacuteho napětiacute

- 197 -

Elektrodynamika 44 STŘIacuteDAVYacute PROUD

Fyzikaacutelniacute princip

Střiacutedavyacute proud (napětiacute) je proud kteryacute staacutele měniacute svoji velikost i směr Časovyacute

průběh různyacutech střiacutedavyacutech proudů (napětiacute) může byacutet harmonickyacute (sinusoida)

obdeacutelniacutekovyacute trojuacutehelniacutekovyacutehellip

Z časoveacuteho průběhu harmonickeacuteho proudu (napětiacute) můžeme určit periodu

frekvenci a amplitudu

Ciacutel

Změř časovyacute průběh harmonickeacuteho napětiacute a urči jeho efektivniacute hodnotu

periodu frekvenci a amplitudu Urči vztahy mezi nimi

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA (+ndash10 V) zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute do 5 V

multimetr

- 198 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme voltmetr VP-BTA (+ndash10 V)

2 Do školniacuteho zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute (max 5 V stř) připojiacuteme rezistor

100 Ω

3 Paralelně k tomuto rezistoru připojiacuteme multimetr zapojenyacute jako střiacutedavyacute

voltmetr Zkontrolujeme že napětiacute neniacute většiacute než 5 V (efektivniacute hodnota)

4 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

01 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute

přes 001 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

5 Připojiacuteme vyacutevody voltmetru k rezistoru a stiskneme tlačiacutetko START

(měřeniacute) na LabQuestu

6 Po proběhleacutem měřeniacute v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika ndash Napětiacute

7 Z tabulky Statistika můžeme odečiacutest max hodnotu napětiacute = amplituda

Umax = V

8 Na voltmetru odečteme efektivniacute hodnotu napětiacute Uef = V

- 199 -

9 Vzhledem k tomu že jsme zadali dobu měřeniacute 01 s tak se zobrazilo přesně

5 period Tzn že jedna perioda je T = 002 s a frekvence je f = 50 Hz

10 Vypočiacutetaacuteme poměr Umax Uef =

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jako zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute můžeme

použiacutet samotnyacute LabQuest s vyacutekonovyacutem

zesilovačem PAMP kteryacute připojiacuteme

k LabQuestu a v aplikaci Zesilovač (generaacutetor

funkciacute) můžeme nastavovat druh střiacutedaveacuteho

signaacutelu (sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek pila)

frekvenci a amplitudu Pomociacute druheacuteho

LabQuestu můžeme kontrolovat ndash měřit tento

střiacutedavyacute signaacutel

2 Jako jinyacute zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute (proudu)

můžeme použiacutet generaacutetor funkciacute NTL I u něj

je možneacute nastavovat druh střiacutedaveacuteho signaacutelu

(sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek) frekvenci

a amplitudu kterou můžeme pomociacute

LabQuestu měřit

3 Kde se využiacutevaacute střiacutedaveacute napětiacute (proud) S jakyacutem průběhem

4 Zkus změřit střiacutedaveacute napětiacute v nějakeacutem přiacutestroji např na reproduktoru

baterioveacuteho raacutedia Pozor střiacutedaveacute napětiacute musiacute byacutet menšiacute než plusmn10 V Ověř

nejdřiacuteve stř voltmetrem

- 200 -

Elektrodynamika 45 TŘIacuteFAacuteZOVEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Třiacutefaacutezoveacute napětiacute vznikaacute otaacutečeniacutem magnetu v soustavě třiacute ciacutevek Maacuteme tedy tři

zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute ndash faacuteze Třiacutefaacutezovyacute rozvod lze využiacutet k zapojeniacute do

hvězdy nebo k zapojeniacute do trojuacutehelniacuteku Faacutezoveacute napětiacute (u1 u2 u3) je napětiacute

(v našich domaacutecnostech 230 V) mezi středniacutem vodičem (N) a faacutezovyacutem

vodičem (L1 L2 L3) Sdruženeacute napětiacute (u12 u13 u23) je napětiacute (v našich

domaacutecnostech 400 V) mezi libovolnyacutemi dvěma faacutezovyacutemi vodiči

Ciacutel

Změřit časovyacute průběh napětiacute třiacute faacuteziacute v zapojeniacute do hvězdy Ověřit že součet

napětiacute v každeacutem čase je nulovyacute Ověřit že poměr sdruženeacuteho a faacutezoveacuteho

napětiacute je 173kraacutet většiacute

Pomůcky

LabQuest zdroj třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute 3 rezistory 100 Ω 3 voltmetry VP-BTA

- 201 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme 3 voltmetry VP-BTA ke vstupům CH1 CH2 a CH3 LabQuestu

Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu Na zdroji třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute nastaviacuteme hodnotu

faacutezoveacuteho napětiacute do 5 V

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

005 s Frekvence 10 000 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Uložiacuteme měřeniacute

- 202 -

5 Provedeme analyacutezu grafu Odečiacutetaacuteme v každeacutem časoveacutem okamžiku

okamžiteacute hodnoty napětiacute u1 u2 a u3 a provaacutediacuteme jejich součet ndash ověřujeme že

součet je nulovyacute

6 Střiacutedavyacutem voltmetrem změřiacuteme sdruženeacute a faacutezoveacute napětiacute (efektivniacute

hodnoty) a vypočiacutetaacuteme jejich poměr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z grafu ndash časoveacuteho průběhu napětiacute urči o jakou čaacutest periody jsou

posunuta napětiacute

2 Z grafu urči jakyacute je frekvence a perioda střiacutedavyacutech napětiacute

3 Jakyacute je poměr efektivniacute a maximaacutelniacute hodnoty faacutezoveacuteho střiacutedaveacuteho napětiacute

ktereacute jsi naměřil

4 Z grafu urči amplitudu sdruženeacuteho napětiacute a amplitudu faacutezoveacuteho napětiacute

Jakyacute je jejich poměr

- 203 -

Elektrodynamika 46 ELEKTROMAGNETICKEacute VLNY

Fyzikaacutelniacute princip

Magnetickeacute pole můžeme znaacutezornit pomociacute indukčniacutech čar

Elektrickeacute pole popisujeme elektrickyacutemi siločarami

Elektrickeacute a magnetickeacute pole spolu často souvisejiacute Mluviacuteme pak

o elektromagnetickeacutem poli Elektromagnetickeacute vlny jsou přiacutečneacute a šiacuteřiacute se i ve

vakuu Šiacuteřiacute se rychlostiacute světla Elektromagnetickyacutemi vlnami se přenaacutešejiacute

signaacutely rozhlasu televize mobilniacutech telefonů atd I světlo je elektromagnetickeacute

vlněniacute (zaacuteřeniacute)

- 204 -

Mezi frekvenciacute f vlnovou deacutelkou λ a rychlostiacute šiacuteřeniacute elektromagnetickeacuteho

vlněniacute c (světla) platiacute vzorecc

f

Ciacutel

Změřit vlnovou deacutelku elektromagnetickeacuteho vlněniacute Prokaacutezat polarizaci

elektromagnetickeacute vlny

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA bezdraacutetovyacute zvonek ndash tlačiacutetko pracujiacuteciacute na

frekvenci 43392 MHz přijiacutemač s půlvlnnyacutem dipoacutelem (viz přiacutespěvek O

Lepila)

Scheacutema

- 205 -

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod

dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Pohybujeme rovnoměrnyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema pohyb 1)

5 Z poloh maxim a minim určiacuteme vlnovou deacutelku

6 Uložiacuteme měřeniacute

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pohybujeme rovnoměrnyacutem otaacutečivyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema

pohyb 2)

9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash vlnovaacute deacutelka a polarizace elektromagnetickeacuteho vlněniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vyzkoušej jak zaacutevisiacute velikost naměřeneacuteho napětiacute na vzdaacutelenosti vysiacutelače od

přijiacutemače

2 Pomociacute mřiacutežky nebo plechu vyzkoušej odraz vlněniacute (a interferenci)

- 206 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

47 TERMISTOR

Fyzikaacutelniacute princip

Termistor je polovodičovaacute součaacutestka jejiacutež odpor zaacutevisiacute na teplotě

Ciacutel

Změř zaacutevislost odporu termistoru na teplotě Urči o jakou zaacutevislost se jednaacute

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA

rychlovarnaacute konvice s horkou vodou termistory se jmenovitou hodnotou

odporu 4k7 10k 15k počiacutetač s programem Logger Pro

- 207 -

Scheacutema

Postup

1 V konvici si ohřejeme vodu

2 Teploměr TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 2 a ohmmetr do

konektoru CH 1 LabQuestu

3 K ohmmetru připojiacuteme termistor (10k) kteryacute zastrčiacuteme společně

s teploměrem do kaacutedinky

- 208 -

4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

5 Zapneme LabQuest

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Experiment ndash Sběr dat Trvaacuteniacute

300 s Frekvence 1 čteniacutes

8 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu na

osu y Odpor a na osu x Teplotu

9 Nalejeme horkou vodu z konvice do kaacutedinky s teploměrem a termistorem

a zapneme Sběr dat v programu LoggerPro

10 Voda postupně chladne a počiacutetač vykresluje graf zaacutevislosti R = f(t)

Ochlazovaacuteniacute můžeme pomalu urychlovat opatrnyacutem přileacutevaacuteniacutem studeneacute vody

a současnyacutem miacutechaacuteniacutem Pro hlubšiacute ochlazeniacute můžeme použiacutet kousek ledu

11 Po skončeniacute měřeniacute (300 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti ndash menu

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute a můžeme opakovat měřeniacute pro dalšiacute

termistor Nebo při měřeniacute použiacutet současně dva ohmmetry (CH 2 a CH 3) a dva

termistory

12 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

- 209 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z programu Logger Pro z tabulky můžeme naměřenaacute data pomociacute Ctrl+C

a Ctrl+V zkopiacuterovat do programu Excel a tam je daacutele zpracovaacutevat ndash sestrojit

graf proložit funkci

2 V programu Logger Pro můžeme v menu Analyacuteza ndash Curve Fit zkusit

proložit funkci kterou si vybereme ze seznamu Ověř vyacutepočtem (Excel

kalkulačka) že zvolenaacute funkce bdquofungujeldquo

3 Zdůvodněte proč odpor termistoru klesaacute s rostouciacute teplotou Kde se toho

využiacutevaacute

- 210 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

48 FOTOREZISTOR

Fyzikaacutelniacute princip

Fotorezistor (dřiacuteve označovaacuten jako fotoodpor) je pasivniacute elektrotechnickaacute

součaacutestka bez PN přechodu jejiacutež elektrickyacute odpor R se snižuje se zvyšujiacuteciacutem

se osvětleniacutem E

Princip fotorezistoru je založen na vnitřniacutem fotoelektrickeacutem jevu světlo

(foton) naraziacute do elektronu ve valenčniacute sfeacuteře a předaacute mu svoji energii tiacutem

elektron ziacuteskaacute dostatek energie k překonaacuteniacute zakaacutezaneacuteho paacutesu a skočiacute

z valenčniacuteho paacutesu do vodivostniacuteho Tiacutem opustiacute svůj atom a pohybuje se jako

volnyacute elektron prostorem krystaloveacute mřiacutežky Na jeho miacutestě vznikla diacutera Takto

vznikleacute volneacute elektrony přispiacutevajiacute ke sniacuteženiacute elektrickeacuteho odporu R (zvyacutešeniacute

elektrickeacute vodivosti G) Čiacutem viacutece světla na fotorezistor dopadaacute tiacutem vznikaacute viacutece

volnyacutech elektronů a zvyšuje se tiacutem elektrickaacute vodivost

Ciacutel

Změřit zaacutevislost odporu fotorezistoru na vzdaacutelenosti od zdroje světla

(žaacuterovky) Analyzovat funkčniacute zaacutevislost

- 211 -

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) fotorezistor počiacutetač

s programem Logger Pro

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 K ohmmetru připojiacuteme fotorezistor

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se

vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Fotorezistor (upevněnyacute v trubičce) nastaviacuteme 10 cm od žaacuterovky

- 212 -

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 10 cm a stiskneme OK

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 20 cm 30 cmhellip

150 cm

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute fotorezistory

14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Připoj k LabQuestu luxmetr a změř zaacutevislost odporu na osvětleniacute

- 213 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

49 TRANZISTOR JAKO SPIacuteNAČ A ZESILOVAČ

Fyzikaacutelniacute princip

Tranzistor je polovodičovaacute součaacutestka se dvěma přechody PN Středniacute čaacutest

krystalu polovodiče je baacuteze B a přechody PN ji oddělujiacute od oblasti s opačnyacutem

typem vodivosti kolektorem C a emitorem E Podle druhu vodivosti

jednotlivyacutech čaacutestiacute označujeme tranzistory jako typy NPN a PNP

Zaacutekladniacute funkce tranzistoru Maleacute napětiacute v obvodu baacuteze vzbuzuje proud

kteryacute je přiacutečinou mnohokraacutet většiacuteho proudu v obvodu kolektoroveacutem Tranzistor

se použiacutevaacute jako bdquoelektronickyacute spiacutenačldquo a bdquozesilovačldquo

- 214 -

Ciacutel

Ověřit činnost tranzistoroveacuteho spiacutenače a tranzistoroveacuteho zesilovače

Pomůcky

LabQuest dva voltmetry VP-BTA zapojeniacute tranzistoru jako spiacutenače

a zesilovače (podle scheacutema) generaacutetor signaacutelu baterie 45 V

Scheacutema

a) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquospiacutenačeldquo

- 215 -

b) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquozesilovačeldquo

Postup

1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 a CH 2 LabQuestu

2 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquospiacutenačldquo dle scheacutema a) Voltmetry měřiacuteme napětiacute

UBE (U1) a UCE (U2)

3 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme trojuacutehelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 5V

4 Voltmetr U1 připojiacuteme mezi baacutezi a emitor (UBE) Voltmetr U2 připojiacuteme

mezi kolektor a emitor (UCE)

5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

3 s Frekvence 10 000 čteniacutes

6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

- 216 -

Tranzistor jako bdquospiacutenačldquo

7 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

8 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquozesilovačldquo dle scheacutema b) Voltmetry měřiacuteme

napětiacute UBE (U1) a UCE (U2) Potenciometrem P nastaviacuteme bdquopracovniacute bod

tranzistoruldquo ndash UCE bude miacutet polovičniacute hodnotu napaacutejeciacuteho napětiacute

9 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme sinusovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 015 V

10 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 01 s Frekvence 10 000 čteniacutes

11 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

- 217 -

12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

13 Určiacuteme jakyacute je poměr UCEUBE

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Při jakeacutem napětiacute UBE tranzistor bdquosepneldquo Jak dlouho probiacutehaacute bdquosepnutiacuteldquo

2 Zkus měnit kmitočet vstupniacuteho napětiacute zesilovače

3 Zkus měnit nastaveniacute pracovniacuteho bodu Jakyacute to maacute vliv na vyacutestupniacute signaacutel

4 Zkus měnit velikost střiacutedaveacuteho vstupniacuteho napětiacute Jakyacute to maacute vliv na tvar

vyacutestupniacuteho napětiacute

- 218 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

410 INTEGROVANYacute OBVOD

Fyzikaacutelniacute princip

Prvniacute integrovanyacute obvod zkonstruoval Jack Kilby koncem srpna 1958 (r 2000

Nobelova cena za fyziku) Integrovaneacute obvody jsou součaacutestky ktereacute v jednom

pouzdře obsahujiacute velkeacute množstviacute vodičů rezistorů kondenzaacutetorů diod

a tranzistorů Děliacuteme je na čiacuteslicoveacute analogoveacute hellip

- 219 -

Ciacutel

Ověřit činnost integrovaneacuteho obvodu (čiacuteslicovyacute analogovyacute hellip)

Pomůcky

LabQuest tři voltmetry VP-BTA moduly zapojeniacute integrovanyacutech obvodů

LabQuest jako generaacutetor signaacutelu nebo jinyacute generaacutetor signaacutelu

- 220 -

Scheacutema

a) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo

b) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo

- 221 -

Postup

1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu

2 Zapojiacuteme čiacuteslicovyacute integrovanyacute obvod MH 7400 jako bdquoANDldquo bdquoORldquo hellip

dle scheacutematu a) b)

3 Na dvou generaacutetorech signaacutelu nastaviacuteme

obdeacutelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 45 V

4 Na prvniacutem generaacutetoru nastaviacuteme kmitočet

2 Hz a na druheacutem 3 Hz Připojiacuteme je na

vstupy A a B a připojiacuteme k nim voltmetry 1

a 2 K vyacutestupu Y připojiacuteme 3 voltmetr

5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 s Frekvence 200 čteniacutes

6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme

- 222 -

Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo

Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute

funkce bdquoNANDldquo

2 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute

funkce bdquoNORldquo

3 Zkus dalšiacute logickeacute funkce

4 Vyzkoušej funkci jinyacutech čiacuteslicovyacutech integrovanyacutech obvodů Např MH

7493 MH 74153 hellip

5 Vyzkoušej funkci jinyacutech analogovyacutech integrovanyacutech obvodů Např NE

555 hellip

- 223 -

Atomy a zaacuteřeniacute 411 RADIOAKTIVITA A OCHRANA

PŘED ZAacuteŘENIacuteM

Fyzikaacutelniacute princip

Radioaktivita je samovolnaacute přeměna jader Při přeměnaacutech jader vznikaacute zaacuteřeniacute

alfa beta gama a dalšiacute Poločas přeměny je doba za kterou se přeměniacute

polovina původniacuteho počtu radioaktivniacutech jader Ionizujiacuteciacute zaacuteřeniacute škodiacute všem

živyacutem buňkaacutem a je potřeba se před niacutem chraacutenit

Ciacutel

Změř uacuteroveň pozadiacute v miacutestnosti a na louce Ověř uacutečinek ozaacuteřeniacute detektoru od

zdroje zaacuteřeniacute na vzdaacutelenosti době tloušťce stiacuteněniacute a materiaacutelu stiacuteněniacute Ověř

zaacutekon radioaktivniacute přeměny Urči poločas přeměny baria 137m

Ba

Pomůcky

LabQuest souprava GAMABETA (GABEset-1) kabel k propojeniacute detektoru

s LabQuestem (viz doplňkovyacute text) souprava GABEset-2 přiacutepadně detektor

zaacuteřeniacute DRM-BTD

- 224 -

Scheacutema

Postup

1 Propojiacuteme detektor zaacuteřeniacute DRM-BTD (od firmy Vernier) nebo indikaacutetor

zaacuteřeniacute IRA ze soupravy GAMABETA 2007 (staršiacute GABEset-1) do konektoru

DIG 1 LabQuestu V druheacutem přiacutepadě musiacuteme požiacutet propojovaciacute kabel (viz

doplňkovyacute text nebo httpwwwvernierczclankypropojeni-gamabety-s-

labquestem)

2 Zapneme LabQuest V menu Senzor ndash Nastaveniacute senzorů vybereme pro

DIG 1 Detektor radiace Je vyacutehodneacute připojit dva detektory současně Druhyacute do

DIG 2 Oba umiacutestiacuteme na různaacute miacutesta (ne vedle sebe)

- 225 -

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Frekvence 01 čteniacutes a Trvaacuteniacute

100s

4 V menu Graf ndash Parametry grafu zvoliacuteme Automatickeacute měřiacutetko od nuly

5 Detektor (y) zaacuteřeniacute postaviacuteme volně na stůl Nepoužiacutevaacuteme žaacutednyacute zdroj

zaacuteřeniacute

6 Zapneme Sběr dat Měřeniacute bude probiacutehat 100 s v 10-ti sekundovyacutech

intervalech Vykresluje (iacute) se křivka (y) kteraacute (eacute) znaacutezorňuje (iacute) radioaktivitu

kolem naacutes (pozadiacute) v miacutestnosti nebo na louce Radioaktivita je přirozenou

součaacutestiacute našeho života Pokud použijeme dva detektory současně vidiacuteme že na

různyacutech miacutestech je jinyacute naacutepočet Radioaktivniacute přeměny majiacute statistickou

povahu

7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme (menu Graf ndash Uložit měřeniacute)

8 Pro dalšiacute měřeniacute můžeme změnit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme

Frekvence 001 čteniacutes a Trvaacuteniacute 1 000 s

9 V dalšiacutech měřeniacutech postupujeme stejně (bod 6 a 7) ale můžeme plnit

různeacute uacutekoly

a) Stanovit uacutečinek vzdalovaacuteniacute detektoru od zdroje zaacuteřeniacute (použijeme školniacute

zdroj zaacuteřeniacute ze soupravy GAMABETA) Pokud použijeme dva detektory

současně jeden nechaacuteme samostatně a druhyacute budeme ozařovat zdrojem zaacuteřeniacute

z různyacutech vzdaacutelenostiacute a v 10-ti (přiacutepadně při změně nastaveniacute bod 8 ndash 100)

sekundovyacutech intervalech budeme zdroj zaacuteřeniacute postupně po 2 cm vzdalovat od

detektoru

b) Stanovit miacuteru absorpce zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na tloušťce vrstvy

stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu Jeden detektor ozařujeme zaacuteřeniacutem beta a druhyacute zaacuteřeniacutem

gama (ze školniacuteho zdroje zaacuteřeniacute) Přitom v danyacutech časovyacutech intervalech

měniacuteme tloušťku měděneacute destičky (viz naacutevod k soupravě GAMABETA)

Vzhledem k tomu že je možno nastavit 6 různyacutech tlouštěk destičky (ek) potom

je vhodneacute dobu trvaacuteniacute změnit na 60 přiacutepadně 600 sekund

c) Stanovit rozdiacutel v absorpci zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na protonoveacutem

čiacutesle stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu shodneacute tloušťky Souprava GAMABETA obsahuje

destičky různyacutech materiaacutelů hliniacutek železo ciacuten měď olovo Prvniacute měřeniacute

provaacutediacuteme bez absorpčniacute destičky a potom postupně vystřiacutedaacuteme destičky

z různyacutech materiaacutelů Pro měřeniacute b) a c) je vhodnějšiacute doba trvaacuteniacute 600 s protože

- 226 -

změna tloušťky nebo materiaacutelu vyžaduje dvě sekundy a tiacutem zmenšiacuteme chybu

měřeniacute v jednotlivyacutech intervalech

d) Ověřeniacute zaacutekona radioaktivniacute přeměny Pro měřeniacute je potřeba ještě

souprava GABEset-2 kteraacute umožňuje přiacutepravu eluaacutetu baria k určeniacute poločasu

přeměny baria 137m

Ba (cca 150 s) K měřeniacute musiacuteme proveacutest nastaveniacute v bodě

8 (viz vyacuteše) Postupujeme podle naacutevodu v soupravě GABEset-2

10 Vysloviacuteme zaacutevěry

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus vyacuteše uvedenaacute měřeniacute proveacutest s připojenyacutem LabQuestem k PC

v programu Logger Pro Zde je možno nastavit zobrazeniacute grafu v sloupečciacutech

ndash menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu ndash Graph options ndash Bar graph

2 Zkus proměřit poločas přeměny s připojenyacutem LabQuestem k PC

v programu Logger Pro Pro detektor 1 můžeme proveacutest analyacutezu grafu

Analyacuteza ndash CurveFit ndash Natural exponent (proložit exponenciaacutelniacute funkci)

Poločas rozpadu je pak převraacutecenou hodnotou koeficientu C (viz niacuteže graf)

- 227 -

Atomy a zaacuteřeniacute 412 SLUNCE ndash SDIacuteLENIacute TEPLA

SAacuteLAacuteNIacuteM

Fyzikaacutelniacute princip

Slunce vysiacutelaacute elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute do prostoru Dopadne-li toto zaacuteřeniacute na

nějakeacute jineacute těleso a dojde-li k pohlceniacute tohoto zaacuteřeniacute zvyacutešiacute se vnitřniacute energie

tohoto tělesa Souhrnně se vzaacutejemneacute saacutelaacuteniacute a pohlcovaacuteniacute při dvou nebo i viacutece

tělesech s různyacutemi teplotami nazyacutevaacute sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem Dopadne-li toto

zaacuteřeniacute na jineacute těleso je čaacutestečně pohlceno čaacutest se odraacutežiacute a čaacutest prochaacuteziacute

tělesem Pohlceneacute zaacuteřeniacute způsobuje zvyacutešeniacute vnitřniacute energie tělesa odraženeacute

zaacuteřeniacute dopadaacute na jinaacute tělesa a prochaacutezejiacuteciacute zaacuteřeniacute přechaacuteziacute na jinaacute tělesa

Pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa zaacutevisiacute předevšiacutem na jakosti povrchu

a takeacute na barvě povrchu V praxi maacute tento poznatek vyacuteznam předevšiacutem při

konstrukci různyacutech zařiacutezeniacute např biacuteleacute chladničky a mrazaacuteky (aby se co nejviacutece

zaacuteřeniacute odrazilo) v leacutetě nosiacuteme předevšiacutem světleacute oblečeniacute Chceme-li naopak

aby se co nejviacutece zaacuteřeniacute pohltilo voliacuteme černou barvu povrchu

Ciacutel

Ověřit pohltivost různyacutech povrchů

Pomůcky

LabQuest 4 ks teploměr TMP-BTA 4 ks PET laacutehviacute s různyacutem povrchem

žaacuterovka 100 W 300 W

- 228 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměry TMP-BTA ke vstupům CH1 až CH4 LabQuestu

Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

600 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Zapneme žaacuterovku 300 W

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 229 -

5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa na

jakosti povrchu a takeacute na barvě povrchu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute se 100 W žaacuterovkou

2 Provedeme měřeniacute pro jineacute barvy a povrchy

- 230 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

413 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK I

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na osvětleniacute E

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)

- 231 -

Scheacutema

- 232 -

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E

solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 Na ose x zvoliacuteme Osvětleniacute (Illumination (lux)) a na ose y Vyacutekon (mW)

6 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzoreks

daacutele zatrhneme volbu Nepřerušenyacute sběr dat

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Plynule přibližujeme (přiacutepadně vzdalujeme) žaacuterovku k solaacuterniacutem člaacutenkům

Měřiacuteme zaacutevislost P = f(E)

9 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

10 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků zapojenyacutech seacuteriově a paralelně

- 233 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

414 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK II

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na uacutehlu natočeniacute solaacuterniacutech člaacutenků

vzhledem ke zdroji světla

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)

- 234 -

Scheacutema

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E

solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

- 235 -

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev

sloupce Uacutehel Značka α Jednotky deg

6 Na ose x zvoliacuteme Uacutehel (deg) a na ose y Vyacutekon (mW)

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute

panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky

9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu uacutehlu 0deg

10 Natočiacuteme solaacuterniacute panel o 10deg od směru šiacuteřeniacute světla Využijeme uacutehloměr na

stavebnici solaacuterniacutech panelů Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu

uacutehlu 10deg

11 Opakujeme postup pro dalšiacute hodnoty uacutehlů 20deg 30deg hellip 90deg

12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

13 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků osvětlenyacutech Sluncem

- 236 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

415 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK III

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na vlnoveacute deacutelce světla - filtru

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad) barevneacute filtry ze

stavebnice

- 237 -

Scheacutema

- 238 -

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev

sloupce Barva filtru Značka λ Jednotky nm

6 Na ose x zvoliacuteme Barva filtru (nm) a na ose y Vyacutekon (mW)

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute

panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky Před solaacuterniacute

člaacutenky vložiacuteme bdquomodryacute filtrldquo

- 239 -

9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu vlnoveacute deacutelky modreacuteho

světla ndash 460 nm

10 Opakujeme postup pro zelenyacute žlutyacute a červenyacute filtr

11 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

12 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pomociacute spektrofotometru změř vlnovou deacutelku světla ktereacute projde přes danyacute

barevnyacute filtr

2 Vyzkoušej jineacute barevneacute filtry

Mgr Vaacuteclav Pazdera

Měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier

Vydal Repronis v Ostravě roku 2012

Technickaacute uacuteprava textu doc RNDr Oldřich Lepil CSc

Naacutevrh obaacutelky

Tisk Repronis s r o Ostrava

Počet stran 240

Naacuteklad 150 ks

Vydaacuteniacute prvniacute

ISBN 978-80-7329-

Page 2: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk

Zpracovaacuteno v raacutemci realizace projektu Evropskeacuteho sociaacutelniacuteho fondu

a Olomouckeacuteho kraje OP Vzdělaacutevaacuteniacute pro konkurenceschopnost

Zvyšovaacuteniacute kvality ve vzdělaacutevaacuteniacute

Registračniacute čiacuteslo CZ1071104030042

Tento projekt je spolufinancovaacuten Evropskyacutem sociaacutelniacutem fondem a staacutetniacutem

rozpočtem Českeacute republiky

Prvniacute vydaacuteniacute

copy Gymnaacutezium Olomouc Čajkovskeacuteho 9 2012

ISBN 978-80-7329- (Repronis)

- 3 -

Obsah

Uacutevod 7

1 PRIMA

11 Deacutelka 9

12 Hmotnost 11

13 Čas Reakčniacute doba 14

14 Rychlost 18

15 Draacuteha 21

16 Teplota 24

17 Siacutela 29

18 Elektrickyacute naacuteboj 32

19 Magnetickaacute indukce Magnetickeacute pole 36

110 Elektrickyacute proud a napětiacute 40

111 Zdroje elektrickeacuteho napětiacute 43

112 Uacutečinky elektrickeacuteho proudu 47

113 Magnetickeacute vlastnosti elektrickeacuteho proudu 54

114 Magnetickeacute pole ciacutevky 57

115 Zkrat 60

116 Elektrickyacute proud v kapalinaacutech 64

2 SEKUNDA

21 Rychlost pohybu 66

22 Draacuteha rovnoměrneacuteho pohybu 69

23 Měřeniacute siacutely 72

24 II Newtonův zaacutekon 75

25 Smykoveacute třeniacute 77

26 Povrchoveacute napětiacute 82

27 Hydrostatickyacute tlak 85

28 Archimeacutedův zaacutekon 88

- 4 -

29 Pascalův zaacutekon 91

210 Atmosfeacuterickyacute tlak 94

211 Zaacuteklady meteorologie 98

212 Přetlak a podtlak 101

213 Stiacuten a polostiacuten 104

214 Barvy světla 107

3 TERCIE

31 Praacutece 111

32 Energie polohovaacute a pohybovaacute 114

33 Uacutečinnost 121

34 Nakloněnaacute rovina 125

35 Kalorimetrickaacute rovnice 128

36 Vedeniacute tepla 131

37 Soutěž teploměrů 134

38 Var 137

39 Kmitavyacute pohyb 141

310 Zvuk 145

311 Rychlost zvuku ve vzduchu 149

312 Vniacutemaacuteniacute zvuku Hlasitost 153

313 Elektrickyacute naacuteboj Elektrickyacute proud 158

314 Ohmův zaacutekon 164

315 Odpor 167

316 Zaacutevislost odporu na teplotě 170

317 Reostat a potenciometr 174

318 Vnitřniacute odpor zdroje 178

319 Vyacutekon elektrickeacuteho proudu 181

320 Termohrnek 184

4 KVARTA

41 Magnetickeacute pole vodiče a ciacutevky 187

- 5 -

42 Siacutela působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli 190

43 Elektromagnetickaacute indukce 194

44 Střiacutedavyacute proud 197

45 Třiacutefaacutezoveacute napětiacute 200

46 Elektromagnetickeacute vlny 203

47 Termistor 206

48 Fotorezistor 210

49 Tranzistor jako spiacutenač a zesilovač 213

410 Integrovanyacute obvod 218

411 Radioaktivita a ochrana před zaacuteřeniacutem 223

412 Slunce ndash sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem 227

413 Slunce ndash slunečniacute člaacutenek I 230

414 Slunce ndash slunečniacute člaacutenek II 233

415 Slunce ndash slunečniacute člaacutenek III 236

- 7 -

Uacutevod

Fyzikaacutelniacute veličina je jakaacutekoliv objektivniacute vlastnost hmoty jejiacutež hodnotu lze

změřit nebo spočiacutetat Měřeniacute fyzikaacutelniacute veličiny je praktickyacute postup zjištěniacute

hodnoty fyzikaacutelniacute veličiny Metody měřeniacute lze rozdělit na absolutniacute a relativniacute

přiacutemeacute a nepřiacutemeacute

Tento sborniacutek pracovniacutech listů je věnovaacuten měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin měřiacuteciacutem

systeacutemem Vernier Samozřejmě lze stejneacute uacutelohy měřit i s pomociacute jinyacutech

měřiacuteciacutech systeacutemů

Sborniacutek je určen pro studenty a učitele

1 čaacutest (tento sborniacutek) pokryacutevaacute učivo nižšiacuteho gymnaacutezia a jim odpoviacutedajiacuteciacutem

ročniacutekům zaacutekladniacutech škol a 2 čaacutest pokryacutevaacute učivo fyziky pro vyššiacute stupeň

gymnaacutezia nebo středniacute školy

Uvedenyacute soubor pracovniacutech listů vznikl na zaacutekladě zkušenostiacute ktereacute jsem

ziacuteskal při častyacutech měřeniacutech pro žaacuteky zaacutekladniacutech a středniacutech škol a na mnoha

seminaacuteřiacutech pro učitele fyziky kde jsem byl jako uacutečastniacutek nebo jako lektor

U každeacuteho pracovniacuteho listu je uvedena stručnaacute fyzikaacutelniacute teorie seznam

potřebnyacutech pomůcek scheacutema zapojeniacute stručnyacute postup jednoducheacute nastaveniacute

měřiacuteciacuteho systeacutemu ukaacutezka naměřenyacutech hodnot a přiacutepadně dalšiacute naacuteměty

k měřeniacute

Byl bych raacuted kdyby sborniacutek (1 a 2 čaacutest) pomohl studentům a učitelům fyziky

při objevovaacuteniacute kraacutes vědy zvaneacute fyzika a vyacutehod ktereacute nabiacuteziacute měřeniacute fyzikaacutelniacutech

- 8 -

veličin pomociacute měřiacuteciacutech systeacutemů ve spojeniacute s PC

Jakeacute jsou vyacutehody měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier (nebo

jinyacutech)

K měřiciacutemu systeacutemu můžeme připojit až 60 různyacutech senzorů

Všechna měřeniacute různyacutech fyzikaacutelniacutech veličin se ovlaacutedajiacute stejně což přinaacutešiacute

meacuteně stresu viacutece času a radosti z měřeniacute

Při použitiacute dataprojektoru maacuteme obrovskyacute měřiciacute přiacutestroj

Měřeniacute můžeme provaacutedět ve třiacutedě i v tereacutenu

Měřeniacute lehce zvlaacutednou bdquomaliacuteldquo i bdquovelciacuteldquo

Můžeme měřit několik veličin současně a v zaacutevislosti na sobě

Naměřeneacute hodnoty lze přenaacutešet i do jinyacutech programů

Naměřeneacute hodnoty lze uložit pro dalšiacute měřeniacute nebo zpracovaacuteniacute

Lze měřit i obtiacutežně měřeneacute veličiny a lze měřit i dopočiacutetaacutevaneacute veličiny

Lze měřit velmi rychleacute děje a velmi pomaleacute děje

Pořiacutezeniacute měřiacuteciacuteho systeacutemu neniacute draheacute

Maacuteme k dispozici hodně naacutemětů k měřeniacute

Vyacutesledek měřeniacute naacutes někdy překvapiacute a hellip poučiacute

Ve většině měřeniacute je vyacutestupem bdquografldquo ndash velmi naacutezorně se buduje vniacutemaacuteniacute

fyzikaacutelniacutech vztahů mezi veličinami

hellip

Přeji mnoho zdaru při měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin a hodně radosti z naměřenyacutech

vyacutesledků

Olomouc 2012 Vaacuteclav Pazdera

- 9 -

Veličiny a jejich měřeniacute

11 DEacuteLKA

Fyzikaacutelniacute princip

Rozměry těles přiacutepadně vzdaacutelenosti mezi tělesy určujeme zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute

veličinou ktereacute řiacutekaacuteme deacutelka l Zaacutekladniacute jednotkou deacutelky je metr

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru vzdaacutelenost mezi tělesy

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo

Scheacutema

- 10 -

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od

senzoru ke stropu k tabuli k zemi k rucehellip

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat

se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se

člověka od senzoru (0 až 6 m)

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu ndash kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od

senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od

senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem

kornoutem nebo mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka

vlaacutečkuhellip

6 Ukončiacuteme měřeniacute

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je funkciacute

času

- 11 -

Veličiny a jejich měřeniacute

12 HMOTNOST

Fyzikaacutelniacute princip

Množstviacute laacutetek v tělese popisujeme hmotnostiacute m Jednotkou hmotnosti je

kilogram kg Hmotnost tělesa můžeme určit vaacuteženiacutem pomociacute vaacutehy

Ciacutel

Zkontrolovat hmotnost přesnyacutech zaacutevažiacute ze sady zaacutevažiacute Určit hmotnost m

různyacutech těles minciacute hmotnost bdquostejnyacutechldquo zaacutevažiacute CO2 vzduchu hořiacuteciacuteho

kahanu hořiacuteciacute sviacutečky laacutehve s vodouhellip

Pomůcky

Počiacutetač program LoggerPro digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 teploměr GoTemp

sada zaacutevažiacute sada stejnyacutech krychliček z různyacutech materiaacutelů kahan sviacutečka PET

laacutehev mince

- 12 -

Scheacutema

Postup

1 Digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 (rozsah 0 až 4 000 g) zapojiacuteme do konektoru

USB počiacutetače

2 Spustiacuteme program LoggerPro

3 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g hellip) a

kontrolujeme zda vaacutehy ukazujiacute spraacutevnou hmotnost Naměřeneacute hmotnosti

zapisujeme do tabulky

4 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme stejneacute krychličky 1cm3 (nebo zaacutevažiacute)

z různyacutech materiaacutelů (Al Fe Zn Cu Pb dřevahellip) Naměřeneacute hmotnosti

zapisujeme do tabulky

5 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme mince (1 Kč 2 Kč 5 Kčhellip) Naměřeneacute

hmotnosti zapisujeme do tabulky

6 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Trvaacuteniacute

200 s Frekvence 1 čteniacutes

7 Na digitaacutelniacute vaacutehu postaviacuteme PET laacutehev s uzavřenyacutem odtokem

- 13 -

8 Uvolniacuteme odtok a současně stiskneme tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Měřiacuteme

jak se měniacute hmotnost kapalneacuteho tělesa po dobu 200 sekund Pokud je otvor

malyacute (voda vyteacutekaacute deacutele než je nastavenaacute doba) tak prodloužiacuteme dobu trvaacuteniacute

měřeniacute Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme naměřenyacute graf a přiacutepadně vyhodnotiacuteme

jeho průběh

9 Stejneacute měřeniacute (ad 8)) ale na hrdle PET laacutehve je našroubovaacuten vršek

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proveď analyacutezu naměřeneacuteho grafu ndash menu Analyacuteza ndash Proložit křivku nebo

Analyacuteza ndash Statistika

2 Stejneacute měřeniacute (ad 7) můžeme proveacutest s hořiacuteciacute sviacutečkou nebo s přiteacutekajiacuteciacute

vodou do PET laacutehve

3 Do PET laacutehve postaveneacute na digitaacutelniacute vaacuteze daacuteme určiteacute množstviacute octa (1dl)

můžeme takeacute přidat teploměr GoTemp zapneme měřeniacute a přisypeme saacuteček

sody Měřiacuteme zda se zmenšiacute hmotnost reagujiacuteciacute směsi (unikaacute plyn CO2)

Sledujeme i teplotu reagujiacuteciacutech laacutetek Zůstaacutevaacute hmotnost stejnaacute nebo se měniacute

Pokud maacuteme senzor pH můžeme při reakci sledovat i tuto vlastnost

4 Dvoulitrovou praacutezdnou PET laacutehev (uřiacuteznuteacute hrdlo) postav na digitaacutelniacute vaacutehu

V programu LoggerPro stiskni tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Naleacutevej do praacutezdneacute

laacutehve oxid uhličityacute (vyrobenyacute reakciacute octa a sody nebo z bombičky sifonu)

Pozoruj jak se měniacute hmotnost Nech měřeniacute běžet delšiacute dobu a pozoruj jak se

měniacute hmotnost Vyhodnoť měřeniacute Z naměřenyacutech hodnot a ze znalosti hustoty

vzduchu (129 kgm3) urči hustotu oxidu uhličiteacuteho Jakou maacute oxid uhličityacute

hustotu v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu

- 14 -

Veličiny a jejich měřeniacute

13 ČAS REAKČNIacute DOBA

Fyzikaacutelniacute princip

Čas je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličina kteraacute se nejčastěji označuje malyacutem

piacutesmenem t Jednotkou času je sekunda s

Reakčniacute doba člověka je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute

udaacutelosti do jeho reakce Mnoho faktorů ovlivňuje reakčniacute dobu člověka

Ciacutel

Změřit časoveacute uacuteseky různyacutech dějů pomociacute stopek LabQuestu

Změřit reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět

Pomůcky

LabQuest ultrazvukoveacute měřidlo vzdaacutelenosti GoMotion 2 ks voltmetry VP-

BTA deacutelkoveacute měřidlo

- 15 -

Scheacutema

Postup

1 Zapneme LabQuest a v dolniacute naacutestrojoveacute liště klikneme na ikonu domeček

2 V zobrazeneacute nabiacutedce zvoliacuteme Stopky

3 Stopky ovlaacutedaacuteme třemi tlačiacutetky ndash startstop vynulovaacuteniacute a zkopiacuterovaacuteniacute

aktuaacutelniacuteho uacutedaje z displeje např do kalkulačky Vyzkoušej si to

4 Změřiacuteme časoveacute uacuteseky různyacutech dějů

a) dobu mezi dvěma zvuky (generujeme pomociacute programu na PC ndash lze

přesně nastavit dobu dvě tlesknutiacute)

b) dobu kmitu kyvadla (dvěma po sobě jdouciacutem kyvům řiacutekaacuteme kmit)

c) dobu volneacuteho paacutedu tělesa z vyacutešky 2 metry můžeme ověřit pomociacute

GoMotion

d) dobu volneacuteho paacutedu dřevěneacute tyčky s deskou kterou jeden člověk pustiacute a

druhyacute chytiacute můžeme ověřit pomociacute GoMotion

- 16 -

e) dobu pohybu tělesa (autiacutečko vlaacuteček) po vodorovneacute podložce

f)

5 Změřiacuteme reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět

a) Světelnyacute ndash k LabQuestu připojiacuteme dva voltmetry VP-BTA prvniacute

připojiacuteme na LED (žaacuterovku) kteraacute je zapojena do obvodu s tlačiacutetkem

druhyacute připojiacuteme na rezistor zapojenyacute v obvodu s tlačiacutetkem prvniacute student

stiskne tlačiacutetko v prvniacutem obvodu a druhyacute stiskne v reakci na rozsviacutecenou

LED-ku (žaacuterovku) tlačiacutetko v druheacutem obvodu na LabQuestu

vyhodnotiacuteme dobu mezi napěťovyacutemi impulzy

b) Zvukovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze miacutesto LED-ky je zapojen bzučaacutek

a druhyacute student maacute zavřeneacute oči a reaguje na zvuk

c) Dotykovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze s tiacutem že prvniacute student se druheacuteho

dotkne rukou

6 Poznaacutemka

a) U všech třiacute měřeniacute v ad 5) je potřeba nastavit na LabQuestu v menu

Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 2 s Frekvence 1 000 čteniacutes Trigger

nastaviacuteme na Zapnuto a je rostouciacute přes 1 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute

Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

b) Miacutesto druheacuteho obvodu a voltmetru můžeme použiacutet senzor stisku ruky

HD-BTA

c) Při připojeniacute (ad 4c))ultrazvukoveacuteho senzoru MD-BTD nebo GO-MOT

do vstupu DIG 1 nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim

Časovaacute zaacutekladna Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

- 17 -

7 Ukončiacuteme měřeniacute

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkuste změřit reakčniacute dobu

a) opakovaně u jednoho studenta

b) u diacutevek a chlapců

c) mladyacutech a staryacutech lidiacute

d) raacuteno a večer

Na zaacutevěr sestav přehlednou tabulku všech vyacutesledků

2 Reakčniacute doba řidiče je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute

udaacutelosti do řidičovy reakce Jejiacute doba se pohybuje kolem 2 sekund ale vždy

zaacuteležiacute na pozornosti řidiče jeho věku fyzickeacute kondici a dalšiacutech faktorech Do

reakčniacute doby se však nezapočiacutetaacutevaacute doba prodlevy a naacuteběhu brzd Pamatujte

proto na bezpečnou vzdaacutelenost mezi vozidly a udržujte odstup

3 Zkuste chytit bankovku puštěnou druhyacutem člověkem dvěma prsty (pokud ji

chytnete je vaše) Proč ji nelze chytit

- 18 -

Veličiny a jejich měřeniacute

14 RYCHLOST

Fyzikaacutelniacute princip

Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme

v metrech za sekundu m

s

nebo v kilometrech za hodinu km

h

U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se

rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT

- 19 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 3 s

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost pohybu

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a potom se

přibližovat a daacutele se naopak vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost

chůze člověka (0 až 6 m)

- 20 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho

miacuteče od senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem

papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho autiacutečka (viz foto vyacuteše) vlaacutečkuhellip

5 Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

- 21 -

Veličiny a jejich měřeniacute

15 DRAacuteHA

Fyzikaacutelniacute princip

Draacuteha s je deacutelka trajektorie Trajektorie je křivka kterou těleso opisuje při

sveacutem pohybu

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru draacutehu kterou uraziacute těleso

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo

- 22 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od

senzoru ke stropu k tabuli k zemi k ruce hellip

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat

se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se

člověka od senzoru (0 až 6 m)

- 23 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od

senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem

papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka vlaacutečku hellip

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

2 Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je

funkciacute času

- 24 -

Veličiny a jejich měřeniacute

16 TEPLOTA

Fyzikaacutelniacute princip

Teplota je fyzikaacutelniacute veličina t kterou použiacutevaacuteme k popisu stavu tělesa (rychlost

pohybu atomů) Jednotkou je Celsiův stupeň (degC) Teplota tajiacuteciacuteho ledu je 0 degC

Bod varu vody je 100 degC Stupeň Fahrenheita (degF) je jednotka teploty

pojmenovanaacute po německeacutem fyzikovi Gabrielu Fahrenheitovi Dnes se použiacutevaacute

hlavně v USA

- 25 -

Ciacutel

Odhadnout teplotu a pak odhad ověřit teploměrem Ověřit teplotu tajiacuteciacuteho ledu

Ověřit teplotu varu vody Změřit jak se měniacute teplota v průběhu dne a při

ohřiacutevaacuteniacute nebo ochlazovaacuteniacute tělesa

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA teploměr STS-BTA PET laacutehve

- 26 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměr STS-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

2 Do několika naacutedob z PET lahviacute připraviacuteme vodu o různeacute teplotě ndash prvniacute

přidaacuteme led a u ostatniacutech postupně viacutece a viacutece horkeacute vody z elektrovarneacute

konvice

3 Zapneme LabQuest a můžeme měřit teplotu Nejdřiacuteve zkusiacuteme odhadnout

teplotu a potom ověřiacuteme pomociacute teploměru teplotu různyacutech těles

a) vzduch v miacutestnosti (u podlahy uprostřed u stropu)

b) vzduch na ulici

c) teplaacute voda

d) studenaacute voda

e) horkaacute voda

f) tajiacuteciacute led

g) tajiacuteciacute led a sůl

- 27 -

h) vařiacuteciacute voda

i) teplota lidskeacuteho těla

j) teplota v chladničce (dole nahoře v mraziciacutem boxu)

k)

4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 60 čteniacuteh Trvaacuteniacute 24 h

5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme venku za oknem

tak aby se nedotyacutekal žaacutedneacuteho tělesa

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu

vzduchu v průběhu 24 hodin Dalšiacute den ve stejnou dobu ukončiacuteme měřeniacute

7 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

8 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutemin Trvaacuteniacute 24 min

9 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme do kaacutedinky se

studenou vodou a začneme ohřiacutevat lihovyacutem kahanem

10 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu vody

v průběhu 12 minut (ohřiacutevaacuteniacute) Pak zahasiacuteme kahan a měřiacuteme dalšiacutech12 minut

(ochlazovaacuteniacute) Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 120 čteniacutemin Trvaacuteniacute 3 min

2 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu uchopiacuteme senzor

teploměru do ruky a pozorujeme změnu teploty Stejneacute měřeniacute provedeme

s teploměrem TMP-BTA a teploměrem STS-BTA Proč se lišiacute průběhy obou

grafů Kde toho lze využiacutet

4 Zapoj do LabQuestu dva teploměry Vezmi si dvě naacutedoby s vodou

o různyacutech teplotaacutech ndash studenaacute a teplaacute Měř jejich teploty (tlačiacutetko START)

- 28 -

Přelej vodu z prvniacute naacutedoby do druheacute a současně přendej teploměr z prvniacute

naacutedoby do druheacute Popiš co pozoruješ Z grafu urči teploty před smiacutechaacuteniacutem

a teplotu po smiacutechaacuteniacute

5 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vody ve zkumavce v různyacutech

hloubkaacutech

a) budeš-li vodu ohřiacutevat u dna

b) budeš-li vodu ohřiacutevat u hrdla

6 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vzduchu ve zkumavce v různyacutech

hloubkaacutech

- 29 -

Siacutely a jejich vlastnosti

17 SIacuteLA

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se

piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N

Ciacutel

Určit velikosti různyacutech sil Určit hmotnost zaacutevažiacute ktereacute je přitahovaacuteno k zemi

silou 1 N Určit siacutelu stisku ruky a siacutelu stisku mezi dvěma prsty Určit velikost

siacutely kterou člověk působiacute na zem

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA plošnyacute siloměr FP-BTA senzor siacutely stisku ruky

HD-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma

- 30 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)

2 Zapneme LabQuest

3 Zavěšujeme postupně různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g ) na siloměr

Naměřeneacute uacutedaje zapisujeme do tabulky

4 Na siloměr zavěsiacuteme pružinu Vynulujeme siloměr Zavěšujeme postupně

různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 ghellip) na pružinu a měřiacuteme prodlouženiacute

pružiny y Sestrojiacuteme graf F = f(y) Určiacuteme konstantu přiacutemeacute uacuteměrnosti

5 Zavěsiacuteme na siloměr misku z rovnoramennyacutech vah a vynulujeme siloměr ndash

menu Senzory ndash Vynulovat Postupně na misku přidaacutevaacuteme zaacutevažiacute až siloměr

ukazuje přesně siacutelu 1 N Vyacutesledek (hmotnost zaacutevažiacute) zapiacutešeme do tabulky

6 K LabQuestu připojiacuteme senzor siacutely stisku ruky HD-BTA Měřiacuteme

postupně siacutelu stisku ruky pro pravou a levou ruku

7 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Měřiacuteme siacutelu stisku ruky

po dobu 60 sekund ndash nepřerušovaně držiacuteme Sledujeme jak siacutela stisku

v průběhu času ochabuje

9 Bod 5 6 a 7 opakujeme pro siacutelu stisku mezi prsty

- 31 -

10 K LabQuestu připojiacuteme plošnyacute siloměr FP-BTA Přepneme na většiacute

rozsah 0 ndash 3 500 N Postaviacuteme se na tento siloměr Změřiacuteme siacutelu kterou člověk

působiacute na zem (tiacuteha G) Zapiacutešeme do tabulky Určiacuteme hmotnost člověka

11 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

12 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sledujeme jak se

měniacute tlakovaacute siacutela při dřepu kliku vyacuteskoku při běžneacute chůzi (jedna noha střiacutedaacute

druhou) při přitisknutiacute senzoru ke stěněhellip

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute jak se měniacute siacutela působiacuteciacute na plošnyacute siloměr FP-BTA při

jiacutezdě vyacutetahem když na něm stojiacuteme (vliv zrychlovaacuteniacute zpomalovaacuteniacute)

2 Polož plošnyacute siloměr na židli sedni si na něj a vyzkoušej jakou silou

působiacuteš na židli

3 Na siloměr DFS-BTA zavěsiacuteme hranol Určiacuteme velikost siacutely kterou

přitahuje Země hranol Taacutehneme tento hranol po podložce a změřiacuteme velikost

tahoveacute siacutely Porovnaacuteme tyto dvě siacutely

4 Proveďte statistickyacute průzkum ve třiacutedě o kolik je u pravaacutekůlevaacuteků silnějšiacute

pravaacutelevaacute ruka (holekkluků) Vypočiacutetejte průměrneacute hodnoty

- 32 -

Elektrickeacute vlastnosti laacutetek

18 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovaacuteniacute těles

Jeho jednotkou je coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při

pokusech ve třiacutedě pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů)

1 nC je přibližně 6 000 000 000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj

elektronuhellip) Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj

(na skleněneacute tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně

nabiteacute těleso maacute viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute

protony K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič

naacuteboje

Ciacutel

Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute

při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute

Pomůcky

LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA tělesa (plechovka na polystyreacutenu kovoveacute

kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute

těles

- 33 -

Scheacutema

Postup

1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou

krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku

připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou

zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě

kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru

zvoliacuteme rozsah plusmn 100 nC

2 Zapneme LabQuest

- 34 -

3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem

ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj

Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky

5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence

2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj

z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute

naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)

Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky

9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute

tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)

10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu

3times3 mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle

Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm

Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je

11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech

(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)

- 35 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pouze přibližujeme a vzdalujeme nabitou tyč (ebonitovou nebo skleněnou)

k tělesu (plechovce) a sledujeme jak se měniacute naacuteboj O jakyacute jev se jednaacute Čiacutem

je způsoben

2 Plechovku připojiacuteme ke zdroji kladneacuteho vn napětiacute (nabije se kladně) Měřič

naacuteboje připojiacuteme ke kovoveacute kuličce na izolovaneacutem držaacuteku Zapneme měřeniacute

a přejiacuteždiacuteme plynule v okoliacute svisleacute stěny plechovky (nedotyacutekaacuteme se) přibližně

ve stejneacute vzdaacutelenosti Sledujeme naměřeneacute hodnoty Co můžeme usoudit

o rozloženiacute naacuteboje na povrchu plechovky

- 36 -

Magnetismus 19 MAGNETICKAacute INDUKCE

MAGNETICKEacute POLE

Fyzikaacutelniacute princip

Magnetickou indukciacute nazyacutevaacuteme jev při ktereacutem se tělesa s feromagnetickyacutemi

vlastnostmi v bliacutezkosti magnetu zmagnetujiacute Magnet vytvaacuteřiacute ve sveacutem okoliacute

magnetickeacute pole ktereacute můžeme znaacutezornit soustavou magnetickyacutech

indukčniacutech čar Pomociacute magnetky (malyacute magnet) můžeme bdquozmapovatldquo

magnetickeacute pole ndash určit směr indukčniacutech čar Mnohem rychleji lze obrazec

indukčniacutech čar určit pomociacute železnyacutech pilin

Magnetickeacute pole popisuje veličina magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji

v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou indukci měřiacuteme teslametrem Zemskeacute

magnetickeacute pole v ČR maacute magnetickou indukci 0048 mT

Ciacutel

Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute permanentniacuteho

magnetu Změřit magnetickou indukci magnetickeacuteho pole Země

- 37 -

Pomůcky

LabQuest teslametr MG-BTA permanentniacute magnet

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Na teslametru

nastaviacuteme rozsah 64 mT Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 38 -

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k severniacutemu poacutelu magnetu

a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi

5 sekund)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k jižniacutemu poacutelu magnetu

a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi

5 sekund)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně pohybujeme (asi 5 sekund) teslametrem kolmo k podeacutelneacute ose

magnetu k jižniacutemu poacutelu magnetu a potom pomalu vzdalujeme teslametr od

severniacuteho poacutelu magnetu (asi 5 sekund) Uložiacuteme měřeniacute

6

7 Otevřeme novyacute soubor a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve

vodorovneacute rovině otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země

Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum (N a S magnetickyacute poacutel)

- 39 -

Z maximaacutelniacutech hodnot odečteme vodorovnou amplitudu magnetickeacute indukce B

Země

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve

svisleacute rovině (N-S směr) otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země

Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum Maximaacutelniacute hodnota je

hodnotou magnetickeacute indukce B Země

9

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Urči sklon indukčniacute čaacutery magnetickeacuteho pole u naacutes v ČR vzhledem

k povrchu země

- 40 -

Elektrickyacute obvod 110 ELEKTRICKYacute PROUD

ELEKTRICKEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute proud je uspořaacutedanyacute pohyb nabityacutech čaacutestic Elektrickyacute proud se

označuje piacutesmenem I Jeho jednotkou je ampeacuter (A)

Elektrickeacute napětiacute se označuje piacutesmenem U Jednotkou elektrickeacuteho napětiacute je

volt (V)

Elektrickyacute proud měřiacuteme ampeacutermetrem a napětiacute voltmetrem

Ciacutel

Změřit proud prochaacutezejiacuteciacute žaacuterovkou Změřit napětiacute na žaacuterovce Pozorovat jak

žaacuterovka sviacutetiacute při různyacutech hodnotaacutech proudu (uacutečinky proudu)

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat

100 Ω žaacuterovka 35 V03 A

- 41 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x

zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat ndash

Ampeacutermetr Reostat 100 Ω nastaviacuteme na min hodnoty odporu (napětiacute)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 42 -

5 Reostatem 100 Ω pomalu (20 s) zvětšujeme proud (směrem k max) až ho

vytočiacuteme do krajniacute polohy (max) Hodnota proudu nesmiacute překročit 06 A

Zobrazuje se tzv V-A charakteristika žaacuterovky Po vykresleniacute celeacuteho grafu

zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro různeacute žaacuterovky

7 Vysloviacuteme zaacutevěr (při jakeacute hodnotě proudu žaacuterovka začiacutenaacute sviacutetit)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř V-A charakteristiku pro rezistor 100 Ω a 50 Ω

- 43 -

Elektrickeacute pole 111 ZDROJE ELEKTRICKEacuteHO

NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Zdroje elektrickeacuteho napětiacute jsou elektraacuterny galvanickeacute člaacutenky a akumulaacutetory

- 44 -

Ciacutel

Změřit jak se měniacute napětiacute při vybiacutejeniacute (použiacutevaacuteniacute) zdroje ndash vybiacutejeciacute křivku

Pomůcky

LabQuest držaacutek baterie a rezistor ampeacutermetr DCP-BTA voltmetr VP-BTA

zdroj elektrickeacuteho napětiacute ndash galvanickyacute člaacutenek akumulaacutetor

- 45 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 a voltmetr VP-BTA ke

vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

12 h Frekvence 300 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat (spiacutenač je vypnutyacute)

4 Sepneme spiacutenač Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na

LabQuestu

5 Když začne napětiacute klesat pod 1V zastaviacuteme měřeniacute

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vytvoř si jednoduchyacute galvanickyacute

člaacutenek z jablka (nebo citronu)

železneacuteho hřebiacuteku a měděneacuteho draacutetu

podle obraacutezku Změř voltmetrem

zaacutevislost napětiacute v zaacutevislosti na čase

(připoj rezistor 1 000 Ω)

- 46 -

2 Změř vybiacutejeciacute křivku pro různeacute zdroje Urči kapacitu člaacutenku Porovnej

se jmenovitou kapacitou

3 Jakeacute vyacutehody maacute elektrickeacute napětiacute z bateriiacute oproti napětiacute ze zaacutesuvek Jakeacute

nevyacutehody naopak majiacute baterie

- 47 -

Elektrickyacute obvod 112 UacuteČINKY ELEKTRICKEacuteHO

PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute proud maacute pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute

uacutečinky Jednoducheacute spotřebiče můžeme rozdělit podle uacutečinků elektrickeacuteho

proudu na pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute spotřebiče

Ciacutel

Ověřit pohyboveacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na elektromotor

Ověřit světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

Ověřit magnetickeacute uacutečinky (magnetickaacute indukce) elektrickeacuteho proudu

prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

Ověřit chemickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho kapalinou

(vodou)

Ověřit tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA

teploměr TMP-BTA ciacutevka 166 a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu

a napětiacute BK 127 žaacuterovka 12 V spiraacutela luxmetr LS-BTA voltmetr 30 V-BTA

- 48 -

Scheacutema

a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

- 49 -

b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

Postup

a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

1 Připojiacuteme luxmetr LS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-

BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematuj ndash spiacutenač je

rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr

- 50 -

a voltmetr Žaacuterovku s luxmetrem můžeme zakryacutet krabiciacute aby luxmetr neměřil

osvětleniacute pozadiacute

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06A Na ose y zvoliacuteme Osvětleniacute a Spojovat body

Dole 0 a Nahoře 600 lx

4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme

napětiacute Vlevo 0 Vpravo 16 V Na ose y zvoliacuteme Proud a Spojovat body Dole

0 a Nahoře 04 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme

spiacutenač

6 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (do 12 V) Kontrolujeme proud

ndash max 06A Luxmetrem měřiacuteme osvětleniacute způsobeneacute žaacuterovkou

b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

- 51 -

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max

06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky

c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-

BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu ndash spiacutenač je

rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr

a voltmetr Teploměr se spiraacutelou vložiacuteme do kaacutedinky s vodou

- 52 -

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 000 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Napětiacute a Spojovat body

Dole 0 a Nahoře 25 V

4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme

čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Teplota a Spojovat body

Dole 20 a Nahoře 35 degC Regulovatelnyacutem zdrojem nastaviacuteme napětiacute (na

20 V) Kontrolujeme proud ndash max 10 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme

spiacutenač

6 Teploměrem měřiacuteme teplotu vody zahřiacutevaneacute spiraacutelou

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakeacute jsou uacutečinky elektrickeacuteho proudu v jednotlivyacutech

přiacutepadech

- 53 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ve ktereacutem elektrickeacutem přiacutestroji se projevuje současně několik uacutečinků

elektrickeacuteho proudu

2 Jakyacutech uacutečinků elektrickeacuteho proudu využiacutevaacute elektrickyacute zvonek

3 Změř jak zaacutevisiacute siacutela F přitahujiacuteciacute jaacutedro na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho

ciacutevkou Kde se toho daacute využiacutet

4 Chemickeacute uacutečinky viz uacuteloha 116 Elektrickyacute proud v kapalinaacutech

5 Změř pohyboveacute uacutečinky el proudu na otaacutečeniacute elektromotoru Pohyb můžeš

sniacutemat luxmetrem

- 54 -

Elektrickyacute obvod 113 MAGNETICKEacute VLASTNOSTI

ELEKTRICKEacuteHO PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Prochaacuteziacute-li vodičem elektrickyacute proud vznikaacute v jeho okoliacute magnetickeacute pole

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar kružnic Kružnice ležiacute v rovinaacutech kolmyacutech

na vodič a majiacute středy v bodech vodiče Magnetickeacute pole popisuje veličina

magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou

indukci měřiacuteme teslametrem

Ciacutel

Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute vodiče v zaacutevislosti na

velikosti elektrickeacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest teslametr MG-BTA ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj

napětiacute vodič

- 55 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu a ampeacutermetr

HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Na teslametru nastaviacuteme rozsah 64 mT

Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 56 -

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 5 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Teslametr umiacutestiacuteme bliacutezko vodiče (1 cm) Stiskneme tlačiacutetko START

(měřeniacute) na LabQuestu a pomalu rovnoměrně zvětšujeme napětiacute

(proud) na zdroji Uložiacuteme měřeniacute

5 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce na velikosti proudu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Velikost magnetickeacute indukce okolo rovneacuteho dlouheacuteho vodiče ve vzdaacutelenosti

d můžeme vypočiacutetat pomociacute Biot-Savartova zaacutekona (někdy teacutež Biot-Savart-

Laplaceova)

7 74π 10 2 102π 2π

I I IB

d d d (přibližně ve vzduchu)

2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale v zaacutevislosti na vzdaacutelenosti d ndash měřiacuteme

praviacutetkem a vklaacutedaacuteme po jednotlivyacutech krociacutech Nastaviacuteme určitou hodnotu

proudu

- 57 -

Elektrickyacute obvod 114 MAGNETICKEacute POLE CIacuteVKY

Fyzikaacutelniacute princip

Ciacutevka vznikne když vodič navineme na povrch vaacutelce nebo hranolu

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery uvnitř ciacutevky jsou rovnoběžneacute s jejiacute osou

Magnetickaacute indukce uvnitř velmi dlouheacute ciacutevky maacute velikost NI

Bl

kde I

je velikost proudu N je celkovyacute počet zaacutevitů a l je deacutelka ciacutevky

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce B na velikosti proudu I prochaacutezejiacuteciacuteho

ciacutevkou

Pomůcky

LabQuest rezistor 10Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA ciacutevka 166

a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127

- 58 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 59 -

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max

06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky

6 Vysloviacuteme zaacutevěr - jak zaacutevisiacute mag indukce B na velikosti elektrickeacute

proudu I

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ze znalosti počtu zaacutevitů deacutelky ciacutevky a proudu spočiacutetej magnetickou

indukci

2 Změň ciacutevku a opakuj měřeniacute

3 Změř jak se měniacute magnetickaacute indukce po podeacutelneacute ose ciacutevky při daneacute

hodnotě proudu

- 60 -

Elektrickyacute obvod 115 ZKRAT

Fyzikaacutelniacute princip

Zkrat v elektrickeacutem obvodu je vodiveacute spojeniacute vodičů ktereacute vyřadiacute z obvodu

spotřebič Obvod se chraacuteniacute proti zkratu pojistkou nebo jističem Tavnaacute

pojistka je založena na tepelnyacutech uacutečinciacutech elektrickeacuteho proudu Jistiacuteciacutem

prvkem je tenkyacute draacutetek kteryacute se průchodem zkratoveacuteho proudu přepaacuteliacute a tiacutem

přerušiacute elektrickyacute obvod

Ciacutel

Ověřit funkci tavneacute pojistky Určit velikost zkratoveacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute tenkyacute

vodič tavnaacute trubičkovaacute pojistka ndash různeacute hodnoty proudu

- 61 -

Scheacutema

- 62 -

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme

obvod dle scheacutematu Spiacutenač je rozpojen Jako pojistku použijeme napřiacuteklad

tavnou trubičkovou pojistku 800 mA Jako zdroj plochou baterii

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Způsobiacuteme

ZKRAT

5 Vysloviacuteme zaacutevěr Jak rychle bdquozareagujeldquo tavnaacute pojistka

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus změřit pomociacute mikrometru průměr draacutetku a zkratovyacute proud tiacutemto

draacutetkem Změř draacutetky různyacutech průměrů Jak zaacutevisiacute hodnota zkratoveacuteho

proudu na průměru draacutetku

2 Proč nemůžeš použiacutet jako tavnou pojistku hřebiacutek

3 Zkus různeacute druhy materiaacutelů tavnyacutech draacutetků ndash Fe Cuhellip Jakyacute to maacute vliv na

velikost bdquozkratovaciacuteholdquo proudu

- 63 -

4 Zkus změřit dvě stejneacute pojistky (např 800 mA) ale jedna je bdquopomalaacuteldquo

a druhaacute bdquorychlaacuteldquo

5 Zkus změřit zkrat se dvěma paralelně zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi Jakyacute

maacute vliv kvalita zdroje na velikost zkratovaciacuteho proudu Změniacute se doba

přetaveniacute draacutetku

6 Zkus změřit zkrat se dvěma seacuteriově zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi

7 Proč při bdquoletmeacutem dotekuldquo (viz obraacutezek) před zkratem nenastal zkrat Proč

nastal až při staacuteleacutem doteku

- 64 -

Elektrickyacute obvod 116 ELEKTRICKYacute PROUD

V KAPALINAacuteCH

Fyzikaacutelniacute princip

Podmiacutenkou vodivosti kapalin je přiacutetomnost iontů Ionty vznikajiacute v kapalinaacutech

nejčastěji při rozpouštěniacute soliacute a kyselin

Ciacutel

Ověřit vznik iontů rozpouštěniacutem soli ve vodě měřeniacutem elektrickeacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr DCP-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute žaacuterovka

vanička a elektrody

- 65 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme

obvod dle scheacutema Spiacutenač je rozpojen

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

600 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Po

10 sekundaacutech nasypeme sůl do vody Pozorujeme jak se měniacute proud při

rozpouštěniacute soli v roztoku vody a soli jak vznikajiacute ionty

5 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus proveacutest stejneacute měřeniacute s různyacutem množstviacutem soli ndash 1 lžička 2 lžičkyhellip

2 Zkus různeacute druhy materiaacutelů elektrod ndash Fe Cu Zn C Pbhellip

3 Vyzkoušej různeacute soli

4 Vyzkoušej takeacute cukr

- 66 -

Pohyb tělesa 21 RYCHLOST POHYBU

Fyzikaacutelniacute princip

Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme

v metrech za sekundu m

s

nebo v kilometrech za hodinu km

h

U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se

rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)

Průměrnaacute rychlost je podiacutel celkoveacute draacutehy s a celkoveacute doby t za kterou těleso

draacutehu urazilo Průměrnaacute rychlost určenaacute ve velmi kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku se

nazyacutevaacute okamžitaacute rychlost Měřiacuteme ji tachometrem

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT

- 67 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 20 s

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute (knihou) nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost

pohybu dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a pak se

přibližovat a naacutesledně se vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost

chůze člověka (0 až 6 m)

- 68 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho

miacuteče od senzoru

f) Stejneacute jako za e) ale s mělkyacutem

papiacuterovyacutem kornoutem nebo

mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho

autiacutečka vlaacutečkuhellip

h) Měřiacuteme rychlost voziacutečku na

voziacutečkoveacute draacuteze VDS (vodorovneacute

šikmeacute)

5 Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

2 Překreslete grafy v = f(t) na grafy s = f(t) a naopak

3 Nakreslete graf v = f(t) a potom se podle něj pohybujte (viz 4 b)

- 69 -

Pohyb tělesa 22 DRAacuteHA ROVNOMĚRNEacuteHO

A NEROVNOMĚRNEacuteHO POHYBU

Fyzikaacutelniacute princip

Těleso se pohybuje rovnoměrnyacutem pohybem jestliže se pohybuje staacutele stejnou

rychlostiacute Těleso se pohybuje nerovnoměrnyacutem pohybem jestliže se jeho

rychlost měniacute

Draacutehu rovnoměrneacuteho i nerovnoměrneacuteho pohybu můžeme určit z grafu

časoveacuteho průběhu rychlosti jako plochu mezi tiacutemto grafem a časovou osou

(osou x)

Ciacutel

Určit zda danyacute pohyb je rovnoměrnyacute nebo nerovnoměrnyacute a draacutehu tohoto

pohybu

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD voziacuteček draacuteha pro mechaniku VDS

- 70 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

LabQuestu a ten přes USB do PC Pomociacute digitaacutelniacutech vah určiacuteme hmotnost

voziacutečku

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Draacuteha je velmi miacuterně nakloněnaacute

3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme k PC Přepiacutenač ultrazvukoveacuteho senzoru

přepneme na voziacuteček

- 71 -

4 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Deacutelka

10 s Vzorkovaciacute frekvence 20 vzorkůsekunda

5 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru pustiacuteme ho

a současně zapneme sběr dat Voziacuteček bude střiacutedavě sjiacuteždět a vyjiacuteždět

(po odrazu od magnetickeacuteho naacuterazniacuteku) po draacuteze Uložiacuteme měřeniacute

6 Draacutehu postaviacuteme vodorovně (můžeme zkontrolovat vodovaacutehou)

7 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru uvedeme ho do

pohybu a současně zapneme sběr dat

8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy se pohyboval voziacuteček rovnoměrně a kdy

nerovnoměrně

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Určiacuteme draacutehu - plochu pod grafem časoveacuteho průběhu rychlosti

2 Můžeme proveacutest stejnaacute měřeniacute s miacutečem

- 72 -

Siacutely a jejich vlastnosti

23 MĚŘENIacute SIacuteLY ndash ŠPEJLE

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se

piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N

Ciacutel

Změřit průhyb volneacuteho konce d špejle na působiacuteciacute siacutele F Měřeniacute proveacutest pro

různeacute deacutelky l

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma špejle

- 73 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)

2 Zapneme LabQuest

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty

Naacutezev deacutelka

Jednotky cm

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf K siloměru připevniacuteme konec špejle (viz

scheacutema) ndash špejle ukazuje na měřiacutetku 0 cm Siloměr bdquovynulujemeldquo

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

7 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 74 -

8 Siloměr posuneme tak aby ohnutaacute špejle ukazovala na měřiacutetku 1 cm

9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK

11 Opakujeme body 8 a 9 pro 2 cm 3 cm 4 cm a 5 cm

12 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

13 Měřeniacute zopakujeme pro různeacute deacutelky špejle

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro různeacute špejle (tloušťka tvar) Jak zaacutevisiacute průhyb špejle

na jejiacutem tvaru Kde a jak se toho využiacutevaacute

- 75 -

Siacutely a jejich vlastnosti

24 II NEWTONŮV POHYBOVYacute ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Čiacutem je většiacute siacutela F tiacutem jsou vyacuteraznějšiacute i změny rychlosti v pohybu tělesa Čiacutem

je většiacute hmotnost m tělesa tiacutem jsou změny rychlosti v pohybu tělesa menšiacute

Ciacutel

Ověřit II Newtonův pohybovyacute zaacutekon ndash zaacutekon siacutely

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA akcelerometr LGA-BTA senzor polohy

a pohybu MD-BTD souprava pro mechaniku VDS

- 76 -

Scheacutema

Postup

1 Senzor polohy a pohybu MD-BTD zapojiacuteme do konektoru DIG 1

LabQuestu Na voziacuteček připojiacuteme vlaacutekno a na něj zavěsiacuteme zaacutevažiacute o hmotnosti

10 g

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pustiacuteme voziacuteček

Zachytiacuteme jej těsně před koncem voziacutečkoveacute draacutehy Měřiacuteme rychlost pohybu

voziacutečku

5 Měřeniacute opakujeme se zaacutevažiacutem 20 g

6 Porovnaacuteme oba grafy

a) Jak se voziacuteček pohybuje (druh pohybu)

b) Jakyacute maacute vliv velikost siacutely F na pohyb voziacutečku

7 Na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g) ndash viz fotografie vyacuteše

8 Zopakujeme měřeniacute v bodech 1 až 6

- 77 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Na voziacuteček připevni siloměr a akcelerometr Změř jak zaacutevisiacute změna

rychlosti v (zrychleniacute) na velikost siacutely F Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam

dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence 20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Tahaacuteme za siloměr tam

a zpět (voziacuteček se pohybuje) Sledujeme jak zaacutevisiacute změna rychlosti v

(zrychleniacute) na velikost siacutely F

2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g)

Porovnaacuteme obě měřeniacute

- 78 -

Siacutely a jejich vlastnosti

25 SMYKOVEacute TŘENIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Smykoveacute třeniacute vznikaacute když se dvě tělesa z pevnyacutech laacutetek po sobě smyacutekajiacute

Siacutela kteraacute braacuteniacute posouvaacuteniacute těles se nazyacutevaacute třeciacute siacutela Abychom uvedli těleso

do rovnoměrneacuteho pohybu musiacuteme vynaložit většiacute siacutelu tzv klidovou třeciacute siacutelu

Siacutelu kterou těleso tlačiacute na podložku nazyacutevaacuteme tlakovou siacutelu

Ciacutel

Určit třeciacute siacutelu klidovou třeciacute siacutelu tlakovou siacutelu a poměr tlakoveacute a třeciacute siacutely

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA stejnaacute tělesa (kvaacutedry učebnicehellip)

- 79 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se pomalu

a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce

- 80 -

4 Na grafu jsou pro naacutes dvě zajiacutemaveacute oblasti V zeleneacute oblasti je maximaacutelniacute

siacutela ndash klidovaacute třeciacute siacutela Ft0 = N V modreacute oblasti je pohybovaacute třeciacute siacutela

Ft = N Obě ziacuteskaacuteme tak že na dotykoveacute obrazovce označiacuteme taženiacutem

danou oblast a v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika Ft0 bude maximaacutelniacute siacutela

a Ft středniacute siacutela v modreacute oblasti

5 Tlakovou siacutelu Fn určiacuteme tak že těleso zavěsiacuteme na siloměr a změřiacuteme siacutelu

6 Potom vypočiacutetaacuteme poměr třeciacute siacutely Ft

a tlakoveacute siacutely Fn Označiacuteme jej f ndash součinitel

smykoveacuteho třeniacute

7 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři

kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute měřeniacute si

můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit

Naacutesledně zobrazit všechna tři měřeniacute naraacutez

- 81 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute je poměr velikostiacute třeciacutech sil v jednotlivyacutech měřeniacutech (jeden dva tři

kvaacutedry)

2 Vyzkoušej jineacute materiaacutely (těleso podložka)

3 Zkus pohyb kvaacutedru nerovnoměrnyacutem pohybem Jak se změniacute vyacutesledek

měřeniacute Naacutepověda Zopakuj si Newtonovy zaacutekony

4 Vyzkoušej si jako těleso (a) Zlateacute straacutenky

5 Zkus založit jednotliveacute listy dvou Zlatyacutech straacutenek (dvou učebnic) a zkus je

od sebe vysunout

6 Na čem zaacutevisiacute velikost třeciacute siacutely

- 82 -

Kapaliny 26 POVRCHOVEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vlastnosti povrchoveacute blaacuteny se nazyacutevaacute

povrchoveacute napětiacute Čiacutem je povrchoveacute napětiacute většiacute tiacutem snaacuteze se na jeho povrchu

mohou udržet různaacute tělesa Hodnoty povrchoveacuteho napětiacute lze naleacutezt v tabulkaacutech

Povrchoveacute napětiacute rtuti je 7kraacutet většiacute než povrchoveacute napětiacute vody ktereacute 2-3kraacutet

většiacute než povrchoveacute napětiacute lihu či petroleje

- 83 -

Ciacutel

Určit přibližně velikost povrchoveacute siacutely Fp pro různeacute deacutelky dřevěneacute špejle

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA dřevěnaacute špejle plochaacute naacutedoba s vodou nit

Scheacutema

- 84 -

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do CH 1 LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Na siloměr zavěsiacuteme špejli o deacutelce 30 cm na niti (viz scheacutema) Špejli

položiacuteme na hladinu kapaliny (vody)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Taacutehneme siloměrem

špejli z povrchu kapaliny

6 Z grafu odečteme rozdiacutel maximaacutelniacute hodnoty siacutely (kdy dochaacuteziacute k odtrženiacute

špejle z povrchu kapaliny) a siacutely kdy špejle visiacute na niti ndash viz obraacutezek

7 Vypočiacutetaacuteme poměr teacuteto siacutely a dvojnaacutesobku deacutelky špejle (deacutelka okraje

povrchoveacute blaacuteny) což je hodnota povrchoveacuteho napětiacute σ (Nm)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro jineacute kapaliny (liacuteh hellip) Přiacutepadně pro jineacute deacutelky špejliacute

- 85 -

Kapaliny 27 HYDROSTATICKYacute TLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Hydrostatickyacute tlak ph v hloubce h je roven součinu hloubky hustoty kapaliny

ρ a tiacutehoveacuteho zrychleniacute g

hp h g

Ciacutel

Změřit hydrostatickyacute tlak v hloubce h

Pomůcky

LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA odměrnyacute vaacutelec s měřiacutetkem

- 86 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru

přišroubujeme hadičku kterou můžeme izolepou přilepit na praviacutetko s uměleacute

hmoty tak že začaacutetek hadičky bude na bdquonuleldquo praviacutetka Tiacutem můžeme měřit

deacutelku ponořeniacute hadičky ndash hloubku v kapalině

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30 s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Ponořujeme pomalu rovnoměrnyacutem pohybem konec hadičky do hloubky

20 cm do vody v odměrneacutem vaacutelci a zpět POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do

senzoru

- 87 -

5 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 V menu Senzory ndash Zaacuteznam nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + hodnoty Naacutezev

Hloubka Jednotka cm

7 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

8 Hadička neniacute ponořenaacute Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na

LabQuestu

9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

11 Ponořiacuteme konec do hloubky 1 cm (sledujeme na stupnici praviacutetka)

12 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

13 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK

14 Opakujeme body 11 12 a 13 pro hodnoty uacutehlu 2 cm 3 cmhellip 20 cm

15 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme

16 Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice

(nebo soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)

Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute pro jinou kapalinu (liacuteh hellip)

2 Vyzkoušej měřeniacutem nezaacutevislost tlaku v kapalině na směru

3 Ověř měřeniacutem že tlak kapaliny v naacutedobě nezaacutevisiacute na tvaru naacutedoby

- 88 -

Kapaliny 28 ARCHIMEDŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Vztlakovaacute siacutela Fvz působiacuteciacute na těleso v kapalině je rovna tiacutehoveacute siacutele kteraacute by

působila na kapalinu s objemem ponořeneacute čaacutesti tělesa

Pro vztlakovou siacutelu platiacute Fvz = Vρg V je objem ponořeneacute čaacutesti tělesa ρ je

hustota kapaliny g je konstanta (tiacutehoveacute zrychleniacute)

Ciacutel

Určit vztlakovou siacutelu Určit objem tělesa z Archimedova zaacutekona

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA naacutedoba s vodou těleso stojan

- 89 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence

5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute)

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Asi po 6 sekundaacutech

ponořiacuteme těleso do vody (nadzvedneme kaacutedinku s vodou a podsuneme pod

kaacutedinku podložku) a nechaacuteme dokončit měřeniacute

- 90 -

7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika

a stejně i vyacuteslednou siacutelu F (zaacutevažiacute ve vodě)

8 Vypočiacutetaacuteme vztlakovou siacutelu Fvz = FG ndash F

9 Vypočiacutetaacuteme objem tělesa ze vztlakoveacute siacutely

10 Ověřiacuteme určeniacute objemu tělesa vyacutepočtem (objem vaacutelce) nebo měřeniacutem

v odměrneacutem vaacutelci

11 Ověřiacuteme určeniacute tiacutehoveacute siacutely zvaacuteženiacutem tělesa

12 Vypočiacutetaacuteme hustotu tělesa a ověřiacuteme ji v tabulkaacutech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro jinaacute tělesa

- 91 -

Kapaliny 29 PASCALŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Působiacute-li na kapalinu v uzavřeneacute naacutedobě vnějšiacute tlakovaacute siacutela zvyacutešiacute se tlak ve

všech miacutestech stejně (Pascalův zaacutekon)

Ciacutel

Změřit hydrostatickyacute tlak v různyacutech hloubkaacutech při změně vnějšiacute tlakoveacute siacutely

Pomůcky

LabQuest 2ks tlakoveacute čidlo GPS-BTA PET laacutehev s měřiacutetkem

- 92 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakovaacute čidla GPS-BTA ke vstupům CH1 a CH2 LabQuestu

(nebo LabQuest Mini) K senzorům přišroubujeme hadičky ktereacute vedou přes

gumovou zaacutetku do PET laacutehve tak že konce hadiček budou v různyacutech

hloubkaacutech (rozdiacutel asi 20 cm) Tiacutem dosaacutehneme toho že počaacutetečniacute tlak bude

u obou senzorů různyacute

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Vynulujeme oba

tlaky (hadičky nejsou ponořeny ve vodě)

3 Napustiacuteme PET laacutehev vodou a zasuneme hadičky do PET (senzory musiacute byacutet

vyacuteše než je PET laacutehev ndash POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do senzoru)

Utěsniacuteme zaacutetku

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Malou silou stlačujeme rukou PET laacutehev

6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

- 93 -

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak se měniacute tlak v různyacutech hloubkaacutech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute PET laacutehev položenou vodorovně

2 Provedeme měřeniacute pro spojeneacute naacutedoby ndash dvě PET laacutehve nebo dvě injekčniacute

střiacutekačky

- 94 -

Plyny 210 ATMOSFEacuteRICKYacute TLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře

probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute

meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkosthellip

Atmosfeacuterickyacute tlak je tlak vzduchu na zemskyacute povrch a značiacuteme ho pa

Atmosfeacuterickyacute tlak měřiacuteme barometrem Hodnota atmosfeacuterickeacuteho tlaku zaacutevisiacute

na počasiacute a na nadmořskeacute vyacutešce

Ciacutel

Určit jak se měniacute atmosfeacuterickyacute tlak v troposfeacuteře

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA

- 95 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme barometr BAR-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 96 -

3 Senzor (barometr) umiacutestiacuteme těsně nad povrchem země

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pomalu

zvedaacuteme senzor (v miacutestnosti) vzhůru ke stropu (miacutestnosti) a přiacutepadně zase dolů

5 Provedeme analyacutezu naměřenyacutech hodnot a porovnaacuteme je s tabulkovyacutemi

hodnotami

6 Můžeme proveacutest delšiacute měřeniacute na jednom miacutestě Nastaviacuteme v menu Senzory

ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 72 h (3 dny) Frekvence 20 čteniacuteh Zvoliacuteme zobrazeniacute

Graf

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Vyslov zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak zaacutevisiacute změna tlaku na nadmořskeacute vyacutešce můžeme zkoumat takeacute při

pohybu na schodech nebo ve vyacutetahu Přitom můžeme ještě zadaacutevat změnu

nadmořskeacute vyacutešky

2 Připojeniacutem teploměru a vlhkoměru můžeme zkoumat jak spolu souvisiacute

teplota tlak vlhkost v průběhu dne

3 Daacutele můžeme zkoumat jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute

4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom

miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty

5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď

stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem

- 97 -

- 98 -

Pracovniacute list pro žaacuteky

Plyny 211 ZAacuteKLADY METEOROLOGIE

Fyzikaacutelniacute princip

Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře

probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute

meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkost hellip

Připojeniacutem teploměru barometru vlhkoměru k LabQuestu (počiacutetači)

ziacuteskaacuteme termograf barografhellip

Ciacutel

Určit jak se měniacute teplota tlak vlhkost v troposfeacuteře

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA

- 99 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA

barometr BAR-BTA a vlhkoměr RH-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

72 h Frekvence 20 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Senzory umiacutestiacuteme 2 m nad povrchem země nejleacutepe do stiacutenu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 V průběhu sledujeme jak se měniacute počasiacute

6 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute podmiacutenky ndash ročniacute obdobiacute

nadmořskaacute vyacuteškahellip Vyslov zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak spolu souvisiacute teplota tlak vlhkost Zdůvodni

2 Jak se měniacute teplota tlak a vlhkost v průběhu dne Zdůvodni

3 Jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute

4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom

miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty

5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď

stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem

- 100 -

- 101 -

Plyny 212 PŘETLAK A PODTLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Plyn maacute v naacutedobě podtlak jestliže je tento tlak nižšiacute než atmosfeacuterickyacute Plyn

maacute v naacutedobě přetlak jestliže je tento tlak většiacute než atmosfeacuterickyacute

Ciacutel

Změřit přetlak a podtlak plynu v naacutedobě

Pomůcky

LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA barometr BAR-BTA PET laacutehev

nafukovaciacute dětskyacute baloacutenek

- 102 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru

přišroubujeme injekčniacute střiacutekačku s nastavenou hodnotou objemu bdquo10 mlldquo dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Tlakem na piacutest vyvolaacutevaacuteme přetlak a podtlak a přetlak

- 103 -

5 Měřeniacute uložiacuteme

6 K senzoru připojiacuteme (našroubujeme) skleněnou baňku naplněnou

vzduchem Teplota plynu uvnitř je stejnaacute jako v okoliacute

7 Opakujeme předchoziacute měřeniacute s tiacutem že baňku (tiacutem i plyn) ohřiacutevaacuteme v tepleacute

vodě a ochlazujeme ve studeneacute (kostky ledu) vodě Pozorujeme jak se měniacute

tlak

8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy nastaacutevaacute přetlak a kdy podtlak

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak můžeme přetlak a podtlak vytvořit

2 Kde se přetlak a kde se podtlak využiacutevaacute

3 Změř přetlak v baloacutenku Jak se měniacute s průměrem baloacutenku

4 Připoj k senzoru PET laacutehev Zkus mačkat laacutehev a měřit hodnotu přetlaku

5 Ohřej plyn v PET laacutehvi (horkou vodou) Uzavři PET laacutehev a ochlazuj laacutehev

(plyn) Měř podtlak uvnitř laacutehve

- 104 -

SVĚTELNEacute JEVY 213 STIacuteN A POLOSTIacuteN

Fyzikaacutelniacute princip

Stiacuten je prostor za tělesem do něhož nepronikaacute světlo ze zdroje Polostiacuten je

prostor za tělesem do ktereacuteho pronikaacute světlo pouze z čaacutesti zdroje

Ciacutel

Pomociacute senzoru světla určit intenzitu osvětleniacute v oblasti stiacutenu a polostiacutenu

Pomůcky

LabQuest žaacuterovka 12 V20 W světelnyacute senzor TILT-BTA nebo luxmetr LS-

BTA těleso

- 105 -

Scheacutema

Postup

1 Světelnyacute senzor TILT-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu

3 Zapneme LabQuest

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence 10 sndash1

Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Senzorem

světla TILT-BTA plynule pohybujeme nad oblastiacute stiacutenu a polostiacutenu z jedneacute

strany na druhou (viz scheacutema asi 10 s)

- 106 -

6 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakaacute intenzita osvětleniacute v jednotlivyacutech oblastech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Měřeniacute opakujeme se dvěma zdroji světla

2 Měřeniacute opakujeme s jinyacutem tělesem (jinyacute tvar)

- 107 -

SVĚTELNEacute JEVY 214 BARVY SVĚTLA

Fyzikaacutelniacute princip

Biacuteleacute světlo se při průchodu skleněnyacutem hranolem rozklaacutedaacute na jednoducheacute barvy

ndash vznikaacute tak spektrum

Jsou v něm tyto barvy fialovaacute indigovaacute modraacute žlutaacute oranžovaacute a červenaacute

- 108 -

Ciacutel

Pomociacute spektrofotometru určit spektrum biacuteleacuteho světla (slunečniacuteho) Daacutele určit

spektrum odraženeacuteho světla různyacutech barevnyacutech papiacuterů

Pomůcky

LabQuest spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem různě barevneacute

papiacutery

- 109 -

Scheacutema

Postup

1 Spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem zapojiacuteme do USB konektoru

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 V menu Senzory ndash Změnit jednotky ndash USB Spektrometr zvoliacuteme Intenzita

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Optickeacute vlaacutekno namiacuteřiacuteme na nebe (ve dne)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Změřiacuteme

emisniacute spektrum bdquobiacuteleacuteho světlaldquo

6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

7 Zopakujeme a uklaacutedaacuteme měřeniacute s tiacutem že těsně před optickeacute vlaacutekno

vklaacutedaacuteme různě barevneacute papiacutery (tělesa)

- 110 -

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pomociacute spektrofotometru změř spektra barev na monitoru Vyslov zaacutevěr

- 111 -

Praacutece a energie 31 PRAacuteCE

Fyzikaacutelniacute princip

Praacutece je fyzikaacutelniacute veličina Označuje se piacutesmenem W a jejiacute jednotkou je joule

(značka J) Je-li F siacutela působiacuteciacute na těleso ve směru trajektorie vykonaacute se při

přesunutiacute tělesa o draacutehu s praacutece W = Fs

Ciacutel

Určit praacuteci při přesunutiacute tělesa

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA senzor polohy MD-BTD stejnaacute tělesa (kvaacutedry

učebnicehellip)

- 112 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N Senzor polohy zapojiacuteme do konektoru

DIG 1

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes

3 Zvoliacuteme zaacuteložku tabulka V menu Tabulka zvoliacuteme Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute

sloupec Naacutezev ndash Praacutece Jednotka ndash J Tvar vyacuterazu XY Sloupec pro X ndash Siacutela

Sloupec pro Y ndash Poloha

4 Sestaviacuteme měřeniacute podle scheacutema Vynulujeme oba senzory ndash menu Senzory

ndash Vynulovat ndash Čidlo polohy a pohybu Siloměr Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se

pomalu a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce

- 113 -

6 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute

měřeniacute si můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit

7 Zaacutevěr ndash vyhodnotiacuteme jednotliveacute grafy a vykonanou praacuteci

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Kdy je praacutece nulovaacute (viz graf)

2 Kdy se praacutece konaacute (viz graf)

3 Vyzkoušej vykonat praacuteci při natahovaacuteniacute pružiny

4 Vyzkoušej vykonat praacuteci při zvedaacuteniacute tělesa

5 Vyzkoušej vykonat praacuteci při překlaacutepěniacute tělesa

- 114 -

Praacutece a energie 32 ENERGIE POLOHOVAacute

A POHYBOVAacute

Fyzikaacutelniacute princip

Polohovaacute energie Ep je druh mechanickeacute energie kterou těleso ziacuteskaacute při

zvyšovaacuteniacute sveacute nadmořskeacute vyacutešky Vypočiacutetaacuteme ji Ep= mgh Pohybovaacute energie

Ek je druh mechanickeacute energie kterou maacute pohybujiacuteciacute se těleso Vypočiacutetaacuteme ji

Ek= frac12mv2

Ciacutel

Pohybovou a polohovou energii kmitaveacuteho pohybu

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT těleso (zaacutevažiacute)

pružina stojan metr

- 115 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

LabQuestu

2 Určiacuteme tuhost použiacutevaneacute pružiny

- 116 -

3 Zapneme LabQuest

4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 10 s

5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Zvaacutežiacuteme zaacutevažiacute na digitaacutelniacutech vahaacutech a zavěsiacuteme ho na pružinu a pod

zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor a budeme měřit vzdaacutelenost a rychlost

kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině

7 Uvedeme zaacutevažiacute do kmitaveacuteho pohybu

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 117 -

9 Soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu

10 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku

a rovnici pro Ek

11 V menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku

jednotku a rovnici pro Ep

- 118 -

12 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku

a rovnici pro E

- 119 -

13 Zobraziacuteme grafy pro průběhy energiiacute

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změniacuteme dobu trvaacuteniacute na 300 s Opakujeme měřeniacute Co pozorujeme Jak se

měniacute energie

2 Jinyacute postup určeniacute tuhosti pružiny k

a) Na siloměr zavěsiacuteme pružinu

b) Vyznačiacuteme na pozadiacute (tabule) konec pružiny bdquoznačku ndash 0 cmldquo Daacutele si

pomociacute praviacutetka vyznačiacuteme značky 5 10 15 20 hellip cm

c) V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty

Naacutezev Prodlouženiacute Jednotky cm

- 120 -

d) Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

e) Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

f) Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

g) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

h) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

i) Prodloužiacuteme pružinu o 5 cm

j) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

k) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 5 cm a stiskneme OK

l) Opakujeme body i) j) a k) pro 10 15 20 hellipcm

m) Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

n) Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice

Přiacutemaacute uacuteměrnost

o) Z grafu určiacuteme tuhost pružiny k ndash je směrnice polopřiacutemky A vynaacutesobenaacute

100 (protože l jsme zadaacutevali v cm)

3 Opakujeme pro jineacute zaacutevažiacute nebo jinou pružinu

- 121 -

Praacutece a energie 33 UacuteČINNOST

Fyzikaacutelniacute princip

Uacutečinnost je podiacutel vykonaneacute praacutece W a dodaneacute energie E W

E

Ciacutel

Určit uacutečinnost při ohřiacutevaacuteniacute vody lihovyacutem kahanem

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA kaacutedinka voda digitaacutelniacute vaacutehy lihovyacute kahan

laboratorniacute stojan

- 122 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 200 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Teploměr upevniacuteme do stojanu

4 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme praacutezdnou kaacutedinku mk = kg

5 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme vodu (např 200 ml) v kaacutedince m = kg

6 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme lihovyacute kahan mk0 = kg

7 Kaacutedinku upevniacuteme do stojanu postaviacuteme pod kaacutedinku kahan a zapaacuteliacuteme

ho

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 123 -

9 Po skončeniacute měřeniacute (1 200 s = 20 min) zvaacutežiacuteme znovu lihovyacute kahan

mk1 = kg a odečteme z grafu počaacutetečniacute teplotu vody t0 =hellip degC

a konečnou teplotu t1 = degC

10 Vypočiacutetaacuteme vykonanou praacuteci W = Q = cmt = 4 180 middot middot =

J

11 Vypočiacutetaacuteme dodanou energii E = Q = hm = h(mk0 ndash mk1) = 28 865 000 middot

E = J

12 Vypočiacutetaacuteme uacutečinnost

100

W

E

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

Vyacutehřevnost ethanolu je 28 865 000 Jmiddotkgndash1

1 Vypočiacutetej kolik dodaneacute energie přijme kaacutedinka ndash sklo

(c = 670 Jmiddotkgndash1

middot Kndash1

)

- 124 -

2 Kolik procent dodaneacute energie se bdquoztratiacuteldquo

3 Znaacuteš uacutečinnějšiacute způsob ohřiacutevaacuteniacute vody Jakou maacute uacutečinnost

( httpfyzwebczclankyindexphpid=132 )

4 Proč na grafu v okamžiku zamiacutechaacuteniacute s ohřiacutevanou vodou vznikajiacute nerovnosti

(viz vyacuteše) Proč teplota nejdřiacuteve rychleji stoupaacute a pak chviacuteli klesaacute

(po zamiacutechaacuteniacute) Proč teplota pak roste přibližně rovnoměrně

5 Proč graf (viz vyacuteše) neniacute lineaacuterniacute Čiacutem je to způsobeno

6 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-

202

- 125 -

Praacutece a energie 34 NAKLONĚNAacute ROVINA

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela potřebnaacute k pohybu tělesa po nakloněneacute rovině je tolikraacutet menšiacute než tiacutehovaacute

siacutela kolikraacutet je deacutelka roviny většiacute než jejiacute vyacuteška G

hF F

s Tiacutehovou siacutelu

vypočiacutetaacuteme FG = mg

Ciacutel

Ověřit platnost funkce h

F fs

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA digitaacutelniacute vaacutehy voziacuteček se zaacutevažiacutem nakloněnaacute

rovina deacutelkoveacute měřidlo

- 126 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme siloměr DFS-BTA do vstupu CH1 Změřiacuteme deacutelku nakloněneacute

roviny s = cm Zvaacutežiacuteme voziacuteček m = kg Vypočiacutetaacuteme velikost tiacutehoveacute

siacutely FG K siloměru připojiacuteme voziacuteček

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim

Udaacutelosti + Hodnoty Naacutezev Vyacuteška Jednotka cm OK Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute

grafu

- 127 -

3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute Siacutely (N) a na

vodorovneacute ose times Vyacuteška (cm)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Zvedneme

nakloněnou rovinu do vyacutešky 10 cm a stiskneme bdquospoušťldquo pro zadaacuteniacute teacuteto

hodnoty Opakujeme pro 20 cm 30 cm 40 cm

5 Ukončiacuteme měřeniacute

6 V menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Siacutela vybereme lineaacuterniacute rovnici

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proč graf funkce h

F fs

neprochaacuteziacute počaacutetkem Tzn když h = 0 pak

F = 0

2 Zkus změřit funkci h

F fs

pomociacute plynuleacuteho zvedaacuteniacute nakloněneacute

roviny Je potřeba nastavit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim Časovaacute

zaacutekladna

- 128 -

Tepelneacute jevy 35 KALORIMETRICKAacute ROVNICE

Fyzikaacutelniacute princip

Při tepelneacute vyacuteměně mezi dvěma tělesy platiacute kalorimetrickaacute rovnice Q1 = Q2

Po dosazeniacute

c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2) Index 1 je přiřazen teplejšiacutemu tělesu a index 2

chladnějšiacutemu tělesu

Ciacutel

Ověřit platnost kalorimetrickeacute rovnice c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2)

Pomůcky

LabQuest dva teploměry TMP-BTA dvě seřiacuteznuteacute PET laacutehve digitaacutelniacute vaacutehy

- 129 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 a druhyacute teploměr TMP-

BTA do vstupu CH2 LabQuestu Do naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme teplou

vodu o hmotnosti m1 a teplotě t1 Do druheacute naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme

studenou vodu o hmotnosti m2 a teplotě t2 Hmotnosti určiacuteme pomociacute digitaacutelniacute

vaacutehy Do prvniacute naacutedoby vložiacuteme prvniacute teploměr a do druheacute naacutedoby druhyacute

teploměr Teploměry můžeme upevnit do stojanů

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

120 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 130 -

3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute obou teplot a na

vodorovneacute ose x ponechaacuteme čas

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Přeložiacuteme teploměr

z naacutedoby se studenou vodou do naacutedoby s teplou vodou a současně přelijeme

studenou vodu do tepleacute a počkaacuteme až nastane rovnovaacutežnyacute stav

5 Ukončiacuteme měřeniacute

6 Z grafů odečteme teploty před tepelnou vyacuteměnou (t1 a t2) a po tepelneacute

vyacuteměně (t)

7 Vypočiacutetaacuteme teplo odevzdaneacute Q1 a teplo přijateacute Q2

8 Porovnaacuteme vyacutesledneacute hodnoty

9 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proč měřeniacute nevychaacuteziacute uacuteplně přesně Čiacutem je to způsobeno

2 Zkus stejneacute měřeniacute pro jedno kapalneacute těleso (voda) a jedno pevneacute těleso

(mosaznyacute vaacuteleček železnyacute vaacutelečekhellip)

3 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy

OHSP-202

- 131 -

Tepelneacute jevy 36 VEDENIacute TEPLA

Fyzikaacutelniacute princip

Zahřiacutevaacuteme-li jednu čaacutest podeacutelneacuteho tělesa z pevneacute laacutetky přenaacutešiacute se rychlejšiacute

pohyb atomů na dalšiacute a dalšiacute atomy Tiacutem se zvyšuje i teplota dalšiacutech čaacutestiacute

Tento jev se nazyacutevaacute vedeniacute tepla Laacutetky děliacuteme na tepelneacute vodiče (měď

hliniacutek hellip) a tepelneacute izolanty (vzduch plasty dřevo hellip)

Ciacutel

Ověřit šiacuteřeniacute tepla tepelnyacutem vodičem

Pomůcky

LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA tlustšiacute Cu vodič lihovyacute kahan dva

laboratorniacute stojany

- 132 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme čtyři teploměry TMP-BTA do vstupů CH1 až CH4 LabQuestu

LabQuest připojiacuteme k PC přes USB konektor Teploměry můžeme upevnit do

smyček vytvořenyacutech z tlustšiacuteho měděneacuteho draacutetu ndash viz scheacutema

2 Zapneme LabQuest V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat

nastaviacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzorek sekundu Zatrhneme Nepřerušenyacute

sběr dat

3 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a postaviacuteme ho pod konec Cu vodiče ndash viz scheacutema

4 V programu LoggerPro zvoliacuteme Sběr dat Nechaacuteme určitou

dobu běžet měřeniacute

5 Ukončiacuteme měřeniacute ndash v programu LoggerPro zvoliacuteme Zastavit

6 Porovnaacuteme naměřeneacute grafy

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

- 133 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus měřeniacute pro jinyacute pevnyacute tepelnyacute vodič

2 Zkus stejneacute měřeniacute pro kapalneacute těleso (voda v naacutedobě)

- 134 -

Termika 37 SOUTĚŽ TEPLOMĚRŮ

Fyzikaacutelniacute princip

Teplota popisuje stav tělesa Teplotu měřiacuteme teploměrem Teplota tělesa

zaacutevisiacute i na miacuteře ochlazovaacuteniacute Miacutera ochlazovaacuteniacute zaacutevisiacute i na vlhkosti povrchu

tělesa (podobně ochlazovaacuteniacute lidskeacuteho těla) Vypařujiacuteciacute se kapalina odvaacutediacute čaacutest

vnitřniacute energie tělesa ndash ochlazuje ho Miacutera ochlazovaacuteniacute tělesa zaacutevisiacute i na

odvaacuteděniacute vznikajiacuteciacutech par

Ciacutel

Porovnej rychlost ochlazovaacuteniacute tělesa na povrchu sucheacuteho a mokreacuteho tělesa

Pomůcky

LabQuest teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA rychlovarnaacute konvice s horkou

vodou utěrka

- 135 -

Scheacutema

Postup

1 V konvici si ohřejeme vodu

2 Teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1

LabQuestu

3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

4 Zastrčiacuteme teploměr do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute je

praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme

tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem nepohybujeme

- 136 -

5 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash

menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Zastrčiacuteme teploměr opět do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute

je praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme

tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem budeme nyniacute maacutevat

7 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash

menu Graf ndash Uložit měřeniacute

8 Body 4 až 7 znovu opakujeme ale s tiacutem že po vytaženiacute teploměru

z konvice teploměr rychle utřeme utěrkou

9 Zobraziacuteme všechny čtyři naměřeneacute grafy ndash menu Graf ndash Ukaacutezat graf ndash

Všechny grafy

10 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus stejneacute měřeniacute s vlažnou vodou

2 Vyzkoušej jinou kapalinu

3 Pokud maacuteme čtyři teploměry můžeme proveacutest měřeniacute bdquonajednouldquo

- 137 -

Tepelneacute jevy 38 VAR

Fyzikaacutelniacute princip

Var je děj při ktereacutem se kapalina přeměňuje v plyn v celeacutem objemu Teplota

při ktereacute dochaacuteziacute k varu se nazyacutevaacute teplota varu Jejiacute hodnota zaacutevisiacute nejen na

chemickeacutem složeniacute kapaliny ale takeacute na tlaku nad povrchem kapaliny Voda

vře za normaacutelniacuteho tlaku (1 013 hPa) při 100 degC Zaacutevislost teploty varu vody

na tlaku lze přibližně vyjaacutedřit rovniciacute 5

716 2810

pt

Ciacutel

Ověřit teplotu varu za normaacutelniacuteho tlaku Ověřit zaacutevislost teploty varu na tlaku

- 138 -

Pomůcky

LabQuest teploměr GoTemp nebo TMP-BTA baňka voda lihovyacute kahan

laboratorniacute stojan odměrnyacute vaacutelec

Scheacutema

- 139 -

Postup

1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr GoTemp nebo TMP-

BTA Do baňky nalijeme horkou vodu Sestaviacuteme pomůcky podle scheacutema

V odměrneacutem vaacutelci kteryacute určuje hodnotu tlaku par nad volnyacutem povrchem vařiacuteciacute

vody neniacute voda Tzn že nad vodou v baňce je atmosfeacuterickyacute tlak

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Režim

Udaacutelosti a hodnoty Naacutezev Tlak Jednotka Pa

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a ohřiacutevaacuteme vodu v baňce až dosaacutehne teploty varu

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Paacutery vznikajiacuteciacute nad volnyacutem povrchem v baňce mohou volně odchaacutezet

hadiciacute kteraacute uacutestiacute nad dnem odměrneacuteho vaacutelce

7 Při dosaženiacute teploty varu stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

8 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku (odečteme

z barometru) a stiskneme OK

- 140 -

9 Přilijeme do odměrneacuteho vaacutelce vodu do vyacutešky 5 cm nad uacutestiacutem hadice

10 Při dosaženiacute teploty varu (poznaacuteme to podle bublinek ktereacute budou

vystupovat do vody v odměrneacutem vaacutelci) stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

11 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku zvětšenou

o hodnotu hydrostatickeacuteho tlaku a stiskneme OK

12 Opakujeme body 9 10 a 11 pro hodnoty vyacutešky hladiny vody v odměrneacutem

vaacutelci 10 cm 15 cm 20 cm a 25 cm

13 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

14 Provedeme analyacutezu grafu Jakaacute je to funkce Porovnaacuteme vyacutesledky

s vyacutesledky v MFCh tabulkaacutech Určiacuteme rovnici lineaacuterniacute funkce t = f(p)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Na čem zaacutevisiacute teplota varu určiteacute kapaliny

2 Čiacutem se lišiacute var vody v otevřeneacutem a v uzavřeneacutem tlakoveacutem hrnci

3 Může voda vařit i při nižšiacute teplotě než 100 degC

4 Pomociacute vyacutevěvy změř teploty varu při nižšiacutem tlaku než je atmosfeacuterickyacute

- 141 -

Zvukoveacute jevy 39 KMITAVYacute POHYB

Fyzikaacutelniacute princip

Kmitaveacute pohyby se nazyacutevajiacute pohyby při kteryacutech vyacutechylka opakovaně roste

a klesaacute Kmit je periodicky se opakujiacuteciacute čaacutest kmitaveacuteho pohybu doba jeho

trvaacuteniacute je perioda T a počet kmitů za jednotku času je frekvence 1

fT

Ciacutel

Určit periodu T a frekvenci f kmitaveacuteho pohybu

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA těleso (zaacutevažiacute) pružina stojan metr

- 142 -

Scheacutema

- 143 -

Postup

1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest Na siloměr zavěsiacuteme pružinu

3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

50 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute) Těleso je v klidu

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika

Určiacuteme hmotnost tělesa Ověřiacuteme na digitaacutelniacutech vahaacutech

8 Uvedeme těleso do kmitaveacuteho pohybu

9 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Provedeme

analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice (nebo soubor

nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)

- 144 -

10 Z grafu určiacuteme periodu T a vyacutepočtem frekvenci f

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Určete periodu a kmitočet joja

2 Určete periodu a kmitočet zaacutevažiacute ponořeneacuteho v kapalině

3 Určete periodu a kmitočet kmitaacuteniacute praviacutetka

4 Měř kmitavyacute pohyb delšiacute dobu Co pozoruješ

- 145 -

Zvukoveacute jevy 310 ZVUK

Fyzikaacutelniacute princip

Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz

Ciacutel

Určit časovyacute diagram některyacutech zdrojů zvuku ndash ladičky klaacuteves hudebniacutech

naacutestrojůhellip

Určit frekvenci (vyacutešku) toacutenů c1 d

1 e

1 c

2 Určit hudebniacute intervaly těchto

toacutenů Předveacutest barvu toacutenů

Pomůcky

LabQuest mikrofon MCA-BTA zdroje zvuku (hudebniacute naacutestroje) ladičky

- 146 -

Scheacutema

Postup

1 Zapneme LabQuest

2 Připojiacuteme mikrofon MCA-BTA do vstupu CH1 LabQuestu nebo v menu

Senzory ndash Nastaveniacute senzorů zvoliacuteme INT ndash Vnitřniacute mikrofon

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Rozezvučiacuteme zdroj zvuku ndash hlaacuteska bdquoaldquo bdquoeldquo bdquosldquo

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Uklaacutedaacuteme naměřeneacute zvuky v menu Graf ndash Uložit měřeniacute nebo zvoliacuteme

Pomociacute kalkulačky určujeme kmitočty periodickyacutech zvuků Uložiacuteme soubor

- 147 -

- 148 -

7 Opakujeme body 4 5 a 6 pro toacuteny c1 d

1 e

1 c

2 Určujeme kmitočet

těchto toacutenů (změřiacuteme periodu a kmitočet vypočiacutetaacuteme) a jejich hudebniacute

intervaly

8 Naměřeneacute kmitočty toacutenů a vypočiacutetaneacute hodnoty hudebniacutech intervalů

porovnaacuteme s hodnotami v tabulce

Toacuten c1 d1 e1 f1 g1 a1 h1 c2

Laděniacute absolutniacute vyacuteška (Hz)

temperovaneacute 262 294 330 349 392 440 494 524

přirozeneacute 264 297 330 352 396 440 495 528

Hudebniacute interval 11 98 54 43 32 53 158 21

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkoušiacuteme měřit časoveacute diagramy různyacutech hudebniacutech naacutestrojů

2 Zkus změřit stejneacute toacuteny různyacutech hudebniacutech naacutestrojů Co je barva toacutenů

- 149 -

Zvukoveacute jevy 311 RYCHLOST ZVUKU VE

VZDUCHU

Fyzikaacutelniacute princip

Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz Rychlost zvuku

můžeme změřit přiacutemou metodou tak že změřiacuteme vzdaacutelenost kterou zvuk urazil

a dobu za kterou mu to trvalo

Ciacutel

Určit rychlost zvuku ve vzduchu při daneacute teplotě

Pomůcky

LabQuest dva mikrofony MCA-BTA zdroj zvuku ndash dřevěneacute hůlky (hudebniacute

naacutestroj)

- 150 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 a CH 2 LabQuestu připojiacuteme dva mikrofony MCA-BTA

2 Mikrofony nastaviacuteme dle scheacutematu na jeden až dva metry od sebe Změřiacuteme

vzdaacutelenost s = m

3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

003 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute

přes 25 Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu měřeniacute neprobiacutehaacute čekaacute

na bdquospoušťldquo

5 U praveacuteho mikrofonu ťukneme do dřevěnyacutech hůlek Tiacutem se zapne

(bdquospoušťldquo) měřeniacute a oba mikrofony zaznamenajiacute zvuk Levyacute mikrofon

s určityacutem zpožděniacutem ktereacute odpoviacutedaacute vzdaacutelenosti obou mikrofonů a rychlosti

zvuku

6 Na dotykoveacute obrazovce si zvětšiacuteme miacutesto kde začiacutenaacute druhyacute zvuk ndash

označiacuteme perem a menu Graf ndash Zvětšit Daacutele označiacuteme co nejpřesněji miacutesto

kde začiacutenaacute druhyacute zpožděnyacute zvuk odečteme čas zpožděniacute t = s

- 151 -

7 Vypočiacutetaacuteme rychlost zvuku v = st = m sndash1

8 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute vzdaacutelenosti

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pokud stejneacute měřeniacute bude dělat viacutece studentů je potřeba se domluvit aby

nedošlo k vzaacutejemneacutemu rušeniacute

2 Porovnej rychlost zvuku s tabulkovou hodnotou a s hodnotami v jinyacutech

laacutetkaacutech Kde je největšiacute

3 Vypočiacutetej podle vzorce z tabulek jakaacute je rychlost zvuku při daneacute teplotě

vzduchu t = degC

4 Zkus se zamyslet nad průběhem grafů ndash jak se musiacute chvět zdroj zvuku

Zkus změřit rychlost zvuku pomociacute odrazu Naacutevod

K měřeniacute je použita odpadniacute trubka HTEM zakoupenaacute v OBI (deacutelka 1 2 nebo

3m takeacute je možneacute zakoupit viacutece stejnyacutech metrovyacutech kusů ktereacute je možno

zasouvat do sebe) K ucpaacuteniacute trubky je možneacute koupit tzv zaacutetku kteraacute se nasadiacute

- 152 -

na konec trubky Mikrofon je umiacutestěn těsně u uacutestiacute trubky K měřeniacute stačiacute pouze

jeden mikrofon K měřeniacute je potřeba stejneacute nastaveniacute (včetně bdquospouštěldquo)

5 Měřeniacute zkus nejdřiacuteve bez odpadniacute trubky a potom s trubkou

6 Jakou vzdaacutelenost musiacuteš dosadit do vzorce

7 Zkus stejneacute měřeniacute ale oddělej zaacutetku Zkus vysvětlit to co jsi naměřil

8 Nyniacute můžeš zkusit i ohřaacutet vzduch v trubce pomociacute feacutenu nebo teplovzdušneacute

pistole a teploměrem TMP-BTA měřit jeho teplotu Jak se změniacute rychlost

zvuku Co to způsobilo

- 153 -

Zvukoveacute jevy 312 VNIacuteMAacuteNIacute ZVUKU HLASITOST

Fyzikaacutelniacute princip

Praacuteh slyšitelnosti je nejmenšiacute intenzita zvuku kterou je schopen vniacutemat

pozorovatel s normaacutelniacutem sluchem (I0 = 10ndash12

W mndash2

) Praacuteh bolesti je

nejmenšiacute intenzita zvuku kteraacute vyvolaacute pocit bolesti (I0 = 10 W mndash2

) Hladina

intenzity zvuku L (v decibelech) je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute vyjadřuje kolikraacutet

je vniacutemanyacute zvuk silnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti (10kraacutet o 10 dB 100kraacutet

o 20 dB 1 000kraacutet o 30 dB hellip)

Ciacutel

Určit pomociacute hlukoměru SLM-BTA hladinu intenzity zvuku lidskeacuteho hlasu

zařiacutezeniacute a strojů kolem naacutes (pračka vysavač televize raacutedio reprodukovanaacute

hudba ulice hřiště přestaacutevka ve školehellip ticho)

- 154 -

Pomůcky

LabQuest hlukoměr SLM-BTA

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme hlukoměr SLM-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

120 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 155 -

3 Nastaveniacute hlukoměru SLM-BTA Time Weiting ndash S (slow) Maximum

Level Hold ndash RESET (průběžně zobrazuje) Frequency Weighting ndash A (pomaleacute

změny)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a postupně v 10 s

intervalech zkoušiacuteme různeacute zvuky ticho ndash potlesk ndash tlumenyacute hovor ndash hlasityacute

hovor ndash velmi hlasityacute hovor ndash křik

5 Podobně zkoušiacuteme změřit

a) hluk celeacuteho praciacuteho cyklu pračky

b) hluk různyacutech spotřebičů kolem naacutes ndash televize raacutedio zvuk ze sluchaacutetek

(přiloženiacutem hlukoměru ke sluchaacutetkům) zvuk mobilniacuteho telefonu hluk varneacute

konvice

c) hluk ve škole ndash ve třiacutedě na chodbě hellip

d) ticho ndash ve dne v noci

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Kolikraacutet je bdquoticholdquo hlučnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti

2 Vyzkoušej jak velkeacute je bdquoticholdquo uvnitř krabice

- 156 -

3 Jakeacute je bdquoticholdquo před oknem a za oknem

4 Vyzkoušej odraz zvuku ndash v miacutestnosti na louce

5 Změř jak se měniacute hladina intenzity zvuku za bouřky

6 Zkoumej jak zvuk pohlcujiacute různeacute materiaacutely

7 Vyzkoušej odraz zvuku pomociacute desky Např

8 Vyzkoušej naměřit v jeskyni hlasitost ozvěny

- 157 -

9 U reproduktoroveacute soustavy (stereo) zkus naleacutezt miacutesto s nejsilnějšiacute hlasitostiacute

10 Změř zaacutevislost hlasitosti na uacutehlu naacuteklonu odrazneacute desky Sestroj graf

11 Změř směrovou charakteristiku reproduktoru

( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=393)

12 Změř frekvenčniacute charakteristiku reproduktoru

( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=392)

- 158 -

Elektrickeacute vlastnosti laacutetek

313 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ ELEKTRICKYacute PROUD

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovanyacutech

těles kteryacute se projevuje silovyacutem působeniacutem na jinaacute tělesa Jeho jednotkou je

coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při pokusech ve třiacutedě

pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů) 1 nC je přibližně

6000000000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj elektronu hellip)

Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj (na skleněneacute

tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně nabiteacute těleso maacute

viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute protony

K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič naacuteboje

Elektrickyacute proud I je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličinou Jeho jednotkou je ampeacuter

(A) Můžeme jej vyjaacutedřit pomociacute naacuteboje Q kteryacute projde vodičem za jednotku

času Q

It

Ciacutel

Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute

při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute

Změřit proud I v zaacutevislosti na čase t a určit velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute

a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru

- 159 -

Pomůcky

LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA ampeacutermetr DCP-BTA tělesa (plechovka

na polystyreacutenu kovoveacute kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem

držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute těles kondenzaacutetor 15 mF16 V plochaacute baterie

45 V žaacuterovka 35 V 01 A přepiacutenač

- 160 -

Scheacutema

Postup

1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou

krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku

připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou

zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě

- 161 -

kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru

zvoliacuteme rozsah plusmn100 nC (scheacutema a))

2 Zapneme LabQuest

3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem

ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj

Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky

5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence

2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj

z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute

naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)

Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky

9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute

tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)

10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu 3times3

mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle

- 162 -

Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm

Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je

11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech

(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)

12 Sestaviacuteme obvod podle scheacutema b)

13 Změřiacuteme časovyacute průběh proudu při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru

- 163 -

14 Určiacuteme velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru pomociacute

funkce menu Analyacuteza volba Integraacutel

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zopakuj měřeniacute v bodech 13 a 14 pro různaacute zapojeniacute dvou nebo viacutece

kondenzaacutetorů

- 164 -

Elektrickyacute proud 314 OHMŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Ohmův zaacutekon Pokud maacute kovovyacute vodič staacutelou teplotu je elektrickyacute proud

prochaacutezejiacuteciacute vodičem přiacutemo uacuteměrnyacute napětiacute na vodiče (r 1826 G S Ohm)

Grafem přiacutemeacute uacuteměrnostiacute je přiacutemka prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem

Ciacutel

Ověřit Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky a rezistory 12 Ω 33 Ω

a 100 Ω

Pomůcky

LabQuest rezistor 33 Ω a 100 Ω žaacuterovka 6 V03 A voltmetr DVP-BTA

ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat

- 165 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

napětiacute Vlevo 0 Vpravo 6 V Na ose y zvoliacuteme Elektrickyacute proud a Spojovat

body Dole 0 a Nahoře 06 A V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Reostatem pomalu zvyšujeme napětiacute a proud Hodnota napětiacute nesmiacute

překročit 5 V a proudu 06 A Zobrazuje se tzv voltampeacuterovaacute charakteristika

Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro rezistor 33 Ω a pro žaacuterovku

- 166 -

7 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Platiacute Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky

2 Porovnej voltampeacuteroveacute charakteristiky rezistorů s různyacutemi hodnotami

odporů

3 Zkus vymyslet jak ověřiacuteš že Ohmův zaacutekon platiacute i pro wolframoveacute vlaacutekno

žaacuterovky

- 167 -

Elektrickyacute proud 315 ODPOR

Fyzikaacutelniacute princip

Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou

elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše

přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita

ρ a na teplotě t vodiče

Ciacutel

Změřit odpor bdquošpatneacuteholdquo vodiče ndash rezistoru Ověřit jak zaacutevisiacute odpor vodiče na

deacutelce

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) různeacute rezistory tahovyacute

potenciometr 10 kΩ počiacutetač s programem Logger Pro

- 168 -

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 K ohmmetru připojiacuteme tahovyacute potenciometr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se

vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 169 -

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm

2 cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute

potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute

exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute

14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Měřiacuteme odpor různyacutech rezistorů a jejich zapojeniacute

2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů

3 Změř jak zaacutevisiacute odpor potenciometru na uacutehlu natočeniacute u otočneacuteho

potenciometru

- 170 -

Elektrickyacute proud 316 ZAacuteVISLOST ODPORU NA

TEPLOTĚ

Fyzikaacutelniacute princip

Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou

elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše

přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita

ρ a na teplotě t vodiče

Na teplotě zaacutevisiacute odpor vodičů i polovodičů Odpor vodičů se vzrůstajiacuteciacute

teplotou stoupaacute (kladnyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) kdežto odpor

polovodičů uhliacuteku a některyacutech speciaacutelniacutech slitin kovů se vzrůstajiacuteciacute teplotou

klesaacute (zaacutepornyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) Elektrickyacute odpor maacute

vždy kladnou hodnotu Dobreacute vodiče kladou malyacute odpor špatneacute vodiče kladou

velkyacute odpor

Pozistor je dvoupoacutelovaacute elektrickaacute součaacutestka Jednaacute se o typ termistoru

s pozitivniacute teplotniacute zaacutevislostiacute (tzn s rostouciacute teplotou roste odpor) proto se

použiacutevaacute i označeniacute PTC termistor (positive temperature coefficient) Vyraacutebějiacute

se z polykrystalickeacute feroelektrickeacute keramiky (titaničitan barnatyacute BaTiO3)

Odpor pozistoru s růstem teploty nejprve miacuterně klesaacute nad Curieovu teplotu

poteacute prudce vzrůstaacute asi o 3 řaacutedy a pak opět miacuterně klesaacute Oblast naacuterůstu je

možneacute chemickyacutem složeniacutem ovlivňovat a tak vytvořit např sadu teploměrů

s odstupňovanyacutem teplotniacutem rozsahem (nejčastěji po 10 degC)

- 171 -

Ciacutel

Změřit jak zaacutevisiacute odpor pozistoru na teplotě

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA

pozistor kaacutedinka stojan počiacutetač s programem Logger Pro

- 172 -

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 a teploměr TMP-BTA do

konektoru CH 2 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Teploměr a pozistor jsou společně

upevněny zkroucenyacutem draacutetkem

3 K ohmmetru připojiacuteme pozistor

4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

5 Zapneme LabQuest

6 V programu LoggerPro na ose x zvoliacuteme teplotu a na ose y zvoliacuteme odpor

Tzn R = f(t)

7 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

8 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme

Nepřerušenyacute sběr dat

9 Do kaacutedinky nalijeme horkou vodu z konvice

- 173 -

10 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat Měřeniacute

nechaacuteme běžet delšiacute dobu (90 min) Pokud nemaacuteme čas můžeme měřeniacute

urychlit postupnyacutem ochlazovaacuteniacutem (přileacutevaacuteme studenou vodu nebo led)

11 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

12 Opakujeme měřeniacute pro různeacute pozistory

13 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z grafů určete teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu Porovnej jeho

velikost s hodnotami různyacutech kovů v tabulkaacutech

2 K čemu se použiacutevajiacute pozistory

- 174 -

Elektrickyacute proud 317 REOSTAT A POTENCIOMETR

Fyzikaacutelniacute princip

Plynulou změnu proudu spotřebičem umožňujiacute součaacutestky s proměnnyacutem

odporem ndash potenciometry Podle pohybu při ovlaacutedaacuteniacute je děliacuteme na tahoveacute

a otočneacute

K regulaci velkyacutech proudů použiacutevaacuteme reostat

Ciacutel

Ověřit funkci potenciometru jako děliče napětiacute a regulaacutetoru proudu

- 175 -

Pomůcky

LabQuest různeacute potenciometry počiacutetač s programem Logger Pro voltmetr

VP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA rezistor 100 Ω plochaacute baterie

- 176 -

Scheacutema

Postup

1 Voltmetr VP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 Potenciometr zapojiacuteme jako dělič napětiacute (viz scheacutema)

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment zvoliacuteme Sběr dat Moacuted

Udaacutelosti se vstupy Naacutezev sloupce deacutelka Značka d Jednotka cm

6 Na ose x zvoliacuteme veličinu deacutelka Na ose y veličinu napětiacute

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 177 -

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm

2cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute

potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko U otočneacuteho potenciometru měřiacuteme

a zadaacutevaacuteme jednotku uacutehlu

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute

exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

15 Stejneacute měřeniacute provedeme pro zapojeniacute potenciometru jako regulaacutetoru

proudu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 K čemu si využiacutevajiacute obě zapojeniacute Jakyacute je mezi nimi rozdiacutel

2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů

- 178 -

Elektrickyacute proud 318 VNITŘNIacute ODPOR ZDROJE

Fyzikaacutelniacute princip

Součet všech odporů kteryacutemi musiacute prochaacutezet proud uvnitř zdroje se nazyacutevaacute

vnitřniacute odpor zdroje Proud v uzavřeneacutem obvodu je roven podiacutelu

elektromotorickeacuteho napětiacute U0 zdroje a celkoveacuteho odporu R + Ri kde Ri je

vnitřniacute odpor zdroje

0

i

UI

R R

Ciacutel

Ověřit Ohmův zaacutekon pro uzavřenyacute obvod

Pomůcky

LabQuest rezistor 10 Ω voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute

baterie reostat 100 Ω a 10 kΩ

- 179 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x

zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat -

Ampeacutermetr Reostat 100 Ω a 10 kΩ nastaviacuteme na max hodnoty odporu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme spiacutenač

5 Reostatem 10 kΩ pomalu (10 s) zvětšujeme proud (hodnota odporu na

min) Jakmile reostat 10 kΩ vytočiacuteme do krajniacute polohy (min) pokračujeme

stejně reostatem 100 Ω do krajniacute polohy (min) Hodnota proudu nesmiacute

překročit 06 A což při napětiacute 45 V zajistiacute rezistor 10 Ω Zobrazuje se tzv

zatěžovaciacute charakteristika zdroje Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu

Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro různě stareacute plocheacute baterie

- 180 -

7 Provedeme analyacutezu jednotlivyacutech grafů V menu Analyacuteza zvoliacuteme Fitovat

křivku Napětiacute Vybereme typ rovnice Lineaacuterniacute Určiacuteme koeficienty lineaacuterniacute

funkce Opakujeme pro všechny grafy

8 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona pro uzavřenyacute obvod)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z koeficientů lineaacuterniacutech funkciacute určete napětiacute napraacutezdno U0 a zkratovyacute

proud Ik Daacutele určete vnitřniacute odpor Ri plocheacute baterie noveacute a stareacute

2 Vnitřniacute odpor plocheacute baterie se staacuteřiacutem zvětšuje Jak se to projevuje na

zatěžovaciacute charakteristice

- 181 -

Elektrickyacute proud 319 VYacuteKON ELEKTRICKEacuteHO

PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Vyacutekon P elektrickeacuteho proudu vypočiacutetaacuteme jako součin napětiacute na spotřebiči

a proudu kteryacute spotřebičem proteacutekaacute P = U I U spotřebičů je spraacutevneacute označovat

dodaacutevanyacute vyacutekon jako přiacutekon P0 Napřiacuteklad u žaacuterovky je světelnyacute vyacutekon

zlomkem elektrickeacuteho přiacutekonu

Ciacutel

Pomociacute wattmetru určit přiacutekon některyacutech spotřebičů Změřit přiacutekon v zaacutevislosti

na čase u některyacutech spotřebičů

Pomůcky

LabQuest wattmetr WU-PRO-I spotřebiče

- 182 -

Scheacutema

Postup

1 Wattmetr WU-PRO-I zapojiacuteme do USB konektoru LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 600 s Frekvence

1 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Připojiacuteme spotřebič k wattmetru

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) nebo po stisknutiacute tlačiacutetka (ukončit

měřeniacute) uložiacuteme soubor

- 183 -

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus změřit přiacutekon ledničky po dobu 24 hodin s teploměrem uvnitř Vyslov

zaacutevěr

2 Zkus změřit přiacutekon mikrovlnneacute trouby při ohřevu potravin (vody ndash změř

teplotu před začaacutetkem a po skončeniacute ohřiacutevaacuteniacute) Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče

3 Zkus změřit přiacutekon elektrovarneacute konvice nebo indukčniacuteho vařiče

s teploměrem Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče

- 184 -

Tepelneacute jevy 320 TERMOHRNEK

Fyzikaacutelniacute princip

Termosky a termohrnky jsou speciaacutelně vyrobeneacute naacutedoby ktereacute sloužiacute

k uchovaacuteniacute teploty tekutiny uvnitř Termoska byla vynalezena v roce 1982

Zaacutekladniacutem principem termosky je dvojitaacute vnitřniacute naacutedoba s lesklyacutemi dvojityacutemi

stěnami a z mezery mezi stěnami obou naacutedob je odčerpaacuten veškeryacute vzduch Přes

toto vakuoveacute prostřediacute nemůže tepelnaacute energie pronikat vedeniacutem tepelneacute

zaacuteřeniacute se odraacutežiacute zpět od lesklyacutech stěn u naacutedoby opatřeneacute zaacutetkou je omezen

i přenos prouděniacutem Diacuteky tomuto principu zůstaacutevaacute tekutina v naacutedobě teplaacute

nebo chladnaacute až po dobu několika hodin Většinou se dodaacutevajiacute termosky

s hrniacutečkem nebo sloužiacute jako hrniacuteček viacutečko laacutehve Různeacute firmy takeacute nabiacutezejiacute

možnost potisku vašiacute termosky

Ciacutel

Ověřit schopnost termohrnku udržet naacutepoj teplyacute po určitou dobu

Pomůcky

LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA různeacute termohrnky

- 185 -

Scheacutema

Postup

1 Teploměry zapojiacuteme do konektorů CH 1 až CH 4 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute (viz scheacutema) Dva termohrnky majiacute viacutečka Termohrnek

vpravo je bez viacutečka Vlevo je obyčejnyacute porcelaacutenovyacute hrnek

3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme ho přes USB k PC V programu LoggerPro

v menu Experiment ndash Sběr dat zatrhneme Nepřerušenyacute sběr dat

4 Do všech termohrnků nalijeme stejneacute množstviacute horkeacute vody z konvice

5 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

- 186 -

6 Po určiteacute době (např 2 až tři hodiny) zastaviacuteme měřeniacute

7 Vysloviacuteme zaacutevěr Co vše maacute vliv na udrženiacute tepleacuteho naacutepoje

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Opakujeme měřeniacute u všech termohrnků bez viacuteček

2 Opakujeme měřeniacute u všech hrnků s viacutečky

3 Opakujeme měřeniacute se studenyacutem naacutepojem Využijeme při tom kostky ledu

- 187 -

Elektrodynamika 41 MAGNETICKEacute POLE VODIČE

Fyzikaacutelniacute princip

Roku 1820 Hans Christian Oersted prokaacutezal že vodič jiacutemž prochaacuteziacute

elektrickyacute proud vytvaacuteřiacute kolem sebe magnetickeacute pole

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar soustřednyacutech kružnic ležiacuteciacutech v rovinaacutech

kolmyacutech na vodič Orientace indukčniacutech čar zaacutevisiacute na směru proudu a k jejiacutemu

určeniacute použiacutevaacuteme Ampeacuterovo pravidlo praveacute ruky Naznačiacuteme uchopeniacute

vodiče do praveacute ruky tak aby palec ukazoval dohodnutyacute směr proudu ve

vodiči prsty pak ukazujiacute orientaci magnetickyacutech indukčniacutech čar

- 188 -

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho

vodičem a na vzdaacutelenosti od vodiče

Pomůcky

LabQuest rezistor 10 Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA vodič

regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127

- 189 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash

max 06A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci v okoliacute vodiče

6 Potom nastaviacuteme konstantniacute hodnotu proudu a pohybujeme teslametrem

v kolmeacutem směru k ose vodiče

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce B na velikosti

elektrickeacuteho proudu I a na vzdaacutelenosti

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ze znalosti velikosti proudu a vzdaacutelenosti od vodiče spočiacutetej magnetickou

indukci

IB

d kde μ0 = 4πmiddot10

ndash7NmiddotA

ndash2

- 190 -

Elektrodynamika 42 SIacuteLA PŮSOBIacuteCIacute NA VODIČ

V MAGNETICKEacuteM POLI

Fyzikaacutelniacute princip

Na vodič o deacutelce l kteryacutem prochaacuteziacute proud I a je umiacutestěnyacute v magnetickeacutem poli

trvaleacuteho magnetu s indukciacute B působiacute siacutela F = BIl

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost siacutely působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli na velikosti proudu

prochaacutezejiacuteciacuteho vodičem

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA ampeacutermetr HCS-BTA vodič magnet

regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute KXN-305D rezistor 2 Ω-10 W

- 191 -

Scheacutema

- 192 -

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

siloměr DFS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo ndash5 A Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Siacutela a Spojovat body

Dole ndash003 N a Nahoře 003 N V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash

max 5 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Regulovatelnyacutem zdrojem zmenšujeme napětiacute (proud) na 0 V (0 A)

Přepoacutelujeme zapojeniacute zdroje Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute

(proud) Kontrolujeme proud ndash max 5 A Graf se vykresluje na opačnou stranu

osy y Siloměrem měřiacuteme siacutelu působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli

7 Provedeme analyacutezu grafu ndash proložiacuteme lineaacuterniacute funkci

8

9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute siacutela na velikosti elektrickeacuteho proudu I

- 193 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vypočiacutetej velikost siacutely ze znaacutemyacutech hodnot B I a l F BIl Magnetickou

indukci B změř teslametrem uvnitř magnetickeacuteho pole magnetu

2 Miacutesto jednoducheacuteho vodiče použij několik zaacutevitů vodiče (viz scheacutema)

Porovnej vyacutesledky měřeniacute

3 Měřeniacute uspořaacutedej vodorovnyacutem směrem Siloměr bude zavěšenyacute svisle

a ciacutevka bude otočně upevněnaacute uprostřed Ktereacute uspořaacutedaacuteniacute je vyacutehodnějšiacute

- 194 -

Elektrodynamika 43 ELEKTROMAGNETICKAacute

INDUKCE

Fyzikaacutelniacute princip

Elektromagnetickaacute indukce je jev při ktereacutem vznikaacute elektrickeacute napětiacute ve

vodiči změnou magnetickeacuteho pole v okoliacute vodiče (ciacutevky) Indukovaneacute napětiacute

zaacutevisiacute na velikosti změny magnetickeacuteho pole i na rychlosti jeho změny

Ciacutel

Změřit indukovaneacute napětiacute Ověřit na čem zaacutevisiacute

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA ciacutevka s jaacutedrem permanentniacute magnet

- 195 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod

dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 5 s

Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Roztočiacuteme

permanentniacute magnet v těsneacutem okoliacute ciacutevky (jaacutedra)

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 196 -

4 Opakujeme měřeniacute s rychlejšiacutem (pomalejšiacutem) otaacutečeniacutem magnetu

5 Vyměniacuteme magnet za bdquosilnějšiacuteldquo

6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash na čem zaacutevisiacute indukovaneacute napětiacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus ciacutevku s jinyacutem počtem zaacutevitů

2 Zkus pohybovat membraacutenou reproduktoru a měřit indukovaneacute napětiacute

3 Zkus napjatou strunu umiacutestit do magnetickeacuteho pole a na niacute měřit velikost

indukovaneacuteho napětiacute

- 197 -

Elektrodynamika 44 STŘIacuteDAVYacute PROUD

Fyzikaacutelniacute princip

Střiacutedavyacute proud (napětiacute) je proud kteryacute staacutele měniacute svoji velikost i směr Časovyacute

průběh různyacutech střiacutedavyacutech proudů (napětiacute) může byacutet harmonickyacute (sinusoida)

obdeacutelniacutekovyacute trojuacutehelniacutekovyacutehellip

Z časoveacuteho průběhu harmonickeacuteho proudu (napětiacute) můžeme určit periodu

frekvenci a amplitudu

Ciacutel

Změř časovyacute průběh harmonickeacuteho napětiacute a urči jeho efektivniacute hodnotu

periodu frekvenci a amplitudu Urči vztahy mezi nimi

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA (+ndash10 V) zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute do 5 V

multimetr

- 198 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme voltmetr VP-BTA (+ndash10 V)

2 Do školniacuteho zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute (max 5 V stř) připojiacuteme rezistor

100 Ω

3 Paralelně k tomuto rezistoru připojiacuteme multimetr zapojenyacute jako střiacutedavyacute

voltmetr Zkontrolujeme že napětiacute neniacute většiacute než 5 V (efektivniacute hodnota)

4 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

01 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute

přes 001 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

5 Připojiacuteme vyacutevody voltmetru k rezistoru a stiskneme tlačiacutetko START

(měřeniacute) na LabQuestu

6 Po proběhleacutem měřeniacute v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika ndash Napětiacute

7 Z tabulky Statistika můžeme odečiacutest max hodnotu napětiacute = amplituda

Umax = V

8 Na voltmetru odečteme efektivniacute hodnotu napětiacute Uef = V

- 199 -

9 Vzhledem k tomu že jsme zadali dobu měřeniacute 01 s tak se zobrazilo přesně

5 period Tzn že jedna perioda je T = 002 s a frekvence je f = 50 Hz

10 Vypočiacutetaacuteme poměr Umax Uef =

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jako zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute můžeme

použiacutet samotnyacute LabQuest s vyacutekonovyacutem

zesilovačem PAMP kteryacute připojiacuteme

k LabQuestu a v aplikaci Zesilovač (generaacutetor

funkciacute) můžeme nastavovat druh střiacutedaveacuteho

signaacutelu (sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek pila)

frekvenci a amplitudu Pomociacute druheacuteho

LabQuestu můžeme kontrolovat ndash měřit tento

střiacutedavyacute signaacutel

2 Jako jinyacute zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute (proudu)

můžeme použiacutet generaacutetor funkciacute NTL I u něj

je možneacute nastavovat druh střiacutedaveacuteho signaacutelu

(sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek) frekvenci

a amplitudu kterou můžeme pomociacute

LabQuestu měřit

3 Kde se využiacutevaacute střiacutedaveacute napětiacute (proud) S jakyacutem průběhem

4 Zkus změřit střiacutedaveacute napětiacute v nějakeacutem přiacutestroji např na reproduktoru

baterioveacuteho raacutedia Pozor střiacutedaveacute napětiacute musiacute byacutet menšiacute než plusmn10 V Ověř

nejdřiacuteve stř voltmetrem

- 200 -

Elektrodynamika 45 TŘIacuteFAacuteZOVEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Třiacutefaacutezoveacute napětiacute vznikaacute otaacutečeniacutem magnetu v soustavě třiacute ciacutevek Maacuteme tedy tři

zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute ndash faacuteze Třiacutefaacutezovyacute rozvod lze využiacutet k zapojeniacute do

hvězdy nebo k zapojeniacute do trojuacutehelniacuteku Faacutezoveacute napětiacute (u1 u2 u3) je napětiacute

(v našich domaacutecnostech 230 V) mezi středniacutem vodičem (N) a faacutezovyacutem

vodičem (L1 L2 L3) Sdruženeacute napětiacute (u12 u13 u23) je napětiacute (v našich

domaacutecnostech 400 V) mezi libovolnyacutemi dvěma faacutezovyacutemi vodiči

Ciacutel

Změřit časovyacute průběh napětiacute třiacute faacuteziacute v zapojeniacute do hvězdy Ověřit že součet

napětiacute v každeacutem čase je nulovyacute Ověřit že poměr sdruženeacuteho a faacutezoveacuteho

napětiacute je 173kraacutet většiacute

Pomůcky

LabQuest zdroj třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute 3 rezistory 100 Ω 3 voltmetry VP-BTA

- 201 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme 3 voltmetry VP-BTA ke vstupům CH1 CH2 a CH3 LabQuestu

Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu Na zdroji třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute nastaviacuteme hodnotu

faacutezoveacuteho napětiacute do 5 V

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

005 s Frekvence 10 000 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Uložiacuteme měřeniacute

- 202 -

5 Provedeme analyacutezu grafu Odečiacutetaacuteme v každeacutem časoveacutem okamžiku

okamžiteacute hodnoty napětiacute u1 u2 a u3 a provaacutediacuteme jejich součet ndash ověřujeme že

součet je nulovyacute

6 Střiacutedavyacutem voltmetrem změřiacuteme sdruženeacute a faacutezoveacute napětiacute (efektivniacute

hodnoty) a vypočiacutetaacuteme jejich poměr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z grafu ndash časoveacuteho průběhu napětiacute urči o jakou čaacutest periody jsou

posunuta napětiacute

2 Z grafu urči jakyacute je frekvence a perioda střiacutedavyacutech napětiacute

3 Jakyacute je poměr efektivniacute a maximaacutelniacute hodnoty faacutezoveacuteho střiacutedaveacuteho napětiacute

ktereacute jsi naměřil

4 Z grafu urči amplitudu sdruženeacuteho napětiacute a amplitudu faacutezoveacuteho napětiacute

Jakyacute je jejich poměr

- 203 -

Elektrodynamika 46 ELEKTROMAGNETICKEacute VLNY

Fyzikaacutelniacute princip

Magnetickeacute pole můžeme znaacutezornit pomociacute indukčniacutech čar

Elektrickeacute pole popisujeme elektrickyacutemi siločarami

Elektrickeacute a magnetickeacute pole spolu často souvisejiacute Mluviacuteme pak

o elektromagnetickeacutem poli Elektromagnetickeacute vlny jsou přiacutečneacute a šiacuteřiacute se i ve

vakuu Šiacuteřiacute se rychlostiacute světla Elektromagnetickyacutemi vlnami se přenaacutešejiacute

signaacutely rozhlasu televize mobilniacutech telefonů atd I světlo je elektromagnetickeacute

vlněniacute (zaacuteřeniacute)

- 204 -

Mezi frekvenciacute f vlnovou deacutelkou λ a rychlostiacute šiacuteřeniacute elektromagnetickeacuteho

vlněniacute c (světla) platiacute vzorecc

f

Ciacutel

Změřit vlnovou deacutelku elektromagnetickeacuteho vlněniacute Prokaacutezat polarizaci

elektromagnetickeacute vlny

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA bezdraacutetovyacute zvonek ndash tlačiacutetko pracujiacuteciacute na

frekvenci 43392 MHz přijiacutemač s půlvlnnyacutem dipoacutelem (viz přiacutespěvek O

Lepila)

Scheacutema

- 205 -

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod

dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Pohybujeme rovnoměrnyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema pohyb 1)

5 Z poloh maxim a minim určiacuteme vlnovou deacutelku

6 Uložiacuteme měřeniacute

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pohybujeme rovnoměrnyacutem otaacutečivyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema

pohyb 2)

9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash vlnovaacute deacutelka a polarizace elektromagnetickeacuteho vlněniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vyzkoušej jak zaacutevisiacute velikost naměřeneacuteho napětiacute na vzdaacutelenosti vysiacutelače od

přijiacutemače

2 Pomociacute mřiacutežky nebo plechu vyzkoušej odraz vlněniacute (a interferenci)

- 206 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

47 TERMISTOR

Fyzikaacutelniacute princip

Termistor je polovodičovaacute součaacutestka jejiacutež odpor zaacutevisiacute na teplotě

Ciacutel

Změř zaacutevislost odporu termistoru na teplotě Urči o jakou zaacutevislost se jednaacute

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA

rychlovarnaacute konvice s horkou vodou termistory se jmenovitou hodnotou

odporu 4k7 10k 15k počiacutetač s programem Logger Pro

- 207 -

Scheacutema

Postup

1 V konvici si ohřejeme vodu

2 Teploměr TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 2 a ohmmetr do

konektoru CH 1 LabQuestu

3 K ohmmetru připojiacuteme termistor (10k) kteryacute zastrčiacuteme společně

s teploměrem do kaacutedinky

- 208 -

4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

5 Zapneme LabQuest

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Experiment ndash Sběr dat Trvaacuteniacute

300 s Frekvence 1 čteniacutes

8 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu na

osu y Odpor a na osu x Teplotu

9 Nalejeme horkou vodu z konvice do kaacutedinky s teploměrem a termistorem

a zapneme Sběr dat v programu LoggerPro

10 Voda postupně chladne a počiacutetač vykresluje graf zaacutevislosti R = f(t)

Ochlazovaacuteniacute můžeme pomalu urychlovat opatrnyacutem přileacutevaacuteniacutem studeneacute vody

a současnyacutem miacutechaacuteniacutem Pro hlubšiacute ochlazeniacute můžeme použiacutet kousek ledu

11 Po skončeniacute měřeniacute (300 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti ndash menu

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute a můžeme opakovat měřeniacute pro dalšiacute

termistor Nebo při měřeniacute použiacutet současně dva ohmmetry (CH 2 a CH 3) a dva

termistory

12 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

- 209 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z programu Logger Pro z tabulky můžeme naměřenaacute data pomociacute Ctrl+C

a Ctrl+V zkopiacuterovat do programu Excel a tam je daacutele zpracovaacutevat ndash sestrojit

graf proložit funkci

2 V programu Logger Pro můžeme v menu Analyacuteza ndash Curve Fit zkusit

proložit funkci kterou si vybereme ze seznamu Ověř vyacutepočtem (Excel

kalkulačka) že zvolenaacute funkce bdquofungujeldquo

3 Zdůvodněte proč odpor termistoru klesaacute s rostouciacute teplotou Kde se toho

využiacutevaacute

- 210 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

48 FOTOREZISTOR

Fyzikaacutelniacute princip

Fotorezistor (dřiacuteve označovaacuten jako fotoodpor) je pasivniacute elektrotechnickaacute

součaacutestka bez PN přechodu jejiacutež elektrickyacute odpor R se snižuje se zvyšujiacuteciacutem

se osvětleniacutem E

Princip fotorezistoru je založen na vnitřniacutem fotoelektrickeacutem jevu světlo

(foton) naraziacute do elektronu ve valenčniacute sfeacuteře a předaacute mu svoji energii tiacutem

elektron ziacuteskaacute dostatek energie k překonaacuteniacute zakaacutezaneacuteho paacutesu a skočiacute

z valenčniacuteho paacutesu do vodivostniacuteho Tiacutem opustiacute svůj atom a pohybuje se jako

volnyacute elektron prostorem krystaloveacute mřiacutežky Na jeho miacutestě vznikla diacutera Takto

vznikleacute volneacute elektrony přispiacutevajiacute ke sniacuteženiacute elektrickeacuteho odporu R (zvyacutešeniacute

elektrickeacute vodivosti G) Čiacutem viacutece světla na fotorezistor dopadaacute tiacutem vznikaacute viacutece

volnyacutech elektronů a zvyšuje se tiacutem elektrickaacute vodivost

Ciacutel

Změřit zaacutevislost odporu fotorezistoru na vzdaacutelenosti od zdroje světla

(žaacuterovky) Analyzovat funkčniacute zaacutevislost

- 211 -

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) fotorezistor počiacutetač

s programem Logger Pro

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 K ohmmetru připojiacuteme fotorezistor

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se

vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Fotorezistor (upevněnyacute v trubičce) nastaviacuteme 10 cm od žaacuterovky

- 212 -

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 10 cm a stiskneme OK

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 20 cm 30 cmhellip

150 cm

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute fotorezistory

14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Připoj k LabQuestu luxmetr a změř zaacutevislost odporu na osvětleniacute

- 213 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

49 TRANZISTOR JAKO SPIacuteNAČ A ZESILOVAČ

Fyzikaacutelniacute princip

Tranzistor je polovodičovaacute součaacutestka se dvěma přechody PN Středniacute čaacutest

krystalu polovodiče je baacuteze B a přechody PN ji oddělujiacute od oblasti s opačnyacutem

typem vodivosti kolektorem C a emitorem E Podle druhu vodivosti

jednotlivyacutech čaacutestiacute označujeme tranzistory jako typy NPN a PNP

Zaacutekladniacute funkce tranzistoru Maleacute napětiacute v obvodu baacuteze vzbuzuje proud

kteryacute je přiacutečinou mnohokraacutet většiacuteho proudu v obvodu kolektoroveacutem Tranzistor

se použiacutevaacute jako bdquoelektronickyacute spiacutenačldquo a bdquozesilovačldquo

- 214 -

Ciacutel

Ověřit činnost tranzistoroveacuteho spiacutenače a tranzistoroveacuteho zesilovače

Pomůcky

LabQuest dva voltmetry VP-BTA zapojeniacute tranzistoru jako spiacutenače

a zesilovače (podle scheacutema) generaacutetor signaacutelu baterie 45 V

Scheacutema

a) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquospiacutenačeldquo

- 215 -

b) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquozesilovačeldquo

Postup

1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 a CH 2 LabQuestu

2 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquospiacutenačldquo dle scheacutema a) Voltmetry měřiacuteme napětiacute

UBE (U1) a UCE (U2)

3 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme trojuacutehelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 5V

4 Voltmetr U1 připojiacuteme mezi baacutezi a emitor (UBE) Voltmetr U2 připojiacuteme

mezi kolektor a emitor (UCE)

5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

3 s Frekvence 10 000 čteniacutes

6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

- 216 -

Tranzistor jako bdquospiacutenačldquo

7 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

8 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquozesilovačldquo dle scheacutema b) Voltmetry měřiacuteme

napětiacute UBE (U1) a UCE (U2) Potenciometrem P nastaviacuteme bdquopracovniacute bod

tranzistoruldquo ndash UCE bude miacutet polovičniacute hodnotu napaacutejeciacuteho napětiacute

9 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme sinusovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 015 V

10 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 01 s Frekvence 10 000 čteniacutes

11 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

- 217 -

12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

13 Určiacuteme jakyacute je poměr UCEUBE

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Při jakeacutem napětiacute UBE tranzistor bdquosepneldquo Jak dlouho probiacutehaacute bdquosepnutiacuteldquo

2 Zkus měnit kmitočet vstupniacuteho napětiacute zesilovače

3 Zkus měnit nastaveniacute pracovniacuteho bodu Jakyacute to maacute vliv na vyacutestupniacute signaacutel

4 Zkus měnit velikost střiacutedaveacuteho vstupniacuteho napětiacute Jakyacute to maacute vliv na tvar

vyacutestupniacuteho napětiacute

- 218 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

410 INTEGROVANYacute OBVOD

Fyzikaacutelniacute princip

Prvniacute integrovanyacute obvod zkonstruoval Jack Kilby koncem srpna 1958 (r 2000

Nobelova cena za fyziku) Integrovaneacute obvody jsou součaacutestky ktereacute v jednom

pouzdře obsahujiacute velkeacute množstviacute vodičů rezistorů kondenzaacutetorů diod

a tranzistorů Děliacuteme je na čiacuteslicoveacute analogoveacute hellip

- 219 -

Ciacutel

Ověřit činnost integrovaneacuteho obvodu (čiacuteslicovyacute analogovyacute hellip)

Pomůcky

LabQuest tři voltmetry VP-BTA moduly zapojeniacute integrovanyacutech obvodů

LabQuest jako generaacutetor signaacutelu nebo jinyacute generaacutetor signaacutelu

- 220 -

Scheacutema

a) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo

b) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo

- 221 -

Postup

1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu

2 Zapojiacuteme čiacuteslicovyacute integrovanyacute obvod MH 7400 jako bdquoANDldquo bdquoORldquo hellip

dle scheacutematu a) b)

3 Na dvou generaacutetorech signaacutelu nastaviacuteme

obdeacutelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 45 V

4 Na prvniacutem generaacutetoru nastaviacuteme kmitočet

2 Hz a na druheacutem 3 Hz Připojiacuteme je na

vstupy A a B a připojiacuteme k nim voltmetry 1

a 2 K vyacutestupu Y připojiacuteme 3 voltmetr

5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 s Frekvence 200 čteniacutes

6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme

- 222 -

Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo

Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute

funkce bdquoNANDldquo

2 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute

funkce bdquoNORldquo

3 Zkus dalšiacute logickeacute funkce

4 Vyzkoušej funkci jinyacutech čiacuteslicovyacutech integrovanyacutech obvodů Např MH

7493 MH 74153 hellip

5 Vyzkoušej funkci jinyacutech analogovyacutech integrovanyacutech obvodů Např NE

555 hellip

- 223 -

Atomy a zaacuteřeniacute 411 RADIOAKTIVITA A OCHRANA

PŘED ZAacuteŘENIacuteM

Fyzikaacutelniacute princip

Radioaktivita je samovolnaacute přeměna jader Při přeměnaacutech jader vznikaacute zaacuteřeniacute

alfa beta gama a dalšiacute Poločas přeměny je doba za kterou se přeměniacute

polovina původniacuteho počtu radioaktivniacutech jader Ionizujiacuteciacute zaacuteřeniacute škodiacute všem

živyacutem buňkaacutem a je potřeba se před niacutem chraacutenit

Ciacutel

Změř uacuteroveň pozadiacute v miacutestnosti a na louce Ověř uacutečinek ozaacuteřeniacute detektoru od

zdroje zaacuteřeniacute na vzdaacutelenosti době tloušťce stiacuteněniacute a materiaacutelu stiacuteněniacute Ověř

zaacutekon radioaktivniacute přeměny Urči poločas přeměny baria 137m

Ba

Pomůcky

LabQuest souprava GAMABETA (GABEset-1) kabel k propojeniacute detektoru

s LabQuestem (viz doplňkovyacute text) souprava GABEset-2 přiacutepadně detektor

zaacuteřeniacute DRM-BTD

- 224 -

Scheacutema

Postup

1 Propojiacuteme detektor zaacuteřeniacute DRM-BTD (od firmy Vernier) nebo indikaacutetor

zaacuteřeniacute IRA ze soupravy GAMABETA 2007 (staršiacute GABEset-1) do konektoru

DIG 1 LabQuestu V druheacutem přiacutepadě musiacuteme požiacutet propojovaciacute kabel (viz

doplňkovyacute text nebo httpwwwvernierczclankypropojeni-gamabety-s-

labquestem)

2 Zapneme LabQuest V menu Senzor ndash Nastaveniacute senzorů vybereme pro

DIG 1 Detektor radiace Je vyacutehodneacute připojit dva detektory současně Druhyacute do

DIG 2 Oba umiacutestiacuteme na různaacute miacutesta (ne vedle sebe)

- 225 -

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Frekvence 01 čteniacutes a Trvaacuteniacute

100s

4 V menu Graf ndash Parametry grafu zvoliacuteme Automatickeacute měřiacutetko od nuly

5 Detektor (y) zaacuteřeniacute postaviacuteme volně na stůl Nepoužiacutevaacuteme žaacutednyacute zdroj

zaacuteřeniacute

6 Zapneme Sběr dat Měřeniacute bude probiacutehat 100 s v 10-ti sekundovyacutech

intervalech Vykresluje (iacute) se křivka (y) kteraacute (eacute) znaacutezorňuje (iacute) radioaktivitu

kolem naacutes (pozadiacute) v miacutestnosti nebo na louce Radioaktivita je přirozenou

součaacutestiacute našeho života Pokud použijeme dva detektory současně vidiacuteme že na

různyacutech miacutestech je jinyacute naacutepočet Radioaktivniacute přeměny majiacute statistickou

povahu

7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme (menu Graf ndash Uložit měřeniacute)

8 Pro dalšiacute měřeniacute můžeme změnit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme

Frekvence 001 čteniacutes a Trvaacuteniacute 1 000 s

9 V dalšiacutech měřeniacutech postupujeme stejně (bod 6 a 7) ale můžeme plnit

různeacute uacutekoly

a) Stanovit uacutečinek vzdalovaacuteniacute detektoru od zdroje zaacuteřeniacute (použijeme školniacute

zdroj zaacuteřeniacute ze soupravy GAMABETA) Pokud použijeme dva detektory

současně jeden nechaacuteme samostatně a druhyacute budeme ozařovat zdrojem zaacuteřeniacute

z různyacutech vzdaacutelenostiacute a v 10-ti (přiacutepadně při změně nastaveniacute bod 8 ndash 100)

sekundovyacutech intervalech budeme zdroj zaacuteřeniacute postupně po 2 cm vzdalovat od

detektoru

b) Stanovit miacuteru absorpce zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na tloušťce vrstvy

stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu Jeden detektor ozařujeme zaacuteřeniacutem beta a druhyacute zaacuteřeniacutem

gama (ze školniacuteho zdroje zaacuteřeniacute) Přitom v danyacutech časovyacutech intervalech

měniacuteme tloušťku měděneacute destičky (viz naacutevod k soupravě GAMABETA)

Vzhledem k tomu že je možno nastavit 6 různyacutech tlouštěk destičky (ek) potom

je vhodneacute dobu trvaacuteniacute změnit na 60 přiacutepadně 600 sekund

c) Stanovit rozdiacutel v absorpci zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na protonoveacutem

čiacutesle stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu shodneacute tloušťky Souprava GAMABETA obsahuje

destičky různyacutech materiaacutelů hliniacutek železo ciacuten měď olovo Prvniacute měřeniacute

provaacutediacuteme bez absorpčniacute destičky a potom postupně vystřiacutedaacuteme destičky

z různyacutech materiaacutelů Pro měřeniacute b) a c) je vhodnějšiacute doba trvaacuteniacute 600 s protože

- 226 -

změna tloušťky nebo materiaacutelu vyžaduje dvě sekundy a tiacutem zmenšiacuteme chybu

měřeniacute v jednotlivyacutech intervalech

d) Ověřeniacute zaacutekona radioaktivniacute přeměny Pro měřeniacute je potřeba ještě

souprava GABEset-2 kteraacute umožňuje přiacutepravu eluaacutetu baria k určeniacute poločasu

přeměny baria 137m

Ba (cca 150 s) K měřeniacute musiacuteme proveacutest nastaveniacute v bodě

8 (viz vyacuteše) Postupujeme podle naacutevodu v soupravě GABEset-2

10 Vysloviacuteme zaacutevěry

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus vyacuteše uvedenaacute měřeniacute proveacutest s připojenyacutem LabQuestem k PC

v programu Logger Pro Zde je možno nastavit zobrazeniacute grafu v sloupečciacutech

ndash menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu ndash Graph options ndash Bar graph

2 Zkus proměřit poločas přeměny s připojenyacutem LabQuestem k PC

v programu Logger Pro Pro detektor 1 můžeme proveacutest analyacutezu grafu

Analyacuteza ndash CurveFit ndash Natural exponent (proložit exponenciaacutelniacute funkci)

Poločas rozpadu je pak převraacutecenou hodnotou koeficientu C (viz niacuteže graf)

- 227 -

Atomy a zaacuteřeniacute 412 SLUNCE ndash SDIacuteLENIacute TEPLA

SAacuteLAacuteNIacuteM

Fyzikaacutelniacute princip

Slunce vysiacutelaacute elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute do prostoru Dopadne-li toto zaacuteřeniacute na

nějakeacute jineacute těleso a dojde-li k pohlceniacute tohoto zaacuteřeniacute zvyacutešiacute se vnitřniacute energie

tohoto tělesa Souhrnně se vzaacutejemneacute saacutelaacuteniacute a pohlcovaacuteniacute při dvou nebo i viacutece

tělesech s různyacutemi teplotami nazyacutevaacute sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem Dopadne-li toto

zaacuteřeniacute na jineacute těleso je čaacutestečně pohlceno čaacutest se odraacutežiacute a čaacutest prochaacuteziacute

tělesem Pohlceneacute zaacuteřeniacute způsobuje zvyacutešeniacute vnitřniacute energie tělesa odraženeacute

zaacuteřeniacute dopadaacute na jinaacute tělesa a prochaacutezejiacuteciacute zaacuteřeniacute přechaacuteziacute na jinaacute tělesa

Pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa zaacutevisiacute předevšiacutem na jakosti povrchu

a takeacute na barvě povrchu V praxi maacute tento poznatek vyacuteznam předevšiacutem při

konstrukci různyacutech zařiacutezeniacute např biacuteleacute chladničky a mrazaacuteky (aby se co nejviacutece

zaacuteřeniacute odrazilo) v leacutetě nosiacuteme předevšiacutem světleacute oblečeniacute Chceme-li naopak

aby se co nejviacutece zaacuteřeniacute pohltilo voliacuteme černou barvu povrchu

Ciacutel

Ověřit pohltivost různyacutech povrchů

Pomůcky

LabQuest 4 ks teploměr TMP-BTA 4 ks PET laacutehviacute s různyacutem povrchem

žaacuterovka 100 W 300 W

- 228 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměry TMP-BTA ke vstupům CH1 až CH4 LabQuestu

Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

600 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Zapneme žaacuterovku 300 W

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 229 -

5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa na

jakosti povrchu a takeacute na barvě povrchu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute se 100 W žaacuterovkou

2 Provedeme měřeniacute pro jineacute barvy a povrchy

- 230 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

413 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK I

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na osvětleniacute E

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)

- 231 -

Scheacutema

- 232 -

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E

solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 Na ose x zvoliacuteme Osvětleniacute (Illumination (lux)) a na ose y Vyacutekon (mW)

6 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzoreks

daacutele zatrhneme volbu Nepřerušenyacute sběr dat

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Plynule přibližujeme (přiacutepadně vzdalujeme) žaacuterovku k solaacuterniacutem člaacutenkům

Měřiacuteme zaacutevislost P = f(E)

9 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

10 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků zapojenyacutech seacuteriově a paralelně

- 233 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

414 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK II

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na uacutehlu natočeniacute solaacuterniacutech člaacutenků

vzhledem ke zdroji světla

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)

- 234 -

Scheacutema

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E

solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

- 235 -

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev

sloupce Uacutehel Značka α Jednotky deg

6 Na ose x zvoliacuteme Uacutehel (deg) a na ose y Vyacutekon (mW)

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute

panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky

9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu uacutehlu 0deg

10 Natočiacuteme solaacuterniacute panel o 10deg od směru šiacuteřeniacute světla Využijeme uacutehloměr na

stavebnici solaacuterniacutech panelů Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu

uacutehlu 10deg

11 Opakujeme postup pro dalšiacute hodnoty uacutehlů 20deg 30deg hellip 90deg

12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

13 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků osvětlenyacutech Sluncem

- 236 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

415 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK III

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na vlnoveacute deacutelce světla - filtru

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad) barevneacute filtry ze

stavebnice

- 237 -

Scheacutema

- 238 -

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev

sloupce Barva filtru Značka λ Jednotky nm

6 Na ose x zvoliacuteme Barva filtru (nm) a na ose y Vyacutekon (mW)

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute

panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky Před solaacuterniacute

člaacutenky vložiacuteme bdquomodryacute filtrldquo

- 239 -

9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu vlnoveacute deacutelky modreacuteho

světla ndash 460 nm

10 Opakujeme postup pro zelenyacute žlutyacute a červenyacute filtr

11 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

12 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pomociacute spektrofotometru změř vlnovou deacutelku světla ktereacute projde přes danyacute

barevnyacute filtr

2 Vyzkoušej jineacute barevneacute filtry

Mgr Vaacuteclav Pazdera

Měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier

Vydal Repronis v Ostravě roku 2012

Technickaacute uacuteprava textu doc RNDr Oldřich Lepil CSc

Naacutevrh obaacutelky

Tisk Repronis s r o Ostrava

Počet stran 240

Naacuteklad 150 ks

Vydaacuteniacute prvniacute

ISBN 978-80-7329-

Page 3: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk

- 3 -

Obsah

Uacutevod 7

1 PRIMA

11 Deacutelka 9

12 Hmotnost 11

13 Čas Reakčniacute doba 14

14 Rychlost 18

15 Draacuteha 21

16 Teplota 24

17 Siacutela 29

18 Elektrickyacute naacuteboj 32

19 Magnetickaacute indukce Magnetickeacute pole 36

110 Elektrickyacute proud a napětiacute 40

111 Zdroje elektrickeacuteho napětiacute 43

112 Uacutečinky elektrickeacuteho proudu 47

113 Magnetickeacute vlastnosti elektrickeacuteho proudu 54

114 Magnetickeacute pole ciacutevky 57

115 Zkrat 60

116 Elektrickyacute proud v kapalinaacutech 64

2 SEKUNDA

21 Rychlost pohybu 66

22 Draacuteha rovnoměrneacuteho pohybu 69

23 Měřeniacute siacutely 72

24 II Newtonův zaacutekon 75

25 Smykoveacute třeniacute 77

26 Povrchoveacute napětiacute 82

27 Hydrostatickyacute tlak 85

28 Archimeacutedův zaacutekon 88

- 4 -

29 Pascalův zaacutekon 91

210 Atmosfeacuterickyacute tlak 94

211 Zaacuteklady meteorologie 98

212 Přetlak a podtlak 101

213 Stiacuten a polostiacuten 104

214 Barvy světla 107

3 TERCIE

31 Praacutece 111

32 Energie polohovaacute a pohybovaacute 114

33 Uacutečinnost 121

34 Nakloněnaacute rovina 125

35 Kalorimetrickaacute rovnice 128

36 Vedeniacute tepla 131

37 Soutěž teploměrů 134

38 Var 137

39 Kmitavyacute pohyb 141

310 Zvuk 145

311 Rychlost zvuku ve vzduchu 149

312 Vniacutemaacuteniacute zvuku Hlasitost 153

313 Elektrickyacute naacuteboj Elektrickyacute proud 158

314 Ohmův zaacutekon 164

315 Odpor 167

316 Zaacutevislost odporu na teplotě 170

317 Reostat a potenciometr 174

318 Vnitřniacute odpor zdroje 178

319 Vyacutekon elektrickeacuteho proudu 181

320 Termohrnek 184

4 KVARTA

41 Magnetickeacute pole vodiče a ciacutevky 187

- 5 -

42 Siacutela působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli 190

43 Elektromagnetickaacute indukce 194

44 Střiacutedavyacute proud 197

45 Třiacutefaacutezoveacute napětiacute 200

46 Elektromagnetickeacute vlny 203

47 Termistor 206

48 Fotorezistor 210

49 Tranzistor jako spiacutenač a zesilovač 213

410 Integrovanyacute obvod 218

411 Radioaktivita a ochrana před zaacuteřeniacutem 223

412 Slunce ndash sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem 227

413 Slunce ndash slunečniacute člaacutenek I 230

414 Slunce ndash slunečniacute člaacutenek II 233

415 Slunce ndash slunečniacute člaacutenek III 236

- 7 -

Uacutevod

Fyzikaacutelniacute veličina je jakaacutekoliv objektivniacute vlastnost hmoty jejiacutež hodnotu lze

změřit nebo spočiacutetat Měřeniacute fyzikaacutelniacute veličiny je praktickyacute postup zjištěniacute

hodnoty fyzikaacutelniacute veličiny Metody měřeniacute lze rozdělit na absolutniacute a relativniacute

přiacutemeacute a nepřiacutemeacute

Tento sborniacutek pracovniacutech listů je věnovaacuten měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin měřiacuteciacutem

systeacutemem Vernier Samozřejmě lze stejneacute uacutelohy měřit i s pomociacute jinyacutech

měřiacuteciacutech systeacutemů

Sborniacutek je určen pro studenty a učitele

1 čaacutest (tento sborniacutek) pokryacutevaacute učivo nižšiacuteho gymnaacutezia a jim odpoviacutedajiacuteciacutem

ročniacutekům zaacutekladniacutech škol a 2 čaacutest pokryacutevaacute učivo fyziky pro vyššiacute stupeň

gymnaacutezia nebo středniacute školy

Uvedenyacute soubor pracovniacutech listů vznikl na zaacutekladě zkušenostiacute ktereacute jsem

ziacuteskal při častyacutech měřeniacutech pro žaacuteky zaacutekladniacutech a středniacutech škol a na mnoha

seminaacuteřiacutech pro učitele fyziky kde jsem byl jako uacutečastniacutek nebo jako lektor

U každeacuteho pracovniacuteho listu je uvedena stručnaacute fyzikaacutelniacute teorie seznam

potřebnyacutech pomůcek scheacutema zapojeniacute stručnyacute postup jednoducheacute nastaveniacute

měřiacuteciacuteho systeacutemu ukaacutezka naměřenyacutech hodnot a přiacutepadně dalšiacute naacuteměty

k měřeniacute

Byl bych raacuted kdyby sborniacutek (1 a 2 čaacutest) pomohl studentům a učitelům fyziky

při objevovaacuteniacute kraacutes vědy zvaneacute fyzika a vyacutehod ktereacute nabiacuteziacute měřeniacute fyzikaacutelniacutech

- 8 -

veličin pomociacute měřiacuteciacutech systeacutemů ve spojeniacute s PC

Jakeacute jsou vyacutehody měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier (nebo

jinyacutech)

K měřiciacutemu systeacutemu můžeme připojit až 60 různyacutech senzorů

Všechna měřeniacute různyacutech fyzikaacutelniacutech veličin se ovlaacutedajiacute stejně což přinaacutešiacute

meacuteně stresu viacutece času a radosti z měřeniacute

Při použitiacute dataprojektoru maacuteme obrovskyacute měřiciacute přiacutestroj

Měřeniacute můžeme provaacutedět ve třiacutedě i v tereacutenu

Měřeniacute lehce zvlaacutednou bdquomaliacuteldquo i bdquovelciacuteldquo

Můžeme měřit několik veličin současně a v zaacutevislosti na sobě

Naměřeneacute hodnoty lze přenaacutešet i do jinyacutech programů

Naměřeneacute hodnoty lze uložit pro dalšiacute měřeniacute nebo zpracovaacuteniacute

Lze měřit i obtiacutežně měřeneacute veličiny a lze měřit i dopočiacutetaacutevaneacute veličiny

Lze měřit velmi rychleacute děje a velmi pomaleacute děje

Pořiacutezeniacute měřiacuteciacuteho systeacutemu neniacute draheacute

Maacuteme k dispozici hodně naacutemětů k měřeniacute

Vyacutesledek měřeniacute naacutes někdy překvapiacute a hellip poučiacute

Ve většině měřeniacute je vyacutestupem bdquografldquo ndash velmi naacutezorně se buduje vniacutemaacuteniacute

fyzikaacutelniacutech vztahů mezi veličinami

hellip

Přeji mnoho zdaru při měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin a hodně radosti z naměřenyacutech

vyacutesledků

Olomouc 2012 Vaacuteclav Pazdera

- 9 -

Veličiny a jejich měřeniacute

11 DEacuteLKA

Fyzikaacutelniacute princip

Rozměry těles přiacutepadně vzdaacutelenosti mezi tělesy určujeme zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute

veličinou ktereacute řiacutekaacuteme deacutelka l Zaacutekladniacute jednotkou deacutelky je metr

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru vzdaacutelenost mezi tělesy

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo

Scheacutema

- 10 -

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od

senzoru ke stropu k tabuli k zemi k rucehellip

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat

se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se

člověka od senzoru (0 až 6 m)

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu ndash kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od

senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od

senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem

kornoutem nebo mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka

vlaacutečkuhellip

6 Ukončiacuteme měřeniacute

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je funkciacute

času

- 11 -

Veličiny a jejich měřeniacute

12 HMOTNOST

Fyzikaacutelniacute princip

Množstviacute laacutetek v tělese popisujeme hmotnostiacute m Jednotkou hmotnosti je

kilogram kg Hmotnost tělesa můžeme určit vaacuteženiacutem pomociacute vaacutehy

Ciacutel

Zkontrolovat hmotnost přesnyacutech zaacutevažiacute ze sady zaacutevažiacute Určit hmotnost m

různyacutech těles minciacute hmotnost bdquostejnyacutechldquo zaacutevažiacute CO2 vzduchu hořiacuteciacuteho

kahanu hořiacuteciacute sviacutečky laacutehve s vodouhellip

Pomůcky

Počiacutetač program LoggerPro digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 teploměr GoTemp

sada zaacutevažiacute sada stejnyacutech krychliček z různyacutech materiaacutelů kahan sviacutečka PET

laacutehev mince

- 12 -

Scheacutema

Postup

1 Digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 (rozsah 0 až 4 000 g) zapojiacuteme do konektoru

USB počiacutetače

2 Spustiacuteme program LoggerPro

3 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g hellip) a

kontrolujeme zda vaacutehy ukazujiacute spraacutevnou hmotnost Naměřeneacute hmotnosti

zapisujeme do tabulky

4 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme stejneacute krychličky 1cm3 (nebo zaacutevažiacute)

z různyacutech materiaacutelů (Al Fe Zn Cu Pb dřevahellip) Naměřeneacute hmotnosti

zapisujeme do tabulky

5 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme mince (1 Kč 2 Kč 5 Kčhellip) Naměřeneacute

hmotnosti zapisujeme do tabulky

6 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Trvaacuteniacute

200 s Frekvence 1 čteniacutes

7 Na digitaacutelniacute vaacutehu postaviacuteme PET laacutehev s uzavřenyacutem odtokem

- 13 -

8 Uvolniacuteme odtok a současně stiskneme tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Měřiacuteme

jak se měniacute hmotnost kapalneacuteho tělesa po dobu 200 sekund Pokud je otvor

malyacute (voda vyteacutekaacute deacutele než je nastavenaacute doba) tak prodloužiacuteme dobu trvaacuteniacute

měřeniacute Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme naměřenyacute graf a přiacutepadně vyhodnotiacuteme

jeho průběh

9 Stejneacute měřeniacute (ad 8)) ale na hrdle PET laacutehve je našroubovaacuten vršek

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proveď analyacutezu naměřeneacuteho grafu ndash menu Analyacuteza ndash Proložit křivku nebo

Analyacuteza ndash Statistika

2 Stejneacute měřeniacute (ad 7) můžeme proveacutest s hořiacuteciacute sviacutečkou nebo s přiteacutekajiacuteciacute

vodou do PET laacutehve

3 Do PET laacutehve postaveneacute na digitaacutelniacute vaacuteze daacuteme určiteacute množstviacute octa (1dl)

můžeme takeacute přidat teploměr GoTemp zapneme měřeniacute a přisypeme saacuteček

sody Měřiacuteme zda se zmenšiacute hmotnost reagujiacuteciacute směsi (unikaacute plyn CO2)

Sledujeme i teplotu reagujiacuteciacutech laacutetek Zůstaacutevaacute hmotnost stejnaacute nebo se měniacute

Pokud maacuteme senzor pH můžeme při reakci sledovat i tuto vlastnost

4 Dvoulitrovou praacutezdnou PET laacutehev (uřiacuteznuteacute hrdlo) postav na digitaacutelniacute vaacutehu

V programu LoggerPro stiskni tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Naleacutevej do praacutezdneacute

laacutehve oxid uhličityacute (vyrobenyacute reakciacute octa a sody nebo z bombičky sifonu)

Pozoruj jak se měniacute hmotnost Nech měřeniacute běžet delšiacute dobu a pozoruj jak se

měniacute hmotnost Vyhodnoť měřeniacute Z naměřenyacutech hodnot a ze znalosti hustoty

vzduchu (129 kgm3) urči hustotu oxidu uhličiteacuteho Jakou maacute oxid uhličityacute

hustotu v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu

- 14 -

Veličiny a jejich měřeniacute

13 ČAS REAKČNIacute DOBA

Fyzikaacutelniacute princip

Čas je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličina kteraacute se nejčastěji označuje malyacutem

piacutesmenem t Jednotkou času je sekunda s

Reakčniacute doba člověka je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute

udaacutelosti do jeho reakce Mnoho faktorů ovlivňuje reakčniacute dobu člověka

Ciacutel

Změřit časoveacute uacuteseky různyacutech dějů pomociacute stopek LabQuestu

Změřit reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět

Pomůcky

LabQuest ultrazvukoveacute měřidlo vzdaacutelenosti GoMotion 2 ks voltmetry VP-

BTA deacutelkoveacute měřidlo

- 15 -

Scheacutema

Postup

1 Zapneme LabQuest a v dolniacute naacutestrojoveacute liště klikneme na ikonu domeček

2 V zobrazeneacute nabiacutedce zvoliacuteme Stopky

3 Stopky ovlaacutedaacuteme třemi tlačiacutetky ndash startstop vynulovaacuteniacute a zkopiacuterovaacuteniacute

aktuaacutelniacuteho uacutedaje z displeje např do kalkulačky Vyzkoušej si to

4 Změřiacuteme časoveacute uacuteseky různyacutech dějů

a) dobu mezi dvěma zvuky (generujeme pomociacute programu na PC ndash lze

přesně nastavit dobu dvě tlesknutiacute)

b) dobu kmitu kyvadla (dvěma po sobě jdouciacutem kyvům řiacutekaacuteme kmit)

c) dobu volneacuteho paacutedu tělesa z vyacutešky 2 metry můžeme ověřit pomociacute

GoMotion

d) dobu volneacuteho paacutedu dřevěneacute tyčky s deskou kterou jeden člověk pustiacute a

druhyacute chytiacute můžeme ověřit pomociacute GoMotion

- 16 -

e) dobu pohybu tělesa (autiacutečko vlaacuteček) po vodorovneacute podložce

f)

5 Změřiacuteme reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět

a) Světelnyacute ndash k LabQuestu připojiacuteme dva voltmetry VP-BTA prvniacute

připojiacuteme na LED (žaacuterovku) kteraacute je zapojena do obvodu s tlačiacutetkem

druhyacute připojiacuteme na rezistor zapojenyacute v obvodu s tlačiacutetkem prvniacute student

stiskne tlačiacutetko v prvniacutem obvodu a druhyacute stiskne v reakci na rozsviacutecenou

LED-ku (žaacuterovku) tlačiacutetko v druheacutem obvodu na LabQuestu

vyhodnotiacuteme dobu mezi napěťovyacutemi impulzy

b) Zvukovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze miacutesto LED-ky je zapojen bzučaacutek

a druhyacute student maacute zavřeneacute oči a reaguje na zvuk

c) Dotykovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze s tiacutem že prvniacute student se druheacuteho

dotkne rukou

6 Poznaacutemka

a) U všech třiacute měřeniacute v ad 5) je potřeba nastavit na LabQuestu v menu

Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 2 s Frekvence 1 000 čteniacutes Trigger

nastaviacuteme na Zapnuto a je rostouciacute přes 1 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute

Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

b) Miacutesto druheacuteho obvodu a voltmetru můžeme použiacutet senzor stisku ruky

HD-BTA

c) Při připojeniacute (ad 4c))ultrazvukoveacuteho senzoru MD-BTD nebo GO-MOT

do vstupu DIG 1 nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim

Časovaacute zaacutekladna Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

- 17 -

7 Ukončiacuteme měřeniacute

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkuste změřit reakčniacute dobu

a) opakovaně u jednoho studenta

b) u diacutevek a chlapců

c) mladyacutech a staryacutech lidiacute

d) raacuteno a večer

Na zaacutevěr sestav přehlednou tabulku všech vyacutesledků

2 Reakčniacute doba řidiče je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute

udaacutelosti do řidičovy reakce Jejiacute doba se pohybuje kolem 2 sekund ale vždy

zaacuteležiacute na pozornosti řidiče jeho věku fyzickeacute kondici a dalšiacutech faktorech Do

reakčniacute doby se však nezapočiacutetaacutevaacute doba prodlevy a naacuteběhu brzd Pamatujte

proto na bezpečnou vzdaacutelenost mezi vozidly a udržujte odstup

3 Zkuste chytit bankovku puštěnou druhyacutem člověkem dvěma prsty (pokud ji

chytnete je vaše) Proč ji nelze chytit

- 18 -

Veličiny a jejich měřeniacute

14 RYCHLOST

Fyzikaacutelniacute princip

Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme

v metrech za sekundu m

s

nebo v kilometrech za hodinu km

h

U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se

rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT

- 19 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 3 s

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost pohybu

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a potom se

přibližovat a daacutele se naopak vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost

chůze člověka (0 až 6 m)

- 20 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho

miacuteče od senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem

papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho autiacutečka (viz foto vyacuteše) vlaacutečkuhellip

5 Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

- 21 -

Veličiny a jejich měřeniacute

15 DRAacuteHA

Fyzikaacutelniacute princip

Draacuteha s je deacutelka trajektorie Trajektorie je křivka kterou těleso opisuje při

sveacutem pohybu

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru draacutehu kterou uraziacute těleso

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo

- 22 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od

senzoru ke stropu k tabuli k zemi k ruce hellip

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat

se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se

člověka od senzoru (0 až 6 m)

- 23 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od

senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem

papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka vlaacutečku hellip

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

2 Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je

funkciacute času

- 24 -

Veličiny a jejich měřeniacute

16 TEPLOTA

Fyzikaacutelniacute princip

Teplota je fyzikaacutelniacute veličina t kterou použiacutevaacuteme k popisu stavu tělesa (rychlost

pohybu atomů) Jednotkou je Celsiův stupeň (degC) Teplota tajiacuteciacuteho ledu je 0 degC

Bod varu vody je 100 degC Stupeň Fahrenheita (degF) je jednotka teploty

pojmenovanaacute po německeacutem fyzikovi Gabrielu Fahrenheitovi Dnes se použiacutevaacute

hlavně v USA

- 25 -

Ciacutel

Odhadnout teplotu a pak odhad ověřit teploměrem Ověřit teplotu tajiacuteciacuteho ledu

Ověřit teplotu varu vody Změřit jak se měniacute teplota v průběhu dne a při

ohřiacutevaacuteniacute nebo ochlazovaacuteniacute tělesa

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA teploměr STS-BTA PET laacutehve

- 26 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměr STS-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

2 Do několika naacutedob z PET lahviacute připraviacuteme vodu o různeacute teplotě ndash prvniacute

přidaacuteme led a u ostatniacutech postupně viacutece a viacutece horkeacute vody z elektrovarneacute

konvice

3 Zapneme LabQuest a můžeme měřit teplotu Nejdřiacuteve zkusiacuteme odhadnout

teplotu a potom ověřiacuteme pomociacute teploměru teplotu různyacutech těles

a) vzduch v miacutestnosti (u podlahy uprostřed u stropu)

b) vzduch na ulici

c) teplaacute voda

d) studenaacute voda

e) horkaacute voda

f) tajiacuteciacute led

g) tajiacuteciacute led a sůl

- 27 -

h) vařiacuteciacute voda

i) teplota lidskeacuteho těla

j) teplota v chladničce (dole nahoře v mraziciacutem boxu)

k)

4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 60 čteniacuteh Trvaacuteniacute 24 h

5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme venku za oknem

tak aby se nedotyacutekal žaacutedneacuteho tělesa

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu

vzduchu v průběhu 24 hodin Dalšiacute den ve stejnou dobu ukončiacuteme měřeniacute

7 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

8 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutemin Trvaacuteniacute 24 min

9 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme do kaacutedinky se

studenou vodou a začneme ohřiacutevat lihovyacutem kahanem

10 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu vody

v průběhu 12 minut (ohřiacutevaacuteniacute) Pak zahasiacuteme kahan a měřiacuteme dalšiacutech12 minut

(ochlazovaacuteniacute) Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 120 čteniacutemin Trvaacuteniacute 3 min

2 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu uchopiacuteme senzor

teploměru do ruky a pozorujeme změnu teploty Stejneacute měřeniacute provedeme

s teploměrem TMP-BTA a teploměrem STS-BTA Proč se lišiacute průběhy obou

grafů Kde toho lze využiacutet

4 Zapoj do LabQuestu dva teploměry Vezmi si dvě naacutedoby s vodou

o různyacutech teplotaacutech ndash studenaacute a teplaacute Měř jejich teploty (tlačiacutetko START)

- 28 -

Přelej vodu z prvniacute naacutedoby do druheacute a současně přendej teploměr z prvniacute

naacutedoby do druheacute Popiš co pozoruješ Z grafu urči teploty před smiacutechaacuteniacutem

a teplotu po smiacutechaacuteniacute

5 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vody ve zkumavce v různyacutech

hloubkaacutech

a) budeš-li vodu ohřiacutevat u dna

b) budeš-li vodu ohřiacutevat u hrdla

6 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vzduchu ve zkumavce v různyacutech

hloubkaacutech

- 29 -

Siacutely a jejich vlastnosti

17 SIacuteLA

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se

piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N

Ciacutel

Určit velikosti různyacutech sil Určit hmotnost zaacutevažiacute ktereacute je přitahovaacuteno k zemi

silou 1 N Určit siacutelu stisku ruky a siacutelu stisku mezi dvěma prsty Určit velikost

siacutely kterou člověk působiacute na zem

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA plošnyacute siloměr FP-BTA senzor siacutely stisku ruky

HD-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma

- 30 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)

2 Zapneme LabQuest

3 Zavěšujeme postupně různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g ) na siloměr

Naměřeneacute uacutedaje zapisujeme do tabulky

4 Na siloměr zavěsiacuteme pružinu Vynulujeme siloměr Zavěšujeme postupně

různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 ghellip) na pružinu a měřiacuteme prodlouženiacute

pružiny y Sestrojiacuteme graf F = f(y) Určiacuteme konstantu přiacutemeacute uacuteměrnosti

5 Zavěsiacuteme na siloměr misku z rovnoramennyacutech vah a vynulujeme siloměr ndash

menu Senzory ndash Vynulovat Postupně na misku přidaacutevaacuteme zaacutevažiacute až siloměr

ukazuje přesně siacutelu 1 N Vyacutesledek (hmotnost zaacutevažiacute) zapiacutešeme do tabulky

6 K LabQuestu připojiacuteme senzor siacutely stisku ruky HD-BTA Měřiacuteme

postupně siacutelu stisku ruky pro pravou a levou ruku

7 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Měřiacuteme siacutelu stisku ruky

po dobu 60 sekund ndash nepřerušovaně držiacuteme Sledujeme jak siacutela stisku

v průběhu času ochabuje

9 Bod 5 6 a 7 opakujeme pro siacutelu stisku mezi prsty

- 31 -

10 K LabQuestu připojiacuteme plošnyacute siloměr FP-BTA Přepneme na většiacute

rozsah 0 ndash 3 500 N Postaviacuteme se na tento siloměr Změřiacuteme siacutelu kterou člověk

působiacute na zem (tiacuteha G) Zapiacutešeme do tabulky Určiacuteme hmotnost člověka

11 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

12 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sledujeme jak se

měniacute tlakovaacute siacutela při dřepu kliku vyacuteskoku při běžneacute chůzi (jedna noha střiacutedaacute

druhou) při přitisknutiacute senzoru ke stěněhellip

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute jak se měniacute siacutela působiacuteciacute na plošnyacute siloměr FP-BTA při

jiacutezdě vyacutetahem když na něm stojiacuteme (vliv zrychlovaacuteniacute zpomalovaacuteniacute)

2 Polož plošnyacute siloměr na židli sedni si na něj a vyzkoušej jakou silou

působiacuteš na židli

3 Na siloměr DFS-BTA zavěsiacuteme hranol Určiacuteme velikost siacutely kterou

přitahuje Země hranol Taacutehneme tento hranol po podložce a změřiacuteme velikost

tahoveacute siacutely Porovnaacuteme tyto dvě siacutely

4 Proveďte statistickyacute průzkum ve třiacutedě o kolik je u pravaacutekůlevaacuteků silnějšiacute

pravaacutelevaacute ruka (holekkluků) Vypočiacutetejte průměrneacute hodnoty

- 32 -

Elektrickeacute vlastnosti laacutetek

18 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovaacuteniacute těles

Jeho jednotkou je coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při

pokusech ve třiacutedě pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů)

1 nC je přibližně 6 000 000 000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj

elektronuhellip) Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj

(na skleněneacute tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně

nabiteacute těleso maacute viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute

protony K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič

naacuteboje

Ciacutel

Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute

při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute

Pomůcky

LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA tělesa (plechovka na polystyreacutenu kovoveacute

kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute

těles

- 33 -

Scheacutema

Postup

1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou

krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku

připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou

zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě

kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru

zvoliacuteme rozsah plusmn 100 nC

2 Zapneme LabQuest

- 34 -

3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem

ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj

Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky

5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence

2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj

z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute

naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)

Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky

9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute

tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)

10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu

3times3 mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle

Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm

Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je

11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech

(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)

- 35 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pouze přibližujeme a vzdalujeme nabitou tyč (ebonitovou nebo skleněnou)

k tělesu (plechovce) a sledujeme jak se měniacute naacuteboj O jakyacute jev se jednaacute Čiacutem

je způsoben

2 Plechovku připojiacuteme ke zdroji kladneacuteho vn napětiacute (nabije se kladně) Měřič

naacuteboje připojiacuteme ke kovoveacute kuličce na izolovaneacutem držaacuteku Zapneme měřeniacute

a přejiacuteždiacuteme plynule v okoliacute svisleacute stěny plechovky (nedotyacutekaacuteme se) přibližně

ve stejneacute vzdaacutelenosti Sledujeme naměřeneacute hodnoty Co můžeme usoudit

o rozloženiacute naacuteboje na povrchu plechovky

- 36 -

Magnetismus 19 MAGNETICKAacute INDUKCE

MAGNETICKEacute POLE

Fyzikaacutelniacute princip

Magnetickou indukciacute nazyacutevaacuteme jev při ktereacutem se tělesa s feromagnetickyacutemi

vlastnostmi v bliacutezkosti magnetu zmagnetujiacute Magnet vytvaacuteřiacute ve sveacutem okoliacute

magnetickeacute pole ktereacute můžeme znaacutezornit soustavou magnetickyacutech

indukčniacutech čar Pomociacute magnetky (malyacute magnet) můžeme bdquozmapovatldquo

magnetickeacute pole ndash určit směr indukčniacutech čar Mnohem rychleji lze obrazec

indukčniacutech čar určit pomociacute železnyacutech pilin

Magnetickeacute pole popisuje veličina magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji

v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou indukci měřiacuteme teslametrem Zemskeacute

magnetickeacute pole v ČR maacute magnetickou indukci 0048 mT

Ciacutel

Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute permanentniacuteho

magnetu Změřit magnetickou indukci magnetickeacuteho pole Země

- 37 -

Pomůcky

LabQuest teslametr MG-BTA permanentniacute magnet

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Na teslametru

nastaviacuteme rozsah 64 mT Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 38 -

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k severniacutemu poacutelu magnetu

a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi

5 sekund)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k jižniacutemu poacutelu magnetu

a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi

5 sekund)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně pohybujeme (asi 5 sekund) teslametrem kolmo k podeacutelneacute ose

magnetu k jižniacutemu poacutelu magnetu a potom pomalu vzdalujeme teslametr od

severniacuteho poacutelu magnetu (asi 5 sekund) Uložiacuteme měřeniacute

6

7 Otevřeme novyacute soubor a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve

vodorovneacute rovině otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země

Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum (N a S magnetickyacute poacutel)

- 39 -

Z maximaacutelniacutech hodnot odečteme vodorovnou amplitudu magnetickeacute indukce B

Země

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve

svisleacute rovině (N-S směr) otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země

Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum Maximaacutelniacute hodnota je

hodnotou magnetickeacute indukce B Země

9

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Urči sklon indukčniacute čaacutery magnetickeacuteho pole u naacutes v ČR vzhledem

k povrchu země

- 40 -

Elektrickyacute obvod 110 ELEKTRICKYacute PROUD

ELEKTRICKEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute proud je uspořaacutedanyacute pohyb nabityacutech čaacutestic Elektrickyacute proud se

označuje piacutesmenem I Jeho jednotkou je ampeacuter (A)

Elektrickeacute napětiacute se označuje piacutesmenem U Jednotkou elektrickeacuteho napětiacute je

volt (V)

Elektrickyacute proud měřiacuteme ampeacutermetrem a napětiacute voltmetrem

Ciacutel

Změřit proud prochaacutezejiacuteciacute žaacuterovkou Změřit napětiacute na žaacuterovce Pozorovat jak

žaacuterovka sviacutetiacute při různyacutech hodnotaacutech proudu (uacutečinky proudu)

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat

100 Ω žaacuterovka 35 V03 A

- 41 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x

zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat ndash

Ampeacutermetr Reostat 100 Ω nastaviacuteme na min hodnoty odporu (napětiacute)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 42 -

5 Reostatem 100 Ω pomalu (20 s) zvětšujeme proud (směrem k max) až ho

vytočiacuteme do krajniacute polohy (max) Hodnota proudu nesmiacute překročit 06 A

Zobrazuje se tzv V-A charakteristika žaacuterovky Po vykresleniacute celeacuteho grafu

zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro různeacute žaacuterovky

7 Vysloviacuteme zaacutevěr (při jakeacute hodnotě proudu žaacuterovka začiacutenaacute sviacutetit)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř V-A charakteristiku pro rezistor 100 Ω a 50 Ω

- 43 -

Elektrickeacute pole 111 ZDROJE ELEKTRICKEacuteHO

NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Zdroje elektrickeacuteho napětiacute jsou elektraacuterny galvanickeacute člaacutenky a akumulaacutetory

- 44 -

Ciacutel

Změřit jak se měniacute napětiacute při vybiacutejeniacute (použiacutevaacuteniacute) zdroje ndash vybiacutejeciacute křivku

Pomůcky

LabQuest držaacutek baterie a rezistor ampeacutermetr DCP-BTA voltmetr VP-BTA

zdroj elektrickeacuteho napětiacute ndash galvanickyacute člaacutenek akumulaacutetor

- 45 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 a voltmetr VP-BTA ke

vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

12 h Frekvence 300 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat (spiacutenač je vypnutyacute)

4 Sepneme spiacutenač Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na

LabQuestu

5 Když začne napětiacute klesat pod 1V zastaviacuteme měřeniacute

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vytvoř si jednoduchyacute galvanickyacute

člaacutenek z jablka (nebo citronu)

železneacuteho hřebiacuteku a měděneacuteho draacutetu

podle obraacutezku Změř voltmetrem

zaacutevislost napětiacute v zaacutevislosti na čase

(připoj rezistor 1 000 Ω)

- 46 -

2 Změř vybiacutejeciacute křivku pro různeacute zdroje Urči kapacitu člaacutenku Porovnej

se jmenovitou kapacitou

3 Jakeacute vyacutehody maacute elektrickeacute napětiacute z bateriiacute oproti napětiacute ze zaacutesuvek Jakeacute

nevyacutehody naopak majiacute baterie

- 47 -

Elektrickyacute obvod 112 UacuteČINKY ELEKTRICKEacuteHO

PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute proud maacute pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute

uacutečinky Jednoducheacute spotřebiče můžeme rozdělit podle uacutečinků elektrickeacuteho

proudu na pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute spotřebiče

Ciacutel

Ověřit pohyboveacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na elektromotor

Ověřit světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

Ověřit magnetickeacute uacutečinky (magnetickaacute indukce) elektrickeacuteho proudu

prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

Ověřit chemickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho kapalinou

(vodou)

Ověřit tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA

teploměr TMP-BTA ciacutevka 166 a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu

a napětiacute BK 127 žaacuterovka 12 V spiraacutela luxmetr LS-BTA voltmetr 30 V-BTA

- 48 -

Scheacutema

a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

- 49 -

b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

Postup

a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

1 Připojiacuteme luxmetr LS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-

BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematuj ndash spiacutenač je

rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr

- 50 -

a voltmetr Žaacuterovku s luxmetrem můžeme zakryacutet krabiciacute aby luxmetr neměřil

osvětleniacute pozadiacute

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06A Na ose y zvoliacuteme Osvětleniacute a Spojovat body

Dole 0 a Nahoře 600 lx

4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme

napětiacute Vlevo 0 Vpravo 16 V Na ose y zvoliacuteme Proud a Spojovat body Dole

0 a Nahoře 04 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme

spiacutenač

6 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (do 12 V) Kontrolujeme proud

ndash max 06A Luxmetrem měřiacuteme osvětleniacute způsobeneacute žaacuterovkou

b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

- 51 -

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max

06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky

c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-

BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu ndash spiacutenač je

rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr

a voltmetr Teploměr se spiraacutelou vložiacuteme do kaacutedinky s vodou

- 52 -

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 000 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Napětiacute a Spojovat body

Dole 0 a Nahoře 25 V

4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme

čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Teplota a Spojovat body

Dole 20 a Nahoře 35 degC Regulovatelnyacutem zdrojem nastaviacuteme napětiacute (na

20 V) Kontrolujeme proud ndash max 10 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme

spiacutenač

6 Teploměrem měřiacuteme teplotu vody zahřiacutevaneacute spiraacutelou

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakeacute jsou uacutečinky elektrickeacuteho proudu v jednotlivyacutech

přiacutepadech

- 53 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ve ktereacutem elektrickeacutem přiacutestroji se projevuje současně několik uacutečinků

elektrickeacuteho proudu

2 Jakyacutech uacutečinků elektrickeacuteho proudu využiacutevaacute elektrickyacute zvonek

3 Změř jak zaacutevisiacute siacutela F přitahujiacuteciacute jaacutedro na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho

ciacutevkou Kde se toho daacute využiacutet

4 Chemickeacute uacutečinky viz uacuteloha 116 Elektrickyacute proud v kapalinaacutech

5 Změř pohyboveacute uacutečinky el proudu na otaacutečeniacute elektromotoru Pohyb můžeš

sniacutemat luxmetrem

- 54 -

Elektrickyacute obvod 113 MAGNETICKEacute VLASTNOSTI

ELEKTRICKEacuteHO PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Prochaacuteziacute-li vodičem elektrickyacute proud vznikaacute v jeho okoliacute magnetickeacute pole

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar kružnic Kružnice ležiacute v rovinaacutech kolmyacutech

na vodič a majiacute středy v bodech vodiče Magnetickeacute pole popisuje veličina

magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou

indukci měřiacuteme teslametrem

Ciacutel

Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute vodiče v zaacutevislosti na

velikosti elektrickeacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest teslametr MG-BTA ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj

napětiacute vodič

- 55 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu a ampeacutermetr

HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Na teslametru nastaviacuteme rozsah 64 mT

Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 56 -

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 5 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Teslametr umiacutestiacuteme bliacutezko vodiče (1 cm) Stiskneme tlačiacutetko START

(měřeniacute) na LabQuestu a pomalu rovnoměrně zvětšujeme napětiacute

(proud) na zdroji Uložiacuteme měřeniacute

5 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce na velikosti proudu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Velikost magnetickeacute indukce okolo rovneacuteho dlouheacuteho vodiče ve vzdaacutelenosti

d můžeme vypočiacutetat pomociacute Biot-Savartova zaacutekona (někdy teacutež Biot-Savart-

Laplaceova)

7 74π 10 2 102π 2π

I I IB

d d d (přibližně ve vzduchu)

2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale v zaacutevislosti na vzdaacutelenosti d ndash měřiacuteme

praviacutetkem a vklaacutedaacuteme po jednotlivyacutech krociacutech Nastaviacuteme určitou hodnotu

proudu

- 57 -

Elektrickyacute obvod 114 MAGNETICKEacute POLE CIacuteVKY

Fyzikaacutelniacute princip

Ciacutevka vznikne když vodič navineme na povrch vaacutelce nebo hranolu

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery uvnitř ciacutevky jsou rovnoběžneacute s jejiacute osou

Magnetickaacute indukce uvnitř velmi dlouheacute ciacutevky maacute velikost NI

Bl

kde I

je velikost proudu N je celkovyacute počet zaacutevitů a l je deacutelka ciacutevky

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce B na velikosti proudu I prochaacutezejiacuteciacuteho

ciacutevkou

Pomůcky

LabQuest rezistor 10Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA ciacutevka 166

a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127

- 58 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 59 -

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max

06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky

6 Vysloviacuteme zaacutevěr - jak zaacutevisiacute mag indukce B na velikosti elektrickeacute

proudu I

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ze znalosti počtu zaacutevitů deacutelky ciacutevky a proudu spočiacutetej magnetickou

indukci

2 Změň ciacutevku a opakuj měřeniacute

3 Změř jak se měniacute magnetickaacute indukce po podeacutelneacute ose ciacutevky při daneacute

hodnotě proudu

- 60 -

Elektrickyacute obvod 115 ZKRAT

Fyzikaacutelniacute princip

Zkrat v elektrickeacutem obvodu je vodiveacute spojeniacute vodičů ktereacute vyřadiacute z obvodu

spotřebič Obvod se chraacuteniacute proti zkratu pojistkou nebo jističem Tavnaacute

pojistka je založena na tepelnyacutech uacutečinciacutech elektrickeacuteho proudu Jistiacuteciacutem

prvkem je tenkyacute draacutetek kteryacute se průchodem zkratoveacuteho proudu přepaacuteliacute a tiacutem

přerušiacute elektrickyacute obvod

Ciacutel

Ověřit funkci tavneacute pojistky Určit velikost zkratoveacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute tenkyacute

vodič tavnaacute trubičkovaacute pojistka ndash různeacute hodnoty proudu

- 61 -

Scheacutema

- 62 -

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme

obvod dle scheacutematu Spiacutenač je rozpojen Jako pojistku použijeme napřiacuteklad

tavnou trubičkovou pojistku 800 mA Jako zdroj plochou baterii

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Způsobiacuteme

ZKRAT

5 Vysloviacuteme zaacutevěr Jak rychle bdquozareagujeldquo tavnaacute pojistka

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus změřit pomociacute mikrometru průměr draacutetku a zkratovyacute proud tiacutemto

draacutetkem Změř draacutetky různyacutech průměrů Jak zaacutevisiacute hodnota zkratoveacuteho

proudu na průměru draacutetku

2 Proč nemůžeš použiacutet jako tavnou pojistku hřebiacutek

3 Zkus různeacute druhy materiaacutelů tavnyacutech draacutetků ndash Fe Cuhellip Jakyacute to maacute vliv na

velikost bdquozkratovaciacuteholdquo proudu

- 63 -

4 Zkus změřit dvě stejneacute pojistky (např 800 mA) ale jedna je bdquopomalaacuteldquo

a druhaacute bdquorychlaacuteldquo

5 Zkus změřit zkrat se dvěma paralelně zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi Jakyacute

maacute vliv kvalita zdroje na velikost zkratovaciacuteho proudu Změniacute se doba

přetaveniacute draacutetku

6 Zkus změřit zkrat se dvěma seacuteriově zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi

7 Proč při bdquoletmeacutem dotekuldquo (viz obraacutezek) před zkratem nenastal zkrat Proč

nastal až při staacuteleacutem doteku

- 64 -

Elektrickyacute obvod 116 ELEKTRICKYacute PROUD

V KAPALINAacuteCH

Fyzikaacutelniacute princip

Podmiacutenkou vodivosti kapalin je přiacutetomnost iontů Ionty vznikajiacute v kapalinaacutech

nejčastěji při rozpouštěniacute soliacute a kyselin

Ciacutel

Ověřit vznik iontů rozpouštěniacutem soli ve vodě měřeniacutem elektrickeacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr DCP-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute žaacuterovka

vanička a elektrody

- 65 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme

obvod dle scheacutema Spiacutenač je rozpojen

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

600 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Po

10 sekundaacutech nasypeme sůl do vody Pozorujeme jak se měniacute proud při

rozpouštěniacute soli v roztoku vody a soli jak vznikajiacute ionty

5 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus proveacutest stejneacute měřeniacute s různyacutem množstviacutem soli ndash 1 lžička 2 lžičkyhellip

2 Zkus různeacute druhy materiaacutelů elektrod ndash Fe Cu Zn C Pbhellip

3 Vyzkoušej různeacute soli

4 Vyzkoušej takeacute cukr

- 66 -

Pohyb tělesa 21 RYCHLOST POHYBU

Fyzikaacutelniacute princip

Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme

v metrech za sekundu m

s

nebo v kilometrech za hodinu km

h

U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se

rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)

Průměrnaacute rychlost je podiacutel celkoveacute draacutehy s a celkoveacute doby t za kterou těleso

draacutehu urazilo Průměrnaacute rychlost určenaacute ve velmi kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku se

nazyacutevaacute okamžitaacute rychlost Měřiacuteme ji tachometrem

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT

- 67 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 20 s

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute (knihou) nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost

pohybu dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a pak se

přibližovat a naacutesledně se vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost

chůze člověka (0 až 6 m)

- 68 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho

miacuteče od senzoru

f) Stejneacute jako za e) ale s mělkyacutem

papiacuterovyacutem kornoutem nebo

mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho

autiacutečka vlaacutečkuhellip

h) Měřiacuteme rychlost voziacutečku na

voziacutečkoveacute draacuteze VDS (vodorovneacute

šikmeacute)

5 Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

2 Překreslete grafy v = f(t) na grafy s = f(t) a naopak

3 Nakreslete graf v = f(t) a potom se podle něj pohybujte (viz 4 b)

- 69 -

Pohyb tělesa 22 DRAacuteHA ROVNOMĚRNEacuteHO

A NEROVNOMĚRNEacuteHO POHYBU

Fyzikaacutelniacute princip

Těleso se pohybuje rovnoměrnyacutem pohybem jestliže se pohybuje staacutele stejnou

rychlostiacute Těleso se pohybuje nerovnoměrnyacutem pohybem jestliže se jeho

rychlost měniacute

Draacutehu rovnoměrneacuteho i nerovnoměrneacuteho pohybu můžeme určit z grafu

časoveacuteho průběhu rychlosti jako plochu mezi tiacutemto grafem a časovou osou

(osou x)

Ciacutel

Určit zda danyacute pohyb je rovnoměrnyacute nebo nerovnoměrnyacute a draacutehu tohoto

pohybu

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD voziacuteček draacuteha pro mechaniku VDS

- 70 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

LabQuestu a ten přes USB do PC Pomociacute digitaacutelniacutech vah určiacuteme hmotnost

voziacutečku

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Draacuteha je velmi miacuterně nakloněnaacute

3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme k PC Přepiacutenač ultrazvukoveacuteho senzoru

přepneme na voziacuteček

- 71 -

4 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Deacutelka

10 s Vzorkovaciacute frekvence 20 vzorkůsekunda

5 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru pustiacuteme ho

a současně zapneme sběr dat Voziacuteček bude střiacutedavě sjiacuteždět a vyjiacuteždět

(po odrazu od magnetickeacuteho naacuterazniacuteku) po draacuteze Uložiacuteme měřeniacute

6 Draacutehu postaviacuteme vodorovně (můžeme zkontrolovat vodovaacutehou)

7 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru uvedeme ho do

pohybu a současně zapneme sběr dat

8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy se pohyboval voziacuteček rovnoměrně a kdy

nerovnoměrně

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Určiacuteme draacutehu - plochu pod grafem časoveacuteho průběhu rychlosti

2 Můžeme proveacutest stejnaacute měřeniacute s miacutečem

- 72 -

Siacutely a jejich vlastnosti

23 MĚŘENIacute SIacuteLY ndash ŠPEJLE

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se

piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N

Ciacutel

Změřit průhyb volneacuteho konce d špejle na působiacuteciacute siacutele F Měřeniacute proveacutest pro

různeacute deacutelky l

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma špejle

- 73 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)

2 Zapneme LabQuest

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty

Naacutezev deacutelka

Jednotky cm

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf K siloměru připevniacuteme konec špejle (viz

scheacutema) ndash špejle ukazuje na měřiacutetku 0 cm Siloměr bdquovynulujemeldquo

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

7 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 74 -

8 Siloměr posuneme tak aby ohnutaacute špejle ukazovala na měřiacutetku 1 cm

9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK

11 Opakujeme body 8 a 9 pro 2 cm 3 cm 4 cm a 5 cm

12 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

13 Měřeniacute zopakujeme pro různeacute deacutelky špejle

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro různeacute špejle (tloušťka tvar) Jak zaacutevisiacute průhyb špejle

na jejiacutem tvaru Kde a jak se toho využiacutevaacute

- 75 -

Siacutely a jejich vlastnosti

24 II NEWTONŮV POHYBOVYacute ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Čiacutem je většiacute siacutela F tiacutem jsou vyacuteraznějšiacute i změny rychlosti v pohybu tělesa Čiacutem

je většiacute hmotnost m tělesa tiacutem jsou změny rychlosti v pohybu tělesa menšiacute

Ciacutel

Ověřit II Newtonův pohybovyacute zaacutekon ndash zaacutekon siacutely

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA akcelerometr LGA-BTA senzor polohy

a pohybu MD-BTD souprava pro mechaniku VDS

- 76 -

Scheacutema

Postup

1 Senzor polohy a pohybu MD-BTD zapojiacuteme do konektoru DIG 1

LabQuestu Na voziacuteček připojiacuteme vlaacutekno a na něj zavěsiacuteme zaacutevažiacute o hmotnosti

10 g

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pustiacuteme voziacuteček

Zachytiacuteme jej těsně před koncem voziacutečkoveacute draacutehy Měřiacuteme rychlost pohybu

voziacutečku

5 Měřeniacute opakujeme se zaacutevažiacutem 20 g

6 Porovnaacuteme oba grafy

a) Jak se voziacuteček pohybuje (druh pohybu)

b) Jakyacute maacute vliv velikost siacutely F na pohyb voziacutečku

7 Na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g) ndash viz fotografie vyacuteše

8 Zopakujeme měřeniacute v bodech 1 až 6

- 77 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Na voziacuteček připevni siloměr a akcelerometr Změř jak zaacutevisiacute změna

rychlosti v (zrychleniacute) na velikost siacutely F Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam

dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence 20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Tahaacuteme za siloměr tam

a zpět (voziacuteček se pohybuje) Sledujeme jak zaacutevisiacute změna rychlosti v

(zrychleniacute) na velikost siacutely F

2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g)

Porovnaacuteme obě měřeniacute

- 78 -

Siacutely a jejich vlastnosti

25 SMYKOVEacute TŘENIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Smykoveacute třeniacute vznikaacute když se dvě tělesa z pevnyacutech laacutetek po sobě smyacutekajiacute

Siacutela kteraacute braacuteniacute posouvaacuteniacute těles se nazyacutevaacute třeciacute siacutela Abychom uvedli těleso

do rovnoměrneacuteho pohybu musiacuteme vynaložit většiacute siacutelu tzv klidovou třeciacute siacutelu

Siacutelu kterou těleso tlačiacute na podložku nazyacutevaacuteme tlakovou siacutelu

Ciacutel

Určit třeciacute siacutelu klidovou třeciacute siacutelu tlakovou siacutelu a poměr tlakoveacute a třeciacute siacutely

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA stejnaacute tělesa (kvaacutedry učebnicehellip)

- 79 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se pomalu

a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce

- 80 -

4 Na grafu jsou pro naacutes dvě zajiacutemaveacute oblasti V zeleneacute oblasti je maximaacutelniacute

siacutela ndash klidovaacute třeciacute siacutela Ft0 = N V modreacute oblasti je pohybovaacute třeciacute siacutela

Ft = N Obě ziacuteskaacuteme tak že na dotykoveacute obrazovce označiacuteme taženiacutem

danou oblast a v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika Ft0 bude maximaacutelniacute siacutela

a Ft středniacute siacutela v modreacute oblasti

5 Tlakovou siacutelu Fn určiacuteme tak že těleso zavěsiacuteme na siloměr a změřiacuteme siacutelu

6 Potom vypočiacutetaacuteme poměr třeciacute siacutely Ft

a tlakoveacute siacutely Fn Označiacuteme jej f ndash součinitel

smykoveacuteho třeniacute

7 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři

kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute měřeniacute si

můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit

Naacutesledně zobrazit všechna tři měřeniacute naraacutez

- 81 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute je poměr velikostiacute třeciacutech sil v jednotlivyacutech měřeniacutech (jeden dva tři

kvaacutedry)

2 Vyzkoušej jineacute materiaacutely (těleso podložka)

3 Zkus pohyb kvaacutedru nerovnoměrnyacutem pohybem Jak se změniacute vyacutesledek

měřeniacute Naacutepověda Zopakuj si Newtonovy zaacutekony

4 Vyzkoušej si jako těleso (a) Zlateacute straacutenky

5 Zkus založit jednotliveacute listy dvou Zlatyacutech straacutenek (dvou učebnic) a zkus je

od sebe vysunout

6 Na čem zaacutevisiacute velikost třeciacute siacutely

- 82 -

Kapaliny 26 POVRCHOVEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vlastnosti povrchoveacute blaacuteny se nazyacutevaacute

povrchoveacute napětiacute Čiacutem je povrchoveacute napětiacute většiacute tiacutem snaacuteze se na jeho povrchu

mohou udržet různaacute tělesa Hodnoty povrchoveacuteho napětiacute lze naleacutezt v tabulkaacutech

Povrchoveacute napětiacute rtuti je 7kraacutet většiacute než povrchoveacute napětiacute vody ktereacute 2-3kraacutet

většiacute než povrchoveacute napětiacute lihu či petroleje

- 83 -

Ciacutel

Určit přibližně velikost povrchoveacute siacutely Fp pro různeacute deacutelky dřevěneacute špejle

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA dřevěnaacute špejle plochaacute naacutedoba s vodou nit

Scheacutema

- 84 -

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do CH 1 LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Na siloměr zavěsiacuteme špejli o deacutelce 30 cm na niti (viz scheacutema) Špejli

položiacuteme na hladinu kapaliny (vody)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Taacutehneme siloměrem

špejli z povrchu kapaliny

6 Z grafu odečteme rozdiacutel maximaacutelniacute hodnoty siacutely (kdy dochaacuteziacute k odtrženiacute

špejle z povrchu kapaliny) a siacutely kdy špejle visiacute na niti ndash viz obraacutezek

7 Vypočiacutetaacuteme poměr teacuteto siacutely a dvojnaacutesobku deacutelky špejle (deacutelka okraje

povrchoveacute blaacuteny) což je hodnota povrchoveacuteho napětiacute σ (Nm)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro jineacute kapaliny (liacuteh hellip) Přiacutepadně pro jineacute deacutelky špejliacute

- 85 -

Kapaliny 27 HYDROSTATICKYacute TLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Hydrostatickyacute tlak ph v hloubce h je roven součinu hloubky hustoty kapaliny

ρ a tiacutehoveacuteho zrychleniacute g

hp h g

Ciacutel

Změřit hydrostatickyacute tlak v hloubce h

Pomůcky

LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA odměrnyacute vaacutelec s měřiacutetkem

- 86 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru

přišroubujeme hadičku kterou můžeme izolepou přilepit na praviacutetko s uměleacute

hmoty tak že začaacutetek hadičky bude na bdquonuleldquo praviacutetka Tiacutem můžeme měřit

deacutelku ponořeniacute hadičky ndash hloubku v kapalině

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30 s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Ponořujeme pomalu rovnoměrnyacutem pohybem konec hadičky do hloubky

20 cm do vody v odměrneacutem vaacutelci a zpět POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do

senzoru

- 87 -

5 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 V menu Senzory ndash Zaacuteznam nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + hodnoty Naacutezev

Hloubka Jednotka cm

7 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

8 Hadička neniacute ponořenaacute Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na

LabQuestu

9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

11 Ponořiacuteme konec do hloubky 1 cm (sledujeme na stupnici praviacutetka)

12 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

13 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK

14 Opakujeme body 11 12 a 13 pro hodnoty uacutehlu 2 cm 3 cmhellip 20 cm

15 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme

16 Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice

(nebo soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)

Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute pro jinou kapalinu (liacuteh hellip)

2 Vyzkoušej měřeniacutem nezaacutevislost tlaku v kapalině na směru

3 Ověř měřeniacutem že tlak kapaliny v naacutedobě nezaacutevisiacute na tvaru naacutedoby

- 88 -

Kapaliny 28 ARCHIMEDŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Vztlakovaacute siacutela Fvz působiacuteciacute na těleso v kapalině je rovna tiacutehoveacute siacutele kteraacute by

působila na kapalinu s objemem ponořeneacute čaacutesti tělesa

Pro vztlakovou siacutelu platiacute Fvz = Vρg V je objem ponořeneacute čaacutesti tělesa ρ je

hustota kapaliny g je konstanta (tiacutehoveacute zrychleniacute)

Ciacutel

Určit vztlakovou siacutelu Určit objem tělesa z Archimedova zaacutekona

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA naacutedoba s vodou těleso stojan

- 89 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence

5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute)

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Asi po 6 sekundaacutech

ponořiacuteme těleso do vody (nadzvedneme kaacutedinku s vodou a podsuneme pod

kaacutedinku podložku) a nechaacuteme dokončit měřeniacute

- 90 -

7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika

a stejně i vyacuteslednou siacutelu F (zaacutevažiacute ve vodě)

8 Vypočiacutetaacuteme vztlakovou siacutelu Fvz = FG ndash F

9 Vypočiacutetaacuteme objem tělesa ze vztlakoveacute siacutely

10 Ověřiacuteme určeniacute objemu tělesa vyacutepočtem (objem vaacutelce) nebo měřeniacutem

v odměrneacutem vaacutelci

11 Ověřiacuteme určeniacute tiacutehoveacute siacutely zvaacuteženiacutem tělesa

12 Vypočiacutetaacuteme hustotu tělesa a ověřiacuteme ji v tabulkaacutech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro jinaacute tělesa

- 91 -

Kapaliny 29 PASCALŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Působiacute-li na kapalinu v uzavřeneacute naacutedobě vnějšiacute tlakovaacute siacutela zvyacutešiacute se tlak ve

všech miacutestech stejně (Pascalův zaacutekon)

Ciacutel

Změřit hydrostatickyacute tlak v různyacutech hloubkaacutech při změně vnějšiacute tlakoveacute siacutely

Pomůcky

LabQuest 2ks tlakoveacute čidlo GPS-BTA PET laacutehev s měřiacutetkem

- 92 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakovaacute čidla GPS-BTA ke vstupům CH1 a CH2 LabQuestu

(nebo LabQuest Mini) K senzorům přišroubujeme hadičky ktereacute vedou přes

gumovou zaacutetku do PET laacutehve tak že konce hadiček budou v různyacutech

hloubkaacutech (rozdiacutel asi 20 cm) Tiacutem dosaacutehneme toho že počaacutetečniacute tlak bude

u obou senzorů různyacute

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Vynulujeme oba

tlaky (hadičky nejsou ponořeny ve vodě)

3 Napustiacuteme PET laacutehev vodou a zasuneme hadičky do PET (senzory musiacute byacutet

vyacuteše než je PET laacutehev ndash POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do senzoru)

Utěsniacuteme zaacutetku

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Malou silou stlačujeme rukou PET laacutehev

6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

- 93 -

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak se měniacute tlak v různyacutech hloubkaacutech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute PET laacutehev položenou vodorovně

2 Provedeme měřeniacute pro spojeneacute naacutedoby ndash dvě PET laacutehve nebo dvě injekčniacute

střiacutekačky

- 94 -

Plyny 210 ATMOSFEacuteRICKYacute TLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře

probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute

meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkosthellip

Atmosfeacuterickyacute tlak je tlak vzduchu na zemskyacute povrch a značiacuteme ho pa

Atmosfeacuterickyacute tlak měřiacuteme barometrem Hodnota atmosfeacuterickeacuteho tlaku zaacutevisiacute

na počasiacute a na nadmořskeacute vyacutešce

Ciacutel

Určit jak se měniacute atmosfeacuterickyacute tlak v troposfeacuteře

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA

- 95 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme barometr BAR-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 96 -

3 Senzor (barometr) umiacutestiacuteme těsně nad povrchem země

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pomalu

zvedaacuteme senzor (v miacutestnosti) vzhůru ke stropu (miacutestnosti) a přiacutepadně zase dolů

5 Provedeme analyacutezu naměřenyacutech hodnot a porovnaacuteme je s tabulkovyacutemi

hodnotami

6 Můžeme proveacutest delšiacute měřeniacute na jednom miacutestě Nastaviacuteme v menu Senzory

ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 72 h (3 dny) Frekvence 20 čteniacuteh Zvoliacuteme zobrazeniacute

Graf

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Vyslov zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak zaacutevisiacute změna tlaku na nadmořskeacute vyacutešce můžeme zkoumat takeacute při

pohybu na schodech nebo ve vyacutetahu Přitom můžeme ještě zadaacutevat změnu

nadmořskeacute vyacutešky

2 Připojeniacutem teploměru a vlhkoměru můžeme zkoumat jak spolu souvisiacute

teplota tlak vlhkost v průběhu dne

3 Daacutele můžeme zkoumat jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute

4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom

miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty

5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď

stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem

- 97 -

- 98 -

Pracovniacute list pro žaacuteky

Plyny 211 ZAacuteKLADY METEOROLOGIE

Fyzikaacutelniacute princip

Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře

probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute

meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkost hellip

Připojeniacutem teploměru barometru vlhkoměru k LabQuestu (počiacutetači)

ziacuteskaacuteme termograf barografhellip

Ciacutel

Určit jak se měniacute teplota tlak vlhkost v troposfeacuteře

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA

- 99 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA

barometr BAR-BTA a vlhkoměr RH-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

72 h Frekvence 20 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Senzory umiacutestiacuteme 2 m nad povrchem země nejleacutepe do stiacutenu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 V průběhu sledujeme jak se měniacute počasiacute

6 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute podmiacutenky ndash ročniacute obdobiacute

nadmořskaacute vyacuteškahellip Vyslov zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak spolu souvisiacute teplota tlak vlhkost Zdůvodni

2 Jak se měniacute teplota tlak a vlhkost v průběhu dne Zdůvodni

3 Jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute

4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom

miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty

5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď

stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem

- 100 -

- 101 -

Plyny 212 PŘETLAK A PODTLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Plyn maacute v naacutedobě podtlak jestliže je tento tlak nižšiacute než atmosfeacuterickyacute Plyn

maacute v naacutedobě přetlak jestliže je tento tlak většiacute než atmosfeacuterickyacute

Ciacutel

Změřit přetlak a podtlak plynu v naacutedobě

Pomůcky

LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA barometr BAR-BTA PET laacutehev

nafukovaciacute dětskyacute baloacutenek

- 102 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru

přišroubujeme injekčniacute střiacutekačku s nastavenou hodnotou objemu bdquo10 mlldquo dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Tlakem na piacutest vyvolaacutevaacuteme přetlak a podtlak a přetlak

- 103 -

5 Měřeniacute uložiacuteme

6 K senzoru připojiacuteme (našroubujeme) skleněnou baňku naplněnou

vzduchem Teplota plynu uvnitř je stejnaacute jako v okoliacute

7 Opakujeme předchoziacute měřeniacute s tiacutem že baňku (tiacutem i plyn) ohřiacutevaacuteme v tepleacute

vodě a ochlazujeme ve studeneacute (kostky ledu) vodě Pozorujeme jak se měniacute

tlak

8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy nastaacutevaacute přetlak a kdy podtlak

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak můžeme přetlak a podtlak vytvořit

2 Kde se přetlak a kde se podtlak využiacutevaacute

3 Změř přetlak v baloacutenku Jak se měniacute s průměrem baloacutenku

4 Připoj k senzoru PET laacutehev Zkus mačkat laacutehev a měřit hodnotu přetlaku

5 Ohřej plyn v PET laacutehvi (horkou vodou) Uzavři PET laacutehev a ochlazuj laacutehev

(plyn) Měř podtlak uvnitř laacutehve

- 104 -

SVĚTELNEacute JEVY 213 STIacuteN A POLOSTIacuteN

Fyzikaacutelniacute princip

Stiacuten je prostor za tělesem do něhož nepronikaacute světlo ze zdroje Polostiacuten je

prostor za tělesem do ktereacuteho pronikaacute světlo pouze z čaacutesti zdroje

Ciacutel

Pomociacute senzoru světla určit intenzitu osvětleniacute v oblasti stiacutenu a polostiacutenu

Pomůcky

LabQuest žaacuterovka 12 V20 W světelnyacute senzor TILT-BTA nebo luxmetr LS-

BTA těleso

- 105 -

Scheacutema

Postup

1 Světelnyacute senzor TILT-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu

3 Zapneme LabQuest

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence 10 sndash1

Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Senzorem

světla TILT-BTA plynule pohybujeme nad oblastiacute stiacutenu a polostiacutenu z jedneacute

strany na druhou (viz scheacutema asi 10 s)

- 106 -

6 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakaacute intenzita osvětleniacute v jednotlivyacutech oblastech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Měřeniacute opakujeme se dvěma zdroji světla

2 Měřeniacute opakujeme s jinyacutem tělesem (jinyacute tvar)

- 107 -

SVĚTELNEacute JEVY 214 BARVY SVĚTLA

Fyzikaacutelniacute princip

Biacuteleacute světlo se při průchodu skleněnyacutem hranolem rozklaacutedaacute na jednoducheacute barvy

ndash vznikaacute tak spektrum

Jsou v něm tyto barvy fialovaacute indigovaacute modraacute žlutaacute oranžovaacute a červenaacute

- 108 -

Ciacutel

Pomociacute spektrofotometru určit spektrum biacuteleacuteho světla (slunečniacuteho) Daacutele určit

spektrum odraženeacuteho světla různyacutech barevnyacutech papiacuterů

Pomůcky

LabQuest spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem různě barevneacute

papiacutery

- 109 -

Scheacutema

Postup

1 Spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem zapojiacuteme do USB konektoru

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 V menu Senzory ndash Změnit jednotky ndash USB Spektrometr zvoliacuteme Intenzita

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Optickeacute vlaacutekno namiacuteřiacuteme na nebe (ve dne)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Změřiacuteme

emisniacute spektrum bdquobiacuteleacuteho světlaldquo

6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

7 Zopakujeme a uklaacutedaacuteme měřeniacute s tiacutem že těsně před optickeacute vlaacutekno

vklaacutedaacuteme různě barevneacute papiacutery (tělesa)

- 110 -

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pomociacute spektrofotometru změř spektra barev na monitoru Vyslov zaacutevěr

- 111 -

Praacutece a energie 31 PRAacuteCE

Fyzikaacutelniacute princip

Praacutece je fyzikaacutelniacute veličina Označuje se piacutesmenem W a jejiacute jednotkou je joule

(značka J) Je-li F siacutela působiacuteciacute na těleso ve směru trajektorie vykonaacute se při

přesunutiacute tělesa o draacutehu s praacutece W = Fs

Ciacutel

Určit praacuteci při přesunutiacute tělesa

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA senzor polohy MD-BTD stejnaacute tělesa (kvaacutedry

učebnicehellip)

- 112 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N Senzor polohy zapojiacuteme do konektoru

DIG 1

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes

3 Zvoliacuteme zaacuteložku tabulka V menu Tabulka zvoliacuteme Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute

sloupec Naacutezev ndash Praacutece Jednotka ndash J Tvar vyacuterazu XY Sloupec pro X ndash Siacutela

Sloupec pro Y ndash Poloha

4 Sestaviacuteme měřeniacute podle scheacutema Vynulujeme oba senzory ndash menu Senzory

ndash Vynulovat ndash Čidlo polohy a pohybu Siloměr Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se

pomalu a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce

- 113 -

6 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute

měřeniacute si můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit

7 Zaacutevěr ndash vyhodnotiacuteme jednotliveacute grafy a vykonanou praacuteci

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Kdy je praacutece nulovaacute (viz graf)

2 Kdy se praacutece konaacute (viz graf)

3 Vyzkoušej vykonat praacuteci při natahovaacuteniacute pružiny

4 Vyzkoušej vykonat praacuteci při zvedaacuteniacute tělesa

5 Vyzkoušej vykonat praacuteci při překlaacutepěniacute tělesa

- 114 -

Praacutece a energie 32 ENERGIE POLOHOVAacute

A POHYBOVAacute

Fyzikaacutelniacute princip

Polohovaacute energie Ep je druh mechanickeacute energie kterou těleso ziacuteskaacute při

zvyšovaacuteniacute sveacute nadmořskeacute vyacutešky Vypočiacutetaacuteme ji Ep= mgh Pohybovaacute energie

Ek je druh mechanickeacute energie kterou maacute pohybujiacuteciacute se těleso Vypočiacutetaacuteme ji

Ek= frac12mv2

Ciacutel

Pohybovou a polohovou energii kmitaveacuteho pohybu

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT těleso (zaacutevažiacute)

pružina stojan metr

- 115 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

LabQuestu

2 Určiacuteme tuhost použiacutevaneacute pružiny

- 116 -

3 Zapneme LabQuest

4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 10 s

5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Zvaacutežiacuteme zaacutevažiacute na digitaacutelniacutech vahaacutech a zavěsiacuteme ho na pružinu a pod

zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor a budeme měřit vzdaacutelenost a rychlost

kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině

7 Uvedeme zaacutevažiacute do kmitaveacuteho pohybu

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 117 -

9 Soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu

10 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku

a rovnici pro Ek

11 V menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku

jednotku a rovnici pro Ep

- 118 -

12 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku

a rovnici pro E

- 119 -

13 Zobraziacuteme grafy pro průběhy energiiacute

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změniacuteme dobu trvaacuteniacute na 300 s Opakujeme měřeniacute Co pozorujeme Jak se

měniacute energie

2 Jinyacute postup určeniacute tuhosti pružiny k

a) Na siloměr zavěsiacuteme pružinu

b) Vyznačiacuteme na pozadiacute (tabule) konec pružiny bdquoznačku ndash 0 cmldquo Daacutele si

pomociacute praviacutetka vyznačiacuteme značky 5 10 15 20 hellip cm

c) V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty

Naacutezev Prodlouženiacute Jednotky cm

- 120 -

d) Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

e) Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

f) Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

g) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

h) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

i) Prodloužiacuteme pružinu o 5 cm

j) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

k) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 5 cm a stiskneme OK

l) Opakujeme body i) j) a k) pro 10 15 20 hellipcm

m) Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

n) Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice

Přiacutemaacute uacuteměrnost

o) Z grafu určiacuteme tuhost pružiny k ndash je směrnice polopřiacutemky A vynaacutesobenaacute

100 (protože l jsme zadaacutevali v cm)

3 Opakujeme pro jineacute zaacutevažiacute nebo jinou pružinu

- 121 -

Praacutece a energie 33 UacuteČINNOST

Fyzikaacutelniacute princip

Uacutečinnost je podiacutel vykonaneacute praacutece W a dodaneacute energie E W

E

Ciacutel

Určit uacutečinnost při ohřiacutevaacuteniacute vody lihovyacutem kahanem

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA kaacutedinka voda digitaacutelniacute vaacutehy lihovyacute kahan

laboratorniacute stojan

- 122 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 200 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Teploměr upevniacuteme do stojanu

4 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme praacutezdnou kaacutedinku mk = kg

5 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme vodu (např 200 ml) v kaacutedince m = kg

6 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme lihovyacute kahan mk0 = kg

7 Kaacutedinku upevniacuteme do stojanu postaviacuteme pod kaacutedinku kahan a zapaacuteliacuteme

ho

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 123 -

9 Po skončeniacute měřeniacute (1 200 s = 20 min) zvaacutežiacuteme znovu lihovyacute kahan

mk1 = kg a odečteme z grafu počaacutetečniacute teplotu vody t0 =hellip degC

a konečnou teplotu t1 = degC

10 Vypočiacutetaacuteme vykonanou praacuteci W = Q = cmt = 4 180 middot middot =

J

11 Vypočiacutetaacuteme dodanou energii E = Q = hm = h(mk0 ndash mk1) = 28 865 000 middot

E = J

12 Vypočiacutetaacuteme uacutečinnost

100

W

E

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

Vyacutehřevnost ethanolu je 28 865 000 Jmiddotkgndash1

1 Vypočiacutetej kolik dodaneacute energie přijme kaacutedinka ndash sklo

(c = 670 Jmiddotkgndash1

middot Kndash1

)

- 124 -

2 Kolik procent dodaneacute energie se bdquoztratiacuteldquo

3 Znaacuteš uacutečinnějšiacute způsob ohřiacutevaacuteniacute vody Jakou maacute uacutečinnost

( httpfyzwebczclankyindexphpid=132 )

4 Proč na grafu v okamžiku zamiacutechaacuteniacute s ohřiacutevanou vodou vznikajiacute nerovnosti

(viz vyacuteše) Proč teplota nejdřiacuteve rychleji stoupaacute a pak chviacuteli klesaacute

(po zamiacutechaacuteniacute) Proč teplota pak roste přibližně rovnoměrně

5 Proč graf (viz vyacuteše) neniacute lineaacuterniacute Čiacutem je to způsobeno

6 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-

202

- 125 -

Praacutece a energie 34 NAKLONĚNAacute ROVINA

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela potřebnaacute k pohybu tělesa po nakloněneacute rovině je tolikraacutet menšiacute než tiacutehovaacute

siacutela kolikraacutet je deacutelka roviny většiacute než jejiacute vyacuteška G

hF F

s Tiacutehovou siacutelu

vypočiacutetaacuteme FG = mg

Ciacutel

Ověřit platnost funkce h

F fs

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA digitaacutelniacute vaacutehy voziacuteček se zaacutevažiacutem nakloněnaacute

rovina deacutelkoveacute měřidlo

- 126 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme siloměr DFS-BTA do vstupu CH1 Změřiacuteme deacutelku nakloněneacute

roviny s = cm Zvaacutežiacuteme voziacuteček m = kg Vypočiacutetaacuteme velikost tiacutehoveacute

siacutely FG K siloměru připojiacuteme voziacuteček

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim

Udaacutelosti + Hodnoty Naacutezev Vyacuteška Jednotka cm OK Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute

grafu

- 127 -

3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute Siacutely (N) a na

vodorovneacute ose times Vyacuteška (cm)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Zvedneme

nakloněnou rovinu do vyacutešky 10 cm a stiskneme bdquospoušťldquo pro zadaacuteniacute teacuteto

hodnoty Opakujeme pro 20 cm 30 cm 40 cm

5 Ukončiacuteme měřeniacute

6 V menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Siacutela vybereme lineaacuterniacute rovnici

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proč graf funkce h

F fs

neprochaacuteziacute počaacutetkem Tzn když h = 0 pak

F = 0

2 Zkus změřit funkci h

F fs

pomociacute plynuleacuteho zvedaacuteniacute nakloněneacute

roviny Je potřeba nastavit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim Časovaacute

zaacutekladna

- 128 -

Tepelneacute jevy 35 KALORIMETRICKAacute ROVNICE

Fyzikaacutelniacute princip

Při tepelneacute vyacuteměně mezi dvěma tělesy platiacute kalorimetrickaacute rovnice Q1 = Q2

Po dosazeniacute

c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2) Index 1 je přiřazen teplejšiacutemu tělesu a index 2

chladnějšiacutemu tělesu

Ciacutel

Ověřit platnost kalorimetrickeacute rovnice c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2)

Pomůcky

LabQuest dva teploměry TMP-BTA dvě seřiacuteznuteacute PET laacutehve digitaacutelniacute vaacutehy

- 129 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 a druhyacute teploměr TMP-

BTA do vstupu CH2 LabQuestu Do naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme teplou

vodu o hmotnosti m1 a teplotě t1 Do druheacute naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme

studenou vodu o hmotnosti m2 a teplotě t2 Hmotnosti určiacuteme pomociacute digitaacutelniacute

vaacutehy Do prvniacute naacutedoby vložiacuteme prvniacute teploměr a do druheacute naacutedoby druhyacute

teploměr Teploměry můžeme upevnit do stojanů

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

120 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 130 -

3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute obou teplot a na

vodorovneacute ose x ponechaacuteme čas

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Přeložiacuteme teploměr

z naacutedoby se studenou vodou do naacutedoby s teplou vodou a současně přelijeme

studenou vodu do tepleacute a počkaacuteme až nastane rovnovaacutežnyacute stav

5 Ukončiacuteme měřeniacute

6 Z grafů odečteme teploty před tepelnou vyacuteměnou (t1 a t2) a po tepelneacute

vyacuteměně (t)

7 Vypočiacutetaacuteme teplo odevzdaneacute Q1 a teplo přijateacute Q2

8 Porovnaacuteme vyacutesledneacute hodnoty

9 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proč měřeniacute nevychaacuteziacute uacuteplně přesně Čiacutem je to způsobeno

2 Zkus stejneacute měřeniacute pro jedno kapalneacute těleso (voda) a jedno pevneacute těleso

(mosaznyacute vaacuteleček železnyacute vaacutelečekhellip)

3 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy

OHSP-202

- 131 -

Tepelneacute jevy 36 VEDENIacute TEPLA

Fyzikaacutelniacute princip

Zahřiacutevaacuteme-li jednu čaacutest podeacutelneacuteho tělesa z pevneacute laacutetky přenaacutešiacute se rychlejšiacute

pohyb atomů na dalšiacute a dalšiacute atomy Tiacutem se zvyšuje i teplota dalšiacutech čaacutestiacute

Tento jev se nazyacutevaacute vedeniacute tepla Laacutetky děliacuteme na tepelneacute vodiče (měď

hliniacutek hellip) a tepelneacute izolanty (vzduch plasty dřevo hellip)

Ciacutel

Ověřit šiacuteřeniacute tepla tepelnyacutem vodičem

Pomůcky

LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA tlustšiacute Cu vodič lihovyacute kahan dva

laboratorniacute stojany

- 132 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme čtyři teploměry TMP-BTA do vstupů CH1 až CH4 LabQuestu

LabQuest připojiacuteme k PC přes USB konektor Teploměry můžeme upevnit do

smyček vytvořenyacutech z tlustšiacuteho měděneacuteho draacutetu ndash viz scheacutema

2 Zapneme LabQuest V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat

nastaviacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzorek sekundu Zatrhneme Nepřerušenyacute

sběr dat

3 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a postaviacuteme ho pod konec Cu vodiče ndash viz scheacutema

4 V programu LoggerPro zvoliacuteme Sběr dat Nechaacuteme určitou

dobu běžet měřeniacute

5 Ukončiacuteme měřeniacute ndash v programu LoggerPro zvoliacuteme Zastavit

6 Porovnaacuteme naměřeneacute grafy

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

- 133 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus měřeniacute pro jinyacute pevnyacute tepelnyacute vodič

2 Zkus stejneacute měřeniacute pro kapalneacute těleso (voda v naacutedobě)

- 134 -

Termika 37 SOUTĚŽ TEPLOMĚRŮ

Fyzikaacutelniacute princip

Teplota popisuje stav tělesa Teplotu měřiacuteme teploměrem Teplota tělesa

zaacutevisiacute i na miacuteře ochlazovaacuteniacute Miacutera ochlazovaacuteniacute zaacutevisiacute i na vlhkosti povrchu

tělesa (podobně ochlazovaacuteniacute lidskeacuteho těla) Vypařujiacuteciacute se kapalina odvaacutediacute čaacutest

vnitřniacute energie tělesa ndash ochlazuje ho Miacutera ochlazovaacuteniacute tělesa zaacutevisiacute i na

odvaacuteděniacute vznikajiacuteciacutech par

Ciacutel

Porovnej rychlost ochlazovaacuteniacute tělesa na povrchu sucheacuteho a mokreacuteho tělesa

Pomůcky

LabQuest teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA rychlovarnaacute konvice s horkou

vodou utěrka

- 135 -

Scheacutema

Postup

1 V konvici si ohřejeme vodu

2 Teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1

LabQuestu

3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

4 Zastrčiacuteme teploměr do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute je

praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme

tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem nepohybujeme

- 136 -

5 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash

menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Zastrčiacuteme teploměr opět do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute

je praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme

tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem budeme nyniacute maacutevat

7 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash

menu Graf ndash Uložit měřeniacute

8 Body 4 až 7 znovu opakujeme ale s tiacutem že po vytaženiacute teploměru

z konvice teploměr rychle utřeme utěrkou

9 Zobraziacuteme všechny čtyři naměřeneacute grafy ndash menu Graf ndash Ukaacutezat graf ndash

Všechny grafy

10 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus stejneacute měřeniacute s vlažnou vodou

2 Vyzkoušej jinou kapalinu

3 Pokud maacuteme čtyři teploměry můžeme proveacutest měřeniacute bdquonajednouldquo

- 137 -

Tepelneacute jevy 38 VAR

Fyzikaacutelniacute princip

Var je děj při ktereacutem se kapalina přeměňuje v plyn v celeacutem objemu Teplota

při ktereacute dochaacuteziacute k varu se nazyacutevaacute teplota varu Jejiacute hodnota zaacutevisiacute nejen na

chemickeacutem složeniacute kapaliny ale takeacute na tlaku nad povrchem kapaliny Voda

vře za normaacutelniacuteho tlaku (1 013 hPa) při 100 degC Zaacutevislost teploty varu vody

na tlaku lze přibližně vyjaacutedřit rovniciacute 5

716 2810

pt

Ciacutel

Ověřit teplotu varu za normaacutelniacuteho tlaku Ověřit zaacutevislost teploty varu na tlaku

- 138 -

Pomůcky

LabQuest teploměr GoTemp nebo TMP-BTA baňka voda lihovyacute kahan

laboratorniacute stojan odměrnyacute vaacutelec

Scheacutema

- 139 -

Postup

1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr GoTemp nebo TMP-

BTA Do baňky nalijeme horkou vodu Sestaviacuteme pomůcky podle scheacutema

V odměrneacutem vaacutelci kteryacute určuje hodnotu tlaku par nad volnyacutem povrchem vařiacuteciacute

vody neniacute voda Tzn že nad vodou v baňce je atmosfeacuterickyacute tlak

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Režim

Udaacutelosti a hodnoty Naacutezev Tlak Jednotka Pa

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a ohřiacutevaacuteme vodu v baňce až dosaacutehne teploty varu

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Paacutery vznikajiacuteciacute nad volnyacutem povrchem v baňce mohou volně odchaacutezet

hadiciacute kteraacute uacutestiacute nad dnem odměrneacuteho vaacutelce

7 Při dosaženiacute teploty varu stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

8 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku (odečteme

z barometru) a stiskneme OK

- 140 -

9 Přilijeme do odměrneacuteho vaacutelce vodu do vyacutešky 5 cm nad uacutestiacutem hadice

10 Při dosaženiacute teploty varu (poznaacuteme to podle bublinek ktereacute budou

vystupovat do vody v odměrneacutem vaacutelci) stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

11 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku zvětšenou

o hodnotu hydrostatickeacuteho tlaku a stiskneme OK

12 Opakujeme body 9 10 a 11 pro hodnoty vyacutešky hladiny vody v odměrneacutem

vaacutelci 10 cm 15 cm 20 cm a 25 cm

13 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

14 Provedeme analyacutezu grafu Jakaacute je to funkce Porovnaacuteme vyacutesledky

s vyacutesledky v MFCh tabulkaacutech Určiacuteme rovnici lineaacuterniacute funkce t = f(p)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Na čem zaacutevisiacute teplota varu určiteacute kapaliny

2 Čiacutem se lišiacute var vody v otevřeneacutem a v uzavřeneacutem tlakoveacutem hrnci

3 Může voda vařit i při nižšiacute teplotě než 100 degC

4 Pomociacute vyacutevěvy změř teploty varu při nižšiacutem tlaku než je atmosfeacuterickyacute

- 141 -

Zvukoveacute jevy 39 KMITAVYacute POHYB

Fyzikaacutelniacute princip

Kmitaveacute pohyby se nazyacutevajiacute pohyby při kteryacutech vyacutechylka opakovaně roste

a klesaacute Kmit je periodicky se opakujiacuteciacute čaacutest kmitaveacuteho pohybu doba jeho

trvaacuteniacute je perioda T a počet kmitů za jednotku času je frekvence 1

fT

Ciacutel

Určit periodu T a frekvenci f kmitaveacuteho pohybu

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA těleso (zaacutevažiacute) pružina stojan metr

- 142 -

Scheacutema

- 143 -

Postup

1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest Na siloměr zavěsiacuteme pružinu

3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

50 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute) Těleso je v klidu

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika

Určiacuteme hmotnost tělesa Ověřiacuteme na digitaacutelniacutech vahaacutech

8 Uvedeme těleso do kmitaveacuteho pohybu

9 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Provedeme

analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice (nebo soubor

nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)

- 144 -

10 Z grafu určiacuteme periodu T a vyacutepočtem frekvenci f

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Určete periodu a kmitočet joja

2 Určete periodu a kmitočet zaacutevažiacute ponořeneacuteho v kapalině

3 Určete periodu a kmitočet kmitaacuteniacute praviacutetka

4 Měř kmitavyacute pohyb delšiacute dobu Co pozoruješ

- 145 -

Zvukoveacute jevy 310 ZVUK

Fyzikaacutelniacute princip

Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz

Ciacutel

Určit časovyacute diagram některyacutech zdrojů zvuku ndash ladičky klaacuteves hudebniacutech

naacutestrojůhellip

Určit frekvenci (vyacutešku) toacutenů c1 d

1 e

1 c

2 Určit hudebniacute intervaly těchto

toacutenů Předveacutest barvu toacutenů

Pomůcky

LabQuest mikrofon MCA-BTA zdroje zvuku (hudebniacute naacutestroje) ladičky

- 146 -

Scheacutema

Postup

1 Zapneme LabQuest

2 Připojiacuteme mikrofon MCA-BTA do vstupu CH1 LabQuestu nebo v menu

Senzory ndash Nastaveniacute senzorů zvoliacuteme INT ndash Vnitřniacute mikrofon

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Rozezvučiacuteme zdroj zvuku ndash hlaacuteska bdquoaldquo bdquoeldquo bdquosldquo

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Uklaacutedaacuteme naměřeneacute zvuky v menu Graf ndash Uložit měřeniacute nebo zvoliacuteme

Pomociacute kalkulačky určujeme kmitočty periodickyacutech zvuků Uložiacuteme soubor

- 147 -

- 148 -

7 Opakujeme body 4 5 a 6 pro toacuteny c1 d

1 e

1 c

2 Určujeme kmitočet

těchto toacutenů (změřiacuteme periodu a kmitočet vypočiacutetaacuteme) a jejich hudebniacute

intervaly

8 Naměřeneacute kmitočty toacutenů a vypočiacutetaneacute hodnoty hudebniacutech intervalů

porovnaacuteme s hodnotami v tabulce

Toacuten c1 d1 e1 f1 g1 a1 h1 c2

Laděniacute absolutniacute vyacuteška (Hz)

temperovaneacute 262 294 330 349 392 440 494 524

přirozeneacute 264 297 330 352 396 440 495 528

Hudebniacute interval 11 98 54 43 32 53 158 21

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkoušiacuteme měřit časoveacute diagramy různyacutech hudebniacutech naacutestrojů

2 Zkus změřit stejneacute toacuteny různyacutech hudebniacutech naacutestrojů Co je barva toacutenů

- 149 -

Zvukoveacute jevy 311 RYCHLOST ZVUKU VE

VZDUCHU

Fyzikaacutelniacute princip

Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz Rychlost zvuku

můžeme změřit přiacutemou metodou tak že změřiacuteme vzdaacutelenost kterou zvuk urazil

a dobu za kterou mu to trvalo

Ciacutel

Určit rychlost zvuku ve vzduchu při daneacute teplotě

Pomůcky

LabQuest dva mikrofony MCA-BTA zdroj zvuku ndash dřevěneacute hůlky (hudebniacute

naacutestroj)

- 150 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 a CH 2 LabQuestu připojiacuteme dva mikrofony MCA-BTA

2 Mikrofony nastaviacuteme dle scheacutematu na jeden až dva metry od sebe Změřiacuteme

vzdaacutelenost s = m

3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

003 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute

přes 25 Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu měřeniacute neprobiacutehaacute čekaacute

na bdquospoušťldquo

5 U praveacuteho mikrofonu ťukneme do dřevěnyacutech hůlek Tiacutem se zapne

(bdquospoušťldquo) měřeniacute a oba mikrofony zaznamenajiacute zvuk Levyacute mikrofon

s určityacutem zpožděniacutem ktereacute odpoviacutedaacute vzdaacutelenosti obou mikrofonů a rychlosti

zvuku

6 Na dotykoveacute obrazovce si zvětšiacuteme miacutesto kde začiacutenaacute druhyacute zvuk ndash

označiacuteme perem a menu Graf ndash Zvětšit Daacutele označiacuteme co nejpřesněji miacutesto

kde začiacutenaacute druhyacute zpožděnyacute zvuk odečteme čas zpožděniacute t = s

- 151 -

7 Vypočiacutetaacuteme rychlost zvuku v = st = m sndash1

8 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute vzdaacutelenosti

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pokud stejneacute měřeniacute bude dělat viacutece studentů je potřeba se domluvit aby

nedošlo k vzaacutejemneacutemu rušeniacute

2 Porovnej rychlost zvuku s tabulkovou hodnotou a s hodnotami v jinyacutech

laacutetkaacutech Kde je největšiacute

3 Vypočiacutetej podle vzorce z tabulek jakaacute je rychlost zvuku při daneacute teplotě

vzduchu t = degC

4 Zkus se zamyslet nad průběhem grafů ndash jak se musiacute chvět zdroj zvuku

Zkus změřit rychlost zvuku pomociacute odrazu Naacutevod

K měřeniacute je použita odpadniacute trubka HTEM zakoupenaacute v OBI (deacutelka 1 2 nebo

3m takeacute je možneacute zakoupit viacutece stejnyacutech metrovyacutech kusů ktereacute je možno

zasouvat do sebe) K ucpaacuteniacute trubky je možneacute koupit tzv zaacutetku kteraacute se nasadiacute

- 152 -

na konec trubky Mikrofon je umiacutestěn těsně u uacutestiacute trubky K měřeniacute stačiacute pouze

jeden mikrofon K měřeniacute je potřeba stejneacute nastaveniacute (včetně bdquospouštěldquo)

5 Měřeniacute zkus nejdřiacuteve bez odpadniacute trubky a potom s trubkou

6 Jakou vzdaacutelenost musiacuteš dosadit do vzorce

7 Zkus stejneacute měřeniacute ale oddělej zaacutetku Zkus vysvětlit to co jsi naměřil

8 Nyniacute můžeš zkusit i ohřaacutet vzduch v trubce pomociacute feacutenu nebo teplovzdušneacute

pistole a teploměrem TMP-BTA měřit jeho teplotu Jak se změniacute rychlost

zvuku Co to způsobilo

- 153 -

Zvukoveacute jevy 312 VNIacuteMAacuteNIacute ZVUKU HLASITOST

Fyzikaacutelniacute princip

Praacuteh slyšitelnosti je nejmenšiacute intenzita zvuku kterou je schopen vniacutemat

pozorovatel s normaacutelniacutem sluchem (I0 = 10ndash12

W mndash2

) Praacuteh bolesti je

nejmenšiacute intenzita zvuku kteraacute vyvolaacute pocit bolesti (I0 = 10 W mndash2

) Hladina

intenzity zvuku L (v decibelech) je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute vyjadřuje kolikraacutet

je vniacutemanyacute zvuk silnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti (10kraacutet o 10 dB 100kraacutet

o 20 dB 1 000kraacutet o 30 dB hellip)

Ciacutel

Určit pomociacute hlukoměru SLM-BTA hladinu intenzity zvuku lidskeacuteho hlasu

zařiacutezeniacute a strojů kolem naacutes (pračka vysavač televize raacutedio reprodukovanaacute

hudba ulice hřiště přestaacutevka ve školehellip ticho)

- 154 -

Pomůcky

LabQuest hlukoměr SLM-BTA

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme hlukoměr SLM-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

120 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 155 -

3 Nastaveniacute hlukoměru SLM-BTA Time Weiting ndash S (slow) Maximum

Level Hold ndash RESET (průběžně zobrazuje) Frequency Weighting ndash A (pomaleacute

změny)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a postupně v 10 s

intervalech zkoušiacuteme různeacute zvuky ticho ndash potlesk ndash tlumenyacute hovor ndash hlasityacute

hovor ndash velmi hlasityacute hovor ndash křik

5 Podobně zkoušiacuteme změřit

a) hluk celeacuteho praciacuteho cyklu pračky

b) hluk různyacutech spotřebičů kolem naacutes ndash televize raacutedio zvuk ze sluchaacutetek

(přiloženiacutem hlukoměru ke sluchaacutetkům) zvuk mobilniacuteho telefonu hluk varneacute

konvice

c) hluk ve škole ndash ve třiacutedě na chodbě hellip

d) ticho ndash ve dne v noci

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Kolikraacutet je bdquoticholdquo hlučnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti

2 Vyzkoušej jak velkeacute je bdquoticholdquo uvnitř krabice

- 156 -

3 Jakeacute je bdquoticholdquo před oknem a za oknem

4 Vyzkoušej odraz zvuku ndash v miacutestnosti na louce

5 Změř jak se měniacute hladina intenzity zvuku za bouřky

6 Zkoumej jak zvuk pohlcujiacute různeacute materiaacutely

7 Vyzkoušej odraz zvuku pomociacute desky Např

8 Vyzkoušej naměřit v jeskyni hlasitost ozvěny

- 157 -

9 U reproduktoroveacute soustavy (stereo) zkus naleacutezt miacutesto s nejsilnějšiacute hlasitostiacute

10 Změř zaacutevislost hlasitosti na uacutehlu naacuteklonu odrazneacute desky Sestroj graf

11 Změř směrovou charakteristiku reproduktoru

( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=393)

12 Změř frekvenčniacute charakteristiku reproduktoru

( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=392)

- 158 -

Elektrickeacute vlastnosti laacutetek

313 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ ELEKTRICKYacute PROUD

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovanyacutech

těles kteryacute se projevuje silovyacutem působeniacutem na jinaacute tělesa Jeho jednotkou je

coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při pokusech ve třiacutedě

pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů) 1 nC je přibližně

6000000000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj elektronu hellip)

Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj (na skleněneacute

tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně nabiteacute těleso maacute

viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute protony

K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič naacuteboje

Elektrickyacute proud I je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličinou Jeho jednotkou je ampeacuter

(A) Můžeme jej vyjaacutedřit pomociacute naacuteboje Q kteryacute projde vodičem za jednotku

času Q

It

Ciacutel

Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute

při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute

Změřit proud I v zaacutevislosti na čase t a určit velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute

a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru

- 159 -

Pomůcky

LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA ampeacutermetr DCP-BTA tělesa (plechovka

na polystyreacutenu kovoveacute kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem

držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute těles kondenzaacutetor 15 mF16 V plochaacute baterie

45 V žaacuterovka 35 V 01 A přepiacutenač

- 160 -

Scheacutema

Postup

1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou

krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku

připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou

zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě

- 161 -

kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru

zvoliacuteme rozsah plusmn100 nC (scheacutema a))

2 Zapneme LabQuest

3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem

ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj

Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky

5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence

2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj

z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute

naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)

Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky

9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute

tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)

10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu 3times3

mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle

- 162 -

Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm

Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je

11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech

(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)

12 Sestaviacuteme obvod podle scheacutema b)

13 Změřiacuteme časovyacute průběh proudu při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru

- 163 -

14 Určiacuteme velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru pomociacute

funkce menu Analyacuteza volba Integraacutel

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zopakuj měřeniacute v bodech 13 a 14 pro různaacute zapojeniacute dvou nebo viacutece

kondenzaacutetorů

- 164 -

Elektrickyacute proud 314 OHMŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Ohmův zaacutekon Pokud maacute kovovyacute vodič staacutelou teplotu je elektrickyacute proud

prochaacutezejiacuteciacute vodičem přiacutemo uacuteměrnyacute napětiacute na vodiče (r 1826 G S Ohm)

Grafem přiacutemeacute uacuteměrnostiacute je přiacutemka prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem

Ciacutel

Ověřit Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky a rezistory 12 Ω 33 Ω

a 100 Ω

Pomůcky

LabQuest rezistor 33 Ω a 100 Ω žaacuterovka 6 V03 A voltmetr DVP-BTA

ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat

- 165 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

napětiacute Vlevo 0 Vpravo 6 V Na ose y zvoliacuteme Elektrickyacute proud a Spojovat

body Dole 0 a Nahoře 06 A V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Reostatem pomalu zvyšujeme napětiacute a proud Hodnota napětiacute nesmiacute

překročit 5 V a proudu 06 A Zobrazuje se tzv voltampeacuterovaacute charakteristika

Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro rezistor 33 Ω a pro žaacuterovku

- 166 -

7 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Platiacute Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky

2 Porovnej voltampeacuteroveacute charakteristiky rezistorů s různyacutemi hodnotami

odporů

3 Zkus vymyslet jak ověřiacuteš že Ohmův zaacutekon platiacute i pro wolframoveacute vlaacutekno

žaacuterovky

- 167 -

Elektrickyacute proud 315 ODPOR

Fyzikaacutelniacute princip

Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou

elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše

přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita

ρ a na teplotě t vodiče

Ciacutel

Změřit odpor bdquošpatneacuteholdquo vodiče ndash rezistoru Ověřit jak zaacutevisiacute odpor vodiče na

deacutelce

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) různeacute rezistory tahovyacute

potenciometr 10 kΩ počiacutetač s programem Logger Pro

- 168 -

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 K ohmmetru připojiacuteme tahovyacute potenciometr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se

vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 169 -

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm

2 cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute

potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute

exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute

14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Měřiacuteme odpor různyacutech rezistorů a jejich zapojeniacute

2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů

3 Změř jak zaacutevisiacute odpor potenciometru na uacutehlu natočeniacute u otočneacuteho

potenciometru

- 170 -

Elektrickyacute proud 316 ZAacuteVISLOST ODPORU NA

TEPLOTĚ

Fyzikaacutelniacute princip

Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou

elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše

přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita

ρ a na teplotě t vodiče

Na teplotě zaacutevisiacute odpor vodičů i polovodičů Odpor vodičů se vzrůstajiacuteciacute

teplotou stoupaacute (kladnyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) kdežto odpor

polovodičů uhliacuteku a některyacutech speciaacutelniacutech slitin kovů se vzrůstajiacuteciacute teplotou

klesaacute (zaacutepornyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) Elektrickyacute odpor maacute

vždy kladnou hodnotu Dobreacute vodiče kladou malyacute odpor špatneacute vodiče kladou

velkyacute odpor

Pozistor je dvoupoacutelovaacute elektrickaacute součaacutestka Jednaacute se o typ termistoru

s pozitivniacute teplotniacute zaacutevislostiacute (tzn s rostouciacute teplotou roste odpor) proto se

použiacutevaacute i označeniacute PTC termistor (positive temperature coefficient) Vyraacutebějiacute

se z polykrystalickeacute feroelektrickeacute keramiky (titaničitan barnatyacute BaTiO3)

Odpor pozistoru s růstem teploty nejprve miacuterně klesaacute nad Curieovu teplotu

poteacute prudce vzrůstaacute asi o 3 řaacutedy a pak opět miacuterně klesaacute Oblast naacuterůstu je

možneacute chemickyacutem složeniacutem ovlivňovat a tak vytvořit např sadu teploměrů

s odstupňovanyacutem teplotniacutem rozsahem (nejčastěji po 10 degC)

- 171 -

Ciacutel

Změřit jak zaacutevisiacute odpor pozistoru na teplotě

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA

pozistor kaacutedinka stojan počiacutetač s programem Logger Pro

- 172 -

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 a teploměr TMP-BTA do

konektoru CH 2 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Teploměr a pozistor jsou společně

upevněny zkroucenyacutem draacutetkem

3 K ohmmetru připojiacuteme pozistor

4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

5 Zapneme LabQuest

6 V programu LoggerPro na ose x zvoliacuteme teplotu a na ose y zvoliacuteme odpor

Tzn R = f(t)

7 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

8 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme

Nepřerušenyacute sběr dat

9 Do kaacutedinky nalijeme horkou vodu z konvice

- 173 -

10 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat Měřeniacute

nechaacuteme běžet delšiacute dobu (90 min) Pokud nemaacuteme čas můžeme měřeniacute

urychlit postupnyacutem ochlazovaacuteniacutem (přileacutevaacuteme studenou vodu nebo led)

11 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

12 Opakujeme měřeniacute pro různeacute pozistory

13 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z grafů určete teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu Porovnej jeho

velikost s hodnotami různyacutech kovů v tabulkaacutech

2 K čemu se použiacutevajiacute pozistory

- 174 -

Elektrickyacute proud 317 REOSTAT A POTENCIOMETR

Fyzikaacutelniacute princip

Plynulou změnu proudu spotřebičem umožňujiacute součaacutestky s proměnnyacutem

odporem ndash potenciometry Podle pohybu při ovlaacutedaacuteniacute je děliacuteme na tahoveacute

a otočneacute

K regulaci velkyacutech proudů použiacutevaacuteme reostat

Ciacutel

Ověřit funkci potenciometru jako děliče napětiacute a regulaacutetoru proudu

- 175 -

Pomůcky

LabQuest různeacute potenciometry počiacutetač s programem Logger Pro voltmetr

VP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA rezistor 100 Ω plochaacute baterie

- 176 -

Scheacutema

Postup

1 Voltmetr VP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 Potenciometr zapojiacuteme jako dělič napětiacute (viz scheacutema)

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment zvoliacuteme Sběr dat Moacuted

Udaacutelosti se vstupy Naacutezev sloupce deacutelka Značka d Jednotka cm

6 Na ose x zvoliacuteme veličinu deacutelka Na ose y veličinu napětiacute

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 177 -

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm

2cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute

potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko U otočneacuteho potenciometru měřiacuteme

a zadaacutevaacuteme jednotku uacutehlu

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute

exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

15 Stejneacute měřeniacute provedeme pro zapojeniacute potenciometru jako regulaacutetoru

proudu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 K čemu si využiacutevajiacute obě zapojeniacute Jakyacute je mezi nimi rozdiacutel

2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů

- 178 -

Elektrickyacute proud 318 VNITŘNIacute ODPOR ZDROJE

Fyzikaacutelniacute princip

Součet všech odporů kteryacutemi musiacute prochaacutezet proud uvnitř zdroje se nazyacutevaacute

vnitřniacute odpor zdroje Proud v uzavřeneacutem obvodu je roven podiacutelu

elektromotorickeacuteho napětiacute U0 zdroje a celkoveacuteho odporu R + Ri kde Ri je

vnitřniacute odpor zdroje

0

i

UI

R R

Ciacutel

Ověřit Ohmův zaacutekon pro uzavřenyacute obvod

Pomůcky

LabQuest rezistor 10 Ω voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute

baterie reostat 100 Ω a 10 kΩ

- 179 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x

zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat -

Ampeacutermetr Reostat 100 Ω a 10 kΩ nastaviacuteme na max hodnoty odporu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme spiacutenač

5 Reostatem 10 kΩ pomalu (10 s) zvětšujeme proud (hodnota odporu na

min) Jakmile reostat 10 kΩ vytočiacuteme do krajniacute polohy (min) pokračujeme

stejně reostatem 100 Ω do krajniacute polohy (min) Hodnota proudu nesmiacute

překročit 06 A což při napětiacute 45 V zajistiacute rezistor 10 Ω Zobrazuje se tzv

zatěžovaciacute charakteristika zdroje Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu

Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro různě stareacute plocheacute baterie

- 180 -

7 Provedeme analyacutezu jednotlivyacutech grafů V menu Analyacuteza zvoliacuteme Fitovat

křivku Napětiacute Vybereme typ rovnice Lineaacuterniacute Určiacuteme koeficienty lineaacuterniacute

funkce Opakujeme pro všechny grafy

8 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona pro uzavřenyacute obvod)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z koeficientů lineaacuterniacutech funkciacute určete napětiacute napraacutezdno U0 a zkratovyacute

proud Ik Daacutele určete vnitřniacute odpor Ri plocheacute baterie noveacute a stareacute

2 Vnitřniacute odpor plocheacute baterie se staacuteřiacutem zvětšuje Jak se to projevuje na

zatěžovaciacute charakteristice

- 181 -

Elektrickyacute proud 319 VYacuteKON ELEKTRICKEacuteHO

PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Vyacutekon P elektrickeacuteho proudu vypočiacutetaacuteme jako součin napětiacute na spotřebiči

a proudu kteryacute spotřebičem proteacutekaacute P = U I U spotřebičů je spraacutevneacute označovat

dodaacutevanyacute vyacutekon jako přiacutekon P0 Napřiacuteklad u žaacuterovky je světelnyacute vyacutekon

zlomkem elektrickeacuteho přiacutekonu

Ciacutel

Pomociacute wattmetru určit přiacutekon některyacutech spotřebičů Změřit přiacutekon v zaacutevislosti

na čase u některyacutech spotřebičů

Pomůcky

LabQuest wattmetr WU-PRO-I spotřebiče

- 182 -

Scheacutema

Postup

1 Wattmetr WU-PRO-I zapojiacuteme do USB konektoru LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 600 s Frekvence

1 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Připojiacuteme spotřebič k wattmetru

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) nebo po stisknutiacute tlačiacutetka (ukončit

měřeniacute) uložiacuteme soubor

- 183 -

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus změřit přiacutekon ledničky po dobu 24 hodin s teploměrem uvnitř Vyslov

zaacutevěr

2 Zkus změřit přiacutekon mikrovlnneacute trouby při ohřevu potravin (vody ndash změř

teplotu před začaacutetkem a po skončeniacute ohřiacutevaacuteniacute) Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče

3 Zkus změřit přiacutekon elektrovarneacute konvice nebo indukčniacuteho vařiče

s teploměrem Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče

- 184 -

Tepelneacute jevy 320 TERMOHRNEK

Fyzikaacutelniacute princip

Termosky a termohrnky jsou speciaacutelně vyrobeneacute naacutedoby ktereacute sloužiacute

k uchovaacuteniacute teploty tekutiny uvnitř Termoska byla vynalezena v roce 1982

Zaacutekladniacutem principem termosky je dvojitaacute vnitřniacute naacutedoba s lesklyacutemi dvojityacutemi

stěnami a z mezery mezi stěnami obou naacutedob je odčerpaacuten veškeryacute vzduch Přes

toto vakuoveacute prostřediacute nemůže tepelnaacute energie pronikat vedeniacutem tepelneacute

zaacuteřeniacute se odraacutežiacute zpět od lesklyacutech stěn u naacutedoby opatřeneacute zaacutetkou je omezen

i přenos prouděniacutem Diacuteky tomuto principu zůstaacutevaacute tekutina v naacutedobě teplaacute

nebo chladnaacute až po dobu několika hodin Většinou se dodaacutevajiacute termosky

s hrniacutečkem nebo sloužiacute jako hrniacuteček viacutečko laacutehve Různeacute firmy takeacute nabiacutezejiacute

možnost potisku vašiacute termosky

Ciacutel

Ověřit schopnost termohrnku udržet naacutepoj teplyacute po určitou dobu

Pomůcky

LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA různeacute termohrnky

- 185 -

Scheacutema

Postup

1 Teploměry zapojiacuteme do konektorů CH 1 až CH 4 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute (viz scheacutema) Dva termohrnky majiacute viacutečka Termohrnek

vpravo je bez viacutečka Vlevo je obyčejnyacute porcelaacutenovyacute hrnek

3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme ho přes USB k PC V programu LoggerPro

v menu Experiment ndash Sběr dat zatrhneme Nepřerušenyacute sběr dat

4 Do všech termohrnků nalijeme stejneacute množstviacute horkeacute vody z konvice

5 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

- 186 -

6 Po určiteacute době (např 2 až tři hodiny) zastaviacuteme měřeniacute

7 Vysloviacuteme zaacutevěr Co vše maacute vliv na udrženiacute tepleacuteho naacutepoje

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Opakujeme měřeniacute u všech termohrnků bez viacuteček

2 Opakujeme měřeniacute u všech hrnků s viacutečky

3 Opakujeme měřeniacute se studenyacutem naacutepojem Využijeme při tom kostky ledu

- 187 -

Elektrodynamika 41 MAGNETICKEacute POLE VODIČE

Fyzikaacutelniacute princip

Roku 1820 Hans Christian Oersted prokaacutezal že vodič jiacutemž prochaacuteziacute

elektrickyacute proud vytvaacuteřiacute kolem sebe magnetickeacute pole

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar soustřednyacutech kružnic ležiacuteciacutech v rovinaacutech

kolmyacutech na vodič Orientace indukčniacutech čar zaacutevisiacute na směru proudu a k jejiacutemu

určeniacute použiacutevaacuteme Ampeacuterovo pravidlo praveacute ruky Naznačiacuteme uchopeniacute

vodiče do praveacute ruky tak aby palec ukazoval dohodnutyacute směr proudu ve

vodiči prsty pak ukazujiacute orientaci magnetickyacutech indukčniacutech čar

- 188 -

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho

vodičem a na vzdaacutelenosti od vodiče

Pomůcky

LabQuest rezistor 10 Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA vodič

regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127

- 189 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash

max 06A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci v okoliacute vodiče

6 Potom nastaviacuteme konstantniacute hodnotu proudu a pohybujeme teslametrem

v kolmeacutem směru k ose vodiče

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce B na velikosti

elektrickeacuteho proudu I a na vzdaacutelenosti

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ze znalosti velikosti proudu a vzdaacutelenosti od vodiče spočiacutetej magnetickou

indukci

IB

d kde μ0 = 4πmiddot10

ndash7NmiddotA

ndash2

- 190 -

Elektrodynamika 42 SIacuteLA PŮSOBIacuteCIacute NA VODIČ

V MAGNETICKEacuteM POLI

Fyzikaacutelniacute princip

Na vodič o deacutelce l kteryacutem prochaacuteziacute proud I a je umiacutestěnyacute v magnetickeacutem poli

trvaleacuteho magnetu s indukciacute B působiacute siacutela F = BIl

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost siacutely působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli na velikosti proudu

prochaacutezejiacuteciacuteho vodičem

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA ampeacutermetr HCS-BTA vodič magnet

regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute KXN-305D rezistor 2 Ω-10 W

- 191 -

Scheacutema

- 192 -

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

siloměr DFS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo ndash5 A Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Siacutela a Spojovat body

Dole ndash003 N a Nahoře 003 N V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash

max 5 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Regulovatelnyacutem zdrojem zmenšujeme napětiacute (proud) na 0 V (0 A)

Přepoacutelujeme zapojeniacute zdroje Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute

(proud) Kontrolujeme proud ndash max 5 A Graf se vykresluje na opačnou stranu

osy y Siloměrem měřiacuteme siacutelu působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli

7 Provedeme analyacutezu grafu ndash proložiacuteme lineaacuterniacute funkci

8

9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute siacutela na velikosti elektrickeacuteho proudu I

- 193 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vypočiacutetej velikost siacutely ze znaacutemyacutech hodnot B I a l F BIl Magnetickou

indukci B změř teslametrem uvnitř magnetickeacuteho pole magnetu

2 Miacutesto jednoducheacuteho vodiče použij několik zaacutevitů vodiče (viz scheacutema)

Porovnej vyacutesledky měřeniacute

3 Měřeniacute uspořaacutedej vodorovnyacutem směrem Siloměr bude zavěšenyacute svisle

a ciacutevka bude otočně upevněnaacute uprostřed Ktereacute uspořaacutedaacuteniacute je vyacutehodnějšiacute

- 194 -

Elektrodynamika 43 ELEKTROMAGNETICKAacute

INDUKCE

Fyzikaacutelniacute princip

Elektromagnetickaacute indukce je jev při ktereacutem vznikaacute elektrickeacute napětiacute ve

vodiči změnou magnetickeacuteho pole v okoliacute vodiče (ciacutevky) Indukovaneacute napětiacute

zaacutevisiacute na velikosti změny magnetickeacuteho pole i na rychlosti jeho změny

Ciacutel

Změřit indukovaneacute napětiacute Ověřit na čem zaacutevisiacute

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA ciacutevka s jaacutedrem permanentniacute magnet

- 195 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod

dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 5 s

Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Roztočiacuteme

permanentniacute magnet v těsneacutem okoliacute ciacutevky (jaacutedra)

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 196 -

4 Opakujeme měřeniacute s rychlejšiacutem (pomalejšiacutem) otaacutečeniacutem magnetu

5 Vyměniacuteme magnet za bdquosilnějšiacuteldquo

6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash na čem zaacutevisiacute indukovaneacute napětiacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus ciacutevku s jinyacutem počtem zaacutevitů

2 Zkus pohybovat membraacutenou reproduktoru a měřit indukovaneacute napětiacute

3 Zkus napjatou strunu umiacutestit do magnetickeacuteho pole a na niacute měřit velikost

indukovaneacuteho napětiacute

- 197 -

Elektrodynamika 44 STŘIacuteDAVYacute PROUD

Fyzikaacutelniacute princip

Střiacutedavyacute proud (napětiacute) je proud kteryacute staacutele měniacute svoji velikost i směr Časovyacute

průběh různyacutech střiacutedavyacutech proudů (napětiacute) může byacutet harmonickyacute (sinusoida)

obdeacutelniacutekovyacute trojuacutehelniacutekovyacutehellip

Z časoveacuteho průběhu harmonickeacuteho proudu (napětiacute) můžeme určit periodu

frekvenci a amplitudu

Ciacutel

Změř časovyacute průběh harmonickeacuteho napětiacute a urči jeho efektivniacute hodnotu

periodu frekvenci a amplitudu Urči vztahy mezi nimi

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA (+ndash10 V) zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute do 5 V

multimetr

- 198 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme voltmetr VP-BTA (+ndash10 V)

2 Do školniacuteho zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute (max 5 V stř) připojiacuteme rezistor

100 Ω

3 Paralelně k tomuto rezistoru připojiacuteme multimetr zapojenyacute jako střiacutedavyacute

voltmetr Zkontrolujeme že napětiacute neniacute většiacute než 5 V (efektivniacute hodnota)

4 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

01 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute

přes 001 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

5 Připojiacuteme vyacutevody voltmetru k rezistoru a stiskneme tlačiacutetko START

(měřeniacute) na LabQuestu

6 Po proběhleacutem měřeniacute v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika ndash Napětiacute

7 Z tabulky Statistika můžeme odečiacutest max hodnotu napětiacute = amplituda

Umax = V

8 Na voltmetru odečteme efektivniacute hodnotu napětiacute Uef = V

- 199 -

9 Vzhledem k tomu že jsme zadali dobu měřeniacute 01 s tak se zobrazilo přesně

5 period Tzn že jedna perioda je T = 002 s a frekvence je f = 50 Hz

10 Vypočiacutetaacuteme poměr Umax Uef =

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jako zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute můžeme

použiacutet samotnyacute LabQuest s vyacutekonovyacutem

zesilovačem PAMP kteryacute připojiacuteme

k LabQuestu a v aplikaci Zesilovač (generaacutetor

funkciacute) můžeme nastavovat druh střiacutedaveacuteho

signaacutelu (sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek pila)

frekvenci a amplitudu Pomociacute druheacuteho

LabQuestu můžeme kontrolovat ndash měřit tento

střiacutedavyacute signaacutel

2 Jako jinyacute zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute (proudu)

můžeme použiacutet generaacutetor funkciacute NTL I u něj

je možneacute nastavovat druh střiacutedaveacuteho signaacutelu

(sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek) frekvenci

a amplitudu kterou můžeme pomociacute

LabQuestu měřit

3 Kde se využiacutevaacute střiacutedaveacute napětiacute (proud) S jakyacutem průběhem

4 Zkus změřit střiacutedaveacute napětiacute v nějakeacutem přiacutestroji např na reproduktoru

baterioveacuteho raacutedia Pozor střiacutedaveacute napětiacute musiacute byacutet menšiacute než plusmn10 V Ověř

nejdřiacuteve stř voltmetrem

- 200 -

Elektrodynamika 45 TŘIacuteFAacuteZOVEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Třiacutefaacutezoveacute napětiacute vznikaacute otaacutečeniacutem magnetu v soustavě třiacute ciacutevek Maacuteme tedy tři

zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute ndash faacuteze Třiacutefaacutezovyacute rozvod lze využiacutet k zapojeniacute do

hvězdy nebo k zapojeniacute do trojuacutehelniacuteku Faacutezoveacute napětiacute (u1 u2 u3) je napětiacute

(v našich domaacutecnostech 230 V) mezi středniacutem vodičem (N) a faacutezovyacutem

vodičem (L1 L2 L3) Sdruženeacute napětiacute (u12 u13 u23) je napětiacute (v našich

domaacutecnostech 400 V) mezi libovolnyacutemi dvěma faacutezovyacutemi vodiči

Ciacutel

Změřit časovyacute průběh napětiacute třiacute faacuteziacute v zapojeniacute do hvězdy Ověřit že součet

napětiacute v každeacutem čase je nulovyacute Ověřit že poměr sdruženeacuteho a faacutezoveacuteho

napětiacute je 173kraacutet většiacute

Pomůcky

LabQuest zdroj třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute 3 rezistory 100 Ω 3 voltmetry VP-BTA

- 201 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme 3 voltmetry VP-BTA ke vstupům CH1 CH2 a CH3 LabQuestu

Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu Na zdroji třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute nastaviacuteme hodnotu

faacutezoveacuteho napětiacute do 5 V

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

005 s Frekvence 10 000 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Uložiacuteme měřeniacute

- 202 -

5 Provedeme analyacutezu grafu Odečiacutetaacuteme v každeacutem časoveacutem okamžiku

okamžiteacute hodnoty napětiacute u1 u2 a u3 a provaacutediacuteme jejich součet ndash ověřujeme že

součet je nulovyacute

6 Střiacutedavyacutem voltmetrem změřiacuteme sdruženeacute a faacutezoveacute napětiacute (efektivniacute

hodnoty) a vypočiacutetaacuteme jejich poměr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z grafu ndash časoveacuteho průběhu napětiacute urči o jakou čaacutest periody jsou

posunuta napětiacute

2 Z grafu urči jakyacute je frekvence a perioda střiacutedavyacutech napětiacute

3 Jakyacute je poměr efektivniacute a maximaacutelniacute hodnoty faacutezoveacuteho střiacutedaveacuteho napětiacute

ktereacute jsi naměřil

4 Z grafu urči amplitudu sdruženeacuteho napětiacute a amplitudu faacutezoveacuteho napětiacute

Jakyacute je jejich poměr

- 203 -

Elektrodynamika 46 ELEKTROMAGNETICKEacute VLNY

Fyzikaacutelniacute princip

Magnetickeacute pole můžeme znaacutezornit pomociacute indukčniacutech čar

Elektrickeacute pole popisujeme elektrickyacutemi siločarami

Elektrickeacute a magnetickeacute pole spolu často souvisejiacute Mluviacuteme pak

o elektromagnetickeacutem poli Elektromagnetickeacute vlny jsou přiacutečneacute a šiacuteřiacute se i ve

vakuu Šiacuteřiacute se rychlostiacute světla Elektromagnetickyacutemi vlnami se přenaacutešejiacute

signaacutely rozhlasu televize mobilniacutech telefonů atd I světlo je elektromagnetickeacute

vlněniacute (zaacuteřeniacute)

- 204 -

Mezi frekvenciacute f vlnovou deacutelkou λ a rychlostiacute šiacuteřeniacute elektromagnetickeacuteho

vlněniacute c (světla) platiacute vzorecc

f

Ciacutel

Změřit vlnovou deacutelku elektromagnetickeacuteho vlněniacute Prokaacutezat polarizaci

elektromagnetickeacute vlny

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA bezdraacutetovyacute zvonek ndash tlačiacutetko pracujiacuteciacute na

frekvenci 43392 MHz přijiacutemač s půlvlnnyacutem dipoacutelem (viz přiacutespěvek O

Lepila)

Scheacutema

- 205 -

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod

dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Pohybujeme rovnoměrnyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema pohyb 1)

5 Z poloh maxim a minim určiacuteme vlnovou deacutelku

6 Uložiacuteme měřeniacute

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pohybujeme rovnoměrnyacutem otaacutečivyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema

pohyb 2)

9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash vlnovaacute deacutelka a polarizace elektromagnetickeacuteho vlněniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vyzkoušej jak zaacutevisiacute velikost naměřeneacuteho napětiacute na vzdaacutelenosti vysiacutelače od

přijiacutemače

2 Pomociacute mřiacutežky nebo plechu vyzkoušej odraz vlněniacute (a interferenci)

- 206 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

47 TERMISTOR

Fyzikaacutelniacute princip

Termistor je polovodičovaacute součaacutestka jejiacutež odpor zaacutevisiacute na teplotě

Ciacutel

Změř zaacutevislost odporu termistoru na teplotě Urči o jakou zaacutevislost se jednaacute

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA

rychlovarnaacute konvice s horkou vodou termistory se jmenovitou hodnotou

odporu 4k7 10k 15k počiacutetač s programem Logger Pro

- 207 -

Scheacutema

Postup

1 V konvici si ohřejeme vodu

2 Teploměr TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 2 a ohmmetr do

konektoru CH 1 LabQuestu

3 K ohmmetru připojiacuteme termistor (10k) kteryacute zastrčiacuteme společně

s teploměrem do kaacutedinky

- 208 -

4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

5 Zapneme LabQuest

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Experiment ndash Sběr dat Trvaacuteniacute

300 s Frekvence 1 čteniacutes

8 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu na

osu y Odpor a na osu x Teplotu

9 Nalejeme horkou vodu z konvice do kaacutedinky s teploměrem a termistorem

a zapneme Sběr dat v programu LoggerPro

10 Voda postupně chladne a počiacutetač vykresluje graf zaacutevislosti R = f(t)

Ochlazovaacuteniacute můžeme pomalu urychlovat opatrnyacutem přileacutevaacuteniacutem studeneacute vody

a současnyacutem miacutechaacuteniacutem Pro hlubšiacute ochlazeniacute můžeme použiacutet kousek ledu

11 Po skončeniacute měřeniacute (300 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti ndash menu

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute a můžeme opakovat měřeniacute pro dalšiacute

termistor Nebo při měřeniacute použiacutet současně dva ohmmetry (CH 2 a CH 3) a dva

termistory

12 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

- 209 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z programu Logger Pro z tabulky můžeme naměřenaacute data pomociacute Ctrl+C

a Ctrl+V zkopiacuterovat do programu Excel a tam je daacutele zpracovaacutevat ndash sestrojit

graf proložit funkci

2 V programu Logger Pro můžeme v menu Analyacuteza ndash Curve Fit zkusit

proložit funkci kterou si vybereme ze seznamu Ověř vyacutepočtem (Excel

kalkulačka) že zvolenaacute funkce bdquofungujeldquo

3 Zdůvodněte proč odpor termistoru klesaacute s rostouciacute teplotou Kde se toho

využiacutevaacute

- 210 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

48 FOTOREZISTOR

Fyzikaacutelniacute princip

Fotorezistor (dřiacuteve označovaacuten jako fotoodpor) je pasivniacute elektrotechnickaacute

součaacutestka bez PN přechodu jejiacutež elektrickyacute odpor R se snižuje se zvyšujiacuteciacutem

se osvětleniacutem E

Princip fotorezistoru je založen na vnitřniacutem fotoelektrickeacutem jevu světlo

(foton) naraziacute do elektronu ve valenčniacute sfeacuteře a předaacute mu svoji energii tiacutem

elektron ziacuteskaacute dostatek energie k překonaacuteniacute zakaacutezaneacuteho paacutesu a skočiacute

z valenčniacuteho paacutesu do vodivostniacuteho Tiacutem opustiacute svůj atom a pohybuje se jako

volnyacute elektron prostorem krystaloveacute mřiacutežky Na jeho miacutestě vznikla diacutera Takto

vznikleacute volneacute elektrony přispiacutevajiacute ke sniacuteženiacute elektrickeacuteho odporu R (zvyacutešeniacute

elektrickeacute vodivosti G) Čiacutem viacutece světla na fotorezistor dopadaacute tiacutem vznikaacute viacutece

volnyacutech elektronů a zvyšuje se tiacutem elektrickaacute vodivost

Ciacutel

Změřit zaacutevislost odporu fotorezistoru na vzdaacutelenosti od zdroje světla

(žaacuterovky) Analyzovat funkčniacute zaacutevislost

- 211 -

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) fotorezistor počiacutetač

s programem Logger Pro

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 K ohmmetru připojiacuteme fotorezistor

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se

vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Fotorezistor (upevněnyacute v trubičce) nastaviacuteme 10 cm od žaacuterovky

- 212 -

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 10 cm a stiskneme OK

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 20 cm 30 cmhellip

150 cm

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute fotorezistory

14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Připoj k LabQuestu luxmetr a změř zaacutevislost odporu na osvětleniacute

- 213 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

49 TRANZISTOR JAKO SPIacuteNAČ A ZESILOVAČ

Fyzikaacutelniacute princip

Tranzistor je polovodičovaacute součaacutestka se dvěma přechody PN Středniacute čaacutest

krystalu polovodiče je baacuteze B a přechody PN ji oddělujiacute od oblasti s opačnyacutem

typem vodivosti kolektorem C a emitorem E Podle druhu vodivosti

jednotlivyacutech čaacutestiacute označujeme tranzistory jako typy NPN a PNP

Zaacutekladniacute funkce tranzistoru Maleacute napětiacute v obvodu baacuteze vzbuzuje proud

kteryacute je přiacutečinou mnohokraacutet většiacuteho proudu v obvodu kolektoroveacutem Tranzistor

se použiacutevaacute jako bdquoelektronickyacute spiacutenačldquo a bdquozesilovačldquo

- 214 -

Ciacutel

Ověřit činnost tranzistoroveacuteho spiacutenače a tranzistoroveacuteho zesilovače

Pomůcky

LabQuest dva voltmetry VP-BTA zapojeniacute tranzistoru jako spiacutenače

a zesilovače (podle scheacutema) generaacutetor signaacutelu baterie 45 V

Scheacutema

a) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquospiacutenačeldquo

- 215 -

b) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquozesilovačeldquo

Postup

1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 a CH 2 LabQuestu

2 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquospiacutenačldquo dle scheacutema a) Voltmetry měřiacuteme napětiacute

UBE (U1) a UCE (U2)

3 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme trojuacutehelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 5V

4 Voltmetr U1 připojiacuteme mezi baacutezi a emitor (UBE) Voltmetr U2 připojiacuteme

mezi kolektor a emitor (UCE)

5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

3 s Frekvence 10 000 čteniacutes

6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

- 216 -

Tranzistor jako bdquospiacutenačldquo

7 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

8 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquozesilovačldquo dle scheacutema b) Voltmetry měřiacuteme

napětiacute UBE (U1) a UCE (U2) Potenciometrem P nastaviacuteme bdquopracovniacute bod

tranzistoruldquo ndash UCE bude miacutet polovičniacute hodnotu napaacutejeciacuteho napětiacute

9 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme sinusovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 015 V

10 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 01 s Frekvence 10 000 čteniacutes

11 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

- 217 -

12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

13 Určiacuteme jakyacute je poměr UCEUBE

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Při jakeacutem napětiacute UBE tranzistor bdquosepneldquo Jak dlouho probiacutehaacute bdquosepnutiacuteldquo

2 Zkus měnit kmitočet vstupniacuteho napětiacute zesilovače

3 Zkus měnit nastaveniacute pracovniacuteho bodu Jakyacute to maacute vliv na vyacutestupniacute signaacutel

4 Zkus měnit velikost střiacutedaveacuteho vstupniacuteho napětiacute Jakyacute to maacute vliv na tvar

vyacutestupniacuteho napětiacute

- 218 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

410 INTEGROVANYacute OBVOD

Fyzikaacutelniacute princip

Prvniacute integrovanyacute obvod zkonstruoval Jack Kilby koncem srpna 1958 (r 2000

Nobelova cena za fyziku) Integrovaneacute obvody jsou součaacutestky ktereacute v jednom

pouzdře obsahujiacute velkeacute množstviacute vodičů rezistorů kondenzaacutetorů diod

a tranzistorů Děliacuteme je na čiacuteslicoveacute analogoveacute hellip

- 219 -

Ciacutel

Ověřit činnost integrovaneacuteho obvodu (čiacuteslicovyacute analogovyacute hellip)

Pomůcky

LabQuest tři voltmetry VP-BTA moduly zapojeniacute integrovanyacutech obvodů

LabQuest jako generaacutetor signaacutelu nebo jinyacute generaacutetor signaacutelu

- 220 -

Scheacutema

a) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo

b) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo

- 221 -

Postup

1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu

2 Zapojiacuteme čiacuteslicovyacute integrovanyacute obvod MH 7400 jako bdquoANDldquo bdquoORldquo hellip

dle scheacutematu a) b)

3 Na dvou generaacutetorech signaacutelu nastaviacuteme

obdeacutelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 45 V

4 Na prvniacutem generaacutetoru nastaviacuteme kmitočet

2 Hz a na druheacutem 3 Hz Připojiacuteme je na

vstupy A a B a připojiacuteme k nim voltmetry 1

a 2 K vyacutestupu Y připojiacuteme 3 voltmetr

5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 s Frekvence 200 čteniacutes

6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme

- 222 -

Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo

Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute

funkce bdquoNANDldquo

2 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute

funkce bdquoNORldquo

3 Zkus dalšiacute logickeacute funkce

4 Vyzkoušej funkci jinyacutech čiacuteslicovyacutech integrovanyacutech obvodů Např MH

7493 MH 74153 hellip

5 Vyzkoušej funkci jinyacutech analogovyacutech integrovanyacutech obvodů Např NE

555 hellip

- 223 -

Atomy a zaacuteřeniacute 411 RADIOAKTIVITA A OCHRANA

PŘED ZAacuteŘENIacuteM

Fyzikaacutelniacute princip

Radioaktivita je samovolnaacute přeměna jader Při přeměnaacutech jader vznikaacute zaacuteřeniacute

alfa beta gama a dalšiacute Poločas přeměny je doba za kterou se přeměniacute

polovina původniacuteho počtu radioaktivniacutech jader Ionizujiacuteciacute zaacuteřeniacute škodiacute všem

živyacutem buňkaacutem a je potřeba se před niacutem chraacutenit

Ciacutel

Změř uacuteroveň pozadiacute v miacutestnosti a na louce Ověř uacutečinek ozaacuteřeniacute detektoru od

zdroje zaacuteřeniacute na vzdaacutelenosti době tloušťce stiacuteněniacute a materiaacutelu stiacuteněniacute Ověř

zaacutekon radioaktivniacute přeměny Urči poločas přeměny baria 137m

Ba

Pomůcky

LabQuest souprava GAMABETA (GABEset-1) kabel k propojeniacute detektoru

s LabQuestem (viz doplňkovyacute text) souprava GABEset-2 přiacutepadně detektor

zaacuteřeniacute DRM-BTD

- 224 -

Scheacutema

Postup

1 Propojiacuteme detektor zaacuteřeniacute DRM-BTD (od firmy Vernier) nebo indikaacutetor

zaacuteřeniacute IRA ze soupravy GAMABETA 2007 (staršiacute GABEset-1) do konektoru

DIG 1 LabQuestu V druheacutem přiacutepadě musiacuteme požiacutet propojovaciacute kabel (viz

doplňkovyacute text nebo httpwwwvernierczclankypropojeni-gamabety-s-

labquestem)

2 Zapneme LabQuest V menu Senzor ndash Nastaveniacute senzorů vybereme pro

DIG 1 Detektor radiace Je vyacutehodneacute připojit dva detektory současně Druhyacute do

DIG 2 Oba umiacutestiacuteme na různaacute miacutesta (ne vedle sebe)

- 225 -

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Frekvence 01 čteniacutes a Trvaacuteniacute

100s

4 V menu Graf ndash Parametry grafu zvoliacuteme Automatickeacute měřiacutetko od nuly

5 Detektor (y) zaacuteřeniacute postaviacuteme volně na stůl Nepoužiacutevaacuteme žaacutednyacute zdroj

zaacuteřeniacute

6 Zapneme Sběr dat Měřeniacute bude probiacutehat 100 s v 10-ti sekundovyacutech

intervalech Vykresluje (iacute) se křivka (y) kteraacute (eacute) znaacutezorňuje (iacute) radioaktivitu

kolem naacutes (pozadiacute) v miacutestnosti nebo na louce Radioaktivita je přirozenou

součaacutestiacute našeho života Pokud použijeme dva detektory současně vidiacuteme že na

různyacutech miacutestech je jinyacute naacutepočet Radioaktivniacute přeměny majiacute statistickou

povahu

7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme (menu Graf ndash Uložit měřeniacute)

8 Pro dalšiacute měřeniacute můžeme změnit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme

Frekvence 001 čteniacutes a Trvaacuteniacute 1 000 s

9 V dalšiacutech měřeniacutech postupujeme stejně (bod 6 a 7) ale můžeme plnit

různeacute uacutekoly

a) Stanovit uacutečinek vzdalovaacuteniacute detektoru od zdroje zaacuteřeniacute (použijeme školniacute

zdroj zaacuteřeniacute ze soupravy GAMABETA) Pokud použijeme dva detektory

současně jeden nechaacuteme samostatně a druhyacute budeme ozařovat zdrojem zaacuteřeniacute

z různyacutech vzdaacutelenostiacute a v 10-ti (přiacutepadně při změně nastaveniacute bod 8 ndash 100)

sekundovyacutech intervalech budeme zdroj zaacuteřeniacute postupně po 2 cm vzdalovat od

detektoru

b) Stanovit miacuteru absorpce zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na tloušťce vrstvy

stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu Jeden detektor ozařujeme zaacuteřeniacutem beta a druhyacute zaacuteřeniacutem

gama (ze školniacuteho zdroje zaacuteřeniacute) Přitom v danyacutech časovyacutech intervalech

měniacuteme tloušťku měděneacute destičky (viz naacutevod k soupravě GAMABETA)

Vzhledem k tomu že je možno nastavit 6 různyacutech tlouštěk destičky (ek) potom

je vhodneacute dobu trvaacuteniacute změnit na 60 přiacutepadně 600 sekund

c) Stanovit rozdiacutel v absorpci zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na protonoveacutem

čiacutesle stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu shodneacute tloušťky Souprava GAMABETA obsahuje

destičky různyacutech materiaacutelů hliniacutek železo ciacuten měď olovo Prvniacute měřeniacute

provaacutediacuteme bez absorpčniacute destičky a potom postupně vystřiacutedaacuteme destičky

z různyacutech materiaacutelů Pro měřeniacute b) a c) je vhodnějšiacute doba trvaacuteniacute 600 s protože

- 226 -

změna tloušťky nebo materiaacutelu vyžaduje dvě sekundy a tiacutem zmenšiacuteme chybu

měřeniacute v jednotlivyacutech intervalech

d) Ověřeniacute zaacutekona radioaktivniacute přeměny Pro měřeniacute je potřeba ještě

souprava GABEset-2 kteraacute umožňuje přiacutepravu eluaacutetu baria k určeniacute poločasu

přeměny baria 137m

Ba (cca 150 s) K měřeniacute musiacuteme proveacutest nastaveniacute v bodě

8 (viz vyacuteše) Postupujeme podle naacutevodu v soupravě GABEset-2

10 Vysloviacuteme zaacutevěry

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus vyacuteše uvedenaacute měřeniacute proveacutest s připojenyacutem LabQuestem k PC

v programu Logger Pro Zde je možno nastavit zobrazeniacute grafu v sloupečciacutech

ndash menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu ndash Graph options ndash Bar graph

2 Zkus proměřit poločas přeměny s připojenyacutem LabQuestem k PC

v programu Logger Pro Pro detektor 1 můžeme proveacutest analyacutezu grafu

Analyacuteza ndash CurveFit ndash Natural exponent (proložit exponenciaacutelniacute funkci)

Poločas rozpadu je pak převraacutecenou hodnotou koeficientu C (viz niacuteže graf)

- 227 -

Atomy a zaacuteřeniacute 412 SLUNCE ndash SDIacuteLENIacute TEPLA

SAacuteLAacuteNIacuteM

Fyzikaacutelniacute princip

Slunce vysiacutelaacute elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute do prostoru Dopadne-li toto zaacuteřeniacute na

nějakeacute jineacute těleso a dojde-li k pohlceniacute tohoto zaacuteřeniacute zvyacutešiacute se vnitřniacute energie

tohoto tělesa Souhrnně se vzaacutejemneacute saacutelaacuteniacute a pohlcovaacuteniacute při dvou nebo i viacutece

tělesech s různyacutemi teplotami nazyacutevaacute sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem Dopadne-li toto

zaacuteřeniacute na jineacute těleso je čaacutestečně pohlceno čaacutest se odraacutežiacute a čaacutest prochaacuteziacute

tělesem Pohlceneacute zaacuteřeniacute způsobuje zvyacutešeniacute vnitřniacute energie tělesa odraženeacute

zaacuteřeniacute dopadaacute na jinaacute tělesa a prochaacutezejiacuteciacute zaacuteřeniacute přechaacuteziacute na jinaacute tělesa

Pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa zaacutevisiacute předevšiacutem na jakosti povrchu

a takeacute na barvě povrchu V praxi maacute tento poznatek vyacuteznam předevšiacutem při

konstrukci různyacutech zařiacutezeniacute např biacuteleacute chladničky a mrazaacuteky (aby se co nejviacutece

zaacuteřeniacute odrazilo) v leacutetě nosiacuteme předevšiacutem světleacute oblečeniacute Chceme-li naopak

aby se co nejviacutece zaacuteřeniacute pohltilo voliacuteme černou barvu povrchu

Ciacutel

Ověřit pohltivost různyacutech povrchů

Pomůcky

LabQuest 4 ks teploměr TMP-BTA 4 ks PET laacutehviacute s různyacutem povrchem

žaacuterovka 100 W 300 W

- 228 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměry TMP-BTA ke vstupům CH1 až CH4 LabQuestu

Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

600 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Zapneme žaacuterovku 300 W

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 229 -

5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa na

jakosti povrchu a takeacute na barvě povrchu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute se 100 W žaacuterovkou

2 Provedeme měřeniacute pro jineacute barvy a povrchy

- 230 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

413 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK I

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na osvětleniacute E

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)

- 231 -

Scheacutema

- 232 -

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E

solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 Na ose x zvoliacuteme Osvětleniacute (Illumination (lux)) a na ose y Vyacutekon (mW)

6 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzoreks

daacutele zatrhneme volbu Nepřerušenyacute sběr dat

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Plynule přibližujeme (přiacutepadně vzdalujeme) žaacuterovku k solaacuterniacutem člaacutenkům

Měřiacuteme zaacutevislost P = f(E)

9 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

10 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků zapojenyacutech seacuteriově a paralelně

- 233 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

414 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK II

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na uacutehlu natočeniacute solaacuterniacutech člaacutenků

vzhledem ke zdroji světla

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)

- 234 -

Scheacutema

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E

solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

- 235 -

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev

sloupce Uacutehel Značka α Jednotky deg

6 Na ose x zvoliacuteme Uacutehel (deg) a na ose y Vyacutekon (mW)

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute

panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky

9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu uacutehlu 0deg

10 Natočiacuteme solaacuterniacute panel o 10deg od směru šiacuteřeniacute světla Využijeme uacutehloměr na

stavebnici solaacuterniacutech panelů Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu

uacutehlu 10deg

11 Opakujeme postup pro dalšiacute hodnoty uacutehlů 20deg 30deg hellip 90deg

12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

13 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků osvětlenyacutech Sluncem

- 236 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

415 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK III

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na vlnoveacute deacutelce světla - filtru

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad) barevneacute filtry ze

stavebnice

- 237 -

Scheacutema

- 238 -

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev

sloupce Barva filtru Značka λ Jednotky nm

6 Na ose x zvoliacuteme Barva filtru (nm) a na ose y Vyacutekon (mW)

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute

panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky Před solaacuterniacute

člaacutenky vložiacuteme bdquomodryacute filtrldquo

- 239 -

9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu vlnoveacute deacutelky modreacuteho

světla ndash 460 nm

10 Opakujeme postup pro zelenyacute žlutyacute a červenyacute filtr

11 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

12 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pomociacute spektrofotometru změř vlnovou deacutelku světla ktereacute projde přes danyacute

barevnyacute filtr

2 Vyzkoušej jineacute barevneacute filtry

Mgr Vaacuteclav Pazdera

Měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier

Vydal Repronis v Ostravě roku 2012

Technickaacute uacuteprava textu doc RNDr Oldřich Lepil CSc

Naacutevrh obaacutelky

Tisk Repronis s r o Ostrava

Počet stran 240

Naacuteklad 150 ks

Vydaacuteniacute prvniacute

ISBN 978-80-7329-

Page 4: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk

- 4 -

29 Pascalův zaacutekon 91

210 Atmosfeacuterickyacute tlak 94

211 Zaacuteklady meteorologie 98

212 Přetlak a podtlak 101

213 Stiacuten a polostiacuten 104

214 Barvy světla 107

3 TERCIE

31 Praacutece 111

32 Energie polohovaacute a pohybovaacute 114

33 Uacutečinnost 121

34 Nakloněnaacute rovina 125

35 Kalorimetrickaacute rovnice 128

36 Vedeniacute tepla 131

37 Soutěž teploměrů 134

38 Var 137

39 Kmitavyacute pohyb 141

310 Zvuk 145

311 Rychlost zvuku ve vzduchu 149

312 Vniacutemaacuteniacute zvuku Hlasitost 153

313 Elektrickyacute naacuteboj Elektrickyacute proud 158

314 Ohmův zaacutekon 164

315 Odpor 167

316 Zaacutevislost odporu na teplotě 170

317 Reostat a potenciometr 174

318 Vnitřniacute odpor zdroje 178

319 Vyacutekon elektrickeacuteho proudu 181

320 Termohrnek 184

4 KVARTA

41 Magnetickeacute pole vodiče a ciacutevky 187

- 5 -

42 Siacutela působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli 190

43 Elektromagnetickaacute indukce 194

44 Střiacutedavyacute proud 197

45 Třiacutefaacutezoveacute napětiacute 200

46 Elektromagnetickeacute vlny 203

47 Termistor 206

48 Fotorezistor 210

49 Tranzistor jako spiacutenač a zesilovač 213

410 Integrovanyacute obvod 218

411 Radioaktivita a ochrana před zaacuteřeniacutem 223

412 Slunce ndash sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem 227

413 Slunce ndash slunečniacute člaacutenek I 230

414 Slunce ndash slunečniacute člaacutenek II 233

415 Slunce ndash slunečniacute člaacutenek III 236

- 7 -

Uacutevod

Fyzikaacutelniacute veličina je jakaacutekoliv objektivniacute vlastnost hmoty jejiacutež hodnotu lze

změřit nebo spočiacutetat Měřeniacute fyzikaacutelniacute veličiny je praktickyacute postup zjištěniacute

hodnoty fyzikaacutelniacute veličiny Metody měřeniacute lze rozdělit na absolutniacute a relativniacute

přiacutemeacute a nepřiacutemeacute

Tento sborniacutek pracovniacutech listů je věnovaacuten měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin měřiacuteciacutem

systeacutemem Vernier Samozřejmě lze stejneacute uacutelohy měřit i s pomociacute jinyacutech

měřiacuteciacutech systeacutemů

Sborniacutek je určen pro studenty a učitele

1 čaacutest (tento sborniacutek) pokryacutevaacute učivo nižšiacuteho gymnaacutezia a jim odpoviacutedajiacuteciacutem

ročniacutekům zaacutekladniacutech škol a 2 čaacutest pokryacutevaacute učivo fyziky pro vyššiacute stupeň

gymnaacutezia nebo středniacute školy

Uvedenyacute soubor pracovniacutech listů vznikl na zaacutekladě zkušenostiacute ktereacute jsem

ziacuteskal při častyacutech měřeniacutech pro žaacuteky zaacutekladniacutech a středniacutech škol a na mnoha

seminaacuteřiacutech pro učitele fyziky kde jsem byl jako uacutečastniacutek nebo jako lektor

U každeacuteho pracovniacuteho listu je uvedena stručnaacute fyzikaacutelniacute teorie seznam

potřebnyacutech pomůcek scheacutema zapojeniacute stručnyacute postup jednoducheacute nastaveniacute

měřiacuteciacuteho systeacutemu ukaacutezka naměřenyacutech hodnot a přiacutepadně dalšiacute naacuteměty

k měřeniacute

Byl bych raacuted kdyby sborniacutek (1 a 2 čaacutest) pomohl studentům a učitelům fyziky

při objevovaacuteniacute kraacutes vědy zvaneacute fyzika a vyacutehod ktereacute nabiacuteziacute měřeniacute fyzikaacutelniacutech

- 8 -

veličin pomociacute měřiacuteciacutech systeacutemů ve spojeniacute s PC

Jakeacute jsou vyacutehody měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier (nebo

jinyacutech)

K měřiciacutemu systeacutemu můžeme připojit až 60 různyacutech senzorů

Všechna měřeniacute různyacutech fyzikaacutelniacutech veličin se ovlaacutedajiacute stejně což přinaacutešiacute

meacuteně stresu viacutece času a radosti z měřeniacute

Při použitiacute dataprojektoru maacuteme obrovskyacute měřiciacute přiacutestroj

Měřeniacute můžeme provaacutedět ve třiacutedě i v tereacutenu

Měřeniacute lehce zvlaacutednou bdquomaliacuteldquo i bdquovelciacuteldquo

Můžeme měřit několik veličin současně a v zaacutevislosti na sobě

Naměřeneacute hodnoty lze přenaacutešet i do jinyacutech programů

Naměřeneacute hodnoty lze uložit pro dalšiacute měřeniacute nebo zpracovaacuteniacute

Lze měřit i obtiacutežně měřeneacute veličiny a lze měřit i dopočiacutetaacutevaneacute veličiny

Lze měřit velmi rychleacute děje a velmi pomaleacute děje

Pořiacutezeniacute měřiacuteciacuteho systeacutemu neniacute draheacute

Maacuteme k dispozici hodně naacutemětů k měřeniacute

Vyacutesledek měřeniacute naacutes někdy překvapiacute a hellip poučiacute

Ve většině měřeniacute je vyacutestupem bdquografldquo ndash velmi naacutezorně se buduje vniacutemaacuteniacute

fyzikaacutelniacutech vztahů mezi veličinami

hellip

Přeji mnoho zdaru při měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin a hodně radosti z naměřenyacutech

vyacutesledků

Olomouc 2012 Vaacuteclav Pazdera

- 9 -

Veličiny a jejich měřeniacute

11 DEacuteLKA

Fyzikaacutelniacute princip

Rozměry těles přiacutepadně vzdaacutelenosti mezi tělesy určujeme zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute

veličinou ktereacute řiacutekaacuteme deacutelka l Zaacutekladniacute jednotkou deacutelky je metr

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru vzdaacutelenost mezi tělesy

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo

Scheacutema

- 10 -

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od

senzoru ke stropu k tabuli k zemi k rucehellip

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat

se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se

člověka od senzoru (0 až 6 m)

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu ndash kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od

senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od

senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem

kornoutem nebo mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka

vlaacutečkuhellip

6 Ukončiacuteme měřeniacute

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je funkciacute

času

- 11 -

Veličiny a jejich měřeniacute

12 HMOTNOST

Fyzikaacutelniacute princip

Množstviacute laacutetek v tělese popisujeme hmotnostiacute m Jednotkou hmotnosti je

kilogram kg Hmotnost tělesa můžeme určit vaacuteženiacutem pomociacute vaacutehy

Ciacutel

Zkontrolovat hmotnost přesnyacutech zaacutevažiacute ze sady zaacutevažiacute Určit hmotnost m

různyacutech těles minciacute hmotnost bdquostejnyacutechldquo zaacutevažiacute CO2 vzduchu hořiacuteciacuteho

kahanu hořiacuteciacute sviacutečky laacutehve s vodouhellip

Pomůcky

Počiacutetač program LoggerPro digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 teploměr GoTemp

sada zaacutevažiacute sada stejnyacutech krychliček z různyacutech materiaacutelů kahan sviacutečka PET

laacutehev mince

- 12 -

Scheacutema

Postup

1 Digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 (rozsah 0 až 4 000 g) zapojiacuteme do konektoru

USB počiacutetače

2 Spustiacuteme program LoggerPro

3 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g hellip) a

kontrolujeme zda vaacutehy ukazujiacute spraacutevnou hmotnost Naměřeneacute hmotnosti

zapisujeme do tabulky

4 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme stejneacute krychličky 1cm3 (nebo zaacutevažiacute)

z různyacutech materiaacutelů (Al Fe Zn Cu Pb dřevahellip) Naměřeneacute hmotnosti

zapisujeme do tabulky

5 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme mince (1 Kč 2 Kč 5 Kčhellip) Naměřeneacute

hmotnosti zapisujeme do tabulky

6 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Trvaacuteniacute

200 s Frekvence 1 čteniacutes

7 Na digitaacutelniacute vaacutehu postaviacuteme PET laacutehev s uzavřenyacutem odtokem

- 13 -

8 Uvolniacuteme odtok a současně stiskneme tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Měřiacuteme

jak se měniacute hmotnost kapalneacuteho tělesa po dobu 200 sekund Pokud je otvor

malyacute (voda vyteacutekaacute deacutele než je nastavenaacute doba) tak prodloužiacuteme dobu trvaacuteniacute

měřeniacute Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme naměřenyacute graf a přiacutepadně vyhodnotiacuteme

jeho průběh

9 Stejneacute měřeniacute (ad 8)) ale na hrdle PET laacutehve je našroubovaacuten vršek

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proveď analyacutezu naměřeneacuteho grafu ndash menu Analyacuteza ndash Proložit křivku nebo

Analyacuteza ndash Statistika

2 Stejneacute měřeniacute (ad 7) můžeme proveacutest s hořiacuteciacute sviacutečkou nebo s přiteacutekajiacuteciacute

vodou do PET laacutehve

3 Do PET laacutehve postaveneacute na digitaacutelniacute vaacuteze daacuteme určiteacute množstviacute octa (1dl)

můžeme takeacute přidat teploměr GoTemp zapneme měřeniacute a přisypeme saacuteček

sody Měřiacuteme zda se zmenšiacute hmotnost reagujiacuteciacute směsi (unikaacute plyn CO2)

Sledujeme i teplotu reagujiacuteciacutech laacutetek Zůstaacutevaacute hmotnost stejnaacute nebo se měniacute

Pokud maacuteme senzor pH můžeme při reakci sledovat i tuto vlastnost

4 Dvoulitrovou praacutezdnou PET laacutehev (uřiacuteznuteacute hrdlo) postav na digitaacutelniacute vaacutehu

V programu LoggerPro stiskni tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Naleacutevej do praacutezdneacute

laacutehve oxid uhličityacute (vyrobenyacute reakciacute octa a sody nebo z bombičky sifonu)

Pozoruj jak se měniacute hmotnost Nech měřeniacute běžet delšiacute dobu a pozoruj jak se

měniacute hmotnost Vyhodnoť měřeniacute Z naměřenyacutech hodnot a ze znalosti hustoty

vzduchu (129 kgm3) urči hustotu oxidu uhličiteacuteho Jakou maacute oxid uhličityacute

hustotu v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu

- 14 -

Veličiny a jejich měřeniacute

13 ČAS REAKČNIacute DOBA

Fyzikaacutelniacute princip

Čas je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličina kteraacute se nejčastěji označuje malyacutem

piacutesmenem t Jednotkou času je sekunda s

Reakčniacute doba člověka je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute

udaacutelosti do jeho reakce Mnoho faktorů ovlivňuje reakčniacute dobu člověka

Ciacutel

Změřit časoveacute uacuteseky různyacutech dějů pomociacute stopek LabQuestu

Změřit reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět

Pomůcky

LabQuest ultrazvukoveacute měřidlo vzdaacutelenosti GoMotion 2 ks voltmetry VP-

BTA deacutelkoveacute měřidlo

- 15 -

Scheacutema

Postup

1 Zapneme LabQuest a v dolniacute naacutestrojoveacute liště klikneme na ikonu domeček

2 V zobrazeneacute nabiacutedce zvoliacuteme Stopky

3 Stopky ovlaacutedaacuteme třemi tlačiacutetky ndash startstop vynulovaacuteniacute a zkopiacuterovaacuteniacute

aktuaacutelniacuteho uacutedaje z displeje např do kalkulačky Vyzkoušej si to

4 Změřiacuteme časoveacute uacuteseky různyacutech dějů

a) dobu mezi dvěma zvuky (generujeme pomociacute programu na PC ndash lze

přesně nastavit dobu dvě tlesknutiacute)

b) dobu kmitu kyvadla (dvěma po sobě jdouciacutem kyvům řiacutekaacuteme kmit)

c) dobu volneacuteho paacutedu tělesa z vyacutešky 2 metry můžeme ověřit pomociacute

GoMotion

d) dobu volneacuteho paacutedu dřevěneacute tyčky s deskou kterou jeden člověk pustiacute a

druhyacute chytiacute můžeme ověřit pomociacute GoMotion

- 16 -

e) dobu pohybu tělesa (autiacutečko vlaacuteček) po vodorovneacute podložce

f)

5 Změřiacuteme reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět

a) Světelnyacute ndash k LabQuestu připojiacuteme dva voltmetry VP-BTA prvniacute

připojiacuteme na LED (žaacuterovku) kteraacute je zapojena do obvodu s tlačiacutetkem

druhyacute připojiacuteme na rezistor zapojenyacute v obvodu s tlačiacutetkem prvniacute student

stiskne tlačiacutetko v prvniacutem obvodu a druhyacute stiskne v reakci na rozsviacutecenou

LED-ku (žaacuterovku) tlačiacutetko v druheacutem obvodu na LabQuestu

vyhodnotiacuteme dobu mezi napěťovyacutemi impulzy

b) Zvukovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze miacutesto LED-ky je zapojen bzučaacutek

a druhyacute student maacute zavřeneacute oči a reaguje na zvuk

c) Dotykovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze s tiacutem že prvniacute student se druheacuteho

dotkne rukou

6 Poznaacutemka

a) U všech třiacute měřeniacute v ad 5) je potřeba nastavit na LabQuestu v menu

Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 2 s Frekvence 1 000 čteniacutes Trigger

nastaviacuteme na Zapnuto a je rostouciacute přes 1 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute

Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

b) Miacutesto druheacuteho obvodu a voltmetru můžeme použiacutet senzor stisku ruky

HD-BTA

c) Při připojeniacute (ad 4c))ultrazvukoveacuteho senzoru MD-BTD nebo GO-MOT

do vstupu DIG 1 nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim

Časovaacute zaacutekladna Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

- 17 -

7 Ukončiacuteme měřeniacute

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkuste změřit reakčniacute dobu

a) opakovaně u jednoho studenta

b) u diacutevek a chlapců

c) mladyacutech a staryacutech lidiacute

d) raacuteno a večer

Na zaacutevěr sestav přehlednou tabulku všech vyacutesledků

2 Reakčniacute doba řidiče je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute

udaacutelosti do řidičovy reakce Jejiacute doba se pohybuje kolem 2 sekund ale vždy

zaacuteležiacute na pozornosti řidiče jeho věku fyzickeacute kondici a dalšiacutech faktorech Do

reakčniacute doby se však nezapočiacutetaacutevaacute doba prodlevy a naacuteběhu brzd Pamatujte

proto na bezpečnou vzdaacutelenost mezi vozidly a udržujte odstup

3 Zkuste chytit bankovku puštěnou druhyacutem člověkem dvěma prsty (pokud ji

chytnete je vaše) Proč ji nelze chytit

- 18 -

Veličiny a jejich měřeniacute

14 RYCHLOST

Fyzikaacutelniacute princip

Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme

v metrech za sekundu m

s

nebo v kilometrech za hodinu km

h

U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se

rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT

- 19 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 3 s

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost pohybu

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a potom se

přibližovat a daacutele se naopak vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost

chůze člověka (0 až 6 m)

- 20 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho

miacuteče od senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem

papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho autiacutečka (viz foto vyacuteše) vlaacutečkuhellip

5 Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

- 21 -

Veličiny a jejich měřeniacute

15 DRAacuteHA

Fyzikaacutelniacute princip

Draacuteha s je deacutelka trajektorie Trajektorie je křivka kterou těleso opisuje při

sveacutem pohybu

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru draacutehu kterou uraziacute těleso

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo

- 22 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od

senzoru ke stropu k tabuli k zemi k ruce hellip

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat

se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se

člověka od senzoru (0 až 6 m)

- 23 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od

senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem

papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka vlaacutečku hellip

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

2 Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je

funkciacute času

- 24 -

Veličiny a jejich měřeniacute

16 TEPLOTA

Fyzikaacutelniacute princip

Teplota je fyzikaacutelniacute veličina t kterou použiacutevaacuteme k popisu stavu tělesa (rychlost

pohybu atomů) Jednotkou je Celsiův stupeň (degC) Teplota tajiacuteciacuteho ledu je 0 degC

Bod varu vody je 100 degC Stupeň Fahrenheita (degF) je jednotka teploty

pojmenovanaacute po německeacutem fyzikovi Gabrielu Fahrenheitovi Dnes se použiacutevaacute

hlavně v USA

- 25 -

Ciacutel

Odhadnout teplotu a pak odhad ověřit teploměrem Ověřit teplotu tajiacuteciacuteho ledu

Ověřit teplotu varu vody Změřit jak se měniacute teplota v průběhu dne a při

ohřiacutevaacuteniacute nebo ochlazovaacuteniacute tělesa

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA teploměr STS-BTA PET laacutehve

- 26 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměr STS-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

2 Do několika naacutedob z PET lahviacute připraviacuteme vodu o různeacute teplotě ndash prvniacute

přidaacuteme led a u ostatniacutech postupně viacutece a viacutece horkeacute vody z elektrovarneacute

konvice

3 Zapneme LabQuest a můžeme měřit teplotu Nejdřiacuteve zkusiacuteme odhadnout

teplotu a potom ověřiacuteme pomociacute teploměru teplotu různyacutech těles

a) vzduch v miacutestnosti (u podlahy uprostřed u stropu)

b) vzduch na ulici

c) teplaacute voda

d) studenaacute voda

e) horkaacute voda

f) tajiacuteciacute led

g) tajiacuteciacute led a sůl

- 27 -

h) vařiacuteciacute voda

i) teplota lidskeacuteho těla

j) teplota v chladničce (dole nahoře v mraziciacutem boxu)

k)

4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 60 čteniacuteh Trvaacuteniacute 24 h

5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme venku za oknem

tak aby se nedotyacutekal žaacutedneacuteho tělesa

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu

vzduchu v průběhu 24 hodin Dalšiacute den ve stejnou dobu ukončiacuteme měřeniacute

7 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

8 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutemin Trvaacuteniacute 24 min

9 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme do kaacutedinky se

studenou vodou a začneme ohřiacutevat lihovyacutem kahanem

10 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu vody

v průběhu 12 minut (ohřiacutevaacuteniacute) Pak zahasiacuteme kahan a měřiacuteme dalšiacutech12 minut

(ochlazovaacuteniacute) Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 120 čteniacutemin Trvaacuteniacute 3 min

2 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu uchopiacuteme senzor

teploměru do ruky a pozorujeme změnu teploty Stejneacute měřeniacute provedeme

s teploměrem TMP-BTA a teploměrem STS-BTA Proč se lišiacute průběhy obou

grafů Kde toho lze využiacutet

4 Zapoj do LabQuestu dva teploměry Vezmi si dvě naacutedoby s vodou

o různyacutech teplotaacutech ndash studenaacute a teplaacute Měř jejich teploty (tlačiacutetko START)

- 28 -

Přelej vodu z prvniacute naacutedoby do druheacute a současně přendej teploměr z prvniacute

naacutedoby do druheacute Popiš co pozoruješ Z grafu urči teploty před smiacutechaacuteniacutem

a teplotu po smiacutechaacuteniacute

5 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vody ve zkumavce v různyacutech

hloubkaacutech

a) budeš-li vodu ohřiacutevat u dna

b) budeš-li vodu ohřiacutevat u hrdla

6 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vzduchu ve zkumavce v různyacutech

hloubkaacutech

- 29 -

Siacutely a jejich vlastnosti

17 SIacuteLA

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se

piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N

Ciacutel

Určit velikosti různyacutech sil Určit hmotnost zaacutevažiacute ktereacute je přitahovaacuteno k zemi

silou 1 N Určit siacutelu stisku ruky a siacutelu stisku mezi dvěma prsty Určit velikost

siacutely kterou člověk působiacute na zem

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA plošnyacute siloměr FP-BTA senzor siacutely stisku ruky

HD-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma

- 30 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)

2 Zapneme LabQuest

3 Zavěšujeme postupně různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g ) na siloměr

Naměřeneacute uacutedaje zapisujeme do tabulky

4 Na siloměr zavěsiacuteme pružinu Vynulujeme siloměr Zavěšujeme postupně

různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 ghellip) na pružinu a měřiacuteme prodlouženiacute

pružiny y Sestrojiacuteme graf F = f(y) Určiacuteme konstantu přiacutemeacute uacuteměrnosti

5 Zavěsiacuteme na siloměr misku z rovnoramennyacutech vah a vynulujeme siloměr ndash

menu Senzory ndash Vynulovat Postupně na misku přidaacutevaacuteme zaacutevažiacute až siloměr

ukazuje přesně siacutelu 1 N Vyacutesledek (hmotnost zaacutevažiacute) zapiacutešeme do tabulky

6 K LabQuestu připojiacuteme senzor siacutely stisku ruky HD-BTA Měřiacuteme

postupně siacutelu stisku ruky pro pravou a levou ruku

7 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Měřiacuteme siacutelu stisku ruky

po dobu 60 sekund ndash nepřerušovaně držiacuteme Sledujeme jak siacutela stisku

v průběhu času ochabuje

9 Bod 5 6 a 7 opakujeme pro siacutelu stisku mezi prsty

- 31 -

10 K LabQuestu připojiacuteme plošnyacute siloměr FP-BTA Přepneme na většiacute

rozsah 0 ndash 3 500 N Postaviacuteme se na tento siloměr Změřiacuteme siacutelu kterou člověk

působiacute na zem (tiacuteha G) Zapiacutešeme do tabulky Určiacuteme hmotnost člověka

11 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

12 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sledujeme jak se

měniacute tlakovaacute siacutela při dřepu kliku vyacuteskoku při běžneacute chůzi (jedna noha střiacutedaacute

druhou) při přitisknutiacute senzoru ke stěněhellip

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute jak se měniacute siacutela působiacuteciacute na plošnyacute siloměr FP-BTA při

jiacutezdě vyacutetahem když na něm stojiacuteme (vliv zrychlovaacuteniacute zpomalovaacuteniacute)

2 Polož plošnyacute siloměr na židli sedni si na něj a vyzkoušej jakou silou

působiacuteš na židli

3 Na siloměr DFS-BTA zavěsiacuteme hranol Určiacuteme velikost siacutely kterou

přitahuje Země hranol Taacutehneme tento hranol po podložce a změřiacuteme velikost

tahoveacute siacutely Porovnaacuteme tyto dvě siacutely

4 Proveďte statistickyacute průzkum ve třiacutedě o kolik je u pravaacutekůlevaacuteků silnějšiacute

pravaacutelevaacute ruka (holekkluků) Vypočiacutetejte průměrneacute hodnoty

- 32 -

Elektrickeacute vlastnosti laacutetek

18 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovaacuteniacute těles

Jeho jednotkou je coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při

pokusech ve třiacutedě pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů)

1 nC je přibližně 6 000 000 000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj

elektronuhellip) Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj

(na skleněneacute tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně

nabiteacute těleso maacute viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute

protony K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič

naacuteboje

Ciacutel

Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute

při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute

Pomůcky

LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA tělesa (plechovka na polystyreacutenu kovoveacute

kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute

těles

- 33 -

Scheacutema

Postup

1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou

krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku

připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou

zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě

kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru

zvoliacuteme rozsah plusmn 100 nC

2 Zapneme LabQuest

- 34 -

3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem

ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj

Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky

5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence

2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj

z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute

naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)

Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky

9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute

tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)

10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu

3times3 mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle

Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm

Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je

11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech

(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)

- 35 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pouze přibližujeme a vzdalujeme nabitou tyč (ebonitovou nebo skleněnou)

k tělesu (plechovce) a sledujeme jak se měniacute naacuteboj O jakyacute jev se jednaacute Čiacutem

je způsoben

2 Plechovku připojiacuteme ke zdroji kladneacuteho vn napětiacute (nabije se kladně) Měřič

naacuteboje připojiacuteme ke kovoveacute kuličce na izolovaneacutem držaacuteku Zapneme měřeniacute

a přejiacuteždiacuteme plynule v okoliacute svisleacute stěny plechovky (nedotyacutekaacuteme se) přibližně

ve stejneacute vzdaacutelenosti Sledujeme naměřeneacute hodnoty Co můžeme usoudit

o rozloženiacute naacuteboje na povrchu plechovky

- 36 -

Magnetismus 19 MAGNETICKAacute INDUKCE

MAGNETICKEacute POLE

Fyzikaacutelniacute princip

Magnetickou indukciacute nazyacutevaacuteme jev při ktereacutem se tělesa s feromagnetickyacutemi

vlastnostmi v bliacutezkosti magnetu zmagnetujiacute Magnet vytvaacuteřiacute ve sveacutem okoliacute

magnetickeacute pole ktereacute můžeme znaacutezornit soustavou magnetickyacutech

indukčniacutech čar Pomociacute magnetky (malyacute magnet) můžeme bdquozmapovatldquo

magnetickeacute pole ndash určit směr indukčniacutech čar Mnohem rychleji lze obrazec

indukčniacutech čar určit pomociacute železnyacutech pilin

Magnetickeacute pole popisuje veličina magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji

v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou indukci měřiacuteme teslametrem Zemskeacute

magnetickeacute pole v ČR maacute magnetickou indukci 0048 mT

Ciacutel

Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute permanentniacuteho

magnetu Změřit magnetickou indukci magnetickeacuteho pole Země

- 37 -

Pomůcky

LabQuest teslametr MG-BTA permanentniacute magnet

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Na teslametru

nastaviacuteme rozsah 64 mT Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 38 -

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k severniacutemu poacutelu magnetu

a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi

5 sekund)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k jižniacutemu poacutelu magnetu

a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi

5 sekund)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně pohybujeme (asi 5 sekund) teslametrem kolmo k podeacutelneacute ose

magnetu k jižniacutemu poacutelu magnetu a potom pomalu vzdalujeme teslametr od

severniacuteho poacutelu magnetu (asi 5 sekund) Uložiacuteme měřeniacute

6

7 Otevřeme novyacute soubor a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve

vodorovneacute rovině otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země

Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum (N a S magnetickyacute poacutel)

- 39 -

Z maximaacutelniacutech hodnot odečteme vodorovnou amplitudu magnetickeacute indukce B

Země

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve

svisleacute rovině (N-S směr) otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země

Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum Maximaacutelniacute hodnota je

hodnotou magnetickeacute indukce B Země

9

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Urči sklon indukčniacute čaacutery magnetickeacuteho pole u naacutes v ČR vzhledem

k povrchu země

- 40 -

Elektrickyacute obvod 110 ELEKTRICKYacute PROUD

ELEKTRICKEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute proud je uspořaacutedanyacute pohyb nabityacutech čaacutestic Elektrickyacute proud se

označuje piacutesmenem I Jeho jednotkou je ampeacuter (A)

Elektrickeacute napětiacute se označuje piacutesmenem U Jednotkou elektrickeacuteho napětiacute je

volt (V)

Elektrickyacute proud měřiacuteme ampeacutermetrem a napětiacute voltmetrem

Ciacutel

Změřit proud prochaacutezejiacuteciacute žaacuterovkou Změřit napětiacute na žaacuterovce Pozorovat jak

žaacuterovka sviacutetiacute při různyacutech hodnotaacutech proudu (uacutečinky proudu)

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat

100 Ω žaacuterovka 35 V03 A

- 41 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x

zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat ndash

Ampeacutermetr Reostat 100 Ω nastaviacuteme na min hodnoty odporu (napětiacute)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 42 -

5 Reostatem 100 Ω pomalu (20 s) zvětšujeme proud (směrem k max) až ho

vytočiacuteme do krajniacute polohy (max) Hodnota proudu nesmiacute překročit 06 A

Zobrazuje se tzv V-A charakteristika žaacuterovky Po vykresleniacute celeacuteho grafu

zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro různeacute žaacuterovky

7 Vysloviacuteme zaacutevěr (při jakeacute hodnotě proudu žaacuterovka začiacutenaacute sviacutetit)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř V-A charakteristiku pro rezistor 100 Ω a 50 Ω

- 43 -

Elektrickeacute pole 111 ZDROJE ELEKTRICKEacuteHO

NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Zdroje elektrickeacuteho napětiacute jsou elektraacuterny galvanickeacute člaacutenky a akumulaacutetory

- 44 -

Ciacutel

Změřit jak se měniacute napětiacute při vybiacutejeniacute (použiacutevaacuteniacute) zdroje ndash vybiacutejeciacute křivku

Pomůcky

LabQuest držaacutek baterie a rezistor ampeacutermetr DCP-BTA voltmetr VP-BTA

zdroj elektrickeacuteho napětiacute ndash galvanickyacute člaacutenek akumulaacutetor

- 45 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 a voltmetr VP-BTA ke

vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

12 h Frekvence 300 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat (spiacutenač je vypnutyacute)

4 Sepneme spiacutenač Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na

LabQuestu

5 Když začne napětiacute klesat pod 1V zastaviacuteme měřeniacute

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vytvoř si jednoduchyacute galvanickyacute

člaacutenek z jablka (nebo citronu)

železneacuteho hřebiacuteku a měděneacuteho draacutetu

podle obraacutezku Změř voltmetrem

zaacutevislost napětiacute v zaacutevislosti na čase

(připoj rezistor 1 000 Ω)

- 46 -

2 Změř vybiacutejeciacute křivku pro různeacute zdroje Urči kapacitu člaacutenku Porovnej

se jmenovitou kapacitou

3 Jakeacute vyacutehody maacute elektrickeacute napětiacute z bateriiacute oproti napětiacute ze zaacutesuvek Jakeacute

nevyacutehody naopak majiacute baterie

- 47 -

Elektrickyacute obvod 112 UacuteČINKY ELEKTRICKEacuteHO

PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute proud maacute pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute

uacutečinky Jednoducheacute spotřebiče můžeme rozdělit podle uacutečinků elektrickeacuteho

proudu na pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute spotřebiče

Ciacutel

Ověřit pohyboveacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na elektromotor

Ověřit světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

Ověřit magnetickeacute uacutečinky (magnetickaacute indukce) elektrickeacuteho proudu

prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

Ověřit chemickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho kapalinou

(vodou)

Ověřit tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA

teploměr TMP-BTA ciacutevka 166 a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu

a napětiacute BK 127 žaacuterovka 12 V spiraacutela luxmetr LS-BTA voltmetr 30 V-BTA

- 48 -

Scheacutema

a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

- 49 -

b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

Postup

a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

1 Připojiacuteme luxmetr LS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-

BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematuj ndash spiacutenač je

rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr

- 50 -

a voltmetr Žaacuterovku s luxmetrem můžeme zakryacutet krabiciacute aby luxmetr neměřil

osvětleniacute pozadiacute

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06A Na ose y zvoliacuteme Osvětleniacute a Spojovat body

Dole 0 a Nahoře 600 lx

4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme

napětiacute Vlevo 0 Vpravo 16 V Na ose y zvoliacuteme Proud a Spojovat body Dole

0 a Nahoře 04 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme

spiacutenač

6 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (do 12 V) Kontrolujeme proud

ndash max 06A Luxmetrem měřiacuteme osvětleniacute způsobeneacute žaacuterovkou

b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

- 51 -

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max

06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky

c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-

BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu ndash spiacutenač je

rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr

a voltmetr Teploměr se spiraacutelou vložiacuteme do kaacutedinky s vodou

- 52 -

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 000 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Napětiacute a Spojovat body

Dole 0 a Nahoře 25 V

4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme

čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Teplota a Spojovat body

Dole 20 a Nahoře 35 degC Regulovatelnyacutem zdrojem nastaviacuteme napětiacute (na

20 V) Kontrolujeme proud ndash max 10 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme

spiacutenač

6 Teploměrem měřiacuteme teplotu vody zahřiacutevaneacute spiraacutelou

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakeacute jsou uacutečinky elektrickeacuteho proudu v jednotlivyacutech

přiacutepadech

- 53 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ve ktereacutem elektrickeacutem přiacutestroji se projevuje současně několik uacutečinků

elektrickeacuteho proudu

2 Jakyacutech uacutečinků elektrickeacuteho proudu využiacutevaacute elektrickyacute zvonek

3 Změř jak zaacutevisiacute siacutela F přitahujiacuteciacute jaacutedro na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho

ciacutevkou Kde se toho daacute využiacutet

4 Chemickeacute uacutečinky viz uacuteloha 116 Elektrickyacute proud v kapalinaacutech

5 Změř pohyboveacute uacutečinky el proudu na otaacutečeniacute elektromotoru Pohyb můžeš

sniacutemat luxmetrem

- 54 -

Elektrickyacute obvod 113 MAGNETICKEacute VLASTNOSTI

ELEKTRICKEacuteHO PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Prochaacuteziacute-li vodičem elektrickyacute proud vznikaacute v jeho okoliacute magnetickeacute pole

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar kružnic Kružnice ležiacute v rovinaacutech kolmyacutech

na vodič a majiacute středy v bodech vodiče Magnetickeacute pole popisuje veličina

magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou

indukci měřiacuteme teslametrem

Ciacutel

Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute vodiče v zaacutevislosti na

velikosti elektrickeacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest teslametr MG-BTA ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj

napětiacute vodič

- 55 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu a ampeacutermetr

HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Na teslametru nastaviacuteme rozsah 64 mT

Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 56 -

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 5 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Teslametr umiacutestiacuteme bliacutezko vodiče (1 cm) Stiskneme tlačiacutetko START

(měřeniacute) na LabQuestu a pomalu rovnoměrně zvětšujeme napětiacute

(proud) na zdroji Uložiacuteme měřeniacute

5 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce na velikosti proudu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Velikost magnetickeacute indukce okolo rovneacuteho dlouheacuteho vodiče ve vzdaacutelenosti

d můžeme vypočiacutetat pomociacute Biot-Savartova zaacutekona (někdy teacutež Biot-Savart-

Laplaceova)

7 74π 10 2 102π 2π

I I IB

d d d (přibližně ve vzduchu)

2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale v zaacutevislosti na vzdaacutelenosti d ndash měřiacuteme

praviacutetkem a vklaacutedaacuteme po jednotlivyacutech krociacutech Nastaviacuteme určitou hodnotu

proudu

- 57 -

Elektrickyacute obvod 114 MAGNETICKEacute POLE CIacuteVKY

Fyzikaacutelniacute princip

Ciacutevka vznikne když vodič navineme na povrch vaacutelce nebo hranolu

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery uvnitř ciacutevky jsou rovnoběžneacute s jejiacute osou

Magnetickaacute indukce uvnitř velmi dlouheacute ciacutevky maacute velikost NI

Bl

kde I

je velikost proudu N je celkovyacute počet zaacutevitů a l je deacutelka ciacutevky

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce B na velikosti proudu I prochaacutezejiacuteciacuteho

ciacutevkou

Pomůcky

LabQuest rezistor 10Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA ciacutevka 166

a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127

- 58 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 59 -

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max

06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky

6 Vysloviacuteme zaacutevěr - jak zaacutevisiacute mag indukce B na velikosti elektrickeacute

proudu I

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ze znalosti počtu zaacutevitů deacutelky ciacutevky a proudu spočiacutetej magnetickou

indukci

2 Změň ciacutevku a opakuj měřeniacute

3 Změř jak se měniacute magnetickaacute indukce po podeacutelneacute ose ciacutevky při daneacute

hodnotě proudu

- 60 -

Elektrickyacute obvod 115 ZKRAT

Fyzikaacutelniacute princip

Zkrat v elektrickeacutem obvodu je vodiveacute spojeniacute vodičů ktereacute vyřadiacute z obvodu

spotřebič Obvod se chraacuteniacute proti zkratu pojistkou nebo jističem Tavnaacute

pojistka je založena na tepelnyacutech uacutečinciacutech elektrickeacuteho proudu Jistiacuteciacutem

prvkem je tenkyacute draacutetek kteryacute se průchodem zkratoveacuteho proudu přepaacuteliacute a tiacutem

přerušiacute elektrickyacute obvod

Ciacutel

Ověřit funkci tavneacute pojistky Určit velikost zkratoveacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute tenkyacute

vodič tavnaacute trubičkovaacute pojistka ndash různeacute hodnoty proudu

- 61 -

Scheacutema

- 62 -

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme

obvod dle scheacutematu Spiacutenač je rozpojen Jako pojistku použijeme napřiacuteklad

tavnou trubičkovou pojistku 800 mA Jako zdroj plochou baterii

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Způsobiacuteme

ZKRAT

5 Vysloviacuteme zaacutevěr Jak rychle bdquozareagujeldquo tavnaacute pojistka

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus změřit pomociacute mikrometru průměr draacutetku a zkratovyacute proud tiacutemto

draacutetkem Změř draacutetky různyacutech průměrů Jak zaacutevisiacute hodnota zkratoveacuteho

proudu na průměru draacutetku

2 Proč nemůžeš použiacutet jako tavnou pojistku hřebiacutek

3 Zkus různeacute druhy materiaacutelů tavnyacutech draacutetků ndash Fe Cuhellip Jakyacute to maacute vliv na

velikost bdquozkratovaciacuteholdquo proudu

- 63 -

4 Zkus změřit dvě stejneacute pojistky (např 800 mA) ale jedna je bdquopomalaacuteldquo

a druhaacute bdquorychlaacuteldquo

5 Zkus změřit zkrat se dvěma paralelně zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi Jakyacute

maacute vliv kvalita zdroje na velikost zkratovaciacuteho proudu Změniacute se doba

přetaveniacute draacutetku

6 Zkus změřit zkrat se dvěma seacuteriově zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi

7 Proč při bdquoletmeacutem dotekuldquo (viz obraacutezek) před zkratem nenastal zkrat Proč

nastal až při staacuteleacutem doteku

- 64 -

Elektrickyacute obvod 116 ELEKTRICKYacute PROUD

V KAPALINAacuteCH

Fyzikaacutelniacute princip

Podmiacutenkou vodivosti kapalin je přiacutetomnost iontů Ionty vznikajiacute v kapalinaacutech

nejčastěji při rozpouštěniacute soliacute a kyselin

Ciacutel

Ověřit vznik iontů rozpouštěniacutem soli ve vodě měřeniacutem elektrickeacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr DCP-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute žaacuterovka

vanička a elektrody

- 65 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme

obvod dle scheacutema Spiacutenač je rozpojen

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

600 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Po

10 sekundaacutech nasypeme sůl do vody Pozorujeme jak se měniacute proud při

rozpouštěniacute soli v roztoku vody a soli jak vznikajiacute ionty

5 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus proveacutest stejneacute měřeniacute s různyacutem množstviacutem soli ndash 1 lžička 2 lžičkyhellip

2 Zkus různeacute druhy materiaacutelů elektrod ndash Fe Cu Zn C Pbhellip

3 Vyzkoušej různeacute soli

4 Vyzkoušej takeacute cukr

- 66 -

Pohyb tělesa 21 RYCHLOST POHYBU

Fyzikaacutelniacute princip

Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme

v metrech za sekundu m

s

nebo v kilometrech za hodinu km

h

U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se

rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)

Průměrnaacute rychlost je podiacutel celkoveacute draacutehy s a celkoveacute doby t za kterou těleso

draacutehu urazilo Průměrnaacute rychlost určenaacute ve velmi kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku se

nazyacutevaacute okamžitaacute rychlost Měřiacuteme ji tachometrem

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT

- 67 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 20 s

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute (knihou) nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost

pohybu dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a pak se

přibližovat a naacutesledně se vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost

chůze člověka (0 až 6 m)

- 68 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho

miacuteče od senzoru

f) Stejneacute jako za e) ale s mělkyacutem

papiacuterovyacutem kornoutem nebo

mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho

autiacutečka vlaacutečkuhellip

h) Měřiacuteme rychlost voziacutečku na

voziacutečkoveacute draacuteze VDS (vodorovneacute

šikmeacute)

5 Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

2 Překreslete grafy v = f(t) na grafy s = f(t) a naopak

3 Nakreslete graf v = f(t) a potom se podle něj pohybujte (viz 4 b)

- 69 -

Pohyb tělesa 22 DRAacuteHA ROVNOMĚRNEacuteHO

A NEROVNOMĚRNEacuteHO POHYBU

Fyzikaacutelniacute princip

Těleso se pohybuje rovnoměrnyacutem pohybem jestliže se pohybuje staacutele stejnou

rychlostiacute Těleso se pohybuje nerovnoměrnyacutem pohybem jestliže se jeho

rychlost měniacute

Draacutehu rovnoměrneacuteho i nerovnoměrneacuteho pohybu můžeme určit z grafu

časoveacuteho průběhu rychlosti jako plochu mezi tiacutemto grafem a časovou osou

(osou x)

Ciacutel

Určit zda danyacute pohyb je rovnoměrnyacute nebo nerovnoměrnyacute a draacutehu tohoto

pohybu

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD voziacuteček draacuteha pro mechaniku VDS

- 70 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

LabQuestu a ten přes USB do PC Pomociacute digitaacutelniacutech vah určiacuteme hmotnost

voziacutečku

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Draacuteha je velmi miacuterně nakloněnaacute

3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme k PC Přepiacutenač ultrazvukoveacuteho senzoru

přepneme na voziacuteček

- 71 -

4 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Deacutelka

10 s Vzorkovaciacute frekvence 20 vzorkůsekunda

5 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru pustiacuteme ho

a současně zapneme sběr dat Voziacuteček bude střiacutedavě sjiacuteždět a vyjiacuteždět

(po odrazu od magnetickeacuteho naacuterazniacuteku) po draacuteze Uložiacuteme měřeniacute

6 Draacutehu postaviacuteme vodorovně (můžeme zkontrolovat vodovaacutehou)

7 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru uvedeme ho do

pohybu a současně zapneme sběr dat

8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy se pohyboval voziacuteček rovnoměrně a kdy

nerovnoměrně

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Určiacuteme draacutehu - plochu pod grafem časoveacuteho průběhu rychlosti

2 Můžeme proveacutest stejnaacute měřeniacute s miacutečem

- 72 -

Siacutely a jejich vlastnosti

23 MĚŘENIacute SIacuteLY ndash ŠPEJLE

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se

piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N

Ciacutel

Změřit průhyb volneacuteho konce d špejle na působiacuteciacute siacutele F Měřeniacute proveacutest pro

různeacute deacutelky l

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma špejle

- 73 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)

2 Zapneme LabQuest

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty

Naacutezev deacutelka

Jednotky cm

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf K siloměru připevniacuteme konec špejle (viz

scheacutema) ndash špejle ukazuje na měřiacutetku 0 cm Siloměr bdquovynulujemeldquo

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

7 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 74 -

8 Siloměr posuneme tak aby ohnutaacute špejle ukazovala na měřiacutetku 1 cm

9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK

11 Opakujeme body 8 a 9 pro 2 cm 3 cm 4 cm a 5 cm

12 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

13 Měřeniacute zopakujeme pro různeacute deacutelky špejle

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro různeacute špejle (tloušťka tvar) Jak zaacutevisiacute průhyb špejle

na jejiacutem tvaru Kde a jak se toho využiacutevaacute

- 75 -

Siacutely a jejich vlastnosti

24 II NEWTONŮV POHYBOVYacute ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Čiacutem je většiacute siacutela F tiacutem jsou vyacuteraznějšiacute i změny rychlosti v pohybu tělesa Čiacutem

je většiacute hmotnost m tělesa tiacutem jsou změny rychlosti v pohybu tělesa menšiacute

Ciacutel

Ověřit II Newtonův pohybovyacute zaacutekon ndash zaacutekon siacutely

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA akcelerometr LGA-BTA senzor polohy

a pohybu MD-BTD souprava pro mechaniku VDS

- 76 -

Scheacutema

Postup

1 Senzor polohy a pohybu MD-BTD zapojiacuteme do konektoru DIG 1

LabQuestu Na voziacuteček připojiacuteme vlaacutekno a na něj zavěsiacuteme zaacutevažiacute o hmotnosti

10 g

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pustiacuteme voziacuteček

Zachytiacuteme jej těsně před koncem voziacutečkoveacute draacutehy Měřiacuteme rychlost pohybu

voziacutečku

5 Měřeniacute opakujeme se zaacutevažiacutem 20 g

6 Porovnaacuteme oba grafy

a) Jak se voziacuteček pohybuje (druh pohybu)

b) Jakyacute maacute vliv velikost siacutely F na pohyb voziacutečku

7 Na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g) ndash viz fotografie vyacuteše

8 Zopakujeme měřeniacute v bodech 1 až 6

- 77 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Na voziacuteček připevni siloměr a akcelerometr Změř jak zaacutevisiacute změna

rychlosti v (zrychleniacute) na velikost siacutely F Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam

dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence 20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Tahaacuteme za siloměr tam

a zpět (voziacuteček se pohybuje) Sledujeme jak zaacutevisiacute změna rychlosti v

(zrychleniacute) na velikost siacutely F

2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g)

Porovnaacuteme obě měřeniacute

- 78 -

Siacutely a jejich vlastnosti

25 SMYKOVEacute TŘENIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Smykoveacute třeniacute vznikaacute když se dvě tělesa z pevnyacutech laacutetek po sobě smyacutekajiacute

Siacutela kteraacute braacuteniacute posouvaacuteniacute těles se nazyacutevaacute třeciacute siacutela Abychom uvedli těleso

do rovnoměrneacuteho pohybu musiacuteme vynaložit většiacute siacutelu tzv klidovou třeciacute siacutelu

Siacutelu kterou těleso tlačiacute na podložku nazyacutevaacuteme tlakovou siacutelu

Ciacutel

Určit třeciacute siacutelu klidovou třeciacute siacutelu tlakovou siacutelu a poměr tlakoveacute a třeciacute siacutely

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA stejnaacute tělesa (kvaacutedry učebnicehellip)

- 79 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se pomalu

a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce

- 80 -

4 Na grafu jsou pro naacutes dvě zajiacutemaveacute oblasti V zeleneacute oblasti je maximaacutelniacute

siacutela ndash klidovaacute třeciacute siacutela Ft0 = N V modreacute oblasti je pohybovaacute třeciacute siacutela

Ft = N Obě ziacuteskaacuteme tak že na dotykoveacute obrazovce označiacuteme taženiacutem

danou oblast a v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika Ft0 bude maximaacutelniacute siacutela

a Ft středniacute siacutela v modreacute oblasti

5 Tlakovou siacutelu Fn určiacuteme tak že těleso zavěsiacuteme na siloměr a změřiacuteme siacutelu

6 Potom vypočiacutetaacuteme poměr třeciacute siacutely Ft

a tlakoveacute siacutely Fn Označiacuteme jej f ndash součinitel

smykoveacuteho třeniacute

7 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři

kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute měřeniacute si

můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit

Naacutesledně zobrazit všechna tři měřeniacute naraacutez

- 81 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute je poměr velikostiacute třeciacutech sil v jednotlivyacutech měřeniacutech (jeden dva tři

kvaacutedry)

2 Vyzkoušej jineacute materiaacutely (těleso podložka)

3 Zkus pohyb kvaacutedru nerovnoměrnyacutem pohybem Jak se změniacute vyacutesledek

měřeniacute Naacutepověda Zopakuj si Newtonovy zaacutekony

4 Vyzkoušej si jako těleso (a) Zlateacute straacutenky

5 Zkus založit jednotliveacute listy dvou Zlatyacutech straacutenek (dvou učebnic) a zkus je

od sebe vysunout

6 Na čem zaacutevisiacute velikost třeciacute siacutely

- 82 -

Kapaliny 26 POVRCHOVEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vlastnosti povrchoveacute blaacuteny se nazyacutevaacute

povrchoveacute napětiacute Čiacutem je povrchoveacute napětiacute většiacute tiacutem snaacuteze se na jeho povrchu

mohou udržet různaacute tělesa Hodnoty povrchoveacuteho napětiacute lze naleacutezt v tabulkaacutech

Povrchoveacute napětiacute rtuti je 7kraacutet většiacute než povrchoveacute napětiacute vody ktereacute 2-3kraacutet

většiacute než povrchoveacute napětiacute lihu či petroleje

- 83 -

Ciacutel

Určit přibližně velikost povrchoveacute siacutely Fp pro různeacute deacutelky dřevěneacute špejle

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA dřevěnaacute špejle plochaacute naacutedoba s vodou nit

Scheacutema

- 84 -

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do CH 1 LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Na siloměr zavěsiacuteme špejli o deacutelce 30 cm na niti (viz scheacutema) Špejli

položiacuteme na hladinu kapaliny (vody)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Taacutehneme siloměrem

špejli z povrchu kapaliny

6 Z grafu odečteme rozdiacutel maximaacutelniacute hodnoty siacutely (kdy dochaacuteziacute k odtrženiacute

špejle z povrchu kapaliny) a siacutely kdy špejle visiacute na niti ndash viz obraacutezek

7 Vypočiacutetaacuteme poměr teacuteto siacutely a dvojnaacutesobku deacutelky špejle (deacutelka okraje

povrchoveacute blaacuteny) což je hodnota povrchoveacuteho napětiacute σ (Nm)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro jineacute kapaliny (liacuteh hellip) Přiacutepadně pro jineacute deacutelky špejliacute

- 85 -

Kapaliny 27 HYDROSTATICKYacute TLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Hydrostatickyacute tlak ph v hloubce h je roven součinu hloubky hustoty kapaliny

ρ a tiacutehoveacuteho zrychleniacute g

hp h g

Ciacutel

Změřit hydrostatickyacute tlak v hloubce h

Pomůcky

LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA odměrnyacute vaacutelec s měřiacutetkem

- 86 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru

přišroubujeme hadičku kterou můžeme izolepou přilepit na praviacutetko s uměleacute

hmoty tak že začaacutetek hadičky bude na bdquonuleldquo praviacutetka Tiacutem můžeme měřit

deacutelku ponořeniacute hadičky ndash hloubku v kapalině

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30 s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Ponořujeme pomalu rovnoměrnyacutem pohybem konec hadičky do hloubky

20 cm do vody v odměrneacutem vaacutelci a zpět POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do

senzoru

- 87 -

5 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 V menu Senzory ndash Zaacuteznam nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + hodnoty Naacutezev

Hloubka Jednotka cm

7 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

8 Hadička neniacute ponořenaacute Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na

LabQuestu

9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

11 Ponořiacuteme konec do hloubky 1 cm (sledujeme na stupnici praviacutetka)

12 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

13 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK

14 Opakujeme body 11 12 a 13 pro hodnoty uacutehlu 2 cm 3 cmhellip 20 cm

15 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme

16 Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice

(nebo soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)

Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute pro jinou kapalinu (liacuteh hellip)

2 Vyzkoušej měřeniacutem nezaacutevislost tlaku v kapalině na směru

3 Ověř měřeniacutem že tlak kapaliny v naacutedobě nezaacutevisiacute na tvaru naacutedoby

- 88 -

Kapaliny 28 ARCHIMEDŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Vztlakovaacute siacutela Fvz působiacuteciacute na těleso v kapalině je rovna tiacutehoveacute siacutele kteraacute by

působila na kapalinu s objemem ponořeneacute čaacutesti tělesa

Pro vztlakovou siacutelu platiacute Fvz = Vρg V je objem ponořeneacute čaacutesti tělesa ρ je

hustota kapaliny g je konstanta (tiacutehoveacute zrychleniacute)

Ciacutel

Určit vztlakovou siacutelu Určit objem tělesa z Archimedova zaacutekona

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA naacutedoba s vodou těleso stojan

- 89 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence

5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute)

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Asi po 6 sekundaacutech

ponořiacuteme těleso do vody (nadzvedneme kaacutedinku s vodou a podsuneme pod

kaacutedinku podložku) a nechaacuteme dokončit měřeniacute

- 90 -

7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika

a stejně i vyacuteslednou siacutelu F (zaacutevažiacute ve vodě)

8 Vypočiacutetaacuteme vztlakovou siacutelu Fvz = FG ndash F

9 Vypočiacutetaacuteme objem tělesa ze vztlakoveacute siacutely

10 Ověřiacuteme určeniacute objemu tělesa vyacutepočtem (objem vaacutelce) nebo měřeniacutem

v odměrneacutem vaacutelci

11 Ověřiacuteme určeniacute tiacutehoveacute siacutely zvaacuteženiacutem tělesa

12 Vypočiacutetaacuteme hustotu tělesa a ověřiacuteme ji v tabulkaacutech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro jinaacute tělesa

- 91 -

Kapaliny 29 PASCALŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Působiacute-li na kapalinu v uzavřeneacute naacutedobě vnějšiacute tlakovaacute siacutela zvyacutešiacute se tlak ve

všech miacutestech stejně (Pascalův zaacutekon)

Ciacutel

Změřit hydrostatickyacute tlak v různyacutech hloubkaacutech při změně vnějšiacute tlakoveacute siacutely

Pomůcky

LabQuest 2ks tlakoveacute čidlo GPS-BTA PET laacutehev s měřiacutetkem

- 92 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakovaacute čidla GPS-BTA ke vstupům CH1 a CH2 LabQuestu

(nebo LabQuest Mini) K senzorům přišroubujeme hadičky ktereacute vedou přes

gumovou zaacutetku do PET laacutehve tak že konce hadiček budou v různyacutech

hloubkaacutech (rozdiacutel asi 20 cm) Tiacutem dosaacutehneme toho že počaacutetečniacute tlak bude

u obou senzorů různyacute

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Vynulujeme oba

tlaky (hadičky nejsou ponořeny ve vodě)

3 Napustiacuteme PET laacutehev vodou a zasuneme hadičky do PET (senzory musiacute byacutet

vyacuteše než je PET laacutehev ndash POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do senzoru)

Utěsniacuteme zaacutetku

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Malou silou stlačujeme rukou PET laacutehev

6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

- 93 -

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak se měniacute tlak v různyacutech hloubkaacutech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute PET laacutehev položenou vodorovně

2 Provedeme měřeniacute pro spojeneacute naacutedoby ndash dvě PET laacutehve nebo dvě injekčniacute

střiacutekačky

- 94 -

Plyny 210 ATMOSFEacuteRICKYacute TLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře

probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute

meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkosthellip

Atmosfeacuterickyacute tlak je tlak vzduchu na zemskyacute povrch a značiacuteme ho pa

Atmosfeacuterickyacute tlak měřiacuteme barometrem Hodnota atmosfeacuterickeacuteho tlaku zaacutevisiacute

na počasiacute a na nadmořskeacute vyacutešce

Ciacutel

Určit jak se měniacute atmosfeacuterickyacute tlak v troposfeacuteře

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA

- 95 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme barometr BAR-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 96 -

3 Senzor (barometr) umiacutestiacuteme těsně nad povrchem země

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pomalu

zvedaacuteme senzor (v miacutestnosti) vzhůru ke stropu (miacutestnosti) a přiacutepadně zase dolů

5 Provedeme analyacutezu naměřenyacutech hodnot a porovnaacuteme je s tabulkovyacutemi

hodnotami

6 Můžeme proveacutest delšiacute měřeniacute na jednom miacutestě Nastaviacuteme v menu Senzory

ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 72 h (3 dny) Frekvence 20 čteniacuteh Zvoliacuteme zobrazeniacute

Graf

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Vyslov zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak zaacutevisiacute změna tlaku na nadmořskeacute vyacutešce můžeme zkoumat takeacute při

pohybu na schodech nebo ve vyacutetahu Přitom můžeme ještě zadaacutevat změnu

nadmořskeacute vyacutešky

2 Připojeniacutem teploměru a vlhkoměru můžeme zkoumat jak spolu souvisiacute

teplota tlak vlhkost v průběhu dne

3 Daacutele můžeme zkoumat jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute

4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom

miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty

5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď

stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem

- 97 -

- 98 -

Pracovniacute list pro žaacuteky

Plyny 211 ZAacuteKLADY METEOROLOGIE

Fyzikaacutelniacute princip

Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře

probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute

meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkost hellip

Připojeniacutem teploměru barometru vlhkoměru k LabQuestu (počiacutetači)

ziacuteskaacuteme termograf barografhellip

Ciacutel

Určit jak se měniacute teplota tlak vlhkost v troposfeacuteře

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA

- 99 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA

barometr BAR-BTA a vlhkoměr RH-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

72 h Frekvence 20 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Senzory umiacutestiacuteme 2 m nad povrchem země nejleacutepe do stiacutenu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 V průběhu sledujeme jak se měniacute počasiacute

6 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute podmiacutenky ndash ročniacute obdobiacute

nadmořskaacute vyacuteškahellip Vyslov zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak spolu souvisiacute teplota tlak vlhkost Zdůvodni

2 Jak se měniacute teplota tlak a vlhkost v průběhu dne Zdůvodni

3 Jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute

4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom

miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty

5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď

stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem

- 100 -

- 101 -

Plyny 212 PŘETLAK A PODTLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Plyn maacute v naacutedobě podtlak jestliže je tento tlak nižšiacute než atmosfeacuterickyacute Plyn

maacute v naacutedobě přetlak jestliže je tento tlak většiacute než atmosfeacuterickyacute

Ciacutel

Změřit přetlak a podtlak plynu v naacutedobě

Pomůcky

LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA barometr BAR-BTA PET laacutehev

nafukovaciacute dětskyacute baloacutenek

- 102 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru

přišroubujeme injekčniacute střiacutekačku s nastavenou hodnotou objemu bdquo10 mlldquo dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Tlakem na piacutest vyvolaacutevaacuteme přetlak a podtlak a přetlak

- 103 -

5 Měřeniacute uložiacuteme

6 K senzoru připojiacuteme (našroubujeme) skleněnou baňku naplněnou

vzduchem Teplota plynu uvnitř je stejnaacute jako v okoliacute

7 Opakujeme předchoziacute měřeniacute s tiacutem že baňku (tiacutem i plyn) ohřiacutevaacuteme v tepleacute

vodě a ochlazujeme ve studeneacute (kostky ledu) vodě Pozorujeme jak se měniacute

tlak

8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy nastaacutevaacute přetlak a kdy podtlak

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak můžeme přetlak a podtlak vytvořit

2 Kde se přetlak a kde se podtlak využiacutevaacute

3 Změř přetlak v baloacutenku Jak se měniacute s průměrem baloacutenku

4 Připoj k senzoru PET laacutehev Zkus mačkat laacutehev a měřit hodnotu přetlaku

5 Ohřej plyn v PET laacutehvi (horkou vodou) Uzavři PET laacutehev a ochlazuj laacutehev

(plyn) Měř podtlak uvnitř laacutehve

- 104 -

SVĚTELNEacute JEVY 213 STIacuteN A POLOSTIacuteN

Fyzikaacutelniacute princip

Stiacuten je prostor za tělesem do něhož nepronikaacute světlo ze zdroje Polostiacuten je

prostor za tělesem do ktereacuteho pronikaacute světlo pouze z čaacutesti zdroje

Ciacutel

Pomociacute senzoru světla určit intenzitu osvětleniacute v oblasti stiacutenu a polostiacutenu

Pomůcky

LabQuest žaacuterovka 12 V20 W světelnyacute senzor TILT-BTA nebo luxmetr LS-

BTA těleso

- 105 -

Scheacutema

Postup

1 Světelnyacute senzor TILT-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu

3 Zapneme LabQuest

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence 10 sndash1

Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Senzorem

světla TILT-BTA plynule pohybujeme nad oblastiacute stiacutenu a polostiacutenu z jedneacute

strany na druhou (viz scheacutema asi 10 s)

- 106 -

6 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakaacute intenzita osvětleniacute v jednotlivyacutech oblastech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Měřeniacute opakujeme se dvěma zdroji světla

2 Měřeniacute opakujeme s jinyacutem tělesem (jinyacute tvar)

- 107 -

SVĚTELNEacute JEVY 214 BARVY SVĚTLA

Fyzikaacutelniacute princip

Biacuteleacute světlo se při průchodu skleněnyacutem hranolem rozklaacutedaacute na jednoducheacute barvy

ndash vznikaacute tak spektrum

Jsou v něm tyto barvy fialovaacute indigovaacute modraacute žlutaacute oranžovaacute a červenaacute

- 108 -

Ciacutel

Pomociacute spektrofotometru určit spektrum biacuteleacuteho světla (slunečniacuteho) Daacutele určit

spektrum odraženeacuteho světla různyacutech barevnyacutech papiacuterů

Pomůcky

LabQuest spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem různě barevneacute

papiacutery

- 109 -

Scheacutema

Postup

1 Spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem zapojiacuteme do USB konektoru

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 V menu Senzory ndash Změnit jednotky ndash USB Spektrometr zvoliacuteme Intenzita

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Optickeacute vlaacutekno namiacuteřiacuteme na nebe (ve dne)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Změřiacuteme

emisniacute spektrum bdquobiacuteleacuteho světlaldquo

6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

7 Zopakujeme a uklaacutedaacuteme měřeniacute s tiacutem že těsně před optickeacute vlaacutekno

vklaacutedaacuteme různě barevneacute papiacutery (tělesa)

- 110 -

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pomociacute spektrofotometru změř spektra barev na monitoru Vyslov zaacutevěr

- 111 -

Praacutece a energie 31 PRAacuteCE

Fyzikaacutelniacute princip

Praacutece je fyzikaacutelniacute veličina Označuje se piacutesmenem W a jejiacute jednotkou je joule

(značka J) Je-li F siacutela působiacuteciacute na těleso ve směru trajektorie vykonaacute se při

přesunutiacute tělesa o draacutehu s praacutece W = Fs

Ciacutel

Určit praacuteci při přesunutiacute tělesa

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA senzor polohy MD-BTD stejnaacute tělesa (kvaacutedry

učebnicehellip)

- 112 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N Senzor polohy zapojiacuteme do konektoru

DIG 1

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes

3 Zvoliacuteme zaacuteložku tabulka V menu Tabulka zvoliacuteme Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute

sloupec Naacutezev ndash Praacutece Jednotka ndash J Tvar vyacuterazu XY Sloupec pro X ndash Siacutela

Sloupec pro Y ndash Poloha

4 Sestaviacuteme měřeniacute podle scheacutema Vynulujeme oba senzory ndash menu Senzory

ndash Vynulovat ndash Čidlo polohy a pohybu Siloměr Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se

pomalu a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce

- 113 -

6 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute

měřeniacute si můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit

7 Zaacutevěr ndash vyhodnotiacuteme jednotliveacute grafy a vykonanou praacuteci

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Kdy je praacutece nulovaacute (viz graf)

2 Kdy se praacutece konaacute (viz graf)

3 Vyzkoušej vykonat praacuteci při natahovaacuteniacute pružiny

4 Vyzkoušej vykonat praacuteci při zvedaacuteniacute tělesa

5 Vyzkoušej vykonat praacuteci při překlaacutepěniacute tělesa

- 114 -

Praacutece a energie 32 ENERGIE POLOHOVAacute

A POHYBOVAacute

Fyzikaacutelniacute princip

Polohovaacute energie Ep je druh mechanickeacute energie kterou těleso ziacuteskaacute při

zvyšovaacuteniacute sveacute nadmořskeacute vyacutešky Vypočiacutetaacuteme ji Ep= mgh Pohybovaacute energie

Ek je druh mechanickeacute energie kterou maacute pohybujiacuteciacute se těleso Vypočiacutetaacuteme ji

Ek= frac12mv2

Ciacutel

Pohybovou a polohovou energii kmitaveacuteho pohybu

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT těleso (zaacutevažiacute)

pružina stojan metr

- 115 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

LabQuestu

2 Určiacuteme tuhost použiacutevaneacute pružiny

- 116 -

3 Zapneme LabQuest

4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 10 s

5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Zvaacutežiacuteme zaacutevažiacute na digitaacutelniacutech vahaacutech a zavěsiacuteme ho na pružinu a pod

zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor a budeme měřit vzdaacutelenost a rychlost

kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině

7 Uvedeme zaacutevažiacute do kmitaveacuteho pohybu

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 117 -

9 Soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu

10 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku

a rovnici pro Ek

11 V menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku

jednotku a rovnici pro Ep

- 118 -

12 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku

a rovnici pro E

- 119 -

13 Zobraziacuteme grafy pro průběhy energiiacute

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změniacuteme dobu trvaacuteniacute na 300 s Opakujeme měřeniacute Co pozorujeme Jak se

měniacute energie

2 Jinyacute postup určeniacute tuhosti pružiny k

a) Na siloměr zavěsiacuteme pružinu

b) Vyznačiacuteme na pozadiacute (tabule) konec pružiny bdquoznačku ndash 0 cmldquo Daacutele si

pomociacute praviacutetka vyznačiacuteme značky 5 10 15 20 hellip cm

c) V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty

Naacutezev Prodlouženiacute Jednotky cm

- 120 -

d) Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

e) Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

f) Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

g) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

h) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

i) Prodloužiacuteme pružinu o 5 cm

j) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

k) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 5 cm a stiskneme OK

l) Opakujeme body i) j) a k) pro 10 15 20 hellipcm

m) Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

n) Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice

Přiacutemaacute uacuteměrnost

o) Z grafu určiacuteme tuhost pružiny k ndash je směrnice polopřiacutemky A vynaacutesobenaacute

100 (protože l jsme zadaacutevali v cm)

3 Opakujeme pro jineacute zaacutevažiacute nebo jinou pružinu

- 121 -

Praacutece a energie 33 UacuteČINNOST

Fyzikaacutelniacute princip

Uacutečinnost je podiacutel vykonaneacute praacutece W a dodaneacute energie E W

E

Ciacutel

Určit uacutečinnost při ohřiacutevaacuteniacute vody lihovyacutem kahanem

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA kaacutedinka voda digitaacutelniacute vaacutehy lihovyacute kahan

laboratorniacute stojan

- 122 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 200 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Teploměr upevniacuteme do stojanu

4 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme praacutezdnou kaacutedinku mk = kg

5 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme vodu (např 200 ml) v kaacutedince m = kg

6 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme lihovyacute kahan mk0 = kg

7 Kaacutedinku upevniacuteme do stojanu postaviacuteme pod kaacutedinku kahan a zapaacuteliacuteme

ho

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 123 -

9 Po skončeniacute měřeniacute (1 200 s = 20 min) zvaacutežiacuteme znovu lihovyacute kahan

mk1 = kg a odečteme z grafu počaacutetečniacute teplotu vody t0 =hellip degC

a konečnou teplotu t1 = degC

10 Vypočiacutetaacuteme vykonanou praacuteci W = Q = cmt = 4 180 middot middot =

J

11 Vypočiacutetaacuteme dodanou energii E = Q = hm = h(mk0 ndash mk1) = 28 865 000 middot

E = J

12 Vypočiacutetaacuteme uacutečinnost

100

W

E

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

Vyacutehřevnost ethanolu je 28 865 000 Jmiddotkgndash1

1 Vypočiacutetej kolik dodaneacute energie přijme kaacutedinka ndash sklo

(c = 670 Jmiddotkgndash1

middot Kndash1

)

- 124 -

2 Kolik procent dodaneacute energie se bdquoztratiacuteldquo

3 Znaacuteš uacutečinnějšiacute způsob ohřiacutevaacuteniacute vody Jakou maacute uacutečinnost

( httpfyzwebczclankyindexphpid=132 )

4 Proč na grafu v okamžiku zamiacutechaacuteniacute s ohřiacutevanou vodou vznikajiacute nerovnosti

(viz vyacuteše) Proč teplota nejdřiacuteve rychleji stoupaacute a pak chviacuteli klesaacute

(po zamiacutechaacuteniacute) Proč teplota pak roste přibližně rovnoměrně

5 Proč graf (viz vyacuteše) neniacute lineaacuterniacute Čiacutem je to způsobeno

6 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-

202

- 125 -

Praacutece a energie 34 NAKLONĚNAacute ROVINA

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela potřebnaacute k pohybu tělesa po nakloněneacute rovině je tolikraacutet menšiacute než tiacutehovaacute

siacutela kolikraacutet je deacutelka roviny většiacute než jejiacute vyacuteška G

hF F

s Tiacutehovou siacutelu

vypočiacutetaacuteme FG = mg

Ciacutel

Ověřit platnost funkce h

F fs

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA digitaacutelniacute vaacutehy voziacuteček se zaacutevažiacutem nakloněnaacute

rovina deacutelkoveacute měřidlo

- 126 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme siloměr DFS-BTA do vstupu CH1 Změřiacuteme deacutelku nakloněneacute

roviny s = cm Zvaacutežiacuteme voziacuteček m = kg Vypočiacutetaacuteme velikost tiacutehoveacute

siacutely FG K siloměru připojiacuteme voziacuteček

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim

Udaacutelosti + Hodnoty Naacutezev Vyacuteška Jednotka cm OK Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute

grafu

- 127 -

3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute Siacutely (N) a na

vodorovneacute ose times Vyacuteška (cm)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Zvedneme

nakloněnou rovinu do vyacutešky 10 cm a stiskneme bdquospoušťldquo pro zadaacuteniacute teacuteto

hodnoty Opakujeme pro 20 cm 30 cm 40 cm

5 Ukončiacuteme měřeniacute

6 V menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Siacutela vybereme lineaacuterniacute rovnici

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proč graf funkce h

F fs

neprochaacuteziacute počaacutetkem Tzn když h = 0 pak

F = 0

2 Zkus změřit funkci h

F fs

pomociacute plynuleacuteho zvedaacuteniacute nakloněneacute

roviny Je potřeba nastavit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim Časovaacute

zaacutekladna

- 128 -

Tepelneacute jevy 35 KALORIMETRICKAacute ROVNICE

Fyzikaacutelniacute princip

Při tepelneacute vyacuteměně mezi dvěma tělesy platiacute kalorimetrickaacute rovnice Q1 = Q2

Po dosazeniacute

c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2) Index 1 je přiřazen teplejšiacutemu tělesu a index 2

chladnějšiacutemu tělesu

Ciacutel

Ověřit platnost kalorimetrickeacute rovnice c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2)

Pomůcky

LabQuest dva teploměry TMP-BTA dvě seřiacuteznuteacute PET laacutehve digitaacutelniacute vaacutehy

- 129 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 a druhyacute teploměr TMP-

BTA do vstupu CH2 LabQuestu Do naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme teplou

vodu o hmotnosti m1 a teplotě t1 Do druheacute naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme

studenou vodu o hmotnosti m2 a teplotě t2 Hmotnosti určiacuteme pomociacute digitaacutelniacute

vaacutehy Do prvniacute naacutedoby vložiacuteme prvniacute teploměr a do druheacute naacutedoby druhyacute

teploměr Teploměry můžeme upevnit do stojanů

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

120 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 130 -

3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute obou teplot a na

vodorovneacute ose x ponechaacuteme čas

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Přeložiacuteme teploměr

z naacutedoby se studenou vodou do naacutedoby s teplou vodou a současně přelijeme

studenou vodu do tepleacute a počkaacuteme až nastane rovnovaacutežnyacute stav

5 Ukončiacuteme měřeniacute

6 Z grafů odečteme teploty před tepelnou vyacuteměnou (t1 a t2) a po tepelneacute

vyacuteměně (t)

7 Vypočiacutetaacuteme teplo odevzdaneacute Q1 a teplo přijateacute Q2

8 Porovnaacuteme vyacutesledneacute hodnoty

9 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proč měřeniacute nevychaacuteziacute uacuteplně přesně Čiacutem je to způsobeno

2 Zkus stejneacute měřeniacute pro jedno kapalneacute těleso (voda) a jedno pevneacute těleso

(mosaznyacute vaacuteleček železnyacute vaacutelečekhellip)

3 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy

OHSP-202

- 131 -

Tepelneacute jevy 36 VEDENIacute TEPLA

Fyzikaacutelniacute princip

Zahřiacutevaacuteme-li jednu čaacutest podeacutelneacuteho tělesa z pevneacute laacutetky přenaacutešiacute se rychlejšiacute

pohyb atomů na dalšiacute a dalšiacute atomy Tiacutem se zvyšuje i teplota dalšiacutech čaacutestiacute

Tento jev se nazyacutevaacute vedeniacute tepla Laacutetky děliacuteme na tepelneacute vodiče (měď

hliniacutek hellip) a tepelneacute izolanty (vzduch plasty dřevo hellip)

Ciacutel

Ověřit šiacuteřeniacute tepla tepelnyacutem vodičem

Pomůcky

LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA tlustšiacute Cu vodič lihovyacute kahan dva

laboratorniacute stojany

- 132 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme čtyři teploměry TMP-BTA do vstupů CH1 až CH4 LabQuestu

LabQuest připojiacuteme k PC přes USB konektor Teploměry můžeme upevnit do

smyček vytvořenyacutech z tlustšiacuteho měděneacuteho draacutetu ndash viz scheacutema

2 Zapneme LabQuest V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat

nastaviacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzorek sekundu Zatrhneme Nepřerušenyacute

sběr dat

3 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a postaviacuteme ho pod konec Cu vodiče ndash viz scheacutema

4 V programu LoggerPro zvoliacuteme Sběr dat Nechaacuteme určitou

dobu běžet měřeniacute

5 Ukončiacuteme měřeniacute ndash v programu LoggerPro zvoliacuteme Zastavit

6 Porovnaacuteme naměřeneacute grafy

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

- 133 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus měřeniacute pro jinyacute pevnyacute tepelnyacute vodič

2 Zkus stejneacute měřeniacute pro kapalneacute těleso (voda v naacutedobě)

- 134 -

Termika 37 SOUTĚŽ TEPLOMĚRŮ

Fyzikaacutelniacute princip

Teplota popisuje stav tělesa Teplotu měřiacuteme teploměrem Teplota tělesa

zaacutevisiacute i na miacuteře ochlazovaacuteniacute Miacutera ochlazovaacuteniacute zaacutevisiacute i na vlhkosti povrchu

tělesa (podobně ochlazovaacuteniacute lidskeacuteho těla) Vypařujiacuteciacute se kapalina odvaacutediacute čaacutest

vnitřniacute energie tělesa ndash ochlazuje ho Miacutera ochlazovaacuteniacute tělesa zaacutevisiacute i na

odvaacuteděniacute vznikajiacuteciacutech par

Ciacutel

Porovnej rychlost ochlazovaacuteniacute tělesa na povrchu sucheacuteho a mokreacuteho tělesa

Pomůcky

LabQuest teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA rychlovarnaacute konvice s horkou

vodou utěrka

- 135 -

Scheacutema

Postup

1 V konvici si ohřejeme vodu

2 Teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1

LabQuestu

3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

4 Zastrčiacuteme teploměr do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute je

praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme

tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem nepohybujeme

- 136 -

5 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash

menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Zastrčiacuteme teploměr opět do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute

je praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme

tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem budeme nyniacute maacutevat

7 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash

menu Graf ndash Uložit měřeniacute

8 Body 4 až 7 znovu opakujeme ale s tiacutem že po vytaženiacute teploměru

z konvice teploměr rychle utřeme utěrkou

9 Zobraziacuteme všechny čtyři naměřeneacute grafy ndash menu Graf ndash Ukaacutezat graf ndash

Všechny grafy

10 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus stejneacute měřeniacute s vlažnou vodou

2 Vyzkoušej jinou kapalinu

3 Pokud maacuteme čtyři teploměry můžeme proveacutest měřeniacute bdquonajednouldquo

- 137 -

Tepelneacute jevy 38 VAR

Fyzikaacutelniacute princip

Var je děj při ktereacutem se kapalina přeměňuje v plyn v celeacutem objemu Teplota

při ktereacute dochaacuteziacute k varu se nazyacutevaacute teplota varu Jejiacute hodnota zaacutevisiacute nejen na

chemickeacutem složeniacute kapaliny ale takeacute na tlaku nad povrchem kapaliny Voda

vře za normaacutelniacuteho tlaku (1 013 hPa) při 100 degC Zaacutevislost teploty varu vody

na tlaku lze přibližně vyjaacutedřit rovniciacute 5

716 2810

pt

Ciacutel

Ověřit teplotu varu za normaacutelniacuteho tlaku Ověřit zaacutevislost teploty varu na tlaku

- 138 -

Pomůcky

LabQuest teploměr GoTemp nebo TMP-BTA baňka voda lihovyacute kahan

laboratorniacute stojan odměrnyacute vaacutelec

Scheacutema

- 139 -

Postup

1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr GoTemp nebo TMP-

BTA Do baňky nalijeme horkou vodu Sestaviacuteme pomůcky podle scheacutema

V odměrneacutem vaacutelci kteryacute určuje hodnotu tlaku par nad volnyacutem povrchem vařiacuteciacute

vody neniacute voda Tzn že nad vodou v baňce je atmosfeacuterickyacute tlak

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Režim

Udaacutelosti a hodnoty Naacutezev Tlak Jednotka Pa

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a ohřiacutevaacuteme vodu v baňce až dosaacutehne teploty varu

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Paacutery vznikajiacuteciacute nad volnyacutem povrchem v baňce mohou volně odchaacutezet

hadiciacute kteraacute uacutestiacute nad dnem odměrneacuteho vaacutelce

7 Při dosaženiacute teploty varu stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

8 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku (odečteme

z barometru) a stiskneme OK

- 140 -

9 Přilijeme do odměrneacuteho vaacutelce vodu do vyacutešky 5 cm nad uacutestiacutem hadice

10 Při dosaženiacute teploty varu (poznaacuteme to podle bublinek ktereacute budou

vystupovat do vody v odměrneacutem vaacutelci) stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

11 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku zvětšenou

o hodnotu hydrostatickeacuteho tlaku a stiskneme OK

12 Opakujeme body 9 10 a 11 pro hodnoty vyacutešky hladiny vody v odměrneacutem

vaacutelci 10 cm 15 cm 20 cm a 25 cm

13 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

14 Provedeme analyacutezu grafu Jakaacute je to funkce Porovnaacuteme vyacutesledky

s vyacutesledky v MFCh tabulkaacutech Určiacuteme rovnici lineaacuterniacute funkce t = f(p)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Na čem zaacutevisiacute teplota varu určiteacute kapaliny

2 Čiacutem se lišiacute var vody v otevřeneacutem a v uzavřeneacutem tlakoveacutem hrnci

3 Může voda vařit i při nižšiacute teplotě než 100 degC

4 Pomociacute vyacutevěvy změř teploty varu při nižšiacutem tlaku než je atmosfeacuterickyacute

- 141 -

Zvukoveacute jevy 39 KMITAVYacute POHYB

Fyzikaacutelniacute princip

Kmitaveacute pohyby se nazyacutevajiacute pohyby při kteryacutech vyacutechylka opakovaně roste

a klesaacute Kmit je periodicky se opakujiacuteciacute čaacutest kmitaveacuteho pohybu doba jeho

trvaacuteniacute je perioda T a počet kmitů za jednotku času je frekvence 1

fT

Ciacutel

Určit periodu T a frekvenci f kmitaveacuteho pohybu

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA těleso (zaacutevažiacute) pružina stojan metr

- 142 -

Scheacutema

- 143 -

Postup

1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest Na siloměr zavěsiacuteme pružinu

3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

50 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute) Těleso je v klidu

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika

Určiacuteme hmotnost tělesa Ověřiacuteme na digitaacutelniacutech vahaacutech

8 Uvedeme těleso do kmitaveacuteho pohybu

9 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Provedeme

analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice (nebo soubor

nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)

- 144 -

10 Z grafu určiacuteme periodu T a vyacutepočtem frekvenci f

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Určete periodu a kmitočet joja

2 Určete periodu a kmitočet zaacutevažiacute ponořeneacuteho v kapalině

3 Určete periodu a kmitočet kmitaacuteniacute praviacutetka

4 Měř kmitavyacute pohyb delšiacute dobu Co pozoruješ

- 145 -

Zvukoveacute jevy 310 ZVUK

Fyzikaacutelniacute princip

Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz

Ciacutel

Určit časovyacute diagram některyacutech zdrojů zvuku ndash ladičky klaacuteves hudebniacutech

naacutestrojůhellip

Určit frekvenci (vyacutešku) toacutenů c1 d

1 e

1 c

2 Určit hudebniacute intervaly těchto

toacutenů Předveacutest barvu toacutenů

Pomůcky

LabQuest mikrofon MCA-BTA zdroje zvuku (hudebniacute naacutestroje) ladičky

- 146 -

Scheacutema

Postup

1 Zapneme LabQuest

2 Připojiacuteme mikrofon MCA-BTA do vstupu CH1 LabQuestu nebo v menu

Senzory ndash Nastaveniacute senzorů zvoliacuteme INT ndash Vnitřniacute mikrofon

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Rozezvučiacuteme zdroj zvuku ndash hlaacuteska bdquoaldquo bdquoeldquo bdquosldquo

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Uklaacutedaacuteme naměřeneacute zvuky v menu Graf ndash Uložit měřeniacute nebo zvoliacuteme

Pomociacute kalkulačky určujeme kmitočty periodickyacutech zvuků Uložiacuteme soubor

- 147 -

- 148 -

7 Opakujeme body 4 5 a 6 pro toacuteny c1 d

1 e

1 c

2 Určujeme kmitočet

těchto toacutenů (změřiacuteme periodu a kmitočet vypočiacutetaacuteme) a jejich hudebniacute

intervaly

8 Naměřeneacute kmitočty toacutenů a vypočiacutetaneacute hodnoty hudebniacutech intervalů

porovnaacuteme s hodnotami v tabulce

Toacuten c1 d1 e1 f1 g1 a1 h1 c2

Laděniacute absolutniacute vyacuteška (Hz)

temperovaneacute 262 294 330 349 392 440 494 524

přirozeneacute 264 297 330 352 396 440 495 528

Hudebniacute interval 11 98 54 43 32 53 158 21

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkoušiacuteme měřit časoveacute diagramy různyacutech hudebniacutech naacutestrojů

2 Zkus změřit stejneacute toacuteny různyacutech hudebniacutech naacutestrojů Co je barva toacutenů

- 149 -

Zvukoveacute jevy 311 RYCHLOST ZVUKU VE

VZDUCHU

Fyzikaacutelniacute princip

Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz Rychlost zvuku

můžeme změřit přiacutemou metodou tak že změřiacuteme vzdaacutelenost kterou zvuk urazil

a dobu za kterou mu to trvalo

Ciacutel

Určit rychlost zvuku ve vzduchu při daneacute teplotě

Pomůcky

LabQuest dva mikrofony MCA-BTA zdroj zvuku ndash dřevěneacute hůlky (hudebniacute

naacutestroj)

- 150 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 a CH 2 LabQuestu připojiacuteme dva mikrofony MCA-BTA

2 Mikrofony nastaviacuteme dle scheacutematu na jeden až dva metry od sebe Změřiacuteme

vzdaacutelenost s = m

3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

003 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute

přes 25 Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu měřeniacute neprobiacutehaacute čekaacute

na bdquospoušťldquo

5 U praveacuteho mikrofonu ťukneme do dřevěnyacutech hůlek Tiacutem se zapne

(bdquospoušťldquo) měřeniacute a oba mikrofony zaznamenajiacute zvuk Levyacute mikrofon

s určityacutem zpožděniacutem ktereacute odpoviacutedaacute vzdaacutelenosti obou mikrofonů a rychlosti

zvuku

6 Na dotykoveacute obrazovce si zvětšiacuteme miacutesto kde začiacutenaacute druhyacute zvuk ndash

označiacuteme perem a menu Graf ndash Zvětšit Daacutele označiacuteme co nejpřesněji miacutesto

kde začiacutenaacute druhyacute zpožděnyacute zvuk odečteme čas zpožděniacute t = s

- 151 -

7 Vypočiacutetaacuteme rychlost zvuku v = st = m sndash1

8 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute vzdaacutelenosti

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pokud stejneacute měřeniacute bude dělat viacutece studentů je potřeba se domluvit aby

nedošlo k vzaacutejemneacutemu rušeniacute

2 Porovnej rychlost zvuku s tabulkovou hodnotou a s hodnotami v jinyacutech

laacutetkaacutech Kde je největšiacute

3 Vypočiacutetej podle vzorce z tabulek jakaacute je rychlost zvuku při daneacute teplotě

vzduchu t = degC

4 Zkus se zamyslet nad průběhem grafů ndash jak se musiacute chvět zdroj zvuku

Zkus změřit rychlost zvuku pomociacute odrazu Naacutevod

K měřeniacute je použita odpadniacute trubka HTEM zakoupenaacute v OBI (deacutelka 1 2 nebo

3m takeacute je možneacute zakoupit viacutece stejnyacutech metrovyacutech kusů ktereacute je možno

zasouvat do sebe) K ucpaacuteniacute trubky je možneacute koupit tzv zaacutetku kteraacute se nasadiacute

- 152 -

na konec trubky Mikrofon je umiacutestěn těsně u uacutestiacute trubky K měřeniacute stačiacute pouze

jeden mikrofon K měřeniacute je potřeba stejneacute nastaveniacute (včetně bdquospouštěldquo)

5 Měřeniacute zkus nejdřiacuteve bez odpadniacute trubky a potom s trubkou

6 Jakou vzdaacutelenost musiacuteš dosadit do vzorce

7 Zkus stejneacute měřeniacute ale oddělej zaacutetku Zkus vysvětlit to co jsi naměřil

8 Nyniacute můžeš zkusit i ohřaacutet vzduch v trubce pomociacute feacutenu nebo teplovzdušneacute

pistole a teploměrem TMP-BTA měřit jeho teplotu Jak se změniacute rychlost

zvuku Co to způsobilo

- 153 -

Zvukoveacute jevy 312 VNIacuteMAacuteNIacute ZVUKU HLASITOST

Fyzikaacutelniacute princip

Praacuteh slyšitelnosti je nejmenšiacute intenzita zvuku kterou je schopen vniacutemat

pozorovatel s normaacutelniacutem sluchem (I0 = 10ndash12

W mndash2

) Praacuteh bolesti je

nejmenšiacute intenzita zvuku kteraacute vyvolaacute pocit bolesti (I0 = 10 W mndash2

) Hladina

intenzity zvuku L (v decibelech) je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute vyjadřuje kolikraacutet

je vniacutemanyacute zvuk silnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti (10kraacutet o 10 dB 100kraacutet

o 20 dB 1 000kraacutet o 30 dB hellip)

Ciacutel

Určit pomociacute hlukoměru SLM-BTA hladinu intenzity zvuku lidskeacuteho hlasu

zařiacutezeniacute a strojů kolem naacutes (pračka vysavač televize raacutedio reprodukovanaacute

hudba ulice hřiště přestaacutevka ve školehellip ticho)

- 154 -

Pomůcky

LabQuest hlukoměr SLM-BTA

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme hlukoměr SLM-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

120 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 155 -

3 Nastaveniacute hlukoměru SLM-BTA Time Weiting ndash S (slow) Maximum

Level Hold ndash RESET (průběžně zobrazuje) Frequency Weighting ndash A (pomaleacute

změny)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a postupně v 10 s

intervalech zkoušiacuteme různeacute zvuky ticho ndash potlesk ndash tlumenyacute hovor ndash hlasityacute

hovor ndash velmi hlasityacute hovor ndash křik

5 Podobně zkoušiacuteme změřit

a) hluk celeacuteho praciacuteho cyklu pračky

b) hluk různyacutech spotřebičů kolem naacutes ndash televize raacutedio zvuk ze sluchaacutetek

(přiloženiacutem hlukoměru ke sluchaacutetkům) zvuk mobilniacuteho telefonu hluk varneacute

konvice

c) hluk ve škole ndash ve třiacutedě na chodbě hellip

d) ticho ndash ve dne v noci

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Kolikraacutet je bdquoticholdquo hlučnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti

2 Vyzkoušej jak velkeacute je bdquoticholdquo uvnitř krabice

- 156 -

3 Jakeacute je bdquoticholdquo před oknem a za oknem

4 Vyzkoušej odraz zvuku ndash v miacutestnosti na louce

5 Změř jak se měniacute hladina intenzity zvuku za bouřky

6 Zkoumej jak zvuk pohlcujiacute různeacute materiaacutely

7 Vyzkoušej odraz zvuku pomociacute desky Např

8 Vyzkoušej naměřit v jeskyni hlasitost ozvěny

- 157 -

9 U reproduktoroveacute soustavy (stereo) zkus naleacutezt miacutesto s nejsilnějšiacute hlasitostiacute

10 Změř zaacutevislost hlasitosti na uacutehlu naacuteklonu odrazneacute desky Sestroj graf

11 Změř směrovou charakteristiku reproduktoru

( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=393)

12 Změř frekvenčniacute charakteristiku reproduktoru

( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=392)

- 158 -

Elektrickeacute vlastnosti laacutetek

313 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ ELEKTRICKYacute PROUD

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovanyacutech

těles kteryacute se projevuje silovyacutem působeniacutem na jinaacute tělesa Jeho jednotkou je

coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při pokusech ve třiacutedě

pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů) 1 nC je přibližně

6000000000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj elektronu hellip)

Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj (na skleněneacute

tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně nabiteacute těleso maacute

viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute protony

K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič naacuteboje

Elektrickyacute proud I je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličinou Jeho jednotkou je ampeacuter

(A) Můžeme jej vyjaacutedřit pomociacute naacuteboje Q kteryacute projde vodičem za jednotku

času Q

It

Ciacutel

Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute

při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute

Změřit proud I v zaacutevislosti na čase t a určit velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute

a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru

- 159 -

Pomůcky

LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA ampeacutermetr DCP-BTA tělesa (plechovka

na polystyreacutenu kovoveacute kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem

držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute těles kondenzaacutetor 15 mF16 V plochaacute baterie

45 V žaacuterovka 35 V 01 A přepiacutenač

- 160 -

Scheacutema

Postup

1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou

krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku

připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou

zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě

- 161 -

kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru

zvoliacuteme rozsah plusmn100 nC (scheacutema a))

2 Zapneme LabQuest

3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem

ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj

Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky

5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence

2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj

z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute

naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)

Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky

9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute

tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)

10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu 3times3

mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle

- 162 -

Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm

Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je

11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech

(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)

12 Sestaviacuteme obvod podle scheacutema b)

13 Změřiacuteme časovyacute průběh proudu při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru

- 163 -

14 Určiacuteme velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru pomociacute

funkce menu Analyacuteza volba Integraacutel

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zopakuj měřeniacute v bodech 13 a 14 pro různaacute zapojeniacute dvou nebo viacutece

kondenzaacutetorů

- 164 -

Elektrickyacute proud 314 OHMŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Ohmův zaacutekon Pokud maacute kovovyacute vodič staacutelou teplotu je elektrickyacute proud

prochaacutezejiacuteciacute vodičem přiacutemo uacuteměrnyacute napětiacute na vodiče (r 1826 G S Ohm)

Grafem přiacutemeacute uacuteměrnostiacute je přiacutemka prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem

Ciacutel

Ověřit Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky a rezistory 12 Ω 33 Ω

a 100 Ω

Pomůcky

LabQuest rezistor 33 Ω a 100 Ω žaacuterovka 6 V03 A voltmetr DVP-BTA

ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat

- 165 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

napětiacute Vlevo 0 Vpravo 6 V Na ose y zvoliacuteme Elektrickyacute proud a Spojovat

body Dole 0 a Nahoře 06 A V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Reostatem pomalu zvyšujeme napětiacute a proud Hodnota napětiacute nesmiacute

překročit 5 V a proudu 06 A Zobrazuje se tzv voltampeacuterovaacute charakteristika

Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro rezistor 33 Ω a pro žaacuterovku

- 166 -

7 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Platiacute Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky

2 Porovnej voltampeacuteroveacute charakteristiky rezistorů s různyacutemi hodnotami

odporů

3 Zkus vymyslet jak ověřiacuteš že Ohmův zaacutekon platiacute i pro wolframoveacute vlaacutekno

žaacuterovky

- 167 -

Elektrickyacute proud 315 ODPOR

Fyzikaacutelniacute princip

Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou

elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše

přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita

ρ a na teplotě t vodiče

Ciacutel

Změřit odpor bdquošpatneacuteholdquo vodiče ndash rezistoru Ověřit jak zaacutevisiacute odpor vodiče na

deacutelce

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) různeacute rezistory tahovyacute

potenciometr 10 kΩ počiacutetač s programem Logger Pro

- 168 -

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 K ohmmetru připojiacuteme tahovyacute potenciometr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se

vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 169 -

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm

2 cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute

potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute

exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute

14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Měřiacuteme odpor různyacutech rezistorů a jejich zapojeniacute

2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů

3 Změř jak zaacutevisiacute odpor potenciometru na uacutehlu natočeniacute u otočneacuteho

potenciometru

- 170 -

Elektrickyacute proud 316 ZAacuteVISLOST ODPORU NA

TEPLOTĚ

Fyzikaacutelniacute princip

Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou

elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše

přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita

ρ a na teplotě t vodiče

Na teplotě zaacutevisiacute odpor vodičů i polovodičů Odpor vodičů se vzrůstajiacuteciacute

teplotou stoupaacute (kladnyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) kdežto odpor

polovodičů uhliacuteku a některyacutech speciaacutelniacutech slitin kovů se vzrůstajiacuteciacute teplotou

klesaacute (zaacutepornyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) Elektrickyacute odpor maacute

vždy kladnou hodnotu Dobreacute vodiče kladou malyacute odpor špatneacute vodiče kladou

velkyacute odpor

Pozistor je dvoupoacutelovaacute elektrickaacute součaacutestka Jednaacute se o typ termistoru

s pozitivniacute teplotniacute zaacutevislostiacute (tzn s rostouciacute teplotou roste odpor) proto se

použiacutevaacute i označeniacute PTC termistor (positive temperature coefficient) Vyraacutebějiacute

se z polykrystalickeacute feroelektrickeacute keramiky (titaničitan barnatyacute BaTiO3)

Odpor pozistoru s růstem teploty nejprve miacuterně klesaacute nad Curieovu teplotu

poteacute prudce vzrůstaacute asi o 3 řaacutedy a pak opět miacuterně klesaacute Oblast naacuterůstu je

možneacute chemickyacutem složeniacutem ovlivňovat a tak vytvořit např sadu teploměrů

s odstupňovanyacutem teplotniacutem rozsahem (nejčastěji po 10 degC)

- 171 -

Ciacutel

Změřit jak zaacutevisiacute odpor pozistoru na teplotě

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA

pozistor kaacutedinka stojan počiacutetač s programem Logger Pro

- 172 -

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 a teploměr TMP-BTA do

konektoru CH 2 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Teploměr a pozistor jsou společně

upevněny zkroucenyacutem draacutetkem

3 K ohmmetru připojiacuteme pozistor

4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

5 Zapneme LabQuest

6 V programu LoggerPro na ose x zvoliacuteme teplotu a na ose y zvoliacuteme odpor

Tzn R = f(t)

7 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

8 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme

Nepřerušenyacute sběr dat

9 Do kaacutedinky nalijeme horkou vodu z konvice

- 173 -

10 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat Měřeniacute

nechaacuteme běžet delšiacute dobu (90 min) Pokud nemaacuteme čas můžeme měřeniacute

urychlit postupnyacutem ochlazovaacuteniacutem (přileacutevaacuteme studenou vodu nebo led)

11 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

12 Opakujeme měřeniacute pro různeacute pozistory

13 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z grafů určete teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu Porovnej jeho

velikost s hodnotami různyacutech kovů v tabulkaacutech

2 K čemu se použiacutevajiacute pozistory

- 174 -

Elektrickyacute proud 317 REOSTAT A POTENCIOMETR

Fyzikaacutelniacute princip

Plynulou změnu proudu spotřebičem umožňujiacute součaacutestky s proměnnyacutem

odporem ndash potenciometry Podle pohybu při ovlaacutedaacuteniacute je děliacuteme na tahoveacute

a otočneacute

K regulaci velkyacutech proudů použiacutevaacuteme reostat

Ciacutel

Ověřit funkci potenciometru jako děliče napětiacute a regulaacutetoru proudu

- 175 -

Pomůcky

LabQuest různeacute potenciometry počiacutetač s programem Logger Pro voltmetr

VP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA rezistor 100 Ω plochaacute baterie

- 176 -

Scheacutema

Postup

1 Voltmetr VP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 Potenciometr zapojiacuteme jako dělič napětiacute (viz scheacutema)

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment zvoliacuteme Sběr dat Moacuted

Udaacutelosti se vstupy Naacutezev sloupce deacutelka Značka d Jednotka cm

6 Na ose x zvoliacuteme veličinu deacutelka Na ose y veličinu napětiacute

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 177 -

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm

2cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute

potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko U otočneacuteho potenciometru měřiacuteme

a zadaacutevaacuteme jednotku uacutehlu

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute

exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

15 Stejneacute měřeniacute provedeme pro zapojeniacute potenciometru jako regulaacutetoru

proudu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 K čemu si využiacutevajiacute obě zapojeniacute Jakyacute je mezi nimi rozdiacutel

2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů

- 178 -

Elektrickyacute proud 318 VNITŘNIacute ODPOR ZDROJE

Fyzikaacutelniacute princip

Součet všech odporů kteryacutemi musiacute prochaacutezet proud uvnitř zdroje se nazyacutevaacute

vnitřniacute odpor zdroje Proud v uzavřeneacutem obvodu je roven podiacutelu

elektromotorickeacuteho napětiacute U0 zdroje a celkoveacuteho odporu R + Ri kde Ri je

vnitřniacute odpor zdroje

0

i

UI

R R

Ciacutel

Ověřit Ohmův zaacutekon pro uzavřenyacute obvod

Pomůcky

LabQuest rezistor 10 Ω voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute

baterie reostat 100 Ω a 10 kΩ

- 179 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x

zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat -

Ampeacutermetr Reostat 100 Ω a 10 kΩ nastaviacuteme na max hodnoty odporu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme spiacutenač

5 Reostatem 10 kΩ pomalu (10 s) zvětšujeme proud (hodnota odporu na

min) Jakmile reostat 10 kΩ vytočiacuteme do krajniacute polohy (min) pokračujeme

stejně reostatem 100 Ω do krajniacute polohy (min) Hodnota proudu nesmiacute

překročit 06 A což při napětiacute 45 V zajistiacute rezistor 10 Ω Zobrazuje se tzv

zatěžovaciacute charakteristika zdroje Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu

Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro různě stareacute plocheacute baterie

- 180 -

7 Provedeme analyacutezu jednotlivyacutech grafů V menu Analyacuteza zvoliacuteme Fitovat

křivku Napětiacute Vybereme typ rovnice Lineaacuterniacute Určiacuteme koeficienty lineaacuterniacute

funkce Opakujeme pro všechny grafy

8 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona pro uzavřenyacute obvod)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z koeficientů lineaacuterniacutech funkciacute určete napětiacute napraacutezdno U0 a zkratovyacute

proud Ik Daacutele určete vnitřniacute odpor Ri plocheacute baterie noveacute a stareacute

2 Vnitřniacute odpor plocheacute baterie se staacuteřiacutem zvětšuje Jak se to projevuje na

zatěžovaciacute charakteristice

- 181 -

Elektrickyacute proud 319 VYacuteKON ELEKTRICKEacuteHO

PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Vyacutekon P elektrickeacuteho proudu vypočiacutetaacuteme jako součin napětiacute na spotřebiči

a proudu kteryacute spotřebičem proteacutekaacute P = U I U spotřebičů je spraacutevneacute označovat

dodaacutevanyacute vyacutekon jako přiacutekon P0 Napřiacuteklad u žaacuterovky je světelnyacute vyacutekon

zlomkem elektrickeacuteho přiacutekonu

Ciacutel

Pomociacute wattmetru určit přiacutekon některyacutech spotřebičů Změřit přiacutekon v zaacutevislosti

na čase u některyacutech spotřebičů

Pomůcky

LabQuest wattmetr WU-PRO-I spotřebiče

- 182 -

Scheacutema

Postup

1 Wattmetr WU-PRO-I zapojiacuteme do USB konektoru LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 600 s Frekvence

1 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Připojiacuteme spotřebič k wattmetru

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) nebo po stisknutiacute tlačiacutetka (ukončit

měřeniacute) uložiacuteme soubor

- 183 -

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus změřit přiacutekon ledničky po dobu 24 hodin s teploměrem uvnitř Vyslov

zaacutevěr

2 Zkus změřit přiacutekon mikrovlnneacute trouby při ohřevu potravin (vody ndash změř

teplotu před začaacutetkem a po skončeniacute ohřiacutevaacuteniacute) Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče

3 Zkus změřit přiacutekon elektrovarneacute konvice nebo indukčniacuteho vařiče

s teploměrem Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče

- 184 -

Tepelneacute jevy 320 TERMOHRNEK

Fyzikaacutelniacute princip

Termosky a termohrnky jsou speciaacutelně vyrobeneacute naacutedoby ktereacute sloužiacute

k uchovaacuteniacute teploty tekutiny uvnitř Termoska byla vynalezena v roce 1982

Zaacutekladniacutem principem termosky je dvojitaacute vnitřniacute naacutedoba s lesklyacutemi dvojityacutemi

stěnami a z mezery mezi stěnami obou naacutedob je odčerpaacuten veškeryacute vzduch Přes

toto vakuoveacute prostřediacute nemůže tepelnaacute energie pronikat vedeniacutem tepelneacute

zaacuteřeniacute se odraacutežiacute zpět od lesklyacutech stěn u naacutedoby opatřeneacute zaacutetkou je omezen

i přenos prouděniacutem Diacuteky tomuto principu zůstaacutevaacute tekutina v naacutedobě teplaacute

nebo chladnaacute až po dobu několika hodin Většinou se dodaacutevajiacute termosky

s hrniacutečkem nebo sloužiacute jako hrniacuteček viacutečko laacutehve Různeacute firmy takeacute nabiacutezejiacute

možnost potisku vašiacute termosky

Ciacutel

Ověřit schopnost termohrnku udržet naacutepoj teplyacute po určitou dobu

Pomůcky

LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA různeacute termohrnky

- 185 -

Scheacutema

Postup

1 Teploměry zapojiacuteme do konektorů CH 1 až CH 4 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute (viz scheacutema) Dva termohrnky majiacute viacutečka Termohrnek

vpravo je bez viacutečka Vlevo je obyčejnyacute porcelaacutenovyacute hrnek

3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme ho přes USB k PC V programu LoggerPro

v menu Experiment ndash Sběr dat zatrhneme Nepřerušenyacute sběr dat

4 Do všech termohrnků nalijeme stejneacute množstviacute horkeacute vody z konvice

5 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

- 186 -

6 Po určiteacute době (např 2 až tři hodiny) zastaviacuteme měřeniacute

7 Vysloviacuteme zaacutevěr Co vše maacute vliv na udrženiacute tepleacuteho naacutepoje

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Opakujeme měřeniacute u všech termohrnků bez viacuteček

2 Opakujeme měřeniacute u všech hrnků s viacutečky

3 Opakujeme měřeniacute se studenyacutem naacutepojem Využijeme při tom kostky ledu

- 187 -

Elektrodynamika 41 MAGNETICKEacute POLE VODIČE

Fyzikaacutelniacute princip

Roku 1820 Hans Christian Oersted prokaacutezal že vodič jiacutemž prochaacuteziacute

elektrickyacute proud vytvaacuteřiacute kolem sebe magnetickeacute pole

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar soustřednyacutech kružnic ležiacuteciacutech v rovinaacutech

kolmyacutech na vodič Orientace indukčniacutech čar zaacutevisiacute na směru proudu a k jejiacutemu

určeniacute použiacutevaacuteme Ampeacuterovo pravidlo praveacute ruky Naznačiacuteme uchopeniacute

vodiče do praveacute ruky tak aby palec ukazoval dohodnutyacute směr proudu ve

vodiči prsty pak ukazujiacute orientaci magnetickyacutech indukčniacutech čar

- 188 -

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho

vodičem a na vzdaacutelenosti od vodiče

Pomůcky

LabQuest rezistor 10 Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA vodič

regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127

- 189 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash

max 06A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci v okoliacute vodiče

6 Potom nastaviacuteme konstantniacute hodnotu proudu a pohybujeme teslametrem

v kolmeacutem směru k ose vodiče

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce B na velikosti

elektrickeacuteho proudu I a na vzdaacutelenosti

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ze znalosti velikosti proudu a vzdaacutelenosti od vodiče spočiacutetej magnetickou

indukci

IB

d kde μ0 = 4πmiddot10

ndash7NmiddotA

ndash2

- 190 -

Elektrodynamika 42 SIacuteLA PŮSOBIacuteCIacute NA VODIČ

V MAGNETICKEacuteM POLI

Fyzikaacutelniacute princip

Na vodič o deacutelce l kteryacutem prochaacuteziacute proud I a je umiacutestěnyacute v magnetickeacutem poli

trvaleacuteho magnetu s indukciacute B působiacute siacutela F = BIl

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost siacutely působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli na velikosti proudu

prochaacutezejiacuteciacuteho vodičem

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA ampeacutermetr HCS-BTA vodič magnet

regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute KXN-305D rezistor 2 Ω-10 W

- 191 -

Scheacutema

- 192 -

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

siloměr DFS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo ndash5 A Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Siacutela a Spojovat body

Dole ndash003 N a Nahoře 003 N V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash

max 5 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Regulovatelnyacutem zdrojem zmenšujeme napětiacute (proud) na 0 V (0 A)

Přepoacutelujeme zapojeniacute zdroje Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute

(proud) Kontrolujeme proud ndash max 5 A Graf se vykresluje na opačnou stranu

osy y Siloměrem měřiacuteme siacutelu působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli

7 Provedeme analyacutezu grafu ndash proložiacuteme lineaacuterniacute funkci

8

9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute siacutela na velikosti elektrickeacuteho proudu I

- 193 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vypočiacutetej velikost siacutely ze znaacutemyacutech hodnot B I a l F BIl Magnetickou

indukci B změř teslametrem uvnitř magnetickeacuteho pole magnetu

2 Miacutesto jednoducheacuteho vodiče použij několik zaacutevitů vodiče (viz scheacutema)

Porovnej vyacutesledky měřeniacute

3 Měřeniacute uspořaacutedej vodorovnyacutem směrem Siloměr bude zavěšenyacute svisle

a ciacutevka bude otočně upevněnaacute uprostřed Ktereacute uspořaacutedaacuteniacute je vyacutehodnějšiacute

- 194 -

Elektrodynamika 43 ELEKTROMAGNETICKAacute

INDUKCE

Fyzikaacutelniacute princip

Elektromagnetickaacute indukce je jev při ktereacutem vznikaacute elektrickeacute napětiacute ve

vodiči změnou magnetickeacuteho pole v okoliacute vodiče (ciacutevky) Indukovaneacute napětiacute

zaacutevisiacute na velikosti změny magnetickeacuteho pole i na rychlosti jeho změny

Ciacutel

Změřit indukovaneacute napětiacute Ověřit na čem zaacutevisiacute

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA ciacutevka s jaacutedrem permanentniacute magnet

- 195 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod

dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 5 s

Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Roztočiacuteme

permanentniacute magnet v těsneacutem okoliacute ciacutevky (jaacutedra)

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 196 -

4 Opakujeme měřeniacute s rychlejšiacutem (pomalejšiacutem) otaacutečeniacutem magnetu

5 Vyměniacuteme magnet za bdquosilnějšiacuteldquo

6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash na čem zaacutevisiacute indukovaneacute napětiacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus ciacutevku s jinyacutem počtem zaacutevitů

2 Zkus pohybovat membraacutenou reproduktoru a měřit indukovaneacute napětiacute

3 Zkus napjatou strunu umiacutestit do magnetickeacuteho pole a na niacute měřit velikost

indukovaneacuteho napětiacute

- 197 -

Elektrodynamika 44 STŘIacuteDAVYacute PROUD

Fyzikaacutelniacute princip

Střiacutedavyacute proud (napětiacute) je proud kteryacute staacutele měniacute svoji velikost i směr Časovyacute

průběh různyacutech střiacutedavyacutech proudů (napětiacute) může byacutet harmonickyacute (sinusoida)

obdeacutelniacutekovyacute trojuacutehelniacutekovyacutehellip

Z časoveacuteho průběhu harmonickeacuteho proudu (napětiacute) můžeme určit periodu

frekvenci a amplitudu

Ciacutel

Změř časovyacute průběh harmonickeacuteho napětiacute a urči jeho efektivniacute hodnotu

periodu frekvenci a amplitudu Urči vztahy mezi nimi

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA (+ndash10 V) zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute do 5 V

multimetr

- 198 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme voltmetr VP-BTA (+ndash10 V)

2 Do školniacuteho zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute (max 5 V stř) připojiacuteme rezistor

100 Ω

3 Paralelně k tomuto rezistoru připojiacuteme multimetr zapojenyacute jako střiacutedavyacute

voltmetr Zkontrolujeme že napětiacute neniacute většiacute než 5 V (efektivniacute hodnota)

4 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

01 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute

přes 001 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

5 Připojiacuteme vyacutevody voltmetru k rezistoru a stiskneme tlačiacutetko START

(měřeniacute) na LabQuestu

6 Po proběhleacutem měřeniacute v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika ndash Napětiacute

7 Z tabulky Statistika můžeme odečiacutest max hodnotu napětiacute = amplituda

Umax = V

8 Na voltmetru odečteme efektivniacute hodnotu napětiacute Uef = V

- 199 -

9 Vzhledem k tomu že jsme zadali dobu měřeniacute 01 s tak se zobrazilo přesně

5 period Tzn že jedna perioda je T = 002 s a frekvence je f = 50 Hz

10 Vypočiacutetaacuteme poměr Umax Uef =

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jako zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute můžeme

použiacutet samotnyacute LabQuest s vyacutekonovyacutem

zesilovačem PAMP kteryacute připojiacuteme

k LabQuestu a v aplikaci Zesilovač (generaacutetor

funkciacute) můžeme nastavovat druh střiacutedaveacuteho

signaacutelu (sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek pila)

frekvenci a amplitudu Pomociacute druheacuteho

LabQuestu můžeme kontrolovat ndash měřit tento

střiacutedavyacute signaacutel

2 Jako jinyacute zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute (proudu)

můžeme použiacutet generaacutetor funkciacute NTL I u něj

je možneacute nastavovat druh střiacutedaveacuteho signaacutelu

(sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek) frekvenci

a amplitudu kterou můžeme pomociacute

LabQuestu měřit

3 Kde se využiacutevaacute střiacutedaveacute napětiacute (proud) S jakyacutem průběhem

4 Zkus změřit střiacutedaveacute napětiacute v nějakeacutem přiacutestroji např na reproduktoru

baterioveacuteho raacutedia Pozor střiacutedaveacute napětiacute musiacute byacutet menšiacute než plusmn10 V Ověř

nejdřiacuteve stř voltmetrem

- 200 -

Elektrodynamika 45 TŘIacuteFAacuteZOVEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Třiacutefaacutezoveacute napětiacute vznikaacute otaacutečeniacutem magnetu v soustavě třiacute ciacutevek Maacuteme tedy tři

zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute ndash faacuteze Třiacutefaacutezovyacute rozvod lze využiacutet k zapojeniacute do

hvězdy nebo k zapojeniacute do trojuacutehelniacuteku Faacutezoveacute napětiacute (u1 u2 u3) je napětiacute

(v našich domaacutecnostech 230 V) mezi středniacutem vodičem (N) a faacutezovyacutem

vodičem (L1 L2 L3) Sdruženeacute napětiacute (u12 u13 u23) je napětiacute (v našich

domaacutecnostech 400 V) mezi libovolnyacutemi dvěma faacutezovyacutemi vodiči

Ciacutel

Změřit časovyacute průběh napětiacute třiacute faacuteziacute v zapojeniacute do hvězdy Ověřit že součet

napětiacute v každeacutem čase je nulovyacute Ověřit že poměr sdruženeacuteho a faacutezoveacuteho

napětiacute je 173kraacutet většiacute

Pomůcky

LabQuest zdroj třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute 3 rezistory 100 Ω 3 voltmetry VP-BTA

- 201 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme 3 voltmetry VP-BTA ke vstupům CH1 CH2 a CH3 LabQuestu

Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu Na zdroji třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute nastaviacuteme hodnotu

faacutezoveacuteho napětiacute do 5 V

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

005 s Frekvence 10 000 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Uložiacuteme měřeniacute

- 202 -

5 Provedeme analyacutezu grafu Odečiacutetaacuteme v každeacutem časoveacutem okamžiku

okamžiteacute hodnoty napětiacute u1 u2 a u3 a provaacutediacuteme jejich součet ndash ověřujeme že

součet je nulovyacute

6 Střiacutedavyacutem voltmetrem změřiacuteme sdruženeacute a faacutezoveacute napětiacute (efektivniacute

hodnoty) a vypočiacutetaacuteme jejich poměr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z grafu ndash časoveacuteho průběhu napětiacute urči o jakou čaacutest periody jsou

posunuta napětiacute

2 Z grafu urči jakyacute je frekvence a perioda střiacutedavyacutech napětiacute

3 Jakyacute je poměr efektivniacute a maximaacutelniacute hodnoty faacutezoveacuteho střiacutedaveacuteho napětiacute

ktereacute jsi naměřil

4 Z grafu urči amplitudu sdruženeacuteho napětiacute a amplitudu faacutezoveacuteho napětiacute

Jakyacute je jejich poměr

- 203 -

Elektrodynamika 46 ELEKTROMAGNETICKEacute VLNY

Fyzikaacutelniacute princip

Magnetickeacute pole můžeme znaacutezornit pomociacute indukčniacutech čar

Elektrickeacute pole popisujeme elektrickyacutemi siločarami

Elektrickeacute a magnetickeacute pole spolu často souvisejiacute Mluviacuteme pak

o elektromagnetickeacutem poli Elektromagnetickeacute vlny jsou přiacutečneacute a šiacuteřiacute se i ve

vakuu Šiacuteřiacute se rychlostiacute světla Elektromagnetickyacutemi vlnami se přenaacutešejiacute

signaacutely rozhlasu televize mobilniacutech telefonů atd I světlo je elektromagnetickeacute

vlněniacute (zaacuteřeniacute)

- 204 -

Mezi frekvenciacute f vlnovou deacutelkou λ a rychlostiacute šiacuteřeniacute elektromagnetickeacuteho

vlněniacute c (světla) platiacute vzorecc

f

Ciacutel

Změřit vlnovou deacutelku elektromagnetickeacuteho vlněniacute Prokaacutezat polarizaci

elektromagnetickeacute vlny

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA bezdraacutetovyacute zvonek ndash tlačiacutetko pracujiacuteciacute na

frekvenci 43392 MHz přijiacutemač s půlvlnnyacutem dipoacutelem (viz přiacutespěvek O

Lepila)

Scheacutema

- 205 -

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod

dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Pohybujeme rovnoměrnyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema pohyb 1)

5 Z poloh maxim a minim určiacuteme vlnovou deacutelku

6 Uložiacuteme měřeniacute

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pohybujeme rovnoměrnyacutem otaacutečivyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema

pohyb 2)

9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash vlnovaacute deacutelka a polarizace elektromagnetickeacuteho vlněniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vyzkoušej jak zaacutevisiacute velikost naměřeneacuteho napětiacute na vzdaacutelenosti vysiacutelače od

přijiacutemače

2 Pomociacute mřiacutežky nebo plechu vyzkoušej odraz vlněniacute (a interferenci)

- 206 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

47 TERMISTOR

Fyzikaacutelniacute princip

Termistor je polovodičovaacute součaacutestka jejiacutež odpor zaacutevisiacute na teplotě

Ciacutel

Změř zaacutevislost odporu termistoru na teplotě Urči o jakou zaacutevislost se jednaacute

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA

rychlovarnaacute konvice s horkou vodou termistory se jmenovitou hodnotou

odporu 4k7 10k 15k počiacutetač s programem Logger Pro

- 207 -

Scheacutema

Postup

1 V konvici si ohřejeme vodu

2 Teploměr TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 2 a ohmmetr do

konektoru CH 1 LabQuestu

3 K ohmmetru připojiacuteme termistor (10k) kteryacute zastrčiacuteme společně

s teploměrem do kaacutedinky

- 208 -

4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

5 Zapneme LabQuest

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Experiment ndash Sběr dat Trvaacuteniacute

300 s Frekvence 1 čteniacutes

8 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu na

osu y Odpor a na osu x Teplotu

9 Nalejeme horkou vodu z konvice do kaacutedinky s teploměrem a termistorem

a zapneme Sběr dat v programu LoggerPro

10 Voda postupně chladne a počiacutetač vykresluje graf zaacutevislosti R = f(t)

Ochlazovaacuteniacute můžeme pomalu urychlovat opatrnyacutem přileacutevaacuteniacutem studeneacute vody

a současnyacutem miacutechaacuteniacutem Pro hlubšiacute ochlazeniacute můžeme použiacutet kousek ledu

11 Po skončeniacute měřeniacute (300 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti ndash menu

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute a můžeme opakovat měřeniacute pro dalšiacute

termistor Nebo při měřeniacute použiacutet současně dva ohmmetry (CH 2 a CH 3) a dva

termistory

12 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

- 209 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z programu Logger Pro z tabulky můžeme naměřenaacute data pomociacute Ctrl+C

a Ctrl+V zkopiacuterovat do programu Excel a tam je daacutele zpracovaacutevat ndash sestrojit

graf proložit funkci

2 V programu Logger Pro můžeme v menu Analyacuteza ndash Curve Fit zkusit

proložit funkci kterou si vybereme ze seznamu Ověř vyacutepočtem (Excel

kalkulačka) že zvolenaacute funkce bdquofungujeldquo

3 Zdůvodněte proč odpor termistoru klesaacute s rostouciacute teplotou Kde se toho

využiacutevaacute

- 210 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

48 FOTOREZISTOR

Fyzikaacutelniacute princip

Fotorezistor (dřiacuteve označovaacuten jako fotoodpor) je pasivniacute elektrotechnickaacute

součaacutestka bez PN přechodu jejiacutež elektrickyacute odpor R se snižuje se zvyšujiacuteciacutem

se osvětleniacutem E

Princip fotorezistoru je založen na vnitřniacutem fotoelektrickeacutem jevu světlo

(foton) naraziacute do elektronu ve valenčniacute sfeacuteře a předaacute mu svoji energii tiacutem

elektron ziacuteskaacute dostatek energie k překonaacuteniacute zakaacutezaneacuteho paacutesu a skočiacute

z valenčniacuteho paacutesu do vodivostniacuteho Tiacutem opustiacute svůj atom a pohybuje se jako

volnyacute elektron prostorem krystaloveacute mřiacutežky Na jeho miacutestě vznikla diacutera Takto

vznikleacute volneacute elektrony přispiacutevajiacute ke sniacuteženiacute elektrickeacuteho odporu R (zvyacutešeniacute

elektrickeacute vodivosti G) Čiacutem viacutece světla na fotorezistor dopadaacute tiacutem vznikaacute viacutece

volnyacutech elektronů a zvyšuje se tiacutem elektrickaacute vodivost

Ciacutel

Změřit zaacutevislost odporu fotorezistoru na vzdaacutelenosti od zdroje světla

(žaacuterovky) Analyzovat funkčniacute zaacutevislost

- 211 -

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) fotorezistor počiacutetač

s programem Logger Pro

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 K ohmmetru připojiacuteme fotorezistor

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se

vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Fotorezistor (upevněnyacute v trubičce) nastaviacuteme 10 cm od žaacuterovky

- 212 -

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 10 cm a stiskneme OK

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 20 cm 30 cmhellip

150 cm

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute fotorezistory

14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Připoj k LabQuestu luxmetr a změř zaacutevislost odporu na osvětleniacute

- 213 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

49 TRANZISTOR JAKO SPIacuteNAČ A ZESILOVAČ

Fyzikaacutelniacute princip

Tranzistor je polovodičovaacute součaacutestka se dvěma přechody PN Středniacute čaacutest

krystalu polovodiče je baacuteze B a přechody PN ji oddělujiacute od oblasti s opačnyacutem

typem vodivosti kolektorem C a emitorem E Podle druhu vodivosti

jednotlivyacutech čaacutestiacute označujeme tranzistory jako typy NPN a PNP

Zaacutekladniacute funkce tranzistoru Maleacute napětiacute v obvodu baacuteze vzbuzuje proud

kteryacute je přiacutečinou mnohokraacutet většiacuteho proudu v obvodu kolektoroveacutem Tranzistor

se použiacutevaacute jako bdquoelektronickyacute spiacutenačldquo a bdquozesilovačldquo

- 214 -

Ciacutel

Ověřit činnost tranzistoroveacuteho spiacutenače a tranzistoroveacuteho zesilovače

Pomůcky

LabQuest dva voltmetry VP-BTA zapojeniacute tranzistoru jako spiacutenače

a zesilovače (podle scheacutema) generaacutetor signaacutelu baterie 45 V

Scheacutema

a) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquospiacutenačeldquo

- 215 -

b) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquozesilovačeldquo

Postup

1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 a CH 2 LabQuestu

2 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquospiacutenačldquo dle scheacutema a) Voltmetry měřiacuteme napětiacute

UBE (U1) a UCE (U2)

3 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme trojuacutehelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 5V

4 Voltmetr U1 připojiacuteme mezi baacutezi a emitor (UBE) Voltmetr U2 připojiacuteme

mezi kolektor a emitor (UCE)

5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

3 s Frekvence 10 000 čteniacutes

6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

- 216 -

Tranzistor jako bdquospiacutenačldquo

7 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

8 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquozesilovačldquo dle scheacutema b) Voltmetry měřiacuteme

napětiacute UBE (U1) a UCE (U2) Potenciometrem P nastaviacuteme bdquopracovniacute bod

tranzistoruldquo ndash UCE bude miacutet polovičniacute hodnotu napaacutejeciacuteho napětiacute

9 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme sinusovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 015 V

10 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 01 s Frekvence 10 000 čteniacutes

11 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

- 217 -

12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

13 Určiacuteme jakyacute je poměr UCEUBE

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Při jakeacutem napětiacute UBE tranzistor bdquosepneldquo Jak dlouho probiacutehaacute bdquosepnutiacuteldquo

2 Zkus měnit kmitočet vstupniacuteho napětiacute zesilovače

3 Zkus měnit nastaveniacute pracovniacuteho bodu Jakyacute to maacute vliv na vyacutestupniacute signaacutel

4 Zkus měnit velikost střiacutedaveacuteho vstupniacuteho napětiacute Jakyacute to maacute vliv na tvar

vyacutestupniacuteho napětiacute

- 218 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

410 INTEGROVANYacute OBVOD

Fyzikaacutelniacute princip

Prvniacute integrovanyacute obvod zkonstruoval Jack Kilby koncem srpna 1958 (r 2000

Nobelova cena za fyziku) Integrovaneacute obvody jsou součaacutestky ktereacute v jednom

pouzdře obsahujiacute velkeacute množstviacute vodičů rezistorů kondenzaacutetorů diod

a tranzistorů Děliacuteme je na čiacuteslicoveacute analogoveacute hellip

- 219 -

Ciacutel

Ověřit činnost integrovaneacuteho obvodu (čiacuteslicovyacute analogovyacute hellip)

Pomůcky

LabQuest tři voltmetry VP-BTA moduly zapojeniacute integrovanyacutech obvodů

LabQuest jako generaacutetor signaacutelu nebo jinyacute generaacutetor signaacutelu

- 220 -

Scheacutema

a) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo

b) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo

- 221 -

Postup

1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu

2 Zapojiacuteme čiacuteslicovyacute integrovanyacute obvod MH 7400 jako bdquoANDldquo bdquoORldquo hellip

dle scheacutematu a) b)

3 Na dvou generaacutetorech signaacutelu nastaviacuteme

obdeacutelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 45 V

4 Na prvniacutem generaacutetoru nastaviacuteme kmitočet

2 Hz a na druheacutem 3 Hz Připojiacuteme je na

vstupy A a B a připojiacuteme k nim voltmetry 1

a 2 K vyacutestupu Y připojiacuteme 3 voltmetr

5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 s Frekvence 200 čteniacutes

6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme

- 222 -

Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo

Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute

funkce bdquoNANDldquo

2 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute

funkce bdquoNORldquo

3 Zkus dalšiacute logickeacute funkce

4 Vyzkoušej funkci jinyacutech čiacuteslicovyacutech integrovanyacutech obvodů Např MH

7493 MH 74153 hellip

5 Vyzkoušej funkci jinyacutech analogovyacutech integrovanyacutech obvodů Např NE

555 hellip

- 223 -

Atomy a zaacuteřeniacute 411 RADIOAKTIVITA A OCHRANA

PŘED ZAacuteŘENIacuteM

Fyzikaacutelniacute princip

Radioaktivita je samovolnaacute přeměna jader Při přeměnaacutech jader vznikaacute zaacuteřeniacute

alfa beta gama a dalšiacute Poločas přeměny je doba za kterou se přeměniacute

polovina původniacuteho počtu radioaktivniacutech jader Ionizujiacuteciacute zaacuteřeniacute škodiacute všem

živyacutem buňkaacutem a je potřeba se před niacutem chraacutenit

Ciacutel

Změř uacuteroveň pozadiacute v miacutestnosti a na louce Ověř uacutečinek ozaacuteřeniacute detektoru od

zdroje zaacuteřeniacute na vzdaacutelenosti době tloušťce stiacuteněniacute a materiaacutelu stiacuteněniacute Ověř

zaacutekon radioaktivniacute přeměny Urči poločas přeměny baria 137m

Ba

Pomůcky

LabQuest souprava GAMABETA (GABEset-1) kabel k propojeniacute detektoru

s LabQuestem (viz doplňkovyacute text) souprava GABEset-2 přiacutepadně detektor

zaacuteřeniacute DRM-BTD

- 224 -

Scheacutema

Postup

1 Propojiacuteme detektor zaacuteřeniacute DRM-BTD (od firmy Vernier) nebo indikaacutetor

zaacuteřeniacute IRA ze soupravy GAMABETA 2007 (staršiacute GABEset-1) do konektoru

DIG 1 LabQuestu V druheacutem přiacutepadě musiacuteme požiacutet propojovaciacute kabel (viz

doplňkovyacute text nebo httpwwwvernierczclankypropojeni-gamabety-s-

labquestem)

2 Zapneme LabQuest V menu Senzor ndash Nastaveniacute senzorů vybereme pro

DIG 1 Detektor radiace Je vyacutehodneacute připojit dva detektory současně Druhyacute do

DIG 2 Oba umiacutestiacuteme na různaacute miacutesta (ne vedle sebe)

- 225 -

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Frekvence 01 čteniacutes a Trvaacuteniacute

100s

4 V menu Graf ndash Parametry grafu zvoliacuteme Automatickeacute měřiacutetko od nuly

5 Detektor (y) zaacuteřeniacute postaviacuteme volně na stůl Nepoužiacutevaacuteme žaacutednyacute zdroj

zaacuteřeniacute

6 Zapneme Sběr dat Měřeniacute bude probiacutehat 100 s v 10-ti sekundovyacutech

intervalech Vykresluje (iacute) se křivka (y) kteraacute (eacute) znaacutezorňuje (iacute) radioaktivitu

kolem naacutes (pozadiacute) v miacutestnosti nebo na louce Radioaktivita je přirozenou

součaacutestiacute našeho života Pokud použijeme dva detektory současně vidiacuteme že na

různyacutech miacutestech je jinyacute naacutepočet Radioaktivniacute přeměny majiacute statistickou

povahu

7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme (menu Graf ndash Uložit měřeniacute)

8 Pro dalšiacute měřeniacute můžeme změnit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme

Frekvence 001 čteniacutes a Trvaacuteniacute 1 000 s

9 V dalšiacutech měřeniacutech postupujeme stejně (bod 6 a 7) ale můžeme plnit

různeacute uacutekoly

a) Stanovit uacutečinek vzdalovaacuteniacute detektoru od zdroje zaacuteřeniacute (použijeme školniacute

zdroj zaacuteřeniacute ze soupravy GAMABETA) Pokud použijeme dva detektory

současně jeden nechaacuteme samostatně a druhyacute budeme ozařovat zdrojem zaacuteřeniacute

z různyacutech vzdaacutelenostiacute a v 10-ti (přiacutepadně při změně nastaveniacute bod 8 ndash 100)

sekundovyacutech intervalech budeme zdroj zaacuteřeniacute postupně po 2 cm vzdalovat od

detektoru

b) Stanovit miacuteru absorpce zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na tloušťce vrstvy

stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu Jeden detektor ozařujeme zaacuteřeniacutem beta a druhyacute zaacuteřeniacutem

gama (ze školniacuteho zdroje zaacuteřeniacute) Přitom v danyacutech časovyacutech intervalech

měniacuteme tloušťku měděneacute destičky (viz naacutevod k soupravě GAMABETA)

Vzhledem k tomu že je možno nastavit 6 různyacutech tlouštěk destičky (ek) potom

je vhodneacute dobu trvaacuteniacute změnit na 60 přiacutepadně 600 sekund

c) Stanovit rozdiacutel v absorpci zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na protonoveacutem

čiacutesle stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu shodneacute tloušťky Souprava GAMABETA obsahuje

destičky různyacutech materiaacutelů hliniacutek železo ciacuten měď olovo Prvniacute měřeniacute

provaacutediacuteme bez absorpčniacute destičky a potom postupně vystřiacutedaacuteme destičky

z různyacutech materiaacutelů Pro měřeniacute b) a c) je vhodnějšiacute doba trvaacuteniacute 600 s protože

- 226 -

změna tloušťky nebo materiaacutelu vyžaduje dvě sekundy a tiacutem zmenšiacuteme chybu

měřeniacute v jednotlivyacutech intervalech

d) Ověřeniacute zaacutekona radioaktivniacute přeměny Pro měřeniacute je potřeba ještě

souprava GABEset-2 kteraacute umožňuje přiacutepravu eluaacutetu baria k určeniacute poločasu

přeměny baria 137m

Ba (cca 150 s) K měřeniacute musiacuteme proveacutest nastaveniacute v bodě

8 (viz vyacuteše) Postupujeme podle naacutevodu v soupravě GABEset-2

10 Vysloviacuteme zaacutevěry

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus vyacuteše uvedenaacute měřeniacute proveacutest s připojenyacutem LabQuestem k PC

v programu Logger Pro Zde je možno nastavit zobrazeniacute grafu v sloupečciacutech

ndash menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu ndash Graph options ndash Bar graph

2 Zkus proměřit poločas přeměny s připojenyacutem LabQuestem k PC

v programu Logger Pro Pro detektor 1 můžeme proveacutest analyacutezu grafu

Analyacuteza ndash CurveFit ndash Natural exponent (proložit exponenciaacutelniacute funkci)

Poločas rozpadu je pak převraacutecenou hodnotou koeficientu C (viz niacuteže graf)

- 227 -

Atomy a zaacuteřeniacute 412 SLUNCE ndash SDIacuteLENIacute TEPLA

SAacuteLAacuteNIacuteM

Fyzikaacutelniacute princip

Slunce vysiacutelaacute elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute do prostoru Dopadne-li toto zaacuteřeniacute na

nějakeacute jineacute těleso a dojde-li k pohlceniacute tohoto zaacuteřeniacute zvyacutešiacute se vnitřniacute energie

tohoto tělesa Souhrnně se vzaacutejemneacute saacutelaacuteniacute a pohlcovaacuteniacute při dvou nebo i viacutece

tělesech s různyacutemi teplotami nazyacutevaacute sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem Dopadne-li toto

zaacuteřeniacute na jineacute těleso je čaacutestečně pohlceno čaacutest se odraacutežiacute a čaacutest prochaacuteziacute

tělesem Pohlceneacute zaacuteřeniacute způsobuje zvyacutešeniacute vnitřniacute energie tělesa odraženeacute

zaacuteřeniacute dopadaacute na jinaacute tělesa a prochaacutezejiacuteciacute zaacuteřeniacute přechaacuteziacute na jinaacute tělesa

Pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa zaacutevisiacute předevšiacutem na jakosti povrchu

a takeacute na barvě povrchu V praxi maacute tento poznatek vyacuteznam předevšiacutem při

konstrukci různyacutech zařiacutezeniacute např biacuteleacute chladničky a mrazaacuteky (aby se co nejviacutece

zaacuteřeniacute odrazilo) v leacutetě nosiacuteme předevšiacutem světleacute oblečeniacute Chceme-li naopak

aby se co nejviacutece zaacuteřeniacute pohltilo voliacuteme černou barvu povrchu

Ciacutel

Ověřit pohltivost různyacutech povrchů

Pomůcky

LabQuest 4 ks teploměr TMP-BTA 4 ks PET laacutehviacute s různyacutem povrchem

žaacuterovka 100 W 300 W

- 228 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměry TMP-BTA ke vstupům CH1 až CH4 LabQuestu

Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

600 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Zapneme žaacuterovku 300 W

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 229 -

5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa na

jakosti povrchu a takeacute na barvě povrchu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute se 100 W žaacuterovkou

2 Provedeme měřeniacute pro jineacute barvy a povrchy

- 230 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

413 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK I

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na osvětleniacute E

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)

- 231 -

Scheacutema

- 232 -

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E

solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 Na ose x zvoliacuteme Osvětleniacute (Illumination (lux)) a na ose y Vyacutekon (mW)

6 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzoreks

daacutele zatrhneme volbu Nepřerušenyacute sběr dat

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Plynule přibližujeme (přiacutepadně vzdalujeme) žaacuterovku k solaacuterniacutem člaacutenkům

Měřiacuteme zaacutevislost P = f(E)

9 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

10 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků zapojenyacutech seacuteriově a paralelně

- 233 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

414 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK II

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na uacutehlu natočeniacute solaacuterniacutech člaacutenků

vzhledem ke zdroji světla

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)

- 234 -

Scheacutema

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E

solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

- 235 -

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev

sloupce Uacutehel Značka α Jednotky deg

6 Na ose x zvoliacuteme Uacutehel (deg) a na ose y Vyacutekon (mW)

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute

panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky

9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu uacutehlu 0deg

10 Natočiacuteme solaacuterniacute panel o 10deg od směru šiacuteřeniacute světla Využijeme uacutehloměr na

stavebnici solaacuterniacutech panelů Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu

uacutehlu 10deg

11 Opakujeme postup pro dalšiacute hodnoty uacutehlů 20deg 30deg hellip 90deg

12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

13 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků osvětlenyacutech Sluncem

- 236 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

415 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK III

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na vlnoveacute deacutelce světla - filtru

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad) barevneacute filtry ze

stavebnice

- 237 -

Scheacutema

- 238 -

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev

sloupce Barva filtru Značka λ Jednotky nm

6 Na ose x zvoliacuteme Barva filtru (nm) a na ose y Vyacutekon (mW)

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute

panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky Před solaacuterniacute

člaacutenky vložiacuteme bdquomodryacute filtrldquo

- 239 -

9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu vlnoveacute deacutelky modreacuteho

světla ndash 460 nm

10 Opakujeme postup pro zelenyacute žlutyacute a červenyacute filtr

11 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

12 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pomociacute spektrofotometru změř vlnovou deacutelku světla ktereacute projde přes danyacute

barevnyacute filtr

2 Vyzkoušej jineacute barevneacute filtry

Mgr Vaacuteclav Pazdera

Měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier

Vydal Repronis v Ostravě roku 2012

Technickaacute uacuteprava textu doc RNDr Oldřich Lepil CSc

Naacutevrh obaacutelky

Tisk Repronis s r o Ostrava

Počet stran 240

Naacuteklad 150 ks

Vydaacuteniacute prvniacute

ISBN 978-80-7329-

Page 5: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk

- 5 -

42 Siacutela působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli 190

43 Elektromagnetickaacute indukce 194

44 Střiacutedavyacute proud 197

45 Třiacutefaacutezoveacute napětiacute 200

46 Elektromagnetickeacute vlny 203

47 Termistor 206

48 Fotorezistor 210

49 Tranzistor jako spiacutenač a zesilovač 213

410 Integrovanyacute obvod 218

411 Radioaktivita a ochrana před zaacuteřeniacutem 223

412 Slunce ndash sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem 227

413 Slunce ndash slunečniacute člaacutenek I 230

414 Slunce ndash slunečniacute člaacutenek II 233

415 Slunce ndash slunečniacute člaacutenek III 236

- 7 -

Uacutevod

Fyzikaacutelniacute veličina je jakaacutekoliv objektivniacute vlastnost hmoty jejiacutež hodnotu lze

změřit nebo spočiacutetat Měřeniacute fyzikaacutelniacute veličiny je praktickyacute postup zjištěniacute

hodnoty fyzikaacutelniacute veličiny Metody měřeniacute lze rozdělit na absolutniacute a relativniacute

přiacutemeacute a nepřiacutemeacute

Tento sborniacutek pracovniacutech listů je věnovaacuten měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin měřiacuteciacutem

systeacutemem Vernier Samozřejmě lze stejneacute uacutelohy měřit i s pomociacute jinyacutech

měřiacuteciacutech systeacutemů

Sborniacutek je určen pro studenty a učitele

1 čaacutest (tento sborniacutek) pokryacutevaacute učivo nižšiacuteho gymnaacutezia a jim odpoviacutedajiacuteciacutem

ročniacutekům zaacutekladniacutech škol a 2 čaacutest pokryacutevaacute učivo fyziky pro vyššiacute stupeň

gymnaacutezia nebo středniacute školy

Uvedenyacute soubor pracovniacutech listů vznikl na zaacutekladě zkušenostiacute ktereacute jsem

ziacuteskal při častyacutech měřeniacutech pro žaacuteky zaacutekladniacutech a středniacutech škol a na mnoha

seminaacuteřiacutech pro učitele fyziky kde jsem byl jako uacutečastniacutek nebo jako lektor

U každeacuteho pracovniacuteho listu je uvedena stručnaacute fyzikaacutelniacute teorie seznam

potřebnyacutech pomůcek scheacutema zapojeniacute stručnyacute postup jednoducheacute nastaveniacute

měřiacuteciacuteho systeacutemu ukaacutezka naměřenyacutech hodnot a přiacutepadně dalšiacute naacuteměty

k měřeniacute

Byl bych raacuted kdyby sborniacutek (1 a 2 čaacutest) pomohl studentům a učitelům fyziky

při objevovaacuteniacute kraacutes vědy zvaneacute fyzika a vyacutehod ktereacute nabiacuteziacute měřeniacute fyzikaacutelniacutech

- 8 -

veličin pomociacute měřiacuteciacutech systeacutemů ve spojeniacute s PC

Jakeacute jsou vyacutehody měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier (nebo

jinyacutech)

K měřiciacutemu systeacutemu můžeme připojit až 60 různyacutech senzorů

Všechna měřeniacute různyacutech fyzikaacutelniacutech veličin se ovlaacutedajiacute stejně což přinaacutešiacute

meacuteně stresu viacutece času a radosti z měřeniacute

Při použitiacute dataprojektoru maacuteme obrovskyacute měřiciacute přiacutestroj

Měřeniacute můžeme provaacutedět ve třiacutedě i v tereacutenu

Měřeniacute lehce zvlaacutednou bdquomaliacuteldquo i bdquovelciacuteldquo

Můžeme měřit několik veličin současně a v zaacutevislosti na sobě

Naměřeneacute hodnoty lze přenaacutešet i do jinyacutech programů

Naměřeneacute hodnoty lze uložit pro dalšiacute měřeniacute nebo zpracovaacuteniacute

Lze měřit i obtiacutežně měřeneacute veličiny a lze měřit i dopočiacutetaacutevaneacute veličiny

Lze měřit velmi rychleacute děje a velmi pomaleacute děje

Pořiacutezeniacute měřiacuteciacuteho systeacutemu neniacute draheacute

Maacuteme k dispozici hodně naacutemětů k měřeniacute

Vyacutesledek měřeniacute naacutes někdy překvapiacute a hellip poučiacute

Ve většině měřeniacute je vyacutestupem bdquografldquo ndash velmi naacutezorně se buduje vniacutemaacuteniacute

fyzikaacutelniacutech vztahů mezi veličinami

hellip

Přeji mnoho zdaru při měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin a hodně radosti z naměřenyacutech

vyacutesledků

Olomouc 2012 Vaacuteclav Pazdera

- 9 -

Veličiny a jejich měřeniacute

11 DEacuteLKA

Fyzikaacutelniacute princip

Rozměry těles přiacutepadně vzdaacutelenosti mezi tělesy určujeme zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute

veličinou ktereacute řiacutekaacuteme deacutelka l Zaacutekladniacute jednotkou deacutelky je metr

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru vzdaacutelenost mezi tělesy

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo

Scheacutema

- 10 -

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od

senzoru ke stropu k tabuli k zemi k rucehellip

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat

se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se

člověka od senzoru (0 až 6 m)

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu ndash kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od

senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od

senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem

kornoutem nebo mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka

vlaacutečkuhellip

6 Ukončiacuteme měřeniacute

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je funkciacute

času

- 11 -

Veličiny a jejich měřeniacute

12 HMOTNOST

Fyzikaacutelniacute princip

Množstviacute laacutetek v tělese popisujeme hmotnostiacute m Jednotkou hmotnosti je

kilogram kg Hmotnost tělesa můžeme určit vaacuteženiacutem pomociacute vaacutehy

Ciacutel

Zkontrolovat hmotnost přesnyacutech zaacutevažiacute ze sady zaacutevažiacute Určit hmotnost m

různyacutech těles minciacute hmotnost bdquostejnyacutechldquo zaacutevažiacute CO2 vzduchu hořiacuteciacuteho

kahanu hořiacuteciacute sviacutečky laacutehve s vodouhellip

Pomůcky

Počiacutetač program LoggerPro digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 teploměr GoTemp

sada zaacutevažiacute sada stejnyacutech krychliček z různyacutech materiaacutelů kahan sviacutečka PET

laacutehev mince

- 12 -

Scheacutema

Postup

1 Digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 (rozsah 0 až 4 000 g) zapojiacuteme do konektoru

USB počiacutetače

2 Spustiacuteme program LoggerPro

3 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g hellip) a

kontrolujeme zda vaacutehy ukazujiacute spraacutevnou hmotnost Naměřeneacute hmotnosti

zapisujeme do tabulky

4 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme stejneacute krychličky 1cm3 (nebo zaacutevažiacute)

z různyacutech materiaacutelů (Al Fe Zn Cu Pb dřevahellip) Naměřeneacute hmotnosti

zapisujeme do tabulky

5 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme mince (1 Kč 2 Kč 5 Kčhellip) Naměřeneacute

hmotnosti zapisujeme do tabulky

6 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Trvaacuteniacute

200 s Frekvence 1 čteniacutes

7 Na digitaacutelniacute vaacutehu postaviacuteme PET laacutehev s uzavřenyacutem odtokem

- 13 -

8 Uvolniacuteme odtok a současně stiskneme tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Měřiacuteme

jak se měniacute hmotnost kapalneacuteho tělesa po dobu 200 sekund Pokud je otvor

malyacute (voda vyteacutekaacute deacutele než je nastavenaacute doba) tak prodloužiacuteme dobu trvaacuteniacute

měřeniacute Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme naměřenyacute graf a přiacutepadně vyhodnotiacuteme

jeho průběh

9 Stejneacute měřeniacute (ad 8)) ale na hrdle PET laacutehve je našroubovaacuten vršek

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proveď analyacutezu naměřeneacuteho grafu ndash menu Analyacuteza ndash Proložit křivku nebo

Analyacuteza ndash Statistika

2 Stejneacute měřeniacute (ad 7) můžeme proveacutest s hořiacuteciacute sviacutečkou nebo s přiteacutekajiacuteciacute

vodou do PET laacutehve

3 Do PET laacutehve postaveneacute na digitaacutelniacute vaacuteze daacuteme určiteacute množstviacute octa (1dl)

můžeme takeacute přidat teploměr GoTemp zapneme měřeniacute a přisypeme saacuteček

sody Měřiacuteme zda se zmenšiacute hmotnost reagujiacuteciacute směsi (unikaacute plyn CO2)

Sledujeme i teplotu reagujiacuteciacutech laacutetek Zůstaacutevaacute hmotnost stejnaacute nebo se měniacute

Pokud maacuteme senzor pH můžeme při reakci sledovat i tuto vlastnost

4 Dvoulitrovou praacutezdnou PET laacutehev (uřiacuteznuteacute hrdlo) postav na digitaacutelniacute vaacutehu

V programu LoggerPro stiskni tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Naleacutevej do praacutezdneacute

laacutehve oxid uhličityacute (vyrobenyacute reakciacute octa a sody nebo z bombičky sifonu)

Pozoruj jak se měniacute hmotnost Nech měřeniacute běžet delšiacute dobu a pozoruj jak se

měniacute hmotnost Vyhodnoť měřeniacute Z naměřenyacutech hodnot a ze znalosti hustoty

vzduchu (129 kgm3) urči hustotu oxidu uhličiteacuteho Jakou maacute oxid uhličityacute

hustotu v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu

- 14 -

Veličiny a jejich měřeniacute

13 ČAS REAKČNIacute DOBA

Fyzikaacutelniacute princip

Čas je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličina kteraacute se nejčastěji označuje malyacutem

piacutesmenem t Jednotkou času je sekunda s

Reakčniacute doba člověka je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute

udaacutelosti do jeho reakce Mnoho faktorů ovlivňuje reakčniacute dobu člověka

Ciacutel

Změřit časoveacute uacuteseky různyacutech dějů pomociacute stopek LabQuestu

Změřit reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět

Pomůcky

LabQuest ultrazvukoveacute měřidlo vzdaacutelenosti GoMotion 2 ks voltmetry VP-

BTA deacutelkoveacute měřidlo

- 15 -

Scheacutema

Postup

1 Zapneme LabQuest a v dolniacute naacutestrojoveacute liště klikneme na ikonu domeček

2 V zobrazeneacute nabiacutedce zvoliacuteme Stopky

3 Stopky ovlaacutedaacuteme třemi tlačiacutetky ndash startstop vynulovaacuteniacute a zkopiacuterovaacuteniacute

aktuaacutelniacuteho uacutedaje z displeje např do kalkulačky Vyzkoušej si to

4 Změřiacuteme časoveacute uacuteseky různyacutech dějů

a) dobu mezi dvěma zvuky (generujeme pomociacute programu na PC ndash lze

přesně nastavit dobu dvě tlesknutiacute)

b) dobu kmitu kyvadla (dvěma po sobě jdouciacutem kyvům řiacutekaacuteme kmit)

c) dobu volneacuteho paacutedu tělesa z vyacutešky 2 metry můžeme ověřit pomociacute

GoMotion

d) dobu volneacuteho paacutedu dřevěneacute tyčky s deskou kterou jeden člověk pustiacute a

druhyacute chytiacute můžeme ověřit pomociacute GoMotion

- 16 -

e) dobu pohybu tělesa (autiacutečko vlaacuteček) po vodorovneacute podložce

f)

5 Změřiacuteme reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět

a) Světelnyacute ndash k LabQuestu připojiacuteme dva voltmetry VP-BTA prvniacute

připojiacuteme na LED (žaacuterovku) kteraacute je zapojena do obvodu s tlačiacutetkem

druhyacute připojiacuteme na rezistor zapojenyacute v obvodu s tlačiacutetkem prvniacute student

stiskne tlačiacutetko v prvniacutem obvodu a druhyacute stiskne v reakci na rozsviacutecenou

LED-ku (žaacuterovku) tlačiacutetko v druheacutem obvodu na LabQuestu

vyhodnotiacuteme dobu mezi napěťovyacutemi impulzy

b) Zvukovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze miacutesto LED-ky je zapojen bzučaacutek

a druhyacute student maacute zavřeneacute oči a reaguje na zvuk

c) Dotykovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze s tiacutem že prvniacute student se druheacuteho

dotkne rukou

6 Poznaacutemka

a) U všech třiacute měřeniacute v ad 5) je potřeba nastavit na LabQuestu v menu

Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 2 s Frekvence 1 000 čteniacutes Trigger

nastaviacuteme na Zapnuto a je rostouciacute přes 1 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute

Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

b) Miacutesto druheacuteho obvodu a voltmetru můžeme použiacutet senzor stisku ruky

HD-BTA

c) Při připojeniacute (ad 4c))ultrazvukoveacuteho senzoru MD-BTD nebo GO-MOT

do vstupu DIG 1 nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim

Časovaacute zaacutekladna Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

- 17 -

7 Ukončiacuteme měřeniacute

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkuste změřit reakčniacute dobu

a) opakovaně u jednoho studenta

b) u diacutevek a chlapců

c) mladyacutech a staryacutech lidiacute

d) raacuteno a večer

Na zaacutevěr sestav přehlednou tabulku všech vyacutesledků

2 Reakčniacute doba řidiče je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute

udaacutelosti do řidičovy reakce Jejiacute doba se pohybuje kolem 2 sekund ale vždy

zaacuteležiacute na pozornosti řidiče jeho věku fyzickeacute kondici a dalšiacutech faktorech Do

reakčniacute doby se však nezapočiacutetaacutevaacute doba prodlevy a naacuteběhu brzd Pamatujte

proto na bezpečnou vzdaacutelenost mezi vozidly a udržujte odstup

3 Zkuste chytit bankovku puštěnou druhyacutem člověkem dvěma prsty (pokud ji

chytnete je vaše) Proč ji nelze chytit

- 18 -

Veličiny a jejich měřeniacute

14 RYCHLOST

Fyzikaacutelniacute princip

Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme

v metrech za sekundu m

s

nebo v kilometrech za hodinu km

h

U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se

rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT

- 19 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 3 s

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost pohybu

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a potom se

přibližovat a daacutele se naopak vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost

chůze člověka (0 až 6 m)

- 20 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho

miacuteče od senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem

papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho autiacutečka (viz foto vyacuteše) vlaacutečkuhellip

5 Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

- 21 -

Veličiny a jejich měřeniacute

15 DRAacuteHA

Fyzikaacutelniacute princip

Draacuteha s je deacutelka trajektorie Trajektorie je křivka kterou těleso opisuje při

sveacutem pohybu

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru draacutehu kterou uraziacute těleso

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo

- 22 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od

senzoru ke stropu k tabuli k zemi k ruce hellip

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat

se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se

člověka od senzoru (0 až 6 m)

- 23 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od

senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem

papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka vlaacutečku hellip

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

2 Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je

funkciacute času

- 24 -

Veličiny a jejich měřeniacute

16 TEPLOTA

Fyzikaacutelniacute princip

Teplota je fyzikaacutelniacute veličina t kterou použiacutevaacuteme k popisu stavu tělesa (rychlost

pohybu atomů) Jednotkou je Celsiův stupeň (degC) Teplota tajiacuteciacuteho ledu je 0 degC

Bod varu vody je 100 degC Stupeň Fahrenheita (degF) je jednotka teploty

pojmenovanaacute po německeacutem fyzikovi Gabrielu Fahrenheitovi Dnes se použiacutevaacute

hlavně v USA

- 25 -

Ciacutel

Odhadnout teplotu a pak odhad ověřit teploměrem Ověřit teplotu tajiacuteciacuteho ledu

Ověřit teplotu varu vody Změřit jak se měniacute teplota v průběhu dne a při

ohřiacutevaacuteniacute nebo ochlazovaacuteniacute tělesa

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA teploměr STS-BTA PET laacutehve

- 26 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměr STS-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

2 Do několika naacutedob z PET lahviacute připraviacuteme vodu o různeacute teplotě ndash prvniacute

přidaacuteme led a u ostatniacutech postupně viacutece a viacutece horkeacute vody z elektrovarneacute

konvice

3 Zapneme LabQuest a můžeme měřit teplotu Nejdřiacuteve zkusiacuteme odhadnout

teplotu a potom ověřiacuteme pomociacute teploměru teplotu různyacutech těles

a) vzduch v miacutestnosti (u podlahy uprostřed u stropu)

b) vzduch na ulici

c) teplaacute voda

d) studenaacute voda

e) horkaacute voda

f) tajiacuteciacute led

g) tajiacuteciacute led a sůl

- 27 -

h) vařiacuteciacute voda

i) teplota lidskeacuteho těla

j) teplota v chladničce (dole nahoře v mraziciacutem boxu)

k)

4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 60 čteniacuteh Trvaacuteniacute 24 h

5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme venku za oknem

tak aby se nedotyacutekal žaacutedneacuteho tělesa

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu

vzduchu v průběhu 24 hodin Dalšiacute den ve stejnou dobu ukončiacuteme měřeniacute

7 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

8 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutemin Trvaacuteniacute 24 min

9 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme do kaacutedinky se

studenou vodou a začneme ohřiacutevat lihovyacutem kahanem

10 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu vody

v průběhu 12 minut (ohřiacutevaacuteniacute) Pak zahasiacuteme kahan a měřiacuteme dalšiacutech12 minut

(ochlazovaacuteniacute) Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 120 čteniacutemin Trvaacuteniacute 3 min

2 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu uchopiacuteme senzor

teploměru do ruky a pozorujeme změnu teploty Stejneacute měřeniacute provedeme

s teploměrem TMP-BTA a teploměrem STS-BTA Proč se lišiacute průběhy obou

grafů Kde toho lze využiacutet

4 Zapoj do LabQuestu dva teploměry Vezmi si dvě naacutedoby s vodou

o různyacutech teplotaacutech ndash studenaacute a teplaacute Měř jejich teploty (tlačiacutetko START)

- 28 -

Přelej vodu z prvniacute naacutedoby do druheacute a současně přendej teploměr z prvniacute

naacutedoby do druheacute Popiš co pozoruješ Z grafu urči teploty před smiacutechaacuteniacutem

a teplotu po smiacutechaacuteniacute

5 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vody ve zkumavce v různyacutech

hloubkaacutech

a) budeš-li vodu ohřiacutevat u dna

b) budeš-li vodu ohřiacutevat u hrdla

6 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vzduchu ve zkumavce v různyacutech

hloubkaacutech

- 29 -

Siacutely a jejich vlastnosti

17 SIacuteLA

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se

piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N

Ciacutel

Určit velikosti různyacutech sil Určit hmotnost zaacutevažiacute ktereacute je přitahovaacuteno k zemi

silou 1 N Určit siacutelu stisku ruky a siacutelu stisku mezi dvěma prsty Určit velikost

siacutely kterou člověk působiacute na zem

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA plošnyacute siloměr FP-BTA senzor siacutely stisku ruky

HD-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma

- 30 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)

2 Zapneme LabQuest

3 Zavěšujeme postupně různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g ) na siloměr

Naměřeneacute uacutedaje zapisujeme do tabulky

4 Na siloměr zavěsiacuteme pružinu Vynulujeme siloměr Zavěšujeme postupně

různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 ghellip) na pružinu a měřiacuteme prodlouženiacute

pružiny y Sestrojiacuteme graf F = f(y) Určiacuteme konstantu přiacutemeacute uacuteměrnosti

5 Zavěsiacuteme na siloměr misku z rovnoramennyacutech vah a vynulujeme siloměr ndash

menu Senzory ndash Vynulovat Postupně na misku přidaacutevaacuteme zaacutevažiacute až siloměr

ukazuje přesně siacutelu 1 N Vyacutesledek (hmotnost zaacutevažiacute) zapiacutešeme do tabulky

6 K LabQuestu připojiacuteme senzor siacutely stisku ruky HD-BTA Měřiacuteme

postupně siacutelu stisku ruky pro pravou a levou ruku

7 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Měřiacuteme siacutelu stisku ruky

po dobu 60 sekund ndash nepřerušovaně držiacuteme Sledujeme jak siacutela stisku

v průběhu času ochabuje

9 Bod 5 6 a 7 opakujeme pro siacutelu stisku mezi prsty

- 31 -

10 K LabQuestu připojiacuteme plošnyacute siloměr FP-BTA Přepneme na většiacute

rozsah 0 ndash 3 500 N Postaviacuteme se na tento siloměr Změřiacuteme siacutelu kterou člověk

působiacute na zem (tiacuteha G) Zapiacutešeme do tabulky Určiacuteme hmotnost člověka

11 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

12 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sledujeme jak se

měniacute tlakovaacute siacutela při dřepu kliku vyacuteskoku při běžneacute chůzi (jedna noha střiacutedaacute

druhou) při přitisknutiacute senzoru ke stěněhellip

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute jak se měniacute siacutela působiacuteciacute na plošnyacute siloměr FP-BTA při

jiacutezdě vyacutetahem když na něm stojiacuteme (vliv zrychlovaacuteniacute zpomalovaacuteniacute)

2 Polož plošnyacute siloměr na židli sedni si na něj a vyzkoušej jakou silou

působiacuteš na židli

3 Na siloměr DFS-BTA zavěsiacuteme hranol Určiacuteme velikost siacutely kterou

přitahuje Země hranol Taacutehneme tento hranol po podložce a změřiacuteme velikost

tahoveacute siacutely Porovnaacuteme tyto dvě siacutely

4 Proveďte statistickyacute průzkum ve třiacutedě o kolik je u pravaacutekůlevaacuteků silnějšiacute

pravaacutelevaacute ruka (holekkluků) Vypočiacutetejte průměrneacute hodnoty

- 32 -

Elektrickeacute vlastnosti laacutetek

18 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovaacuteniacute těles

Jeho jednotkou je coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při

pokusech ve třiacutedě pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů)

1 nC je přibližně 6 000 000 000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj

elektronuhellip) Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj

(na skleněneacute tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně

nabiteacute těleso maacute viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute

protony K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič

naacuteboje

Ciacutel

Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute

při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute

Pomůcky

LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA tělesa (plechovka na polystyreacutenu kovoveacute

kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute

těles

- 33 -

Scheacutema

Postup

1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou

krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku

připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou

zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě

kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru

zvoliacuteme rozsah plusmn 100 nC

2 Zapneme LabQuest

- 34 -

3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem

ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj

Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky

5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence

2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj

z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute

naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)

Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky

9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute

tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)

10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu

3times3 mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle

Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm

Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je

11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech

(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)

- 35 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pouze přibližujeme a vzdalujeme nabitou tyč (ebonitovou nebo skleněnou)

k tělesu (plechovce) a sledujeme jak se měniacute naacuteboj O jakyacute jev se jednaacute Čiacutem

je způsoben

2 Plechovku připojiacuteme ke zdroji kladneacuteho vn napětiacute (nabije se kladně) Měřič

naacuteboje připojiacuteme ke kovoveacute kuličce na izolovaneacutem držaacuteku Zapneme měřeniacute

a přejiacuteždiacuteme plynule v okoliacute svisleacute stěny plechovky (nedotyacutekaacuteme se) přibližně

ve stejneacute vzdaacutelenosti Sledujeme naměřeneacute hodnoty Co můžeme usoudit

o rozloženiacute naacuteboje na povrchu plechovky

- 36 -

Magnetismus 19 MAGNETICKAacute INDUKCE

MAGNETICKEacute POLE

Fyzikaacutelniacute princip

Magnetickou indukciacute nazyacutevaacuteme jev při ktereacutem se tělesa s feromagnetickyacutemi

vlastnostmi v bliacutezkosti magnetu zmagnetujiacute Magnet vytvaacuteřiacute ve sveacutem okoliacute

magnetickeacute pole ktereacute můžeme znaacutezornit soustavou magnetickyacutech

indukčniacutech čar Pomociacute magnetky (malyacute magnet) můžeme bdquozmapovatldquo

magnetickeacute pole ndash určit směr indukčniacutech čar Mnohem rychleji lze obrazec

indukčniacutech čar určit pomociacute železnyacutech pilin

Magnetickeacute pole popisuje veličina magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji

v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou indukci měřiacuteme teslametrem Zemskeacute

magnetickeacute pole v ČR maacute magnetickou indukci 0048 mT

Ciacutel

Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute permanentniacuteho

magnetu Změřit magnetickou indukci magnetickeacuteho pole Země

- 37 -

Pomůcky

LabQuest teslametr MG-BTA permanentniacute magnet

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Na teslametru

nastaviacuteme rozsah 64 mT Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 38 -

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k severniacutemu poacutelu magnetu

a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi

5 sekund)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k jižniacutemu poacutelu magnetu

a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi

5 sekund)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně pohybujeme (asi 5 sekund) teslametrem kolmo k podeacutelneacute ose

magnetu k jižniacutemu poacutelu magnetu a potom pomalu vzdalujeme teslametr od

severniacuteho poacutelu magnetu (asi 5 sekund) Uložiacuteme měřeniacute

6

7 Otevřeme novyacute soubor a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve

vodorovneacute rovině otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země

Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum (N a S magnetickyacute poacutel)

- 39 -

Z maximaacutelniacutech hodnot odečteme vodorovnou amplitudu magnetickeacute indukce B

Země

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve

svisleacute rovině (N-S směr) otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země

Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum Maximaacutelniacute hodnota je

hodnotou magnetickeacute indukce B Země

9

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Urči sklon indukčniacute čaacutery magnetickeacuteho pole u naacutes v ČR vzhledem

k povrchu země

- 40 -

Elektrickyacute obvod 110 ELEKTRICKYacute PROUD

ELEKTRICKEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute proud je uspořaacutedanyacute pohyb nabityacutech čaacutestic Elektrickyacute proud se

označuje piacutesmenem I Jeho jednotkou je ampeacuter (A)

Elektrickeacute napětiacute se označuje piacutesmenem U Jednotkou elektrickeacuteho napětiacute je

volt (V)

Elektrickyacute proud měřiacuteme ampeacutermetrem a napětiacute voltmetrem

Ciacutel

Změřit proud prochaacutezejiacuteciacute žaacuterovkou Změřit napětiacute na žaacuterovce Pozorovat jak

žaacuterovka sviacutetiacute při různyacutech hodnotaacutech proudu (uacutečinky proudu)

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat

100 Ω žaacuterovka 35 V03 A

- 41 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x

zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat ndash

Ampeacutermetr Reostat 100 Ω nastaviacuteme na min hodnoty odporu (napětiacute)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 42 -

5 Reostatem 100 Ω pomalu (20 s) zvětšujeme proud (směrem k max) až ho

vytočiacuteme do krajniacute polohy (max) Hodnota proudu nesmiacute překročit 06 A

Zobrazuje se tzv V-A charakteristika žaacuterovky Po vykresleniacute celeacuteho grafu

zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro různeacute žaacuterovky

7 Vysloviacuteme zaacutevěr (při jakeacute hodnotě proudu žaacuterovka začiacutenaacute sviacutetit)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř V-A charakteristiku pro rezistor 100 Ω a 50 Ω

- 43 -

Elektrickeacute pole 111 ZDROJE ELEKTRICKEacuteHO

NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Zdroje elektrickeacuteho napětiacute jsou elektraacuterny galvanickeacute člaacutenky a akumulaacutetory

- 44 -

Ciacutel

Změřit jak se měniacute napětiacute při vybiacutejeniacute (použiacutevaacuteniacute) zdroje ndash vybiacutejeciacute křivku

Pomůcky

LabQuest držaacutek baterie a rezistor ampeacutermetr DCP-BTA voltmetr VP-BTA

zdroj elektrickeacuteho napětiacute ndash galvanickyacute člaacutenek akumulaacutetor

- 45 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 a voltmetr VP-BTA ke

vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

12 h Frekvence 300 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat (spiacutenač je vypnutyacute)

4 Sepneme spiacutenač Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na

LabQuestu

5 Když začne napětiacute klesat pod 1V zastaviacuteme měřeniacute

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vytvoř si jednoduchyacute galvanickyacute

člaacutenek z jablka (nebo citronu)

železneacuteho hřebiacuteku a měděneacuteho draacutetu

podle obraacutezku Změř voltmetrem

zaacutevislost napětiacute v zaacutevislosti na čase

(připoj rezistor 1 000 Ω)

- 46 -

2 Změř vybiacutejeciacute křivku pro různeacute zdroje Urči kapacitu člaacutenku Porovnej

se jmenovitou kapacitou

3 Jakeacute vyacutehody maacute elektrickeacute napětiacute z bateriiacute oproti napětiacute ze zaacutesuvek Jakeacute

nevyacutehody naopak majiacute baterie

- 47 -

Elektrickyacute obvod 112 UacuteČINKY ELEKTRICKEacuteHO

PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute proud maacute pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute

uacutečinky Jednoducheacute spotřebiče můžeme rozdělit podle uacutečinků elektrickeacuteho

proudu na pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute spotřebiče

Ciacutel

Ověřit pohyboveacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na elektromotor

Ověřit světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

Ověřit magnetickeacute uacutečinky (magnetickaacute indukce) elektrickeacuteho proudu

prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

Ověřit chemickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho kapalinou

(vodou)

Ověřit tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA

teploměr TMP-BTA ciacutevka 166 a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu

a napětiacute BK 127 žaacuterovka 12 V spiraacutela luxmetr LS-BTA voltmetr 30 V-BTA

- 48 -

Scheacutema

a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

- 49 -

b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

Postup

a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

1 Připojiacuteme luxmetr LS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-

BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematuj ndash spiacutenač je

rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr

- 50 -

a voltmetr Žaacuterovku s luxmetrem můžeme zakryacutet krabiciacute aby luxmetr neměřil

osvětleniacute pozadiacute

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06A Na ose y zvoliacuteme Osvětleniacute a Spojovat body

Dole 0 a Nahoře 600 lx

4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme

napětiacute Vlevo 0 Vpravo 16 V Na ose y zvoliacuteme Proud a Spojovat body Dole

0 a Nahoře 04 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme

spiacutenač

6 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (do 12 V) Kontrolujeme proud

ndash max 06A Luxmetrem měřiacuteme osvětleniacute způsobeneacute žaacuterovkou

b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

- 51 -

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max

06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky

c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-

BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu ndash spiacutenač je

rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr

a voltmetr Teploměr se spiraacutelou vložiacuteme do kaacutedinky s vodou

- 52 -

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 000 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Napětiacute a Spojovat body

Dole 0 a Nahoře 25 V

4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme

čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Teplota a Spojovat body

Dole 20 a Nahoře 35 degC Regulovatelnyacutem zdrojem nastaviacuteme napětiacute (na

20 V) Kontrolujeme proud ndash max 10 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme

spiacutenač

6 Teploměrem měřiacuteme teplotu vody zahřiacutevaneacute spiraacutelou

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakeacute jsou uacutečinky elektrickeacuteho proudu v jednotlivyacutech

přiacutepadech

- 53 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ve ktereacutem elektrickeacutem přiacutestroji se projevuje současně několik uacutečinků

elektrickeacuteho proudu

2 Jakyacutech uacutečinků elektrickeacuteho proudu využiacutevaacute elektrickyacute zvonek

3 Změř jak zaacutevisiacute siacutela F přitahujiacuteciacute jaacutedro na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho

ciacutevkou Kde se toho daacute využiacutet

4 Chemickeacute uacutečinky viz uacuteloha 116 Elektrickyacute proud v kapalinaacutech

5 Změř pohyboveacute uacutečinky el proudu na otaacutečeniacute elektromotoru Pohyb můžeš

sniacutemat luxmetrem

- 54 -

Elektrickyacute obvod 113 MAGNETICKEacute VLASTNOSTI

ELEKTRICKEacuteHO PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Prochaacuteziacute-li vodičem elektrickyacute proud vznikaacute v jeho okoliacute magnetickeacute pole

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar kružnic Kružnice ležiacute v rovinaacutech kolmyacutech

na vodič a majiacute středy v bodech vodiče Magnetickeacute pole popisuje veličina

magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou

indukci měřiacuteme teslametrem

Ciacutel

Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute vodiče v zaacutevislosti na

velikosti elektrickeacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest teslametr MG-BTA ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj

napětiacute vodič

- 55 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu a ampeacutermetr

HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Na teslametru nastaviacuteme rozsah 64 mT

Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 56 -

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 5 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Teslametr umiacutestiacuteme bliacutezko vodiče (1 cm) Stiskneme tlačiacutetko START

(měřeniacute) na LabQuestu a pomalu rovnoměrně zvětšujeme napětiacute

(proud) na zdroji Uložiacuteme měřeniacute

5 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce na velikosti proudu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Velikost magnetickeacute indukce okolo rovneacuteho dlouheacuteho vodiče ve vzdaacutelenosti

d můžeme vypočiacutetat pomociacute Biot-Savartova zaacutekona (někdy teacutež Biot-Savart-

Laplaceova)

7 74π 10 2 102π 2π

I I IB

d d d (přibližně ve vzduchu)

2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale v zaacutevislosti na vzdaacutelenosti d ndash měřiacuteme

praviacutetkem a vklaacutedaacuteme po jednotlivyacutech krociacutech Nastaviacuteme určitou hodnotu

proudu

- 57 -

Elektrickyacute obvod 114 MAGNETICKEacute POLE CIacuteVKY

Fyzikaacutelniacute princip

Ciacutevka vznikne když vodič navineme na povrch vaacutelce nebo hranolu

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery uvnitř ciacutevky jsou rovnoběžneacute s jejiacute osou

Magnetickaacute indukce uvnitř velmi dlouheacute ciacutevky maacute velikost NI

Bl

kde I

je velikost proudu N je celkovyacute počet zaacutevitů a l je deacutelka ciacutevky

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce B na velikosti proudu I prochaacutezejiacuteciacuteho

ciacutevkou

Pomůcky

LabQuest rezistor 10Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA ciacutevka 166

a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127

- 58 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 59 -

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max

06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky

6 Vysloviacuteme zaacutevěr - jak zaacutevisiacute mag indukce B na velikosti elektrickeacute

proudu I

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ze znalosti počtu zaacutevitů deacutelky ciacutevky a proudu spočiacutetej magnetickou

indukci

2 Změň ciacutevku a opakuj měřeniacute

3 Změř jak se měniacute magnetickaacute indukce po podeacutelneacute ose ciacutevky při daneacute

hodnotě proudu

- 60 -

Elektrickyacute obvod 115 ZKRAT

Fyzikaacutelniacute princip

Zkrat v elektrickeacutem obvodu je vodiveacute spojeniacute vodičů ktereacute vyřadiacute z obvodu

spotřebič Obvod se chraacuteniacute proti zkratu pojistkou nebo jističem Tavnaacute

pojistka je založena na tepelnyacutech uacutečinciacutech elektrickeacuteho proudu Jistiacuteciacutem

prvkem je tenkyacute draacutetek kteryacute se průchodem zkratoveacuteho proudu přepaacuteliacute a tiacutem

přerušiacute elektrickyacute obvod

Ciacutel

Ověřit funkci tavneacute pojistky Určit velikost zkratoveacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute tenkyacute

vodič tavnaacute trubičkovaacute pojistka ndash různeacute hodnoty proudu

- 61 -

Scheacutema

- 62 -

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme

obvod dle scheacutematu Spiacutenač je rozpojen Jako pojistku použijeme napřiacuteklad

tavnou trubičkovou pojistku 800 mA Jako zdroj plochou baterii

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Způsobiacuteme

ZKRAT

5 Vysloviacuteme zaacutevěr Jak rychle bdquozareagujeldquo tavnaacute pojistka

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus změřit pomociacute mikrometru průměr draacutetku a zkratovyacute proud tiacutemto

draacutetkem Změř draacutetky různyacutech průměrů Jak zaacutevisiacute hodnota zkratoveacuteho

proudu na průměru draacutetku

2 Proč nemůžeš použiacutet jako tavnou pojistku hřebiacutek

3 Zkus různeacute druhy materiaacutelů tavnyacutech draacutetků ndash Fe Cuhellip Jakyacute to maacute vliv na

velikost bdquozkratovaciacuteholdquo proudu

- 63 -

4 Zkus změřit dvě stejneacute pojistky (např 800 mA) ale jedna je bdquopomalaacuteldquo

a druhaacute bdquorychlaacuteldquo

5 Zkus změřit zkrat se dvěma paralelně zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi Jakyacute

maacute vliv kvalita zdroje na velikost zkratovaciacuteho proudu Změniacute se doba

přetaveniacute draacutetku

6 Zkus změřit zkrat se dvěma seacuteriově zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi

7 Proč při bdquoletmeacutem dotekuldquo (viz obraacutezek) před zkratem nenastal zkrat Proč

nastal až při staacuteleacutem doteku

- 64 -

Elektrickyacute obvod 116 ELEKTRICKYacute PROUD

V KAPALINAacuteCH

Fyzikaacutelniacute princip

Podmiacutenkou vodivosti kapalin je přiacutetomnost iontů Ionty vznikajiacute v kapalinaacutech

nejčastěji při rozpouštěniacute soliacute a kyselin

Ciacutel

Ověřit vznik iontů rozpouštěniacutem soli ve vodě měřeniacutem elektrickeacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr DCP-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute žaacuterovka

vanička a elektrody

- 65 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme

obvod dle scheacutema Spiacutenač je rozpojen

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

600 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Po

10 sekundaacutech nasypeme sůl do vody Pozorujeme jak se měniacute proud při

rozpouštěniacute soli v roztoku vody a soli jak vznikajiacute ionty

5 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus proveacutest stejneacute měřeniacute s různyacutem množstviacutem soli ndash 1 lžička 2 lžičkyhellip

2 Zkus různeacute druhy materiaacutelů elektrod ndash Fe Cu Zn C Pbhellip

3 Vyzkoušej různeacute soli

4 Vyzkoušej takeacute cukr

- 66 -

Pohyb tělesa 21 RYCHLOST POHYBU

Fyzikaacutelniacute princip

Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme

v metrech za sekundu m

s

nebo v kilometrech za hodinu km

h

U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se

rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)

Průměrnaacute rychlost je podiacutel celkoveacute draacutehy s a celkoveacute doby t za kterou těleso

draacutehu urazilo Průměrnaacute rychlost určenaacute ve velmi kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku se

nazyacutevaacute okamžitaacute rychlost Měřiacuteme ji tachometrem

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT

- 67 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 20 s

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute (knihou) nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost

pohybu dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a pak se

přibližovat a naacutesledně se vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost

chůze člověka (0 až 6 m)

- 68 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho

miacuteče od senzoru

f) Stejneacute jako za e) ale s mělkyacutem

papiacuterovyacutem kornoutem nebo

mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho

autiacutečka vlaacutečkuhellip

h) Měřiacuteme rychlost voziacutečku na

voziacutečkoveacute draacuteze VDS (vodorovneacute

šikmeacute)

5 Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

2 Překreslete grafy v = f(t) na grafy s = f(t) a naopak

3 Nakreslete graf v = f(t) a potom se podle něj pohybujte (viz 4 b)

- 69 -

Pohyb tělesa 22 DRAacuteHA ROVNOMĚRNEacuteHO

A NEROVNOMĚRNEacuteHO POHYBU

Fyzikaacutelniacute princip

Těleso se pohybuje rovnoměrnyacutem pohybem jestliže se pohybuje staacutele stejnou

rychlostiacute Těleso se pohybuje nerovnoměrnyacutem pohybem jestliže se jeho

rychlost měniacute

Draacutehu rovnoměrneacuteho i nerovnoměrneacuteho pohybu můžeme určit z grafu

časoveacuteho průběhu rychlosti jako plochu mezi tiacutemto grafem a časovou osou

(osou x)

Ciacutel

Určit zda danyacute pohyb je rovnoměrnyacute nebo nerovnoměrnyacute a draacutehu tohoto

pohybu

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD voziacuteček draacuteha pro mechaniku VDS

- 70 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

LabQuestu a ten přes USB do PC Pomociacute digitaacutelniacutech vah určiacuteme hmotnost

voziacutečku

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Draacuteha je velmi miacuterně nakloněnaacute

3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme k PC Přepiacutenač ultrazvukoveacuteho senzoru

přepneme na voziacuteček

- 71 -

4 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Deacutelka

10 s Vzorkovaciacute frekvence 20 vzorkůsekunda

5 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru pustiacuteme ho

a současně zapneme sběr dat Voziacuteček bude střiacutedavě sjiacuteždět a vyjiacuteždět

(po odrazu od magnetickeacuteho naacuterazniacuteku) po draacuteze Uložiacuteme měřeniacute

6 Draacutehu postaviacuteme vodorovně (můžeme zkontrolovat vodovaacutehou)

7 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru uvedeme ho do

pohybu a současně zapneme sběr dat

8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy se pohyboval voziacuteček rovnoměrně a kdy

nerovnoměrně

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Určiacuteme draacutehu - plochu pod grafem časoveacuteho průběhu rychlosti

2 Můžeme proveacutest stejnaacute měřeniacute s miacutečem

- 72 -

Siacutely a jejich vlastnosti

23 MĚŘENIacute SIacuteLY ndash ŠPEJLE

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se

piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N

Ciacutel

Změřit průhyb volneacuteho konce d špejle na působiacuteciacute siacutele F Měřeniacute proveacutest pro

různeacute deacutelky l

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma špejle

- 73 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)

2 Zapneme LabQuest

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty

Naacutezev deacutelka

Jednotky cm

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf K siloměru připevniacuteme konec špejle (viz

scheacutema) ndash špejle ukazuje na měřiacutetku 0 cm Siloměr bdquovynulujemeldquo

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

7 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 74 -

8 Siloměr posuneme tak aby ohnutaacute špejle ukazovala na měřiacutetku 1 cm

9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK

11 Opakujeme body 8 a 9 pro 2 cm 3 cm 4 cm a 5 cm

12 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

13 Měřeniacute zopakujeme pro různeacute deacutelky špejle

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro různeacute špejle (tloušťka tvar) Jak zaacutevisiacute průhyb špejle

na jejiacutem tvaru Kde a jak se toho využiacutevaacute

- 75 -

Siacutely a jejich vlastnosti

24 II NEWTONŮV POHYBOVYacute ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Čiacutem je většiacute siacutela F tiacutem jsou vyacuteraznějšiacute i změny rychlosti v pohybu tělesa Čiacutem

je většiacute hmotnost m tělesa tiacutem jsou změny rychlosti v pohybu tělesa menšiacute

Ciacutel

Ověřit II Newtonův pohybovyacute zaacutekon ndash zaacutekon siacutely

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA akcelerometr LGA-BTA senzor polohy

a pohybu MD-BTD souprava pro mechaniku VDS

- 76 -

Scheacutema

Postup

1 Senzor polohy a pohybu MD-BTD zapojiacuteme do konektoru DIG 1

LabQuestu Na voziacuteček připojiacuteme vlaacutekno a na něj zavěsiacuteme zaacutevažiacute o hmotnosti

10 g

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pustiacuteme voziacuteček

Zachytiacuteme jej těsně před koncem voziacutečkoveacute draacutehy Měřiacuteme rychlost pohybu

voziacutečku

5 Měřeniacute opakujeme se zaacutevažiacutem 20 g

6 Porovnaacuteme oba grafy

a) Jak se voziacuteček pohybuje (druh pohybu)

b) Jakyacute maacute vliv velikost siacutely F na pohyb voziacutečku

7 Na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g) ndash viz fotografie vyacuteše

8 Zopakujeme měřeniacute v bodech 1 až 6

- 77 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Na voziacuteček připevni siloměr a akcelerometr Změř jak zaacutevisiacute změna

rychlosti v (zrychleniacute) na velikost siacutely F Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam

dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence 20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Tahaacuteme za siloměr tam

a zpět (voziacuteček se pohybuje) Sledujeme jak zaacutevisiacute změna rychlosti v

(zrychleniacute) na velikost siacutely F

2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g)

Porovnaacuteme obě měřeniacute

- 78 -

Siacutely a jejich vlastnosti

25 SMYKOVEacute TŘENIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Smykoveacute třeniacute vznikaacute když se dvě tělesa z pevnyacutech laacutetek po sobě smyacutekajiacute

Siacutela kteraacute braacuteniacute posouvaacuteniacute těles se nazyacutevaacute třeciacute siacutela Abychom uvedli těleso

do rovnoměrneacuteho pohybu musiacuteme vynaložit většiacute siacutelu tzv klidovou třeciacute siacutelu

Siacutelu kterou těleso tlačiacute na podložku nazyacutevaacuteme tlakovou siacutelu

Ciacutel

Určit třeciacute siacutelu klidovou třeciacute siacutelu tlakovou siacutelu a poměr tlakoveacute a třeciacute siacutely

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA stejnaacute tělesa (kvaacutedry učebnicehellip)

- 79 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se pomalu

a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce

- 80 -

4 Na grafu jsou pro naacutes dvě zajiacutemaveacute oblasti V zeleneacute oblasti je maximaacutelniacute

siacutela ndash klidovaacute třeciacute siacutela Ft0 = N V modreacute oblasti je pohybovaacute třeciacute siacutela

Ft = N Obě ziacuteskaacuteme tak že na dotykoveacute obrazovce označiacuteme taženiacutem

danou oblast a v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika Ft0 bude maximaacutelniacute siacutela

a Ft středniacute siacutela v modreacute oblasti

5 Tlakovou siacutelu Fn určiacuteme tak že těleso zavěsiacuteme na siloměr a změřiacuteme siacutelu

6 Potom vypočiacutetaacuteme poměr třeciacute siacutely Ft

a tlakoveacute siacutely Fn Označiacuteme jej f ndash součinitel

smykoveacuteho třeniacute

7 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři

kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute měřeniacute si

můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit

Naacutesledně zobrazit všechna tři měřeniacute naraacutez

- 81 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute je poměr velikostiacute třeciacutech sil v jednotlivyacutech měřeniacutech (jeden dva tři

kvaacutedry)

2 Vyzkoušej jineacute materiaacutely (těleso podložka)

3 Zkus pohyb kvaacutedru nerovnoměrnyacutem pohybem Jak se změniacute vyacutesledek

měřeniacute Naacutepověda Zopakuj si Newtonovy zaacutekony

4 Vyzkoušej si jako těleso (a) Zlateacute straacutenky

5 Zkus založit jednotliveacute listy dvou Zlatyacutech straacutenek (dvou učebnic) a zkus je

od sebe vysunout

6 Na čem zaacutevisiacute velikost třeciacute siacutely

- 82 -

Kapaliny 26 POVRCHOVEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vlastnosti povrchoveacute blaacuteny se nazyacutevaacute

povrchoveacute napětiacute Čiacutem je povrchoveacute napětiacute většiacute tiacutem snaacuteze se na jeho povrchu

mohou udržet různaacute tělesa Hodnoty povrchoveacuteho napětiacute lze naleacutezt v tabulkaacutech

Povrchoveacute napětiacute rtuti je 7kraacutet většiacute než povrchoveacute napětiacute vody ktereacute 2-3kraacutet

většiacute než povrchoveacute napětiacute lihu či petroleje

- 83 -

Ciacutel

Určit přibližně velikost povrchoveacute siacutely Fp pro různeacute deacutelky dřevěneacute špejle

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA dřevěnaacute špejle plochaacute naacutedoba s vodou nit

Scheacutema

- 84 -

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do CH 1 LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Na siloměr zavěsiacuteme špejli o deacutelce 30 cm na niti (viz scheacutema) Špejli

položiacuteme na hladinu kapaliny (vody)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Taacutehneme siloměrem

špejli z povrchu kapaliny

6 Z grafu odečteme rozdiacutel maximaacutelniacute hodnoty siacutely (kdy dochaacuteziacute k odtrženiacute

špejle z povrchu kapaliny) a siacutely kdy špejle visiacute na niti ndash viz obraacutezek

7 Vypočiacutetaacuteme poměr teacuteto siacutely a dvojnaacutesobku deacutelky špejle (deacutelka okraje

povrchoveacute blaacuteny) což je hodnota povrchoveacuteho napětiacute σ (Nm)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro jineacute kapaliny (liacuteh hellip) Přiacutepadně pro jineacute deacutelky špejliacute

- 85 -

Kapaliny 27 HYDROSTATICKYacute TLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Hydrostatickyacute tlak ph v hloubce h je roven součinu hloubky hustoty kapaliny

ρ a tiacutehoveacuteho zrychleniacute g

hp h g

Ciacutel

Změřit hydrostatickyacute tlak v hloubce h

Pomůcky

LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA odměrnyacute vaacutelec s měřiacutetkem

- 86 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru

přišroubujeme hadičku kterou můžeme izolepou přilepit na praviacutetko s uměleacute

hmoty tak že začaacutetek hadičky bude na bdquonuleldquo praviacutetka Tiacutem můžeme měřit

deacutelku ponořeniacute hadičky ndash hloubku v kapalině

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30 s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Ponořujeme pomalu rovnoměrnyacutem pohybem konec hadičky do hloubky

20 cm do vody v odměrneacutem vaacutelci a zpět POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do

senzoru

- 87 -

5 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 V menu Senzory ndash Zaacuteznam nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + hodnoty Naacutezev

Hloubka Jednotka cm

7 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

8 Hadička neniacute ponořenaacute Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na

LabQuestu

9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

11 Ponořiacuteme konec do hloubky 1 cm (sledujeme na stupnici praviacutetka)

12 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

13 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK

14 Opakujeme body 11 12 a 13 pro hodnoty uacutehlu 2 cm 3 cmhellip 20 cm

15 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme

16 Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice

(nebo soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)

Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute pro jinou kapalinu (liacuteh hellip)

2 Vyzkoušej měřeniacutem nezaacutevislost tlaku v kapalině na směru

3 Ověř měřeniacutem že tlak kapaliny v naacutedobě nezaacutevisiacute na tvaru naacutedoby

- 88 -

Kapaliny 28 ARCHIMEDŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Vztlakovaacute siacutela Fvz působiacuteciacute na těleso v kapalině je rovna tiacutehoveacute siacutele kteraacute by

působila na kapalinu s objemem ponořeneacute čaacutesti tělesa

Pro vztlakovou siacutelu platiacute Fvz = Vρg V je objem ponořeneacute čaacutesti tělesa ρ je

hustota kapaliny g je konstanta (tiacutehoveacute zrychleniacute)

Ciacutel

Určit vztlakovou siacutelu Určit objem tělesa z Archimedova zaacutekona

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA naacutedoba s vodou těleso stojan

- 89 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence

5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute)

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Asi po 6 sekundaacutech

ponořiacuteme těleso do vody (nadzvedneme kaacutedinku s vodou a podsuneme pod

kaacutedinku podložku) a nechaacuteme dokončit měřeniacute

- 90 -

7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika

a stejně i vyacuteslednou siacutelu F (zaacutevažiacute ve vodě)

8 Vypočiacutetaacuteme vztlakovou siacutelu Fvz = FG ndash F

9 Vypočiacutetaacuteme objem tělesa ze vztlakoveacute siacutely

10 Ověřiacuteme určeniacute objemu tělesa vyacutepočtem (objem vaacutelce) nebo měřeniacutem

v odměrneacutem vaacutelci

11 Ověřiacuteme určeniacute tiacutehoveacute siacutely zvaacuteženiacutem tělesa

12 Vypočiacutetaacuteme hustotu tělesa a ověřiacuteme ji v tabulkaacutech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro jinaacute tělesa

- 91 -

Kapaliny 29 PASCALŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Působiacute-li na kapalinu v uzavřeneacute naacutedobě vnějšiacute tlakovaacute siacutela zvyacutešiacute se tlak ve

všech miacutestech stejně (Pascalův zaacutekon)

Ciacutel

Změřit hydrostatickyacute tlak v různyacutech hloubkaacutech při změně vnějšiacute tlakoveacute siacutely

Pomůcky

LabQuest 2ks tlakoveacute čidlo GPS-BTA PET laacutehev s měřiacutetkem

- 92 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakovaacute čidla GPS-BTA ke vstupům CH1 a CH2 LabQuestu

(nebo LabQuest Mini) K senzorům přišroubujeme hadičky ktereacute vedou přes

gumovou zaacutetku do PET laacutehve tak že konce hadiček budou v různyacutech

hloubkaacutech (rozdiacutel asi 20 cm) Tiacutem dosaacutehneme toho že počaacutetečniacute tlak bude

u obou senzorů různyacute

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Vynulujeme oba

tlaky (hadičky nejsou ponořeny ve vodě)

3 Napustiacuteme PET laacutehev vodou a zasuneme hadičky do PET (senzory musiacute byacutet

vyacuteše než je PET laacutehev ndash POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do senzoru)

Utěsniacuteme zaacutetku

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Malou silou stlačujeme rukou PET laacutehev

6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

- 93 -

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak se měniacute tlak v různyacutech hloubkaacutech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute PET laacutehev položenou vodorovně

2 Provedeme měřeniacute pro spojeneacute naacutedoby ndash dvě PET laacutehve nebo dvě injekčniacute

střiacutekačky

- 94 -

Plyny 210 ATMOSFEacuteRICKYacute TLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře

probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute

meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkosthellip

Atmosfeacuterickyacute tlak je tlak vzduchu na zemskyacute povrch a značiacuteme ho pa

Atmosfeacuterickyacute tlak měřiacuteme barometrem Hodnota atmosfeacuterickeacuteho tlaku zaacutevisiacute

na počasiacute a na nadmořskeacute vyacutešce

Ciacutel

Určit jak se měniacute atmosfeacuterickyacute tlak v troposfeacuteře

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA

- 95 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme barometr BAR-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 96 -

3 Senzor (barometr) umiacutestiacuteme těsně nad povrchem země

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pomalu

zvedaacuteme senzor (v miacutestnosti) vzhůru ke stropu (miacutestnosti) a přiacutepadně zase dolů

5 Provedeme analyacutezu naměřenyacutech hodnot a porovnaacuteme je s tabulkovyacutemi

hodnotami

6 Můžeme proveacutest delšiacute měřeniacute na jednom miacutestě Nastaviacuteme v menu Senzory

ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 72 h (3 dny) Frekvence 20 čteniacuteh Zvoliacuteme zobrazeniacute

Graf

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Vyslov zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak zaacutevisiacute změna tlaku na nadmořskeacute vyacutešce můžeme zkoumat takeacute při

pohybu na schodech nebo ve vyacutetahu Přitom můžeme ještě zadaacutevat změnu

nadmořskeacute vyacutešky

2 Připojeniacutem teploměru a vlhkoměru můžeme zkoumat jak spolu souvisiacute

teplota tlak vlhkost v průběhu dne

3 Daacutele můžeme zkoumat jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute

4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom

miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty

5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď

stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem

- 97 -

- 98 -

Pracovniacute list pro žaacuteky

Plyny 211 ZAacuteKLADY METEOROLOGIE

Fyzikaacutelniacute princip

Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře

probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute

meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkost hellip

Připojeniacutem teploměru barometru vlhkoměru k LabQuestu (počiacutetači)

ziacuteskaacuteme termograf barografhellip

Ciacutel

Určit jak se měniacute teplota tlak vlhkost v troposfeacuteře

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA

- 99 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA

barometr BAR-BTA a vlhkoměr RH-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

72 h Frekvence 20 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Senzory umiacutestiacuteme 2 m nad povrchem země nejleacutepe do stiacutenu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 V průběhu sledujeme jak se měniacute počasiacute

6 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute podmiacutenky ndash ročniacute obdobiacute

nadmořskaacute vyacuteškahellip Vyslov zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak spolu souvisiacute teplota tlak vlhkost Zdůvodni

2 Jak se měniacute teplota tlak a vlhkost v průběhu dne Zdůvodni

3 Jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute

4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom

miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty

5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď

stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem

- 100 -

- 101 -

Plyny 212 PŘETLAK A PODTLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Plyn maacute v naacutedobě podtlak jestliže je tento tlak nižšiacute než atmosfeacuterickyacute Plyn

maacute v naacutedobě přetlak jestliže je tento tlak většiacute než atmosfeacuterickyacute

Ciacutel

Změřit přetlak a podtlak plynu v naacutedobě

Pomůcky

LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA barometr BAR-BTA PET laacutehev

nafukovaciacute dětskyacute baloacutenek

- 102 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru

přišroubujeme injekčniacute střiacutekačku s nastavenou hodnotou objemu bdquo10 mlldquo dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Tlakem na piacutest vyvolaacutevaacuteme přetlak a podtlak a přetlak

- 103 -

5 Měřeniacute uložiacuteme

6 K senzoru připojiacuteme (našroubujeme) skleněnou baňku naplněnou

vzduchem Teplota plynu uvnitř je stejnaacute jako v okoliacute

7 Opakujeme předchoziacute měřeniacute s tiacutem že baňku (tiacutem i plyn) ohřiacutevaacuteme v tepleacute

vodě a ochlazujeme ve studeneacute (kostky ledu) vodě Pozorujeme jak se měniacute

tlak

8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy nastaacutevaacute přetlak a kdy podtlak

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak můžeme přetlak a podtlak vytvořit

2 Kde se přetlak a kde se podtlak využiacutevaacute

3 Změř přetlak v baloacutenku Jak se měniacute s průměrem baloacutenku

4 Připoj k senzoru PET laacutehev Zkus mačkat laacutehev a měřit hodnotu přetlaku

5 Ohřej plyn v PET laacutehvi (horkou vodou) Uzavři PET laacutehev a ochlazuj laacutehev

(plyn) Měř podtlak uvnitř laacutehve

- 104 -

SVĚTELNEacute JEVY 213 STIacuteN A POLOSTIacuteN

Fyzikaacutelniacute princip

Stiacuten je prostor za tělesem do něhož nepronikaacute světlo ze zdroje Polostiacuten je

prostor za tělesem do ktereacuteho pronikaacute světlo pouze z čaacutesti zdroje

Ciacutel

Pomociacute senzoru světla určit intenzitu osvětleniacute v oblasti stiacutenu a polostiacutenu

Pomůcky

LabQuest žaacuterovka 12 V20 W světelnyacute senzor TILT-BTA nebo luxmetr LS-

BTA těleso

- 105 -

Scheacutema

Postup

1 Světelnyacute senzor TILT-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu

3 Zapneme LabQuest

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence 10 sndash1

Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Senzorem

světla TILT-BTA plynule pohybujeme nad oblastiacute stiacutenu a polostiacutenu z jedneacute

strany na druhou (viz scheacutema asi 10 s)

- 106 -

6 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakaacute intenzita osvětleniacute v jednotlivyacutech oblastech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Měřeniacute opakujeme se dvěma zdroji světla

2 Měřeniacute opakujeme s jinyacutem tělesem (jinyacute tvar)

- 107 -

SVĚTELNEacute JEVY 214 BARVY SVĚTLA

Fyzikaacutelniacute princip

Biacuteleacute světlo se při průchodu skleněnyacutem hranolem rozklaacutedaacute na jednoducheacute barvy

ndash vznikaacute tak spektrum

Jsou v něm tyto barvy fialovaacute indigovaacute modraacute žlutaacute oranžovaacute a červenaacute

- 108 -

Ciacutel

Pomociacute spektrofotometru určit spektrum biacuteleacuteho světla (slunečniacuteho) Daacutele určit

spektrum odraženeacuteho světla různyacutech barevnyacutech papiacuterů

Pomůcky

LabQuest spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem různě barevneacute

papiacutery

- 109 -

Scheacutema

Postup

1 Spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem zapojiacuteme do USB konektoru

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 V menu Senzory ndash Změnit jednotky ndash USB Spektrometr zvoliacuteme Intenzita

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Optickeacute vlaacutekno namiacuteřiacuteme na nebe (ve dne)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Změřiacuteme

emisniacute spektrum bdquobiacuteleacuteho světlaldquo

6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

7 Zopakujeme a uklaacutedaacuteme měřeniacute s tiacutem že těsně před optickeacute vlaacutekno

vklaacutedaacuteme různě barevneacute papiacutery (tělesa)

- 110 -

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pomociacute spektrofotometru změř spektra barev na monitoru Vyslov zaacutevěr

- 111 -

Praacutece a energie 31 PRAacuteCE

Fyzikaacutelniacute princip

Praacutece je fyzikaacutelniacute veličina Označuje se piacutesmenem W a jejiacute jednotkou je joule

(značka J) Je-li F siacutela působiacuteciacute na těleso ve směru trajektorie vykonaacute se při

přesunutiacute tělesa o draacutehu s praacutece W = Fs

Ciacutel

Určit praacuteci při přesunutiacute tělesa

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA senzor polohy MD-BTD stejnaacute tělesa (kvaacutedry

učebnicehellip)

- 112 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N Senzor polohy zapojiacuteme do konektoru

DIG 1

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes

3 Zvoliacuteme zaacuteložku tabulka V menu Tabulka zvoliacuteme Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute

sloupec Naacutezev ndash Praacutece Jednotka ndash J Tvar vyacuterazu XY Sloupec pro X ndash Siacutela

Sloupec pro Y ndash Poloha

4 Sestaviacuteme měřeniacute podle scheacutema Vynulujeme oba senzory ndash menu Senzory

ndash Vynulovat ndash Čidlo polohy a pohybu Siloměr Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se

pomalu a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce

- 113 -

6 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute

měřeniacute si můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit

7 Zaacutevěr ndash vyhodnotiacuteme jednotliveacute grafy a vykonanou praacuteci

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Kdy je praacutece nulovaacute (viz graf)

2 Kdy se praacutece konaacute (viz graf)

3 Vyzkoušej vykonat praacuteci při natahovaacuteniacute pružiny

4 Vyzkoušej vykonat praacuteci při zvedaacuteniacute tělesa

5 Vyzkoušej vykonat praacuteci při překlaacutepěniacute tělesa

- 114 -

Praacutece a energie 32 ENERGIE POLOHOVAacute

A POHYBOVAacute

Fyzikaacutelniacute princip

Polohovaacute energie Ep je druh mechanickeacute energie kterou těleso ziacuteskaacute při

zvyšovaacuteniacute sveacute nadmořskeacute vyacutešky Vypočiacutetaacuteme ji Ep= mgh Pohybovaacute energie

Ek je druh mechanickeacute energie kterou maacute pohybujiacuteciacute se těleso Vypočiacutetaacuteme ji

Ek= frac12mv2

Ciacutel

Pohybovou a polohovou energii kmitaveacuteho pohybu

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT těleso (zaacutevažiacute)

pružina stojan metr

- 115 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

LabQuestu

2 Určiacuteme tuhost použiacutevaneacute pružiny

- 116 -

3 Zapneme LabQuest

4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 10 s

5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Zvaacutežiacuteme zaacutevažiacute na digitaacutelniacutech vahaacutech a zavěsiacuteme ho na pružinu a pod

zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor a budeme měřit vzdaacutelenost a rychlost

kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině

7 Uvedeme zaacutevažiacute do kmitaveacuteho pohybu

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 117 -

9 Soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu

10 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku

a rovnici pro Ek

11 V menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku

jednotku a rovnici pro Ep

- 118 -

12 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku

a rovnici pro E

- 119 -

13 Zobraziacuteme grafy pro průběhy energiiacute

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změniacuteme dobu trvaacuteniacute na 300 s Opakujeme měřeniacute Co pozorujeme Jak se

měniacute energie

2 Jinyacute postup určeniacute tuhosti pružiny k

a) Na siloměr zavěsiacuteme pružinu

b) Vyznačiacuteme na pozadiacute (tabule) konec pružiny bdquoznačku ndash 0 cmldquo Daacutele si

pomociacute praviacutetka vyznačiacuteme značky 5 10 15 20 hellip cm

c) V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty

Naacutezev Prodlouženiacute Jednotky cm

- 120 -

d) Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

e) Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

f) Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

g) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

h) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

i) Prodloužiacuteme pružinu o 5 cm

j) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

k) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 5 cm a stiskneme OK

l) Opakujeme body i) j) a k) pro 10 15 20 hellipcm

m) Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

n) Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice

Přiacutemaacute uacuteměrnost

o) Z grafu určiacuteme tuhost pružiny k ndash je směrnice polopřiacutemky A vynaacutesobenaacute

100 (protože l jsme zadaacutevali v cm)

3 Opakujeme pro jineacute zaacutevažiacute nebo jinou pružinu

- 121 -

Praacutece a energie 33 UacuteČINNOST

Fyzikaacutelniacute princip

Uacutečinnost je podiacutel vykonaneacute praacutece W a dodaneacute energie E W

E

Ciacutel

Určit uacutečinnost při ohřiacutevaacuteniacute vody lihovyacutem kahanem

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA kaacutedinka voda digitaacutelniacute vaacutehy lihovyacute kahan

laboratorniacute stojan

- 122 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 200 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Teploměr upevniacuteme do stojanu

4 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme praacutezdnou kaacutedinku mk = kg

5 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme vodu (např 200 ml) v kaacutedince m = kg

6 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme lihovyacute kahan mk0 = kg

7 Kaacutedinku upevniacuteme do stojanu postaviacuteme pod kaacutedinku kahan a zapaacuteliacuteme

ho

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 123 -

9 Po skončeniacute měřeniacute (1 200 s = 20 min) zvaacutežiacuteme znovu lihovyacute kahan

mk1 = kg a odečteme z grafu počaacutetečniacute teplotu vody t0 =hellip degC

a konečnou teplotu t1 = degC

10 Vypočiacutetaacuteme vykonanou praacuteci W = Q = cmt = 4 180 middot middot =

J

11 Vypočiacutetaacuteme dodanou energii E = Q = hm = h(mk0 ndash mk1) = 28 865 000 middot

E = J

12 Vypočiacutetaacuteme uacutečinnost

100

W

E

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

Vyacutehřevnost ethanolu je 28 865 000 Jmiddotkgndash1

1 Vypočiacutetej kolik dodaneacute energie přijme kaacutedinka ndash sklo

(c = 670 Jmiddotkgndash1

middot Kndash1

)

- 124 -

2 Kolik procent dodaneacute energie se bdquoztratiacuteldquo

3 Znaacuteš uacutečinnějšiacute způsob ohřiacutevaacuteniacute vody Jakou maacute uacutečinnost

( httpfyzwebczclankyindexphpid=132 )

4 Proč na grafu v okamžiku zamiacutechaacuteniacute s ohřiacutevanou vodou vznikajiacute nerovnosti

(viz vyacuteše) Proč teplota nejdřiacuteve rychleji stoupaacute a pak chviacuteli klesaacute

(po zamiacutechaacuteniacute) Proč teplota pak roste přibližně rovnoměrně

5 Proč graf (viz vyacuteše) neniacute lineaacuterniacute Čiacutem je to způsobeno

6 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-

202

- 125 -

Praacutece a energie 34 NAKLONĚNAacute ROVINA

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela potřebnaacute k pohybu tělesa po nakloněneacute rovině je tolikraacutet menšiacute než tiacutehovaacute

siacutela kolikraacutet je deacutelka roviny většiacute než jejiacute vyacuteška G

hF F

s Tiacutehovou siacutelu

vypočiacutetaacuteme FG = mg

Ciacutel

Ověřit platnost funkce h

F fs

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA digitaacutelniacute vaacutehy voziacuteček se zaacutevažiacutem nakloněnaacute

rovina deacutelkoveacute měřidlo

- 126 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme siloměr DFS-BTA do vstupu CH1 Změřiacuteme deacutelku nakloněneacute

roviny s = cm Zvaacutežiacuteme voziacuteček m = kg Vypočiacutetaacuteme velikost tiacutehoveacute

siacutely FG K siloměru připojiacuteme voziacuteček

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim

Udaacutelosti + Hodnoty Naacutezev Vyacuteška Jednotka cm OK Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute

grafu

- 127 -

3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute Siacutely (N) a na

vodorovneacute ose times Vyacuteška (cm)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Zvedneme

nakloněnou rovinu do vyacutešky 10 cm a stiskneme bdquospoušťldquo pro zadaacuteniacute teacuteto

hodnoty Opakujeme pro 20 cm 30 cm 40 cm

5 Ukončiacuteme měřeniacute

6 V menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Siacutela vybereme lineaacuterniacute rovnici

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proč graf funkce h

F fs

neprochaacuteziacute počaacutetkem Tzn když h = 0 pak

F = 0

2 Zkus změřit funkci h

F fs

pomociacute plynuleacuteho zvedaacuteniacute nakloněneacute

roviny Je potřeba nastavit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim Časovaacute

zaacutekladna

- 128 -

Tepelneacute jevy 35 KALORIMETRICKAacute ROVNICE

Fyzikaacutelniacute princip

Při tepelneacute vyacuteměně mezi dvěma tělesy platiacute kalorimetrickaacute rovnice Q1 = Q2

Po dosazeniacute

c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2) Index 1 je přiřazen teplejšiacutemu tělesu a index 2

chladnějšiacutemu tělesu

Ciacutel

Ověřit platnost kalorimetrickeacute rovnice c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2)

Pomůcky

LabQuest dva teploměry TMP-BTA dvě seřiacuteznuteacute PET laacutehve digitaacutelniacute vaacutehy

- 129 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 a druhyacute teploměr TMP-

BTA do vstupu CH2 LabQuestu Do naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme teplou

vodu o hmotnosti m1 a teplotě t1 Do druheacute naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme

studenou vodu o hmotnosti m2 a teplotě t2 Hmotnosti určiacuteme pomociacute digitaacutelniacute

vaacutehy Do prvniacute naacutedoby vložiacuteme prvniacute teploměr a do druheacute naacutedoby druhyacute

teploměr Teploměry můžeme upevnit do stojanů

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

120 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 130 -

3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute obou teplot a na

vodorovneacute ose x ponechaacuteme čas

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Přeložiacuteme teploměr

z naacutedoby se studenou vodou do naacutedoby s teplou vodou a současně přelijeme

studenou vodu do tepleacute a počkaacuteme až nastane rovnovaacutežnyacute stav

5 Ukončiacuteme měřeniacute

6 Z grafů odečteme teploty před tepelnou vyacuteměnou (t1 a t2) a po tepelneacute

vyacuteměně (t)

7 Vypočiacutetaacuteme teplo odevzdaneacute Q1 a teplo přijateacute Q2

8 Porovnaacuteme vyacutesledneacute hodnoty

9 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proč měřeniacute nevychaacuteziacute uacuteplně přesně Čiacutem je to způsobeno

2 Zkus stejneacute měřeniacute pro jedno kapalneacute těleso (voda) a jedno pevneacute těleso

(mosaznyacute vaacuteleček železnyacute vaacutelečekhellip)

3 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy

OHSP-202

- 131 -

Tepelneacute jevy 36 VEDENIacute TEPLA

Fyzikaacutelniacute princip

Zahřiacutevaacuteme-li jednu čaacutest podeacutelneacuteho tělesa z pevneacute laacutetky přenaacutešiacute se rychlejšiacute

pohyb atomů na dalšiacute a dalšiacute atomy Tiacutem se zvyšuje i teplota dalšiacutech čaacutestiacute

Tento jev se nazyacutevaacute vedeniacute tepla Laacutetky děliacuteme na tepelneacute vodiče (měď

hliniacutek hellip) a tepelneacute izolanty (vzduch plasty dřevo hellip)

Ciacutel

Ověřit šiacuteřeniacute tepla tepelnyacutem vodičem

Pomůcky

LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA tlustšiacute Cu vodič lihovyacute kahan dva

laboratorniacute stojany

- 132 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme čtyři teploměry TMP-BTA do vstupů CH1 až CH4 LabQuestu

LabQuest připojiacuteme k PC přes USB konektor Teploměry můžeme upevnit do

smyček vytvořenyacutech z tlustšiacuteho měděneacuteho draacutetu ndash viz scheacutema

2 Zapneme LabQuest V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat

nastaviacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzorek sekundu Zatrhneme Nepřerušenyacute

sběr dat

3 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a postaviacuteme ho pod konec Cu vodiče ndash viz scheacutema

4 V programu LoggerPro zvoliacuteme Sběr dat Nechaacuteme určitou

dobu běžet měřeniacute

5 Ukončiacuteme měřeniacute ndash v programu LoggerPro zvoliacuteme Zastavit

6 Porovnaacuteme naměřeneacute grafy

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

- 133 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus měřeniacute pro jinyacute pevnyacute tepelnyacute vodič

2 Zkus stejneacute měřeniacute pro kapalneacute těleso (voda v naacutedobě)

- 134 -

Termika 37 SOUTĚŽ TEPLOMĚRŮ

Fyzikaacutelniacute princip

Teplota popisuje stav tělesa Teplotu měřiacuteme teploměrem Teplota tělesa

zaacutevisiacute i na miacuteře ochlazovaacuteniacute Miacutera ochlazovaacuteniacute zaacutevisiacute i na vlhkosti povrchu

tělesa (podobně ochlazovaacuteniacute lidskeacuteho těla) Vypařujiacuteciacute se kapalina odvaacutediacute čaacutest

vnitřniacute energie tělesa ndash ochlazuje ho Miacutera ochlazovaacuteniacute tělesa zaacutevisiacute i na

odvaacuteděniacute vznikajiacuteciacutech par

Ciacutel

Porovnej rychlost ochlazovaacuteniacute tělesa na povrchu sucheacuteho a mokreacuteho tělesa

Pomůcky

LabQuest teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA rychlovarnaacute konvice s horkou

vodou utěrka

- 135 -

Scheacutema

Postup

1 V konvici si ohřejeme vodu

2 Teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1

LabQuestu

3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

4 Zastrčiacuteme teploměr do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute je

praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme

tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem nepohybujeme

- 136 -

5 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash

menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Zastrčiacuteme teploměr opět do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute

je praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme

tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem budeme nyniacute maacutevat

7 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash

menu Graf ndash Uložit měřeniacute

8 Body 4 až 7 znovu opakujeme ale s tiacutem že po vytaženiacute teploměru

z konvice teploměr rychle utřeme utěrkou

9 Zobraziacuteme všechny čtyři naměřeneacute grafy ndash menu Graf ndash Ukaacutezat graf ndash

Všechny grafy

10 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus stejneacute měřeniacute s vlažnou vodou

2 Vyzkoušej jinou kapalinu

3 Pokud maacuteme čtyři teploměry můžeme proveacutest měřeniacute bdquonajednouldquo

- 137 -

Tepelneacute jevy 38 VAR

Fyzikaacutelniacute princip

Var je děj při ktereacutem se kapalina přeměňuje v plyn v celeacutem objemu Teplota

při ktereacute dochaacuteziacute k varu se nazyacutevaacute teplota varu Jejiacute hodnota zaacutevisiacute nejen na

chemickeacutem složeniacute kapaliny ale takeacute na tlaku nad povrchem kapaliny Voda

vře za normaacutelniacuteho tlaku (1 013 hPa) při 100 degC Zaacutevislost teploty varu vody

na tlaku lze přibližně vyjaacutedřit rovniciacute 5

716 2810

pt

Ciacutel

Ověřit teplotu varu za normaacutelniacuteho tlaku Ověřit zaacutevislost teploty varu na tlaku

- 138 -

Pomůcky

LabQuest teploměr GoTemp nebo TMP-BTA baňka voda lihovyacute kahan

laboratorniacute stojan odměrnyacute vaacutelec

Scheacutema

- 139 -

Postup

1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr GoTemp nebo TMP-

BTA Do baňky nalijeme horkou vodu Sestaviacuteme pomůcky podle scheacutema

V odměrneacutem vaacutelci kteryacute určuje hodnotu tlaku par nad volnyacutem povrchem vařiacuteciacute

vody neniacute voda Tzn že nad vodou v baňce je atmosfeacuterickyacute tlak

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Režim

Udaacutelosti a hodnoty Naacutezev Tlak Jednotka Pa

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a ohřiacutevaacuteme vodu v baňce až dosaacutehne teploty varu

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Paacutery vznikajiacuteciacute nad volnyacutem povrchem v baňce mohou volně odchaacutezet

hadiciacute kteraacute uacutestiacute nad dnem odměrneacuteho vaacutelce

7 Při dosaženiacute teploty varu stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

8 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku (odečteme

z barometru) a stiskneme OK

- 140 -

9 Přilijeme do odměrneacuteho vaacutelce vodu do vyacutešky 5 cm nad uacutestiacutem hadice

10 Při dosaženiacute teploty varu (poznaacuteme to podle bublinek ktereacute budou

vystupovat do vody v odměrneacutem vaacutelci) stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

11 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku zvětšenou

o hodnotu hydrostatickeacuteho tlaku a stiskneme OK

12 Opakujeme body 9 10 a 11 pro hodnoty vyacutešky hladiny vody v odměrneacutem

vaacutelci 10 cm 15 cm 20 cm a 25 cm

13 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

14 Provedeme analyacutezu grafu Jakaacute je to funkce Porovnaacuteme vyacutesledky

s vyacutesledky v MFCh tabulkaacutech Určiacuteme rovnici lineaacuterniacute funkce t = f(p)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Na čem zaacutevisiacute teplota varu určiteacute kapaliny

2 Čiacutem se lišiacute var vody v otevřeneacutem a v uzavřeneacutem tlakoveacutem hrnci

3 Může voda vařit i při nižšiacute teplotě než 100 degC

4 Pomociacute vyacutevěvy změř teploty varu při nižšiacutem tlaku než je atmosfeacuterickyacute

- 141 -

Zvukoveacute jevy 39 KMITAVYacute POHYB

Fyzikaacutelniacute princip

Kmitaveacute pohyby se nazyacutevajiacute pohyby při kteryacutech vyacutechylka opakovaně roste

a klesaacute Kmit je periodicky se opakujiacuteciacute čaacutest kmitaveacuteho pohybu doba jeho

trvaacuteniacute je perioda T a počet kmitů za jednotku času je frekvence 1

fT

Ciacutel

Určit periodu T a frekvenci f kmitaveacuteho pohybu

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA těleso (zaacutevažiacute) pružina stojan metr

- 142 -

Scheacutema

- 143 -

Postup

1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest Na siloměr zavěsiacuteme pružinu

3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

50 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute) Těleso je v klidu

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika

Určiacuteme hmotnost tělesa Ověřiacuteme na digitaacutelniacutech vahaacutech

8 Uvedeme těleso do kmitaveacuteho pohybu

9 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Provedeme

analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice (nebo soubor

nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)

- 144 -

10 Z grafu určiacuteme periodu T a vyacutepočtem frekvenci f

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Určete periodu a kmitočet joja

2 Určete periodu a kmitočet zaacutevažiacute ponořeneacuteho v kapalině

3 Určete periodu a kmitočet kmitaacuteniacute praviacutetka

4 Měř kmitavyacute pohyb delšiacute dobu Co pozoruješ

- 145 -

Zvukoveacute jevy 310 ZVUK

Fyzikaacutelniacute princip

Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz

Ciacutel

Určit časovyacute diagram některyacutech zdrojů zvuku ndash ladičky klaacuteves hudebniacutech

naacutestrojůhellip

Určit frekvenci (vyacutešku) toacutenů c1 d

1 e

1 c

2 Určit hudebniacute intervaly těchto

toacutenů Předveacutest barvu toacutenů

Pomůcky

LabQuest mikrofon MCA-BTA zdroje zvuku (hudebniacute naacutestroje) ladičky

- 146 -

Scheacutema

Postup

1 Zapneme LabQuest

2 Připojiacuteme mikrofon MCA-BTA do vstupu CH1 LabQuestu nebo v menu

Senzory ndash Nastaveniacute senzorů zvoliacuteme INT ndash Vnitřniacute mikrofon

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Rozezvučiacuteme zdroj zvuku ndash hlaacuteska bdquoaldquo bdquoeldquo bdquosldquo

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Uklaacutedaacuteme naměřeneacute zvuky v menu Graf ndash Uložit měřeniacute nebo zvoliacuteme

Pomociacute kalkulačky určujeme kmitočty periodickyacutech zvuků Uložiacuteme soubor

- 147 -

- 148 -

7 Opakujeme body 4 5 a 6 pro toacuteny c1 d

1 e

1 c

2 Určujeme kmitočet

těchto toacutenů (změřiacuteme periodu a kmitočet vypočiacutetaacuteme) a jejich hudebniacute

intervaly

8 Naměřeneacute kmitočty toacutenů a vypočiacutetaneacute hodnoty hudebniacutech intervalů

porovnaacuteme s hodnotami v tabulce

Toacuten c1 d1 e1 f1 g1 a1 h1 c2

Laděniacute absolutniacute vyacuteška (Hz)

temperovaneacute 262 294 330 349 392 440 494 524

přirozeneacute 264 297 330 352 396 440 495 528

Hudebniacute interval 11 98 54 43 32 53 158 21

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkoušiacuteme měřit časoveacute diagramy různyacutech hudebniacutech naacutestrojů

2 Zkus změřit stejneacute toacuteny různyacutech hudebniacutech naacutestrojů Co je barva toacutenů

- 149 -

Zvukoveacute jevy 311 RYCHLOST ZVUKU VE

VZDUCHU

Fyzikaacutelniacute princip

Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz Rychlost zvuku

můžeme změřit přiacutemou metodou tak že změřiacuteme vzdaacutelenost kterou zvuk urazil

a dobu za kterou mu to trvalo

Ciacutel

Určit rychlost zvuku ve vzduchu při daneacute teplotě

Pomůcky

LabQuest dva mikrofony MCA-BTA zdroj zvuku ndash dřevěneacute hůlky (hudebniacute

naacutestroj)

- 150 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 a CH 2 LabQuestu připojiacuteme dva mikrofony MCA-BTA

2 Mikrofony nastaviacuteme dle scheacutematu na jeden až dva metry od sebe Změřiacuteme

vzdaacutelenost s = m

3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

003 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute

přes 25 Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu měřeniacute neprobiacutehaacute čekaacute

na bdquospoušťldquo

5 U praveacuteho mikrofonu ťukneme do dřevěnyacutech hůlek Tiacutem se zapne

(bdquospoušťldquo) měřeniacute a oba mikrofony zaznamenajiacute zvuk Levyacute mikrofon

s určityacutem zpožděniacutem ktereacute odpoviacutedaacute vzdaacutelenosti obou mikrofonů a rychlosti

zvuku

6 Na dotykoveacute obrazovce si zvětšiacuteme miacutesto kde začiacutenaacute druhyacute zvuk ndash

označiacuteme perem a menu Graf ndash Zvětšit Daacutele označiacuteme co nejpřesněji miacutesto

kde začiacutenaacute druhyacute zpožděnyacute zvuk odečteme čas zpožděniacute t = s

- 151 -

7 Vypočiacutetaacuteme rychlost zvuku v = st = m sndash1

8 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute vzdaacutelenosti

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pokud stejneacute měřeniacute bude dělat viacutece studentů je potřeba se domluvit aby

nedošlo k vzaacutejemneacutemu rušeniacute

2 Porovnej rychlost zvuku s tabulkovou hodnotou a s hodnotami v jinyacutech

laacutetkaacutech Kde je největšiacute

3 Vypočiacutetej podle vzorce z tabulek jakaacute je rychlost zvuku při daneacute teplotě

vzduchu t = degC

4 Zkus se zamyslet nad průběhem grafů ndash jak se musiacute chvět zdroj zvuku

Zkus změřit rychlost zvuku pomociacute odrazu Naacutevod

K měřeniacute je použita odpadniacute trubka HTEM zakoupenaacute v OBI (deacutelka 1 2 nebo

3m takeacute je možneacute zakoupit viacutece stejnyacutech metrovyacutech kusů ktereacute je možno

zasouvat do sebe) K ucpaacuteniacute trubky je možneacute koupit tzv zaacutetku kteraacute se nasadiacute

- 152 -

na konec trubky Mikrofon je umiacutestěn těsně u uacutestiacute trubky K měřeniacute stačiacute pouze

jeden mikrofon K měřeniacute je potřeba stejneacute nastaveniacute (včetně bdquospouštěldquo)

5 Měřeniacute zkus nejdřiacuteve bez odpadniacute trubky a potom s trubkou

6 Jakou vzdaacutelenost musiacuteš dosadit do vzorce

7 Zkus stejneacute měřeniacute ale oddělej zaacutetku Zkus vysvětlit to co jsi naměřil

8 Nyniacute můžeš zkusit i ohřaacutet vzduch v trubce pomociacute feacutenu nebo teplovzdušneacute

pistole a teploměrem TMP-BTA měřit jeho teplotu Jak se změniacute rychlost

zvuku Co to způsobilo

- 153 -

Zvukoveacute jevy 312 VNIacuteMAacuteNIacute ZVUKU HLASITOST

Fyzikaacutelniacute princip

Praacuteh slyšitelnosti je nejmenšiacute intenzita zvuku kterou je schopen vniacutemat

pozorovatel s normaacutelniacutem sluchem (I0 = 10ndash12

W mndash2

) Praacuteh bolesti je

nejmenšiacute intenzita zvuku kteraacute vyvolaacute pocit bolesti (I0 = 10 W mndash2

) Hladina

intenzity zvuku L (v decibelech) je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute vyjadřuje kolikraacutet

je vniacutemanyacute zvuk silnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti (10kraacutet o 10 dB 100kraacutet

o 20 dB 1 000kraacutet o 30 dB hellip)

Ciacutel

Určit pomociacute hlukoměru SLM-BTA hladinu intenzity zvuku lidskeacuteho hlasu

zařiacutezeniacute a strojů kolem naacutes (pračka vysavač televize raacutedio reprodukovanaacute

hudba ulice hřiště přestaacutevka ve školehellip ticho)

- 154 -

Pomůcky

LabQuest hlukoměr SLM-BTA

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme hlukoměr SLM-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

120 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 155 -

3 Nastaveniacute hlukoměru SLM-BTA Time Weiting ndash S (slow) Maximum

Level Hold ndash RESET (průběžně zobrazuje) Frequency Weighting ndash A (pomaleacute

změny)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a postupně v 10 s

intervalech zkoušiacuteme různeacute zvuky ticho ndash potlesk ndash tlumenyacute hovor ndash hlasityacute

hovor ndash velmi hlasityacute hovor ndash křik

5 Podobně zkoušiacuteme změřit

a) hluk celeacuteho praciacuteho cyklu pračky

b) hluk různyacutech spotřebičů kolem naacutes ndash televize raacutedio zvuk ze sluchaacutetek

(přiloženiacutem hlukoměru ke sluchaacutetkům) zvuk mobilniacuteho telefonu hluk varneacute

konvice

c) hluk ve škole ndash ve třiacutedě na chodbě hellip

d) ticho ndash ve dne v noci

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Kolikraacutet je bdquoticholdquo hlučnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti

2 Vyzkoušej jak velkeacute je bdquoticholdquo uvnitř krabice

- 156 -

3 Jakeacute je bdquoticholdquo před oknem a za oknem

4 Vyzkoušej odraz zvuku ndash v miacutestnosti na louce

5 Změř jak se měniacute hladina intenzity zvuku za bouřky

6 Zkoumej jak zvuk pohlcujiacute různeacute materiaacutely

7 Vyzkoušej odraz zvuku pomociacute desky Např

8 Vyzkoušej naměřit v jeskyni hlasitost ozvěny

- 157 -

9 U reproduktoroveacute soustavy (stereo) zkus naleacutezt miacutesto s nejsilnějšiacute hlasitostiacute

10 Změř zaacutevislost hlasitosti na uacutehlu naacuteklonu odrazneacute desky Sestroj graf

11 Změř směrovou charakteristiku reproduktoru

( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=393)

12 Změř frekvenčniacute charakteristiku reproduktoru

( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=392)

- 158 -

Elektrickeacute vlastnosti laacutetek

313 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ ELEKTRICKYacute PROUD

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovanyacutech

těles kteryacute se projevuje silovyacutem působeniacutem na jinaacute tělesa Jeho jednotkou je

coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při pokusech ve třiacutedě

pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů) 1 nC je přibližně

6000000000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj elektronu hellip)

Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj (na skleněneacute

tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně nabiteacute těleso maacute

viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute protony

K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič naacuteboje

Elektrickyacute proud I je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličinou Jeho jednotkou je ampeacuter

(A) Můžeme jej vyjaacutedřit pomociacute naacuteboje Q kteryacute projde vodičem za jednotku

času Q

It

Ciacutel

Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute

při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute

Změřit proud I v zaacutevislosti na čase t a určit velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute

a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru

- 159 -

Pomůcky

LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA ampeacutermetr DCP-BTA tělesa (plechovka

na polystyreacutenu kovoveacute kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem

držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute těles kondenzaacutetor 15 mF16 V plochaacute baterie

45 V žaacuterovka 35 V 01 A přepiacutenač

- 160 -

Scheacutema

Postup

1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou

krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku

připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou

zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě

- 161 -

kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru

zvoliacuteme rozsah plusmn100 nC (scheacutema a))

2 Zapneme LabQuest

3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem

ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj

Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky

5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence

2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj

z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute

naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)

Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky

9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute

tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)

10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu 3times3

mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle

- 162 -

Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm

Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je

11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech

(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)

12 Sestaviacuteme obvod podle scheacutema b)

13 Změřiacuteme časovyacute průběh proudu při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru

- 163 -

14 Určiacuteme velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru pomociacute

funkce menu Analyacuteza volba Integraacutel

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zopakuj měřeniacute v bodech 13 a 14 pro různaacute zapojeniacute dvou nebo viacutece

kondenzaacutetorů

- 164 -

Elektrickyacute proud 314 OHMŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Ohmův zaacutekon Pokud maacute kovovyacute vodič staacutelou teplotu je elektrickyacute proud

prochaacutezejiacuteciacute vodičem přiacutemo uacuteměrnyacute napětiacute na vodiče (r 1826 G S Ohm)

Grafem přiacutemeacute uacuteměrnostiacute je přiacutemka prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem

Ciacutel

Ověřit Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky a rezistory 12 Ω 33 Ω

a 100 Ω

Pomůcky

LabQuest rezistor 33 Ω a 100 Ω žaacuterovka 6 V03 A voltmetr DVP-BTA

ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat

- 165 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

napětiacute Vlevo 0 Vpravo 6 V Na ose y zvoliacuteme Elektrickyacute proud a Spojovat

body Dole 0 a Nahoře 06 A V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Reostatem pomalu zvyšujeme napětiacute a proud Hodnota napětiacute nesmiacute

překročit 5 V a proudu 06 A Zobrazuje se tzv voltampeacuterovaacute charakteristika

Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro rezistor 33 Ω a pro žaacuterovku

- 166 -

7 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Platiacute Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky

2 Porovnej voltampeacuteroveacute charakteristiky rezistorů s různyacutemi hodnotami

odporů

3 Zkus vymyslet jak ověřiacuteš že Ohmův zaacutekon platiacute i pro wolframoveacute vlaacutekno

žaacuterovky

- 167 -

Elektrickyacute proud 315 ODPOR

Fyzikaacutelniacute princip

Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou

elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše

přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita

ρ a na teplotě t vodiče

Ciacutel

Změřit odpor bdquošpatneacuteholdquo vodiče ndash rezistoru Ověřit jak zaacutevisiacute odpor vodiče na

deacutelce

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) různeacute rezistory tahovyacute

potenciometr 10 kΩ počiacutetač s programem Logger Pro

- 168 -

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 K ohmmetru připojiacuteme tahovyacute potenciometr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se

vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 169 -

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm

2 cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute

potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute

exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute

14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Měřiacuteme odpor různyacutech rezistorů a jejich zapojeniacute

2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů

3 Změř jak zaacutevisiacute odpor potenciometru na uacutehlu natočeniacute u otočneacuteho

potenciometru

- 170 -

Elektrickyacute proud 316 ZAacuteVISLOST ODPORU NA

TEPLOTĚ

Fyzikaacutelniacute princip

Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou

elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše

přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita

ρ a na teplotě t vodiče

Na teplotě zaacutevisiacute odpor vodičů i polovodičů Odpor vodičů se vzrůstajiacuteciacute

teplotou stoupaacute (kladnyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) kdežto odpor

polovodičů uhliacuteku a některyacutech speciaacutelniacutech slitin kovů se vzrůstajiacuteciacute teplotou

klesaacute (zaacutepornyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) Elektrickyacute odpor maacute

vždy kladnou hodnotu Dobreacute vodiče kladou malyacute odpor špatneacute vodiče kladou

velkyacute odpor

Pozistor je dvoupoacutelovaacute elektrickaacute součaacutestka Jednaacute se o typ termistoru

s pozitivniacute teplotniacute zaacutevislostiacute (tzn s rostouciacute teplotou roste odpor) proto se

použiacutevaacute i označeniacute PTC termistor (positive temperature coefficient) Vyraacutebějiacute

se z polykrystalickeacute feroelektrickeacute keramiky (titaničitan barnatyacute BaTiO3)

Odpor pozistoru s růstem teploty nejprve miacuterně klesaacute nad Curieovu teplotu

poteacute prudce vzrůstaacute asi o 3 řaacutedy a pak opět miacuterně klesaacute Oblast naacuterůstu je

možneacute chemickyacutem složeniacutem ovlivňovat a tak vytvořit např sadu teploměrů

s odstupňovanyacutem teplotniacutem rozsahem (nejčastěji po 10 degC)

- 171 -

Ciacutel

Změřit jak zaacutevisiacute odpor pozistoru na teplotě

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA

pozistor kaacutedinka stojan počiacutetač s programem Logger Pro

- 172 -

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 a teploměr TMP-BTA do

konektoru CH 2 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Teploměr a pozistor jsou společně

upevněny zkroucenyacutem draacutetkem

3 K ohmmetru připojiacuteme pozistor

4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

5 Zapneme LabQuest

6 V programu LoggerPro na ose x zvoliacuteme teplotu a na ose y zvoliacuteme odpor

Tzn R = f(t)

7 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

8 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme

Nepřerušenyacute sběr dat

9 Do kaacutedinky nalijeme horkou vodu z konvice

- 173 -

10 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat Měřeniacute

nechaacuteme běžet delšiacute dobu (90 min) Pokud nemaacuteme čas můžeme měřeniacute

urychlit postupnyacutem ochlazovaacuteniacutem (přileacutevaacuteme studenou vodu nebo led)

11 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

12 Opakujeme měřeniacute pro různeacute pozistory

13 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z grafů určete teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu Porovnej jeho

velikost s hodnotami různyacutech kovů v tabulkaacutech

2 K čemu se použiacutevajiacute pozistory

- 174 -

Elektrickyacute proud 317 REOSTAT A POTENCIOMETR

Fyzikaacutelniacute princip

Plynulou změnu proudu spotřebičem umožňujiacute součaacutestky s proměnnyacutem

odporem ndash potenciometry Podle pohybu při ovlaacutedaacuteniacute je děliacuteme na tahoveacute

a otočneacute

K regulaci velkyacutech proudů použiacutevaacuteme reostat

Ciacutel

Ověřit funkci potenciometru jako děliče napětiacute a regulaacutetoru proudu

- 175 -

Pomůcky

LabQuest různeacute potenciometry počiacutetač s programem Logger Pro voltmetr

VP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA rezistor 100 Ω plochaacute baterie

- 176 -

Scheacutema

Postup

1 Voltmetr VP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 Potenciometr zapojiacuteme jako dělič napětiacute (viz scheacutema)

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment zvoliacuteme Sběr dat Moacuted

Udaacutelosti se vstupy Naacutezev sloupce deacutelka Značka d Jednotka cm

6 Na ose x zvoliacuteme veličinu deacutelka Na ose y veličinu napětiacute

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 177 -

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm

2cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute

potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko U otočneacuteho potenciometru měřiacuteme

a zadaacutevaacuteme jednotku uacutehlu

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute

exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

15 Stejneacute měřeniacute provedeme pro zapojeniacute potenciometru jako regulaacutetoru

proudu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 K čemu si využiacutevajiacute obě zapojeniacute Jakyacute je mezi nimi rozdiacutel

2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů

- 178 -

Elektrickyacute proud 318 VNITŘNIacute ODPOR ZDROJE

Fyzikaacutelniacute princip

Součet všech odporů kteryacutemi musiacute prochaacutezet proud uvnitř zdroje se nazyacutevaacute

vnitřniacute odpor zdroje Proud v uzavřeneacutem obvodu je roven podiacutelu

elektromotorickeacuteho napětiacute U0 zdroje a celkoveacuteho odporu R + Ri kde Ri je

vnitřniacute odpor zdroje

0

i

UI

R R

Ciacutel

Ověřit Ohmův zaacutekon pro uzavřenyacute obvod

Pomůcky

LabQuest rezistor 10 Ω voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute

baterie reostat 100 Ω a 10 kΩ

- 179 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x

zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat -

Ampeacutermetr Reostat 100 Ω a 10 kΩ nastaviacuteme na max hodnoty odporu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme spiacutenač

5 Reostatem 10 kΩ pomalu (10 s) zvětšujeme proud (hodnota odporu na

min) Jakmile reostat 10 kΩ vytočiacuteme do krajniacute polohy (min) pokračujeme

stejně reostatem 100 Ω do krajniacute polohy (min) Hodnota proudu nesmiacute

překročit 06 A což při napětiacute 45 V zajistiacute rezistor 10 Ω Zobrazuje se tzv

zatěžovaciacute charakteristika zdroje Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu

Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro různě stareacute plocheacute baterie

- 180 -

7 Provedeme analyacutezu jednotlivyacutech grafů V menu Analyacuteza zvoliacuteme Fitovat

křivku Napětiacute Vybereme typ rovnice Lineaacuterniacute Určiacuteme koeficienty lineaacuterniacute

funkce Opakujeme pro všechny grafy

8 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona pro uzavřenyacute obvod)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z koeficientů lineaacuterniacutech funkciacute určete napětiacute napraacutezdno U0 a zkratovyacute

proud Ik Daacutele určete vnitřniacute odpor Ri plocheacute baterie noveacute a stareacute

2 Vnitřniacute odpor plocheacute baterie se staacuteřiacutem zvětšuje Jak se to projevuje na

zatěžovaciacute charakteristice

- 181 -

Elektrickyacute proud 319 VYacuteKON ELEKTRICKEacuteHO

PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Vyacutekon P elektrickeacuteho proudu vypočiacutetaacuteme jako součin napětiacute na spotřebiči

a proudu kteryacute spotřebičem proteacutekaacute P = U I U spotřebičů je spraacutevneacute označovat

dodaacutevanyacute vyacutekon jako přiacutekon P0 Napřiacuteklad u žaacuterovky je světelnyacute vyacutekon

zlomkem elektrickeacuteho přiacutekonu

Ciacutel

Pomociacute wattmetru určit přiacutekon některyacutech spotřebičů Změřit přiacutekon v zaacutevislosti

na čase u některyacutech spotřebičů

Pomůcky

LabQuest wattmetr WU-PRO-I spotřebiče

- 182 -

Scheacutema

Postup

1 Wattmetr WU-PRO-I zapojiacuteme do USB konektoru LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 600 s Frekvence

1 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Připojiacuteme spotřebič k wattmetru

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) nebo po stisknutiacute tlačiacutetka (ukončit

měřeniacute) uložiacuteme soubor

- 183 -

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus změřit přiacutekon ledničky po dobu 24 hodin s teploměrem uvnitř Vyslov

zaacutevěr

2 Zkus změřit přiacutekon mikrovlnneacute trouby při ohřevu potravin (vody ndash změř

teplotu před začaacutetkem a po skončeniacute ohřiacutevaacuteniacute) Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče

3 Zkus změřit přiacutekon elektrovarneacute konvice nebo indukčniacuteho vařiče

s teploměrem Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče

- 184 -

Tepelneacute jevy 320 TERMOHRNEK

Fyzikaacutelniacute princip

Termosky a termohrnky jsou speciaacutelně vyrobeneacute naacutedoby ktereacute sloužiacute

k uchovaacuteniacute teploty tekutiny uvnitř Termoska byla vynalezena v roce 1982

Zaacutekladniacutem principem termosky je dvojitaacute vnitřniacute naacutedoba s lesklyacutemi dvojityacutemi

stěnami a z mezery mezi stěnami obou naacutedob je odčerpaacuten veškeryacute vzduch Přes

toto vakuoveacute prostřediacute nemůže tepelnaacute energie pronikat vedeniacutem tepelneacute

zaacuteřeniacute se odraacutežiacute zpět od lesklyacutech stěn u naacutedoby opatřeneacute zaacutetkou je omezen

i přenos prouděniacutem Diacuteky tomuto principu zůstaacutevaacute tekutina v naacutedobě teplaacute

nebo chladnaacute až po dobu několika hodin Většinou se dodaacutevajiacute termosky

s hrniacutečkem nebo sloužiacute jako hrniacuteček viacutečko laacutehve Různeacute firmy takeacute nabiacutezejiacute

možnost potisku vašiacute termosky

Ciacutel

Ověřit schopnost termohrnku udržet naacutepoj teplyacute po určitou dobu

Pomůcky

LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA různeacute termohrnky

- 185 -

Scheacutema

Postup

1 Teploměry zapojiacuteme do konektorů CH 1 až CH 4 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute (viz scheacutema) Dva termohrnky majiacute viacutečka Termohrnek

vpravo je bez viacutečka Vlevo je obyčejnyacute porcelaacutenovyacute hrnek

3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme ho přes USB k PC V programu LoggerPro

v menu Experiment ndash Sběr dat zatrhneme Nepřerušenyacute sběr dat

4 Do všech termohrnků nalijeme stejneacute množstviacute horkeacute vody z konvice

5 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

- 186 -

6 Po určiteacute době (např 2 až tři hodiny) zastaviacuteme měřeniacute

7 Vysloviacuteme zaacutevěr Co vše maacute vliv na udrženiacute tepleacuteho naacutepoje

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Opakujeme měřeniacute u všech termohrnků bez viacuteček

2 Opakujeme měřeniacute u všech hrnků s viacutečky

3 Opakujeme měřeniacute se studenyacutem naacutepojem Využijeme při tom kostky ledu

- 187 -

Elektrodynamika 41 MAGNETICKEacute POLE VODIČE

Fyzikaacutelniacute princip

Roku 1820 Hans Christian Oersted prokaacutezal že vodič jiacutemž prochaacuteziacute

elektrickyacute proud vytvaacuteřiacute kolem sebe magnetickeacute pole

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar soustřednyacutech kružnic ležiacuteciacutech v rovinaacutech

kolmyacutech na vodič Orientace indukčniacutech čar zaacutevisiacute na směru proudu a k jejiacutemu

určeniacute použiacutevaacuteme Ampeacuterovo pravidlo praveacute ruky Naznačiacuteme uchopeniacute

vodiče do praveacute ruky tak aby palec ukazoval dohodnutyacute směr proudu ve

vodiči prsty pak ukazujiacute orientaci magnetickyacutech indukčniacutech čar

- 188 -

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho

vodičem a na vzdaacutelenosti od vodiče

Pomůcky

LabQuest rezistor 10 Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA vodič

regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127

- 189 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash

max 06A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci v okoliacute vodiče

6 Potom nastaviacuteme konstantniacute hodnotu proudu a pohybujeme teslametrem

v kolmeacutem směru k ose vodiče

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce B na velikosti

elektrickeacuteho proudu I a na vzdaacutelenosti

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ze znalosti velikosti proudu a vzdaacutelenosti od vodiče spočiacutetej magnetickou

indukci

IB

d kde μ0 = 4πmiddot10

ndash7NmiddotA

ndash2

- 190 -

Elektrodynamika 42 SIacuteLA PŮSOBIacuteCIacute NA VODIČ

V MAGNETICKEacuteM POLI

Fyzikaacutelniacute princip

Na vodič o deacutelce l kteryacutem prochaacuteziacute proud I a je umiacutestěnyacute v magnetickeacutem poli

trvaleacuteho magnetu s indukciacute B působiacute siacutela F = BIl

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost siacutely působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli na velikosti proudu

prochaacutezejiacuteciacuteho vodičem

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA ampeacutermetr HCS-BTA vodič magnet

regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute KXN-305D rezistor 2 Ω-10 W

- 191 -

Scheacutema

- 192 -

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

siloměr DFS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo ndash5 A Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Siacutela a Spojovat body

Dole ndash003 N a Nahoře 003 N V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash

max 5 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Regulovatelnyacutem zdrojem zmenšujeme napětiacute (proud) na 0 V (0 A)

Přepoacutelujeme zapojeniacute zdroje Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute

(proud) Kontrolujeme proud ndash max 5 A Graf se vykresluje na opačnou stranu

osy y Siloměrem měřiacuteme siacutelu působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli

7 Provedeme analyacutezu grafu ndash proložiacuteme lineaacuterniacute funkci

8

9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute siacutela na velikosti elektrickeacuteho proudu I

- 193 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vypočiacutetej velikost siacutely ze znaacutemyacutech hodnot B I a l F BIl Magnetickou

indukci B změř teslametrem uvnitř magnetickeacuteho pole magnetu

2 Miacutesto jednoducheacuteho vodiče použij několik zaacutevitů vodiče (viz scheacutema)

Porovnej vyacutesledky měřeniacute

3 Měřeniacute uspořaacutedej vodorovnyacutem směrem Siloměr bude zavěšenyacute svisle

a ciacutevka bude otočně upevněnaacute uprostřed Ktereacute uspořaacutedaacuteniacute je vyacutehodnějšiacute

- 194 -

Elektrodynamika 43 ELEKTROMAGNETICKAacute

INDUKCE

Fyzikaacutelniacute princip

Elektromagnetickaacute indukce je jev při ktereacutem vznikaacute elektrickeacute napětiacute ve

vodiči změnou magnetickeacuteho pole v okoliacute vodiče (ciacutevky) Indukovaneacute napětiacute

zaacutevisiacute na velikosti změny magnetickeacuteho pole i na rychlosti jeho změny

Ciacutel

Změřit indukovaneacute napětiacute Ověřit na čem zaacutevisiacute

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA ciacutevka s jaacutedrem permanentniacute magnet

- 195 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod

dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 5 s

Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Roztočiacuteme

permanentniacute magnet v těsneacutem okoliacute ciacutevky (jaacutedra)

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 196 -

4 Opakujeme měřeniacute s rychlejšiacutem (pomalejšiacutem) otaacutečeniacutem magnetu

5 Vyměniacuteme magnet za bdquosilnějšiacuteldquo

6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash na čem zaacutevisiacute indukovaneacute napětiacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus ciacutevku s jinyacutem počtem zaacutevitů

2 Zkus pohybovat membraacutenou reproduktoru a měřit indukovaneacute napětiacute

3 Zkus napjatou strunu umiacutestit do magnetickeacuteho pole a na niacute měřit velikost

indukovaneacuteho napětiacute

- 197 -

Elektrodynamika 44 STŘIacuteDAVYacute PROUD

Fyzikaacutelniacute princip

Střiacutedavyacute proud (napětiacute) je proud kteryacute staacutele měniacute svoji velikost i směr Časovyacute

průběh různyacutech střiacutedavyacutech proudů (napětiacute) může byacutet harmonickyacute (sinusoida)

obdeacutelniacutekovyacute trojuacutehelniacutekovyacutehellip

Z časoveacuteho průběhu harmonickeacuteho proudu (napětiacute) můžeme určit periodu

frekvenci a amplitudu

Ciacutel

Změř časovyacute průběh harmonickeacuteho napětiacute a urči jeho efektivniacute hodnotu

periodu frekvenci a amplitudu Urči vztahy mezi nimi

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA (+ndash10 V) zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute do 5 V

multimetr

- 198 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme voltmetr VP-BTA (+ndash10 V)

2 Do školniacuteho zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute (max 5 V stř) připojiacuteme rezistor

100 Ω

3 Paralelně k tomuto rezistoru připojiacuteme multimetr zapojenyacute jako střiacutedavyacute

voltmetr Zkontrolujeme že napětiacute neniacute většiacute než 5 V (efektivniacute hodnota)

4 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

01 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute

přes 001 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

5 Připojiacuteme vyacutevody voltmetru k rezistoru a stiskneme tlačiacutetko START

(měřeniacute) na LabQuestu

6 Po proběhleacutem měřeniacute v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika ndash Napětiacute

7 Z tabulky Statistika můžeme odečiacutest max hodnotu napětiacute = amplituda

Umax = V

8 Na voltmetru odečteme efektivniacute hodnotu napětiacute Uef = V

- 199 -

9 Vzhledem k tomu že jsme zadali dobu měřeniacute 01 s tak se zobrazilo přesně

5 period Tzn že jedna perioda je T = 002 s a frekvence je f = 50 Hz

10 Vypočiacutetaacuteme poměr Umax Uef =

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jako zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute můžeme

použiacutet samotnyacute LabQuest s vyacutekonovyacutem

zesilovačem PAMP kteryacute připojiacuteme

k LabQuestu a v aplikaci Zesilovač (generaacutetor

funkciacute) můžeme nastavovat druh střiacutedaveacuteho

signaacutelu (sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek pila)

frekvenci a amplitudu Pomociacute druheacuteho

LabQuestu můžeme kontrolovat ndash měřit tento

střiacutedavyacute signaacutel

2 Jako jinyacute zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute (proudu)

můžeme použiacutet generaacutetor funkciacute NTL I u něj

je možneacute nastavovat druh střiacutedaveacuteho signaacutelu

(sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek) frekvenci

a amplitudu kterou můžeme pomociacute

LabQuestu měřit

3 Kde se využiacutevaacute střiacutedaveacute napětiacute (proud) S jakyacutem průběhem

4 Zkus změřit střiacutedaveacute napětiacute v nějakeacutem přiacutestroji např na reproduktoru

baterioveacuteho raacutedia Pozor střiacutedaveacute napětiacute musiacute byacutet menšiacute než plusmn10 V Ověř

nejdřiacuteve stř voltmetrem

- 200 -

Elektrodynamika 45 TŘIacuteFAacuteZOVEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Třiacutefaacutezoveacute napětiacute vznikaacute otaacutečeniacutem magnetu v soustavě třiacute ciacutevek Maacuteme tedy tři

zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute ndash faacuteze Třiacutefaacutezovyacute rozvod lze využiacutet k zapojeniacute do

hvězdy nebo k zapojeniacute do trojuacutehelniacuteku Faacutezoveacute napětiacute (u1 u2 u3) je napětiacute

(v našich domaacutecnostech 230 V) mezi středniacutem vodičem (N) a faacutezovyacutem

vodičem (L1 L2 L3) Sdruženeacute napětiacute (u12 u13 u23) je napětiacute (v našich

domaacutecnostech 400 V) mezi libovolnyacutemi dvěma faacutezovyacutemi vodiči

Ciacutel

Změřit časovyacute průběh napětiacute třiacute faacuteziacute v zapojeniacute do hvězdy Ověřit že součet

napětiacute v každeacutem čase je nulovyacute Ověřit že poměr sdruženeacuteho a faacutezoveacuteho

napětiacute je 173kraacutet většiacute

Pomůcky

LabQuest zdroj třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute 3 rezistory 100 Ω 3 voltmetry VP-BTA

- 201 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme 3 voltmetry VP-BTA ke vstupům CH1 CH2 a CH3 LabQuestu

Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu Na zdroji třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute nastaviacuteme hodnotu

faacutezoveacuteho napětiacute do 5 V

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

005 s Frekvence 10 000 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Uložiacuteme měřeniacute

- 202 -

5 Provedeme analyacutezu grafu Odečiacutetaacuteme v každeacutem časoveacutem okamžiku

okamžiteacute hodnoty napětiacute u1 u2 a u3 a provaacutediacuteme jejich součet ndash ověřujeme že

součet je nulovyacute

6 Střiacutedavyacutem voltmetrem změřiacuteme sdruženeacute a faacutezoveacute napětiacute (efektivniacute

hodnoty) a vypočiacutetaacuteme jejich poměr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z grafu ndash časoveacuteho průběhu napětiacute urči o jakou čaacutest periody jsou

posunuta napětiacute

2 Z grafu urči jakyacute je frekvence a perioda střiacutedavyacutech napětiacute

3 Jakyacute je poměr efektivniacute a maximaacutelniacute hodnoty faacutezoveacuteho střiacutedaveacuteho napětiacute

ktereacute jsi naměřil

4 Z grafu urči amplitudu sdruženeacuteho napětiacute a amplitudu faacutezoveacuteho napětiacute

Jakyacute je jejich poměr

- 203 -

Elektrodynamika 46 ELEKTROMAGNETICKEacute VLNY

Fyzikaacutelniacute princip

Magnetickeacute pole můžeme znaacutezornit pomociacute indukčniacutech čar

Elektrickeacute pole popisujeme elektrickyacutemi siločarami

Elektrickeacute a magnetickeacute pole spolu často souvisejiacute Mluviacuteme pak

o elektromagnetickeacutem poli Elektromagnetickeacute vlny jsou přiacutečneacute a šiacuteřiacute se i ve

vakuu Šiacuteřiacute se rychlostiacute světla Elektromagnetickyacutemi vlnami se přenaacutešejiacute

signaacutely rozhlasu televize mobilniacutech telefonů atd I světlo je elektromagnetickeacute

vlněniacute (zaacuteřeniacute)

- 204 -

Mezi frekvenciacute f vlnovou deacutelkou λ a rychlostiacute šiacuteřeniacute elektromagnetickeacuteho

vlněniacute c (světla) platiacute vzorecc

f

Ciacutel

Změřit vlnovou deacutelku elektromagnetickeacuteho vlněniacute Prokaacutezat polarizaci

elektromagnetickeacute vlny

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA bezdraacutetovyacute zvonek ndash tlačiacutetko pracujiacuteciacute na

frekvenci 43392 MHz přijiacutemač s půlvlnnyacutem dipoacutelem (viz přiacutespěvek O

Lepila)

Scheacutema

- 205 -

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod

dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Pohybujeme rovnoměrnyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema pohyb 1)

5 Z poloh maxim a minim určiacuteme vlnovou deacutelku

6 Uložiacuteme měřeniacute

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pohybujeme rovnoměrnyacutem otaacutečivyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema

pohyb 2)

9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash vlnovaacute deacutelka a polarizace elektromagnetickeacuteho vlněniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vyzkoušej jak zaacutevisiacute velikost naměřeneacuteho napětiacute na vzdaacutelenosti vysiacutelače od

přijiacutemače

2 Pomociacute mřiacutežky nebo plechu vyzkoušej odraz vlněniacute (a interferenci)

- 206 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

47 TERMISTOR

Fyzikaacutelniacute princip

Termistor je polovodičovaacute součaacutestka jejiacutež odpor zaacutevisiacute na teplotě

Ciacutel

Změř zaacutevislost odporu termistoru na teplotě Urči o jakou zaacutevislost se jednaacute

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA

rychlovarnaacute konvice s horkou vodou termistory se jmenovitou hodnotou

odporu 4k7 10k 15k počiacutetač s programem Logger Pro

- 207 -

Scheacutema

Postup

1 V konvici si ohřejeme vodu

2 Teploměr TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 2 a ohmmetr do

konektoru CH 1 LabQuestu

3 K ohmmetru připojiacuteme termistor (10k) kteryacute zastrčiacuteme společně

s teploměrem do kaacutedinky

- 208 -

4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

5 Zapneme LabQuest

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Experiment ndash Sběr dat Trvaacuteniacute

300 s Frekvence 1 čteniacutes

8 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu na

osu y Odpor a na osu x Teplotu

9 Nalejeme horkou vodu z konvice do kaacutedinky s teploměrem a termistorem

a zapneme Sběr dat v programu LoggerPro

10 Voda postupně chladne a počiacutetač vykresluje graf zaacutevislosti R = f(t)

Ochlazovaacuteniacute můžeme pomalu urychlovat opatrnyacutem přileacutevaacuteniacutem studeneacute vody

a současnyacutem miacutechaacuteniacutem Pro hlubšiacute ochlazeniacute můžeme použiacutet kousek ledu

11 Po skončeniacute měřeniacute (300 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti ndash menu

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute a můžeme opakovat měřeniacute pro dalšiacute

termistor Nebo při měřeniacute použiacutet současně dva ohmmetry (CH 2 a CH 3) a dva

termistory

12 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

- 209 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z programu Logger Pro z tabulky můžeme naměřenaacute data pomociacute Ctrl+C

a Ctrl+V zkopiacuterovat do programu Excel a tam je daacutele zpracovaacutevat ndash sestrojit

graf proložit funkci

2 V programu Logger Pro můžeme v menu Analyacuteza ndash Curve Fit zkusit

proložit funkci kterou si vybereme ze seznamu Ověř vyacutepočtem (Excel

kalkulačka) že zvolenaacute funkce bdquofungujeldquo

3 Zdůvodněte proč odpor termistoru klesaacute s rostouciacute teplotou Kde se toho

využiacutevaacute

- 210 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

48 FOTOREZISTOR

Fyzikaacutelniacute princip

Fotorezistor (dřiacuteve označovaacuten jako fotoodpor) je pasivniacute elektrotechnickaacute

součaacutestka bez PN přechodu jejiacutež elektrickyacute odpor R se snižuje se zvyšujiacuteciacutem

se osvětleniacutem E

Princip fotorezistoru je založen na vnitřniacutem fotoelektrickeacutem jevu světlo

(foton) naraziacute do elektronu ve valenčniacute sfeacuteře a předaacute mu svoji energii tiacutem

elektron ziacuteskaacute dostatek energie k překonaacuteniacute zakaacutezaneacuteho paacutesu a skočiacute

z valenčniacuteho paacutesu do vodivostniacuteho Tiacutem opustiacute svůj atom a pohybuje se jako

volnyacute elektron prostorem krystaloveacute mřiacutežky Na jeho miacutestě vznikla diacutera Takto

vznikleacute volneacute elektrony přispiacutevajiacute ke sniacuteženiacute elektrickeacuteho odporu R (zvyacutešeniacute

elektrickeacute vodivosti G) Čiacutem viacutece světla na fotorezistor dopadaacute tiacutem vznikaacute viacutece

volnyacutech elektronů a zvyšuje se tiacutem elektrickaacute vodivost

Ciacutel

Změřit zaacutevislost odporu fotorezistoru na vzdaacutelenosti od zdroje světla

(žaacuterovky) Analyzovat funkčniacute zaacutevislost

- 211 -

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) fotorezistor počiacutetač

s programem Logger Pro

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 K ohmmetru připojiacuteme fotorezistor

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se

vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Fotorezistor (upevněnyacute v trubičce) nastaviacuteme 10 cm od žaacuterovky

- 212 -

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 10 cm a stiskneme OK

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 20 cm 30 cmhellip

150 cm

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute fotorezistory

14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Připoj k LabQuestu luxmetr a změř zaacutevislost odporu na osvětleniacute

- 213 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

49 TRANZISTOR JAKO SPIacuteNAČ A ZESILOVAČ

Fyzikaacutelniacute princip

Tranzistor je polovodičovaacute součaacutestka se dvěma přechody PN Středniacute čaacutest

krystalu polovodiče je baacuteze B a přechody PN ji oddělujiacute od oblasti s opačnyacutem

typem vodivosti kolektorem C a emitorem E Podle druhu vodivosti

jednotlivyacutech čaacutestiacute označujeme tranzistory jako typy NPN a PNP

Zaacutekladniacute funkce tranzistoru Maleacute napětiacute v obvodu baacuteze vzbuzuje proud

kteryacute je přiacutečinou mnohokraacutet většiacuteho proudu v obvodu kolektoroveacutem Tranzistor

se použiacutevaacute jako bdquoelektronickyacute spiacutenačldquo a bdquozesilovačldquo

- 214 -

Ciacutel

Ověřit činnost tranzistoroveacuteho spiacutenače a tranzistoroveacuteho zesilovače

Pomůcky

LabQuest dva voltmetry VP-BTA zapojeniacute tranzistoru jako spiacutenače

a zesilovače (podle scheacutema) generaacutetor signaacutelu baterie 45 V

Scheacutema

a) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquospiacutenačeldquo

- 215 -

b) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquozesilovačeldquo

Postup

1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 a CH 2 LabQuestu

2 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquospiacutenačldquo dle scheacutema a) Voltmetry měřiacuteme napětiacute

UBE (U1) a UCE (U2)

3 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme trojuacutehelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 5V

4 Voltmetr U1 připojiacuteme mezi baacutezi a emitor (UBE) Voltmetr U2 připojiacuteme

mezi kolektor a emitor (UCE)

5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

3 s Frekvence 10 000 čteniacutes

6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

- 216 -

Tranzistor jako bdquospiacutenačldquo

7 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

8 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquozesilovačldquo dle scheacutema b) Voltmetry měřiacuteme

napětiacute UBE (U1) a UCE (U2) Potenciometrem P nastaviacuteme bdquopracovniacute bod

tranzistoruldquo ndash UCE bude miacutet polovičniacute hodnotu napaacutejeciacuteho napětiacute

9 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme sinusovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 015 V

10 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 01 s Frekvence 10 000 čteniacutes

11 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

- 217 -

12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

13 Určiacuteme jakyacute je poměr UCEUBE

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Při jakeacutem napětiacute UBE tranzistor bdquosepneldquo Jak dlouho probiacutehaacute bdquosepnutiacuteldquo

2 Zkus měnit kmitočet vstupniacuteho napětiacute zesilovače

3 Zkus měnit nastaveniacute pracovniacuteho bodu Jakyacute to maacute vliv na vyacutestupniacute signaacutel

4 Zkus měnit velikost střiacutedaveacuteho vstupniacuteho napětiacute Jakyacute to maacute vliv na tvar

vyacutestupniacuteho napětiacute

- 218 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

410 INTEGROVANYacute OBVOD

Fyzikaacutelniacute princip

Prvniacute integrovanyacute obvod zkonstruoval Jack Kilby koncem srpna 1958 (r 2000

Nobelova cena za fyziku) Integrovaneacute obvody jsou součaacutestky ktereacute v jednom

pouzdře obsahujiacute velkeacute množstviacute vodičů rezistorů kondenzaacutetorů diod

a tranzistorů Děliacuteme je na čiacuteslicoveacute analogoveacute hellip

- 219 -

Ciacutel

Ověřit činnost integrovaneacuteho obvodu (čiacuteslicovyacute analogovyacute hellip)

Pomůcky

LabQuest tři voltmetry VP-BTA moduly zapojeniacute integrovanyacutech obvodů

LabQuest jako generaacutetor signaacutelu nebo jinyacute generaacutetor signaacutelu

- 220 -

Scheacutema

a) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo

b) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo

- 221 -

Postup

1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu

2 Zapojiacuteme čiacuteslicovyacute integrovanyacute obvod MH 7400 jako bdquoANDldquo bdquoORldquo hellip

dle scheacutematu a) b)

3 Na dvou generaacutetorech signaacutelu nastaviacuteme

obdeacutelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 45 V

4 Na prvniacutem generaacutetoru nastaviacuteme kmitočet

2 Hz a na druheacutem 3 Hz Připojiacuteme je na

vstupy A a B a připojiacuteme k nim voltmetry 1

a 2 K vyacutestupu Y připojiacuteme 3 voltmetr

5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 s Frekvence 200 čteniacutes

6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme

- 222 -

Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo

Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute

funkce bdquoNANDldquo

2 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute

funkce bdquoNORldquo

3 Zkus dalšiacute logickeacute funkce

4 Vyzkoušej funkci jinyacutech čiacuteslicovyacutech integrovanyacutech obvodů Např MH

7493 MH 74153 hellip

5 Vyzkoušej funkci jinyacutech analogovyacutech integrovanyacutech obvodů Např NE

555 hellip

- 223 -

Atomy a zaacuteřeniacute 411 RADIOAKTIVITA A OCHRANA

PŘED ZAacuteŘENIacuteM

Fyzikaacutelniacute princip

Radioaktivita je samovolnaacute přeměna jader Při přeměnaacutech jader vznikaacute zaacuteřeniacute

alfa beta gama a dalšiacute Poločas přeměny je doba za kterou se přeměniacute

polovina původniacuteho počtu radioaktivniacutech jader Ionizujiacuteciacute zaacuteřeniacute škodiacute všem

živyacutem buňkaacutem a je potřeba se před niacutem chraacutenit

Ciacutel

Změř uacuteroveň pozadiacute v miacutestnosti a na louce Ověř uacutečinek ozaacuteřeniacute detektoru od

zdroje zaacuteřeniacute na vzdaacutelenosti době tloušťce stiacuteněniacute a materiaacutelu stiacuteněniacute Ověř

zaacutekon radioaktivniacute přeměny Urči poločas přeměny baria 137m

Ba

Pomůcky

LabQuest souprava GAMABETA (GABEset-1) kabel k propojeniacute detektoru

s LabQuestem (viz doplňkovyacute text) souprava GABEset-2 přiacutepadně detektor

zaacuteřeniacute DRM-BTD

- 224 -

Scheacutema

Postup

1 Propojiacuteme detektor zaacuteřeniacute DRM-BTD (od firmy Vernier) nebo indikaacutetor

zaacuteřeniacute IRA ze soupravy GAMABETA 2007 (staršiacute GABEset-1) do konektoru

DIG 1 LabQuestu V druheacutem přiacutepadě musiacuteme požiacutet propojovaciacute kabel (viz

doplňkovyacute text nebo httpwwwvernierczclankypropojeni-gamabety-s-

labquestem)

2 Zapneme LabQuest V menu Senzor ndash Nastaveniacute senzorů vybereme pro

DIG 1 Detektor radiace Je vyacutehodneacute připojit dva detektory současně Druhyacute do

DIG 2 Oba umiacutestiacuteme na různaacute miacutesta (ne vedle sebe)

- 225 -

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Frekvence 01 čteniacutes a Trvaacuteniacute

100s

4 V menu Graf ndash Parametry grafu zvoliacuteme Automatickeacute měřiacutetko od nuly

5 Detektor (y) zaacuteřeniacute postaviacuteme volně na stůl Nepoužiacutevaacuteme žaacutednyacute zdroj

zaacuteřeniacute

6 Zapneme Sběr dat Měřeniacute bude probiacutehat 100 s v 10-ti sekundovyacutech

intervalech Vykresluje (iacute) se křivka (y) kteraacute (eacute) znaacutezorňuje (iacute) radioaktivitu

kolem naacutes (pozadiacute) v miacutestnosti nebo na louce Radioaktivita je přirozenou

součaacutestiacute našeho života Pokud použijeme dva detektory současně vidiacuteme že na

různyacutech miacutestech je jinyacute naacutepočet Radioaktivniacute přeměny majiacute statistickou

povahu

7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme (menu Graf ndash Uložit měřeniacute)

8 Pro dalšiacute měřeniacute můžeme změnit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme

Frekvence 001 čteniacutes a Trvaacuteniacute 1 000 s

9 V dalšiacutech měřeniacutech postupujeme stejně (bod 6 a 7) ale můžeme plnit

různeacute uacutekoly

a) Stanovit uacutečinek vzdalovaacuteniacute detektoru od zdroje zaacuteřeniacute (použijeme školniacute

zdroj zaacuteřeniacute ze soupravy GAMABETA) Pokud použijeme dva detektory

současně jeden nechaacuteme samostatně a druhyacute budeme ozařovat zdrojem zaacuteřeniacute

z různyacutech vzdaacutelenostiacute a v 10-ti (přiacutepadně při změně nastaveniacute bod 8 ndash 100)

sekundovyacutech intervalech budeme zdroj zaacuteřeniacute postupně po 2 cm vzdalovat od

detektoru

b) Stanovit miacuteru absorpce zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na tloušťce vrstvy

stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu Jeden detektor ozařujeme zaacuteřeniacutem beta a druhyacute zaacuteřeniacutem

gama (ze školniacuteho zdroje zaacuteřeniacute) Přitom v danyacutech časovyacutech intervalech

měniacuteme tloušťku měděneacute destičky (viz naacutevod k soupravě GAMABETA)

Vzhledem k tomu že je možno nastavit 6 různyacutech tlouštěk destičky (ek) potom

je vhodneacute dobu trvaacuteniacute změnit na 60 přiacutepadně 600 sekund

c) Stanovit rozdiacutel v absorpci zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na protonoveacutem

čiacutesle stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu shodneacute tloušťky Souprava GAMABETA obsahuje

destičky různyacutech materiaacutelů hliniacutek železo ciacuten měď olovo Prvniacute měřeniacute

provaacutediacuteme bez absorpčniacute destičky a potom postupně vystřiacutedaacuteme destičky

z různyacutech materiaacutelů Pro měřeniacute b) a c) je vhodnějšiacute doba trvaacuteniacute 600 s protože

- 226 -

změna tloušťky nebo materiaacutelu vyžaduje dvě sekundy a tiacutem zmenšiacuteme chybu

měřeniacute v jednotlivyacutech intervalech

d) Ověřeniacute zaacutekona radioaktivniacute přeměny Pro měřeniacute je potřeba ještě

souprava GABEset-2 kteraacute umožňuje přiacutepravu eluaacutetu baria k určeniacute poločasu

přeměny baria 137m

Ba (cca 150 s) K měřeniacute musiacuteme proveacutest nastaveniacute v bodě

8 (viz vyacuteše) Postupujeme podle naacutevodu v soupravě GABEset-2

10 Vysloviacuteme zaacutevěry

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus vyacuteše uvedenaacute měřeniacute proveacutest s připojenyacutem LabQuestem k PC

v programu Logger Pro Zde je možno nastavit zobrazeniacute grafu v sloupečciacutech

ndash menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu ndash Graph options ndash Bar graph

2 Zkus proměřit poločas přeměny s připojenyacutem LabQuestem k PC

v programu Logger Pro Pro detektor 1 můžeme proveacutest analyacutezu grafu

Analyacuteza ndash CurveFit ndash Natural exponent (proložit exponenciaacutelniacute funkci)

Poločas rozpadu je pak převraacutecenou hodnotou koeficientu C (viz niacuteže graf)

- 227 -

Atomy a zaacuteřeniacute 412 SLUNCE ndash SDIacuteLENIacute TEPLA

SAacuteLAacuteNIacuteM

Fyzikaacutelniacute princip

Slunce vysiacutelaacute elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute do prostoru Dopadne-li toto zaacuteřeniacute na

nějakeacute jineacute těleso a dojde-li k pohlceniacute tohoto zaacuteřeniacute zvyacutešiacute se vnitřniacute energie

tohoto tělesa Souhrnně se vzaacutejemneacute saacutelaacuteniacute a pohlcovaacuteniacute při dvou nebo i viacutece

tělesech s různyacutemi teplotami nazyacutevaacute sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem Dopadne-li toto

zaacuteřeniacute na jineacute těleso je čaacutestečně pohlceno čaacutest se odraacutežiacute a čaacutest prochaacuteziacute

tělesem Pohlceneacute zaacuteřeniacute způsobuje zvyacutešeniacute vnitřniacute energie tělesa odraženeacute

zaacuteřeniacute dopadaacute na jinaacute tělesa a prochaacutezejiacuteciacute zaacuteřeniacute přechaacuteziacute na jinaacute tělesa

Pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa zaacutevisiacute předevšiacutem na jakosti povrchu

a takeacute na barvě povrchu V praxi maacute tento poznatek vyacuteznam předevšiacutem při

konstrukci různyacutech zařiacutezeniacute např biacuteleacute chladničky a mrazaacuteky (aby se co nejviacutece

zaacuteřeniacute odrazilo) v leacutetě nosiacuteme předevšiacutem světleacute oblečeniacute Chceme-li naopak

aby se co nejviacutece zaacuteřeniacute pohltilo voliacuteme černou barvu povrchu

Ciacutel

Ověřit pohltivost různyacutech povrchů

Pomůcky

LabQuest 4 ks teploměr TMP-BTA 4 ks PET laacutehviacute s různyacutem povrchem

žaacuterovka 100 W 300 W

- 228 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměry TMP-BTA ke vstupům CH1 až CH4 LabQuestu

Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

600 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Zapneme žaacuterovku 300 W

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 229 -

5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa na

jakosti povrchu a takeacute na barvě povrchu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute se 100 W žaacuterovkou

2 Provedeme měřeniacute pro jineacute barvy a povrchy

- 230 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

413 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK I

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na osvětleniacute E

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)

- 231 -

Scheacutema

- 232 -

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E

solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 Na ose x zvoliacuteme Osvětleniacute (Illumination (lux)) a na ose y Vyacutekon (mW)

6 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzoreks

daacutele zatrhneme volbu Nepřerušenyacute sběr dat

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Plynule přibližujeme (přiacutepadně vzdalujeme) žaacuterovku k solaacuterniacutem člaacutenkům

Měřiacuteme zaacutevislost P = f(E)

9 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

10 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků zapojenyacutech seacuteriově a paralelně

- 233 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

414 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK II

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na uacutehlu natočeniacute solaacuterniacutech člaacutenků

vzhledem ke zdroji světla

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)

- 234 -

Scheacutema

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E

solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

- 235 -

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev

sloupce Uacutehel Značka α Jednotky deg

6 Na ose x zvoliacuteme Uacutehel (deg) a na ose y Vyacutekon (mW)

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute

panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky

9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu uacutehlu 0deg

10 Natočiacuteme solaacuterniacute panel o 10deg od směru šiacuteřeniacute světla Využijeme uacutehloměr na

stavebnici solaacuterniacutech panelů Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu

uacutehlu 10deg

11 Opakujeme postup pro dalšiacute hodnoty uacutehlů 20deg 30deg hellip 90deg

12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

13 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků osvětlenyacutech Sluncem

- 236 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

415 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK III

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na vlnoveacute deacutelce světla - filtru

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad) barevneacute filtry ze

stavebnice

- 237 -

Scheacutema

- 238 -

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev

sloupce Barva filtru Značka λ Jednotky nm

6 Na ose x zvoliacuteme Barva filtru (nm) a na ose y Vyacutekon (mW)

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute

panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky Před solaacuterniacute

člaacutenky vložiacuteme bdquomodryacute filtrldquo

- 239 -

9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu vlnoveacute deacutelky modreacuteho

světla ndash 460 nm

10 Opakujeme postup pro zelenyacute žlutyacute a červenyacute filtr

11 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

12 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pomociacute spektrofotometru změř vlnovou deacutelku světla ktereacute projde přes danyacute

barevnyacute filtr

2 Vyzkoušej jineacute barevneacute filtry

Mgr Vaacuteclav Pazdera

Měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier

Vydal Repronis v Ostravě roku 2012

Technickaacute uacuteprava textu doc RNDr Oldřich Lepil CSc

Naacutevrh obaacutelky

Tisk Repronis s r o Ostrava

Počet stran 240

Naacuteklad 150 ks

Vydaacuteniacute prvniacute

ISBN 978-80-7329-

Page 6: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk

- 7 -

Uacutevod

Fyzikaacutelniacute veličina je jakaacutekoliv objektivniacute vlastnost hmoty jejiacutež hodnotu lze

změřit nebo spočiacutetat Měřeniacute fyzikaacutelniacute veličiny je praktickyacute postup zjištěniacute

hodnoty fyzikaacutelniacute veličiny Metody měřeniacute lze rozdělit na absolutniacute a relativniacute

přiacutemeacute a nepřiacutemeacute

Tento sborniacutek pracovniacutech listů je věnovaacuten měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin měřiacuteciacutem

systeacutemem Vernier Samozřejmě lze stejneacute uacutelohy měřit i s pomociacute jinyacutech

měřiacuteciacutech systeacutemů

Sborniacutek je určen pro studenty a učitele

1 čaacutest (tento sborniacutek) pokryacutevaacute učivo nižšiacuteho gymnaacutezia a jim odpoviacutedajiacuteciacutem

ročniacutekům zaacutekladniacutech škol a 2 čaacutest pokryacutevaacute učivo fyziky pro vyššiacute stupeň

gymnaacutezia nebo středniacute školy

Uvedenyacute soubor pracovniacutech listů vznikl na zaacutekladě zkušenostiacute ktereacute jsem

ziacuteskal při častyacutech měřeniacutech pro žaacuteky zaacutekladniacutech a středniacutech škol a na mnoha

seminaacuteřiacutech pro učitele fyziky kde jsem byl jako uacutečastniacutek nebo jako lektor

U každeacuteho pracovniacuteho listu je uvedena stručnaacute fyzikaacutelniacute teorie seznam

potřebnyacutech pomůcek scheacutema zapojeniacute stručnyacute postup jednoducheacute nastaveniacute

měřiacuteciacuteho systeacutemu ukaacutezka naměřenyacutech hodnot a přiacutepadně dalšiacute naacuteměty

k měřeniacute

Byl bych raacuted kdyby sborniacutek (1 a 2 čaacutest) pomohl studentům a učitelům fyziky

při objevovaacuteniacute kraacutes vědy zvaneacute fyzika a vyacutehod ktereacute nabiacuteziacute měřeniacute fyzikaacutelniacutech

- 8 -

veličin pomociacute měřiacuteciacutech systeacutemů ve spojeniacute s PC

Jakeacute jsou vyacutehody měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier (nebo

jinyacutech)

K měřiciacutemu systeacutemu můžeme připojit až 60 různyacutech senzorů

Všechna měřeniacute různyacutech fyzikaacutelniacutech veličin se ovlaacutedajiacute stejně což přinaacutešiacute

meacuteně stresu viacutece času a radosti z měřeniacute

Při použitiacute dataprojektoru maacuteme obrovskyacute měřiciacute přiacutestroj

Měřeniacute můžeme provaacutedět ve třiacutedě i v tereacutenu

Měřeniacute lehce zvlaacutednou bdquomaliacuteldquo i bdquovelciacuteldquo

Můžeme měřit několik veličin současně a v zaacutevislosti na sobě

Naměřeneacute hodnoty lze přenaacutešet i do jinyacutech programů

Naměřeneacute hodnoty lze uložit pro dalšiacute měřeniacute nebo zpracovaacuteniacute

Lze měřit i obtiacutežně měřeneacute veličiny a lze měřit i dopočiacutetaacutevaneacute veličiny

Lze měřit velmi rychleacute děje a velmi pomaleacute děje

Pořiacutezeniacute měřiacuteciacuteho systeacutemu neniacute draheacute

Maacuteme k dispozici hodně naacutemětů k měřeniacute

Vyacutesledek měřeniacute naacutes někdy překvapiacute a hellip poučiacute

Ve většině měřeniacute je vyacutestupem bdquografldquo ndash velmi naacutezorně se buduje vniacutemaacuteniacute

fyzikaacutelniacutech vztahů mezi veličinami

hellip

Přeji mnoho zdaru při měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin a hodně radosti z naměřenyacutech

vyacutesledků

Olomouc 2012 Vaacuteclav Pazdera

- 9 -

Veličiny a jejich měřeniacute

11 DEacuteLKA

Fyzikaacutelniacute princip

Rozměry těles přiacutepadně vzdaacutelenosti mezi tělesy určujeme zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute

veličinou ktereacute řiacutekaacuteme deacutelka l Zaacutekladniacute jednotkou deacutelky je metr

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru vzdaacutelenost mezi tělesy

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo

Scheacutema

- 10 -

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od

senzoru ke stropu k tabuli k zemi k rucehellip

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat

se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se

člověka od senzoru (0 až 6 m)

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu ndash kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od

senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od

senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem

kornoutem nebo mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka

vlaacutečkuhellip

6 Ukončiacuteme měřeniacute

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je funkciacute

času

- 11 -

Veličiny a jejich měřeniacute

12 HMOTNOST

Fyzikaacutelniacute princip

Množstviacute laacutetek v tělese popisujeme hmotnostiacute m Jednotkou hmotnosti je

kilogram kg Hmotnost tělesa můžeme určit vaacuteženiacutem pomociacute vaacutehy

Ciacutel

Zkontrolovat hmotnost přesnyacutech zaacutevažiacute ze sady zaacutevažiacute Určit hmotnost m

různyacutech těles minciacute hmotnost bdquostejnyacutechldquo zaacutevažiacute CO2 vzduchu hořiacuteciacuteho

kahanu hořiacuteciacute sviacutečky laacutehve s vodouhellip

Pomůcky

Počiacutetač program LoggerPro digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 teploměr GoTemp

sada zaacutevažiacute sada stejnyacutech krychliček z různyacutech materiaacutelů kahan sviacutečka PET

laacutehev mince

- 12 -

Scheacutema

Postup

1 Digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 (rozsah 0 až 4 000 g) zapojiacuteme do konektoru

USB počiacutetače

2 Spustiacuteme program LoggerPro

3 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g hellip) a

kontrolujeme zda vaacutehy ukazujiacute spraacutevnou hmotnost Naměřeneacute hmotnosti

zapisujeme do tabulky

4 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme stejneacute krychličky 1cm3 (nebo zaacutevažiacute)

z různyacutech materiaacutelů (Al Fe Zn Cu Pb dřevahellip) Naměřeneacute hmotnosti

zapisujeme do tabulky

5 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme mince (1 Kč 2 Kč 5 Kčhellip) Naměřeneacute

hmotnosti zapisujeme do tabulky

6 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Trvaacuteniacute

200 s Frekvence 1 čteniacutes

7 Na digitaacutelniacute vaacutehu postaviacuteme PET laacutehev s uzavřenyacutem odtokem

- 13 -

8 Uvolniacuteme odtok a současně stiskneme tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Měřiacuteme

jak se měniacute hmotnost kapalneacuteho tělesa po dobu 200 sekund Pokud je otvor

malyacute (voda vyteacutekaacute deacutele než je nastavenaacute doba) tak prodloužiacuteme dobu trvaacuteniacute

měřeniacute Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme naměřenyacute graf a přiacutepadně vyhodnotiacuteme

jeho průběh

9 Stejneacute měřeniacute (ad 8)) ale na hrdle PET laacutehve je našroubovaacuten vršek

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proveď analyacutezu naměřeneacuteho grafu ndash menu Analyacuteza ndash Proložit křivku nebo

Analyacuteza ndash Statistika

2 Stejneacute měřeniacute (ad 7) můžeme proveacutest s hořiacuteciacute sviacutečkou nebo s přiteacutekajiacuteciacute

vodou do PET laacutehve

3 Do PET laacutehve postaveneacute na digitaacutelniacute vaacuteze daacuteme určiteacute množstviacute octa (1dl)

můžeme takeacute přidat teploměr GoTemp zapneme měřeniacute a přisypeme saacuteček

sody Měřiacuteme zda se zmenšiacute hmotnost reagujiacuteciacute směsi (unikaacute plyn CO2)

Sledujeme i teplotu reagujiacuteciacutech laacutetek Zůstaacutevaacute hmotnost stejnaacute nebo se měniacute

Pokud maacuteme senzor pH můžeme při reakci sledovat i tuto vlastnost

4 Dvoulitrovou praacutezdnou PET laacutehev (uřiacuteznuteacute hrdlo) postav na digitaacutelniacute vaacutehu

V programu LoggerPro stiskni tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Naleacutevej do praacutezdneacute

laacutehve oxid uhličityacute (vyrobenyacute reakciacute octa a sody nebo z bombičky sifonu)

Pozoruj jak se měniacute hmotnost Nech měřeniacute běžet delšiacute dobu a pozoruj jak se

měniacute hmotnost Vyhodnoť měřeniacute Z naměřenyacutech hodnot a ze znalosti hustoty

vzduchu (129 kgm3) urči hustotu oxidu uhličiteacuteho Jakou maacute oxid uhličityacute

hustotu v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu

- 14 -

Veličiny a jejich měřeniacute

13 ČAS REAKČNIacute DOBA

Fyzikaacutelniacute princip

Čas je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličina kteraacute se nejčastěji označuje malyacutem

piacutesmenem t Jednotkou času je sekunda s

Reakčniacute doba člověka je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute

udaacutelosti do jeho reakce Mnoho faktorů ovlivňuje reakčniacute dobu člověka

Ciacutel

Změřit časoveacute uacuteseky různyacutech dějů pomociacute stopek LabQuestu

Změřit reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět

Pomůcky

LabQuest ultrazvukoveacute měřidlo vzdaacutelenosti GoMotion 2 ks voltmetry VP-

BTA deacutelkoveacute měřidlo

- 15 -

Scheacutema

Postup

1 Zapneme LabQuest a v dolniacute naacutestrojoveacute liště klikneme na ikonu domeček

2 V zobrazeneacute nabiacutedce zvoliacuteme Stopky

3 Stopky ovlaacutedaacuteme třemi tlačiacutetky ndash startstop vynulovaacuteniacute a zkopiacuterovaacuteniacute

aktuaacutelniacuteho uacutedaje z displeje např do kalkulačky Vyzkoušej si to

4 Změřiacuteme časoveacute uacuteseky různyacutech dějů

a) dobu mezi dvěma zvuky (generujeme pomociacute programu na PC ndash lze

přesně nastavit dobu dvě tlesknutiacute)

b) dobu kmitu kyvadla (dvěma po sobě jdouciacutem kyvům řiacutekaacuteme kmit)

c) dobu volneacuteho paacutedu tělesa z vyacutešky 2 metry můžeme ověřit pomociacute

GoMotion

d) dobu volneacuteho paacutedu dřevěneacute tyčky s deskou kterou jeden člověk pustiacute a

druhyacute chytiacute můžeme ověřit pomociacute GoMotion

- 16 -

e) dobu pohybu tělesa (autiacutečko vlaacuteček) po vodorovneacute podložce

f)

5 Změřiacuteme reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět

a) Světelnyacute ndash k LabQuestu připojiacuteme dva voltmetry VP-BTA prvniacute

připojiacuteme na LED (žaacuterovku) kteraacute je zapojena do obvodu s tlačiacutetkem

druhyacute připojiacuteme na rezistor zapojenyacute v obvodu s tlačiacutetkem prvniacute student

stiskne tlačiacutetko v prvniacutem obvodu a druhyacute stiskne v reakci na rozsviacutecenou

LED-ku (žaacuterovku) tlačiacutetko v druheacutem obvodu na LabQuestu

vyhodnotiacuteme dobu mezi napěťovyacutemi impulzy

b) Zvukovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze miacutesto LED-ky je zapojen bzučaacutek

a druhyacute student maacute zavřeneacute oči a reaguje na zvuk

c) Dotykovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze s tiacutem že prvniacute student se druheacuteho

dotkne rukou

6 Poznaacutemka

a) U všech třiacute měřeniacute v ad 5) je potřeba nastavit na LabQuestu v menu

Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 2 s Frekvence 1 000 čteniacutes Trigger

nastaviacuteme na Zapnuto a je rostouciacute přes 1 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute

Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

b) Miacutesto druheacuteho obvodu a voltmetru můžeme použiacutet senzor stisku ruky

HD-BTA

c) Při připojeniacute (ad 4c))ultrazvukoveacuteho senzoru MD-BTD nebo GO-MOT

do vstupu DIG 1 nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim

Časovaacute zaacutekladna Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

- 17 -

7 Ukončiacuteme měřeniacute

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkuste změřit reakčniacute dobu

a) opakovaně u jednoho studenta

b) u diacutevek a chlapců

c) mladyacutech a staryacutech lidiacute

d) raacuteno a večer

Na zaacutevěr sestav přehlednou tabulku všech vyacutesledků

2 Reakčniacute doba řidiče je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute

udaacutelosti do řidičovy reakce Jejiacute doba se pohybuje kolem 2 sekund ale vždy

zaacuteležiacute na pozornosti řidiče jeho věku fyzickeacute kondici a dalšiacutech faktorech Do

reakčniacute doby se však nezapočiacutetaacutevaacute doba prodlevy a naacuteběhu brzd Pamatujte

proto na bezpečnou vzdaacutelenost mezi vozidly a udržujte odstup

3 Zkuste chytit bankovku puštěnou druhyacutem člověkem dvěma prsty (pokud ji

chytnete je vaše) Proč ji nelze chytit

- 18 -

Veličiny a jejich měřeniacute

14 RYCHLOST

Fyzikaacutelniacute princip

Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme

v metrech za sekundu m

s

nebo v kilometrech za hodinu km

h

U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se

rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT

- 19 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 3 s

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost pohybu

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a potom se

přibližovat a daacutele se naopak vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost

chůze člověka (0 až 6 m)

- 20 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho

miacuteče od senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem

papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho autiacutečka (viz foto vyacuteše) vlaacutečkuhellip

5 Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

- 21 -

Veličiny a jejich měřeniacute

15 DRAacuteHA

Fyzikaacutelniacute princip

Draacuteha s je deacutelka trajektorie Trajektorie je křivka kterou těleso opisuje při

sveacutem pohybu

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru draacutehu kterou uraziacute těleso

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo

- 22 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od

senzoru ke stropu k tabuli k zemi k ruce hellip

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat

se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se

člověka od senzoru (0 až 6 m)

- 23 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od

senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem

papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka vlaacutečku hellip

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

2 Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je

funkciacute času

- 24 -

Veličiny a jejich měřeniacute

16 TEPLOTA

Fyzikaacutelniacute princip

Teplota je fyzikaacutelniacute veličina t kterou použiacutevaacuteme k popisu stavu tělesa (rychlost

pohybu atomů) Jednotkou je Celsiův stupeň (degC) Teplota tajiacuteciacuteho ledu je 0 degC

Bod varu vody je 100 degC Stupeň Fahrenheita (degF) je jednotka teploty

pojmenovanaacute po německeacutem fyzikovi Gabrielu Fahrenheitovi Dnes se použiacutevaacute

hlavně v USA

- 25 -

Ciacutel

Odhadnout teplotu a pak odhad ověřit teploměrem Ověřit teplotu tajiacuteciacuteho ledu

Ověřit teplotu varu vody Změřit jak se měniacute teplota v průběhu dne a při

ohřiacutevaacuteniacute nebo ochlazovaacuteniacute tělesa

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA teploměr STS-BTA PET laacutehve

- 26 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměr STS-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

2 Do několika naacutedob z PET lahviacute připraviacuteme vodu o různeacute teplotě ndash prvniacute

přidaacuteme led a u ostatniacutech postupně viacutece a viacutece horkeacute vody z elektrovarneacute

konvice

3 Zapneme LabQuest a můžeme měřit teplotu Nejdřiacuteve zkusiacuteme odhadnout

teplotu a potom ověřiacuteme pomociacute teploměru teplotu různyacutech těles

a) vzduch v miacutestnosti (u podlahy uprostřed u stropu)

b) vzduch na ulici

c) teplaacute voda

d) studenaacute voda

e) horkaacute voda

f) tajiacuteciacute led

g) tajiacuteciacute led a sůl

- 27 -

h) vařiacuteciacute voda

i) teplota lidskeacuteho těla

j) teplota v chladničce (dole nahoře v mraziciacutem boxu)

k)

4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 60 čteniacuteh Trvaacuteniacute 24 h

5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme venku za oknem

tak aby se nedotyacutekal žaacutedneacuteho tělesa

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu

vzduchu v průběhu 24 hodin Dalšiacute den ve stejnou dobu ukončiacuteme měřeniacute

7 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

8 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutemin Trvaacuteniacute 24 min

9 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme do kaacutedinky se

studenou vodou a začneme ohřiacutevat lihovyacutem kahanem

10 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu vody

v průběhu 12 minut (ohřiacutevaacuteniacute) Pak zahasiacuteme kahan a měřiacuteme dalšiacutech12 minut

(ochlazovaacuteniacute) Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 120 čteniacutemin Trvaacuteniacute 3 min

2 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu uchopiacuteme senzor

teploměru do ruky a pozorujeme změnu teploty Stejneacute měřeniacute provedeme

s teploměrem TMP-BTA a teploměrem STS-BTA Proč se lišiacute průběhy obou

grafů Kde toho lze využiacutet

4 Zapoj do LabQuestu dva teploměry Vezmi si dvě naacutedoby s vodou

o různyacutech teplotaacutech ndash studenaacute a teplaacute Měř jejich teploty (tlačiacutetko START)

- 28 -

Přelej vodu z prvniacute naacutedoby do druheacute a současně přendej teploměr z prvniacute

naacutedoby do druheacute Popiš co pozoruješ Z grafu urči teploty před smiacutechaacuteniacutem

a teplotu po smiacutechaacuteniacute

5 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vody ve zkumavce v různyacutech

hloubkaacutech

a) budeš-li vodu ohřiacutevat u dna

b) budeš-li vodu ohřiacutevat u hrdla

6 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vzduchu ve zkumavce v různyacutech

hloubkaacutech

- 29 -

Siacutely a jejich vlastnosti

17 SIacuteLA

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se

piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N

Ciacutel

Určit velikosti různyacutech sil Určit hmotnost zaacutevažiacute ktereacute je přitahovaacuteno k zemi

silou 1 N Určit siacutelu stisku ruky a siacutelu stisku mezi dvěma prsty Určit velikost

siacutely kterou člověk působiacute na zem

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA plošnyacute siloměr FP-BTA senzor siacutely stisku ruky

HD-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma

- 30 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)

2 Zapneme LabQuest

3 Zavěšujeme postupně různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g ) na siloměr

Naměřeneacute uacutedaje zapisujeme do tabulky

4 Na siloměr zavěsiacuteme pružinu Vynulujeme siloměr Zavěšujeme postupně

různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 ghellip) na pružinu a měřiacuteme prodlouženiacute

pružiny y Sestrojiacuteme graf F = f(y) Určiacuteme konstantu přiacutemeacute uacuteměrnosti

5 Zavěsiacuteme na siloměr misku z rovnoramennyacutech vah a vynulujeme siloměr ndash

menu Senzory ndash Vynulovat Postupně na misku přidaacutevaacuteme zaacutevažiacute až siloměr

ukazuje přesně siacutelu 1 N Vyacutesledek (hmotnost zaacutevažiacute) zapiacutešeme do tabulky

6 K LabQuestu připojiacuteme senzor siacutely stisku ruky HD-BTA Měřiacuteme

postupně siacutelu stisku ruky pro pravou a levou ruku

7 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Měřiacuteme siacutelu stisku ruky

po dobu 60 sekund ndash nepřerušovaně držiacuteme Sledujeme jak siacutela stisku

v průběhu času ochabuje

9 Bod 5 6 a 7 opakujeme pro siacutelu stisku mezi prsty

- 31 -

10 K LabQuestu připojiacuteme plošnyacute siloměr FP-BTA Přepneme na většiacute

rozsah 0 ndash 3 500 N Postaviacuteme se na tento siloměr Změřiacuteme siacutelu kterou člověk

působiacute na zem (tiacuteha G) Zapiacutešeme do tabulky Určiacuteme hmotnost člověka

11 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

12 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sledujeme jak se

měniacute tlakovaacute siacutela při dřepu kliku vyacuteskoku při běžneacute chůzi (jedna noha střiacutedaacute

druhou) při přitisknutiacute senzoru ke stěněhellip

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute jak se měniacute siacutela působiacuteciacute na plošnyacute siloměr FP-BTA při

jiacutezdě vyacutetahem když na něm stojiacuteme (vliv zrychlovaacuteniacute zpomalovaacuteniacute)

2 Polož plošnyacute siloměr na židli sedni si na něj a vyzkoušej jakou silou

působiacuteš na židli

3 Na siloměr DFS-BTA zavěsiacuteme hranol Určiacuteme velikost siacutely kterou

přitahuje Země hranol Taacutehneme tento hranol po podložce a změřiacuteme velikost

tahoveacute siacutely Porovnaacuteme tyto dvě siacutely

4 Proveďte statistickyacute průzkum ve třiacutedě o kolik je u pravaacutekůlevaacuteků silnějšiacute

pravaacutelevaacute ruka (holekkluků) Vypočiacutetejte průměrneacute hodnoty

- 32 -

Elektrickeacute vlastnosti laacutetek

18 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovaacuteniacute těles

Jeho jednotkou je coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při

pokusech ve třiacutedě pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů)

1 nC je přibližně 6 000 000 000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj

elektronuhellip) Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj

(na skleněneacute tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně

nabiteacute těleso maacute viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute

protony K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič

naacuteboje

Ciacutel

Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute

při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute

Pomůcky

LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA tělesa (plechovka na polystyreacutenu kovoveacute

kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute

těles

- 33 -

Scheacutema

Postup

1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou

krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku

připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou

zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě

kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru

zvoliacuteme rozsah plusmn 100 nC

2 Zapneme LabQuest

- 34 -

3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem

ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj

Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky

5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence

2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj

z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute

naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)

Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky

9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute

tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)

10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu

3times3 mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle

Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm

Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je

11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech

(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)

- 35 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pouze přibližujeme a vzdalujeme nabitou tyč (ebonitovou nebo skleněnou)

k tělesu (plechovce) a sledujeme jak se měniacute naacuteboj O jakyacute jev se jednaacute Čiacutem

je způsoben

2 Plechovku připojiacuteme ke zdroji kladneacuteho vn napětiacute (nabije se kladně) Měřič

naacuteboje připojiacuteme ke kovoveacute kuličce na izolovaneacutem držaacuteku Zapneme měřeniacute

a přejiacuteždiacuteme plynule v okoliacute svisleacute stěny plechovky (nedotyacutekaacuteme se) přibližně

ve stejneacute vzdaacutelenosti Sledujeme naměřeneacute hodnoty Co můžeme usoudit

o rozloženiacute naacuteboje na povrchu plechovky

- 36 -

Magnetismus 19 MAGNETICKAacute INDUKCE

MAGNETICKEacute POLE

Fyzikaacutelniacute princip

Magnetickou indukciacute nazyacutevaacuteme jev při ktereacutem se tělesa s feromagnetickyacutemi

vlastnostmi v bliacutezkosti magnetu zmagnetujiacute Magnet vytvaacuteřiacute ve sveacutem okoliacute

magnetickeacute pole ktereacute můžeme znaacutezornit soustavou magnetickyacutech

indukčniacutech čar Pomociacute magnetky (malyacute magnet) můžeme bdquozmapovatldquo

magnetickeacute pole ndash určit směr indukčniacutech čar Mnohem rychleji lze obrazec

indukčniacutech čar určit pomociacute železnyacutech pilin

Magnetickeacute pole popisuje veličina magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji

v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou indukci měřiacuteme teslametrem Zemskeacute

magnetickeacute pole v ČR maacute magnetickou indukci 0048 mT

Ciacutel

Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute permanentniacuteho

magnetu Změřit magnetickou indukci magnetickeacuteho pole Země

- 37 -

Pomůcky

LabQuest teslametr MG-BTA permanentniacute magnet

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Na teslametru

nastaviacuteme rozsah 64 mT Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 38 -

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k severniacutemu poacutelu magnetu

a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi

5 sekund)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k jižniacutemu poacutelu magnetu

a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi

5 sekund)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně pohybujeme (asi 5 sekund) teslametrem kolmo k podeacutelneacute ose

magnetu k jižniacutemu poacutelu magnetu a potom pomalu vzdalujeme teslametr od

severniacuteho poacutelu magnetu (asi 5 sekund) Uložiacuteme měřeniacute

6

7 Otevřeme novyacute soubor a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve

vodorovneacute rovině otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země

Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum (N a S magnetickyacute poacutel)

- 39 -

Z maximaacutelniacutech hodnot odečteme vodorovnou amplitudu magnetickeacute indukce B

Země

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve

svisleacute rovině (N-S směr) otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země

Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum Maximaacutelniacute hodnota je

hodnotou magnetickeacute indukce B Země

9

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Urči sklon indukčniacute čaacutery magnetickeacuteho pole u naacutes v ČR vzhledem

k povrchu země

- 40 -

Elektrickyacute obvod 110 ELEKTRICKYacute PROUD

ELEKTRICKEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute proud je uspořaacutedanyacute pohyb nabityacutech čaacutestic Elektrickyacute proud se

označuje piacutesmenem I Jeho jednotkou je ampeacuter (A)

Elektrickeacute napětiacute se označuje piacutesmenem U Jednotkou elektrickeacuteho napětiacute je

volt (V)

Elektrickyacute proud měřiacuteme ampeacutermetrem a napětiacute voltmetrem

Ciacutel

Změřit proud prochaacutezejiacuteciacute žaacuterovkou Změřit napětiacute na žaacuterovce Pozorovat jak

žaacuterovka sviacutetiacute při různyacutech hodnotaacutech proudu (uacutečinky proudu)

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat

100 Ω žaacuterovka 35 V03 A

- 41 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x

zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat ndash

Ampeacutermetr Reostat 100 Ω nastaviacuteme na min hodnoty odporu (napětiacute)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 42 -

5 Reostatem 100 Ω pomalu (20 s) zvětšujeme proud (směrem k max) až ho

vytočiacuteme do krajniacute polohy (max) Hodnota proudu nesmiacute překročit 06 A

Zobrazuje se tzv V-A charakteristika žaacuterovky Po vykresleniacute celeacuteho grafu

zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro různeacute žaacuterovky

7 Vysloviacuteme zaacutevěr (při jakeacute hodnotě proudu žaacuterovka začiacutenaacute sviacutetit)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř V-A charakteristiku pro rezistor 100 Ω a 50 Ω

- 43 -

Elektrickeacute pole 111 ZDROJE ELEKTRICKEacuteHO

NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Zdroje elektrickeacuteho napětiacute jsou elektraacuterny galvanickeacute člaacutenky a akumulaacutetory

- 44 -

Ciacutel

Změřit jak se měniacute napětiacute při vybiacutejeniacute (použiacutevaacuteniacute) zdroje ndash vybiacutejeciacute křivku

Pomůcky

LabQuest držaacutek baterie a rezistor ampeacutermetr DCP-BTA voltmetr VP-BTA

zdroj elektrickeacuteho napětiacute ndash galvanickyacute člaacutenek akumulaacutetor

- 45 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 a voltmetr VP-BTA ke

vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

12 h Frekvence 300 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat (spiacutenač je vypnutyacute)

4 Sepneme spiacutenač Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na

LabQuestu

5 Když začne napětiacute klesat pod 1V zastaviacuteme měřeniacute

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vytvoř si jednoduchyacute galvanickyacute

člaacutenek z jablka (nebo citronu)

železneacuteho hřebiacuteku a měděneacuteho draacutetu

podle obraacutezku Změř voltmetrem

zaacutevislost napětiacute v zaacutevislosti na čase

(připoj rezistor 1 000 Ω)

- 46 -

2 Změř vybiacutejeciacute křivku pro různeacute zdroje Urči kapacitu člaacutenku Porovnej

se jmenovitou kapacitou

3 Jakeacute vyacutehody maacute elektrickeacute napětiacute z bateriiacute oproti napětiacute ze zaacutesuvek Jakeacute

nevyacutehody naopak majiacute baterie

- 47 -

Elektrickyacute obvod 112 UacuteČINKY ELEKTRICKEacuteHO

PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute proud maacute pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute

uacutečinky Jednoducheacute spotřebiče můžeme rozdělit podle uacutečinků elektrickeacuteho

proudu na pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute spotřebiče

Ciacutel

Ověřit pohyboveacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na elektromotor

Ověřit světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

Ověřit magnetickeacute uacutečinky (magnetickaacute indukce) elektrickeacuteho proudu

prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

Ověřit chemickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho kapalinou

(vodou)

Ověřit tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA

teploměr TMP-BTA ciacutevka 166 a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu

a napětiacute BK 127 žaacuterovka 12 V spiraacutela luxmetr LS-BTA voltmetr 30 V-BTA

- 48 -

Scheacutema

a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

- 49 -

b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

Postup

a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

1 Připojiacuteme luxmetr LS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-

BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematuj ndash spiacutenač je

rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr

- 50 -

a voltmetr Žaacuterovku s luxmetrem můžeme zakryacutet krabiciacute aby luxmetr neměřil

osvětleniacute pozadiacute

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06A Na ose y zvoliacuteme Osvětleniacute a Spojovat body

Dole 0 a Nahoře 600 lx

4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme

napětiacute Vlevo 0 Vpravo 16 V Na ose y zvoliacuteme Proud a Spojovat body Dole

0 a Nahoře 04 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme

spiacutenač

6 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (do 12 V) Kontrolujeme proud

ndash max 06A Luxmetrem měřiacuteme osvětleniacute způsobeneacute žaacuterovkou

b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

- 51 -

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max

06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky

c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-

BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu ndash spiacutenač je

rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr

a voltmetr Teploměr se spiraacutelou vložiacuteme do kaacutedinky s vodou

- 52 -

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 000 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Napětiacute a Spojovat body

Dole 0 a Nahoře 25 V

4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme

čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Teplota a Spojovat body

Dole 20 a Nahoře 35 degC Regulovatelnyacutem zdrojem nastaviacuteme napětiacute (na

20 V) Kontrolujeme proud ndash max 10 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme

spiacutenač

6 Teploměrem měřiacuteme teplotu vody zahřiacutevaneacute spiraacutelou

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakeacute jsou uacutečinky elektrickeacuteho proudu v jednotlivyacutech

přiacutepadech

- 53 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ve ktereacutem elektrickeacutem přiacutestroji se projevuje současně několik uacutečinků

elektrickeacuteho proudu

2 Jakyacutech uacutečinků elektrickeacuteho proudu využiacutevaacute elektrickyacute zvonek

3 Změř jak zaacutevisiacute siacutela F přitahujiacuteciacute jaacutedro na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho

ciacutevkou Kde se toho daacute využiacutet

4 Chemickeacute uacutečinky viz uacuteloha 116 Elektrickyacute proud v kapalinaacutech

5 Změř pohyboveacute uacutečinky el proudu na otaacutečeniacute elektromotoru Pohyb můžeš

sniacutemat luxmetrem

- 54 -

Elektrickyacute obvod 113 MAGNETICKEacute VLASTNOSTI

ELEKTRICKEacuteHO PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Prochaacuteziacute-li vodičem elektrickyacute proud vznikaacute v jeho okoliacute magnetickeacute pole

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar kružnic Kružnice ležiacute v rovinaacutech kolmyacutech

na vodič a majiacute středy v bodech vodiče Magnetickeacute pole popisuje veličina

magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou

indukci měřiacuteme teslametrem

Ciacutel

Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute vodiče v zaacutevislosti na

velikosti elektrickeacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest teslametr MG-BTA ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj

napětiacute vodič

- 55 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu a ampeacutermetr

HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Na teslametru nastaviacuteme rozsah 64 mT

Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 56 -

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 5 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Teslametr umiacutestiacuteme bliacutezko vodiče (1 cm) Stiskneme tlačiacutetko START

(měřeniacute) na LabQuestu a pomalu rovnoměrně zvětšujeme napětiacute

(proud) na zdroji Uložiacuteme měřeniacute

5 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce na velikosti proudu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Velikost magnetickeacute indukce okolo rovneacuteho dlouheacuteho vodiče ve vzdaacutelenosti

d můžeme vypočiacutetat pomociacute Biot-Savartova zaacutekona (někdy teacutež Biot-Savart-

Laplaceova)

7 74π 10 2 102π 2π

I I IB

d d d (přibližně ve vzduchu)

2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale v zaacutevislosti na vzdaacutelenosti d ndash měřiacuteme

praviacutetkem a vklaacutedaacuteme po jednotlivyacutech krociacutech Nastaviacuteme určitou hodnotu

proudu

- 57 -

Elektrickyacute obvod 114 MAGNETICKEacute POLE CIacuteVKY

Fyzikaacutelniacute princip

Ciacutevka vznikne když vodič navineme na povrch vaacutelce nebo hranolu

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery uvnitř ciacutevky jsou rovnoběžneacute s jejiacute osou

Magnetickaacute indukce uvnitř velmi dlouheacute ciacutevky maacute velikost NI

Bl

kde I

je velikost proudu N je celkovyacute počet zaacutevitů a l je deacutelka ciacutevky

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce B na velikosti proudu I prochaacutezejiacuteciacuteho

ciacutevkou

Pomůcky

LabQuest rezistor 10Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA ciacutevka 166

a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127

- 58 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 59 -

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max

06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky

6 Vysloviacuteme zaacutevěr - jak zaacutevisiacute mag indukce B na velikosti elektrickeacute

proudu I

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ze znalosti počtu zaacutevitů deacutelky ciacutevky a proudu spočiacutetej magnetickou

indukci

2 Změň ciacutevku a opakuj měřeniacute

3 Změř jak se měniacute magnetickaacute indukce po podeacutelneacute ose ciacutevky při daneacute

hodnotě proudu

- 60 -

Elektrickyacute obvod 115 ZKRAT

Fyzikaacutelniacute princip

Zkrat v elektrickeacutem obvodu je vodiveacute spojeniacute vodičů ktereacute vyřadiacute z obvodu

spotřebič Obvod se chraacuteniacute proti zkratu pojistkou nebo jističem Tavnaacute

pojistka je založena na tepelnyacutech uacutečinciacutech elektrickeacuteho proudu Jistiacuteciacutem

prvkem je tenkyacute draacutetek kteryacute se průchodem zkratoveacuteho proudu přepaacuteliacute a tiacutem

přerušiacute elektrickyacute obvod

Ciacutel

Ověřit funkci tavneacute pojistky Určit velikost zkratoveacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute tenkyacute

vodič tavnaacute trubičkovaacute pojistka ndash různeacute hodnoty proudu

- 61 -

Scheacutema

- 62 -

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme

obvod dle scheacutematu Spiacutenač je rozpojen Jako pojistku použijeme napřiacuteklad

tavnou trubičkovou pojistku 800 mA Jako zdroj plochou baterii

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Způsobiacuteme

ZKRAT

5 Vysloviacuteme zaacutevěr Jak rychle bdquozareagujeldquo tavnaacute pojistka

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus změřit pomociacute mikrometru průměr draacutetku a zkratovyacute proud tiacutemto

draacutetkem Změř draacutetky různyacutech průměrů Jak zaacutevisiacute hodnota zkratoveacuteho

proudu na průměru draacutetku

2 Proč nemůžeš použiacutet jako tavnou pojistku hřebiacutek

3 Zkus různeacute druhy materiaacutelů tavnyacutech draacutetků ndash Fe Cuhellip Jakyacute to maacute vliv na

velikost bdquozkratovaciacuteholdquo proudu

- 63 -

4 Zkus změřit dvě stejneacute pojistky (např 800 mA) ale jedna je bdquopomalaacuteldquo

a druhaacute bdquorychlaacuteldquo

5 Zkus změřit zkrat se dvěma paralelně zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi Jakyacute

maacute vliv kvalita zdroje na velikost zkratovaciacuteho proudu Změniacute se doba

přetaveniacute draacutetku

6 Zkus změřit zkrat se dvěma seacuteriově zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi

7 Proč při bdquoletmeacutem dotekuldquo (viz obraacutezek) před zkratem nenastal zkrat Proč

nastal až při staacuteleacutem doteku

- 64 -

Elektrickyacute obvod 116 ELEKTRICKYacute PROUD

V KAPALINAacuteCH

Fyzikaacutelniacute princip

Podmiacutenkou vodivosti kapalin je přiacutetomnost iontů Ionty vznikajiacute v kapalinaacutech

nejčastěji při rozpouštěniacute soliacute a kyselin

Ciacutel

Ověřit vznik iontů rozpouštěniacutem soli ve vodě měřeniacutem elektrickeacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr DCP-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute žaacuterovka

vanička a elektrody

- 65 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme

obvod dle scheacutema Spiacutenač je rozpojen

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

600 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Po

10 sekundaacutech nasypeme sůl do vody Pozorujeme jak se měniacute proud při

rozpouštěniacute soli v roztoku vody a soli jak vznikajiacute ionty

5 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus proveacutest stejneacute měřeniacute s různyacutem množstviacutem soli ndash 1 lžička 2 lžičkyhellip

2 Zkus různeacute druhy materiaacutelů elektrod ndash Fe Cu Zn C Pbhellip

3 Vyzkoušej různeacute soli

4 Vyzkoušej takeacute cukr

- 66 -

Pohyb tělesa 21 RYCHLOST POHYBU

Fyzikaacutelniacute princip

Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme

v metrech za sekundu m

s

nebo v kilometrech za hodinu km

h

U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se

rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)

Průměrnaacute rychlost je podiacutel celkoveacute draacutehy s a celkoveacute doby t za kterou těleso

draacutehu urazilo Průměrnaacute rychlost určenaacute ve velmi kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku se

nazyacutevaacute okamžitaacute rychlost Měřiacuteme ji tachometrem

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT

- 67 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 20 s

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute (knihou) nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost

pohybu dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a pak se

přibližovat a naacutesledně se vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost

chůze člověka (0 až 6 m)

- 68 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho

miacuteče od senzoru

f) Stejneacute jako za e) ale s mělkyacutem

papiacuterovyacutem kornoutem nebo

mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho

autiacutečka vlaacutečkuhellip

h) Měřiacuteme rychlost voziacutečku na

voziacutečkoveacute draacuteze VDS (vodorovneacute

šikmeacute)

5 Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

2 Překreslete grafy v = f(t) na grafy s = f(t) a naopak

3 Nakreslete graf v = f(t) a potom se podle něj pohybujte (viz 4 b)

- 69 -

Pohyb tělesa 22 DRAacuteHA ROVNOMĚRNEacuteHO

A NEROVNOMĚRNEacuteHO POHYBU

Fyzikaacutelniacute princip

Těleso se pohybuje rovnoměrnyacutem pohybem jestliže se pohybuje staacutele stejnou

rychlostiacute Těleso se pohybuje nerovnoměrnyacutem pohybem jestliže se jeho

rychlost měniacute

Draacutehu rovnoměrneacuteho i nerovnoměrneacuteho pohybu můžeme určit z grafu

časoveacuteho průběhu rychlosti jako plochu mezi tiacutemto grafem a časovou osou

(osou x)

Ciacutel

Určit zda danyacute pohyb je rovnoměrnyacute nebo nerovnoměrnyacute a draacutehu tohoto

pohybu

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD voziacuteček draacuteha pro mechaniku VDS

- 70 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

LabQuestu a ten přes USB do PC Pomociacute digitaacutelniacutech vah určiacuteme hmotnost

voziacutečku

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Draacuteha je velmi miacuterně nakloněnaacute

3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme k PC Přepiacutenač ultrazvukoveacuteho senzoru

přepneme na voziacuteček

- 71 -

4 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Deacutelka

10 s Vzorkovaciacute frekvence 20 vzorkůsekunda

5 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru pustiacuteme ho

a současně zapneme sběr dat Voziacuteček bude střiacutedavě sjiacuteždět a vyjiacuteždět

(po odrazu od magnetickeacuteho naacuterazniacuteku) po draacuteze Uložiacuteme měřeniacute

6 Draacutehu postaviacuteme vodorovně (můžeme zkontrolovat vodovaacutehou)

7 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru uvedeme ho do

pohybu a současně zapneme sběr dat

8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy se pohyboval voziacuteček rovnoměrně a kdy

nerovnoměrně

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Určiacuteme draacutehu - plochu pod grafem časoveacuteho průběhu rychlosti

2 Můžeme proveacutest stejnaacute měřeniacute s miacutečem

- 72 -

Siacutely a jejich vlastnosti

23 MĚŘENIacute SIacuteLY ndash ŠPEJLE

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se

piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N

Ciacutel

Změřit průhyb volneacuteho konce d špejle na působiacuteciacute siacutele F Měřeniacute proveacutest pro

různeacute deacutelky l

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma špejle

- 73 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)

2 Zapneme LabQuest

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty

Naacutezev deacutelka

Jednotky cm

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf K siloměru připevniacuteme konec špejle (viz

scheacutema) ndash špejle ukazuje na měřiacutetku 0 cm Siloměr bdquovynulujemeldquo

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

7 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 74 -

8 Siloměr posuneme tak aby ohnutaacute špejle ukazovala na měřiacutetku 1 cm

9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK

11 Opakujeme body 8 a 9 pro 2 cm 3 cm 4 cm a 5 cm

12 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

13 Měřeniacute zopakujeme pro různeacute deacutelky špejle

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro různeacute špejle (tloušťka tvar) Jak zaacutevisiacute průhyb špejle

na jejiacutem tvaru Kde a jak se toho využiacutevaacute

- 75 -

Siacutely a jejich vlastnosti

24 II NEWTONŮV POHYBOVYacute ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Čiacutem je většiacute siacutela F tiacutem jsou vyacuteraznějšiacute i změny rychlosti v pohybu tělesa Čiacutem

je většiacute hmotnost m tělesa tiacutem jsou změny rychlosti v pohybu tělesa menšiacute

Ciacutel

Ověřit II Newtonův pohybovyacute zaacutekon ndash zaacutekon siacutely

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA akcelerometr LGA-BTA senzor polohy

a pohybu MD-BTD souprava pro mechaniku VDS

- 76 -

Scheacutema

Postup

1 Senzor polohy a pohybu MD-BTD zapojiacuteme do konektoru DIG 1

LabQuestu Na voziacuteček připojiacuteme vlaacutekno a na něj zavěsiacuteme zaacutevažiacute o hmotnosti

10 g

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pustiacuteme voziacuteček

Zachytiacuteme jej těsně před koncem voziacutečkoveacute draacutehy Měřiacuteme rychlost pohybu

voziacutečku

5 Měřeniacute opakujeme se zaacutevažiacutem 20 g

6 Porovnaacuteme oba grafy

a) Jak se voziacuteček pohybuje (druh pohybu)

b) Jakyacute maacute vliv velikost siacutely F na pohyb voziacutečku

7 Na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g) ndash viz fotografie vyacuteše

8 Zopakujeme měřeniacute v bodech 1 až 6

- 77 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Na voziacuteček připevni siloměr a akcelerometr Změř jak zaacutevisiacute změna

rychlosti v (zrychleniacute) na velikost siacutely F Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam

dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence 20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Tahaacuteme za siloměr tam

a zpět (voziacuteček se pohybuje) Sledujeme jak zaacutevisiacute změna rychlosti v

(zrychleniacute) na velikost siacutely F

2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g)

Porovnaacuteme obě měřeniacute

- 78 -

Siacutely a jejich vlastnosti

25 SMYKOVEacute TŘENIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Smykoveacute třeniacute vznikaacute když se dvě tělesa z pevnyacutech laacutetek po sobě smyacutekajiacute

Siacutela kteraacute braacuteniacute posouvaacuteniacute těles se nazyacutevaacute třeciacute siacutela Abychom uvedli těleso

do rovnoměrneacuteho pohybu musiacuteme vynaložit většiacute siacutelu tzv klidovou třeciacute siacutelu

Siacutelu kterou těleso tlačiacute na podložku nazyacutevaacuteme tlakovou siacutelu

Ciacutel

Určit třeciacute siacutelu klidovou třeciacute siacutelu tlakovou siacutelu a poměr tlakoveacute a třeciacute siacutely

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA stejnaacute tělesa (kvaacutedry učebnicehellip)

- 79 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se pomalu

a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce

- 80 -

4 Na grafu jsou pro naacutes dvě zajiacutemaveacute oblasti V zeleneacute oblasti je maximaacutelniacute

siacutela ndash klidovaacute třeciacute siacutela Ft0 = N V modreacute oblasti je pohybovaacute třeciacute siacutela

Ft = N Obě ziacuteskaacuteme tak že na dotykoveacute obrazovce označiacuteme taženiacutem

danou oblast a v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika Ft0 bude maximaacutelniacute siacutela

a Ft středniacute siacutela v modreacute oblasti

5 Tlakovou siacutelu Fn určiacuteme tak že těleso zavěsiacuteme na siloměr a změřiacuteme siacutelu

6 Potom vypočiacutetaacuteme poměr třeciacute siacutely Ft

a tlakoveacute siacutely Fn Označiacuteme jej f ndash součinitel

smykoveacuteho třeniacute

7 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři

kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute měřeniacute si

můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit

Naacutesledně zobrazit všechna tři měřeniacute naraacutez

- 81 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute je poměr velikostiacute třeciacutech sil v jednotlivyacutech měřeniacutech (jeden dva tři

kvaacutedry)

2 Vyzkoušej jineacute materiaacutely (těleso podložka)

3 Zkus pohyb kvaacutedru nerovnoměrnyacutem pohybem Jak se změniacute vyacutesledek

měřeniacute Naacutepověda Zopakuj si Newtonovy zaacutekony

4 Vyzkoušej si jako těleso (a) Zlateacute straacutenky

5 Zkus založit jednotliveacute listy dvou Zlatyacutech straacutenek (dvou učebnic) a zkus je

od sebe vysunout

6 Na čem zaacutevisiacute velikost třeciacute siacutely

- 82 -

Kapaliny 26 POVRCHOVEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vlastnosti povrchoveacute blaacuteny se nazyacutevaacute

povrchoveacute napětiacute Čiacutem je povrchoveacute napětiacute většiacute tiacutem snaacuteze se na jeho povrchu

mohou udržet různaacute tělesa Hodnoty povrchoveacuteho napětiacute lze naleacutezt v tabulkaacutech

Povrchoveacute napětiacute rtuti je 7kraacutet většiacute než povrchoveacute napětiacute vody ktereacute 2-3kraacutet

většiacute než povrchoveacute napětiacute lihu či petroleje

- 83 -

Ciacutel

Určit přibližně velikost povrchoveacute siacutely Fp pro různeacute deacutelky dřevěneacute špejle

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA dřevěnaacute špejle plochaacute naacutedoba s vodou nit

Scheacutema

- 84 -

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do CH 1 LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Na siloměr zavěsiacuteme špejli o deacutelce 30 cm na niti (viz scheacutema) Špejli

položiacuteme na hladinu kapaliny (vody)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Taacutehneme siloměrem

špejli z povrchu kapaliny

6 Z grafu odečteme rozdiacutel maximaacutelniacute hodnoty siacutely (kdy dochaacuteziacute k odtrženiacute

špejle z povrchu kapaliny) a siacutely kdy špejle visiacute na niti ndash viz obraacutezek

7 Vypočiacutetaacuteme poměr teacuteto siacutely a dvojnaacutesobku deacutelky špejle (deacutelka okraje

povrchoveacute blaacuteny) což je hodnota povrchoveacuteho napětiacute σ (Nm)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro jineacute kapaliny (liacuteh hellip) Přiacutepadně pro jineacute deacutelky špejliacute

- 85 -

Kapaliny 27 HYDROSTATICKYacute TLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Hydrostatickyacute tlak ph v hloubce h je roven součinu hloubky hustoty kapaliny

ρ a tiacutehoveacuteho zrychleniacute g

hp h g

Ciacutel

Změřit hydrostatickyacute tlak v hloubce h

Pomůcky

LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA odměrnyacute vaacutelec s měřiacutetkem

- 86 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru

přišroubujeme hadičku kterou můžeme izolepou přilepit na praviacutetko s uměleacute

hmoty tak že začaacutetek hadičky bude na bdquonuleldquo praviacutetka Tiacutem můžeme měřit

deacutelku ponořeniacute hadičky ndash hloubku v kapalině

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30 s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Ponořujeme pomalu rovnoměrnyacutem pohybem konec hadičky do hloubky

20 cm do vody v odměrneacutem vaacutelci a zpět POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do

senzoru

- 87 -

5 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 V menu Senzory ndash Zaacuteznam nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + hodnoty Naacutezev

Hloubka Jednotka cm

7 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

8 Hadička neniacute ponořenaacute Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na

LabQuestu

9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

11 Ponořiacuteme konec do hloubky 1 cm (sledujeme na stupnici praviacutetka)

12 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

13 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK

14 Opakujeme body 11 12 a 13 pro hodnoty uacutehlu 2 cm 3 cmhellip 20 cm

15 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme

16 Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice

(nebo soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)

Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute pro jinou kapalinu (liacuteh hellip)

2 Vyzkoušej měřeniacutem nezaacutevislost tlaku v kapalině na směru

3 Ověř měřeniacutem že tlak kapaliny v naacutedobě nezaacutevisiacute na tvaru naacutedoby

- 88 -

Kapaliny 28 ARCHIMEDŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Vztlakovaacute siacutela Fvz působiacuteciacute na těleso v kapalině je rovna tiacutehoveacute siacutele kteraacute by

působila na kapalinu s objemem ponořeneacute čaacutesti tělesa

Pro vztlakovou siacutelu platiacute Fvz = Vρg V je objem ponořeneacute čaacutesti tělesa ρ je

hustota kapaliny g je konstanta (tiacutehoveacute zrychleniacute)

Ciacutel

Určit vztlakovou siacutelu Určit objem tělesa z Archimedova zaacutekona

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA naacutedoba s vodou těleso stojan

- 89 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence

5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute)

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Asi po 6 sekundaacutech

ponořiacuteme těleso do vody (nadzvedneme kaacutedinku s vodou a podsuneme pod

kaacutedinku podložku) a nechaacuteme dokončit měřeniacute

- 90 -

7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika

a stejně i vyacuteslednou siacutelu F (zaacutevažiacute ve vodě)

8 Vypočiacutetaacuteme vztlakovou siacutelu Fvz = FG ndash F

9 Vypočiacutetaacuteme objem tělesa ze vztlakoveacute siacutely

10 Ověřiacuteme určeniacute objemu tělesa vyacutepočtem (objem vaacutelce) nebo měřeniacutem

v odměrneacutem vaacutelci

11 Ověřiacuteme určeniacute tiacutehoveacute siacutely zvaacuteženiacutem tělesa

12 Vypočiacutetaacuteme hustotu tělesa a ověřiacuteme ji v tabulkaacutech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro jinaacute tělesa

- 91 -

Kapaliny 29 PASCALŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Působiacute-li na kapalinu v uzavřeneacute naacutedobě vnějšiacute tlakovaacute siacutela zvyacutešiacute se tlak ve

všech miacutestech stejně (Pascalův zaacutekon)

Ciacutel

Změřit hydrostatickyacute tlak v různyacutech hloubkaacutech při změně vnějšiacute tlakoveacute siacutely

Pomůcky

LabQuest 2ks tlakoveacute čidlo GPS-BTA PET laacutehev s měřiacutetkem

- 92 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakovaacute čidla GPS-BTA ke vstupům CH1 a CH2 LabQuestu

(nebo LabQuest Mini) K senzorům přišroubujeme hadičky ktereacute vedou přes

gumovou zaacutetku do PET laacutehve tak že konce hadiček budou v různyacutech

hloubkaacutech (rozdiacutel asi 20 cm) Tiacutem dosaacutehneme toho že počaacutetečniacute tlak bude

u obou senzorů různyacute

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Vynulujeme oba

tlaky (hadičky nejsou ponořeny ve vodě)

3 Napustiacuteme PET laacutehev vodou a zasuneme hadičky do PET (senzory musiacute byacutet

vyacuteše než je PET laacutehev ndash POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do senzoru)

Utěsniacuteme zaacutetku

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Malou silou stlačujeme rukou PET laacutehev

6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

- 93 -

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak se měniacute tlak v různyacutech hloubkaacutech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute PET laacutehev položenou vodorovně

2 Provedeme měřeniacute pro spojeneacute naacutedoby ndash dvě PET laacutehve nebo dvě injekčniacute

střiacutekačky

- 94 -

Plyny 210 ATMOSFEacuteRICKYacute TLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře

probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute

meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkosthellip

Atmosfeacuterickyacute tlak je tlak vzduchu na zemskyacute povrch a značiacuteme ho pa

Atmosfeacuterickyacute tlak měřiacuteme barometrem Hodnota atmosfeacuterickeacuteho tlaku zaacutevisiacute

na počasiacute a na nadmořskeacute vyacutešce

Ciacutel

Určit jak se měniacute atmosfeacuterickyacute tlak v troposfeacuteře

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA

- 95 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme barometr BAR-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 96 -

3 Senzor (barometr) umiacutestiacuteme těsně nad povrchem země

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pomalu

zvedaacuteme senzor (v miacutestnosti) vzhůru ke stropu (miacutestnosti) a přiacutepadně zase dolů

5 Provedeme analyacutezu naměřenyacutech hodnot a porovnaacuteme je s tabulkovyacutemi

hodnotami

6 Můžeme proveacutest delšiacute měřeniacute na jednom miacutestě Nastaviacuteme v menu Senzory

ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 72 h (3 dny) Frekvence 20 čteniacuteh Zvoliacuteme zobrazeniacute

Graf

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Vyslov zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak zaacutevisiacute změna tlaku na nadmořskeacute vyacutešce můžeme zkoumat takeacute při

pohybu na schodech nebo ve vyacutetahu Přitom můžeme ještě zadaacutevat změnu

nadmořskeacute vyacutešky

2 Připojeniacutem teploměru a vlhkoměru můžeme zkoumat jak spolu souvisiacute

teplota tlak vlhkost v průběhu dne

3 Daacutele můžeme zkoumat jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute

4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom

miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty

5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď

stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem

- 97 -

- 98 -

Pracovniacute list pro žaacuteky

Plyny 211 ZAacuteKLADY METEOROLOGIE

Fyzikaacutelniacute princip

Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře

probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute

meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkost hellip

Připojeniacutem teploměru barometru vlhkoměru k LabQuestu (počiacutetači)

ziacuteskaacuteme termograf barografhellip

Ciacutel

Určit jak se měniacute teplota tlak vlhkost v troposfeacuteře

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA

- 99 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA

barometr BAR-BTA a vlhkoměr RH-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

72 h Frekvence 20 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Senzory umiacutestiacuteme 2 m nad povrchem země nejleacutepe do stiacutenu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 V průběhu sledujeme jak se měniacute počasiacute

6 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute podmiacutenky ndash ročniacute obdobiacute

nadmořskaacute vyacuteškahellip Vyslov zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak spolu souvisiacute teplota tlak vlhkost Zdůvodni

2 Jak se měniacute teplota tlak a vlhkost v průběhu dne Zdůvodni

3 Jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute

4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom

miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty

5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď

stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem

- 100 -

- 101 -

Plyny 212 PŘETLAK A PODTLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Plyn maacute v naacutedobě podtlak jestliže je tento tlak nižšiacute než atmosfeacuterickyacute Plyn

maacute v naacutedobě přetlak jestliže je tento tlak většiacute než atmosfeacuterickyacute

Ciacutel

Změřit přetlak a podtlak plynu v naacutedobě

Pomůcky

LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA barometr BAR-BTA PET laacutehev

nafukovaciacute dětskyacute baloacutenek

- 102 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru

přišroubujeme injekčniacute střiacutekačku s nastavenou hodnotou objemu bdquo10 mlldquo dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Tlakem na piacutest vyvolaacutevaacuteme přetlak a podtlak a přetlak

- 103 -

5 Měřeniacute uložiacuteme

6 K senzoru připojiacuteme (našroubujeme) skleněnou baňku naplněnou

vzduchem Teplota plynu uvnitř je stejnaacute jako v okoliacute

7 Opakujeme předchoziacute měřeniacute s tiacutem že baňku (tiacutem i plyn) ohřiacutevaacuteme v tepleacute

vodě a ochlazujeme ve studeneacute (kostky ledu) vodě Pozorujeme jak se měniacute

tlak

8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy nastaacutevaacute přetlak a kdy podtlak

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak můžeme přetlak a podtlak vytvořit

2 Kde se přetlak a kde se podtlak využiacutevaacute

3 Změř přetlak v baloacutenku Jak se měniacute s průměrem baloacutenku

4 Připoj k senzoru PET laacutehev Zkus mačkat laacutehev a měřit hodnotu přetlaku

5 Ohřej plyn v PET laacutehvi (horkou vodou) Uzavři PET laacutehev a ochlazuj laacutehev

(plyn) Měř podtlak uvnitř laacutehve

- 104 -

SVĚTELNEacute JEVY 213 STIacuteN A POLOSTIacuteN

Fyzikaacutelniacute princip

Stiacuten je prostor za tělesem do něhož nepronikaacute světlo ze zdroje Polostiacuten je

prostor za tělesem do ktereacuteho pronikaacute světlo pouze z čaacutesti zdroje

Ciacutel

Pomociacute senzoru světla určit intenzitu osvětleniacute v oblasti stiacutenu a polostiacutenu

Pomůcky

LabQuest žaacuterovka 12 V20 W světelnyacute senzor TILT-BTA nebo luxmetr LS-

BTA těleso

- 105 -

Scheacutema

Postup

1 Světelnyacute senzor TILT-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu

3 Zapneme LabQuest

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence 10 sndash1

Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Senzorem

světla TILT-BTA plynule pohybujeme nad oblastiacute stiacutenu a polostiacutenu z jedneacute

strany na druhou (viz scheacutema asi 10 s)

- 106 -

6 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakaacute intenzita osvětleniacute v jednotlivyacutech oblastech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Měřeniacute opakujeme se dvěma zdroji světla

2 Měřeniacute opakujeme s jinyacutem tělesem (jinyacute tvar)

- 107 -

SVĚTELNEacute JEVY 214 BARVY SVĚTLA

Fyzikaacutelniacute princip

Biacuteleacute světlo se při průchodu skleněnyacutem hranolem rozklaacutedaacute na jednoducheacute barvy

ndash vznikaacute tak spektrum

Jsou v něm tyto barvy fialovaacute indigovaacute modraacute žlutaacute oranžovaacute a červenaacute

- 108 -

Ciacutel

Pomociacute spektrofotometru určit spektrum biacuteleacuteho světla (slunečniacuteho) Daacutele určit

spektrum odraženeacuteho světla různyacutech barevnyacutech papiacuterů

Pomůcky

LabQuest spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem různě barevneacute

papiacutery

- 109 -

Scheacutema

Postup

1 Spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem zapojiacuteme do USB konektoru

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 V menu Senzory ndash Změnit jednotky ndash USB Spektrometr zvoliacuteme Intenzita

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Optickeacute vlaacutekno namiacuteřiacuteme na nebe (ve dne)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Změřiacuteme

emisniacute spektrum bdquobiacuteleacuteho světlaldquo

6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

7 Zopakujeme a uklaacutedaacuteme měřeniacute s tiacutem že těsně před optickeacute vlaacutekno

vklaacutedaacuteme různě barevneacute papiacutery (tělesa)

- 110 -

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pomociacute spektrofotometru změř spektra barev na monitoru Vyslov zaacutevěr

- 111 -

Praacutece a energie 31 PRAacuteCE

Fyzikaacutelniacute princip

Praacutece je fyzikaacutelniacute veličina Označuje se piacutesmenem W a jejiacute jednotkou je joule

(značka J) Je-li F siacutela působiacuteciacute na těleso ve směru trajektorie vykonaacute se při

přesunutiacute tělesa o draacutehu s praacutece W = Fs

Ciacutel

Určit praacuteci při přesunutiacute tělesa

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA senzor polohy MD-BTD stejnaacute tělesa (kvaacutedry

učebnicehellip)

- 112 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N Senzor polohy zapojiacuteme do konektoru

DIG 1

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes

3 Zvoliacuteme zaacuteložku tabulka V menu Tabulka zvoliacuteme Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute

sloupec Naacutezev ndash Praacutece Jednotka ndash J Tvar vyacuterazu XY Sloupec pro X ndash Siacutela

Sloupec pro Y ndash Poloha

4 Sestaviacuteme měřeniacute podle scheacutema Vynulujeme oba senzory ndash menu Senzory

ndash Vynulovat ndash Čidlo polohy a pohybu Siloměr Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se

pomalu a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce

- 113 -

6 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute

měřeniacute si můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit

7 Zaacutevěr ndash vyhodnotiacuteme jednotliveacute grafy a vykonanou praacuteci

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Kdy je praacutece nulovaacute (viz graf)

2 Kdy se praacutece konaacute (viz graf)

3 Vyzkoušej vykonat praacuteci při natahovaacuteniacute pružiny

4 Vyzkoušej vykonat praacuteci při zvedaacuteniacute tělesa

5 Vyzkoušej vykonat praacuteci při překlaacutepěniacute tělesa

- 114 -

Praacutece a energie 32 ENERGIE POLOHOVAacute

A POHYBOVAacute

Fyzikaacutelniacute princip

Polohovaacute energie Ep je druh mechanickeacute energie kterou těleso ziacuteskaacute při

zvyšovaacuteniacute sveacute nadmořskeacute vyacutešky Vypočiacutetaacuteme ji Ep= mgh Pohybovaacute energie

Ek je druh mechanickeacute energie kterou maacute pohybujiacuteciacute se těleso Vypočiacutetaacuteme ji

Ek= frac12mv2

Ciacutel

Pohybovou a polohovou energii kmitaveacuteho pohybu

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT těleso (zaacutevažiacute)

pružina stojan metr

- 115 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

LabQuestu

2 Určiacuteme tuhost použiacutevaneacute pružiny

- 116 -

3 Zapneme LabQuest

4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 10 s

5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Zvaacutežiacuteme zaacutevažiacute na digitaacutelniacutech vahaacutech a zavěsiacuteme ho na pružinu a pod

zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor a budeme měřit vzdaacutelenost a rychlost

kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině

7 Uvedeme zaacutevažiacute do kmitaveacuteho pohybu

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 117 -

9 Soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu

10 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku

a rovnici pro Ek

11 V menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku

jednotku a rovnici pro Ep

- 118 -

12 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku

a rovnici pro E

- 119 -

13 Zobraziacuteme grafy pro průběhy energiiacute

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změniacuteme dobu trvaacuteniacute na 300 s Opakujeme měřeniacute Co pozorujeme Jak se

měniacute energie

2 Jinyacute postup určeniacute tuhosti pružiny k

a) Na siloměr zavěsiacuteme pružinu

b) Vyznačiacuteme na pozadiacute (tabule) konec pružiny bdquoznačku ndash 0 cmldquo Daacutele si

pomociacute praviacutetka vyznačiacuteme značky 5 10 15 20 hellip cm

c) V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty

Naacutezev Prodlouženiacute Jednotky cm

- 120 -

d) Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

e) Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

f) Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

g) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

h) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

i) Prodloužiacuteme pružinu o 5 cm

j) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

k) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 5 cm a stiskneme OK

l) Opakujeme body i) j) a k) pro 10 15 20 hellipcm

m) Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

n) Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice

Přiacutemaacute uacuteměrnost

o) Z grafu určiacuteme tuhost pružiny k ndash je směrnice polopřiacutemky A vynaacutesobenaacute

100 (protože l jsme zadaacutevali v cm)

3 Opakujeme pro jineacute zaacutevažiacute nebo jinou pružinu

- 121 -

Praacutece a energie 33 UacuteČINNOST

Fyzikaacutelniacute princip

Uacutečinnost je podiacutel vykonaneacute praacutece W a dodaneacute energie E W

E

Ciacutel

Určit uacutečinnost při ohřiacutevaacuteniacute vody lihovyacutem kahanem

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA kaacutedinka voda digitaacutelniacute vaacutehy lihovyacute kahan

laboratorniacute stojan

- 122 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 200 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Teploměr upevniacuteme do stojanu

4 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme praacutezdnou kaacutedinku mk = kg

5 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme vodu (např 200 ml) v kaacutedince m = kg

6 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme lihovyacute kahan mk0 = kg

7 Kaacutedinku upevniacuteme do stojanu postaviacuteme pod kaacutedinku kahan a zapaacuteliacuteme

ho

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 123 -

9 Po skončeniacute měřeniacute (1 200 s = 20 min) zvaacutežiacuteme znovu lihovyacute kahan

mk1 = kg a odečteme z grafu počaacutetečniacute teplotu vody t0 =hellip degC

a konečnou teplotu t1 = degC

10 Vypočiacutetaacuteme vykonanou praacuteci W = Q = cmt = 4 180 middot middot =

J

11 Vypočiacutetaacuteme dodanou energii E = Q = hm = h(mk0 ndash mk1) = 28 865 000 middot

E = J

12 Vypočiacutetaacuteme uacutečinnost

100

W

E

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

Vyacutehřevnost ethanolu je 28 865 000 Jmiddotkgndash1

1 Vypočiacutetej kolik dodaneacute energie přijme kaacutedinka ndash sklo

(c = 670 Jmiddotkgndash1

middot Kndash1

)

- 124 -

2 Kolik procent dodaneacute energie se bdquoztratiacuteldquo

3 Znaacuteš uacutečinnějšiacute způsob ohřiacutevaacuteniacute vody Jakou maacute uacutečinnost

( httpfyzwebczclankyindexphpid=132 )

4 Proč na grafu v okamžiku zamiacutechaacuteniacute s ohřiacutevanou vodou vznikajiacute nerovnosti

(viz vyacuteše) Proč teplota nejdřiacuteve rychleji stoupaacute a pak chviacuteli klesaacute

(po zamiacutechaacuteniacute) Proč teplota pak roste přibližně rovnoměrně

5 Proč graf (viz vyacuteše) neniacute lineaacuterniacute Čiacutem je to způsobeno

6 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-

202

- 125 -

Praacutece a energie 34 NAKLONĚNAacute ROVINA

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela potřebnaacute k pohybu tělesa po nakloněneacute rovině je tolikraacutet menšiacute než tiacutehovaacute

siacutela kolikraacutet je deacutelka roviny většiacute než jejiacute vyacuteška G

hF F

s Tiacutehovou siacutelu

vypočiacutetaacuteme FG = mg

Ciacutel

Ověřit platnost funkce h

F fs

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA digitaacutelniacute vaacutehy voziacuteček se zaacutevažiacutem nakloněnaacute

rovina deacutelkoveacute měřidlo

- 126 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme siloměr DFS-BTA do vstupu CH1 Změřiacuteme deacutelku nakloněneacute

roviny s = cm Zvaacutežiacuteme voziacuteček m = kg Vypočiacutetaacuteme velikost tiacutehoveacute

siacutely FG K siloměru připojiacuteme voziacuteček

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim

Udaacutelosti + Hodnoty Naacutezev Vyacuteška Jednotka cm OK Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute

grafu

- 127 -

3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute Siacutely (N) a na

vodorovneacute ose times Vyacuteška (cm)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Zvedneme

nakloněnou rovinu do vyacutešky 10 cm a stiskneme bdquospoušťldquo pro zadaacuteniacute teacuteto

hodnoty Opakujeme pro 20 cm 30 cm 40 cm

5 Ukončiacuteme měřeniacute

6 V menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Siacutela vybereme lineaacuterniacute rovnici

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proč graf funkce h

F fs

neprochaacuteziacute počaacutetkem Tzn když h = 0 pak

F = 0

2 Zkus změřit funkci h

F fs

pomociacute plynuleacuteho zvedaacuteniacute nakloněneacute

roviny Je potřeba nastavit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim Časovaacute

zaacutekladna

- 128 -

Tepelneacute jevy 35 KALORIMETRICKAacute ROVNICE

Fyzikaacutelniacute princip

Při tepelneacute vyacuteměně mezi dvěma tělesy platiacute kalorimetrickaacute rovnice Q1 = Q2

Po dosazeniacute

c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2) Index 1 je přiřazen teplejšiacutemu tělesu a index 2

chladnějšiacutemu tělesu

Ciacutel

Ověřit platnost kalorimetrickeacute rovnice c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2)

Pomůcky

LabQuest dva teploměry TMP-BTA dvě seřiacuteznuteacute PET laacutehve digitaacutelniacute vaacutehy

- 129 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 a druhyacute teploměr TMP-

BTA do vstupu CH2 LabQuestu Do naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme teplou

vodu o hmotnosti m1 a teplotě t1 Do druheacute naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme

studenou vodu o hmotnosti m2 a teplotě t2 Hmotnosti určiacuteme pomociacute digitaacutelniacute

vaacutehy Do prvniacute naacutedoby vložiacuteme prvniacute teploměr a do druheacute naacutedoby druhyacute

teploměr Teploměry můžeme upevnit do stojanů

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

120 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 130 -

3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute obou teplot a na

vodorovneacute ose x ponechaacuteme čas

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Přeložiacuteme teploměr

z naacutedoby se studenou vodou do naacutedoby s teplou vodou a současně přelijeme

studenou vodu do tepleacute a počkaacuteme až nastane rovnovaacutežnyacute stav

5 Ukončiacuteme měřeniacute

6 Z grafů odečteme teploty před tepelnou vyacuteměnou (t1 a t2) a po tepelneacute

vyacuteměně (t)

7 Vypočiacutetaacuteme teplo odevzdaneacute Q1 a teplo přijateacute Q2

8 Porovnaacuteme vyacutesledneacute hodnoty

9 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proč měřeniacute nevychaacuteziacute uacuteplně přesně Čiacutem je to způsobeno

2 Zkus stejneacute měřeniacute pro jedno kapalneacute těleso (voda) a jedno pevneacute těleso

(mosaznyacute vaacuteleček železnyacute vaacutelečekhellip)

3 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy

OHSP-202

- 131 -

Tepelneacute jevy 36 VEDENIacute TEPLA

Fyzikaacutelniacute princip

Zahřiacutevaacuteme-li jednu čaacutest podeacutelneacuteho tělesa z pevneacute laacutetky přenaacutešiacute se rychlejšiacute

pohyb atomů na dalšiacute a dalšiacute atomy Tiacutem se zvyšuje i teplota dalšiacutech čaacutestiacute

Tento jev se nazyacutevaacute vedeniacute tepla Laacutetky děliacuteme na tepelneacute vodiče (měď

hliniacutek hellip) a tepelneacute izolanty (vzduch plasty dřevo hellip)

Ciacutel

Ověřit šiacuteřeniacute tepla tepelnyacutem vodičem

Pomůcky

LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA tlustšiacute Cu vodič lihovyacute kahan dva

laboratorniacute stojany

- 132 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme čtyři teploměry TMP-BTA do vstupů CH1 až CH4 LabQuestu

LabQuest připojiacuteme k PC přes USB konektor Teploměry můžeme upevnit do

smyček vytvořenyacutech z tlustšiacuteho měděneacuteho draacutetu ndash viz scheacutema

2 Zapneme LabQuest V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat

nastaviacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzorek sekundu Zatrhneme Nepřerušenyacute

sběr dat

3 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a postaviacuteme ho pod konec Cu vodiče ndash viz scheacutema

4 V programu LoggerPro zvoliacuteme Sběr dat Nechaacuteme určitou

dobu běžet měřeniacute

5 Ukončiacuteme měřeniacute ndash v programu LoggerPro zvoliacuteme Zastavit

6 Porovnaacuteme naměřeneacute grafy

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

- 133 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus měřeniacute pro jinyacute pevnyacute tepelnyacute vodič

2 Zkus stejneacute měřeniacute pro kapalneacute těleso (voda v naacutedobě)

- 134 -

Termika 37 SOUTĚŽ TEPLOMĚRŮ

Fyzikaacutelniacute princip

Teplota popisuje stav tělesa Teplotu měřiacuteme teploměrem Teplota tělesa

zaacutevisiacute i na miacuteře ochlazovaacuteniacute Miacutera ochlazovaacuteniacute zaacutevisiacute i na vlhkosti povrchu

tělesa (podobně ochlazovaacuteniacute lidskeacuteho těla) Vypařujiacuteciacute se kapalina odvaacutediacute čaacutest

vnitřniacute energie tělesa ndash ochlazuje ho Miacutera ochlazovaacuteniacute tělesa zaacutevisiacute i na

odvaacuteděniacute vznikajiacuteciacutech par

Ciacutel

Porovnej rychlost ochlazovaacuteniacute tělesa na povrchu sucheacuteho a mokreacuteho tělesa

Pomůcky

LabQuest teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA rychlovarnaacute konvice s horkou

vodou utěrka

- 135 -

Scheacutema

Postup

1 V konvici si ohřejeme vodu

2 Teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1

LabQuestu

3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

4 Zastrčiacuteme teploměr do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute je

praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme

tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem nepohybujeme

- 136 -

5 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash

menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Zastrčiacuteme teploměr opět do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute

je praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme

tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem budeme nyniacute maacutevat

7 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash

menu Graf ndash Uložit měřeniacute

8 Body 4 až 7 znovu opakujeme ale s tiacutem že po vytaženiacute teploměru

z konvice teploměr rychle utřeme utěrkou

9 Zobraziacuteme všechny čtyři naměřeneacute grafy ndash menu Graf ndash Ukaacutezat graf ndash

Všechny grafy

10 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus stejneacute měřeniacute s vlažnou vodou

2 Vyzkoušej jinou kapalinu

3 Pokud maacuteme čtyři teploměry můžeme proveacutest měřeniacute bdquonajednouldquo

- 137 -

Tepelneacute jevy 38 VAR

Fyzikaacutelniacute princip

Var je děj při ktereacutem se kapalina přeměňuje v plyn v celeacutem objemu Teplota

při ktereacute dochaacuteziacute k varu se nazyacutevaacute teplota varu Jejiacute hodnota zaacutevisiacute nejen na

chemickeacutem složeniacute kapaliny ale takeacute na tlaku nad povrchem kapaliny Voda

vře za normaacutelniacuteho tlaku (1 013 hPa) při 100 degC Zaacutevislost teploty varu vody

na tlaku lze přibližně vyjaacutedřit rovniciacute 5

716 2810

pt

Ciacutel

Ověřit teplotu varu za normaacutelniacuteho tlaku Ověřit zaacutevislost teploty varu na tlaku

- 138 -

Pomůcky

LabQuest teploměr GoTemp nebo TMP-BTA baňka voda lihovyacute kahan

laboratorniacute stojan odměrnyacute vaacutelec

Scheacutema

- 139 -

Postup

1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr GoTemp nebo TMP-

BTA Do baňky nalijeme horkou vodu Sestaviacuteme pomůcky podle scheacutema

V odměrneacutem vaacutelci kteryacute určuje hodnotu tlaku par nad volnyacutem povrchem vařiacuteciacute

vody neniacute voda Tzn že nad vodou v baňce je atmosfeacuterickyacute tlak

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Režim

Udaacutelosti a hodnoty Naacutezev Tlak Jednotka Pa

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a ohřiacutevaacuteme vodu v baňce až dosaacutehne teploty varu

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Paacutery vznikajiacuteciacute nad volnyacutem povrchem v baňce mohou volně odchaacutezet

hadiciacute kteraacute uacutestiacute nad dnem odměrneacuteho vaacutelce

7 Při dosaženiacute teploty varu stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

8 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku (odečteme

z barometru) a stiskneme OK

- 140 -

9 Přilijeme do odměrneacuteho vaacutelce vodu do vyacutešky 5 cm nad uacutestiacutem hadice

10 Při dosaženiacute teploty varu (poznaacuteme to podle bublinek ktereacute budou

vystupovat do vody v odměrneacutem vaacutelci) stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

11 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku zvětšenou

o hodnotu hydrostatickeacuteho tlaku a stiskneme OK

12 Opakujeme body 9 10 a 11 pro hodnoty vyacutešky hladiny vody v odměrneacutem

vaacutelci 10 cm 15 cm 20 cm a 25 cm

13 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

14 Provedeme analyacutezu grafu Jakaacute je to funkce Porovnaacuteme vyacutesledky

s vyacutesledky v MFCh tabulkaacutech Určiacuteme rovnici lineaacuterniacute funkce t = f(p)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Na čem zaacutevisiacute teplota varu určiteacute kapaliny

2 Čiacutem se lišiacute var vody v otevřeneacutem a v uzavřeneacutem tlakoveacutem hrnci

3 Může voda vařit i při nižšiacute teplotě než 100 degC

4 Pomociacute vyacutevěvy změř teploty varu při nižšiacutem tlaku než je atmosfeacuterickyacute

- 141 -

Zvukoveacute jevy 39 KMITAVYacute POHYB

Fyzikaacutelniacute princip

Kmitaveacute pohyby se nazyacutevajiacute pohyby při kteryacutech vyacutechylka opakovaně roste

a klesaacute Kmit je periodicky se opakujiacuteciacute čaacutest kmitaveacuteho pohybu doba jeho

trvaacuteniacute je perioda T a počet kmitů za jednotku času je frekvence 1

fT

Ciacutel

Určit periodu T a frekvenci f kmitaveacuteho pohybu

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA těleso (zaacutevažiacute) pružina stojan metr

- 142 -

Scheacutema

- 143 -

Postup

1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest Na siloměr zavěsiacuteme pružinu

3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

50 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute) Těleso je v klidu

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika

Určiacuteme hmotnost tělesa Ověřiacuteme na digitaacutelniacutech vahaacutech

8 Uvedeme těleso do kmitaveacuteho pohybu

9 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Provedeme

analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice (nebo soubor

nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)

- 144 -

10 Z grafu určiacuteme periodu T a vyacutepočtem frekvenci f

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Určete periodu a kmitočet joja

2 Určete periodu a kmitočet zaacutevažiacute ponořeneacuteho v kapalině

3 Určete periodu a kmitočet kmitaacuteniacute praviacutetka

4 Měř kmitavyacute pohyb delšiacute dobu Co pozoruješ

- 145 -

Zvukoveacute jevy 310 ZVUK

Fyzikaacutelniacute princip

Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz

Ciacutel

Určit časovyacute diagram některyacutech zdrojů zvuku ndash ladičky klaacuteves hudebniacutech

naacutestrojůhellip

Určit frekvenci (vyacutešku) toacutenů c1 d

1 e

1 c

2 Určit hudebniacute intervaly těchto

toacutenů Předveacutest barvu toacutenů

Pomůcky

LabQuest mikrofon MCA-BTA zdroje zvuku (hudebniacute naacutestroje) ladičky

- 146 -

Scheacutema

Postup

1 Zapneme LabQuest

2 Připojiacuteme mikrofon MCA-BTA do vstupu CH1 LabQuestu nebo v menu

Senzory ndash Nastaveniacute senzorů zvoliacuteme INT ndash Vnitřniacute mikrofon

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Rozezvučiacuteme zdroj zvuku ndash hlaacuteska bdquoaldquo bdquoeldquo bdquosldquo

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Uklaacutedaacuteme naměřeneacute zvuky v menu Graf ndash Uložit měřeniacute nebo zvoliacuteme

Pomociacute kalkulačky určujeme kmitočty periodickyacutech zvuků Uložiacuteme soubor

- 147 -

- 148 -

7 Opakujeme body 4 5 a 6 pro toacuteny c1 d

1 e

1 c

2 Určujeme kmitočet

těchto toacutenů (změřiacuteme periodu a kmitočet vypočiacutetaacuteme) a jejich hudebniacute

intervaly

8 Naměřeneacute kmitočty toacutenů a vypočiacutetaneacute hodnoty hudebniacutech intervalů

porovnaacuteme s hodnotami v tabulce

Toacuten c1 d1 e1 f1 g1 a1 h1 c2

Laděniacute absolutniacute vyacuteška (Hz)

temperovaneacute 262 294 330 349 392 440 494 524

přirozeneacute 264 297 330 352 396 440 495 528

Hudebniacute interval 11 98 54 43 32 53 158 21

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkoušiacuteme měřit časoveacute diagramy různyacutech hudebniacutech naacutestrojů

2 Zkus změřit stejneacute toacuteny různyacutech hudebniacutech naacutestrojů Co je barva toacutenů

- 149 -

Zvukoveacute jevy 311 RYCHLOST ZVUKU VE

VZDUCHU

Fyzikaacutelniacute princip

Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz Rychlost zvuku

můžeme změřit přiacutemou metodou tak že změřiacuteme vzdaacutelenost kterou zvuk urazil

a dobu za kterou mu to trvalo

Ciacutel

Určit rychlost zvuku ve vzduchu při daneacute teplotě

Pomůcky

LabQuest dva mikrofony MCA-BTA zdroj zvuku ndash dřevěneacute hůlky (hudebniacute

naacutestroj)

- 150 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 a CH 2 LabQuestu připojiacuteme dva mikrofony MCA-BTA

2 Mikrofony nastaviacuteme dle scheacutematu na jeden až dva metry od sebe Změřiacuteme

vzdaacutelenost s = m

3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

003 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute

přes 25 Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu měřeniacute neprobiacutehaacute čekaacute

na bdquospoušťldquo

5 U praveacuteho mikrofonu ťukneme do dřevěnyacutech hůlek Tiacutem se zapne

(bdquospoušťldquo) měřeniacute a oba mikrofony zaznamenajiacute zvuk Levyacute mikrofon

s určityacutem zpožděniacutem ktereacute odpoviacutedaacute vzdaacutelenosti obou mikrofonů a rychlosti

zvuku

6 Na dotykoveacute obrazovce si zvětšiacuteme miacutesto kde začiacutenaacute druhyacute zvuk ndash

označiacuteme perem a menu Graf ndash Zvětšit Daacutele označiacuteme co nejpřesněji miacutesto

kde začiacutenaacute druhyacute zpožděnyacute zvuk odečteme čas zpožděniacute t = s

- 151 -

7 Vypočiacutetaacuteme rychlost zvuku v = st = m sndash1

8 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute vzdaacutelenosti

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pokud stejneacute měřeniacute bude dělat viacutece studentů je potřeba se domluvit aby

nedošlo k vzaacutejemneacutemu rušeniacute

2 Porovnej rychlost zvuku s tabulkovou hodnotou a s hodnotami v jinyacutech

laacutetkaacutech Kde je největšiacute

3 Vypočiacutetej podle vzorce z tabulek jakaacute je rychlost zvuku při daneacute teplotě

vzduchu t = degC

4 Zkus se zamyslet nad průběhem grafů ndash jak se musiacute chvět zdroj zvuku

Zkus změřit rychlost zvuku pomociacute odrazu Naacutevod

K měřeniacute je použita odpadniacute trubka HTEM zakoupenaacute v OBI (deacutelka 1 2 nebo

3m takeacute je možneacute zakoupit viacutece stejnyacutech metrovyacutech kusů ktereacute je možno

zasouvat do sebe) K ucpaacuteniacute trubky je možneacute koupit tzv zaacutetku kteraacute se nasadiacute

- 152 -

na konec trubky Mikrofon je umiacutestěn těsně u uacutestiacute trubky K měřeniacute stačiacute pouze

jeden mikrofon K měřeniacute je potřeba stejneacute nastaveniacute (včetně bdquospouštěldquo)

5 Měřeniacute zkus nejdřiacuteve bez odpadniacute trubky a potom s trubkou

6 Jakou vzdaacutelenost musiacuteš dosadit do vzorce

7 Zkus stejneacute měřeniacute ale oddělej zaacutetku Zkus vysvětlit to co jsi naměřil

8 Nyniacute můžeš zkusit i ohřaacutet vzduch v trubce pomociacute feacutenu nebo teplovzdušneacute

pistole a teploměrem TMP-BTA měřit jeho teplotu Jak se změniacute rychlost

zvuku Co to způsobilo

- 153 -

Zvukoveacute jevy 312 VNIacuteMAacuteNIacute ZVUKU HLASITOST

Fyzikaacutelniacute princip

Praacuteh slyšitelnosti je nejmenšiacute intenzita zvuku kterou je schopen vniacutemat

pozorovatel s normaacutelniacutem sluchem (I0 = 10ndash12

W mndash2

) Praacuteh bolesti je

nejmenšiacute intenzita zvuku kteraacute vyvolaacute pocit bolesti (I0 = 10 W mndash2

) Hladina

intenzity zvuku L (v decibelech) je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute vyjadřuje kolikraacutet

je vniacutemanyacute zvuk silnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti (10kraacutet o 10 dB 100kraacutet

o 20 dB 1 000kraacutet o 30 dB hellip)

Ciacutel

Určit pomociacute hlukoměru SLM-BTA hladinu intenzity zvuku lidskeacuteho hlasu

zařiacutezeniacute a strojů kolem naacutes (pračka vysavač televize raacutedio reprodukovanaacute

hudba ulice hřiště přestaacutevka ve školehellip ticho)

- 154 -

Pomůcky

LabQuest hlukoměr SLM-BTA

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme hlukoměr SLM-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

120 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 155 -

3 Nastaveniacute hlukoměru SLM-BTA Time Weiting ndash S (slow) Maximum

Level Hold ndash RESET (průběžně zobrazuje) Frequency Weighting ndash A (pomaleacute

změny)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a postupně v 10 s

intervalech zkoušiacuteme různeacute zvuky ticho ndash potlesk ndash tlumenyacute hovor ndash hlasityacute

hovor ndash velmi hlasityacute hovor ndash křik

5 Podobně zkoušiacuteme změřit

a) hluk celeacuteho praciacuteho cyklu pračky

b) hluk různyacutech spotřebičů kolem naacutes ndash televize raacutedio zvuk ze sluchaacutetek

(přiloženiacutem hlukoměru ke sluchaacutetkům) zvuk mobilniacuteho telefonu hluk varneacute

konvice

c) hluk ve škole ndash ve třiacutedě na chodbě hellip

d) ticho ndash ve dne v noci

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Kolikraacutet je bdquoticholdquo hlučnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti

2 Vyzkoušej jak velkeacute je bdquoticholdquo uvnitř krabice

- 156 -

3 Jakeacute je bdquoticholdquo před oknem a za oknem

4 Vyzkoušej odraz zvuku ndash v miacutestnosti na louce

5 Změř jak se měniacute hladina intenzity zvuku za bouřky

6 Zkoumej jak zvuk pohlcujiacute různeacute materiaacutely

7 Vyzkoušej odraz zvuku pomociacute desky Např

8 Vyzkoušej naměřit v jeskyni hlasitost ozvěny

- 157 -

9 U reproduktoroveacute soustavy (stereo) zkus naleacutezt miacutesto s nejsilnějšiacute hlasitostiacute

10 Změř zaacutevislost hlasitosti na uacutehlu naacuteklonu odrazneacute desky Sestroj graf

11 Změř směrovou charakteristiku reproduktoru

( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=393)

12 Změř frekvenčniacute charakteristiku reproduktoru

( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=392)

- 158 -

Elektrickeacute vlastnosti laacutetek

313 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ ELEKTRICKYacute PROUD

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovanyacutech

těles kteryacute se projevuje silovyacutem působeniacutem na jinaacute tělesa Jeho jednotkou je

coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při pokusech ve třiacutedě

pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů) 1 nC je přibližně

6000000000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj elektronu hellip)

Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj (na skleněneacute

tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně nabiteacute těleso maacute

viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute protony

K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič naacuteboje

Elektrickyacute proud I je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličinou Jeho jednotkou je ampeacuter

(A) Můžeme jej vyjaacutedřit pomociacute naacuteboje Q kteryacute projde vodičem za jednotku

času Q

It

Ciacutel

Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute

při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute

Změřit proud I v zaacutevislosti na čase t a určit velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute

a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru

- 159 -

Pomůcky

LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA ampeacutermetr DCP-BTA tělesa (plechovka

na polystyreacutenu kovoveacute kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem

držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute těles kondenzaacutetor 15 mF16 V plochaacute baterie

45 V žaacuterovka 35 V 01 A přepiacutenač

- 160 -

Scheacutema

Postup

1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou

krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku

připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou

zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě

- 161 -

kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru

zvoliacuteme rozsah plusmn100 nC (scheacutema a))

2 Zapneme LabQuest

3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem

ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj

Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky

5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence

2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj

z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute

naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)

Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky

9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute

tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)

10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu 3times3

mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle

- 162 -

Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm

Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je

11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech

(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)

12 Sestaviacuteme obvod podle scheacutema b)

13 Změřiacuteme časovyacute průběh proudu při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru

- 163 -

14 Určiacuteme velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru pomociacute

funkce menu Analyacuteza volba Integraacutel

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zopakuj měřeniacute v bodech 13 a 14 pro různaacute zapojeniacute dvou nebo viacutece

kondenzaacutetorů

- 164 -

Elektrickyacute proud 314 OHMŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Ohmův zaacutekon Pokud maacute kovovyacute vodič staacutelou teplotu je elektrickyacute proud

prochaacutezejiacuteciacute vodičem přiacutemo uacuteměrnyacute napětiacute na vodiče (r 1826 G S Ohm)

Grafem přiacutemeacute uacuteměrnostiacute je přiacutemka prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem

Ciacutel

Ověřit Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky a rezistory 12 Ω 33 Ω

a 100 Ω

Pomůcky

LabQuest rezistor 33 Ω a 100 Ω žaacuterovka 6 V03 A voltmetr DVP-BTA

ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat

- 165 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

napětiacute Vlevo 0 Vpravo 6 V Na ose y zvoliacuteme Elektrickyacute proud a Spojovat

body Dole 0 a Nahoře 06 A V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Reostatem pomalu zvyšujeme napětiacute a proud Hodnota napětiacute nesmiacute

překročit 5 V a proudu 06 A Zobrazuje se tzv voltampeacuterovaacute charakteristika

Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro rezistor 33 Ω a pro žaacuterovku

- 166 -

7 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Platiacute Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky

2 Porovnej voltampeacuteroveacute charakteristiky rezistorů s různyacutemi hodnotami

odporů

3 Zkus vymyslet jak ověřiacuteš že Ohmův zaacutekon platiacute i pro wolframoveacute vlaacutekno

žaacuterovky

- 167 -

Elektrickyacute proud 315 ODPOR

Fyzikaacutelniacute princip

Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou

elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše

přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita

ρ a na teplotě t vodiče

Ciacutel

Změřit odpor bdquošpatneacuteholdquo vodiče ndash rezistoru Ověřit jak zaacutevisiacute odpor vodiče na

deacutelce

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) různeacute rezistory tahovyacute

potenciometr 10 kΩ počiacutetač s programem Logger Pro

- 168 -

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 K ohmmetru připojiacuteme tahovyacute potenciometr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se

vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 169 -

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm

2 cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute

potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute

exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute

14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Měřiacuteme odpor různyacutech rezistorů a jejich zapojeniacute

2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů

3 Změř jak zaacutevisiacute odpor potenciometru na uacutehlu natočeniacute u otočneacuteho

potenciometru

- 170 -

Elektrickyacute proud 316 ZAacuteVISLOST ODPORU NA

TEPLOTĚ

Fyzikaacutelniacute princip

Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou

elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše

přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita

ρ a na teplotě t vodiče

Na teplotě zaacutevisiacute odpor vodičů i polovodičů Odpor vodičů se vzrůstajiacuteciacute

teplotou stoupaacute (kladnyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) kdežto odpor

polovodičů uhliacuteku a některyacutech speciaacutelniacutech slitin kovů se vzrůstajiacuteciacute teplotou

klesaacute (zaacutepornyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) Elektrickyacute odpor maacute

vždy kladnou hodnotu Dobreacute vodiče kladou malyacute odpor špatneacute vodiče kladou

velkyacute odpor

Pozistor je dvoupoacutelovaacute elektrickaacute součaacutestka Jednaacute se o typ termistoru

s pozitivniacute teplotniacute zaacutevislostiacute (tzn s rostouciacute teplotou roste odpor) proto se

použiacutevaacute i označeniacute PTC termistor (positive temperature coefficient) Vyraacutebějiacute

se z polykrystalickeacute feroelektrickeacute keramiky (titaničitan barnatyacute BaTiO3)

Odpor pozistoru s růstem teploty nejprve miacuterně klesaacute nad Curieovu teplotu

poteacute prudce vzrůstaacute asi o 3 řaacutedy a pak opět miacuterně klesaacute Oblast naacuterůstu je

možneacute chemickyacutem složeniacutem ovlivňovat a tak vytvořit např sadu teploměrů

s odstupňovanyacutem teplotniacutem rozsahem (nejčastěji po 10 degC)

- 171 -

Ciacutel

Změřit jak zaacutevisiacute odpor pozistoru na teplotě

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA

pozistor kaacutedinka stojan počiacutetač s programem Logger Pro

- 172 -

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 a teploměr TMP-BTA do

konektoru CH 2 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Teploměr a pozistor jsou společně

upevněny zkroucenyacutem draacutetkem

3 K ohmmetru připojiacuteme pozistor

4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

5 Zapneme LabQuest

6 V programu LoggerPro na ose x zvoliacuteme teplotu a na ose y zvoliacuteme odpor

Tzn R = f(t)

7 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

8 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme

Nepřerušenyacute sběr dat

9 Do kaacutedinky nalijeme horkou vodu z konvice

- 173 -

10 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat Měřeniacute

nechaacuteme běžet delšiacute dobu (90 min) Pokud nemaacuteme čas můžeme měřeniacute

urychlit postupnyacutem ochlazovaacuteniacutem (přileacutevaacuteme studenou vodu nebo led)

11 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

12 Opakujeme měřeniacute pro různeacute pozistory

13 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z grafů určete teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu Porovnej jeho

velikost s hodnotami různyacutech kovů v tabulkaacutech

2 K čemu se použiacutevajiacute pozistory

- 174 -

Elektrickyacute proud 317 REOSTAT A POTENCIOMETR

Fyzikaacutelniacute princip

Plynulou změnu proudu spotřebičem umožňujiacute součaacutestky s proměnnyacutem

odporem ndash potenciometry Podle pohybu při ovlaacutedaacuteniacute je děliacuteme na tahoveacute

a otočneacute

K regulaci velkyacutech proudů použiacutevaacuteme reostat

Ciacutel

Ověřit funkci potenciometru jako děliče napětiacute a regulaacutetoru proudu

- 175 -

Pomůcky

LabQuest různeacute potenciometry počiacutetač s programem Logger Pro voltmetr

VP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA rezistor 100 Ω plochaacute baterie

- 176 -

Scheacutema

Postup

1 Voltmetr VP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 Potenciometr zapojiacuteme jako dělič napětiacute (viz scheacutema)

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment zvoliacuteme Sběr dat Moacuted

Udaacutelosti se vstupy Naacutezev sloupce deacutelka Značka d Jednotka cm

6 Na ose x zvoliacuteme veličinu deacutelka Na ose y veličinu napětiacute

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 177 -

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm

2cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute

potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko U otočneacuteho potenciometru měřiacuteme

a zadaacutevaacuteme jednotku uacutehlu

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute

exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

15 Stejneacute měřeniacute provedeme pro zapojeniacute potenciometru jako regulaacutetoru

proudu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 K čemu si využiacutevajiacute obě zapojeniacute Jakyacute je mezi nimi rozdiacutel

2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů

- 178 -

Elektrickyacute proud 318 VNITŘNIacute ODPOR ZDROJE

Fyzikaacutelniacute princip

Součet všech odporů kteryacutemi musiacute prochaacutezet proud uvnitř zdroje se nazyacutevaacute

vnitřniacute odpor zdroje Proud v uzavřeneacutem obvodu je roven podiacutelu

elektromotorickeacuteho napětiacute U0 zdroje a celkoveacuteho odporu R + Ri kde Ri je

vnitřniacute odpor zdroje

0

i

UI

R R

Ciacutel

Ověřit Ohmův zaacutekon pro uzavřenyacute obvod

Pomůcky

LabQuest rezistor 10 Ω voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute

baterie reostat 100 Ω a 10 kΩ

- 179 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x

zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat -

Ampeacutermetr Reostat 100 Ω a 10 kΩ nastaviacuteme na max hodnoty odporu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme spiacutenač

5 Reostatem 10 kΩ pomalu (10 s) zvětšujeme proud (hodnota odporu na

min) Jakmile reostat 10 kΩ vytočiacuteme do krajniacute polohy (min) pokračujeme

stejně reostatem 100 Ω do krajniacute polohy (min) Hodnota proudu nesmiacute

překročit 06 A což při napětiacute 45 V zajistiacute rezistor 10 Ω Zobrazuje se tzv

zatěžovaciacute charakteristika zdroje Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu

Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro různě stareacute plocheacute baterie

- 180 -

7 Provedeme analyacutezu jednotlivyacutech grafů V menu Analyacuteza zvoliacuteme Fitovat

křivku Napětiacute Vybereme typ rovnice Lineaacuterniacute Určiacuteme koeficienty lineaacuterniacute

funkce Opakujeme pro všechny grafy

8 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona pro uzavřenyacute obvod)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z koeficientů lineaacuterniacutech funkciacute určete napětiacute napraacutezdno U0 a zkratovyacute

proud Ik Daacutele určete vnitřniacute odpor Ri plocheacute baterie noveacute a stareacute

2 Vnitřniacute odpor plocheacute baterie se staacuteřiacutem zvětšuje Jak se to projevuje na

zatěžovaciacute charakteristice

- 181 -

Elektrickyacute proud 319 VYacuteKON ELEKTRICKEacuteHO

PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Vyacutekon P elektrickeacuteho proudu vypočiacutetaacuteme jako součin napětiacute na spotřebiči

a proudu kteryacute spotřebičem proteacutekaacute P = U I U spotřebičů je spraacutevneacute označovat

dodaacutevanyacute vyacutekon jako přiacutekon P0 Napřiacuteklad u žaacuterovky je světelnyacute vyacutekon

zlomkem elektrickeacuteho přiacutekonu

Ciacutel

Pomociacute wattmetru určit přiacutekon některyacutech spotřebičů Změřit přiacutekon v zaacutevislosti

na čase u některyacutech spotřebičů

Pomůcky

LabQuest wattmetr WU-PRO-I spotřebiče

- 182 -

Scheacutema

Postup

1 Wattmetr WU-PRO-I zapojiacuteme do USB konektoru LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 600 s Frekvence

1 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Připojiacuteme spotřebič k wattmetru

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) nebo po stisknutiacute tlačiacutetka (ukončit

měřeniacute) uložiacuteme soubor

- 183 -

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus změřit přiacutekon ledničky po dobu 24 hodin s teploměrem uvnitř Vyslov

zaacutevěr

2 Zkus změřit přiacutekon mikrovlnneacute trouby při ohřevu potravin (vody ndash změř

teplotu před začaacutetkem a po skončeniacute ohřiacutevaacuteniacute) Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče

3 Zkus změřit přiacutekon elektrovarneacute konvice nebo indukčniacuteho vařiče

s teploměrem Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče

- 184 -

Tepelneacute jevy 320 TERMOHRNEK

Fyzikaacutelniacute princip

Termosky a termohrnky jsou speciaacutelně vyrobeneacute naacutedoby ktereacute sloužiacute

k uchovaacuteniacute teploty tekutiny uvnitř Termoska byla vynalezena v roce 1982

Zaacutekladniacutem principem termosky je dvojitaacute vnitřniacute naacutedoba s lesklyacutemi dvojityacutemi

stěnami a z mezery mezi stěnami obou naacutedob je odčerpaacuten veškeryacute vzduch Přes

toto vakuoveacute prostřediacute nemůže tepelnaacute energie pronikat vedeniacutem tepelneacute

zaacuteřeniacute se odraacutežiacute zpět od lesklyacutech stěn u naacutedoby opatřeneacute zaacutetkou je omezen

i přenos prouděniacutem Diacuteky tomuto principu zůstaacutevaacute tekutina v naacutedobě teplaacute

nebo chladnaacute až po dobu několika hodin Většinou se dodaacutevajiacute termosky

s hrniacutečkem nebo sloužiacute jako hrniacuteček viacutečko laacutehve Různeacute firmy takeacute nabiacutezejiacute

možnost potisku vašiacute termosky

Ciacutel

Ověřit schopnost termohrnku udržet naacutepoj teplyacute po určitou dobu

Pomůcky

LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA různeacute termohrnky

- 185 -

Scheacutema

Postup

1 Teploměry zapojiacuteme do konektorů CH 1 až CH 4 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute (viz scheacutema) Dva termohrnky majiacute viacutečka Termohrnek

vpravo je bez viacutečka Vlevo je obyčejnyacute porcelaacutenovyacute hrnek

3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme ho přes USB k PC V programu LoggerPro

v menu Experiment ndash Sběr dat zatrhneme Nepřerušenyacute sběr dat

4 Do všech termohrnků nalijeme stejneacute množstviacute horkeacute vody z konvice

5 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

- 186 -

6 Po určiteacute době (např 2 až tři hodiny) zastaviacuteme měřeniacute

7 Vysloviacuteme zaacutevěr Co vše maacute vliv na udrženiacute tepleacuteho naacutepoje

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Opakujeme měřeniacute u všech termohrnků bez viacuteček

2 Opakujeme měřeniacute u všech hrnků s viacutečky

3 Opakujeme měřeniacute se studenyacutem naacutepojem Využijeme při tom kostky ledu

- 187 -

Elektrodynamika 41 MAGNETICKEacute POLE VODIČE

Fyzikaacutelniacute princip

Roku 1820 Hans Christian Oersted prokaacutezal že vodič jiacutemž prochaacuteziacute

elektrickyacute proud vytvaacuteřiacute kolem sebe magnetickeacute pole

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar soustřednyacutech kružnic ležiacuteciacutech v rovinaacutech

kolmyacutech na vodič Orientace indukčniacutech čar zaacutevisiacute na směru proudu a k jejiacutemu

určeniacute použiacutevaacuteme Ampeacuterovo pravidlo praveacute ruky Naznačiacuteme uchopeniacute

vodiče do praveacute ruky tak aby palec ukazoval dohodnutyacute směr proudu ve

vodiči prsty pak ukazujiacute orientaci magnetickyacutech indukčniacutech čar

- 188 -

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho

vodičem a na vzdaacutelenosti od vodiče

Pomůcky

LabQuest rezistor 10 Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA vodič

regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127

- 189 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash

max 06A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci v okoliacute vodiče

6 Potom nastaviacuteme konstantniacute hodnotu proudu a pohybujeme teslametrem

v kolmeacutem směru k ose vodiče

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce B na velikosti

elektrickeacuteho proudu I a na vzdaacutelenosti

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ze znalosti velikosti proudu a vzdaacutelenosti od vodiče spočiacutetej magnetickou

indukci

IB

d kde μ0 = 4πmiddot10

ndash7NmiddotA

ndash2

- 190 -

Elektrodynamika 42 SIacuteLA PŮSOBIacuteCIacute NA VODIČ

V MAGNETICKEacuteM POLI

Fyzikaacutelniacute princip

Na vodič o deacutelce l kteryacutem prochaacuteziacute proud I a je umiacutestěnyacute v magnetickeacutem poli

trvaleacuteho magnetu s indukciacute B působiacute siacutela F = BIl

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost siacutely působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli na velikosti proudu

prochaacutezejiacuteciacuteho vodičem

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA ampeacutermetr HCS-BTA vodič magnet

regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute KXN-305D rezistor 2 Ω-10 W

- 191 -

Scheacutema

- 192 -

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

siloměr DFS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo ndash5 A Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Siacutela a Spojovat body

Dole ndash003 N a Nahoře 003 N V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash

max 5 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Regulovatelnyacutem zdrojem zmenšujeme napětiacute (proud) na 0 V (0 A)

Přepoacutelujeme zapojeniacute zdroje Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute

(proud) Kontrolujeme proud ndash max 5 A Graf se vykresluje na opačnou stranu

osy y Siloměrem měřiacuteme siacutelu působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli

7 Provedeme analyacutezu grafu ndash proložiacuteme lineaacuterniacute funkci

8

9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute siacutela na velikosti elektrickeacuteho proudu I

- 193 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vypočiacutetej velikost siacutely ze znaacutemyacutech hodnot B I a l F BIl Magnetickou

indukci B změř teslametrem uvnitř magnetickeacuteho pole magnetu

2 Miacutesto jednoducheacuteho vodiče použij několik zaacutevitů vodiče (viz scheacutema)

Porovnej vyacutesledky měřeniacute

3 Měřeniacute uspořaacutedej vodorovnyacutem směrem Siloměr bude zavěšenyacute svisle

a ciacutevka bude otočně upevněnaacute uprostřed Ktereacute uspořaacutedaacuteniacute je vyacutehodnějšiacute

- 194 -

Elektrodynamika 43 ELEKTROMAGNETICKAacute

INDUKCE

Fyzikaacutelniacute princip

Elektromagnetickaacute indukce je jev při ktereacutem vznikaacute elektrickeacute napětiacute ve

vodiči změnou magnetickeacuteho pole v okoliacute vodiče (ciacutevky) Indukovaneacute napětiacute

zaacutevisiacute na velikosti změny magnetickeacuteho pole i na rychlosti jeho změny

Ciacutel

Změřit indukovaneacute napětiacute Ověřit na čem zaacutevisiacute

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA ciacutevka s jaacutedrem permanentniacute magnet

- 195 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod

dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 5 s

Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Roztočiacuteme

permanentniacute magnet v těsneacutem okoliacute ciacutevky (jaacutedra)

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 196 -

4 Opakujeme měřeniacute s rychlejšiacutem (pomalejšiacutem) otaacutečeniacutem magnetu

5 Vyměniacuteme magnet za bdquosilnějšiacuteldquo

6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash na čem zaacutevisiacute indukovaneacute napětiacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus ciacutevku s jinyacutem počtem zaacutevitů

2 Zkus pohybovat membraacutenou reproduktoru a měřit indukovaneacute napětiacute

3 Zkus napjatou strunu umiacutestit do magnetickeacuteho pole a na niacute měřit velikost

indukovaneacuteho napětiacute

- 197 -

Elektrodynamika 44 STŘIacuteDAVYacute PROUD

Fyzikaacutelniacute princip

Střiacutedavyacute proud (napětiacute) je proud kteryacute staacutele měniacute svoji velikost i směr Časovyacute

průběh různyacutech střiacutedavyacutech proudů (napětiacute) může byacutet harmonickyacute (sinusoida)

obdeacutelniacutekovyacute trojuacutehelniacutekovyacutehellip

Z časoveacuteho průběhu harmonickeacuteho proudu (napětiacute) můžeme určit periodu

frekvenci a amplitudu

Ciacutel

Změř časovyacute průběh harmonickeacuteho napětiacute a urči jeho efektivniacute hodnotu

periodu frekvenci a amplitudu Urči vztahy mezi nimi

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA (+ndash10 V) zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute do 5 V

multimetr

- 198 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme voltmetr VP-BTA (+ndash10 V)

2 Do školniacuteho zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute (max 5 V stř) připojiacuteme rezistor

100 Ω

3 Paralelně k tomuto rezistoru připojiacuteme multimetr zapojenyacute jako střiacutedavyacute

voltmetr Zkontrolujeme že napětiacute neniacute většiacute než 5 V (efektivniacute hodnota)

4 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

01 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute

přes 001 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

5 Připojiacuteme vyacutevody voltmetru k rezistoru a stiskneme tlačiacutetko START

(měřeniacute) na LabQuestu

6 Po proběhleacutem měřeniacute v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika ndash Napětiacute

7 Z tabulky Statistika můžeme odečiacutest max hodnotu napětiacute = amplituda

Umax = V

8 Na voltmetru odečteme efektivniacute hodnotu napětiacute Uef = V

- 199 -

9 Vzhledem k tomu že jsme zadali dobu měřeniacute 01 s tak se zobrazilo přesně

5 period Tzn že jedna perioda je T = 002 s a frekvence je f = 50 Hz

10 Vypočiacutetaacuteme poměr Umax Uef =

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jako zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute můžeme

použiacutet samotnyacute LabQuest s vyacutekonovyacutem

zesilovačem PAMP kteryacute připojiacuteme

k LabQuestu a v aplikaci Zesilovač (generaacutetor

funkciacute) můžeme nastavovat druh střiacutedaveacuteho

signaacutelu (sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek pila)

frekvenci a amplitudu Pomociacute druheacuteho

LabQuestu můžeme kontrolovat ndash měřit tento

střiacutedavyacute signaacutel

2 Jako jinyacute zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute (proudu)

můžeme použiacutet generaacutetor funkciacute NTL I u něj

je možneacute nastavovat druh střiacutedaveacuteho signaacutelu

(sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek) frekvenci

a amplitudu kterou můžeme pomociacute

LabQuestu měřit

3 Kde se využiacutevaacute střiacutedaveacute napětiacute (proud) S jakyacutem průběhem

4 Zkus změřit střiacutedaveacute napětiacute v nějakeacutem přiacutestroji např na reproduktoru

baterioveacuteho raacutedia Pozor střiacutedaveacute napětiacute musiacute byacutet menšiacute než plusmn10 V Ověř

nejdřiacuteve stř voltmetrem

- 200 -

Elektrodynamika 45 TŘIacuteFAacuteZOVEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Třiacutefaacutezoveacute napětiacute vznikaacute otaacutečeniacutem magnetu v soustavě třiacute ciacutevek Maacuteme tedy tři

zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute ndash faacuteze Třiacutefaacutezovyacute rozvod lze využiacutet k zapojeniacute do

hvězdy nebo k zapojeniacute do trojuacutehelniacuteku Faacutezoveacute napětiacute (u1 u2 u3) je napětiacute

(v našich domaacutecnostech 230 V) mezi středniacutem vodičem (N) a faacutezovyacutem

vodičem (L1 L2 L3) Sdruženeacute napětiacute (u12 u13 u23) je napětiacute (v našich

domaacutecnostech 400 V) mezi libovolnyacutemi dvěma faacutezovyacutemi vodiči

Ciacutel

Změřit časovyacute průběh napětiacute třiacute faacuteziacute v zapojeniacute do hvězdy Ověřit že součet

napětiacute v každeacutem čase je nulovyacute Ověřit že poměr sdruženeacuteho a faacutezoveacuteho

napětiacute je 173kraacutet většiacute

Pomůcky

LabQuest zdroj třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute 3 rezistory 100 Ω 3 voltmetry VP-BTA

- 201 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme 3 voltmetry VP-BTA ke vstupům CH1 CH2 a CH3 LabQuestu

Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu Na zdroji třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute nastaviacuteme hodnotu

faacutezoveacuteho napětiacute do 5 V

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

005 s Frekvence 10 000 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Uložiacuteme měřeniacute

- 202 -

5 Provedeme analyacutezu grafu Odečiacutetaacuteme v každeacutem časoveacutem okamžiku

okamžiteacute hodnoty napětiacute u1 u2 a u3 a provaacutediacuteme jejich součet ndash ověřujeme že

součet je nulovyacute

6 Střiacutedavyacutem voltmetrem změřiacuteme sdruženeacute a faacutezoveacute napětiacute (efektivniacute

hodnoty) a vypočiacutetaacuteme jejich poměr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z grafu ndash časoveacuteho průběhu napětiacute urči o jakou čaacutest periody jsou

posunuta napětiacute

2 Z grafu urči jakyacute je frekvence a perioda střiacutedavyacutech napětiacute

3 Jakyacute je poměr efektivniacute a maximaacutelniacute hodnoty faacutezoveacuteho střiacutedaveacuteho napětiacute

ktereacute jsi naměřil

4 Z grafu urči amplitudu sdruženeacuteho napětiacute a amplitudu faacutezoveacuteho napětiacute

Jakyacute je jejich poměr

- 203 -

Elektrodynamika 46 ELEKTROMAGNETICKEacute VLNY

Fyzikaacutelniacute princip

Magnetickeacute pole můžeme znaacutezornit pomociacute indukčniacutech čar

Elektrickeacute pole popisujeme elektrickyacutemi siločarami

Elektrickeacute a magnetickeacute pole spolu často souvisejiacute Mluviacuteme pak

o elektromagnetickeacutem poli Elektromagnetickeacute vlny jsou přiacutečneacute a šiacuteřiacute se i ve

vakuu Šiacuteřiacute se rychlostiacute světla Elektromagnetickyacutemi vlnami se přenaacutešejiacute

signaacutely rozhlasu televize mobilniacutech telefonů atd I světlo je elektromagnetickeacute

vlněniacute (zaacuteřeniacute)

- 204 -

Mezi frekvenciacute f vlnovou deacutelkou λ a rychlostiacute šiacuteřeniacute elektromagnetickeacuteho

vlněniacute c (světla) platiacute vzorecc

f

Ciacutel

Změřit vlnovou deacutelku elektromagnetickeacuteho vlněniacute Prokaacutezat polarizaci

elektromagnetickeacute vlny

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA bezdraacutetovyacute zvonek ndash tlačiacutetko pracujiacuteciacute na

frekvenci 43392 MHz přijiacutemač s půlvlnnyacutem dipoacutelem (viz přiacutespěvek O

Lepila)

Scheacutema

- 205 -

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod

dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Pohybujeme rovnoměrnyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema pohyb 1)

5 Z poloh maxim a minim určiacuteme vlnovou deacutelku

6 Uložiacuteme měřeniacute

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pohybujeme rovnoměrnyacutem otaacutečivyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema

pohyb 2)

9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash vlnovaacute deacutelka a polarizace elektromagnetickeacuteho vlněniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vyzkoušej jak zaacutevisiacute velikost naměřeneacuteho napětiacute na vzdaacutelenosti vysiacutelače od

přijiacutemače

2 Pomociacute mřiacutežky nebo plechu vyzkoušej odraz vlněniacute (a interferenci)

- 206 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

47 TERMISTOR

Fyzikaacutelniacute princip

Termistor je polovodičovaacute součaacutestka jejiacutež odpor zaacutevisiacute na teplotě

Ciacutel

Změř zaacutevislost odporu termistoru na teplotě Urči o jakou zaacutevislost se jednaacute

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA

rychlovarnaacute konvice s horkou vodou termistory se jmenovitou hodnotou

odporu 4k7 10k 15k počiacutetač s programem Logger Pro

- 207 -

Scheacutema

Postup

1 V konvici si ohřejeme vodu

2 Teploměr TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 2 a ohmmetr do

konektoru CH 1 LabQuestu

3 K ohmmetru připojiacuteme termistor (10k) kteryacute zastrčiacuteme společně

s teploměrem do kaacutedinky

- 208 -

4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

5 Zapneme LabQuest

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Experiment ndash Sběr dat Trvaacuteniacute

300 s Frekvence 1 čteniacutes

8 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu na

osu y Odpor a na osu x Teplotu

9 Nalejeme horkou vodu z konvice do kaacutedinky s teploměrem a termistorem

a zapneme Sběr dat v programu LoggerPro

10 Voda postupně chladne a počiacutetač vykresluje graf zaacutevislosti R = f(t)

Ochlazovaacuteniacute můžeme pomalu urychlovat opatrnyacutem přileacutevaacuteniacutem studeneacute vody

a současnyacutem miacutechaacuteniacutem Pro hlubšiacute ochlazeniacute můžeme použiacutet kousek ledu

11 Po skončeniacute měřeniacute (300 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti ndash menu

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute a můžeme opakovat měřeniacute pro dalšiacute

termistor Nebo při měřeniacute použiacutet současně dva ohmmetry (CH 2 a CH 3) a dva

termistory

12 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

- 209 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z programu Logger Pro z tabulky můžeme naměřenaacute data pomociacute Ctrl+C

a Ctrl+V zkopiacuterovat do programu Excel a tam je daacutele zpracovaacutevat ndash sestrojit

graf proložit funkci

2 V programu Logger Pro můžeme v menu Analyacuteza ndash Curve Fit zkusit

proložit funkci kterou si vybereme ze seznamu Ověř vyacutepočtem (Excel

kalkulačka) že zvolenaacute funkce bdquofungujeldquo

3 Zdůvodněte proč odpor termistoru klesaacute s rostouciacute teplotou Kde se toho

využiacutevaacute

- 210 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

48 FOTOREZISTOR

Fyzikaacutelniacute princip

Fotorezistor (dřiacuteve označovaacuten jako fotoodpor) je pasivniacute elektrotechnickaacute

součaacutestka bez PN přechodu jejiacutež elektrickyacute odpor R se snižuje se zvyšujiacuteciacutem

se osvětleniacutem E

Princip fotorezistoru je založen na vnitřniacutem fotoelektrickeacutem jevu světlo

(foton) naraziacute do elektronu ve valenčniacute sfeacuteře a předaacute mu svoji energii tiacutem

elektron ziacuteskaacute dostatek energie k překonaacuteniacute zakaacutezaneacuteho paacutesu a skočiacute

z valenčniacuteho paacutesu do vodivostniacuteho Tiacutem opustiacute svůj atom a pohybuje se jako

volnyacute elektron prostorem krystaloveacute mřiacutežky Na jeho miacutestě vznikla diacutera Takto

vznikleacute volneacute elektrony přispiacutevajiacute ke sniacuteženiacute elektrickeacuteho odporu R (zvyacutešeniacute

elektrickeacute vodivosti G) Čiacutem viacutece světla na fotorezistor dopadaacute tiacutem vznikaacute viacutece

volnyacutech elektronů a zvyšuje se tiacutem elektrickaacute vodivost

Ciacutel

Změřit zaacutevislost odporu fotorezistoru na vzdaacutelenosti od zdroje světla

(žaacuterovky) Analyzovat funkčniacute zaacutevislost

- 211 -

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) fotorezistor počiacutetač

s programem Logger Pro

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 K ohmmetru připojiacuteme fotorezistor

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se

vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Fotorezistor (upevněnyacute v trubičce) nastaviacuteme 10 cm od žaacuterovky

- 212 -

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 10 cm a stiskneme OK

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 20 cm 30 cmhellip

150 cm

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute fotorezistory

14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Připoj k LabQuestu luxmetr a změř zaacutevislost odporu na osvětleniacute

- 213 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

49 TRANZISTOR JAKO SPIacuteNAČ A ZESILOVAČ

Fyzikaacutelniacute princip

Tranzistor je polovodičovaacute součaacutestka se dvěma přechody PN Středniacute čaacutest

krystalu polovodiče je baacuteze B a přechody PN ji oddělujiacute od oblasti s opačnyacutem

typem vodivosti kolektorem C a emitorem E Podle druhu vodivosti

jednotlivyacutech čaacutestiacute označujeme tranzistory jako typy NPN a PNP

Zaacutekladniacute funkce tranzistoru Maleacute napětiacute v obvodu baacuteze vzbuzuje proud

kteryacute je přiacutečinou mnohokraacutet většiacuteho proudu v obvodu kolektoroveacutem Tranzistor

se použiacutevaacute jako bdquoelektronickyacute spiacutenačldquo a bdquozesilovačldquo

- 214 -

Ciacutel

Ověřit činnost tranzistoroveacuteho spiacutenače a tranzistoroveacuteho zesilovače

Pomůcky

LabQuest dva voltmetry VP-BTA zapojeniacute tranzistoru jako spiacutenače

a zesilovače (podle scheacutema) generaacutetor signaacutelu baterie 45 V

Scheacutema

a) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquospiacutenačeldquo

- 215 -

b) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquozesilovačeldquo

Postup

1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 a CH 2 LabQuestu

2 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquospiacutenačldquo dle scheacutema a) Voltmetry měřiacuteme napětiacute

UBE (U1) a UCE (U2)

3 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme trojuacutehelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 5V

4 Voltmetr U1 připojiacuteme mezi baacutezi a emitor (UBE) Voltmetr U2 připojiacuteme

mezi kolektor a emitor (UCE)

5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

3 s Frekvence 10 000 čteniacutes

6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

- 216 -

Tranzistor jako bdquospiacutenačldquo

7 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

8 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquozesilovačldquo dle scheacutema b) Voltmetry měřiacuteme

napětiacute UBE (U1) a UCE (U2) Potenciometrem P nastaviacuteme bdquopracovniacute bod

tranzistoruldquo ndash UCE bude miacutet polovičniacute hodnotu napaacutejeciacuteho napětiacute

9 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme sinusovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 015 V

10 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 01 s Frekvence 10 000 čteniacutes

11 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

- 217 -

12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

13 Určiacuteme jakyacute je poměr UCEUBE

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Při jakeacutem napětiacute UBE tranzistor bdquosepneldquo Jak dlouho probiacutehaacute bdquosepnutiacuteldquo

2 Zkus měnit kmitočet vstupniacuteho napětiacute zesilovače

3 Zkus měnit nastaveniacute pracovniacuteho bodu Jakyacute to maacute vliv na vyacutestupniacute signaacutel

4 Zkus měnit velikost střiacutedaveacuteho vstupniacuteho napětiacute Jakyacute to maacute vliv na tvar

vyacutestupniacuteho napětiacute

- 218 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

410 INTEGROVANYacute OBVOD

Fyzikaacutelniacute princip

Prvniacute integrovanyacute obvod zkonstruoval Jack Kilby koncem srpna 1958 (r 2000

Nobelova cena za fyziku) Integrovaneacute obvody jsou součaacutestky ktereacute v jednom

pouzdře obsahujiacute velkeacute množstviacute vodičů rezistorů kondenzaacutetorů diod

a tranzistorů Děliacuteme je na čiacuteslicoveacute analogoveacute hellip

- 219 -

Ciacutel

Ověřit činnost integrovaneacuteho obvodu (čiacuteslicovyacute analogovyacute hellip)

Pomůcky

LabQuest tři voltmetry VP-BTA moduly zapojeniacute integrovanyacutech obvodů

LabQuest jako generaacutetor signaacutelu nebo jinyacute generaacutetor signaacutelu

- 220 -

Scheacutema

a) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo

b) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo

- 221 -

Postup

1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu

2 Zapojiacuteme čiacuteslicovyacute integrovanyacute obvod MH 7400 jako bdquoANDldquo bdquoORldquo hellip

dle scheacutematu a) b)

3 Na dvou generaacutetorech signaacutelu nastaviacuteme

obdeacutelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 45 V

4 Na prvniacutem generaacutetoru nastaviacuteme kmitočet

2 Hz a na druheacutem 3 Hz Připojiacuteme je na

vstupy A a B a připojiacuteme k nim voltmetry 1

a 2 K vyacutestupu Y připojiacuteme 3 voltmetr

5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 s Frekvence 200 čteniacutes

6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme

- 222 -

Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo

Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute

funkce bdquoNANDldquo

2 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute

funkce bdquoNORldquo

3 Zkus dalšiacute logickeacute funkce

4 Vyzkoušej funkci jinyacutech čiacuteslicovyacutech integrovanyacutech obvodů Např MH

7493 MH 74153 hellip

5 Vyzkoušej funkci jinyacutech analogovyacutech integrovanyacutech obvodů Např NE

555 hellip

- 223 -

Atomy a zaacuteřeniacute 411 RADIOAKTIVITA A OCHRANA

PŘED ZAacuteŘENIacuteM

Fyzikaacutelniacute princip

Radioaktivita je samovolnaacute přeměna jader Při přeměnaacutech jader vznikaacute zaacuteřeniacute

alfa beta gama a dalšiacute Poločas přeměny je doba za kterou se přeměniacute

polovina původniacuteho počtu radioaktivniacutech jader Ionizujiacuteciacute zaacuteřeniacute škodiacute všem

živyacutem buňkaacutem a je potřeba se před niacutem chraacutenit

Ciacutel

Změř uacuteroveň pozadiacute v miacutestnosti a na louce Ověř uacutečinek ozaacuteřeniacute detektoru od

zdroje zaacuteřeniacute na vzdaacutelenosti době tloušťce stiacuteněniacute a materiaacutelu stiacuteněniacute Ověř

zaacutekon radioaktivniacute přeměny Urči poločas přeměny baria 137m

Ba

Pomůcky

LabQuest souprava GAMABETA (GABEset-1) kabel k propojeniacute detektoru

s LabQuestem (viz doplňkovyacute text) souprava GABEset-2 přiacutepadně detektor

zaacuteřeniacute DRM-BTD

- 224 -

Scheacutema

Postup

1 Propojiacuteme detektor zaacuteřeniacute DRM-BTD (od firmy Vernier) nebo indikaacutetor

zaacuteřeniacute IRA ze soupravy GAMABETA 2007 (staršiacute GABEset-1) do konektoru

DIG 1 LabQuestu V druheacutem přiacutepadě musiacuteme požiacutet propojovaciacute kabel (viz

doplňkovyacute text nebo httpwwwvernierczclankypropojeni-gamabety-s-

labquestem)

2 Zapneme LabQuest V menu Senzor ndash Nastaveniacute senzorů vybereme pro

DIG 1 Detektor radiace Je vyacutehodneacute připojit dva detektory současně Druhyacute do

DIG 2 Oba umiacutestiacuteme na různaacute miacutesta (ne vedle sebe)

- 225 -

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Frekvence 01 čteniacutes a Trvaacuteniacute

100s

4 V menu Graf ndash Parametry grafu zvoliacuteme Automatickeacute měřiacutetko od nuly

5 Detektor (y) zaacuteřeniacute postaviacuteme volně na stůl Nepoužiacutevaacuteme žaacutednyacute zdroj

zaacuteřeniacute

6 Zapneme Sběr dat Měřeniacute bude probiacutehat 100 s v 10-ti sekundovyacutech

intervalech Vykresluje (iacute) se křivka (y) kteraacute (eacute) znaacutezorňuje (iacute) radioaktivitu

kolem naacutes (pozadiacute) v miacutestnosti nebo na louce Radioaktivita je přirozenou

součaacutestiacute našeho života Pokud použijeme dva detektory současně vidiacuteme že na

různyacutech miacutestech je jinyacute naacutepočet Radioaktivniacute přeměny majiacute statistickou

povahu

7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme (menu Graf ndash Uložit měřeniacute)

8 Pro dalšiacute měřeniacute můžeme změnit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme

Frekvence 001 čteniacutes a Trvaacuteniacute 1 000 s

9 V dalšiacutech měřeniacutech postupujeme stejně (bod 6 a 7) ale můžeme plnit

různeacute uacutekoly

a) Stanovit uacutečinek vzdalovaacuteniacute detektoru od zdroje zaacuteřeniacute (použijeme školniacute

zdroj zaacuteřeniacute ze soupravy GAMABETA) Pokud použijeme dva detektory

současně jeden nechaacuteme samostatně a druhyacute budeme ozařovat zdrojem zaacuteřeniacute

z různyacutech vzdaacutelenostiacute a v 10-ti (přiacutepadně při změně nastaveniacute bod 8 ndash 100)

sekundovyacutech intervalech budeme zdroj zaacuteřeniacute postupně po 2 cm vzdalovat od

detektoru

b) Stanovit miacuteru absorpce zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na tloušťce vrstvy

stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu Jeden detektor ozařujeme zaacuteřeniacutem beta a druhyacute zaacuteřeniacutem

gama (ze školniacuteho zdroje zaacuteřeniacute) Přitom v danyacutech časovyacutech intervalech

měniacuteme tloušťku měděneacute destičky (viz naacutevod k soupravě GAMABETA)

Vzhledem k tomu že je možno nastavit 6 různyacutech tlouštěk destičky (ek) potom

je vhodneacute dobu trvaacuteniacute změnit na 60 přiacutepadně 600 sekund

c) Stanovit rozdiacutel v absorpci zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na protonoveacutem

čiacutesle stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu shodneacute tloušťky Souprava GAMABETA obsahuje

destičky různyacutech materiaacutelů hliniacutek železo ciacuten měď olovo Prvniacute měřeniacute

provaacutediacuteme bez absorpčniacute destičky a potom postupně vystřiacutedaacuteme destičky

z různyacutech materiaacutelů Pro měřeniacute b) a c) je vhodnějšiacute doba trvaacuteniacute 600 s protože

- 226 -

změna tloušťky nebo materiaacutelu vyžaduje dvě sekundy a tiacutem zmenšiacuteme chybu

měřeniacute v jednotlivyacutech intervalech

d) Ověřeniacute zaacutekona radioaktivniacute přeměny Pro měřeniacute je potřeba ještě

souprava GABEset-2 kteraacute umožňuje přiacutepravu eluaacutetu baria k určeniacute poločasu

přeměny baria 137m

Ba (cca 150 s) K měřeniacute musiacuteme proveacutest nastaveniacute v bodě

8 (viz vyacuteše) Postupujeme podle naacutevodu v soupravě GABEset-2

10 Vysloviacuteme zaacutevěry

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus vyacuteše uvedenaacute měřeniacute proveacutest s připojenyacutem LabQuestem k PC

v programu Logger Pro Zde je možno nastavit zobrazeniacute grafu v sloupečciacutech

ndash menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu ndash Graph options ndash Bar graph

2 Zkus proměřit poločas přeměny s připojenyacutem LabQuestem k PC

v programu Logger Pro Pro detektor 1 můžeme proveacutest analyacutezu grafu

Analyacuteza ndash CurveFit ndash Natural exponent (proložit exponenciaacutelniacute funkci)

Poločas rozpadu je pak převraacutecenou hodnotou koeficientu C (viz niacuteže graf)

- 227 -

Atomy a zaacuteřeniacute 412 SLUNCE ndash SDIacuteLENIacute TEPLA

SAacuteLAacuteNIacuteM

Fyzikaacutelniacute princip

Slunce vysiacutelaacute elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute do prostoru Dopadne-li toto zaacuteřeniacute na

nějakeacute jineacute těleso a dojde-li k pohlceniacute tohoto zaacuteřeniacute zvyacutešiacute se vnitřniacute energie

tohoto tělesa Souhrnně se vzaacutejemneacute saacutelaacuteniacute a pohlcovaacuteniacute při dvou nebo i viacutece

tělesech s různyacutemi teplotami nazyacutevaacute sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem Dopadne-li toto

zaacuteřeniacute na jineacute těleso je čaacutestečně pohlceno čaacutest se odraacutežiacute a čaacutest prochaacuteziacute

tělesem Pohlceneacute zaacuteřeniacute způsobuje zvyacutešeniacute vnitřniacute energie tělesa odraženeacute

zaacuteřeniacute dopadaacute na jinaacute tělesa a prochaacutezejiacuteciacute zaacuteřeniacute přechaacuteziacute na jinaacute tělesa

Pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa zaacutevisiacute předevšiacutem na jakosti povrchu

a takeacute na barvě povrchu V praxi maacute tento poznatek vyacuteznam předevšiacutem při

konstrukci různyacutech zařiacutezeniacute např biacuteleacute chladničky a mrazaacuteky (aby se co nejviacutece

zaacuteřeniacute odrazilo) v leacutetě nosiacuteme předevšiacutem světleacute oblečeniacute Chceme-li naopak

aby se co nejviacutece zaacuteřeniacute pohltilo voliacuteme černou barvu povrchu

Ciacutel

Ověřit pohltivost různyacutech povrchů

Pomůcky

LabQuest 4 ks teploměr TMP-BTA 4 ks PET laacutehviacute s různyacutem povrchem

žaacuterovka 100 W 300 W

- 228 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměry TMP-BTA ke vstupům CH1 až CH4 LabQuestu

Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

600 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Zapneme žaacuterovku 300 W

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 229 -

5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa na

jakosti povrchu a takeacute na barvě povrchu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute se 100 W žaacuterovkou

2 Provedeme měřeniacute pro jineacute barvy a povrchy

- 230 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

413 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK I

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na osvětleniacute E

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)

- 231 -

Scheacutema

- 232 -

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E

solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 Na ose x zvoliacuteme Osvětleniacute (Illumination (lux)) a na ose y Vyacutekon (mW)

6 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzoreks

daacutele zatrhneme volbu Nepřerušenyacute sběr dat

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Plynule přibližujeme (přiacutepadně vzdalujeme) žaacuterovku k solaacuterniacutem člaacutenkům

Měřiacuteme zaacutevislost P = f(E)

9 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

10 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků zapojenyacutech seacuteriově a paralelně

- 233 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

414 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK II

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na uacutehlu natočeniacute solaacuterniacutech člaacutenků

vzhledem ke zdroji světla

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)

- 234 -

Scheacutema

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E

solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

- 235 -

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev

sloupce Uacutehel Značka α Jednotky deg

6 Na ose x zvoliacuteme Uacutehel (deg) a na ose y Vyacutekon (mW)

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute

panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky

9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu uacutehlu 0deg

10 Natočiacuteme solaacuterniacute panel o 10deg od směru šiacuteřeniacute světla Využijeme uacutehloměr na

stavebnici solaacuterniacutech panelů Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu

uacutehlu 10deg

11 Opakujeme postup pro dalšiacute hodnoty uacutehlů 20deg 30deg hellip 90deg

12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

13 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků osvětlenyacutech Sluncem

- 236 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

415 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK III

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na vlnoveacute deacutelce světla - filtru

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad) barevneacute filtry ze

stavebnice

- 237 -

Scheacutema

- 238 -

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev

sloupce Barva filtru Značka λ Jednotky nm

6 Na ose x zvoliacuteme Barva filtru (nm) a na ose y Vyacutekon (mW)

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute

panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky Před solaacuterniacute

člaacutenky vložiacuteme bdquomodryacute filtrldquo

- 239 -

9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu vlnoveacute deacutelky modreacuteho

světla ndash 460 nm

10 Opakujeme postup pro zelenyacute žlutyacute a červenyacute filtr

11 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

12 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pomociacute spektrofotometru změř vlnovou deacutelku světla ktereacute projde přes danyacute

barevnyacute filtr

2 Vyzkoušej jineacute barevneacute filtry

Mgr Vaacuteclav Pazdera

Měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier

Vydal Repronis v Ostravě roku 2012

Technickaacute uacuteprava textu doc RNDr Oldřich Lepil CSc

Naacutevrh obaacutelky

Tisk Repronis s r o Ostrava

Počet stran 240

Naacuteklad 150 ks

Vydaacuteniacute prvniacute

ISBN 978-80-7329-

Page 7: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk

- 8 -

veličin pomociacute měřiacuteciacutech systeacutemů ve spojeniacute s PC

Jakeacute jsou vyacutehody měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier (nebo

jinyacutech)

K měřiciacutemu systeacutemu můžeme připojit až 60 různyacutech senzorů

Všechna měřeniacute různyacutech fyzikaacutelniacutech veličin se ovlaacutedajiacute stejně což přinaacutešiacute

meacuteně stresu viacutece času a radosti z měřeniacute

Při použitiacute dataprojektoru maacuteme obrovskyacute měřiciacute přiacutestroj

Měřeniacute můžeme provaacutedět ve třiacutedě i v tereacutenu

Měřeniacute lehce zvlaacutednou bdquomaliacuteldquo i bdquovelciacuteldquo

Můžeme měřit několik veličin současně a v zaacutevislosti na sobě

Naměřeneacute hodnoty lze přenaacutešet i do jinyacutech programů

Naměřeneacute hodnoty lze uložit pro dalšiacute měřeniacute nebo zpracovaacuteniacute

Lze měřit i obtiacutežně měřeneacute veličiny a lze měřit i dopočiacutetaacutevaneacute veličiny

Lze měřit velmi rychleacute děje a velmi pomaleacute děje

Pořiacutezeniacute měřiacuteciacuteho systeacutemu neniacute draheacute

Maacuteme k dispozici hodně naacutemětů k měřeniacute

Vyacutesledek měřeniacute naacutes někdy překvapiacute a hellip poučiacute

Ve většině měřeniacute je vyacutestupem bdquografldquo ndash velmi naacutezorně se buduje vniacutemaacuteniacute

fyzikaacutelniacutech vztahů mezi veličinami

hellip

Přeji mnoho zdaru při měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin a hodně radosti z naměřenyacutech

vyacutesledků

Olomouc 2012 Vaacuteclav Pazdera

- 9 -

Veličiny a jejich měřeniacute

11 DEacuteLKA

Fyzikaacutelniacute princip

Rozměry těles přiacutepadně vzdaacutelenosti mezi tělesy určujeme zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute

veličinou ktereacute řiacutekaacuteme deacutelka l Zaacutekladniacute jednotkou deacutelky je metr

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru vzdaacutelenost mezi tělesy

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo

Scheacutema

- 10 -

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od

senzoru ke stropu k tabuli k zemi k rucehellip

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat

se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se

člověka od senzoru (0 až 6 m)

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu ndash kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od

senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od

senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem

kornoutem nebo mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka

vlaacutečkuhellip

6 Ukončiacuteme měřeniacute

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je funkciacute

času

- 11 -

Veličiny a jejich měřeniacute

12 HMOTNOST

Fyzikaacutelniacute princip

Množstviacute laacutetek v tělese popisujeme hmotnostiacute m Jednotkou hmotnosti je

kilogram kg Hmotnost tělesa můžeme určit vaacuteženiacutem pomociacute vaacutehy

Ciacutel

Zkontrolovat hmotnost přesnyacutech zaacutevažiacute ze sady zaacutevažiacute Určit hmotnost m

různyacutech těles minciacute hmotnost bdquostejnyacutechldquo zaacutevažiacute CO2 vzduchu hořiacuteciacuteho

kahanu hořiacuteciacute sviacutečky laacutehve s vodouhellip

Pomůcky

Počiacutetač program LoggerPro digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 teploměr GoTemp

sada zaacutevažiacute sada stejnyacutech krychliček z různyacutech materiaacutelů kahan sviacutečka PET

laacutehev mince

- 12 -

Scheacutema

Postup

1 Digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 (rozsah 0 až 4 000 g) zapojiacuteme do konektoru

USB počiacutetače

2 Spustiacuteme program LoggerPro

3 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g hellip) a

kontrolujeme zda vaacutehy ukazujiacute spraacutevnou hmotnost Naměřeneacute hmotnosti

zapisujeme do tabulky

4 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme stejneacute krychličky 1cm3 (nebo zaacutevažiacute)

z různyacutech materiaacutelů (Al Fe Zn Cu Pb dřevahellip) Naměřeneacute hmotnosti

zapisujeme do tabulky

5 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme mince (1 Kč 2 Kč 5 Kčhellip) Naměřeneacute

hmotnosti zapisujeme do tabulky

6 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Trvaacuteniacute

200 s Frekvence 1 čteniacutes

7 Na digitaacutelniacute vaacutehu postaviacuteme PET laacutehev s uzavřenyacutem odtokem

- 13 -

8 Uvolniacuteme odtok a současně stiskneme tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Měřiacuteme

jak se měniacute hmotnost kapalneacuteho tělesa po dobu 200 sekund Pokud je otvor

malyacute (voda vyteacutekaacute deacutele než je nastavenaacute doba) tak prodloužiacuteme dobu trvaacuteniacute

měřeniacute Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme naměřenyacute graf a přiacutepadně vyhodnotiacuteme

jeho průběh

9 Stejneacute měřeniacute (ad 8)) ale na hrdle PET laacutehve je našroubovaacuten vršek

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proveď analyacutezu naměřeneacuteho grafu ndash menu Analyacuteza ndash Proložit křivku nebo

Analyacuteza ndash Statistika

2 Stejneacute měřeniacute (ad 7) můžeme proveacutest s hořiacuteciacute sviacutečkou nebo s přiteacutekajiacuteciacute

vodou do PET laacutehve

3 Do PET laacutehve postaveneacute na digitaacutelniacute vaacuteze daacuteme určiteacute množstviacute octa (1dl)

můžeme takeacute přidat teploměr GoTemp zapneme měřeniacute a přisypeme saacuteček

sody Měřiacuteme zda se zmenšiacute hmotnost reagujiacuteciacute směsi (unikaacute plyn CO2)

Sledujeme i teplotu reagujiacuteciacutech laacutetek Zůstaacutevaacute hmotnost stejnaacute nebo se měniacute

Pokud maacuteme senzor pH můžeme při reakci sledovat i tuto vlastnost

4 Dvoulitrovou praacutezdnou PET laacutehev (uřiacuteznuteacute hrdlo) postav na digitaacutelniacute vaacutehu

V programu LoggerPro stiskni tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Naleacutevej do praacutezdneacute

laacutehve oxid uhličityacute (vyrobenyacute reakciacute octa a sody nebo z bombičky sifonu)

Pozoruj jak se měniacute hmotnost Nech měřeniacute běžet delšiacute dobu a pozoruj jak se

měniacute hmotnost Vyhodnoť měřeniacute Z naměřenyacutech hodnot a ze znalosti hustoty

vzduchu (129 kgm3) urči hustotu oxidu uhličiteacuteho Jakou maacute oxid uhličityacute

hustotu v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu

- 14 -

Veličiny a jejich měřeniacute

13 ČAS REAKČNIacute DOBA

Fyzikaacutelniacute princip

Čas je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličina kteraacute se nejčastěji označuje malyacutem

piacutesmenem t Jednotkou času je sekunda s

Reakčniacute doba člověka je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute

udaacutelosti do jeho reakce Mnoho faktorů ovlivňuje reakčniacute dobu člověka

Ciacutel

Změřit časoveacute uacuteseky různyacutech dějů pomociacute stopek LabQuestu

Změřit reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět

Pomůcky

LabQuest ultrazvukoveacute měřidlo vzdaacutelenosti GoMotion 2 ks voltmetry VP-

BTA deacutelkoveacute měřidlo

- 15 -

Scheacutema

Postup

1 Zapneme LabQuest a v dolniacute naacutestrojoveacute liště klikneme na ikonu domeček

2 V zobrazeneacute nabiacutedce zvoliacuteme Stopky

3 Stopky ovlaacutedaacuteme třemi tlačiacutetky ndash startstop vynulovaacuteniacute a zkopiacuterovaacuteniacute

aktuaacutelniacuteho uacutedaje z displeje např do kalkulačky Vyzkoušej si to

4 Změřiacuteme časoveacute uacuteseky různyacutech dějů

a) dobu mezi dvěma zvuky (generujeme pomociacute programu na PC ndash lze

přesně nastavit dobu dvě tlesknutiacute)

b) dobu kmitu kyvadla (dvěma po sobě jdouciacutem kyvům řiacutekaacuteme kmit)

c) dobu volneacuteho paacutedu tělesa z vyacutešky 2 metry můžeme ověřit pomociacute

GoMotion

d) dobu volneacuteho paacutedu dřevěneacute tyčky s deskou kterou jeden člověk pustiacute a

druhyacute chytiacute můžeme ověřit pomociacute GoMotion

- 16 -

e) dobu pohybu tělesa (autiacutečko vlaacuteček) po vodorovneacute podložce

f)

5 Změřiacuteme reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět

a) Světelnyacute ndash k LabQuestu připojiacuteme dva voltmetry VP-BTA prvniacute

připojiacuteme na LED (žaacuterovku) kteraacute je zapojena do obvodu s tlačiacutetkem

druhyacute připojiacuteme na rezistor zapojenyacute v obvodu s tlačiacutetkem prvniacute student

stiskne tlačiacutetko v prvniacutem obvodu a druhyacute stiskne v reakci na rozsviacutecenou

LED-ku (žaacuterovku) tlačiacutetko v druheacutem obvodu na LabQuestu

vyhodnotiacuteme dobu mezi napěťovyacutemi impulzy

b) Zvukovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze miacutesto LED-ky je zapojen bzučaacutek

a druhyacute student maacute zavřeneacute oči a reaguje na zvuk

c) Dotykovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze s tiacutem že prvniacute student se druheacuteho

dotkne rukou

6 Poznaacutemka

a) U všech třiacute měřeniacute v ad 5) je potřeba nastavit na LabQuestu v menu

Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 2 s Frekvence 1 000 čteniacutes Trigger

nastaviacuteme na Zapnuto a je rostouciacute přes 1 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute

Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

b) Miacutesto druheacuteho obvodu a voltmetru můžeme použiacutet senzor stisku ruky

HD-BTA

c) Při připojeniacute (ad 4c))ultrazvukoveacuteho senzoru MD-BTD nebo GO-MOT

do vstupu DIG 1 nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim

Časovaacute zaacutekladna Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

- 17 -

7 Ukončiacuteme měřeniacute

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkuste změřit reakčniacute dobu

a) opakovaně u jednoho studenta

b) u diacutevek a chlapců

c) mladyacutech a staryacutech lidiacute

d) raacuteno a večer

Na zaacutevěr sestav přehlednou tabulku všech vyacutesledků

2 Reakčniacute doba řidiče je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute

udaacutelosti do řidičovy reakce Jejiacute doba se pohybuje kolem 2 sekund ale vždy

zaacuteležiacute na pozornosti řidiče jeho věku fyzickeacute kondici a dalšiacutech faktorech Do

reakčniacute doby se však nezapočiacutetaacutevaacute doba prodlevy a naacuteběhu brzd Pamatujte

proto na bezpečnou vzdaacutelenost mezi vozidly a udržujte odstup

3 Zkuste chytit bankovku puštěnou druhyacutem člověkem dvěma prsty (pokud ji

chytnete je vaše) Proč ji nelze chytit

- 18 -

Veličiny a jejich měřeniacute

14 RYCHLOST

Fyzikaacutelniacute princip

Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme

v metrech za sekundu m

s

nebo v kilometrech za hodinu km

h

U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se

rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT

- 19 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 3 s

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost pohybu

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a potom se

přibližovat a daacutele se naopak vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost

chůze člověka (0 až 6 m)

- 20 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho

miacuteče od senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem

papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho autiacutečka (viz foto vyacuteše) vlaacutečkuhellip

5 Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

- 21 -

Veličiny a jejich měřeniacute

15 DRAacuteHA

Fyzikaacutelniacute princip

Draacuteha s je deacutelka trajektorie Trajektorie je křivka kterou těleso opisuje při

sveacutem pohybu

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru draacutehu kterou uraziacute těleso

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo

- 22 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od

senzoru ke stropu k tabuli k zemi k ruce hellip

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat

se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se

člověka od senzoru (0 až 6 m)

- 23 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od

senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem

papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka vlaacutečku hellip

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

2 Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je

funkciacute času

- 24 -

Veličiny a jejich měřeniacute

16 TEPLOTA

Fyzikaacutelniacute princip

Teplota je fyzikaacutelniacute veličina t kterou použiacutevaacuteme k popisu stavu tělesa (rychlost

pohybu atomů) Jednotkou je Celsiův stupeň (degC) Teplota tajiacuteciacuteho ledu je 0 degC

Bod varu vody je 100 degC Stupeň Fahrenheita (degF) je jednotka teploty

pojmenovanaacute po německeacutem fyzikovi Gabrielu Fahrenheitovi Dnes se použiacutevaacute

hlavně v USA

- 25 -

Ciacutel

Odhadnout teplotu a pak odhad ověřit teploměrem Ověřit teplotu tajiacuteciacuteho ledu

Ověřit teplotu varu vody Změřit jak se měniacute teplota v průběhu dne a při

ohřiacutevaacuteniacute nebo ochlazovaacuteniacute tělesa

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA teploměr STS-BTA PET laacutehve

- 26 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměr STS-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

2 Do několika naacutedob z PET lahviacute připraviacuteme vodu o různeacute teplotě ndash prvniacute

přidaacuteme led a u ostatniacutech postupně viacutece a viacutece horkeacute vody z elektrovarneacute

konvice

3 Zapneme LabQuest a můžeme měřit teplotu Nejdřiacuteve zkusiacuteme odhadnout

teplotu a potom ověřiacuteme pomociacute teploměru teplotu různyacutech těles

a) vzduch v miacutestnosti (u podlahy uprostřed u stropu)

b) vzduch na ulici

c) teplaacute voda

d) studenaacute voda

e) horkaacute voda

f) tajiacuteciacute led

g) tajiacuteciacute led a sůl

- 27 -

h) vařiacuteciacute voda

i) teplota lidskeacuteho těla

j) teplota v chladničce (dole nahoře v mraziciacutem boxu)

k)

4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 60 čteniacuteh Trvaacuteniacute 24 h

5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme venku za oknem

tak aby se nedotyacutekal žaacutedneacuteho tělesa

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu

vzduchu v průběhu 24 hodin Dalšiacute den ve stejnou dobu ukončiacuteme měřeniacute

7 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

8 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutemin Trvaacuteniacute 24 min

9 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme do kaacutedinky se

studenou vodou a začneme ohřiacutevat lihovyacutem kahanem

10 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu vody

v průběhu 12 minut (ohřiacutevaacuteniacute) Pak zahasiacuteme kahan a měřiacuteme dalšiacutech12 minut

(ochlazovaacuteniacute) Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 120 čteniacutemin Trvaacuteniacute 3 min

2 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu uchopiacuteme senzor

teploměru do ruky a pozorujeme změnu teploty Stejneacute měřeniacute provedeme

s teploměrem TMP-BTA a teploměrem STS-BTA Proč se lišiacute průběhy obou

grafů Kde toho lze využiacutet

4 Zapoj do LabQuestu dva teploměry Vezmi si dvě naacutedoby s vodou

o různyacutech teplotaacutech ndash studenaacute a teplaacute Měř jejich teploty (tlačiacutetko START)

- 28 -

Přelej vodu z prvniacute naacutedoby do druheacute a současně přendej teploměr z prvniacute

naacutedoby do druheacute Popiš co pozoruješ Z grafu urči teploty před smiacutechaacuteniacutem

a teplotu po smiacutechaacuteniacute

5 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vody ve zkumavce v různyacutech

hloubkaacutech

a) budeš-li vodu ohřiacutevat u dna

b) budeš-li vodu ohřiacutevat u hrdla

6 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vzduchu ve zkumavce v různyacutech

hloubkaacutech

- 29 -

Siacutely a jejich vlastnosti

17 SIacuteLA

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se

piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N

Ciacutel

Určit velikosti různyacutech sil Určit hmotnost zaacutevažiacute ktereacute je přitahovaacuteno k zemi

silou 1 N Určit siacutelu stisku ruky a siacutelu stisku mezi dvěma prsty Určit velikost

siacutely kterou člověk působiacute na zem

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA plošnyacute siloměr FP-BTA senzor siacutely stisku ruky

HD-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma

- 30 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)

2 Zapneme LabQuest

3 Zavěšujeme postupně různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g ) na siloměr

Naměřeneacute uacutedaje zapisujeme do tabulky

4 Na siloměr zavěsiacuteme pružinu Vynulujeme siloměr Zavěšujeme postupně

různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 ghellip) na pružinu a měřiacuteme prodlouženiacute

pružiny y Sestrojiacuteme graf F = f(y) Určiacuteme konstantu přiacutemeacute uacuteměrnosti

5 Zavěsiacuteme na siloměr misku z rovnoramennyacutech vah a vynulujeme siloměr ndash

menu Senzory ndash Vynulovat Postupně na misku přidaacutevaacuteme zaacutevažiacute až siloměr

ukazuje přesně siacutelu 1 N Vyacutesledek (hmotnost zaacutevažiacute) zapiacutešeme do tabulky

6 K LabQuestu připojiacuteme senzor siacutely stisku ruky HD-BTA Měřiacuteme

postupně siacutelu stisku ruky pro pravou a levou ruku

7 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Měřiacuteme siacutelu stisku ruky

po dobu 60 sekund ndash nepřerušovaně držiacuteme Sledujeme jak siacutela stisku

v průběhu času ochabuje

9 Bod 5 6 a 7 opakujeme pro siacutelu stisku mezi prsty

- 31 -

10 K LabQuestu připojiacuteme plošnyacute siloměr FP-BTA Přepneme na většiacute

rozsah 0 ndash 3 500 N Postaviacuteme se na tento siloměr Změřiacuteme siacutelu kterou člověk

působiacute na zem (tiacuteha G) Zapiacutešeme do tabulky Určiacuteme hmotnost člověka

11 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

12 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sledujeme jak se

měniacute tlakovaacute siacutela při dřepu kliku vyacuteskoku při běžneacute chůzi (jedna noha střiacutedaacute

druhou) při přitisknutiacute senzoru ke stěněhellip

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute jak se měniacute siacutela působiacuteciacute na plošnyacute siloměr FP-BTA při

jiacutezdě vyacutetahem když na něm stojiacuteme (vliv zrychlovaacuteniacute zpomalovaacuteniacute)

2 Polož plošnyacute siloměr na židli sedni si na něj a vyzkoušej jakou silou

působiacuteš na židli

3 Na siloměr DFS-BTA zavěsiacuteme hranol Určiacuteme velikost siacutely kterou

přitahuje Země hranol Taacutehneme tento hranol po podložce a změřiacuteme velikost

tahoveacute siacutely Porovnaacuteme tyto dvě siacutely

4 Proveďte statistickyacute průzkum ve třiacutedě o kolik je u pravaacutekůlevaacuteků silnějšiacute

pravaacutelevaacute ruka (holekkluků) Vypočiacutetejte průměrneacute hodnoty

- 32 -

Elektrickeacute vlastnosti laacutetek

18 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovaacuteniacute těles

Jeho jednotkou je coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při

pokusech ve třiacutedě pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů)

1 nC je přibližně 6 000 000 000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj

elektronuhellip) Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj

(na skleněneacute tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně

nabiteacute těleso maacute viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute

protony K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič

naacuteboje

Ciacutel

Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute

při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute

Pomůcky

LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA tělesa (plechovka na polystyreacutenu kovoveacute

kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute

těles

- 33 -

Scheacutema

Postup

1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou

krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku

připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou

zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě

kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru

zvoliacuteme rozsah plusmn 100 nC

2 Zapneme LabQuest

- 34 -

3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem

ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj

Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky

5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence

2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj

z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute

naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)

Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky

9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute

tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)

10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu

3times3 mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle

Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm

Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je

11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech

(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)

- 35 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pouze přibližujeme a vzdalujeme nabitou tyč (ebonitovou nebo skleněnou)

k tělesu (plechovce) a sledujeme jak se měniacute naacuteboj O jakyacute jev se jednaacute Čiacutem

je způsoben

2 Plechovku připojiacuteme ke zdroji kladneacuteho vn napětiacute (nabije se kladně) Měřič

naacuteboje připojiacuteme ke kovoveacute kuličce na izolovaneacutem držaacuteku Zapneme měřeniacute

a přejiacuteždiacuteme plynule v okoliacute svisleacute stěny plechovky (nedotyacutekaacuteme se) přibližně

ve stejneacute vzdaacutelenosti Sledujeme naměřeneacute hodnoty Co můžeme usoudit

o rozloženiacute naacuteboje na povrchu plechovky

- 36 -

Magnetismus 19 MAGNETICKAacute INDUKCE

MAGNETICKEacute POLE

Fyzikaacutelniacute princip

Magnetickou indukciacute nazyacutevaacuteme jev při ktereacutem se tělesa s feromagnetickyacutemi

vlastnostmi v bliacutezkosti magnetu zmagnetujiacute Magnet vytvaacuteřiacute ve sveacutem okoliacute

magnetickeacute pole ktereacute můžeme znaacutezornit soustavou magnetickyacutech

indukčniacutech čar Pomociacute magnetky (malyacute magnet) můžeme bdquozmapovatldquo

magnetickeacute pole ndash určit směr indukčniacutech čar Mnohem rychleji lze obrazec

indukčniacutech čar určit pomociacute železnyacutech pilin

Magnetickeacute pole popisuje veličina magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji

v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou indukci měřiacuteme teslametrem Zemskeacute

magnetickeacute pole v ČR maacute magnetickou indukci 0048 mT

Ciacutel

Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute permanentniacuteho

magnetu Změřit magnetickou indukci magnetickeacuteho pole Země

- 37 -

Pomůcky

LabQuest teslametr MG-BTA permanentniacute magnet

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Na teslametru

nastaviacuteme rozsah 64 mT Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 38 -

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k severniacutemu poacutelu magnetu

a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi

5 sekund)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k jižniacutemu poacutelu magnetu

a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi

5 sekund)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně pohybujeme (asi 5 sekund) teslametrem kolmo k podeacutelneacute ose

magnetu k jižniacutemu poacutelu magnetu a potom pomalu vzdalujeme teslametr od

severniacuteho poacutelu magnetu (asi 5 sekund) Uložiacuteme měřeniacute

6

7 Otevřeme novyacute soubor a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve

vodorovneacute rovině otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země

Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum (N a S magnetickyacute poacutel)

- 39 -

Z maximaacutelniacutech hodnot odečteme vodorovnou amplitudu magnetickeacute indukce B

Země

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve

svisleacute rovině (N-S směr) otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země

Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum Maximaacutelniacute hodnota je

hodnotou magnetickeacute indukce B Země

9

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Urči sklon indukčniacute čaacutery magnetickeacuteho pole u naacutes v ČR vzhledem

k povrchu země

- 40 -

Elektrickyacute obvod 110 ELEKTRICKYacute PROUD

ELEKTRICKEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute proud je uspořaacutedanyacute pohyb nabityacutech čaacutestic Elektrickyacute proud se

označuje piacutesmenem I Jeho jednotkou je ampeacuter (A)

Elektrickeacute napětiacute se označuje piacutesmenem U Jednotkou elektrickeacuteho napětiacute je

volt (V)

Elektrickyacute proud měřiacuteme ampeacutermetrem a napětiacute voltmetrem

Ciacutel

Změřit proud prochaacutezejiacuteciacute žaacuterovkou Změřit napětiacute na žaacuterovce Pozorovat jak

žaacuterovka sviacutetiacute při různyacutech hodnotaacutech proudu (uacutečinky proudu)

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat

100 Ω žaacuterovka 35 V03 A

- 41 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x

zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat ndash

Ampeacutermetr Reostat 100 Ω nastaviacuteme na min hodnoty odporu (napětiacute)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 42 -

5 Reostatem 100 Ω pomalu (20 s) zvětšujeme proud (směrem k max) až ho

vytočiacuteme do krajniacute polohy (max) Hodnota proudu nesmiacute překročit 06 A

Zobrazuje se tzv V-A charakteristika žaacuterovky Po vykresleniacute celeacuteho grafu

zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro různeacute žaacuterovky

7 Vysloviacuteme zaacutevěr (při jakeacute hodnotě proudu žaacuterovka začiacutenaacute sviacutetit)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř V-A charakteristiku pro rezistor 100 Ω a 50 Ω

- 43 -

Elektrickeacute pole 111 ZDROJE ELEKTRICKEacuteHO

NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Zdroje elektrickeacuteho napětiacute jsou elektraacuterny galvanickeacute člaacutenky a akumulaacutetory

- 44 -

Ciacutel

Změřit jak se měniacute napětiacute při vybiacutejeniacute (použiacutevaacuteniacute) zdroje ndash vybiacutejeciacute křivku

Pomůcky

LabQuest držaacutek baterie a rezistor ampeacutermetr DCP-BTA voltmetr VP-BTA

zdroj elektrickeacuteho napětiacute ndash galvanickyacute člaacutenek akumulaacutetor

- 45 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 a voltmetr VP-BTA ke

vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

12 h Frekvence 300 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat (spiacutenač je vypnutyacute)

4 Sepneme spiacutenač Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na

LabQuestu

5 Když začne napětiacute klesat pod 1V zastaviacuteme měřeniacute

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vytvoř si jednoduchyacute galvanickyacute

člaacutenek z jablka (nebo citronu)

železneacuteho hřebiacuteku a měděneacuteho draacutetu

podle obraacutezku Změř voltmetrem

zaacutevislost napětiacute v zaacutevislosti na čase

(připoj rezistor 1 000 Ω)

- 46 -

2 Změř vybiacutejeciacute křivku pro různeacute zdroje Urči kapacitu člaacutenku Porovnej

se jmenovitou kapacitou

3 Jakeacute vyacutehody maacute elektrickeacute napětiacute z bateriiacute oproti napětiacute ze zaacutesuvek Jakeacute

nevyacutehody naopak majiacute baterie

- 47 -

Elektrickyacute obvod 112 UacuteČINKY ELEKTRICKEacuteHO

PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute proud maacute pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute

uacutečinky Jednoducheacute spotřebiče můžeme rozdělit podle uacutečinků elektrickeacuteho

proudu na pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute spotřebiče

Ciacutel

Ověřit pohyboveacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na elektromotor

Ověřit světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

Ověřit magnetickeacute uacutečinky (magnetickaacute indukce) elektrickeacuteho proudu

prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

Ověřit chemickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho kapalinou

(vodou)

Ověřit tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA

teploměr TMP-BTA ciacutevka 166 a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu

a napětiacute BK 127 žaacuterovka 12 V spiraacutela luxmetr LS-BTA voltmetr 30 V-BTA

- 48 -

Scheacutema

a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

- 49 -

b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

Postup

a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

1 Připojiacuteme luxmetr LS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-

BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematuj ndash spiacutenač je

rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr

- 50 -

a voltmetr Žaacuterovku s luxmetrem můžeme zakryacutet krabiciacute aby luxmetr neměřil

osvětleniacute pozadiacute

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06A Na ose y zvoliacuteme Osvětleniacute a Spojovat body

Dole 0 a Nahoře 600 lx

4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme

napětiacute Vlevo 0 Vpravo 16 V Na ose y zvoliacuteme Proud a Spojovat body Dole

0 a Nahoře 04 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme

spiacutenač

6 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (do 12 V) Kontrolujeme proud

ndash max 06A Luxmetrem měřiacuteme osvětleniacute způsobeneacute žaacuterovkou

b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

- 51 -

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max

06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky

c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-

BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu ndash spiacutenač je

rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr

a voltmetr Teploměr se spiraacutelou vložiacuteme do kaacutedinky s vodou

- 52 -

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 000 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Napětiacute a Spojovat body

Dole 0 a Nahoře 25 V

4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme

čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Teplota a Spojovat body

Dole 20 a Nahoře 35 degC Regulovatelnyacutem zdrojem nastaviacuteme napětiacute (na

20 V) Kontrolujeme proud ndash max 10 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme

spiacutenač

6 Teploměrem měřiacuteme teplotu vody zahřiacutevaneacute spiraacutelou

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakeacute jsou uacutečinky elektrickeacuteho proudu v jednotlivyacutech

přiacutepadech

- 53 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ve ktereacutem elektrickeacutem přiacutestroji se projevuje současně několik uacutečinků

elektrickeacuteho proudu

2 Jakyacutech uacutečinků elektrickeacuteho proudu využiacutevaacute elektrickyacute zvonek

3 Změř jak zaacutevisiacute siacutela F přitahujiacuteciacute jaacutedro na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho

ciacutevkou Kde se toho daacute využiacutet

4 Chemickeacute uacutečinky viz uacuteloha 116 Elektrickyacute proud v kapalinaacutech

5 Změř pohyboveacute uacutečinky el proudu na otaacutečeniacute elektromotoru Pohyb můžeš

sniacutemat luxmetrem

- 54 -

Elektrickyacute obvod 113 MAGNETICKEacute VLASTNOSTI

ELEKTRICKEacuteHO PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Prochaacuteziacute-li vodičem elektrickyacute proud vznikaacute v jeho okoliacute magnetickeacute pole

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar kružnic Kružnice ležiacute v rovinaacutech kolmyacutech

na vodič a majiacute středy v bodech vodiče Magnetickeacute pole popisuje veličina

magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou

indukci měřiacuteme teslametrem

Ciacutel

Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute vodiče v zaacutevislosti na

velikosti elektrickeacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest teslametr MG-BTA ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj

napětiacute vodič

- 55 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu a ampeacutermetr

HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Na teslametru nastaviacuteme rozsah 64 mT

Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 56 -

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 5 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Teslametr umiacutestiacuteme bliacutezko vodiče (1 cm) Stiskneme tlačiacutetko START

(měřeniacute) na LabQuestu a pomalu rovnoměrně zvětšujeme napětiacute

(proud) na zdroji Uložiacuteme měřeniacute

5 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce na velikosti proudu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Velikost magnetickeacute indukce okolo rovneacuteho dlouheacuteho vodiče ve vzdaacutelenosti

d můžeme vypočiacutetat pomociacute Biot-Savartova zaacutekona (někdy teacutež Biot-Savart-

Laplaceova)

7 74π 10 2 102π 2π

I I IB

d d d (přibližně ve vzduchu)

2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale v zaacutevislosti na vzdaacutelenosti d ndash měřiacuteme

praviacutetkem a vklaacutedaacuteme po jednotlivyacutech krociacutech Nastaviacuteme určitou hodnotu

proudu

- 57 -

Elektrickyacute obvod 114 MAGNETICKEacute POLE CIacuteVKY

Fyzikaacutelniacute princip

Ciacutevka vznikne když vodič navineme na povrch vaacutelce nebo hranolu

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery uvnitř ciacutevky jsou rovnoběžneacute s jejiacute osou

Magnetickaacute indukce uvnitř velmi dlouheacute ciacutevky maacute velikost NI

Bl

kde I

je velikost proudu N je celkovyacute počet zaacutevitů a l je deacutelka ciacutevky

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce B na velikosti proudu I prochaacutezejiacuteciacuteho

ciacutevkou

Pomůcky

LabQuest rezistor 10Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA ciacutevka 166

a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127

- 58 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 59 -

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max

06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky

6 Vysloviacuteme zaacutevěr - jak zaacutevisiacute mag indukce B na velikosti elektrickeacute

proudu I

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ze znalosti počtu zaacutevitů deacutelky ciacutevky a proudu spočiacutetej magnetickou

indukci

2 Změň ciacutevku a opakuj měřeniacute

3 Změř jak se měniacute magnetickaacute indukce po podeacutelneacute ose ciacutevky při daneacute

hodnotě proudu

- 60 -

Elektrickyacute obvod 115 ZKRAT

Fyzikaacutelniacute princip

Zkrat v elektrickeacutem obvodu je vodiveacute spojeniacute vodičů ktereacute vyřadiacute z obvodu

spotřebič Obvod se chraacuteniacute proti zkratu pojistkou nebo jističem Tavnaacute

pojistka je založena na tepelnyacutech uacutečinciacutech elektrickeacuteho proudu Jistiacuteciacutem

prvkem je tenkyacute draacutetek kteryacute se průchodem zkratoveacuteho proudu přepaacuteliacute a tiacutem

přerušiacute elektrickyacute obvod

Ciacutel

Ověřit funkci tavneacute pojistky Určit velikost zkratoveacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute tenkyacute

vodič tavnaacute trubičkovaacute pojistka ndash různeacute hodnoty proudu

- 61 -

Scheacutema

- 62 -

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme

obvod dle scheacutematu Spiacutenač je rozpojen Jako pojistku použijeme napřiacuteklad

tavnou trubičkovou pojistku 800 mA Jako zdroj plochou baterii

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Způsobiacuteme

ZKRAT

5 Vysloviacuteme zaacutevěr Jak rychle bdquozareagujeldquo tavnaacute pojistka

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus změřit pomociacute mikrometru průměr draacutetku a zkratovyacute proud tiacutemto

draacutetkem Změř draacutetky různyacutech průměrů Jak zaacutevisiacute hodnota zkratoveacuteho

proudu na průměru draacutetku

2 Proč nemůžeš použiacutet jako tavnou pojistku hřebiacutek

3 Zkus různeacute druhy materiaacutelů tavnyacutech draacutetků ndash Fe Cuhellip Jakyacute to maacute vliv na

velikost bdquozkratovaciacuteholdquo proudu

- 63 -

4 Zkus změřit dvě stejneacute pojistky (např 800 mA) ale jedna je bdquopomalaacuteldquo

a druhaacute bdquorychlaacuteldquo

5 Zkus změřit zkrat se dvěma paralelně zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi Jakyacute

maacute vliv kvalita zdroje na velikost zkratovaciacuteho proudu Změniacute se doba

přetaveniacute draacutetku

6 Zkus změřit zkrat se dvěma seacuteriově zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi

7 Proč při bdquoletmeacutem dotekuldquo (viz obraacutezek) před zkratem nenastal zkrat Proč

nastal až při staacuteleacutem doteku

- 64 -

Elektrickyacute obvod 116 ELEKTRICKYacute PROUD

V KAPALINAacuteCH

Fyzikaacutelniacute princip

Podmiacutenkou vodivosti kapalin je přiacutetomnost iontů Ionty vznikajiacute v kapalinaacutech

nejčastěji při rozpouštěniacute soliacute a kyselin

Ciacutel

Ověřit vznik iontů rozpouštěniacutem soli ve vodě měřeniacutem elektrickeacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr DCP-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute žaacuterovka

vanička a elektrody

- 65 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme

obvod dle scheacutema Spiacutenač je rozpojen

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

600 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Po

10 sekundaacutech nasypeme sůl do vody Pozorujeme jak se měniacute proud při

rozpouštěniacute soli v roztoku vody a soli jak vznikajiacute ionty

5 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus proveacutest stejneacute měřeniacute s různyacutem množstviacutem soli ndash 1 lžička 2 lžičkyhellip

2 Zkus různeacute druhy materiaacutelů elektrod ndash Fe Cu Zn C Pbhellip

3 Vyzkoušej různeacute soli

4 Vyzkoušej takeacute cukr

- 66 -

Pohyb tělesa 21 RYCHLOST POHYBU

Fyzikaacutelniacute princip

Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme

v metrech za sekundu m

s

nebo v kilometrech za hodinu km

h

U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se

rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)

Průměrnaacute rychlost je podiacutel celkoveacute draacutehy s a celkoveacute doby t za kterou těleso

draacutehu urazilo Průměrnaacute rychlost určenaacute ve velmi kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku se

nazyacutevaacute okamžitaacute rychlost Měřiacuteme ji tachometrem

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT

- 67 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 20 s

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute (knihou) nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost

pohybu dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a pak se

přibližovat a naacutesledně se vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost

chůze člověka (0 až 6 m)

- 68 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho

miacuteče od senzoru

f) Stejneacute jako za e) ale s mělkyacutem

papiacuterovyacutem kornoutem nebo

mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho

autiacutečka vlaacutečkuhellip

h) Měřiacuteme rychlost voziacutečku na

voziacutečkoveacute draacuteze VDS (vodorovneacute

šikmeacute)

5 Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

2 Překreslete grafy v = f(t) na grafy s = f(t) a naopak

3 Nakreslete graf v = f(t) a potom se podle něj pohybujte (viz 4 b)

- 69 -

Pohyb tělesa 22 DRAacuteHA ROVNOMĚRNEacuteHO

A NEROVNOMĚRNEacuteHO POHYBU

Fyzikaacutelniacute princip

Těleso se pohybuje rovnoměrnyacutem pohybem jestliže se pohybuje staacutele stejnou

rychlostiacute Těleso se pohybuje nerovnoměrnyacutem pohybem jestliže se jeho

rychlost měniacute

Draacutehu rovnoměrneacuteho i nerovnoměrneacuteho pohybu můžeme určit z grafu

časoveacuteho průběhu rychlosti jako plochu mezi tiacutemto grafem a časovou osou

(osou x)

Ciacutel

Určit zda danyacute pohyb je rovnoměrnyacute nebo nerovnoměrnyacute a draacutehu tohoto

pohybu

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD voziacuteček draacuteha pro mechaniku VDS

- 70 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

LabQuestu a ten přes USB do PC Pomociacute digitaacutelniacutech vah určiacuteme hmotnost

voziacutečku

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Draacuteha je velmi miacuterně nakloněnaacute

3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme k PC Přepiacutenač ultrazvukoveacuteho senzoru

přepneme na voziacuteček

- 71 -

4 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Deacutelka

10 s Vzorkovaciacute frekvence 20 vzorkůsekunda

5 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru pustiacuteme ho

a současně zapneme sběr dat Voziacuteček bude střiacutedavě sjiacuteždět a vyjiacuteždět

(po odrazu od magnetickeacuteho naacuterazniacuteku) po draacuteze Uložiacuteme měřeniacute

6 Draacutehu postaviacuteme vodorovně (můžeme zkontrolovat vodovaacutehou)

7 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru uvedeme ho do

pohybu a současně zapneme sběr dat

8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy se pohyboval voziacuteček rovnoměrně a kdy

nerovnoměrně

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Určiacuteme draacutehu - plochu pod grafem časoveacuteho průběhu rychlosti

2 Můžeme proveacutest stejnaacute měřeniacute s miacutečem

- 72 -

Siacutely a jejich vlastnosti

23 MĚŘENIacute SIacuteLY ndash ŠPEJLE

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se

piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N

Ciacutel

Změřit průhyb volneacuteho konce d špejle na působiacuteciacute siacutele F Měřeniacute proveacutest pro

různeacute deacutelky l

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma špejle

- 73 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)

2 Zapneme LabQuest

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty

Naacutezev deacutelka

Jednotky cm

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf K siloměru připevniacuteme konec špejle (viz

scheacutema) ndash špejle ukazuje na měřiacutetku 0 cm Siloměr bdquovynulujemeldquo

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

7 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 74 -

8 Siloměr posuneme tak aby ohnutaacute špejle ukazovala na měřiacutetku 1 cm

9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK

11 Opakujeme body 8 a 9 pro 2 cm 3 cm 4 cm a 5 cm

12 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

13 Měřeniacute zopakujeme pro různeacute deacutelky špejle

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro různeacute špejle (tloušťka tvar) Jak zaacutevisiacute průhyb špejle

na jejiacutem tvaru Kde a jak se toho využiacutevaacute

- 75 -

Siacutely a jejich vlastnosti

24 II NEWTONŮV POHYBOVYacute ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Čiacutem je většiacute siacutela F tiacutem jsou vyacuteraznějšiacute i změny rychlosti v pohybu tělesa Čiacutem

je většiacute hmotnost m tělesa tiacutem jsou změny rychlosti v pohybu tělesa menšiacute

Ciacutel

Ověřit II Newtonův pohybovyacute zaacutekon ndash zaacutekon siacutely

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA akcelerometr LGA-BTA senzor polohy

a pohybu MD-BTD souprava pro mechaniku VDS

- 76 -

Scheacutema

Postup

1 Senzor polohy a pohybu MD-BTD zapojiacuteme do konektoru DIG 1

LabQuestu Na voziacuteček připojiacuteme vlaacutekno a na něj zavěsiacuteme zaacutevažiacute o hmotnosti

10 g

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pustiacuteme voziacuteček

Zachytiacuteme jej těsně před koncem voziacutečkoveacute draacutehy Měřiacuteme rychlost pohybu

voziacutečku

5 Měřeniacute opakujeme se zaacutevažiacutem 20 g

6 Porovnaacuteme oba grafy

a) Jak se voziacuteček pohybuje (druh pohybu)

b) Jakyacute maacute vliv velikost siacutely F na pohyb voziacutečku

7 Na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g) ndash viz fotografie vyacuteše

8 Zopakujeme měřeniacute v bodech 1 až 6

- 77 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Na voziacuteček připevni siloměr a akcelerometr Změř jak zaacutevisiacute změna

rychlosti v (zrychleniacute) na velikost siacutely F Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam

dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence 20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Tahaacuteme za siloměr tam

a zpět (voziacuteček se pohybuje) Sledujeme jak zaacutevisiacute změna rychlosti v

(zrychleniacute) na velikost siacutely F

2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g)

Porovnaacuteme obě měřeniacute

- 78 -

Siacutely a jejich vlastnosti

25 SMYKOVEacute TŘENIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Smykoveacute třeniacute vznikaacute když se dvě tělesa z pevnyacutech laacutetek po sobě smyacutekajiacute

Siacutela kteraacute braacuteniacute posouvaacuteniacute těles se nazyacutevaacute třeciacute siacutela Abychom uvedli těleso

do rovnoměrneacuteho pohybu musiacuteme vynaložit většiacute siacutelu tzv klidovou třeciacute siacutelu

Siacutelu kterou těleso tlačiacute na podložku nazyacutevaacuteme tlakovou siacutelu

Ciacutel

Určit třeciacute siacutelu klidovou třeciacute siacutelu tlakovou siacutelu a poměr tlakoveacute a třeciacute siacutely

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA stejnaacute tělesa (kvaacutedry učebnicehellip)

- 79 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se pomalu

a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce

- 80 -

4 Na grafu jsou pro naacutes dvě zajiacutemaveacute oblasti V zeleneacute oblasti je maximaacutelniacute

siacutela ndash klidovaacute třeciacute siacutela Ft0 = N V modreacute oblasti je pohybovaacute třeciacute siacutela

Ft = N Obě ziacuteskaacuteme tak že na dotykoveacute obrazovce označiacuteme taženiacutem

danou oblast a v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika Ft0 bude maximaacutelniacute siacutela

a Ft středniacute siacutela v modreacute oblasti

5 Tlakovou siacutelu Fn určiacuteme tak že těleso zavěsiacuteme na siloměr a změřiacuteme siacutelu

6 Potom vypočiacutetaacuteme poměr třeciacute siacutely Ft

a tlakoveacute siacutely Fn Označiacuteme jej f ndash součinitel

smykoveacuteho třeniacute

7 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři

kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute měřeniacute si

můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit

Naacutesledně zobrazit všechna tři měřeniacute naraacutez

- 81 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute je poměr velikostiacute třeciacutech sil v jednotlivyacutech měřeniacutech (jeden dva tři

kvaacutedry)

2 Vyzkoušej jineacute materiaacutely (těleso podložka)

3 Zkus pohyb kvaacutedru nerovnoměrnyacutem pohybem Jak se změniacute vyacutesledek

měřeniacute Naacutepověda Zopakuj si Newtonovy zaacutekony

4 Vyzkoušej si jako těleso (a) Zlateacute straacutenky

5 Zkus založit jednotliveacute listy dvou Zlatyacutech straacutenek (dvou učebnic) a zkus je

od sebe vysunout

6 Na čem zaacutevisiacute velikost třeciacute siacutely

- 82 -

Kapaliny 26 POVRCHOVEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vlastnosti povrchoveacute blaacuteny se nazyacutevaacute

povrchoveacute napětiacute Čiacutem je povrchoveacute napětiacute většiacute tiacutem snaacuteze se na jeho povrchu

mohou udržet různaacute tělesa Hodnoty povrchoveacuteho napětiacute lze naleacutezt v tabulkaacutech

Povrchoveacute napětiacute rtuti je 7kraacutet většiacute než povrchoveacute napětiacute vody ktereacute 2-3kraacutet

většiacute než povrchoveacute napětiacute lihu či petroleje

- 83 -

Ciacutel

Určit přibližně velikost povrchoveacute siacutely Fp pro různeacute deacutelky dřevěneacute špejle

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA dřevěnaacute špejle plochaacute naacutedoba s vodou nit

Scheacutema

- 84 -

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do CH 1 LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Na siloměr zavěsiacuteme špejli o deacutelce 30 cm na niti (viz scheacutema) Špejli

položiacuteme na hladinu kapaliny (vody)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Taacutehneme siloměrem

špejli z povrchu kapaliny

6 Z grafu odečteme rozdiacutel maximaacutelniacute hodnoty siacutely (kdy dochaacuteziacute k odtrženiacute

špejle z povrchu kapaliny) a siacutely kdy špejle visiacute na niti ndash viz obraacutezek

7 Vypočiacutetaacuteme poměr teacuteto siacutely a dvojnaacutesobku deacutelky špejle (deacutelka okraje

povrchoveacute blaacuteny) což je hodnota povrchoveacuteho napětiacute σ (Nm)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro jineacute kapaliny (liacuteh hellip) Přiacutepadně pro jineacute deacutelky špejliacute

- 85 -

Kapaliny 27 HYDROSTATICKYacute TLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Hydrostatickyacute tlak ph v hloubce h je roven součinu hloubky hustoty kapaliny

ρ a tiacutehoveacuteho zrychleniacute g

hp h g

Ciacutel

Změřit hydrostatickyacute tlak v hloubce h

Pomůcky

LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA odměrnyacute vaacutelec s měřiacutetkem

- 86 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru

přišroubujeme hadičku kterou můžeme izolepou přilepit na praviacutetko s uměleacute

hmoty tak že začaacutetek hadičky bude na bdquonuleldquo praviacutetka Tiacutem můžeme měřit

deacutelku ponořeniacute hadičky ndash hloubku v kapalině

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30 s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Ponořujeme pomalu rovnoměrnyacutem pohybem konec hadičky do hloubky

20 cm do vody v odměrneacutem vaacutelci a zpět POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do

senzoru

- 87 -

5 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 V menu Senzory ndash Zaacuteznam nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + hodnoty Naacutezev

Hloubka Jednotka cm

7 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

8 Hadička neniacute ponořenaacute Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na

LabQuestu

9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

11 Ponořiacuteme konec do hloubky 1 cm (sledujeme na stupnici praviacutetka)

12 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

13 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK

14 Opakujeme body 11 12 a 13 pro hodnoty uacutehlu 2 cm 3 cmhellip 20 cm

15 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme

16 Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice

(nebo soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)

Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute pro jinou kapalinu (liacuteh hellip)

2 Vyzkoušej měřeniacutem nezaacutevislost tlaku v kapalině na směru

3 Ověř měřeniacutem že tlak kapaliny v naacutedobě nezaacutevisiacute na tvaru naacutedoby

- 88 -

Kapaliny 28 ARCHIMEDŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Vztlakovaacute siacutela Fvz působiacuteciacute na těleso v kapalině je rovna tiacutehoveacute siacutele kteraacute by

působila na kapalinu s objemem ponořeneacute čaacutesti tělesa

Pro vztlakovou siacutelu platiacute Fvz = Vρg V je objem ponořeneacute čaacutesti tělesa ρ je

hustota kapaliny g je konstanta (tiacutehoveacute zrychleniacute)

Ciacutel

Určit vztlakovou siacutelu Určit objem tělesa z Archimedova zaacutekona

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA naacutedoba s vodou těleso stojan

- 89 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence

5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute)

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Asi po 6 sekundaacutech

ponořiacuteme těleso do vody (nadzvedneme kaacutedinku s vodou a podsuneme pod

kaacutedinku podložku) a nechaacuteme dokončit měřeniacute

- 90 -

7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika

a stejně i vyacuteslednou siacutelu F (zaacutevažiacute ve vodě)

8 Vypočiacutetaacuteme vztlakovou siacutelu Fvz = FG ndash F

9 Vypočiacutetaacuteme objem tělesa ze vztlakoveacute siacutely

10 Ověřiacuteme určeniacute objemu tělesa vyacutepočtem (objem vaacutelce) nebo měřeniacutem

v odměrneacutem vaacutelci

11 Ověřiacuteme určeniacute tiacutehoveacute siacutely zvaacuteženiacutem tělesa

12 Vypočiacutetaacuteme hustotu tělesa a ověřiacuteme ji v tabulkaacutech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro jinaacute tělesa

- 91 -

Kapaliny 29 PASCALŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Působiacute-li na kapalinu v uzavřeneacute naacutedobě vnějšiacute tlakovaacute siacutela zvyacutešiacute se tlak ve

všech miacutestech stejně (Pascalův zaacutekon)

Ciacutel

Změřit hydrostatickyacute tlak v různyacutech hloubkaacutech při změně vnějšiacute tlakoveacute siacutely

Pomůcky

LabQuest 2ks tlakoveacute čidlo GPS-BTA PET laacutehev s měřiacutetkem

- 92 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakovaacute čidla GPS-BTA ke vstupům CH1 a CH2 LabQuestu

(nebo LabQuest Mini) K senzorům přišroubujeme hadičky ktereacute vedou přes

gumovou zaacutetku do PET laacutehve tak že konce hadiček budou v různyacutech

hloubkaacutech (rozdiacutel asi 20 cm) Tiacutem dosaacutehneme toho že počaacutetečniacute tlak bude

u obou senzorů různyacute

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Vynulujeme oba

tlaky (hadičky nejsou ponořeny ve vodě)

3 Napustiacuteme PET laacutehev vodou a zasuneme hadičky do PET (senzory musiacute byacutet

vyacuteše než je PET laacutehev ndash POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do senzoru)

Utěsniacuteme zaacutetku

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Malou silou stlačujeme rukou PET laacutehev

6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

- 93 -

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak se měniacute tlak v různyacutech hloubkaacutech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute PET laacutehev položenou vodorovně

2 Provedeme měřeniacute pro spojeneacute naacutedoby ndash dvě PET laacutehve nebo dvě injekčniacute

střiacutekačky

- 94 -

Plyny 210 ATMOSFEacuteRICKYacute TLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře

probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute

meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkosthellip

Atmosfeacuterickyacute tlak je tlak vzduchu na zemskyacute povrch a značiacuteme ho pa

Atmosfeacuterickyacute tlak měřiacuteme barometrem Hodnota atmosfeacuterickeacuteho tlaku zaacutevisiacute

na počasiacute a na nadmořskeacute vyacutešce

Ciacutel

Určit jak se měniacute atmosfeacuterickyacute tlak v troposfeacuteře

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA

- 95 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme barometr BAR-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 96 -

3 Senzor (barometr) umiacutestiacuteme těsně nad povrchem země

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pomalu

zvedaacuteme senzor (v miacutestnosti) vzhůru ke stropu (miacutestnosti) a přiacutepadně zase dolů

5 Provedeme analyacutezu naměřenyacutech hodnot a porovnaacuteme je s tabulkovyacutemi

hodnotami

6 Můžeme proveacutest delšiacute měřeniacute na jednom miacutestě Nastaviacuteme v menu Senzory

ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 72 h (3 dny) Frekvence 20 čteniacuteh Zvoliacuteme zobrazeniacute

Graf

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Vyslov zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak zaacutevisiacute změna tlaku na nadmořskeacute vyacutešce můžeme zkoumat takeacute při

pohybu na schodech nebo ve vyacutetahu Přitom můžeme ještě zadaacutevat změnu

nadmořskeacute vyacutešky

2 Připojeniacutem teploměru a vlhkoměru můžeme zkoumat jak spolu souvisiacute

teplota tlak vlhkost v průběhu dne

3 Daacutele můžeme zkoumat jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute

4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom

miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty

5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď

stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem

- 97 -

- 98 -

Pracovniacute list pro žaacuteky

Plyny 211 ZAacuteKLADY METEOROLOGIE

Fyzikaacutelniacute princip

Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře

probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute

meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkost hellip

Připojeniacutem teploměru barometru vlhkoměru k LabQuestu (počiacutetači)

ziacuteskaacuteme termograf barografhellip

Ciacutel

Určit jak se měniacute teplota tlak vlhkost v troposfeacuteře

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA

- 99 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA

barometr BAR-BTA a vlhkoměr RH-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

72 h Frekvence 20 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Senzory umiacutestiacuteme 2 m nad povrchem země nejleacutepe do stiacutenu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 V průběhu sledujeme jak se měniacute počasiacute

6 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute podmiacutenky ndash ročniacute obdobiacute

nadmořskaacute vyacuteškahellip Vyslov zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak spolu souvisiacute teplota tlak vlhkost Zdůvodni

2 Jak se měniacute teplota tlak a vlhkost v průběhu dne Zdůvodni

3 Jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute

4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom

miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty

5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď

stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem

- 100 -

- 101 -

Plyny 212 PŘETLAK A PODTLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Plyn maacute v naacutedobě podtlak jestliže je tento tlak nižšiacute než atmosfeacuterickyacute Plyn

maacute v naacutedobě přetlak jestliže je tento tlak většiacute než atmosfeacuterickyacute

Ciacutel

Změřit přetlak a podtlak plynu v naacutedobě

Pomůcky

LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA barometr BAR-BTA PET laacutehev

nafukovaciacute dětskyacute baloacutenek

- 102 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru

přišroubujeme injekčniacute střiacutekačku s nastavenou hodnotou objemu bdquo10 mlldquo dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Tlakem na piacutest vyvolaacutevaacuteme přetlak a podtlak a přetlak

- 103 -

5 Měřeniacute uložiacuteme

6 K senzoru připojiacuteme (našroubujeme) skleněnou baňku naplněnou

vzduchem Teplota plynu uvnitř je stejnaacute jako v okoliacute

7 Opakujeme předchoziacute měřeniacute s tiacutem že baňku (tiacutem i plyn) ohřiacutevaacuteme v tepleacute

vodě a ochlazujeme ve studeneacute (kostky ledu) vodě Pozorujeme jak se měniacute

tlak

8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy nastaacutevaacute přetlak a kdy podtlak

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak můžeme přetlak a podtlak vytvořit

2 Kde se přetlak a kde se podtlak využiacutevaacute

3 Změř přetlak v baloacutenku Jak se měniacute s průměrem baloacutenku

4 Připoj k senzoru PET laacutehev Zkus mačkat laacutehev a měřit hodnotu přetlaku

5 Ohřej plyn v PET laacutehvi (horkou vodou) Uzavři PET laacutehev a ochlazuj laacutehev

(plyn) Měř podtlak uvnitř laacutehve

- 104 -

SVĚTELNEacute JEVY 213 STIacuteN A POLOSTIacuteN

Fyzikaacutelniacute princip

Stiacuten je prostor za tělesem do něhož nepronikaacute světlo ze zdroje Polostiacuten je

prostor za tělesem do ktereacuteho pronikaacute světlo pouze z čaacutesti zdroje

Ciacutel

Pomociacute senzoru světla určit intenzitu osvětleniacute v oblasti stiacutenu a polostiacutenu

Pomůcky

LabQuest žaacuterovka 12 V20 W světelnyacute senzor TILT-BTA nebo luxmetr LS-

BTA těleso

- 105 -

Scheacutema

Postup

1 Světelnyacute senzor TILT-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu

3 Zapneme LabQuest

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence 10 sndash1

Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Senzorem

světla TILT-BTA plynule pohybujeme nad oblastiacute stiacutenu a polostiacutenu z jedneacute

strany na druhou (viz scheacutema asi 10 s)

- 106 -

6 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakaacute intenzita osvětleniacute v jednotlivyacutech oblastech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Měřeniacute opakujeme se dvěma zdroji světla

2 Měřeniacute opakujeme s jinyacutem tělesem (jinyacute tvar)

- 107 -

SVĚTELNEacute JEVY 214 BARVY SVĚTLA

Fyzikaacutelniacute princip

Biacuteleacute světlo se při průchodu skleněnyacutem hranolem rozklaacutedaacute na jednoducheacute barvy

ndash vznikaacute tak spektrum

Jsou v něm tyto barvy fialovaacute indigovaacute modraacute žlutaacute oranžovaacute a červenaacute

- 108 -

Ciacutel

Pomociacute spektrofotometru určit spektrum biacuteleacuteho světla (slunečniacuteho) Daacutele určit

spektrum odraženeacuteho světla různyacutech barevnyacutech papiacuterů

Pomůcky

LabQuest spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem různě barevneacute

papiacutery

- 109 -

Scheacutema

Postup

1 Spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem zapojiacuteme do USB konektoru

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 V menu Senzory ndash Změnit jednotky ndash USB Spektrometr zvoliacuteme Intenzita

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Optickeacute vlaacutekno namiacuteřiacuteme na nebe (ve dne)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Změřiacuteme

emisniacute spektrum bdquobiacuteleacuteho světlaldquo

6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

7 Zopakujeme a uklaacutedaacuteme měřeniacute s tiacutem že těsně před optickeacute vlaacutekno

vklaacutedaacuteme různě barevneacute papiacutery (tělesa)

- 110 -

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pomociacute spektrofotometru změř spektra barev na monitoru Vyslov zaacutevěr

- 111 -

Praacutece a energie 31 PRAacuteCE

Fyzikaacutelniacute princip

Praacutece je fyzikaacutelniacute veličina Označuje se piacutesmenem W a jejiacute jednotkou je joule

(značka J) Je-li F siacutela působiacuteciacute na těleso ve směru trajektorie vykonaacute se při

přesunutiacute tělesa o draacutehu s praacutece W = Fs

Ciacutel

Určit praacuteci při přesunutiacute tělesa

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA senzor polohy MD-BTD stejnaacute tělesa (kvaacutedry

učebnicehellip)

- 112 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N Senzor polohy zapojiacuteme do konektoru

DIG 1

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes

3 Zvoliacuteme zaacuteložku tabulka V menu Tabulka zvoliacuteme Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute

sloupec Naacutezev ndash Praacutece Jednotka ndash J Tvar vyacuterazu XY Sloupec pro X ndash Siacutela

Sloupec pro Y ndash Poloha

4 Sestaviacuteme měřeniacute podle scheacutema Vynulujeme oba senzory ndash menu Senzory

ndash Vynulovat ndash Čidlo polohy a pohybu Siloměr Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se

pomalu a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce

- 113 -

6 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute

měřeniacute si můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit

7 Zaacutevěr ndash vyhodnotiacuteme jednotliveacute grafy a vykonanou praacuteci

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Kdy je praacutece nulovaacute (viz graf)

2 Kdy se praacutece konaacute (viz graf)

3 Vyzkoušej vykonat praacuteci při natahovaacuteniacute pružiny

4 Vyzkoušej vykonat praacuteci při zvedaacuteniacute tělesa

5 Vyzkoušej vykonat praacuteci při překlaacutepěniacute tělesa

- 114 -

Praacutece a energie 32 ENERGIE POLOHOVAacute

A POHYBOVAacute

Fyzikaacutelniacute princip

Polohovaacute energie Ep je druh mechanickeacute energie kterou těleso ziacuteskaacute při

zvyšovaacuteniacute sveacute nadmořskeacute vyacutešky Vypočiacutetaacuteme ji Ep= mgh Pohybovaacute energie

Ek je druh mechanickeacute energie kterou maacute pohybujiacuteciacute se těleso Vypočiacutetaacuteme ji

Ek= frac12mv2

Ciacutel

Pohybovou a polohovou energii kmitaveacuteho pohybu

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT těleso (zaacutevažiacute)

pružina stojan metr

- 115 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

LabQuestu

2 Určiacuteme tuhost použiacutevaneacute pružiny

- 116 -

3 Zapneme LabQuest

4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 10 s

5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Zvaacutežiacuteme zaacutevažiacute na digitaacutelniacutech vahaacutech a zavěsiacuteme ho na pružinu a pod

zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor a budeme měřit vzdaacutelenost a rychlost

kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině

7 Uvedeme zaacutevažiacute do kmitaveacuteho pohybu

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 117 -

9 Soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu

10 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku

a rovnici pro Ek

11 V menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku

jednotku a rovnici pro Ep

- 118 -

12 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku

a rovnici pro E

- 119 -

13 Zobraziacuteme grafy pro průběhy energiiacute

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změniacuteme dobu trvaacuteniacute na 300 s Opakujeme měřeniacute Co pozorujeme Jak se

měniacute energie

2 Jinyacute postup určeniacute tuhosti pružiny k

a) Na siloměr zavěsiacuteme pružinu

b) Vyznačiacuteme na pozadiacute (tabule) konec pružiny bdquoznačku ndash 0 cmldquo Daacutele si

pomociacute praviacutetka vyznačiacuteme značky 5 10 15 20 hellip cm

c) V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty

Naacutezev Prodlouženiacute Jednotky cm

- 120 -

d) Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

e) Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

f) Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

g) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

h) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

i) Prodloužiacuteme pružinu o 5 cm

j) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

k) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 5 cm a stiskneme OK

l) Opakujeme body i) j) a k) pro 10 15 20 hellipcm

m) Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

n) Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice

Přiacutemaacute uacuteměrnost

o) Z grafu určiacuteme tuhost pružiny k ndash je směrnice polopřiacutemky A vynaacutesobenaacute

100 (protože l jsme zadaacutevali v cm)

3 Opakujeme pro jineacute zaacutevažiacute nebo jinou pružinu

- 121 -

Praacutece a energie 33 UacuteČINNOST

Fyzikaacutelniacute princip

Uacutečinnost je podiacutel vykonaneacute praacutece W a dodaneacute energie E W

E

Ciacutel

Určit uacutečinnost při ohřiacutevaacuteniacute vody lihovyacutem kahanem

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA kaacutedinka voda digitaacutelniacute vaacutehy lihovyacute kahan

laboratorniacute stojan

- 122 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 200 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Teploměr upevniacuteme do stojanu

4 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme praacutezdnou kaacutedinku mk = kg

5 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme vodu (např 200 ml) v kaacutedince m = kg

6 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme lihovyacute kahan mk0 = kg

7 Kaacutedinku upevniacuteme do stojanu postaviacuteme pod kaacutedinku kahan a zapaacuteliacuteme

ho

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 123 -

9 Po skončeniacute měřeniacute (1 200 s = 20 min) zvaacutežiacuteme znovu lihovyacute kahan

mk1 = kg a odečteme z grafu počaacutetečniacute teplotu vody t0 =hellip degC

a konečnou teplotu t1 = degC

10 Vypočiacutetaacuteme vykonanou praacuteci W = Q = cmt = 4 180 middot middot =

J

11 Vypočiacutetaacuteme dodanou energii E = Q = hm = h(mk0 ndash mk1) = 28 865 000 middot

E = J

12 Vypočiacutetaacuteme uacutečinnost

100

W

E

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

Vyacutehřevnost ethanolu je 28 865 000 Jmiddotkgndash1

1 Vypočiacutetej kolik dodaneacute energie přijme kaacutedinka ndash sklo

(c = 670 Jmiddotkgndash1

middot Kndash1

)

- 124 -

2 Kolik procent dodaneacute energie se bdquoztratiacuteldquo

3 Znaacuteš uacutečinnějšiacute způsob ohřiacutevaacuteniacute vody Jakou maacute uacutečinnost

( httpfyzwebczclankyindexphpid=132 )

4 Proč na grafu v okamžiku zamiacutechaacuteniacute s ohřiacutevanou vodou vznikajiacute nerovnosti

(viz vyacuteše) Proč teplota nejdřiacuteve rychleji stoupaacute a pak chviacuteli klesaacute

(po zamiacutechaacuteniacute) Proč teplota pak roste přibližně rovnoměrně

5 Proč graf (viz vyacuteše) neniacute lineaacuterniacute Čiacutem je to způsobeno

6 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-

202

- 125 -

Praacutece a energie 34 NAKLONĚNAacute ROVINA

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela potřebnaacute k pohybu tělesa po nakloněneacute rovině je tolikraacutet menšiacute než tiacutehovaacute

siacutela kolikraacutet je deacutelka roviny většiacute než jejiacute vyacuteška G

hF F

s Tiacutehovou siacutelu

vypočiacutetaacuteme FG = mg

Ciacutel

Ověřit platnost funkce h

F fs

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA digitaacutelniacute vaacutehy voziacuteček se zaacutevažiacutem nakloněnaacute

rovina deacutelkoveacute měřidlo

- 126 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme siloměr DFS-BTA do vstupu CH1 Změřiacuteme deacutelku nakloněneacute

roviny s = cm Zvaacutežiacuteme voziacuteček m = kg Vypočiacutetaacuteme velikost tiacutehoveacute

siacutely FG K siloměru připojiacuteme voziacuteček

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim

Udaacutelosti + Hodnoty Naacutezev Vyacuteška Jednotka cm OK Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute

grafu

- 127 -

3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute Siacutely (N) a na

vodorovneacute ose times Vyacuteška (cm)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Zvedneme

nakloněnou rovinu do vyacutešky 10 cm a stiskneme bdquospoušťldquo pro zadaacuteniacute teacuteto

hodnoty Opakujeme pro 20 cm 30 cm 40 cm

5 Ukončiacuteme měřeniacute

6 V menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Siacutela vybereme lineaacuterniacute rovnici

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proč graf funkce h

F fs

neprochaacuteziacute počaacutetkem Tzn když h = 0 pak

F = 0

2 Zkus změřit funkci h

F fs

pomociacute plynuleacuteho zvedaacuteniacute nakloněneacute

roviny Je potřeba nastavit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim Časovaacute

zaacutekladna

- 128 -

Tepelneacute jevy 35 KALORIMETRICKAacute ROVNICE

Fyzikaacutelniacute princip

Při tepelneacute vyacuteměně mezi dvěma tělesy platiacute kalorimetrickaacute rovnice Q1 = Q2

Po dosazeniacute

c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2) Index 1 je přiřazen teplejšiacutemu tělesu a index 2

chladnějšiacutemu tělesu

Ciacutel

Ověřit platnost kalorimetrickeacute rovnice c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2)

Pomůcky

LabQuest dva teploměry TMP-BTA dvě seřiacuteznuteacute PET laacutehve digitaacutelniacute vaacutehy

- 129 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 a druhyacute teploměr TMP-

BTA do vstupu CH2 LabQuestu Do naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme teplou

vodu o hmotnosti m1 a teplotě t1 Do druheacute naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme

studenou vodu o hmotnosti m2 a teplotě t2 Hmotnosti určiacuteme pomociacute digitaacutelniacute

vaacutehy Do prvniacute naacutedoby vložiacuteme prvniacute teploměr a do druheacute naacutedoby druhyacute

teploměr Teploměry můžeme upevnit do stojanů

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

120 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 130 -

3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute obou teplot a na

vodorovneacute ose x ponechaacuteme čas

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Přeložiacuteme teploměr

z naacutedoby se studenou vodou do naacutedoby s teplou vodou a současně přelijeme

studenou vodu do tepleacute a počkaacuteme až nastane rovnovaacutežnyacute stav

5 Ukončiacuteme měřeniacute

6 Z grafů odečteme teploty před tepelnou vyacuteměnou (t1 a t2) a po tepelneacute

vyacuteměně (t)

7 Vypočiacutetaacuteme teplo odevzdaneacute Q1 a teplo přijateacute Q2

8 Porovnaacuteme vyacutesledneacute hodnoty

9 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proč měřeniacute nevychaacuteziacute uacuteplně přesně Čiacutem je to způsobeno

2 Zkus stejneacute měřeniacute pro jedno kapalneacute těleso (voda) a jedno pevneacute těleso

(mosaznyacute vaacuteleček železnyacute vaacutelečekhellip)

3 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy

OHSP-202

- 131 -

Tepelneacute jevy 36 VEDENIacute TEPLA

Fyzikaacutelniacute princip

Zahřiacutevaacuteme-li jednu čaacutest podeacutelneacuteho tělesa z pevneacute laacutetky přenaacutešiacute se rychlejšiacute

pohyb atomů na dalšiacute a dalšiacute atomy Tiacutem se zvyšuje i teplota dalšiacutech čaacutestiacute

Tento jev se nazyacutevaacute vedeniacute tepla Laacutetky děliacuteme na tepelneacute vodiče (měď

hliniacutek hellip) a tepelneacute izolanty (vzduch plasty dřevo hellip)

Ciacutel

Ověřit šiacuteřeniacute tepla tepelnyacutem vodičem

Pomůcky

LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA tlustšiacute Cu vodič lihovyacute kahan dva

laboratorniacute stojany

- 132 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme čtyři teploměry TMP-BTA do vstupů CH1 až CH4 LabQuestu

LabQuest připojiacuteme k PC přes USB konektor Teploměry můžeme upevnit do

smyček vytvořenyacutech z tlustšiacuteho měděneacuteho draacutetu ndash viz scheacutema

2 Zapneme LabQuest V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat

nastaviacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzorek sekundu Zatrhneme Nepřerušenyacute

sběr dat

3 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a postaviacuteme ho pod konec Cu vodiče ndash viz scheacutema

4 V programu LoggerPro zvoliacuteme Sběr dat Nechaacuteme určitou

dobu běžet měřeniacute

5 Ukončiacuteme měřeniacute ndash v programu LoggerPro zvoliacuteme Zastavit

6 Porovnaacuteme naměřeneacute grafy

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

- 133 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus měřeniacute pro jinyacute pevnyacute tepelnyacute vodič

2 Zkus stejneacute měřeniacute pro kapalneacute těleso (voda v naacutedobě)

- 134 -

Termika 37 SOUTĚŽ TEPLOMĚRŮ

Fyzikaacutelniacute princip

Teplota popisuje stav tělesa Teplotu měřiacuteme teploměrem Teplota tělesa

zaacutevisiacute i na miacuteře ochlazovaacuteniacute Miacutera ochlazovaacuteniacute zaacutevisiacute i na vlhkosti povrchu

tělesa (podobně ochlazovaacuteniacute lidskeacuteho těla) Vypařujiacuteciacute se kapalina odvaacutediacute čaacutest

vnitřniacute energie tělesa ndash ochlazuje ho Miacutera ochlazovaacuteniacute tělesa zaacutevisiacute i na

odvaacuteděniacute vznikajiacuteciacutech par

Ciacutel

Porovnej rychlost ochlazovaacuteniacute tělesa na povrchu sucheacuteho a mokreacuteho tělesa

Pomůcky

LabQuest teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA rychlovarnaacute konvice s horkou

vodou utěrka

- 135 -

Scheacutema

Postup

1 V konvici si ohřejeme vodu

2 Teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1

LabQuestu

3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

4 Zastrčiacuteme teploměr do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute je

praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme

tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem nepohybujeme

- 136 -

5 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash

menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Zastrčiacuteme teploměr opět do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute

je praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme

tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem budeme nyniacute maacutevat

7 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash

menu Graf ndash Uložit měřeniacute

8 Body 4 až 7 znovu opakujeme ale s tiacutem že po vytaženiacute teploměru

z konvice teploměr rychle utřeme utěrkou

9 Zobraziacuteme všechny čtyři naměřeneacute grafy ndash menu Graf ndash Ukaacutezat graf ndash

Všechny grafy

10 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus stejneacute měřeniacute s vlažnou vodou

2 Vyzkoušej jinou kapalinu

3 Pokud maacuteme čtyři teploměry můžeme proveacutest měřeniacute bdquonajednouldquo

- 137 -

Tepelneacute jevy 38 VAR

Fyzikaacutelniacute princip

Var je děj při ktereacutem se kapalina přeměňuje v plyn v celeacutem objemu Teplota

při ktereacute dochaacuteziacute k varu se nazyacutevaacute teplota varu Jejiacute hodnota zaacutevisiacute nejen na

chemickeacutem složeniacute kapaliny ale takeacute na tlaku nad povrchem kapaliny Voda

vře za normaacutelniacuteho tlaku (1 013 hPa) při 100 degC Zaacutevislost teploty varu vody

na tlaku lze přibližně vyjaacutedřit rovniciacute 5

716 2810

pt

Ciacutel

Ověřit teplotu varu za normaacutelniacuteho tlaku Ověřit zaacutevislost teploty varu na tlaku

- 138 -

Pomůcky

LabQuest teploměr GoTemp nebo TMP-BTA baňka voda lihovyacute kahan

laboratorniacute stojan odměrnyacute vaacutelec

Scheacutema

- 139 -

Postup

1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr GoTemp nebo TMP-

BTA Do baňky nalijeme horkou vodu Sestaviacuteme pomůcky podle scheacutema

V odměrneacutem vaacutelci kteryacute určuje hodnotu tlaku par nad volnyacutem povrchem vařiacuteciacute

vody neniacute voda Tzn že nad vodou v baňce je atmosfeacuterickyacute tlak

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Režim

Udaacutelosti a hodnoty Naacutezev Tlak Jednotka Pa

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a ohřiacutevaacuteme vodu v baňce až dosaacutehne teploty varu

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Paacutery vznikajiacuteciacute nad volnyacutem povrchem v baňce mohou volně odchaacutezet

hadiciacute kteraacute uacutestiacute nad dnem odměrneacuteho vaacutelce

7 Při dosaženiacute teploty varu stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

8 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku (odečteme

z barometru) a stiskneme OK

- 140 -

9 Přilijeme do odměrneacuteho vaacutelce vodu do vyacutešky 5 cm nad uacutestiacutem hadice

10 Při dosaženiacute teploty varu (poznaacuteme to podle bublinek ktereacute budou

vystupovat do vody v odměrneacutem vaacutelci) stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

11 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku zvětšenou

o hodnotu hydrostatickeacuteho tlaku a stiskneme OK

12 Opakujeme body 9 10 a 11 pro hodnoty vyacutešky hladiny vody v odměrneacutem

vaacutelci 10 cm 15 cm 20 cm a 25 cm

13 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

14 Provedeme analyacutezu grafu Jakaacute je to funkce Porovnaacuteme vyacutesledky

s vyacutesledky v MFCh tabulkaacutech Určiacuteme rovnici lineaacuterniacute funkce t = f(p)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Na čem zaacutevisiacute teplota varu určiteacute kapaliny

2 Čiacutem se lišiacute var vody v otevřeneacutem a v uzavřeneacutem tlakoveacutem hrnci

3 Může voda vařit i při nižšiacute teplotě než 100 degC

4 Pomociacute vyacutevěvy změř teploty varu při nižšiacutem tlaku než je atmosfeacuterickyacute

- 141 -

Zvukoveacute jevy 39 KMITAVYacute POHYB

Fyzikaacutelniacute princip

Kmitaveacute pohyby se nazyacutevajiacute pohyby při kteryacutech vyacutechylka opakovaně roste

a klesaacute Kmit je periodicky se opakujiacuteciacute čaacutest kmitaveacuteho pohybu doba jeho

trvaacuteniacute je perioda T a počet kmitů za jednotku času je frekvence 1

fT

Ciacutel

Určit periodu T a frekvenci f kmitaveacuteho pohybu

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA těleso (zaacutevažiacute) pružina stojan metr

- 142 -

Scheacutema

- 143 -

Postup

1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest Na siloměr zavěsiacuteme pružinu

3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

50 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute) Těleso je v klidu

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika

Určiacuteme hmotnost tělesa Ověřiacuteme na digitaacutelniacutech vahaacutech

8 Uvedeme těleso do kmitaveacuteho pohybu

9 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Provedeme

analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice (nebo soubor

nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)

- 144 -

10 Z grafu určiacuteme periodu T a vyacutepočtem frekvenci f

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Určete periodu a kmitočet joja

2 Určete periodu a kmitočet zaacutevažiacute ponořeneacuteho v kapalině

3 Určete periodu a kmitočet kmitaacuteniacute praviacutetka

4 Měř kmitavyacute pohyb delšiacute dobu Co pozoruješ

- 145 -

Zvukoveacute jevy 310 ZVUK

Fyzikaacutelniacute princip

Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz

Ciacutel

Určit časovyacute diagram některyacutech zdrojů zvuku ndash ladičky klaacuteves hudebniacutech

naacutestrojůhellip

Určit frekvenci (vyacutešku) toacutenů c1 d

1 e

1 c

2 Určit hudebniacute intervaly těchto

toacutenů Předveacutest barvu toacutenů

Pomůcky

LabQuest mikrofon MCA-BTA zdroje zvuku (hudebniacute naacutestroje) ladičky

- 146 -

Scheacutema

Postup

1 Zapneme LabQuest

2 Připojiacuteme mikrofon MCA-BTA do vstupu CH1 LabQuestu nebo v menu

Senzory ndash Nastaveniacute senzorů zvoliacuteme INT ndash Vnitřniacute mikrofon

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Rozezvučiacuteme zdroj zvuku ndash hlaacuteska bdquoaldquo bdquoeldquo bdquosldquo

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Uklaacutedaacuteme naměřeneacute zvuky v menu Graf ndash Uložit měřeniacute nebo zvoliacuteme

Pomociacute kalkulačky určujeme kmitočty periodickyacutech zvuků Uložiacuteme soubor

- 147 -

- 148 -

7 Opakujeme body 4 5 a 6 pro toacuteny c1 d

1 e

1 c

2 Určujeme kmitočet

těchto toacutenů (změřiacuteme periodu a kmitočet vypočiacutetaacuteme) a jejich hudebniacute

intervaly

8 Naměřeneacute kmitočty toacutenů a vypočiacutetaneacute hodnoty hudebniacutech intervalů

porovnaacuteme s hodnotami v tabulce

Toacuten c1 d1 e1 f1 g1 a1 h1 c2

Laděniacute absolutniacute vyacuteška (Hz)

temperovaneacute 262 294 330 349 392 440 494 524

přirozeneacute 264 297 330 352 396 440 495 528

Hudebniacute interval 11 98 54 43 32 53 158 21

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkoušiacuteme měřit časoveacute diagramy různyacutech hudebniacutech naacutestrojů

2 Zkus změřit stejneacute toacuteny různyacutech hudebniacutech naacutestrojů Co je barva toacutenů

- 149 -

Zvukoveacute jevy 311 RYCHLOST ZVUKU VE

VZDUCHU

Fyzikaacutelniacute princip

Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz Rychlost zvuku

můžeme změřit přiacutemou metodou tak že změřiacuteme vzdaacutelenost kterou zvuk urazil

a dobu za kterou mu to trvalo

Ciacutel

Určit rychlost zvuku ve vzduchu při daneacute teplotě

Pomůcky

LabQuest dva mikrofony MCA-BTA zdroj zvuku ndash dřevěneacute hůlky (hudebniacute

naacutestroj)

- 150 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 a CH 2 LabQuestu připojiacuteme dva mikrofony MCA-BTA

2 Mikrofony nastaviacuteme dle scheacutematu na jeden až dva metry od sebe Změřiacuteme

vzdaacutelenost s = m

3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

003 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute

přes 25 Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu měřeniacute neprobiacutehaacute čekaacute

na bdquospoušťldquo

5 U praveacuteho mikrofonu ťukneme do dřevěnyacutech hůlek Tiacutem se zapne

(bdquospoušťldquo) měřeniacute a oba mikrofony zaznamenajiacute zvuk Levyacute mikrofon

s určityacutem zpožděniacutem ktereacute odpoviacutedaacute vzdaacutelenosti obou mikrofonů a rychlosti

zvuku

6 Na dotykoveacute obrazovce si zvětšiacuteme miacutesto kde začiacutenaacute druhyacute zvuk ndash

označiacuteme perem a menu Graf ndash Zvětšit Daacutele označiacuteme co nejpřesněji miacutesto

kde začiacutenaacute druhyacute zpožděnyacute zvuk odečteme čas zpožděniacute t = s

- 151 -

7 Vypočiacutetaacuteme rychlost zvuku v = st = m sndash1

8 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute vzdaacutelenosti

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pokud stejneacute měřeniacute bude dělat viacutece studentů je potřeba se domluvit aby

nedošlo k vzaacutejemneacutemu rušeniacute

2 Porovnej rychlost zvuku s tabulkovou hodnotou a s hodnotami v jinyacutech

laacutetkaacutech Kde je největšiacute

3 Vypočiacutetej podle vzorce z tabulek jakaacute je rychlost zvuku při daneacute teplotě

vzduchu t = degC

4 Zkus se zamyslet nad průběhem grafů ndash jak se musiacute chvět zdroj zvuku

Zkus změřit rychlost zvuku pomociacute odrazu Naacutevod

K měřeniacute je použita odpadniacute trubka HTEM zakoupenaacute v OBI (deacutelka 1 2 nebo

3m takeacute je možneacute zakoupit viacutece stejnyacutech metrovyacutech kusů ktereacute je možno

zasouvat do sebe) K ucpaacuteniacute trubky je možneacute koupit tzv zaacutetku kteraacute se nasadiacute

- 152 -

na konec trubky Mikrofon je umiacutestěn těsně u uacutestiacute trubky K měřeniacute stačiacute pouze

jeden mikrofon K měřeniacute je potřeba stejneacute nastaveniacute (včetně bdquospouštěldquo)

5 Měřeniacute zkus nejdřiacuteve bez odpadniacute trubky a potom s trubkou

6 Jakou vzdaacutelenost musiacuteš dosadit do vzorce

7 Zkus stejneacute měřeniacute ale oddělej zaacutetku Zkus vysvětlit to co jsi naměřil

8 Nyniacute můžeš zkusit i ohřaacutet vzduch v trubce pomociacute feacutenu nebo teplovzdušneacute

pistole a teploměrem TMP-BTA měřit jeho teplotu Jak se změniacute rychlost

zvuku Co to způsobilo

- 153 -

Zvukoveacute jevy 312 VNIacuteMAacuteNIacute ZVUKU HLASITOST

Fyzikaacutelniacute princip

Praacuteh slyšitelnosti je nejmenšiacute intenzita zvuku kterou je schopen vniacutemat

pozorovatel s normaacutelniacutem sluchem (I0 = 10ndash12

W mndash2

) Praacuteh bolesti je

nejmenšiacute intenzita zvuku kteraacute vyvolaacute pocit bolesti (I0 = 10 W mndash2

) Hladina

intenzity zvuku L (v decibelech) je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute vyjadřuje kolikraacutet

je vniacutemanyacute zvuk silnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti (10kraacutet o 10 dB 100kraacutet

o 20 dB 1 000kraacutet o 30 dB hellip)

Ciacutel

Určit pomociacute hlukoměru SLM-BTA hladinu intenzity zvuku lidskeacuteho hlasu

zařiacutezeniacute a strojů kolem naacutes (pračka vysavač televize raacutedio reprodukovanaacute

hudba ulice hřiště přestaacutevka ve školehellip ticho)

- 154 -

Pomůcky

LabQuest hlukoměr SLM-BTA

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme hlukoměr SLM-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

120 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 155 -

3 Nastaveniacute hlukoměru SLM-BTA Time Weiting ndash S (slow) Maximum

Level Hold ndash RESET (průběžně zobrazuje) Frequency Weighting ndash A (pomaleacute

změny)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a postupně v 10 s

intervalech zkoušiacuteme různeacute zvuky ticho ndash potlesk ndash tlumenyacute hovor ndash hlasityacute

hovor ndash velmi hlasityacute hovor ndash křik

5 Podobně zkoušiacuteme změřit

a) hluk celeacuteho praciacuteho cyklu pračky

b) hluk různyacutech spotřebičů kolem naacutes ndash televize raacutedio zvuk ze sluchaacutetek

(přiloženiacutem hlukoměru ke sluchaacutetkům) zvuk mobilniacuteho telefonu hluk varneacute

konvice

c) hluk ve škole ndash ve třiacutedě na chodbě hellip

d) ticho ndash ve dne v noci

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Kolikraacutet je bdquoticholdquo hlučnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti

2 Vyzkoušej jak velkeacute je bdquoticholdquo uvnitř krabice

- 156 -

3 Jakeacute je bdquoticholdquo před oknem a za oknem

4 Vyzkoušej odraz zvuku ndash v miacutestnosti na louce

5 Změř jak se měniacute hladina intenzity zvuku za bouřky

6 Zkoumej jak zvuk pohlcujiacute různeacute materiaacutely

7 Vyzkoušej odraz zvuku pomociacute desky Např

8 Vyzkoušej naměřit v jeskyni hlasitost ozvěny

- 157 -

9 U reproduktoroveacute soustavy (stereo) zkus naleacutezt miacutesto s nejsilnějšiacute hlasitostiacute

10 Změř zaacutevislost hlasitosti na uacutehlu naacuteklonu odrazneacute desky Sestroj graf

11 Změř směrovou charakteristiku reproduktoru

( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=393)

12 Změř frekvenčniacute charakteristiku reproduktoru

( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=392)

- 158 -

Elektrickeacute vlastnosti laacutetek

313 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ ELEKTRICKYacute PROUD

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovanyacutech

těles kteryacute se projevuje silovyacutem působeniacutem na jinaacute tělesa Jeho jednotkou je

coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při pokusech ve třiacutedě

pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů) 1 nC je přibližně

6000000000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj elektronu hellip)

Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj (na skleněneacute

tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně nabiteacute těleso maacute

viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute protony

K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič naacuteboje

Elektrickyacute proud I je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličinou Jeho jednotkou je ampeacuter

(A) Můžeme jej vyjaacutedřit pomociacute naacuteboje Q kteryacute projde vodičem za jednotku

času Q

It

Ciacutel

Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute

při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute

Změřit proud I v zaacutevislosti na čase t a určit velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute

a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru

- 159 -

Pomůcky

LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA ampeacutermetr DCP-BTA tělesa (plechovka

na polystyreacutenu kovoveacute kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem

držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute těles kondenzaacutetor 15 mF16 V plochaacute baterie

45 V žaacuterovka 35 V 01 A přepiacutenač

- 160 -

Scheacutema

Postup

1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou

krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku

připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou

zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě

- 161 -

kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru

zvoliacuteme rozsah plusmn100 nC (scheacutema a))

2 Zapneme LabQuest

3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem

ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj

Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky

5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence

2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj

z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute

naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)

Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky

9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute

tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)

10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu 3times3

mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle

- 162 -

Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm

Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je

11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech

(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)

12 Sestaviacuteme obvod podle scheacutema b)

13 Změřiacuteme časovyacute průběh proudu při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru

- 163 -

14 Určiacuteme velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru pomociacute

funkce menu Analyacuteza volba Integraacutel

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zopakuj měřeniacute v bodech 13 a 14 pro různaacute zapojeniacute dvou nebo viacutece

kondenzaacutetorů

- 164 -

Elektrickyacute proud 314 OHMŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Ohmův zaacutekon Pokud maacute kovovyacute vodič staacutelou teplotu je elektrickyacute proud

prochaacutezejiacuteciacute vodičem přiacutemo uacuteměrnyacute napětiacute na vodiče (r 1826 G S Ohm)

Grafem přiacutemeacute uacuteměrnostiacute je přiacutemka prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem

Ciacutel

Ověřit Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky a rezistory 12 Ω 33 Ω

a 100 Ω

Pomůcky

LabQuest rezistor 33 Ω a 100 Ω žaacuterovka 6 V03 A voltmetr DVP-BTA

ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat

- 165 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

napětiacute Vlevo 0 Vpravo 6 V Na ose y zvoliacuteme Elektrickyacute proud a Spojovat

body Dole 0 a Nahoře 06 A V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Reostatem pomalu zvyšujeme napětiacute a proud Hodnota napětiacute nesmiacute

překročit 5 V a proudu 06 A Zobrazuje se tzv voltampeacuterovaacute charakteristika

Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro rezistor 33 Ω a pro žaacuterovku

- 166 -

7 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Platiacute Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky

2 Porovnej voltampeacuteroveacute charakteristiky rezistorů s různyacutemi hodnotami

odporů

3 Zkus vymyslet jak ověřiacuteš že Ohmův zaacutekon platiacute i pro wolframoveacute vlaacutekno

žaacuterovky

- 167 -

Elektrickyacute proud 315 ODPOR

Fyzikaacutelniacute princip

Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou

elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše

přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita

ρ a na teplotě t vodiče

Ciacutel

Změřit odpor bdquošpatneacuteholdquo vodiče ndash rezistoru Ověřit jak zaacutevisiacute odpor vodiče na

deacutelce

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) různeacute rezistory tahovyacute

potenciometr 10 kΩ počiacutetač s programem Logger Pro

- 168 -

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 K ohmmetru připojiacuteme tahovyacute potenciometr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se

vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 169 -

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm

2 cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute

potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute

exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute

14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Měřiacuteme odpor různyacutech rezistorů a jejich zapojeniacute

2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů

3 Změř jak zaacutevisiacute odpor potenciometru na uacutehlu natočeniacute u otočneacuteho

potenciometru

- 170 -

Elektrickyacute proud 316 ZAacuteVISLOST ODPORU NA

TEPLOTĚ

Fyzikaacutelniacute princip

Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou

elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše

přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita

ρ a na teplotě t vodiče

Na teplotě zaacutevisiacute odpor vodičů i polovodičů Odpor vodičů se vzrůstajiacuteciacute

teplotou stoupaacute (kladnyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) kdežto odpor

polovodičů uhliacuteku a některyacutech speciaacutelniacutech slitin kovů se vzrůstajiacuteciacute teplotou

klesaacute (zaacutepornyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) Elektrickyacute odpor maacute

vždy kladnou hodnotu Dobreacute vodiče kladou malyacute odpor špatneacute vodiče kladou

velkyacute odpor

Pozistor je dvoupoacutelovaacute elektrickaacute součaacutestka Jednaacute se o typ termistoru

s pozitivniacute teplotniacute zaacutevislostiacute (tzn s rostouciacute teplotou roste odpor) proto se

použiacutevaacute i označeniacute PTC termistor (positive temperature coefficient) Vyraacutebějiacute

se z polykrystalickeacute feroelektrickeacute keramiky (titaničitan barnatyacute BaTiO3)

Odpor pozistoru s růstem teploty nejprve miacuterně klesaacute nad Curieovu teplotu

poteacute prudce vzrůstaacute asi o 3 řaacutedy a pak opět miacuterně klesaacute Oblast naacuterůstu je

možneacute chemickyacutem složeniacutem ovlivňovat a tak vytvořit např sadu teploměrů

s odstupňovanyacutem teplotniacutem rozsahem (nejčastěji po 10 degC)

- 171 -

Ciacutel

Změřit jak zaacutevisiacute odpor pozistoru na teplotě

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA

pozistor kaacutedinka stojan počiacutetač s programem Logger Pro

- 172 -

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 a teploměr TMP-BTA do

konektoru CH 2 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Teploměr a pozistor jsou společně

upevněny zkroucenyacutem draacutetkem

3 K ohmmetru připojiacuteme pozistor

4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

5 Zapneme LabQuest

6 V programu LoggerPro na ose x zvoliacuteme teplotu a na ose y zvoliacuteme odpor

Tzn R = f(t)

7 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

8 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme

Nepřerušenyacute sběr dat

9 Do kaacutedinky nalijeme horkou vodu z konvice

- 173 -

10 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat Měřeniacute

nechaacuteme běžet delšiacute dobu (90 min) Pokud nemaacuteme čas můžeme měřeniacute

urychlit postupnyacutem ochlazovaacuteniacutem (přileacutevaacuteme studenou vodu nebo led)

11 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

12 Opakujeme měřeniacute pro různeacute pozistory

13 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z grafů určete teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu Porovnej jeho

velikost s hodnotami různyacutech kovů v tabulkaacutech

2 K čemu se použiacutevajiacute pozistory

- 174 -

Elektrickyacute proud 317 REOSTAT A POTENCIOMETR

Fyzikaacutelniacute princip

Plynulou změnu proudu spotřebičem umožňujiacute součaacutestky s proměnnyacutem

odporem ndash potenciometry Podle pohybu při ovlaacutedaacuteniacute je děliacuteme na tahoveacute

a otočneacute

K regulaci velkyacutech proudů použiacutevaacuteme reostat

Ciacutel

Ověřit funkci potenciometru jako děliče napětiacute a regulaacutetoru proudu

- 175 -

Pomůcky

LabQuest různeacute potenciometry počiacutetač s programem Logger Pro voltmetr

VP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA rezistor 100 Ω plochaacute baterie

- 176 -

Scheacutema

Postup

1 Voltmetr VP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 Potenciometr zapojiacuteme jako dělič napětiacute (viz scheacutema)

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment zvoliacuteme Sběr dat Moacuted

Udaacutelosti se vstupy Naacutezev sloupce deacutelka Značka d Jednotka cm

6 Na ose x zvoliacuteme veličinu deacutelka Na ose y veličinu napětiacute

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 177 -

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm

2cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute

potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko U otočneacuteho potenciometru měřiacuteme

a zadaacutevaacuteme jednotku uacutehlu

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute

exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

15 Stejneacute měřeniacute provedeme pro zapojeniacute potenciometru jako regulaacutetoru

proudu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 K čemu si využiacutevajiacute obě zapojeniacute Jakyacute je mezi nimi rozdiacutel

2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů

- 178 -

Elektrickyacute proud 318 VNITŘNIacute ODPOR ZDROJE

Fyzikaacutelniacute princip

Součet všech odporů kteryacutemi musiacute prochaacutezet proud uvnitř zdroje se nazyacutevaacute

vnitřniacute odpor zdroje Proud v uzavřeneacutem obvodu je roven podiacutelu

elektromotorickeacuteho napětiacute U0 zdroje a celkoveacuteho odporu R + Ri kde Ri je

vnitřniacute odpor zdroje

0

i

UI

R R

Ciacutel

Ověřit Ohmův zaacutekon pro uzavřenyacute obvod

Pomůcky

LabQuest rezistor 10 Ω voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute

baterie reostat 100 Ω a 10 kΩ

- 179 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x

zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat -

Ampeacutermetr Reostat 100 Ω a 10 kΩ nastaviacuteme na max hodnoty odporu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme spiacutenač

5 Reostatem 10 kΩ pomalu (10 s) zvětšujeme proud (hodnota odporu na

min) Jakmile reostat 10 kΩ vytočiacuteme do krajniacute polohy (min) pokračujeme

stejně reostatem 100 Ω do krajniacute polohy (min) Hodnota proudu nesmiacute

překročit 06 A což při napětiacute 45 V zajistiacute rezistor 10 Ω Zobrazuje se tzv

zatěžovaciacute charakteristika zdroje Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu

Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro různě stareacute plocheacute baterie

- 180 -

7 Provedeme analyacutezu jednotlivyacutech grafů V menu Analyacuteza zvoliacuteme Fitovat

křivku Napětiacute Vybereme typ rovnice Lineaacuterniacute Určiacuteme koeficienty lineaacuterniacute

funkce Opakujeme pro všechny grafy

8 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona pro uzavřenyacute obvod)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z koeficientů lineaacuterniacutech funkciacute určete napětiacute napraacutezdno U0 a zkratovyacute

proud Ik Daacutele určete vnitřniacute odpor Ri plocheacute baterie noveacute a stareacute

2 Vnitřniacute odpor plocheacute baterie se staacuteřiacutem zvětšuje Jak se to projevuje na

zatěžovaciacute charakteristice

- 181 -

Elektrickyacute proud 319 VYacuteKON ELEKTRICKEacuteHO

PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Vyacutekon P elektrickeacuteho proudu vypočiacutetaacuteme jako součin napětiacute na spotřebiči

a proudu kteryacute spotřebičem proteacutekaacute P = U I U spotřebičů je spraacutevneacute označovat

dodaacutevanyacute vyacutekon jako přiacutekon P0 Napřiacuteklad u žaacuterovky je světelnyacute vyacutekon

zlomkem elektrickeacuteho přiacutekonu

Ciacutel

Pomociacute wattmetru určit přiacutekon některyacutech spotřebičů Změřit přiacutekon v zaacutevislosti

na čase u některyacutech spotřebičů

Pomůcky

LabQuest wattmetr WU-PRO-I spotřebiče

- 182 -

Scheacutema

Postup

1 Wattmetr WU-PRO-I zapojiacuteme do USB konektoru LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 600 s Frekvence

1 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Připojiacuteme spotřebič k wattmetru

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) nebo po stisknutiacute tlačiacutetka (ukončit

měřeniacute) uložiacuteme soubor

- 183 -

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus změřit přiacutekon ledničky po dobu 24 hodin s teploměrem uvnitř Vyslov

zaacutevěr

2 Zkus změřit přiacutekon mikrovlnneacute trouby při ohřevu potravin (vody ndash změř

teplotu před začaacutetkem a po skončeniacute ohřiacutevaacuteniacute) Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče

3 Zkus změřit přiacutekon elektrovarneacute konvice nebo indukčniacuteho vařiče

s teploměrem Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče

- 184 -

Tepelneacute jevy 320 TERMOHRNEK

Fyzikaacutelniacute princip

Termosky a termohrnky jsou speciaacutelně vyrobeneacute naacutedoby ktereacute sloužiacute

k uchovaacuteniacute teploty tekutiny uvnitř Termoska byla vynalezena v roce 1982

Zaacutekladniacutem principem termosky je dvojitaacute vnitřniacute naacutedoba s lesklyacutemi dvojityacutemi

stěnami a z mezery mezi stěnami obou naacutedob je odčerpaacuten veškeryacute vzduch Přes

toto vakuoveacute prostřediacute nemůže tepelnaacute energie pronikat vedeniacutem tepelneacute

zaacuteřeniacute se odraacutežiacute zpět od lesklyacutech stěn u naacutedoby opatřeneacute zaacutetkou je omezen

i přenos prouděniacutem Diacuteky tomuto principu zůstaacutevaacute tekutina v naacutedobě teplaacute

nebo chladnaacute až po dobu několika hodin Většinou se dodaacutevajiacute termosky

s hrniacutečkem nebo sloužiacute jako hrniacuteček viacutečko laacutehve Různeacute firmy takeacute nabiacutezejiacute

možnost potisku vašiacute termosky

Ciacutel

Ověřit schopnost termohrnku udržet naacutepoj teplyacute po určitou dobu

Pomůcky

LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA různeacute termohrnky

- 185 -

Scheacutema

Postup

1 Teploměry zapojiacuteme do konektorů CH 1 až CH 4 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute (viz scheacutema) Dva termohrnky majiacute viacutečka Termohrnek

vpravo je bez viacutečka Vlevo je obyčejnyacute porcelaacutenovyacute hrnek

3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme ho přes USB k PC V programu LoggerPro

v menu Experiment ndash Sběr dat zatrhneme Nepřerušenyacute sběr dat

4 Do všech termohrnků nalijeme stejneacute množstviacute horkeacute vody z konvice

5 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

- 186 -

6 Po určiteacute době (např 2 až tři hodiny) zastaviacuteme měřeniacute

7 Vysloviacuteme zaacutevěr Co vše maacute vliv na udrženiacute tepleacuteho naacutepoje

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Opakujeme měřeniacute u všech termohrnků bez viacuteček

2 Opakujeme měřeniacute u všech hrnků s viacutečky

3 Opakujeme měřeniacute se studenyacutem naacutepojem Využijeme při tom kostky ledu

- 187 -

Elektrodynamika 41 MAGNETICKEacute POLE VODIČE

Fyzikaacutelniacute princip

Roku 1820 Hans Christian Oersted prokaacutezal že vodič jiacutemž prochaacuteziacute

elektrickyacute proud vytvaacuteřiacute kolem sebe magnetickeacute pole

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar soustřednyacutech kružnic ležiacuteciacutech v rovinaacutech

kolmyacutech na vodič Orientace indukčniacutech čar zaacutevisiacute na směru proudu a k jejiacutemu

určeniacute použiacutevaacuteme Ampeacuterovo pravidlo praveacute ruky Naznačiacuteme uchopeniacute

vodiče do praveacute ruky tak aby palec ukazoval dohodnutyacute směr proudu ve

vodiči prsty pak ukazujiacute orientaci magnetickyacutech indukčniacutech čar

- 188 -

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho

vodičem a na vzdaacutelenosti od vodiče

Pomůcky

LabQuest rezistor 10 Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA vodič

regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127

- 189 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash

max 06A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci v okoliacute vodiče

6 Potom nastaviacuteme konstantniacute hodnotu proudu a pohybujeme teslametrem

v kolmeacutem směru k ose vodiče

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce B na velikosti

elektrickeacuteho proudu I a na vzdaacutelenosti

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ze znalosti velikosti proudu a vzdaacutelenosti od vodiče spočiacutetej magnetickou

indukci

IB

d kde μ0 = 4πmiddot10

ndash7NmiddotA

ndash2

- 190 -

Elektrodynamika 42 SIacuteLA PŮSOBIacuteCIacute NA VODIČ

V MAGNETICKEacuteM POLI

Fyzikaacutelniacute princip

Na vodič o deacutelce l kteryacutem prochaacuteziacute proud I a je umiacutestěnyacute v magnetickeacutem poli

trvaleacuteho magnetu s indukciacute B působiacute siacutela F = BIl

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost siacutely působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli na velikosti proudu

prochaacutezejiacuteciacuteho vodičem

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA ampeacutermetr HCS-BTA vodič magnet

regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute KXN-305D rezistor 2 Ω-10 W

- 191 -

Scheacutema

- 192 -

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

siloměr DFS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo ndash5 A Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Siacutela a Spojovat body

Dole ndash003 N a Nahoře 003 N V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash

max 5 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Regulovatelnyacutem zdrojem zmenšujeme napětiacute (proud) na 0 V (0 A)

Přepoacutelujeme zapojeniacute zdroje Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute

(proud) Kontrolujeme proud ndash max 5 A Graf se vykresluje na opačnou stranu

osy y Siloměrem měřiacuteme siacutelu působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli

7 Provedeme analyacutezu grafu ndash proložiacuteme lineaacuterniacute funkci

8

9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute siacutela na velikosti elektrickeacuteho proudu I

- 193 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vypočiacutetej velikost siacutely ze znaacutemyacutech hodnot B I a l F BIl Magnetickou

indukci B změř teslametrem uvnitř magnetickeacuteho pole magnetu

2 Miacutesto jednoducheacuteho vodiče použij několik zaacutevitů vodiče (viz scheacutema)

Porovnej vyacutesledky měřeniacute

3 Měřeniacute uspořaacutedej vodorovnyacutem směrem Siloměr bude zavěšenyacute svisle

a ciacutevka bude otočně upevněnaacute uprostřed Ktereacute uspořaacutedaacuteniacute je vyacutehodnějšiacute

- 194 -

Elektrodynamika 43 ELEKTROMAGNETICKAacute

INDUKCE

Fyzikaacutelniacute princip

Elektromagnetickaacute indukce je jev při ktereacutem vznikaacute elektrickeacute napětiacute ve

vodiči změnou magnetickeacuteho pole v okoliacute vodiče (ciacutevky) Indukovaneacute napětiacute

zaacutevisiacute na velikosti změny magnetickeacuteho pole i na rychlosti jeho změny

Ciacutel

Změřit indukovaneacute napětiacute Ověřit na čem zaacutevisiacute

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA ciacutevka s jaacutedrem permanentniacute magnet

- 195 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod

dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 5 s

Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Roztočiacuteme

permanentniacute magnet v těsneacutem okoliacute ciacutevky (jaacutedra)

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 196 -

4 Opakujeme měřeniacute s rychlejšiacutem (pomalejšiacutem) otaacutečeniacutem magnetu

5 Vyměniacuteme magnet za bdquosilnějšiacuteldquo

6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash na čem zaacutevisiacute indukovaneacute napětiacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus ciacutevku s jinyacutem počtem zaacutevitů

2 Zkus pohybovat membraacutenou reproduktoru a měřit indukovaneacute napětiacute

3 Zkus napjatou strunu umiacutestit do magnetickeacuteho pole a na niacute měřit velikost

indukovaneacuteho napětiacute

- 197 -

Elektrodynamika 44 STŘIacuteDAVYacute PROUD

Fyzikaacutelniacute princip

Střiacutedavyacute proud (napětiacute) je proud kteryacute staacutele měniacute svoji velikost i směr Časovyacute

průběh různyacutech střiacutedavyacutech proudů (napětiacute) může byacutet harmonickyacute (sinusoida)

obdeacutelniacutekovyacute trojuacutehelniacutekovyacutehellip

Z časoveacuteho průběhu harmonickeacuteho proudu (napětiacute) můžeme určit periodu

frekvenci a amplitudu

Ciacutel

Změř časovyacute průběh harmonickeacuteho napětiacute a urči jeho efektivniacute hodnotu

periodu frekvenci a amplitudu Urči vztahy mezi nimi

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA (+ndash10 V) zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute do 5 V

multimetr

- 198 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme voltmetr VP-BTA (+ndash10 V)

2 Do školniacuteho zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute (max 5 V stř) připojiacuteme rezistor

100 Ω

3 Paralelně k tomuto rezistoru připojiacuteme multimetr zapojenyacute jako střiacutedavyacute

voltmetr Zkontrolujeme že napětiacute neniacute většiacute než 5 V (efektivniacute hodnota)

4 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

01 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute

přes 001 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

5 Připojiacuteme vyacutevody voltmetru k rezistoru a stiskneme tlačiacutetko START

(měřeniacute) na LabQuestu

6 Po proběhleacutem měřeniacute v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika ndash Napětiacute

7 Z tabulky Statistika můžeme odečiacutest max hodnotu napětiacute = amplituda

Umax = V

8 Na voltmetru odečteme efektivniacute hodnotu napětiacute Uef = V

- 199 -

9 Vzhledem k tomu že jsme zadali dobu měřeniacute 01 s tak se zobrazilo přesně

5 period Tzn že jedna perioda je T = 002 s a frekvence je f = 50 Hz

10 Vypočiacutetaacuteme poměr Umax Uef =

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jako zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute můžeme

použiacutet samotnyacute LabQuest s vyacutekonovyacutem

zesilovačem PAMP kteryacute připojiacuteme

k LabQuestu a v aplikaci Zesilovač (generaacutetor

funkciacute) můžeme nastavovat druh střiacutedaveacuteho

signaacutelu (sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek pila)

frekvenci a amplitudu Pomociacute druheacuteho

LabQuestu můžeme kontrolovat ndash měřit tento

střiacutedavyacute signaacutel

2 Jako jinyacute zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute (proudu)

můžeme použiacutet generaacutetor funkciacute NTL I u něj

je možneacute nastavovat druh střiacutedaveacuteho signaacutelu

(sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek) frekvenci

a amplitudu kterou můžeme pomociacute

LabQuestu měřit

3 Kde se využiacutevaacute střiacutedaveacute napětiacute (proud) S jakyacutem průběhem

4 Zkus změřit střiacutedaveacute napětiacute v nějakeacutem přiacutestroji např na reproduktoru

baterioveacuteho raacutedia Pozor střiacutedaveacute napětiacute musiacute byacutet menšiacute než plusmn10 V Ověř

nejdřiacuteve stř voltmetrem

- 200 -

Elektrodynamika 45 TŘIacuteFAacuteZOVEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Třiacutefaacutezoveacute napětiacute vznikaacute otaacutečeniacutem magnetu v soustavě třiacute ciacutevek Maacuteme tedy tři

zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute ndash faacuteze Třiacutefaacutezovyacute rozvod lze využiacutet k zapojeniacute do

hvězdy nebo k zapojeniacute do trojuacutehelniacuteku Faacutezoveacute napětiacute (u1 u2 u3) je napětiacute

(v našich domaacutecnostech 230 V) mezi středniacutem vodičem (N) a faacutezovyacutem

vodičem (L1 L2 L3) Sdruženeacute napětiacute (u12 u13 u23) je napětiacute (v našich

domaacutecnostech 400 V) mezi libovolnyacutemi dvěma faacutezovyacutemi vodiči

Ciacutel

Změřit časovyacute průběh napětiacute třiacute faacuteziacute v zapojeniacute do hvězdy Ověřit že součet

napětiacute v každeacutem čase je nulovyacute Ověřit že poměr sdruženeacuteho a faacutezoveacuteho

napětiacute je 173kraacutet většiacute

Pomůcky

LabQuest zdroj třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute 3 rezistory 100 Ω 3 voltmetry VP-BTA

- 201 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme 3 voltmetry VP-BTA ke vstupům CH1 CH2 a CH3 LabQuestu

Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu Na zdroji třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute nastaviacuteme hodnotu

faacutezoveacuteho napětiacute do 5 V

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

005 s Frekvence 10 000 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Uložiacuteme měřeniacute

- 202 -

5 Provedeme analyacutezu grafu Odečiacutetaacuteme v každeacutem časoveacutem okamžiku

okamžiteacute hodnoty napětiacute u1 u2 a u3 a provaacutediacuteme jejich součet ndash ověřujeme že

součet je nulovyacute

6 Střiacutedavyacutem voltmetrem změřiacuteme sdruženeacute a faacutezoveacute napětiacute (efektivniacute

hodnoty) a vypočiacutetaacuteme jejich poměr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z grafu ndash časoveacuteho průběhu napětiacute urči o jakou čaacutest periody jsou

posunuta napětiacute

2 Z grafu urči jakyacute je frekvence a perioda střiacutedavyacutech napětiacute

3 Jakyacute je poměr efektivniacute a maximaacutelniacute hodnoty faacutezoveacuteho střiacutedaveacuteho napětiacute

ktereacute jsi naměřil

4 Z grafu urči amplitudu sdruženeacuteho napětiacute a amplitudu faacutezoveacuteho napětiacute

Jakyacute je jejich poměr

- 203 -

Elektrodynamika 46 ELEKTROMAGNETICKEacute VLNY

Fyzikaacutelniacute princip

Magnetickeacute pole můžeme znaacutezornit pomociacute indukčniacutech čar

Elektrickeacute pole popisujeme elektrickyacutemi siločarami

Elektrickeacute a magnetickeacute pole spolu často souvisejiacute Mluviacuteme pak

o elektromagnetickeacutem poli Elektromagnetickeacute vlny jsou přiacutečneacute a šiacuteřiacute se i ve

vakuu Šiacuteřiacute se rychlostiacute světla Elektromagnetickyacutemi vlnami se přenaacutešejiacute

signaacutely rozhlasu televize mobilniacutech telefonů atd I světlo je elektromagnetickeacute

vlněniacute (zaacuteřeniacute)

- 204 -

Mezi frekvenciacute f vlnovou deacutelkou λ a rychlostiacute šiacuteřeniacute elektromagnetickeacuteho

vlněniacute c (světla) platiacute vzorecc

f

Ciacutel

Změřit vlnovou deacutelku elektromagnetickeacuteho vlněniacute Prokaacutezat polarizaci

elektromagnetickeacute vlny

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA bezdraacutetovyacute zvonek ndash tlačiacutetko pracujiacuteciacute na

frekvenci 43392 MHz přijiacutemač s půlvlnnyacutem dipoacutelem (viz přiacutespěvek O

Lepila)

Scheacutema

- 205 -

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod

dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Pohybujeme rovnoměrnyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema pohyb 1)

5 Z poloh maxim a minim určiacuteme vlnovou deacutelku

6 Uložiacuteme měřeniacute

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pohybujeme rovnoměrnyacutem otaacutečivyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema

pohyb 2)

9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash vlnovaacute deacutelka a polarizace elektromagnetickeacuteho vlněniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vyzkoušej jak zaacutevisiacute velikost naměřeneacuteho napětiacute na vzdaacutelenosti vysiacutelače od

přijiacutemače

2 Pomociacute mřiacutežky nebo plechu vyzkoušej odraz vlněniacute (a interferenci)

- 206 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

47 TERMISTOR

Fyzikaacutelniacute princip

Termistor je polovodičovaacute součaacutestka jejiacutež odpor zaacutevisiacute na teplotě

Ciacutel

Změř zaacutevislost odporu termistoru na teplotě Urči o jakou zaacutevislost se jednaacute

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA

rychlovarnaacute konvice s horkou vodou termistory se jmenovitou hodnotou

odporu 4k7 10k 15k počiacutetač s programem Logger Pro

- 207 -

Scheacutema

Postup

1 V konvici si ohřejeme vodu

2 Teploměr TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 2 a ohmmetr do

konektoru CH 1 LabQuestu

3 K ohmmetru připojiacuteme termistor (10k) kteryacute zastrčiacuteme společně

s teploměrem do kaacutedinky

- 208 -

4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

5 Zapneme LabQuest

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Experiment ndash Sběr dat Trvaacuteniacute

300 s Frekvence 1 čteniacutes

8 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu na

osu y Odpor a na osu x Teplotu

9 Nalejeme horkou vodu z konvice do kaacutedinky s teploměrem a termistorem

a zapneme Sběr dat v programu LoggerPro

10 Voda postupně chladne a počiacutetač vykresluje graf zaacutevislosti R = f(t)

Ochlazovaacuteniacute můžeme pomalu urychlovat opatrnyacutem přileacutevaacuteniacutem studeneacute vody

a současnyacutem miacutechaacuteniacutem Pro hlubšiacute ochlazeniacute můžeme použiacutet kousek ledu

11 Po skončeniacute měřeniacute (300 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti ndash menu

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute a můžeme opakovat měřeniacute pro dalšiacute

termistor Nebo při měřeniacute použiacutet současně dva ohmmetry (CH 2 a CH 3) a dva

termistory

12 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

- 209 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z programu Logger Pro z tabulky můžeme naměřenaacute data pomociacute Ctrl+C

a Ctrl+V zkopiacuterovat do programu Excel a tam je daacutele zpracovaacutevat ndash sestrojit

graf proložit funkci

2 V programu Logger Pro můžeme v menu Analyacuteza ndash Curve Fit zkusit

proložit funkci kterou si vybereme ze seznamu Ověř vyacutepočtem (Excel

kalkulačka) že zvolenaacute funkce bdquofungujeldquo

3 Zdůvodněte proč odpor termistoru klesaacute s rostouciacute teplotou Kde se toho

využiacutevaacute

- 210 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

48 FOTOREZISTOR

Fyzikaacutelniacute princip

Fotorezistor (dřiacuteve označovaacuten jako fotoodpor) je pasivniacute elektrotechnickaacute

součaacutestka bez PN přechodu jejiacutež elektrickyacute odpor R se snižuje se zvyšujiacuteciacutem

se osvětleniacutem E

Princip fotorezistoru je založen na vnitřniacutem fotoelektrickeacutem jevu světlo

(foton) naraziacute do elektronu ve valenčniacute sfeacuteře a předaacute mu svoji energii tiacutem

elektron ziacuteskaacute dostatek energie k překonaacuteniacute zakaacutezaneacuteho paacutesu a skočiacute

z valenčniacuteho paacutesu do vodivostniacuteho Tiacutem opustiacute svůj atom a pohybuje se jako

volnyacute elektron prostorem krystaloveacute mřiacutežky Na jeho miacutestě vznikla diacutera Takto

vznikleacute volneacute elektrony přispiacutevajiacute ke sniacuteženiacute elektrickeacuteho odporu R (zvyacutešeniacute

elektrickeacute vodivosti G) Čiacutem viacutece světla na fotorezistor dopadaacute tiacutem vznikaacute viacutece

volnyacutech elektronů a zvyšuje se tiacutem elektrickaacute vodivost

Ciacutel

Změřit zaacutevislost odporu fotorezistoru na vzdaacutelenosti od zdroje světla

(žaacuterovky) Analyzovat funkčniacute zaacutevislost

- 211 -

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) fotorezistor počiacutetač

s programem Logger Pro

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 K ohmmetru připojiacuteme fotorezistor

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se

vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Fotorezistor (upevněnyacute v trubičce) nastaviacuteme 10 cm od žaacuterovky

- 212 -

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 10 cm a stiskneme OK

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 20 cm 30 cmhellip

150 cm

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute fotorezistory

14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Připoj k LabQuestu luxmetr a změř zaacutevislost odporu na osvětleniacute

- 213 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

49 TRANZISTOR JAKO SPIacuteNAČ A ZESILOVAČ

Fyzikaacutelniacute princip

Tranzistor je polovodičovaacute součaacutestka se dvěma přechody PN Středniacute čaacutest

krystalu polovodiče je baacuteze B a přechody PN ji oddělujiacute od oblasti s opačnyacutem

typem vodivosti kolektorem C a emitorem E Podle druhu vodivosti

jednotlivyacutech čaacutestiacute označujeme tranzistory jako typy NPN a PNP

Zaacutekladniacute funkce tranzistoru Maleacute napětiacute v obvodu baacuteze vzbuzuje proud

kteryacute je přiacutečinou mnohokraacutet většiacuteho proudu v obvodu kolektoroveacutem Tranzistor

se použiacutevaacute jako bdquoelektronickyacute spiacutenačldquo a bdquozesilovačldquo

- 214 -

Ciacutel

Ověřit činnost tranzistoroveacuteho spiacutenače a tranzistoroveacuteho zesilovače

Pomůcky

LabQuest dva voltmetry VP-BTA zapojeniacute tranzistoru jako spiacutenače

a zesilovače (podle scheacutema) generaacutetor signaacutelu baterie 45 V

Scheacutema

a) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquospiacutenačeldquo

- 215 -

b) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquozesilovačeldquo

Postup

1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 a CH 2 LabQuestu

2 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquospiacutenačldquo dle scheacutema a) Voltmetry měřiacuteme napětiacute

UBE (U1) a UCE (U2)

3 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme trojuacutehelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 5V

4 Voltmetr U1 připojiacuteme mezi baacutezi a emitor (UBE) Voltmetr U2 připojiacuteme

mezi kolektor a emitor (UCE)

5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

3 s Frekvence 10 000 čteniacutes

6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

- 216 -

Tranzistor jako bdquospiacutenačldquo

7 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

8 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquozesilovačldquo dle scheacutema b) Voltmetry měřiacuteme

napětiacute UBE (U1) a UCE (U2) Potenciometrem P nastaviacuteme bdquopracovniacute bod

tranzistoruldquo ndash UCE bude miacutet polovičniacute hodnotu napaacutejeciacuteho napětiacute

9 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme sinusovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 015 V

10 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 01 s Frekvence 10 000 čteniacutes

11 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

- 217 -

12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

13 Určiacuteme jakyacute je poměr UCEUBE

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Při jakeacutem napětiacute UBE tranzistor bdquosepneldquo Jak dlouho probiacutehaacute bdquosepnutiacuteldquo

2 Zkus měnit kmitočet vstupniacuteho napětiacute zesilovače

3 Zkus měnit nastaveniacute pracovniacuteho bodu Jakyacute to maacute vliv na vyacutestupniacute signaacutel

4 Zkus měnit velikost střiacutedaveacuteho vstupniacuteho napětiacute Jakyacute to maacute vliv na tvar

vyacutestupniacuteho napětiacute

- 218 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

410 INTEGROVANYacute OBVOD

Fyzikaacutelniacute princip

Prvniacute integrovanyacute obvod zkonstruoval Jack Kilby koncem srpna 1958 (r 2000

Nobelova cena za fyziku) Integrovaneacute obvody jsou součaacutestky ktereacute v jednom

pouzdře obsahujiacute velkeacute množstviacute vodičů rezistorů kondenzaacutetorů diod

a tranzistorů Děliacuteme je na čiacuteslicoveacute analogoveacute hellip

- 219 -

Ciacutel

Ověřit činnost integrovaneacuteho obvodu (čiacuteslicovyacute analogovyacute hellip)

Pomůcky

LabQuest tři voltmetry VP-BTA moduly zapojeniacute integrovanyacutech obvodů

LabQuest jako generaacutetor signaacutelu nebo jinyacute generaacutetor signaacutelu

- 220 -

Scheacutema

a) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo

b) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo

- 221 -

Postup

1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu

2 Zapojiacuteme čiacuteslicovyacute integrovanyacute obvod MH 7400 jako bdquoANDldquo bdquoORldquo hellip

dle scheacutematu a) b)

3 Na dvou generaacutetorech signaacutelu nastaviacuteme

obdeacutelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 45 V

4 Na prvniacutem generaacutetoru nastaviacuteme kmitočet

2 Hz a na druheacutem 3 Hz Připojiacuteme je na

vstupy A a B a připojiacuteme k nim voltmetry 1

a 2 K vyacutestupu Y připojiacuteme 3 voltmetr

5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 s Frekvence 200 čteniacutes

6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme

- 222 -

Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo

Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute

funkce bdquoNANDldquo

2 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute

funkce bdquoNORldquo

3 Zkus dalšiacute logickeacute funkce

4 Vyzkoušej funkci jinyacutech čiacuteslicovyacutech integrovanyacutech obvodů Např MH

7493 MH 74153 hellip

5 Vyzkoušej funkci jinyacutech analogovyacutech integrovanyacutech obvodů Např NE

555 hellip

- 223 -

Atomy a zaacuteřeniacute 411 RADIOAKTIVITA A OCHRANA

PŘED ZAacuteŘENIacuteM

Fyzikaacutelniacute princip

Radioaktivita je samovolnaacute přeměna jader Při přeměnaacutech jader vznikaacute zaacuteřeniacute

alfa beta gama a dalšiacute Poločas přeměny je doba za kterou se přeměniacute

polovina původniacuteho počtu radioaktivniacutech jader Ionizujiacuteciacute zaacuteřeniacute škodiacute všem

živyacutem buňkaacutem a je potřeba se před niacutem chraacutenit

Ciacutel

Změř uacuteroveň pozadiacute v miacutestnosti a na louce Ověř uacutečinek ozaacuteřeniacute detektoru od

zdroje zaacuteřeniacute na vzdaacutelenosti době tloušťce stiacuteněniacute a materiaacutelu stiacuteněniacute Ověř

zaacutekon radioaktivniacute přeměny Urči poločas přeměny baria 137m

Ba

Pomůcky

LabQuest souprava GAMABETA (GABEset-1) kabel k propojeniacute detektoru

s LabQuestem (viz doplňkovyacute text) souprava GABEset-2 přiacutepadně detektor

zaacuteřeniacute DRM-BTD

- 224 -

Scheacutema

Postup

1 Propojiacuteme detektor zaacuteřeniacute DRM-BTD (od firmy Vernier) nebo indikaacutetor

zaacuteřeniacute IRA ze soupravy GAMABETA 2007 (staršiacute GABEset-1) do konektoru

DIG 1 LabQuestu V druheacutem přiacutepadě musiacuteme požiacutet propojovaciacute kabel (viz

doplňkovyacute text nebo httpwwwvernierczclankypropojeni-gamabety-s-

labquestem)

2 Zapneme LabQuest V menu Senzor ndash Nastaveniacute senzorů vybereme pro

DIG 1 Detektor radiace Je vyacutehodneacute připojit dva detektory současně Druhyacute do

DIG 2 Oba umiacutestiacuteme na různaacute miacutesta (ne vedle sebe)

- 225 -

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Frekvence 01 čteniacutes a Trvaacuteniacute

100s

4 V menu Graf ndash Parametry grafu zvoliacuteme Automatickeacute měřiacutetko od nuly

5 Detektor (y) zaacuteřeniacute postaviacuteme volně na stůl Nepoužiacutevaacuteme žaacutednyacute zdroj

zaacuteřeniacute

6 Zapneme Sběr dat Měřeniacute bude probiacutehat 100 s v 10-ti sekundovyacutech

intervalech Vykresluje (iacute) se křivka (y) kteraacute (eacute) znaacutezorňuje (iacute) radioaktivitu

kolem naacutes (pozadiacute) v miacutestnosti nebo na louce Radioaktivita je přirozenou

součaacutestiacute našeho života Pokud použijeme dva detektory současně vidiacuteme že na

různyacutech miacutestech je jinyacute naacutepočet Radioaktivniacute přeměny majiacute statistickou

povahu

7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme (menu Graf ndash Uložit měřeniacute)

8 Pro dalšiacute měřeniacute můžeme změnit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme

Frekvence 001 čteniacutes a Trvaacuteniacute 1 000 s

9 V dalšiacutech měřeniacutech postupujeme stejně (bod 6 a 7) ale můžeme plnit

různeacute uacutekoly

a) Stanovit uacutečinek vzdalovaacuteniacute detektoru od zdroje zaacuteřeniacute (použijeme školniacute

zdroj zaacuteřeniacute ze soupravy GAMABETA) Pokud použijeme dva detektory

současně jeden nechaacuteme samostatně a druhyacute budeme ozařovat zdrojem zaacuteřeniacute

z různyacutech vzdaacutelenostiacute a v 10-ti (přiacutepadně při změně nastaveniacute bod 8 ndash 100)

sekundovyacutech intervalech budeme zdroj zaacuteřeniacute postupně po 2 cm vzdalovat od

detektoru

b) Stanovit miacuteru absorpce zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na tloušťce vrstvy

stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu Jeden detektor ozařujeme zaacuteřeniacutem beta a druhyacute zaacuteřeniacutem

gama (ze školniacuteho zdroje zaacuteřeniacute) Přitom v danyacutech časovyacutech intervalech

měniacuteme tloušťku měděneacute destičky (viz naacutevod k soupravě GAMABETA)

Vzhledem k tomu že je možno nastavit 6 různyacutech tlouštěk destičky (ek) potom

je vhodneacute dobu trvaacuteniacute změnit na 60 přiacutepadně 600 sekund

c) Stanovit rozdiacutel v absorpci zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na protonoveacutem

čiacutesle stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu shodneacute tloušťky Souprava GAMABETA obsahuje

destičky různyacutech materiaacutelů hliniacutek železo ciacuten měď olovo Prvniacute měřeniacute

provaacutediacuteme bez absorpčniacute destičky a potom postupně vystřiacutedaacuteme destičky

z různyacutech materiaacutelů Pro měřeniacute b) a c) je vhodnějšiacute doba trvaacuteniacute 600 s protože

- 226 -

změna tloušťky nebo materiaacutelu vyžaduje dvě sekundy a tiacutem zmenšiacuteme chybu

měřeniacute v jednotlivyacutech intervalech

d) Ověřeniacute zaacutekona radioaktivniacute přeměny Pro měřeniacute je potřeba ještě

souprava GABEset-2 kteraacute umožňuje přiacutepravu eluaacutetu baria k určeniacute poločasu

přeměny baria 137m

Ba (cca 150 s) K měřeniacute musiacuteme proveacutest nastaveniacute v bodě

8 (viz vyacuteše) Postupujeme podle naacutevodu v soupravě GABEset-2

10 Vysloviacuteme zaacutevěry

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus vyacuteše uvedenaacute měřeniacute proveacutest s připojenyacutem LabQuestem k PC

v programu Logger Pro Zde je možno nastavit zobrazeniacute grafu v sloupečciacutech

ndash menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu ndash Graph options ndash Bar graph

2 Zkus proměřit poločas přeměny s připojenyacutem LabQuestem k PC

v programu Logger Pro Pro detektor 1 můžeme proveacutest analyacutezu grafu

Analyacuteza ndash CurveFit ndash Natural exponent (proložit exponenciaacutelniacute funkci)

Poločas rozpadu je pak převraacutecenou hodnotou koeficientu C (viz niacuteže graf)

- 227 -

Atomy a zaacuteřeniacute 412 SLUNCE ndash SDIacuteLENIacute TEPLA

SAacuteLAacuteNIacuteM

Fyzikaacutelniacute princip

Slunce vysiacutelaacute elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute do prostoru Dopadne-li toto zaacuteřeniacute na

nějakeacute jineacute těleso a dojde-li k pohlceniacute tohoto zaacuteřeniacute zvyacutešiacute se vnitřniacute energie

tohoto tělesa Souhrnně se vzaacutejemneacute saacutelaacuteniacute a pohlcovaacuteniacute při dvou nebo i viacutece

tělesech s různyacutemi teplotami nazyacutevaacute sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem Dopadne-li toto

zaacuteřeniacute na jineacute těleso je čaacutestečně pohlceno čaacutest se odraacutežiacute a čaacutest prochaacuteziacute

tělesem Pohlceneacute zaacuteřeniacute způsobuje zvyacutešeniacute vnitřniacute energie tělesa odraženeacute

zaacuteřeniacute dopadaacute na jinaacute tělesa a prochaacutezejiacuteciacute zaacuteřeniacute přechaacuteziacute na jinaacute tělesa

Pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa zaacutevisiacute předevšiacutem na jakosti povrchu

a takeacute na barvě povrchu V praxi maacute tento poznatek vyacuteznam předevšiacutem při

konstrukci různyacutech zařiacutezeniacute např biacuteleacute chladničky a mrazaacuteky (aby se co nejviacutece

zaacuteřeniacute odrazilo) v leacutetě nosiacuteme předevšiacutem světleacute oblečeniacute Chceme-li naopak

aby se co nejviacutece zaacuteřeniacute pohltilo voliacuteme černou barvu povrchu

Ciacutel

Ověřit pohltivost různyacutech povrchů

Pomůcky

LabQuest 4 ks teploměr TMP-BTA 4 ks PET laacutehviacute s různyacutem povrchem

žaacuterovka 100 W 300 W

- 228 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměry TMP-BTA ke vstupům CH1 až CH4 LabQuestu

Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

600 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Zapneme žaacuterovku 300 W

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 229 -

5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa na

jakosti povrchu a takeacute na barvě povrchu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute se 100 W žaacuterovkou

2 Provedeme měřeniacute pro jineacute barvy a povrchy

- 230 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

413 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK I

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na osvětleniacute E

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)

- 231 -

Scheacutema

- 232 -

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E

solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 Na ose x zvoliacuteme Osvětleniacute (Illumination (lux)) a na ose y Vyacutekon (mW)

6 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzoreks

daacutele zatrhneme volbu Nepřerušenyacute sběr dat

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Plynule přibližujeme (přiacutepadně vzdalujeme) žaacuterovku k solaacuterniacutem člaacutenkům

Měřiacuteme zaacutevislost P = f(E)

9 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

10 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků zapojenyacutech seacuteriově a paralelně

- 233 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

414 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK II

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na uacutehlu natočeniacute solaacuterniacutech člaacutenků

vzhledem ke zdroji světla

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)

- 234 -

Scheacutema

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E

solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

- 235 -

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev

sloupce Uacutehel Značka α Jednotky deg

6 Na ose x zvoliacuteme Uacutehel (deg) a na ose y Vyacutekon (mW)

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute

panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky

9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu uacutehlu 0deg

10 Natočiacuteme solaacuterniacute panel o 10deg od směru šiacuteřeniacute světla Využijeme uacutehloměr na

stavebnici solaacuterniacutech panelů Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu

uacutehlu 10deg

11 Opakujeme postup pro dalšiacute hodnoty uacutehlů 20deg 30deg hellip 90deg

12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

13 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků osvětlenyacutech Sluncem

- 236 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

415 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK III

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na vlnoveacute deacutelce světla - filtru

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad) barevneacute filtry ze

stavebnice

- 237 -

Scheacutema

- 238 -

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev

sloupce Barva filtru Značka λ Jednotky nm

6 Na ose x zvoliacuteme Barva filtru (nm) a na ose y Vyacutekon (mW)

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute

panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky Před solaacuterniacute

člaacutenky vložiacuteme bdquomodryacute filtrldquo

- 239 -

9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu vlnoveacute deacutelky modreacuteho

světla ndash 460 nm

10 Opakujeme postup pro zelenyacute žlutyacute a červenyacute filtr

11 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

12 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pomociacute spektrofotometru změř vlnovou deacutelku světla ktereacute projde přes danyacute

barevnyacute filtr

2 Vyzkoušej jineacute barevneacute filtry

Mgr Vaacuteclav Pazdera

Měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier

Vydal Repronis v Ostravě roku 2012

Technickaacute uacuteprava textu doc RNDr Oldřich Lepil CSc

Naacutevrh obaacutelky

Tisk Repronis s r o Ostrava

Počet stran 240

Naacuteklad 150 ks

Vydaacuteniacute prvniacute

ISBN 978-80-7329-

Page 8: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk

- 9 -

Veličiny a jejich měřeniacute

11 DEacuteLKA

Fyzikaacutelniacute princip

Rozměry těles přiacutepadně vzdaacutelenosti mezi tělesy určujeme zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute

veličinou ktereacute řiacutekaacuteme deacutelka l Zaacutekladniacute jednotkou deacutelky je metr

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru vzdaacutelenost mezi tělesy

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo

Scheacutema

- 10 -

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od

senzoru ke stropu k tabuli k zemi k rucehellip

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat

se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se

člověka od senzoru (0 až 6 m)

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu ndash kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od

senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od

senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem

kornoutem nebo mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka

vlaacutečkuhellip

6 Ukončiacuteme měřeniacute

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je funkciacute

času

- 11 -

Veličiny a jejich měřeniacute

12 HMOTNOST

Fyzikaacutelniacute princip

Množstviacute laacutetek v tělese popisujeme hmotnostiacute m Jednotkou hmotnosti je

kilogram kg Hmotnost tělesa můžeme určit vaacuteženiacutem pomociacute vaacutehy

Ciacutel

Zkontrolovat hmotnost přesnyacutech zaacutevažiacute ze sady zaacutevažiacute Určit hmotnost m

různyacutech těles minciacute hmotnost bdquostejnyacutechldquo zaacutevažiacute CO2 vzduchu hořiacuteciacuteho

kahanu hořiacuteciacute sviacutečky laacutehve s vodouhellip

Pomůcky

Počiacutetač program LoggerPro digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 teploměr GoTemp

sada zaacutevažiacute sada stejnyacutech krychliček z různyacutech materiaacutelů kahan sviacutečka PET

laacutehev mince

- 12 -

Scheacutema

Postup

1 Digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 (rozsah 0 až 4 000 g) zapojiacuteme do konektoru

USB počiacutetače

2 Spustiacuteme program LoggerPro

3 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g hellip) a

kontrolujeme zda vaacutehy ukazujiacute spraacutevnou hmotnost Naměřeneacute hmotnosti

zapisujeme do tabulky

4 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme stejneacute krychličky 1cm3 (nebo zaacutevažiacute)

z různyacutech materiaacutelů (Al Fe Zn Cu Pb dřevahellip) Naměřeneacute hmotnosti

zapisujeme do tabulky

5 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme mince (1 Kč 2 Kč 5 Kčhellip) Naměřeneacute

hmotnosti zapisujeme do tabulky

6 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Trvaacuteniacute

200 s Frekvence 1 čteniacutes

7 Na digitaacutelniacute vaacutehu postaviacuteme PET laacutehev s uzavřenyacutem odtokem

- 13 -

8 Uvolniacuteme odtok a současně stiskneme tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Měřiacuteme

jak se měniacute hmotnost kapalneacuteho tělesa po dobu 200 sekund Pokud je otvor

malyacute (voda vyteacutekaacute deacutele než je nastavenaacute doba) tak prodloužiacuteme dobu trvaacuteniacute

měřeniacute Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme naměřenyacute graf a přiacutepadně vyhodnotiacuteme

jeho průběh

9 Stejneacute měřeniacute (ad 8)) ale na hrdle PET laacutehve je našroubovaacuten vršek

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proveď analyacutezu naměřeneacuteho grafu ndash menu Analyacuteza ndash Proložit křivku nebo

Analyacuteza ndash Statistika

2 Stejneacute měřeniacute (ad 7) můžeme proveacutest s hořiacuteciacute sviacutečkou nebo s přiteacutekajiacuteciacute

vodou do PET laacutehve

3 Do PET laacutehve postaveneacute na digitaacutelniacute vaacuteze daacuteme určiteacute množstviacute octa (1dl)

můžeme takeacute přidat teploměr GoTemp zapneme měřeniacute a přisypeme saacuteček

sody Měřiacuteme zda se zmenšiacute hmotnost reagujiacuteciacute směsi (unikaacute plyn CO2)

Sledujeme i teplotu reagujiacuteciacutech laacutetek Zůstaacutevaacute hmotnost stejnaacute nebo se měniacute

Pokud maacuteme senzor pH můžeme při reakci sledovat i tuto vlastnost

4 Dvoulitrovou praacutezdnou PET laacutehev (uřiacuteznuteacute hrdlo) postav na digitaacutelniacute vaacutehu

V programu LoggerPro stiskni tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Naleacutevej do praacutezdneacute

laacutehve oxid uhličityacute (vyrobenyacute reakciacute octa a sody nebo z bombičky sifonu)

Pozoruj jak se měniacute hmotnost Nech měřeniacute běžet delšiacute dobu a pozoruj jak se

měniacute hmotnost Vyhodnoť měřeniacute Z naměřenyacutech hodnot a ze znalosti hustoty

vzduchu (129 kgm3) urči hustotu oxidu uhličiteacuteho Jakou maacute oxid uhličityacute

hustotu v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu

- 14 -

Veličiny a jejich měřeniacute

13 ČAS REAKČNIacute DOBA

Fyzikaacutelniacute princip

Čas je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličina kteraacute se nejčastěji označuje malyacutem

piacutesmenem t Jednotkou času je sekunda s

Reakčniacute doba člověka je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute

udaacutelosti do jeho reakce Mnoho faktorů ovlivňuje reakčniacute dobu člověka

Ciacutel

Změřit časoveacute uacuteseky různyacutech dějů pomociacute stopek LabQuestu

Změřit reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět

Pomůcky

LabQuest ultrazvukoveacute měřidlo vzdaacutelenosti GoMotion 2 ks voltmetry VP-

BTA deacutelkoveacute měřidlo

- 15 -

Scheacutema

Postup

1 Zapneme LabQuest a v dolniacute naacutestrojoveacute liště klikneme na ikonu domeček

2 V zobrazeneacute nabiacutedce zvoliacuteme Stopky

3 Stopky ovlaacutedaacuteme třemi tlačiacutetky ndash startstop vynulovaacuteniacute a zkopiacuterovaacuteniacute

aktuaacutelniacuteho uacutedaje z displeje např do kalkulačky Vyzkoušej si to

4 Změřiacuteme časoveacute uacuteseky různyacutech dějů

a) dobu mezi dvěma zvuky (generujeme pomociacute programu na PC ndash lze

přesně nastavit dobu dvě tlesknutiacute)

b) dobu kmitu kyvadla (dvěma po sobě jdouciacutem kyvům řiacutekaacuteme kmit)

c) dobu volneacuteho paacutedu tělesa z vyacutešky 2 metry můžeme ověřit pomociacute

GoMotion

d) dobu volneacuteho paacutedu dřevěneacute tyčky s deskou kterou jeden člověk pustiacute a

druhyacute chytiacute můžeme ověřit pomociacute GoMotion

- 16 -

e) dobu pohybu tělesa (autiacutečko vlaacuteček) po vodorovneacute podložce

f)

5 Změřiacuteme reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět

a) Světelnyacute ndash k LabQuestu připojiacuteme dva voltmetry VP-BTA prvniacute

připojiacuteme na LED (žaacuterovku) kteraacute je zapojena do obvodu s tlačiacutetkem

druhyacute připojiacuteme na rezistor zapojenyacute v obvodu s tlačiacutetkem prvniacute student

stiskne tlačiacutetko v prvniacutem obvodu a druhyacute stiskne v reakci na rozsviacutecenou

LED-ku (žaacuterovku) tlačiacutetko v druheacutem obvodu na LabQuestu

vyhodnotiacuteme dobu mezi napěťovyacutemi impulzy

b) Zvukovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze miacutesto LED-ky je zapojen bzučaacutek

a druhyacute student maacute zavřeneacute oči a reaguje na zvuk

c) Dotykovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze s tiacutem že prvniacute student se druheacuteho

dotkne rukou

6 Poznaacutemka

a) U všech třiacute měřeniacute v ad 5) je potřeba nastavit na LabQuestu v menu

Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 2 s Frekvence 1 000 čteniacutes Trigger

nastaviacuteme na Zapnuto a je rostouciacute přes 1 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute

Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

b) Miacutesto druheacuteho obvodu a voltmetru můžeme použiacutet senzor stisku ruky

HD-BTA

c) Při připojeniacute (ad 4c))ultrazvukoveacuteho senzoru MD-BTD nebo GO-MOT

do vstupu DIG 1 nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim

Časovaacute zaacutekladna Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

- 17 -

7 Ukončiacuteme měřeniacute

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkuste změřit reakčniacute dobu

a) opakovaně u jednoho studenta

b) u diacutevek a chlapců

c) mladyacutech a staryacutech lidiacute

d) raacuteno a večer

Na zaacutevěr sestav přehlednou tabulku všech vyacutesledků

2 Reakčniacute doba řidiče je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute

udaacutelosti do řidičovy reakce Jejiacute doba se pohybuje kolem 2 sekund ale vždy

zaacuteležiacute na pozornosti řidiče jeho věku fyzickeacute kondici a dalšiacutech faktorech Do

reakčniacute doby se však nezapočiacutetaacutevaacute doba prodlevy a naacuteběhu brzd Pamatujte

proto na bezpečnou vzdaacutelenost mezi vozidly a udržujte odstup

3 Zkuste chytit bankovku puštěnou druhyacutem člověkem dvěma prsty (pokud ji

chytnete je vaše) Proč ji nelze chytit

- 18 -

Veličiny a jejich měřeniacute

14 RYCHLOST

Fyzikaacutelniacute princip

Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme

v metrech za sekundu m

s

nebo v kilometrech za hodinu km

h

U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se

rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT

- 19 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 3 s

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost pohybu

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a potom se

přibližovat a daacutele se naopak vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost

chůze člověka (0 až 6 m)

- 20 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho

miacuteče od senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem

papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho autiacutečka (viz foto vyacuteše) vlaacutečkuhellip

5 Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

- 21 -

Veličiny a jejich měřeniacute

15 DRAacuteHA

Fyzikaacutelniacute princip

Draacuteha s je deacutelka trajektorie Trajektorie je křivka kterou těleso opisuje při

sveacutem pohybu

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru draacutehu kterou uraziacute těleso

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo

- 22 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od

senzoru ke stropu k tabuli k zemi k ruce hellip

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat

se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se

člověka od senzoru (0 až 6 m)

- 23 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od

senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem

papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka vlaacutečku hellip

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

2 Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je

funkciacute času

- 24 -

Veličiny a jejich měřeniacute

16 TEPLOTA

Fyzikaacutelniacute princip

Teplota je fyzikaacutelniacute veličina t kterou použiacutevaacuteme k popisu stavu tělesa (rychlost

pohybu atomů) Jednotkou je Celsiův stupeň (degC) Teplota tajiacuteciacuteho ledu je 0 degC

Bod varu vody je 100 degC Stupeň Fahrenheita (degF) je jednotka teploty

pojmenovanaacute po německeacutem fyzikovi Gabrielu Fahrenheitovi Dnes se použiacutevaacute

hlavně v USA

- 25 -

Ciacutel

Odhadnout teplotu a pak odhad ověřit teploměrem Ověřit teplotu tajiacuteciacuteho ledu

Ověřit teplotu varu vody Změřit jak se měniacute teplota v průběhu dne a při

ohřiacutevaacuteniacute nebo ochlazovaacuteniacute tělesa

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA teploměr STS-BTA PET laacutehve

- 26 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměr STS-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

2 Do několika naacutedob z PET lahviacute připraviacuteme vodu o různeacute teplotě ndash prvniacute

přidaacuteme led a u ostatniacutech postupně viacutece a viacutece horkeacute vody z elektrovarneacute

konvice

3 Zapneme LabQuest a můžeme měřit teplotu Nejdřiacuteve zkusiacuteme odhadnout

teplotu a potom ověřiacuteme pomociacute teploměru teplotu různyacutech těles

a) vzduch v miacutestnosti (u podlahy uprostřed u stropu)

b) vzduch na ulici

c) teplaacute voda

d) studenaacute voda

e) horkaacute voda

f) tajiacuteciacute led

g) tajiacuteciacute led a sůl

- 27 -

h) vařiacuteciacute voda

i) teplota lidskeacuteho těla

j) teplota v chladničce (dole nahoře v mraziciacutem boxu)

k)

4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 60 čteniacuteh Trvaacuteniacute 24 h

5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme venku za oknem

tak aby se nedotyacutekal žaacutedneacuteho tělesa

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu

vzduchu v průběhu 24 hodin Dalšiacute den ve stejnou dobu ukončiacuteme měřeniacute

7 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

8 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutemin Trvaacuteniacute 24 min

9 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme do kaacutedinky se

studenou vodou a začneme ohřiacutevat lihovyacutem kahanem

10 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu vody

v průběhu 12 minut (ohřiacutevaacuteniacute) Pak zahasiacuteme kahan a měřiacuteme dalšiacutech12 minut

(ochlazovaacuteniacute) Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 120 čteniacutemin Trvaacuteniacute 3 min

2 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu uchopiacuteme senzor

teploměru do ruky a pozorujeme změnu teploty Stejneacute měřeniacute provedeme

s teploměrem TMP-BTA a teploměrem STS-BTA Proč se lišiacute průběhy obou

grafů Kde toho lze využiacutet

4 Zapoj do LabQuestu dva teploměry Vezmi si dvě naacutedoby s vodou

o různyacutech teplotaacutech ndash studenaacute a teplaacute Měř jejich teploty (tlačiacutetko START)

- 28 -

Přelej vodu z prvniacute naacutedoby do druheacute a současně přendej teploměr z prvniacute

naacutedoby do druheacute Popiš co pozoruješ Z grafu urči teploty před smiacutechaacuteniacutem

a teplotu po smiacutechaacuteniacute

5 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vody ve zkumavce v různyacutech

hloubkaacutech

a) budeš-li vodu ohřiacutevat u dna

b) budeš-li vodu ohřiacutevat u hrdla

6 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vzduchu ve zkumavce v různyacutech

hloubkaacutech

- 29 -

Siacutely a jejich vlastnosti

17 SIacuteLA

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se

piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N

Ciacutel

Určit velikosti různyacutech sil Určit hmotnost zaacutevažiacute ktereacute je přitahovaacuteno k zemi

silou 1 N Určit siacutelu stisku ruky a siacutelu stisku mezi dvěma prsty Určit velikost

siacutely kterou člověk působiacute na zem

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA plošnyacute siloměr FP-BTA senzor siacutely stisku ruky

HD-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma

- 30 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)

2 Zapneme LabQuest

3 Zavěšujeme postupně různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g ) na siloměr

Naměřeneacute uacutedaje zapisujeme do tabulky

4 Na siloměr zavěsiacuteme pružinu Vynulujeme siloměr Zavěšujeme postupně

různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 ghellip) na pružinu a měřiacuteme prodlouženiacute

pružiny y Sestrojiacuteme graf F = f(y) Určiacuteme konstantu přiacutemeacute uacuteměrnosti

5 Zavěsiacuteme na siloměr misku z rovnoramennyacutech vah a vynulujeme siloměr ndash

menu Senzory ndash Vynulovat Postupně na misku přidaacutevaacuteme zaacutevažiacute až siloměr

ukazuje přesně siacutelu 1 N Vyacutesledek (hmotnost zaacutevažiacute) zapiacutešeme do tabulky

6 K LabQuestu připojiacuteme senzor siacutely stisku ruky HD-BTA Měřiacuteme

postupně siacutelu stisku ruky pro pravou a levou ruku

7 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Měřiacuteme siacutelu stisku ruky

po dobu 60 sekund ndash nepřerušovaně držiacuteme Sledujeme jak siacutela stisku

v průběhu času ochabuje

9 Bod 5 6 a 7 opakujeme pro siacutelu stisku mezi prsty

- 31 -

10 K LabQuestu připojiacuteme plošnyacute siloměr FP-BTA Přepneme na většiacute

rozsah 0 ndash 3 500 N Postaviacuteme se na tento siloměr Změřiacuteme siacutelu kterou člověk

působiacute na zem (tiacuteha G) Zapiacutešeme do tabulky Určiacuteme hmotnost člověka

11 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

12 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sledujeme jak se

měniacute tlakovaacute siacutela při dřepu kliku vyacuteskoku při běžneacute chůzi (jedna noha střiacutedaacute

druhou) při přitisknutiacute senzoru ke stěněhellip

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute jak se měniacute siacutela působiacuteciacute na plošnyacute siloměr FP-BTA při

jiacutezdě vyacutetahem když na něm stojiacuteme (vliv zrychlovaacuteniacute zpomalovaacuteniacute)

2 Polož plošnyacute siloměr na židli sedni si na něj a vyzkoušej jakou silou

působiacuteš na židli

3 Na siloměr DFS-BTA zavěsiacuteme hranol Určiacuteme velikost siacutely kterou

přitahuje Země hranol Taacutehneme tento hranol po podložce a změřiacuteme velikost

tahoveacute siacutely Porovnaacuteme tyto dvě siacutely

4 Proveďte statistickyacute průzkum ve třiacutedě o kolik je u pravaacutekůlevaacuteků silnějšiacute

pravaacutelevaacute ruka (holekkluků) Vypočiacutetejte průměrneacute hodnoty

- 32 -

Elektrickeacute vlastnosti laacutetek

18 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovaacuteniacute těles

Jeho jednotkou je coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při

pokusech ve třiacutedě pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů)

1 nC je přibližně 6 000 000 000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj

elektronuhellip) Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj

(na skleněneacute tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně

nabiteacute těleso maacute viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute

protony K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič

naacuteboje

Ciacutel

Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute

při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute

Pomůcky

LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA tělesa (plechovka na polystyreacutenu kovoveacute

kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute

těles

- 33 -

Scheacutema

Postup

1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou

krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku

připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou

zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě

kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru

zvoliacuteme rozsah plusmn 100 nC

2 Zapneme LabQuest

- 34 -

3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem

ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj

Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky

5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence

2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj

z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute

naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)

Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky

9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute

tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)

10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu

3times3 mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle

Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm

Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je

11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech

(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)

- 35 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pouze přibližujeme a vzdalujeme nabitou tyč (ebonitovou nebo skleněnou)

k tělesu (plechovce) a sledujeme jak se měniacute naacuteboj O jakyacute jev se jednaacute Čiacutem

je způsoben

2 Plechovku připojiacuteme ke zdroji kladneacuteho vn napětiacute (nabije se kladně) Měřič

naacuteboje připojiacuteme ke kovoveacute kuličce na izolovaneacutem držaacuteku Zapneme měřeniacute

a přejiacuteždiacuteme plynule v okoliacute svisleacute stěny plechovky (nedotyacutekaacuteme se) přibližně

ve stejneacute vzdaacutelenosti Sledujeme naměřeneacute hodnoty Co můžeme usoudit

o rozloženiacute naacuteboje na povrchu plechovky

- 36 -

Magnetismus 19 MAGNETICKAacute INDUKCE

MAGNETICKEacute POLE

Fyzikaacutelniacute princip

Magnetickou indukciacute nazyacutevaacuteme jev při ktereacutem se tělesa s feromagnetickyacutemi

vlastnostmi v bliacutezkosti magnetu zmagnetujiacute Magnet vytvaacuteřiacute ve sveacutem okoliacute

magnetickeacute pole ktereacute můžeme znaacutezornit soustavou magnetickyacutech

indukčniacutech čar Pomociacute magnetky (malyacute magnet) můžeme bdquozmapovatldquo

magnetickeacute pole ndash určit směr indukčniacutech čar Mnohem rychleji lze obrazec

indukčniacutech čar určit pomociacute železnyacutech pilin

Magnetickeacute pole popisuje veličina magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji

v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou indukci měřiacuteme teslametrem Zemskeacute

magnetickeacute pole v ČR maacute magnetickou indukci 0048 mT

Ciacutel

Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute permanentniacuteho

magnetu Změřit magnetickou indukci magnetickeacuteho pole Země

- 37 -

Pomůcky

LabQuest teslametr MG-BTA permanentniacute magnet

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Na teslametru

nastaviacuteme rozsah 64 mT Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 38 -

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k severniacutemu poacutelu magnetu

a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi

5 sekund)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k jižniacutemu poacutelu magnetu

a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi

5 sekund)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně pohybujeme (asi 5 sekund) teslametrem kolmo k podeacutelneacute ose

magnetu k jižniacutemu poacutelu magnetu a potom pomalu vzdalujeme teslametr od

severniacuteho poacutelu magnetu (asi 5 sekund) Uložiacuteme měřeniacute

6

7 Otevřeme novyacute soubor a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve

vodorovneacute rovině otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země

Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum (N a S magnetickyacute poacutel)

- 39 -

Z maximaacutelniacutech hodnot odečteme vodorovnou amplitudu magnetickeacute indukce B

Země

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve

svisleacute rovině (N-S směr) otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země

Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum Maximaacutelniacute hodnota je

hodnotou magnetickeacute indukce B Země

9

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Urči sklon indukčniacute čaacutery magnetickeacuteho pole u naacutes v ČR vzhledem

k povrchu země

- 40 -

Elektrickyacute obvod 110 ELEKTRICKYacute PROUD

ELEKTRICKEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute proud je uspořaacutedanyacute pohyb nabityacutech čaacutestic Elektrickyacute proud se

označuje piacutesmenem I Jeho jednotkou je ampeacuter (A)

Elektrickeacute napětiacute se označuje piacutesmenem U Jednotkou elektrickeacuteho napětiacute je

volt (V)

Elektrickyacute proud měřiacuteme ampeacutermetrem a napětiacute voltmetrem

Ciacutel

Změřit proud prochaacutezejiacuteciacute žaacuterovkou Změřit napětiacute na žaacuterovce Pozorovat jak

žaacuterovka sviacutetiacute při různyacutech hodnotaacutech proudu (uacutečinky proudu)

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat

100 Ω žaacuterovka 35 V03 A

- 41 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x

zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat ndash

Ampeacutermetr Reostat 100 Ω nastaviacuteme na min hodnoty odporu (napětiacute)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 42 -

5 Reostatem 100 Ω pomalu (20 s) zvětšujeme proud (směrem k max) až ho

vytočiacuteme do krajniacute polohy (max) Hodnota proudu nesmiacute překročit 06 A

Zobrazuje se tzv V-A charakteristika žaacuterovky Po vykresleniacute celeacuteho grafu

zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro různeacute žaacuterovky

7 Vysloviacuteme zaacutevěr (při jakeacute hodnotě proudu žaacuterovka začiacutenaacute sviacutetit)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř V-A charakteristiku pro rezistor 100 Ω a 50 Ω

- 43 -

Elektrickeacute pole 111 ZDROJE ELEKTRICKEacuteHO

NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Zdroje elektrickeacuteho napětiacute jsou elektraacuterny galvanickeacute člaacutenky a akumulaacutetory

- 44 -

Ciacutel

Změřit jak se měniacute napětiacute při vybiacutejeniacute (použiacutevaacuteniacute) zdroje ndash vybiacutejeciacute křivku

Pomůcky

LabQuest držaacutek baterie a rezistor ampeacutermetr DCP-BTA voltmetr VP-BTA

zdroj elektrickeacuteho napětiacute ndash galvanickyacute člaacutenek akumulaacutetor

- 45 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 a voltmetr VP-BTA ke

vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

12 h Frekvence 300 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat (spiacutenač je vypnutyacute)

4 Sepneme spiacutenač Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na

LabQuestu

5 Když začne napětiacute klesat pod 1V zastaviacuteme měřeniacute

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vytvoř si jednoduchyacute galvanickyacute

člaacutenek z jablka (nebo citronu)

železneacuteho hřebiacuteku a měděneacuteho draacutetu

podle obraacutezku Změř voltmetrem

zaacutevislost napětiacute v zaacutevislosti na čase

(připoj rezistor 1 000 Ω)

- 46 -

2 Změř vybiacutejeciacute křivku pro různeacute zdroje Urči kapacitu člaacutenku Porovnej

se jmenovitou kapacitou

3 Jakeacute vyacutehody maacute elektrickeacute napětiacute z bateriiacute oproti napětiacute ze zaacutesuvek Jakeacute

nevyacutehody naopak majiacute baterie

- 47 -

Elektrickyacute obvod 112 UacuteČINKY ELEKTRICKEacuteHO

PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute proud maacute pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute

uacutečinky Jednoducheacute spotřebiče můžeme rozdělit podle uacutečinků elektrickeacuteho

proudu na pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute spotřebiče

Ciacutel

Ověřit pohyboveacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na elektromotor

Ověřit světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

Ověřit magnetickeacute uacutečinky (magnetickaacute indukce) elektrickeacuteho proudu

prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

Ověřit chemickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho kapalinou

(vodou)

Ověřit tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA

teploměr TMP-BTA ciacutevka 166 a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu

a napětiacute BK 127 žaacuterovka 12 V spiraacutela luxmetr LS-BTA voltmetr 30 V-BTA

- 48 -

Scheacutema

a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

- 49 -

b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

Postup

a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

1 Připojiacuteme luxmetr LS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-

BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematuj ndash spiacutenač je

rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr

- 50 -

a voltmetr Žaacuterovku s luxmetrem můžeme zakryacutet krabiciacute aby luxmetr neměřil

osvětleniacute pozadiacute

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06A Na ose y zvoliacuteme Osvětleniacute a Spojovat body

Dole 0 a Nahoře 600 lx

4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme

napětiacute Vlevo 0 Vpravo 16 V Na ose y zvoliacuteme Proud a Spojovat body Dole

0 a Nahoře 04 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme

spiacutenač

6 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (do 12 V) Kontrolujeme proud

ndash max 06A Luxmetrem měřiacuteme osvětleniacute způsobeneacute žaacuterovkou

b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

- 51 -

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max

06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky

c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-

BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu ndash spiacutenač je

rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr

a voltmetr Teploměr se spiraacutelou vložiacuteme do kaacutedinky s vodou

- 52 -

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 000 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Napětiacute a Spojovat body

Dole 0 a Nahoře 25 V

4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme

čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Teplota a Spojovat body

Dole 20 a Nahoře 35 degC Regulovatelnyacutem zdrojem nastaviacuteme napětiacute (na

20 V) Kontrolujeme proud ndash max 10 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme

spiacutenač

6 Teploměrem měřiacuteme teplotu vody zahřiacutevaneacute spiraacutelou

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakeacute jsou uacutečinky elektrickeacuteho proudu v jednotlivyacutech

přiacutepadech

- 53 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ve ktereacutem elektrickeacutem přiacutestroji se projevuje současně několik uacutečinků

elektrickeacuteho proudu

2 Jakyacutech uacutečinků elektrickeacuteho proudu využiacutevaacute elektrickyacute zvonek

3 Změř jak zaacutevisiacute siacutela F přitahujiacuteciacute jaacutedro na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho

ciacutevkou Kde se toho daacute využiacutet

4 Chemickeacute uacutečinky viz uacuteloha 116 Elektrickyacute proud v kapalinaacutech

5 Změř pohyboveacute uacutečinky el proudu na otaacutečeniacute elektromotoru Pohyb můžeš

sniacutemat luxmetrem

- 54 -

Elektrickyacute obvod 113 MAGNETICKEacute VLASTNOSTI

ELEKTRICKEacuteHO PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Prochaacuteziacute-li vodičem elektrickyacute proud vznikaacute v jeho okoliacute magnetickeacute pole

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar kružnic Kružnice ležiacute v rovinaacutech kolmyacutech

na vodič a majiacute středy v bodech vodiče Magnetickeacute pole popisuje veličina

magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou

indukci měřiacuteme teslametrem

Ciacutel

Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute vodiče v zaacutevislosti na

velikosti elektrickeacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest teslametr MG-BTA ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj

napětiacute vodič

- 55 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu a ampeacutermetr

HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Na teslametru nastaviacuteme rozsah 64 mT

Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 56 -

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 5 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Teslametr umiacutestiacuteme bliacutezko vodiče (1 cm) Stiskneme tlačiacutetko START

(měřeniacute) na LabQuestu a pomalu rovnoměrně zvětšujeme napětiacute

(proud) na zdroji Uložiacuteme měřeniacute

5 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce na velikosti proudu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Velikost magnetickeacute indukce okolo rovneacuteho dlouheacuteho vodiče ve vzdaacutelenosti

d můžeme vypočiacutetat pomociacute Biot-Savartova zaacutekona (někdy teacutež Biot-Savart-

Laplaceova)

7 74π 10 2 102π 2π

I I IB

d d d (přibližně ve vzduchu)

2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale v zaacutevislosti na vzdaacutelenosti d ndash měřiacuteme

praviacutetkem a vklaacutedaacuteme po jednotlivyacutech krociacutech Nastaviacuteme určitou hodnotu

proudu

- 57 -

Elektrickyacute obvod 114 MAGNETICKEacute POLE CIacuteVKY

Fyzikaacutelniacute princip

Ciacutevka vznikne když vodič navineme na povrch vaacutelce nebo hranolu

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery uvnitř ciacutevky jsou rovnoběžneacute s jejiacute osou

Magnetickaacute indukce uvnitř velmi dlouheacute ciacutevky maacute velikost NI

Bl

kde I

je velikost proudu N je celkovyacute počet zaacutevitů a l je deacutelka ciacutevky

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce B na velikosti proudu I prochaacutezejiacuteciacuteho

ciacutevkou

Pomůcky

LabQuest rezistor 10Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA ciacutevka 166

a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127

- 58 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 59 -

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max

06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky

6 Vysloviacuteme zaacutevěr - jak zaacutevisiacute mag indukce B na velikosti elektrickeacute

proudu I

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ze znalosti počtu zaacutevitů deacutelky ciacutevky a proudu spočiacutetej magnetickou

indukci

2 Změň ciacutevku a opakuj měřeniacute

3 Změř jak se měniacute magnetickaacute indukce po podeacutelneacute ose ciacutevky při daneacute

hodnotě proudu

- 60 -

Elektrickyacute obvod 115 ZKRAT

Fyzikaacutelniacute princip

Zkrat v elektrickeacutem obvodu je vodiveacute spojeniacute vodičů ktereacute vyřadiacute z obvodu

spotřebič Obvod se chraacuteniacute proti zkratu pojistkou nebo jističem Tavnaacute

pojistka je založena na tepelnyacutech uacutečinciacutech elektrickeacuteho proudu Jistiacuteciacutem

prvkem je tenkyacute draacutetek kteryacute se průchodem zkratoveacuteho proudu přepaacuteliacute a tiacutem

přerušiacute elektrickyacute obvod

Ciacutel

Ověřit funkci tavneacute pojistky Určit velikost zkratoveacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute tenkyacute

vodič tavnaacute trubičkovaacute pojistka ndash různeacute hodnoty proudu

- 61 -

Scheacutema

- 62 -

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme

obvod dle scheacutematu Spiacutenač je rozpojen Jako pojistku použijeme napřiacuteklad

tavnou trubičkovou pojistku 800 mA Jako zdroj plochou baterii

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Způsobiacuteme

ZKRAT

5 Vysloviacuteme zaacutevěr Jak rychle bdquozareagujeldquo tavnaacute pojistka

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus změřit pomociacute mikrometru průměr draacutetku a zkratovyacute proud tiacutemto

draacutetkem Změř draacutetky různyacutech průměrů Jak zaacutevisiacute hodnota zkratoveacuteho

proudu na průměru draacutetku

2 Proč nemůžeš použiacutet jako tavnou pojistku hřebiacutek

3 Zkus různeacute druhy materiaacutelů tavnyacutech draacutetků ndash Fe Cuhellip Jakyacute to maacute vliv na

velikost bdquozkratovaciacuteholdquo proudu

- 63 -

4 Zkus změřit dvě stejneacute pojistky (např 800 mA) ale jedna je bdquopomalaacuteldquo

a druhaacute bdquorychlaacuteldquo

5 Zkus změřit zkrat se dvěma paralelně zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi Jakyacute

maacute vliv kvalita zdroje na velikost zkratovaciacuteho proudu Změniacute se doba

přetaveniacute draacutetku

6 Zkus změřit zkrat se dvěma seacuteriově zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi

7 Proč při bdquoletmeacutem dotekuldquo (viz obraacutezek) před zkratem nenastal zkrat Proč

nastal až při staacuteleacutem doteku

- 64 -

Elektrickyacute obvod 116 ELEKTRICKYacute PROUD

V KAPALINAacuteCH

Fyzikaacutelniacute princip

Podmiacutenkou vodivosti kapalin je přiacutetomnost iontů Ionty vznikajiacute v kapalinaacutech

nejčastěji při rozpouštěniacute soliacute a kyselin

Ciacutel

Ověřit vznik iontů rozpouštěniacutem soli ve vodě měřeniacutem elektrickeacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr DCP-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute žaacuterovka

vanička a elektrody

- 65 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme

obvod dle scheacutema Spiacutenač je rozpojen

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

600 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Po

10 sekundaacutech nasypeme sůl do vody Pozorujeme jak se měniacute proud při

rozpouštěniacute soli v roztoku vody a soli jak vznikajiacute ionty

5 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus proveacutest stejneacute měřeniacute s různyacutem množstviacutem soli ndash 1 lžička 2 lžičkyhellip

2 Zkus různeacute druhy materiaacutelů elektrod ndash Fe Cu Zn C Pbhellip

3 Vyzkoušej různeacute soli

4 Vyzkoušej takeacute cukr

- 66 -

Pohyb tělesa 21 RYCHLOST POHYBU

Fyzikaacutelniacute princip

Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme

v metrech za sekundu m

s

nebo v kilometrech za hodinu km

h

U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se

rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)

Průměrnaacute rychlost je podiacutel celkoveacute draacutehy s a celkoveacute doby t za kterou těleso

draacutehu urazilo Průměrnaacute rychlost určenaacute ve velmi kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku se

nazyacutevaacute okamžitaacute rychlost Měřiacuteme ji tachometrem

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT

- 67 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 20 s

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute (knihou) nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost

pohybu dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a pak se

přibližovat a naacutesledně se vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost

chůze člověka (0 až 6 m)

- 68 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho

miacuteče od senzoru

f) Stejneacute jako za e) ale s mělkyacutem

papiacuterovyacutem kornoutem nebo

mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho

autiacutečka vlaacutečkuhellip

h) Měřiacuteme rychlost voziacutečku na

voziacutečkoveacute draacuteze VDS (vodorovneacute

šikmeacute)

5 Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

2 Překreslete grafy v = f(t) na grafy s = f(t) a naopak

3 Nakreslete graf v = f(t) a potom se podle něj pohybujte (viz 4 b)

- 69 -

Pohyb tělesa 22 DRAacuteHA ROVNOMĚRNEacuteHO

A NEROVNOMĚRNEacuteHO POHYBU

Fyzikaacutelniacute princip

Těleso se pohybuje rovnoměrnyacutem pohybem jestliže se pohybuje staacutele stejnou

rychlostiacute Těleso se pohybuje nerovnoměrnyacutem pohybem jestliže se jeho

rychlost měniacute

Draacutehu rovnoměrneacuteho i nerovnoměrneacuteho pohybu můžeme určit z grafu

časoveacuteho průběhu rychlosti jako plochu mezi tiacutemto grafem a časovou osou

(osou x)

Ciacutel

Určit zda danyacute pohyb je rovnoměrnyacute nebo nerovnoměrnyacute a draacutehu tohoto

pohybu

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD voziacuteček draacuteha pro mechaniku VDS

- 70 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

LabQuestu a ten přes USB do PC Pomociacute digitaacutelniacutech vah určiacuteme hmotnost

voziacutečku

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Draacuteha je velmi miacuterně nakloněnaacute

3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme k PC Přepiacutenač ultrazvukoveacuteho senzoru

přepneme na voziacuteček

- 71 -

4 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Deacutelka

10 s Vzorkovaciacute frekvence 20 vzorkůsekunda

5 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru pustiacuteme ho

a současně zapneme sběr dat Voziacuteček bude střiacutedavě sjiacuteždět a vyjiacuteždět

(po odrazu od magnetickeacuteho naacuterazniacuteku) po draacuteze Uložiacuteme měřeniacute

6 Draacutehu postaviacuteme vodorovně (můžeme zkontrolovat vodovaacutehou)

7 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru uvedeme ho do

pohybu a současně zapneme sběr dat

8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy se pohyboval voziacuteček rovnoměrně a kdy

nerovnoměrně

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Určiacuteme draacutehu - plochu pod grafem časoveacuteho průběhu rychlosti

2 Můžeme proveacutest stejnaacute měřeniacute s miacutečem

- 72 -

Siacutely a jejich vlastnosti

23 MĚŘENIacute SIacuteLY ndash ŠPEJLE

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se

piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N

Ciacutel

Změřit průhyb volneacuteho konce d špejle na působiacuteciacute siacutele F Měřeniacute proveacutest pro

různeacute deacutelky l

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma špejle

- 73 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)

2 Zapneme LabQuest

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty

Naacutezev deacutelka

Jednotky cm

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf K siloměru připevniacuteme konec špejle (viz

scheacutema) ndash špejle ukazuje na měřiacutetku 0 cm Siloměr bdquovynulujemeldquo

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

7 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 74 -

8 Siloměr posuneme tak aby ohnutaacute špejle ukazovala na měřiacutetku 1 cm

9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK

11 Opakujeme body 8 a 9 pro 2 cm 3 cm 4 cm a 5 cm

12 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

13 Měřeniacute zopakujeme pro různeacute deacutelky špejle

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro různeacute špejle (tloušťka tvar) Jak zaacutevisiacute průhyb špejle

na jejiacutem tvaru Kde a jak se toho využiacutevaacute

- 75 -

Siacutely a jejich vlastnosti

24 II NEWTONŮV POHYBOVYacute ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Čiacutem je většiacute siacutela F tiacutem jsou vyacuteraznějšiacute i změny rychlosti v pohybu tělesa Čiacutem

je většiacute hmotnost m tělesa tiacutem jsou změny rychlosti v pohybu tělesa menšiacute

Ciacutel

Ověřit II Newtonův pohybovyacute zaacutekon ndash zaacutekon siacutely

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA akcelerometr LGA-BTA senzor polohy

a pohybu MD-BTD souprava pro mechaniku VDS

- 76 -

Scheacutema

Postup

1 Senzor polohy a pohybu MD-BTD zapojiacuteme do konektoru DIG 1

LabQuestu Na voziacuteček připojiacuteme vlaacutekno a na něj zavěsiacuteme zaacutevažiacute o hmotnosti

10 g

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pustiacuteme voziacuteček

Zachytiacuteme jej těsně před koncem voziacutečkoveacute draacutehy Měřiacuteme rychlost pohybu

voziacutečku

5 Měřeniacute opakujeme se zaacutevažiacutem 20 g

6 Porovnaacuteme oba grafy

a) Jak se voziacuteček pohybuje (druh pohybu)

b) Jakyacute maacute vliv velikost siacutely F na pohyb voziacutečku

7 Na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g) ndash viz fotografie vyacuteše

8 Zopakujeme měřeniacute v bodech 1 až 6

- 77 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Na voziacuteček připevni siloměr a akcelerometr Změř jak zaacutevisiacute změna

rychlosti v (zrychleniacute) na velikost siacutely F Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam

dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence 20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Tahaacuteme za siloměr tam

a zpět (voziacuteček se pohybuje) Sledujeme jak zaacutevisiacute změna rychlosti v

(zrychleniacute) na velikost siacutely F

2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g)

Porovnaacuteme obě měřeniacute

- 78 -

Siacutely a jejich vlastnosti

25 SMYKOVEacute TŘENIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Smykoveacute třeniacute vznikaacute když se dvě tělesa z pevnyacutech laacutetek po sobě smyacutekajiacute

Siacutela kteraacute braacuteniacute posouvaacuteniacute těles se nazyacutevaacute třeciacute siacutela Abychom uvedli těleso

do rovnoměrneacuteho pohybu musiacuteme vynaložit většiacute siacutelu tzv klidovou třeciacute siacutelu

Siacutelu kterou těleso tlačiacute na podložku nazyacutevaacuteme tlakovou siacutelu

Ciacutel

Určit třeciacute siacutelu klidovou třeciacute siacutelu tlakovou siacutelu a poměr tlakoveacute a třeciacute siacutely

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA stejnaacute tělesa (kvaacutedry učebnicehellip)

- 79 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se pomalu

a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce

- 80 -

4 Na grafu jsou pro naacutes dvě zajiacutemaveacute oblasti V zeleneacute oblasti je maximaacutelniacute

siacutela ndash klidovaacute třeciacute siacutela Ft0 = N V modreacute oblasti je pohybovaacute třeciacute siacutela

Ft = N Obě ziacuteskaacuteme tak že na dotykoveacute obrazovce označiacuteme taženiacutem

danou oblast a v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika Ft0 bude maximaacutelniacute siacutela

a Ft středniacute siacutela v modreacute oblasti

5 Tlakovou siacutelu Fn určiacuteme tak že těleso zavěsiacuteme na siloměr a změřiacuteme siacutelu

6 Potom vypočiacutetaacuteme poměr třeciacute siacutely Ft

a tlakoveacute siacutely Fn Označiacuteme jej f ndash součinitel

smykoveacuteho třeniacute

7 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři

kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute měřeniacute si

můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit

Naacutesledně zobrazit všechna tři měřeniacute naraacutez

- 81 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute je poměr velikostiacute třeciacutech sil v jednotlivyacutech měřeniacutech (jeden dva tři

kvaacutedry)

2 Vyzkoušej jineacute materiaacutely (těleso podložka)

3 Zkus pohyb kvaacutedru nerovnoměrnyacutem pohybem Jak se změniacute vyacutesledek

měřeniacute Naacutepověda Zopakuj si Newtonovy zaacutekony

4 Vyzkoušej si jako těleso (a) Zlateacute straacutenky

5 Zkus založit jednotliveacute listy dvou Zlatyacutech straacutenek (dvou učebnic) a zkus je

od sebe vysunout

6 Na čem zaacutevisiacute velikost třeciacute siacutely

- 82 -

Kapaliny 26 POVRCHOVEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vlastnosti povrchoveacute blaacuteny se nazyacutevaacute

povrchoveacute napětiacute Čiacutem je povrchoveacute napětiacute většiacute tiacutem snaacuteze se na jeho povrchu

mohou udržet různaacute tělesa Hodnoty povrchoveacuteho napětiacute lze naleacutezt v tabulkaacutech

Povrchoveacute napětiacute rtuti je 7kraacutet většiacute než povrchoveacute napětiacute vody ktereacute 2-3kraacutet

většiacute než povrchoveacute napětiacute lihu či petroleje

- 83 -

Ciacutel

Určit přibližně velikost povrchoveacute siacutely Fp pro různeacute deacutelky dřevěneacute špejle

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA dřevěnaacute špejle plochaacute naacutedoba s vodou nit

Scheacutema

- 84 -

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do CH 1 LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Na siloměr zavěsiacuteme špejli o deacutelce 30 cm na niti (viz scheacutema) Špejli

položiacuteme na hladinu kapaliny (vody)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Taacutehneme siloměrem

špejli z povrchu kapaliny

6 Z grafu odečteme rozdiacutel maximaacutelniacute hodnoty siacutely (kdy dochaacuteziacute k odtrženiacute

špejle z povrchu kapaliny) a siacutely kdy špejle visiacute na niti ndash viz obraacutezek

7 Vypočiacutetaacuteme poměr teacuteto siacutely a dvojnaacutesobku deacutelky špejle (deacutelka okraje

povrchoveacute blaacuteny) což je hodnota povrchoveacuteho napětiacute σ (Nm)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro jineacute kapaliny (liacuteh hellip) Přiacutepadně pro jineacute deacutelky špejliacute

- 85 -

Kapaliny 27 HYDROSTATICKYacute TLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Hydrostatickyacute tlak ph v hloubce h je roven součinu hloubky hustoty kapaliny

ρ a tiacutehoveacuteho zrychleniacute g

hp h g

Ciacutel

Změřit hydrostatickyacute tlak v hloubce h

Pomůcky

LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA odměrnyacute vaacutelec s měřiacutetkem

- 86 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru

přišroubujeme hadičku kterou můžeme izolepou přilepit na praviacutetko s uměleacute

hmoty tak že začaacutetek hadičky bude na bdquonuleldquo praviacutetka Tiacutem můžeme měřit

deacutelku ponořeniacute hadičky ndash hloubku v kapalině

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30 s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Ponořujeme pomalu rovnoměrnyacutem pohybem konec hadičky do hloubky

20 cm do vody v odměrneacutem vaacutelci a zpět POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do

senzoru

- 87 -

5 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 V menu Senzory ndash Zaacuteznam nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + hodnoty Naacutezev

Hloubka Jednotka cm

7 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

8 Hadička neniacute ponořenaacute Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na

LabQuestu

9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

11 Ponořiacuteme konec do hloubky 1 cm (sledujeme na stupnici praviacutetka)

12 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

13 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK

14 Opakujeme body 11 12 a 13 pro hodnoty uacutehlu 2 cm 3 cmhellip 20 cm

15 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme

16 Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice

(nebo soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)

Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute pro jinou kapalinu (liacuteh hellip)

2 Vyzkoušej měřeniacutem nezaacutevislost tlaku v kapalině na směru

3 Ověř měřeniacutem že tlak kapaliny v naacutedobě nezaacutevisiacute na tvaru naacutedoby

- 88 -

Kapaliny 28 ARCHIMEDŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Vztlakovaacute siacutela Fvz působiacuteciacute na těleso v kapalině je rovna tiacutehoveacute siacutele kteraacute by

působila na kapalinu s objemem ponořeneacute čaacutesti tělesa

Pro vztlakovou siacutelu platiacute Fvz = Vρg V je objem ponořeneacute čaacutesti tělesa ρ je

hustota kapaliny g je konstanta (tiacutehoveacute zrychleniacute)

Ciacutel

Určit vztlakovou siacutelu Určit objem tělesa z Archimedova zaacutekona

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA naacutedoba s vodou těleso stojan

- 89 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence

5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute)

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Asi po 6 sekundaacutech

ponořiacuteme těleso do vody (nadzvedneme kaacutedinku s vodou a podsuneme pod

kaacutedinku podložku) a nechaacuteme dokončit měřeniacute

- 90 -

7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika

a stejně i vyacuteslednou siacutelu F (zaacutevažiacute ve vodě)

8 Vypočiacutetaacuteme vztlakovou siacutelu Fvz = FG ndash F

9 Vypočiacutetaacuteme objem tělesa ze vztlakoveacute siacutely

10 Ověřiacuteme určeniacute objemu tělesa vyacutepočtem (objem vaacutelce) nebo měřeniacutem

v odměrneacutem vaacutelci

11 Ověřiacuteme určeniacute tiacutehoveacute siacutely zvaacuteženiacutem tělesa

12 Vypočiacutetaacuteme hustotu tělesa a ověřiacuteme ji v tabulkaacutech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro jinaacute tělesa

- 91 -

Kapaliny 29 PASCALŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Působiacute-li na kapalinu v uzavřeneacute naacutedobě vnějšiacute tlakovaacute siacutela zvyacutešiacute se tlak ve

všech miacutestech stejně (Pascalův zaacutekon)

Ciacutel

Změřit hydrostatickyacute tlak v různyacutech hloubkaacutech při změně vnějšiacute tlakoveacute siacutely

Pomůcky

LabQuest 2ks tlakoveacute čidlo GPS-BTA PET laacutehev s měřiacutetkem

- 92 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakovaacute čidla GPS-BTA ke vstupům CH1 a CH2 LabQuestu

(nebo LabQuest Mini) K senzorům přišroubujeme hadičky ktereacute vedou přes

gumovou zaacutetku do PET laacutehve tak že konce hadiček budou v různyacutech

hloubkaacutech (rozdiacutel asi 20 cm) Tiacutem dosaacutehneme toho že počaacutetečniacute tlak bude

u obou senzorů různyacute

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Vynulujeme oba

tlaky (hadičky nejsou ponořeny ve vodě)

3 Napustiacuteme PET laacutehev vodou a zasuneme hadičky do PET (senzory musiacute byacutet

vyacuteše než je PET laacutehev ndash POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do senzoru)

Utěsniacuteme zaacutetku

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Malou silou stlačujeme rukou PET laacutehev

6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

- 93 -

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak se měniacute tlak v různyacutech hloubkaacutech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute PET laacutehev položenou vodorovně

2 Provedeme měřeniacute pro spojeneacute naacutedoby ndash dvě PET laacutehve nebo dvě injekčniacute

střiacutekačky

- 94 -

Plyny 210 ATMOSFEacuteRICKYacute TLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře

probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute

meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkosthellip

Atmosfeacuterickyacute tlak je tlak vzduchu na zemskyacute povrch a značiacuteme ho pa

Atmosfeacuterickyacute tlak měřiacuteme barometrem Hodnota atmosfeacuterickeacuteho tlaku zaacutevisiacute

na počasiacute a na nadmořskeacute vyacutešce

Ciacutel

Určit jak se měniacute atmosfeacuterickyacute tlak v troposfeacuteře

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA

- 95 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme barometr BAR-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 96 -

3 Senzor (barometr) umiacutestiacuteme těsně nad povrchem země

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pomalu

zvedaacuteme senzor (v miacutestnosti) vzhůru ke stropu (miacutestnosti) a přiacutepadně zase dolů

5 Provedeme analyacutezu naměřenyacutech hodnot a porovnaacuteme je s tabulkovyacutemi

hodnotami

6 Můžeme proveacutest delšiacute měřeniacute na jednom miacutestě Nastaviacuteme v menu Senzory

ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 72 h (3 dny) Frekvence 20 čteniacuteh Zvoliacuteme zobrazeniacute

Graf

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Vyslov zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak zaacutevisiacute změna tlaku na nadmořskeacute vyacutešce můžeme zkoumat takeacute při

pohybu na schodech nebo ve vyacutetahu Přitom můžeme ještě zadaacutevat změnu

nadmořskeacute vyacutešky

2 Připojeniacutem teploměru a vlhkoměru můžeme zkoumat jak spolu souvisiacute

teplota tlak vlhkost v průběhu dne

3 Daacutele můžeme zkoumat jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute

4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom

miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty

5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď

stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem

- 97 -

- 98 -

Pracovniacute list pro žaacuteky

Plyny 211 ZAacuteKLADY METEOROLOGIE

Fyzikaacutelniacute princip

Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře

probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute

meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkost hellip

Připojeniacutem teploměru barometru vlhkoměru k LabQuestu (počiacutetači)

ziacuteskaacuteme termograf barografhellip

Ciacutel

Určit jak se měniacute teplota tlak vlhkost v troposfeacuteře

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA

- 99 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA

barometr BAR-BTA a vlhkoměr RH-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

72 h Frekvence 20 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Senzory umiacutestiacuteme 2 m nad povrchem země nejleacutepe do stiacutenu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 V průběhu sledujeme jak se měniacute počasiacute

6 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute podmiacutenky ndash ročniacute obdobiacute

nadmořskaacute vyacuteškahellip Vyslov zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak spolu souvisiacute teplota tlak vlhkost Zdůvodni

2 Jak se měniacute teplota tlak a vlhkost v průběhu dne Zdůvodni

3 Jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute

4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom

miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty

5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď

stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem

- 100 -

- 101 -

Plyny 212 PŘETLAK A PODTLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Plyn maacute v naacutedobě podtlak jestliže je tento tlak nižšiacute než atmosfeacuterickyacute Plyn

maacute v naacutedobě přetlak jestliže je tento tlak většiacute než atmosfeacuterickyacute

Ciacutel

Změřit přetlak a podtlak plynu v naacutedobě

Pomůcky

LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA barometr BAR-BTA PET laacutehev

nafukovaciacute dětskyacute baloacutenek

- 102 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru

přišroubujeme injekčniacute střiacutekačku s nastavenou hodnotou objemu bdquo10 mlldquo dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Tlakem na piacutest vyvolaacutevaacuteme přetlak a podtlak a přetlak

- 103 -

5 Měřeniacute uložiacuteme

6 K senzoru připojiacuteme (našroubujeme) skleněnou baňku naplněnou

vzduchem Teplota plynu uvnitř je stejnaacute jako v okoliacute

7 Opakujeme předchoziacute měřeniacute s tiacutem že baňku (tiacutem i plyn) ohřiacutevaacuteme v tepleacute

vodě a ochlazujeme ve studeneacute (kostky ledu) vodě Pozorujeme jak se měniacute

tlak

8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy nastaacutevaacute přetlak a kdy podtlak

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak můžeme přetlak a podtlak vytvořit

2 Kde se přetlak a kde se podtlak využiacutevaacute

3 Změř přetlak v baloacutenku Jak se měniacute s průměrem baloacutenku

4 Připoj k senzoru PET laacutehev Zkus mačkat laacutehev a měřit hodnotu přetlaku

5 Ohřej plyn v PET laacutehvi (horkou vodou) Uzavři PET laacutehev a ochlazuj laacutehev

(plyn) Měř podtlak uvnitř laacutehve

- 104 -

SVĚTELNEacute JEVY 213 STIacuteN A POLOSTIacuteN

Fyzikaacutelniacute princip

Stiacuten je prostor za tělesem do něhož nepronikaacute světlo ze zdroje Polostiacuten je

prostor za tělesem do ktereacuteho pronikaacute světlo pouze z čaacutesti zdroje

Ciacutel

Pomociacute senzoru světla určit intenzitu osvětleniacute v oblasti stiacutenu a polostiacutenu

Pomůcky

LabQuest žaacuterovka 12 V20 W světelnyacute senzor TILT-BTA nebo luxmetr LS-

BTA těleso

- 105 -

Scheacutema

Postup

1 Světelnyacute senzor TILT-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu

3 Zapneme LabQuest

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence 10 sndash1

Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Senzorem

světla TILT-BTA plynule pohybujeme nad oblastiacute stiacutenu a polostiacutenu z jedneacute

strany na druhou (viz scheacutema asi 10 s)

- 106 -

6 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakaacute intenzita osvětleniacute v jednotlivyacutech oblastech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Měřeniacute opakujeme se dvěma zdroji světla

2 Měřeniacute opakujeme s jinyacutem tělesem (jinyacute tvar)

- 107 -

SVĚTELNEacute JEVY 214 BARVY SVĚTLA

Fyzikaacutelniacute princip

Biacuteleacute světlo se při průchodu skleněnyacutem hranolem rozklaacutedaacute na jednoducheacute barvy

ndash vznikaacute tak spektrum

Jsou v něm tyto barvy fialovaacute indigovaacute modraacute žlutaacute oranžovaacute a červenaacute

- 108 -

Ciacutel

Pomociacute spektrofotometru určit spektrum biacuteleacuteho světla (slunečniacuteho) Daacutele určit

spektrum odraženeacuteho světla různyacutech barevnyacutech papiacuterů

Pomůcky

LabQuest spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem různě barevneacute

papiacutery

- 109 -

Scheacutema

Postup

1 Spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem zapojiacuteme do USB konektoru

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 V menu Senzory ndash Změnit jednotky ndash USB Spektrometr zvoliacuteme Intenzita

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Optickeacute vlaacutekno namiacuteřiacuteme na nebe (ve dne)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Změřiacuteme

emisniacute spektrum bdquobiacuteleacuteho světlaldquo

6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

7 Zopakujeme a uklaacutedaacuteme měřeniacute s tiacutem že těsně před optickeacute vlaacutekno

vklaacutedaacuteme různě barevneacute papiacutery (tělesa)

- 110 -

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pomociacute spektrofotometru změř spektra barev na monitoru Vyslov zaacutevěr

- 111 -

Praacutece a energie 31 PRAacuteCE

Fyzikaacutelniacute princip

Praacutece je fyzikaacutelniacute veličina Označuje se piacutesmenem W a jejiacute jednotkou je joule

(značka J) Je-li F siacutela působiacuteciacute na těleso ve směru trajektorie vykonaacute se při

přesunutiacute tělesa o draacutehu s praacutece W = Fs

Ciacutel

Určit praacuteci při přesunutiacute tělesa

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA senzor polohy MD-BTD stejnaacute tělesa (kvaacutedry

učebnicehellip)

- 112 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N Senzor polohy zapojiacuteme do konektoru

DIG 1

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes

3 Zvoliacuteme zaacuteložku tabulka V menu Tabulka zvoliacuteme Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute

sloupec Naacutezev ndash Praacutece Jednotka ndash J Tvar vyacuterazu XY Sloupec pro X ndash Siacutela

Sloupec pro Y ndash Poloha

4 Sestaviacuteme měřeniacute podle scheacutema Vynulujeme oba senzory ndash menu Senzory

ndash Vynulovat ndash Čidlo polohy a pohybu Siloměr Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se

pomalu a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce

- 113 -

6 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute

měřeniacute si můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit

7 Zaacutevěr ndash vyhodnotiacuteme jednotliveacute grafy a vykonanou praacuteci

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Kdy je praacutece nulovaacute (viz graf)

2 Kdy se praacutece konaacute (viz graf)

3 Vyzkoušej vykonat praacuteci při natahovaacuteniacute pružiny

4 Vyzkoušej vykonat praacuteci při zvedaacuteniacute tělesa

5 Vyzkoušej vykonat praacuteci při překlaacutepěniacute tělesa

- 114 -

Praacutece a energie 32 ENERGIE POLOHOVAacute

A POHYBOVAacute

Fyzikaacutelniacute princip

Polohovaacute energie Ep je druh mechanickeacute energie kterou těleso ziacuteskaacute při

zvyšovaacuteniacute sveacute nadmořskeacute vyacutešky Vypočiacutetaacuteme ji Ep= mgh Pohybovaacute energie

Ek je druh mechanickeacute energie kterou maacute pohybujiacuteciacute se těleso Vypočiacutetaacuteme ji

Ek= frac12mv2

Ciacutel

Pohybovou a polohovou energii kmitaveacuteho pohybu

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT těleso (zaacutevažiacute)

pružina stojan metr

- 115 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

LabQuestu

2 Určiacuteme tuhost použiacutevaneacute pružiny

- 116 -

3 Zapneme LabQuest

4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 10 s

5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Zvaacutežiacuteme zaacutevažiacute na digitaacutelniacutech vahaacutech a zavěsiacuteme ho na pružinu a pod

zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor a budeme měřit vzdaacutelenost a rychlost

kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině

7 Uvedeme zaacutevažiacute do kmitaveacuteho pohybu

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 117 -

9 Soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu

10 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku

a rovnici pro Ek

11 V menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku

jednotku a rovnici pro Ep

- 118 -

12 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku

a rovnici pro E

- 119 -

13 Zobraziacuteme grafy pro průběhy energiiacute

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změniacuteme dobu trvaacuteniacute na 300 s Opakujeme měřeniacute Co pozorujeme Jak se

měniacute energie

2 Jinyacute postup určeniacute tuhosti pružiny k

a) Na siloměr zavěsiacuteme pružinu

b) Vyznačiacuteme na pozadiacute (tabule) konec pružiny bdquoznačku ndash 0 cmldquo Daacutele si

pomociacute praviacutetka vyznačiacuteme značky 5 10 15 20 hellip cm

c) V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty

Naacutezev Prodlouženiacute Jednotky cm

- 120 -

d) Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

e) Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

f) Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

g) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

h) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

i) Prodloužiacuteme pružinu o 5 cm

j) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

k) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 5 cm a stiskneme OK

l) Opakujeme body i) j) a k) pro 10 15 20 hellipcm

m) Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

n) Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice

Přiacutemaacute uacuteměrnost

o) Z grafu určiacuteme tuhost pružiny k ndash je směrnice polopřiacutemky A vynaacutesobenaacute

100 (protože l jsme zadaacutevali v cm)

3 Opakujeme pro jineacute zaacutevažiacute nebo jinou pružinu

- 121 -

Praacutece a energie 33 UacuteČINNOST

Fyzikaacutelniacute princip

Uacutečinnost je podiacutel vykonaneacute praacutece W a dodaneacute energie E W

E

Ciacutel

Určit uacutečinnost při ohřiacutevaacuteniacute vody lihovyacutem kahanem

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA kaacutedinka voda digitaacutelniacute vaacutehy lihovyacute kahan

laboratorniacute stojan

- 122 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 200 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Teploměr upevniacuteme do stojanu

4 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme praacutezdnou kaacutedinku mk = kg

5 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme vodu (např 200 ml) v kaacutedince m = kg

6 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme lihovyacute kahan mk0 = kg

7 Kaacutedinku upevniacuteme do stojanu postaviacuteme pod kaacutedinku kahan a zapaacuteliacuteme

ho

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 123 -

9 Po skončeniacute měřeniacute (1 200 s = 20 min) zvaacutežiacuteme znovu lihovyacute kahan

mk1 = kg a odečteme z grafu počaacutetečniacute teplotu vody t0 =hellip degC

a konečnou teplotu t1 = degC

10 Vypočiacutetaacuteme vykonanou praacuteci W = Q = cmt = 4 180 middot middot =

J

11 Vypočiacutetaacuteme dodanou energii E = Q = hm = h(mk0 ndash mk1) = 28 865 000 middot

E = J

12 Vypočiacutetaacuteme uacutečinnost

100

W

E

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

Vyacutehřevnost ethanolu je 28 865 000 Jmiddotkgndash1

1 Vypočiacutetej kolik dodaneacute energie přijme kaacutedinka ndash sklo

(c = 670 Jmiddotkgndash1

middot Kndash1

)

- 124 -

2 Kolik procent dodaneacute energie se bdquoztratiacuteldquo

3 Znaacuteš uacutečinnějšiacute způsob ohřiacutevaacuteniacute vody Jakou maacute uacutečinnost

( httpfyzwebczclankyindexphpid=132 )

4 Proč na grafu v okamžiku zamiacutechaacuteniacute s ohřiacutevanou vodou vznikajiacute nerovnosti

(viz vyacuteše) Proč teplota nejdřiacuteve rychleji stoupaacute a pak chviacuteli klesaacute

(po zamiacutechaacuteniacute) Proč teplota pak roste přibližně rovnoměrně

5 Proč graf (viz vyacuteše) neniacute lineaacuterniacute Čiacutem je to způsobeno

6 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-

202

- 125 -

Praacutece a energie 34 NAKLONĚNAacute ROVINA

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela potřebnaacute k pohybu tělesa po nakloněneacute rovině je tolikraacutet menšiacute než tiacutehovaacute

siacutela kolikraacutet je deacutelka roviny většiacute než jejiacute vyacuteška G

hF F

s Tiacutehovou siacutelu

vypočiacutetaacuteme FG = mg

Ciacutel

Ověřit platnost funkce h

F fs

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA digitaacutelniacute vaacutehy voziacuteček se zaacutevažiacutem nakloněnaacute

rovina deacutelkoveacute měřidlo

- 126 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme siloměr DFS-BTA do vstupu CH1 Změřiacuteme deacutelku nakloněneacute

roviny s = cm Zvaacutežiacuteme voziacuteček m = kg Vypočiacutetaacuteme velikost tiacutehoveacute

siacutely FG K siloměru připojiacuteme voziacuteček

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim

Udaacutelosti + Hodnoty Naacutezev Vyacuteška Jednotka cm OK Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute

grafu

- 127 -

3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute Siacutely (N) a na

vodorovneacute ose times Vyacuteška (cm)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Zvedneme

nakloněnou rovinu do vyacutešky 10 cm a stiskneme bdquospoušťldquo pro zadaacuteniacute teacuteto

hodnoty Opakujeme pro 20 cm 30 cm 40 cm

5 Ukončiacuteme měřeniacute

6 V menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Siacutela vybereme lineaacuterniacute rovnici

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proč graf funkce h

F fs

neprochaacuteziacute počaacutetkem Tzn když h = 0 pak

F = 0

2 Zkus změřit funkci h

F fs

pomociacute plynuleacuteho zvedaacuteniacute nakloněneacute

roviny Je potřeba nastavit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim Časovaacute

zaacutekladna

- 128 -

Tepelneacute jevy 35 KALORIMETRICKAacute ROVNICE

Fyzikaacutelniacute princip

Při tepelneacute vyacuteměně mezi dvěma tělesy platiacute kalorimetrickaacute rovnice Q1 = Q2

Po dosazeniacute

c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2) Index 1 je přiřazen teplejšiacutemu tělesu a index 2

chladnějšiacutemu tělesu

Ciacutel

Ověřit platnost kalorimetrickeacute rovnice c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2)

Pomůcky

LabQuest dva teploměry TMP-BTA dvě seřiacuteznuteacute PET laacutehve digitaacutelniacute vaacutehy

- 129 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 a druhyacute teploměr TMP-

BTA do vstupu CH2 LabQuestu Do naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme teplou

vodu o hmotnosti m1 a teplotě t1 Do druheacute naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme

studenou vodu o hmotnosti m2 a teplotě t2 Hmotnosti určiacuteme pomociacute digitaacutelniacute

vaacutehy Do prvniacute naacutedoby vložiacuteme prvniacute teploměr a do druheacute naacutedoby druhyacute

teploměr Teploměry můžeme upevnit do stojanů

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

120 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 130 -

3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute obou teplot a na

vodorovneacute ose x ponechaacuteme čas

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Přeložiacuteme teploměr

z naacutedoby se studenou vodou do naacutedoby s teplou vodou a současně přelijeme

studenou vodu do tepleacute a počkaacuteme až nastane rovnovaacutežnyacute stav

5 Ukončiacuteme měřeniacute

6 Z grafů odečteme teploty před tepelnou vyacuteměnou (t1 a t2) a po tepelneacute

vyacuteměně (t)

7 Vypočiacutetaacuteme teplo odevzdaneacute Q1 a teplo přijateacute Q2

8 Porovnaacuteme vyacutesledneacute hodnoty

9 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proč měřeniacute nevychaacuteziacute uacuteplně přesně Čiacutem je to způsobeno

2 Zkus stejneacute měřeniacute pro jedno kapalneacute těleso (voda) a jedno pevneacute těleso

(mosaznyacute vaacuteleček železnyacute vaacutelečekhellip)

3 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy

OHSP-202

- 131 -

Tepelneacute jevy 36 VEDENIacute TEPLA

Fyzikaacutelniacute princip

Zahřiacutevaacuteme-li jednu čaacutest podeacutelneacuteho tělesa z pevneacute laacutetky přenaacutešiacute se rychlejšiacute

pohyb atomů na dalšiacute a dalšiacute atomy Tiacutem se zvyšuje i teplota dalšiacutech čaacutestiacute

Tento jev se nazyacutevaacute vedeniacute tepla Laacutetky děliacuteme na tepelneacute vodiče (měď

hliniacutek hellip) a tepelneacute izolanty (vzduch plasty dřevo hellip)

Ciacutel

Ověřit šiacuteřeniacute tepla tepelnyacutem vodičem

Pomůcky

LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA tlustšiacute Cu vodič lihovyacute kahan dva

laboratorniacute stojany

- 132 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme čtyři teploměry TMP-BTA do vstupů CH1 až CH4 LabQuestu

LabQuest připojiacuteme k PC přes USB konektor Teploměry můžeme upevnit do

smyček vytvořenyacutech z tlustšiacuteho měděneacuteho draacutetu ndash viz scheacutema

2 Zapneme LabQuest V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat

nastaviacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzorek sekundu Zatrhneme Nepřerušenyacute

sběr dat

3 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a postaviacuteme ho pod konec Cu vodiče ndash viz scheacutema

4 V programu LoggerPro zvoliacuteme Sběr dat Nechaacuteme určitou

dobu běžet měřeniacute

5 Ukončiacuteme měřeniacute ndash v programu LoggerPro zvoliacuteme Zastavit

6 Porovnaacuteme naměřeneacute grafy

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

- 133 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus měřeniacute pro jinyacute pevnyacute tepelnyacute vodič

2 Zkus stejneacute měřeniacute pro kapalneacute těleso (voda v naacutedobě)

- 134 -

Termika 37 SOUTĚŽ TEPLOMĚRŮ

Fyzikaacutelniacute princip

Teplota popisuje stav tělesa Teplotu měřiacuteme teploměrem Teplota tělesa

zaacutevisiacute i na miacuteře ochlazovaacuteniacute Miacutera ochlazovaacuteniacute zaacutevisiacute i na vlhkosti povrchu

tělesa (podobně ochlazovaacuteniacute lidskeacuteho těla) Vypařujiacuteciacute se kapalina odvaacutediacute čaacutest

vnitřniacute energie tělesa ndash ochlazuje ho Miacutera ochlazovaacuteniacute tělesa zaacutevisiacute i na

odvaacuteděniacute vznikajiacuteciacutech par

Ciacutel

Porovnej rychlost ochlazovaacuteniacute tělesa na povrchu sucheacuteho a mokreacuteho tělesa

Pomůcky

LabQuest teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA rychlovarnaacute konvice s horkou

vodou utěrka

- 135 -

Scheacutema

Postup

1 V konvici si ohřejeme vodu

2 Teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1

LabQuestu

3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

4 Zastrčiacuteme teploměr do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute je

praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme

tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem nepohybujeme

- 136 -

5 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash

menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Zastrčiacuteme teploměr opět do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute

je praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme

tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem budeme nyniacute maacutevat

7 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash

menu Graf ndash Uložit měřeniacute

8 Body 4 až 7 znovu opakujeme ale s tiacutem že po vytaženiacute teploměru

z konvice teploměr rychle utřeme utěrkou

9 Zobraziacuteme všechny čtyři naměřeneacute grafy ndash menu Graf ndash Ukaacutezat graf ndash

Všechny grafy

10 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus stejneacute měřeniacute s vlažnou vodou

2 Vyzkoušej jinou kapalinu

3 Pokud maacuteme čtyři teploměry můžeme proveacutest měřeniacute bdquonajednouldquo

- 137 -

Tepelneacute jevy 38 VAR

Fyzikaacutelniacute princip

Var je děj při ktereacutem se kapalina přeměňuje v plyn v celeacutem objemu Teplota

při ktereacute dochaacuteziacute k varu se nazyacutevaacute teplota varu Jejiacute hodnota zaacutevisiacute nejen na

chemickeacutem složeniacute kapaliny ale takeacute na tlaku nad povrchem kapaliny Voda

vře za normaacutelniacuteho tlaku (1 013 hPa) při 100 degC Zaacutevislost teploty varu vody

na tlaku lze přibližně vyjaacutedřit rovniciacute 5

716 2810

pt

Ciacutel

Ověřit teplotu varu za normaacutelniacuteho tlaku Ověřit zaacutevislost teploty varu na tlaku

- 138 -

Pomůcky

LabQuest teploměr GoTemp nebo TMP-BTA baňka voda lihovyacute kahan

laboratorniacute stojan odměrnyacute vaacutelec

Scheacutema

- 139 -

Postup

1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr GoTemp nebo TMP-

BTA Do baňky nalijeme horkou vodu Sestaviacuteme pomůcky podle scheacutema

V odměrneacutem vaacutelci kteryacute určuje hodnotu tlaku par nad volnyacutem povrchem vařiacuteciacute

vody neniacute voda Tzn že nad vodou v baňce je atmosfeacuterickyacute tlak

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Režim

Udaacutelosti a hodnoty Naacutezev Tlak Jednotka Pa

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a ohřiacutevaacuteme vodu v baňce až dosaacutehne teploty varu

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Paacutery vznikajiacuteciacute nad volnyacutem povrchem v baňce mohou volně odchaacutezet

hadiciacute kteraacute uacutestiacute nad dnem odměrneacuteho vaacutelce

7 Při dosaženiacute teploty varu stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

8 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku (odečteme

z barometru) a stiskneme OK

- 140 -

9 Přilijeme do odměrneacuteho vaacutelce vodu do vyacutešky 5 cm nad uacutestiacutem hadice

10 Při dosaženiacute teploty varu (poznaacuteme to podle bublinek ktereacute budou

vystupovat do vody v odměrneacutem vaacutelci) stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

11 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku zvětšenou

o hodnotu hydrostatickeacuteho tlaku a stiskneme OK

12 Opakujeme body 9 10 a 11 pro hodnoty vyacutešky hladiny vody v odměrneacutem

vaacutelci 10 cm 15 cm 20 cm a 25 cm

13 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

14 Provedeme analyacutezu grafu Jakaacute je to funkce Porovnaacuteme vyacutesledky

s vyacutesledky v MFCh tabulkaacutech Určiacuteme rovnici lineaacuterniacute funkce t = f(p)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Na čem zaacutevisiacute teplota varu určiteacute kapaliny

2 Čiacutem se lišiacute var vody v otevřeneacutem a v uzavřeneacutem tlakoveacutem hrnci

3 Může voda vařit i při nižšiacute teplotě než 100 degC

4 Pomociacute vyacutevěvy změř teploty varu při nižšiacutem tlaku než je atmosfeacuterickyacute

- 141 -

Zvukoveacute jevy 39 KMITAVYacute POHYB

Fyzikaacutelniacute princip

Kmitaveacute pohyby se nazyacutevajiacute pohyby při kteryacutech vyacutechylka opakovaně roste

a klesaacute Kmit je periodicky se opakujiacuteciacute čaacutest kmitaveacuteho pohybu doba jeho

trvaacuteniacute je perioda T a počet kmitů za jednotku času je frekvence 1

fT

Ciacutel

Určit periodu T a frekvenci f kmitaveacuteho pohybu

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA těleso (zaacutevažiacute) pružina stojan metr

- 142 -

Scheacutema

- 143 -

Postup

1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest Na siloměr zavěsiacuteme pružinu

3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

50 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute) Těleso je v klidu

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika

Určiacuteme hmotnost tělesa Ověřiacuteme na digitaacutelniacutech vahaacutech

8 Uvedeme těleso do kmitaveacuteho pohybu

9 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Provedeme

analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice (nebo soubor

nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)

- 144 -

10 Z grafu určiacuteme periodu T a vyacutepočtem frekvenci f

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Určete periodu a kmitočet joja

2 Určete periodu a kmitočet zaacutevažiacute ponořeneacuteho v kapalině

3 Určete periodu a kmitočet kmitaacuteniacute praviacutetka

4 Měř kmitavyacute pohyb delšiacute dobu Co pozoruješ

- 145 -

Zvukoveacute jevy 310 ZVUK

Fyzikaacutelniacute princip

Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz

Ciacutel

Určit časovyacute diagram některyacutech zdrojů zvuku ndash ladičky klaacuteves hudebniacutech

naacutestrojůhellip

Určit frekvenci (vyacutešku) toacutenů c1 d

1 e

1 c

2 Určit hudebniacute intervaly těchto

toacutenů Předveacutest barvu toacutenů

Pomůcky

LabQuest mikrofon MCA-BTA zdroje zvuku (hudebniacute naacutestroje) ladičky

- 146 -

Scheacutema

Postup

1 Zapneme LabQuest

2 Připojiacuteme mikrofon MCA-BTA do vstupu CH1 LabQuestu nebo v menu

Senzory ndash Nastaveniacute senzorů zvoliacuteme INT ndash Vnitřniacute mikrofon

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Rozezvučiacuteme zdroj zvuku ndash hlaacuteska bdquoaldquo bdquoeldquo bdquosldquo

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Uklaacutedaacuteme naměřeneacute zvuky v menu Graf ndash Uložit měřeniacute nebo zvoliacuteme

Pomociacute kalkulačky určujeme kmitočty periodickyacutech zvuků Uložiacuteme soubor

- 147 -

- 148 -

7 Opakujeme body 4 5 a 6 pro toacuteny c1 d

1 e

1 c

2 Určujeme kmitočet

těchto toacutenů (změřiacuteme periodu a kmitočet vypočiacutetaacuteme) a jejich hudebniacute

intervaly

8 Naměřeneacute kmitočty toacutenů a vypočiacutetaneacute hodnoty hudebniacutech intervalů

porovnaacuteme s hodnotami v tabulce

Toacuten c1 d1 e1 f1 g1 a1 h1 c2

Laděniacute absolutniacute vyacuteška (Hz)

temperovaneacute 262 294 330 349 392 440 494 524

přirozeneacute 264 297 330 352 396 440 495 528

Hudebniacute interval 11 98 54 43 32 53 158 21

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkoušiacuteme měřit časoveacute diagramy různyacutech hudebniacutech naacutestrojů

2 Zkus změřit stejneacute toacuteny různyacutech hudebniacutech naacutestrojů Co je barva toacutenů

- 149 -

Zvukoveacute jevy 311 RYCHLOST ZVUKU VE

VZDUCHU

Fyzikaacutelniacute princip

Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz Rychlost zvuku

můžeme změřit přiacutemou metodou tak že změřiacuteme vzdaacutelenost kterou zvuk urazil

a dobu za kterou mu to trvalo

Ciacutel

Určit rychlost zvuku ve vzduchu při daneacute teplotě

Pomůcky

LabQuest dva mikrofony MCA-BTA zdroj zvuku ndash dřevěneacute hůlky (hudebniacute

naacutestroj)

- 150 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 a CH 2 LabQuestu připojiacuteme dva mikrofony MCA-BTA

2 Mikrofony nastaviacuteme dle scheacutematu na jeden až dva metry od sebe Změřiacuteme

vzdaacutelenost s = m

3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

003 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute

přes 25 Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu měřeniacute neprobiacutehaacute čekaacute

na bdquospoušťldquo

5 U praveacuteho mikrofonu ťukneme do dřevěnyacutech hůlek Tiacutem se zapne

(bdquospoušťldquo) měřeniacute a oba mikrofony zaznamenajiacute zvuk Levyacute mikrofon

s určityacutem zpožděniacutem ktereacute odpoviacutedaacute vzdaacutelenosti obou mikrofonů a rychlosti

zvuku

6 Na dotykoveacute obrazovce si zvětšiacuteme miacutesto kde začiacutenaacute druhyacute zvuk ndash

označiacuteme perem a menu Graf ndash Zvětšit Daacutele označiacuteme co nejpřesněji miacutesto

kde začiacutenaacute druhyacute zpožděnyacute zvuk odečteme čas zpožděniacute t = s

- 151 -

7 Vypočiacutetaacuteme rychlost zvuku v = st = m sndash1

8 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute vzdaacutelenosti

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pokud stejneacute měřeniacute bude dělat viacutece studentů je potřeba se domluvit aby

nedošlo k vzaacutejemneacutemu rušeniacute

2 Porovnej rychlost zvuku s tabulkovou hodnotou a s hodnotami v jinyacutech

laacutetkaacutech Kde je největšiacute

3 Vypočiacutetej podle vzorce z tabulek jakaacute je rychlost zvuku při daneacute teplotě

vzduchu t = degC

4 Zkus se zamyslet nad průběhem grafů ndash jak se musiacute chvět zdroj zvuku

Zkus změřit rychlost zvuku pomociacute odrazu Naacutevod

K měřeniacute je použita odpadniacute trubka HTEM zakoupenaacute v OBI (deacutelka 1 2 nebo

3m takeacute je možneacute zakoupit viacutece stejnyacutech metrovyacutech kusů ktereacute je možno

zasouvat do sebe) K ucpaacuteniacute trubky je možneacute koupit tzv zaacutetku kteraacute se nasadiacute

- 152 -

na konec trubky Mikrofon je umiacutestěn těsně u uacutestiacute trubky K měřeniacute stačiacute pouze

jeden mikrofon K měřeniacute je potřeba stejneacute nastaveniacute (včetně bdquospouštěldquo)

5 Měřeniacute zkus nejdřiacuteve bez odpadniacute trubky a potom s trubkou

6 Jakou vzdaacutelenost musiacuteš dosadit do vzorce

7 Zkus stejneacute měřeniacute ale oddělej zaacutetku Zkus vysvětlit to co jsi naměřil

8 Nyniacute můžeš zkusit i ohřaacutet vzduch v trubce pomociacute feacutenu nebo teplovzdušneacute

pistole a teploměrem TMP-BTA měřit jeho teplotu Jak se změniacute rychlost

zvuku Co to způsobilo

- 153 -

Zvukoveacute jevy 312 VNIacuteMAacuteNIacute ZVUKU HLASITOST

Fyzikaacutelniacute princip

Praacuteh slyšitelnosti je nejmenšiacute intenzita zvuku kterou je schopen vniacutemat

pozorovatel s normaacutelniacutem sluchem (I0 = 10ndash12

W mndash2

) Praacuteh bolesti je

nejmenšiacute intenzita zvuku kteraacute vyvolaacute pocit bolesti (I0 = 10 W mndash2

) Hladina

intenzity zvuku L (v decibelech) je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute vyjadřuje kolikraacutet

je vniacutemanyacute zvuk silnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti (10kraacutet o 10 dB 100kraacutet

o 20 dB 1 000kraacutet o 30 dB hellip)

Ciacutel

Určit pomociacute hlukoměru SLM-BTA hladinu intenzity zvuku lidskeacuteho hlasu

zařiacutezeniacute a strojů kolem naacutes (pračka vysavač televize raacutedio reprodukovanaacute

hudba ulice hřiště přestaacutevka ve školehellip ticho)

- 154 -

Pomůcky

LabQuest hlukoměr SLM-BTA

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme hlukoměr SLM-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

120 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 155 -

3 Nastaveniacute hlukoměru SLM-BTA Time Weiting ndash S (slow) Maximum

Level Hold ndash RESET (průběžně zobrazuje) Frequency Weighting ndash A (pomaleacute

změny)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a postupně v 10 s

intervalech zkoušiacuteme různeacute zvuky ticho ndash potlesk ndash tlumenyacute hovor ndash hlasityacute

hovor ndash velmi hlasityacute hovor ndash křik

5 Podobně zkoušiacuteme změřit

a) hluk celeacuteho praciacuteho cyklu pračky

b) hluk různyacutech spotřebičů kolem naacutes ndash televize raacutedio zvuk ze sluchaacutetek

(přiloženiacutem hlukoměru ke sluchaacutetkům) zvuk mobilniacuteho telefonu hluk varneacute

konvice

c) hluk ve škole ndash ve třiacutedě na chodbě hellip

d) ticho ndash ve dne v noci

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Kolikraacutet je bdquoticholdquo hlučnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti

2 Vyzkoušej jak velkeacute je bdquoticholdquo uvnitř krabice

- 156 -

3 Jakeacute je bdquoticholdquo před oknem a za oknem

4 Vyzkoušej odraz zvuku ndash v miacutestnosti na louce

5 Změř jak se měniacute hladina intenzity zvuku za bouřky

6 Zkoumej jak zvuk pohlcujiacute různeacute materiaacutely

7 Vyzkoušej odraz zvuku pomociacute desky Např

8 Vyzkoušej naměřit v jeskyni hlasitost ozvěny

- 157 -

9 U reproduktoroveacute soustavy (stereo) zkus naleacutezt miacutesto s nejsilnějšiacute hlasitostiacute

10 Změř zaacutevislost hlasitosti na uacutehlu naacuteklonu odrazneacute desky Sestroj graf

11 Změř směrovou charakteristiku reproduktoru

( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=393)

12 Změř frekvenčniacute charakteristiku reproduktoru

( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=392)

- 158 -

Elektrickeacute vlastnosti laacutetek

313 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ ELEKTRICKYacute PROUD

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovanyacutech

těles kteryacute se projevuje silovyacutem působeniacutem na jinaacute tělesa Jeho jednotkou je

coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při pokusech ve třiacutedě

pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů) 1 nC je přibližně

6000000000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj elektronu hellip)

Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj (na skleněneacute

tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně nabiteacute těleso maacute

viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute protony

K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič naacuteboje

Elektrickyacute proud I je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličinou Jeho jednotkou je ampeacuter

(A) Můžeme jej vyjaacutedřit pomociacute naacuteboje Q kteryacute projde vodičem za jednotku

času Q

It

Ciacutel

Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute

při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute

Změřit proud I v zaacutevislosti na čase t a určit velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute

a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru

- 159 -

Pomůcky

LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA ampeacutermetr DCP-BTA tělesa (plechovka

na polystyreacutenu kovoveacute kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem

držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute těles kondenzaacutetor 15 mF16 V plochaacute baterie

45 V žaacuterovka 35 V 01 A přepiacutenač

- 160 -

Scheacutema

Postup

1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou

krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku

připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou

zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě

- 161 -

kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru

zvoliacuteme rozsah plusmn100 nC (scheacutema a))

2 Zapneme LabQuest

3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem

ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj

Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky

5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence

2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj

z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute

naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)

Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky

9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute

tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)

10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu 3times3

mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle

- 162 -

Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm

Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je

11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech

(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)

12 Sestaviacuteme obvod podle scheacutema b)

13 Změřiacuteme časovyacute průběh proudu při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru

- 163 -

14 Určiacuteme velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru pomociacute

funkce menu Analyacuteza volba Integraacutel

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zopakuj měřeniacute v bodech 13 a 14 pro různaacute zapojeniacute dvou nebo viacutece

kondenzaacutetorů

- 164 -

Elektrickyacute proud 314 OHMŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Ohmův zaacutekon Pokud maacute kovovyacute vodič staacutelou teplotu je elektrickyacute proud

prochaacutezejiacuteciacute vodičem přiacutemo uacuteměrnyacute napětiacute na vodiče (r 1826 G S Ohm)

Grafem přiacutemeacute uacuteměrnostiacute je přiacutemka prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem

Ciacutel

Ověřit Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky a rezistory 12 Ω 33 Ω

a 100 Ω

Pomůcky

LabQuest rezistor 33 Ω a 100 Ω žaacuterovka 6 V03 A voltmetr DVP-BTA

ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat

- 165 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

napětiacute Vlevo 0 Vpravo 6 V Na ose y zvoliacuteme Elektrickyacute proud a Spojovat

body Dole 0 a Nahoře 06 A V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Reostatem pomalu zvyšujeme napětiacute a proud Hodnota napětiacute nesmiacute

překročit 5 V a proudu 06 A Zobrazuje se tzv voltampeacuterovaacute charakteristika

Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro rezistor 33 Ω a pro žaacuterovku

- 166 -

7 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Platiacute Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky

2 Porovnej voltampeacuteroveacute charakteristiky rezistorů s různyacutemi hodnotami

odporů

3 Zkus vymyslet jak ověřiacuteš že Ohmův zaacutekon platiacute i pro wolframoveacute vlaacutekno

žaacuterovky

- 167 -

Elektrickyacute proud 315 ODPOR

Fyzikaacutelniacute princip

Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou

elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše

přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita

ρ a na teplotě t vodiče

Ciacutel

Změřit odpor bdquošpatneacuteholdquo vodiče ndash rezistoru Ověřit jak zaacutevisiacute odpor vodiče na

deacutelce

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) různeacute rezistory tahovyacute

potenciometr 10 kΩ počiacutetač s programem Logger Pro

- 168 -

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 K ohmmetru připojiacuteme tahovyacute potenciometr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se

vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 169 -

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm

2 cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute

potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute

exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute

14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Měřiacuteme odpor různyacutech rezistorů a jejich zapojeniacute

2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů

3 Změř jak zaacutevisiacute odpor potenciometru na uacutehlu natočeniacute u otočneacuteho

potenciometru

- 170 -

Elektrickyacute proud 316 ZAacuteVISLOST ODPORU NA

TEPLOTĚ

Fyzikaacutelniacute princip

Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou

elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše

přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita

ρ a na teplotě t vodiče

Na teplotě zaacutevisiacute odpor vodičů i polovodičů Odpor vodičů se vzrůstajiacuteciacute

teplotou stoupaacute (kladnyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) kdežto odpor

polovodičů uhliacuteku a některyacutech speciaacutelniacutech slitin kovů se vzrůstajiacuteciacute teplotou

klesaacute (zaacutepornyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) Elektrickyacute odpor maacute

vždy kladnou hodnotu Dobreacute vodiče kladou malyacute odpor špatneacute vodiče kladou

velkyacute odpor

Pozistor je dvoupoacutelovaacute elektrickaacute součaacutestka Jednaacute se o typ termistoru

s pozitivniacute teplotniacute zaacutevislostiacute (tzn s rostouciacute teplotou roste odpor) proto se

použiacutevaacute i označeniacute PTC termistor (positive temperature coefficient) Vyraacutebějiacute

se z polykrystalickeacute feroelektrickeacute keramiky (titaničitan barnatyacute BaTiO3)

Odpor pozistoru s růstem teploty nejprve miacuterně klesaacute nad Curieovu teplotu

poteacute prudce vzrůstaacute asi o 3 řaacutedy a pak opět miacuterně klesaacute Oblast naacuterůstu je

možneacute chemickyacutem složeniacutem ovlivňovat a tak vytvořit např sadu teploměrů

s odstupňovanyacutem teplotniacutem rozsahem (nejčastěji po 10 degC)

- 171 -

Ciacutel

Změřit jak zaacutevisiacute odpor pozistoru na teplotě

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA

pozistor kaacutedinka stojan počiacutetač s programem Logger Pro

- 172 -

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 a teploměr TMP-BTA do

konektoru CH 2 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Teploměr a pozistor jsou společně

upevněny zkroucenyacutem draacutetkem

3 K ohmmetru připojiacuteme pozistor

4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

5 Zapneme LabQuest

6 V programu LoggerPro na ose x zvoliacuteme teplotu a na ose y zvoliacuteme odpor

Tzn R = f(t)

7 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

8 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme

Nepřerušenyacute sběr dat

9 Do kaacutedinky nalijeme horkou vodu z konvice

- 173 -

10 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat Měřeniacute

nechaacuteme běžet delšiacute dobu (90 min) Pokud nemaacuteme čas můžeme měřeniacute

urychlit postupnyacutem ochlazovaacuteniacutem (přileacutevaacuteme studenou vodu nebo led)

11 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

12 Opakujeme měřeniacute pro různeacute pozistory

13 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z grafů určete teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu Porovnej jeho

velikost s hodnotami různyacutech kovů v tabulkaacutech

2 K čemu se použiacutevajiacute pozistory

- 174 -

Elektrickyacute proud 317 REOSTAT A POTENCIOMETR

Fyzikaacutelniacute princip

Plynulou změnu proudu spotřebičem umožňujiacute součaacutestky s proměnnyacutem

odporem ndash potenciometry Podle pohybu při ovlaacutedaacuteniacute je děliacuteme na tahoveacute

a otočneacute

K regulaci velkyacutech proudů použiacutevaacuteme reostat

Ciacutel

Ověřit funkci potenciometru jako děliče napětiacute a regulaacutetoru proudu

- 175 -

Pomůcky

LabQuest různeacute potenciometry počiacutetač s programem Logger Pro voltmetr

VP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA rezistor 100 Ω plochaacute baterie

- 176 -

Scheacutema

Postup

1 Voltmetr VP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 Potenciometr zapojiacuteme jako dělič napětiacute (viz scheacutema)

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment zvoliacuteme Sběr dat Moacuted

Udaacutelosti se vstupy Naacutezev sloupce deacutelka Značka d Jednotka cm

6 Na ose x zvoliacuteme veličinu deacutelka Na ose y veličinu napětiacute

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 177 -

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm

2cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute

potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko U otočneacuteho potenciometru měřiacuteme

a zadaacutevaacuteme jednotku uacutehlu

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute

exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

15 Stejneacute měřeniacute provedeme pro zapojeniacute potenciometru jako regulaacutetoru

proudu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 K čemu si využiacutevajiacute obě zapojeniacute Jakyacute je mezi nimi rozdiacutel

2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů

- 178 -

Elektrickyacute proud 318 VNITŘNIacute ODPOR ZDROJE

Fyzikaacutelniacute princip

Součet všech odporů kteryacutemi musiacute prochaacutezet proud uvnitř zdroje se nazyacutevaacute

vnitřniacute odpor zdroje Proud v uzavřeneacutem obvodu je roven podiacutelu

elektromotorickeacuteho napětiacute U0 zdroje a celkoveacuteho odporu R + Ri kde Ri je

vnitřniacute odpor zdroje

0

i

UI

R R

Ciacutel

Ověřit Ohmův zaacutekon pro uzavřenyacute obvod

Pomůcky

LabQuest rezistor 10 Ω voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute

baterie reostat 100 Ω a 10 kΩ

- 179 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x

zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat -

Ampeacutermetr Reostat 100 Ω a 10 kΩ nastaviacuteme na max hodnoty odporu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme spiacutenač

5 Reostatem 10 kΩ pomalu (10 s) zvětšujeme proud (hodnota odporu na

min) Jakmile reostat 10 kΩ vytočiacuteme do krajniacute polohy (min) pokračujeme

stejně reostatem 100 Ω do krajniacute polohy (min) Hodnota proudu nesmiacute

překročit 06 A což při napětiacute 45 V zajistiacute rezistor 10 Ω Zobrazuje se tzv

zatěžovaciacute charakteristika zdroje Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu

Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro různě stareacute plocheacute baterie

- 180 -

7 Provedeme analyacutezu jednotlivyacutech grafů V menu Analyacuteza zvoliacuteme Fitovat

křivku Napětiacute Vybereme typ rovnice Lineaacuterniacute Určiacuteme koeficienty lineaacuterniacute

funkce Opakujeme pro všechny grafy

8 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona pro uzavřenyacute obvod)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z koeficientů lineaacuterniacutech funkciacute určete napětiacute napraacutezdno U0 a zkratovyacute

proud Ik Daacutele určete vnitřniacute odpor Ri plocheacute baterie noveacute a stareacute

2 Vnitřniacute odpor plocheacute baterie se staacuteřiacutem zvětšuje Jak se to projevuje na

zatěžovaciacute charakteristice

- 181 -

Elektrickyacute proud 319 VYacuteKON ELEKTRICKEacuteHO

PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Vyacutekon P elektrickeacuteho proudu vypočiacutetaacuteme jako součin napětiacute na spotřebiči

a proudu kteryacute spotřebičem proteacutekaacute P = U I U spotřebičů je spraacutevneacute označovat

dodaacutevanyacute vyacutekon jako přiacutekon P0 Napřiacuteklad u žaacuterovky je světelnyacute vyacutekon

zlomkem elektrickeacuteho přiacutekonu

Ciacutel

Pomociacute wattmetru určit přiacutekon některyacutech spotřebičů Změřit přiacutekon v zaacutevislosti

na čase u některyacutech spotřebičů

Pomůcky

LabQuest wattmetr WU-PRO-I spotřebiče

- 182 -

Scheacutema

Postup

1 Wattmetr WU-PRO-I zapojiacuteme do USB konektoru LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 600 s Frekvence

1 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Připojiacuteme spotřebič k wattmetru

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) nebo po stisknutiacute tlačiacutetka (ukončit

měřeniacute) uložiacuteme soubor

- 183 -

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus změřit přiacutekon ledničky po dobu 24 hodin s teploměrem uvnitř Vyslov

zaacutevěr

2 Zkus změřit přiacutekon mikrovlnneacute trouby při ohřevu potravin (vody ndash změř

teplotu před začaacutetkem a po skončeniacute ohřiacutevaacuteniacute) Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče

3 Zkus změřit přiacutekon elektrovarneacute konvice nebo indukčniacuteho vařiče

s teploměrem Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče

- 184 -

Tepelneacute jevy 320 TERMOHRNEK

Fyzikaacutelniacute princip

Termosky a termohrnky jsou speciaacutelně vyrobeneacute naacutedoby ktereacute sloužiacute

k uchovaacuteniacute teploty tekutiny uvnitř Termoska byla vynalezena v roce 1982

Zaacutekladniacutem principem termosky je dvojitaacute vnitřniacute naacutedoba s lesklyacutemi dvojityacutemi

stěnami a z mezery mezi stěnami obou naacutedob je odčerpaacuten veškeryacute vzduch Přes

toto vakuoveacute prostřediacute nemůže tepelnaacute energie pronikat vedeniacutem tepelneacute

zaacuteřeniacute se odraacutežiacute zpět od lesklyacutech stěn u naacutedoby opatřeneacute zaacutetkou je omezen

i přenos prouděniacutem Diacuteky tomuto principu zůstaacutevaacute tekutina v naacutedobě teplaacute

nebo chladnaacute až po dobu několika hodin Většinou se dodaacutevajiacute termosky

s hrniacutečkem nebo sloužiacute jako hrniacuteček viacutečko laacutehve Různeacute firmy takeacute nabiacutezejiacute

možnost potisku vašiacute termosky

Ciacutel

Ověřit schopnost termohrnku udržet naacutepoj teplyacute po určitou dobu

Pomůcky

LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA různeacute termohrnky

- 185 -

Scheacutema

Postup

1 Teploměry zapojiacuteme do konektorů CH 1 až CH 4 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute (viz scheacutema) Dva termohrnky majiacute viacutečka Termohrnek

vpravo je bez viacutečka Vlevo je obyčejnyacute porcelaacutenovyacute hrnek

3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme ho přes USB k PC V programu LoggerPro

v menu Experiment ndash Sběr dat zatrhneme Nepřerušenyacute sběr dat

4 Do všech termohrnků nalijeme stejneacute množstviacute horkeacute vody z konvice

5 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

- 186 -

6 Po určiteacute době (např 2 až tři hodiny) zastaviacuteme měřeniacute

7 Vysloviacuteme zaacutevěr Co vše maacute vliv na udrženiacute tepleacuteho naacutepoje

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Opakujeme měřeniacute u všech termohrnků bez viacuteček

2 Opakujeme měřeniacute u všech hrnků s viacutečky

3 Opakujeme měřeniacute se studenyacutem naacutepojem Využijeme při tom kostky ledu

- 187 -

Elektrodynamika 41 MAGNETICKEacute POLE VODIČE

Fyzikaacutelniacute princip

Roku 1820 Hans Christian Oersted prokaacutezal že vodič jiacutemž prochaacuteziacute

elektrickyacute proud vytvaacuteřiacute kolem sebe magnetickeacute pole

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar soustřednyacutech kružnic ležiacuteciacutech v rovinaacutech

kolmyacutech na vodič Orientace indukčniacutech čar zaacutevisiacute na směru proudu a k jejiacutemu

určeniacute použiacutevaacuteme Ampeacuterovo pravidlo praveacute ruky Naznačiacuteme uchopeniacute

vodiče do praveacute ruky tak aby palec ukazoval dohodnutyacute směr proudu ve

vodiči prsty pak ukazujiacute orientaci magnetickyacutech indukčniacutech čar

- 188 -

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho

vodičem a na vzdaacutelenosti od vodiče

Pomůcky

LabQuest rezistor 10 Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA vodič

regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127

- 189 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash

max 06A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci v okoliacute vodiče

6 Potom nastaviacuteme konstantniacute hodnotu proudu a pohybujeme teslametrem

v kolmeacutem směru k ose vodiče

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce B na velikosti

elektrickeacuteho proudu I a na vzdaacutelenosti

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ze znalosti velikosti proudu a vzdaacutelenosti od vodiče spočiacutetej magnetickou

indukci

IB

d kde μ0 = 4πmiddot10

ndash7NmiddotA

ndash2

- 190 -

Elektrodynamika 42 SIacuteLA PŮSOBIacuteCIacute NA VODIČ

V MAGNETICKEacuteM POLI

Fyzikaacutelniacute princip

Na vodič o deacutelce l kteryacutem prochaacuteziacute proud I a je umiacutestěnyacute v magnetickeacutem poli

trvaleacuteho magnetu s indukciacute B působiacute siacutela F = BIl

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost siacutely působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli na velikosti proudu

prochaacutezejiacuteciacuteho vodičem

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA ampeacutermetr HCS-BTA vodič magnet

regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute KXN-305D rezistor 2 Ω-10 W

- 191 -

Scheacutema

- 192 -

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

siloměr DFS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo ndash5 A Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Siacutela a Spojovat body

Dole ndash003 N a Nahoře 003 N V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash

max 5 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Regulovatelnyacutem zdrojem zmenšujeme napětiacute (proud) na 0 V (0 A)

Přepoacutelujeme zapojeniacute zdroje Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute

(proud) Kontrolujeme proud ndash max 5 A Graf se vykresluje na opačnou stranu

osy y Siloměrem měřiacuteme siacutelu působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli

7 Provedeme analyacutezu grafu ndash proložiacuteme lineaacuterniacute funkci

8

9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute siacutela na velikosti elektrickeacuteho proudu I

- 193 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vypočiacutetej velikost siacutely ze znaacutemyacutech hodnot B I a l F BIl Magnetickou

indukci B změř teslametrem uvnitř magnetickeacuteho pole magnetu

2 Miacutesto jednoducheacuteho vodiče použij několik zaacutevitů vodiče (viz scheacutema)

Porovnej vyacutesledky měřeniacute

3 Měřeniacute uspořaacutedej vodorovnyacutem směrem Siloměr bude zavěšenyacute svisle

a ciacutevka bude otočně upevněnaacute uprostřed Ktereacute uspořaacutedaacuteniacute je vyacutehodnějšiacute

- 194 -

Elektrodynamika 43 ELEKTROMAGNETICKAacute

INDUKCE

Fyzikaacutelniacute princip

Elektromagnetickaacute indukce je jev při ktereacutem vznikaacute elektrickeacute napětiacute ve

vodiči změnou magnetickeacuteho pole v okoliacute vodiče (ciacutevky) Indukovaneacute napětiacute

zaacutevisiacute na velikosti změny magnetickeacuteho pole i na rychlosti jeho změny

Ciacutel

Změřit indukovaneacute napětiacute Ověřit na čem zaacutevisiacute

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA ciacutevka s jaacutedrem permanentniacute magnet

- 195 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod

dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 5 s

Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Roztočiacuteme

permanentniacute magnet v těsneacutem okoliacute ciacutevky (jaacutedra)

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 196 -

4 Opakujeme měřeniacute s rychlejšiacutem (pomalejšiacutem) otaacutečeniacutem magnetu

5 Vyměniacuteme magnet za bdquosilnějšiacuteldquo

6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash na čem zaacutevisiacute indukovaneacute napětiacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus ciacutevku s jinyacutem počtem zaacutevitů

2 Zkus pohybovat membraacutenou reproduktoru a měřit indukovaneacute napětiacute

3 Zkus napjatou strunu umiacutestit do magnetickeacuteho pole a na niacute měřit velikost

indukovaneacuteho napětiacute

- 197 -

Elektrodynamika 44 STŘIacuteDAVYacute PROUD

Fyzikaacutelniacute princip

Střiacutedavyacute proud (napětiacute) je proud kteryacute staacutele měniacute svoji velikost i směr Časovyacute

průběh různyacutech střiacutedavyacutech proudů (napětiacute) může byacutet harmonickyacute (sinusoida)

obdeacutelniacutekovyacute trojuacutehelniacutekovyacutehellip

Z časoveacuteho průběhu harmonickeacuteho proudu (napětiacute) můžeme určit periodu

frekvenci a amplitudu

Ciacutel

Změř časovyacute průběh harmonickeacuteho napětiacute a urči jeho efektivniacute hodnotu

periodu frekvenci a amplitudu Urči vztahy mezi nimi

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA (+ndash10 V) zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute do 5 V

multimetr

- 198 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme voltmetr VP-BTA (+ndash10 V)

2 Do školniacuteho zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute (max 5 V stř) připojiacuteme rezistor

100 Ω

3 Paralelně k tomuto rezistoru připojiacuteme multimetr zapojenyacute jako střiacutedavyacute

voltmetr Zkontrolujeme že napětiacute neniacute většiacute než 5 V (efektivniacute hodnota)

4 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

01 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute

přes 001 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

5 Připojiacuteme vyacutevody voltmetru k rezistoru a stiskneme tlačiacutetko START

(měřeniacute) na LabQuestu

6 Po proběhleacutem měřeniacute v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika ndash Napětiacute

7 Z tabulky Statistika můžeme odečiacutest max hodnotu napětiacute = amplituda

Umax = V

8 Na voltmetru odečteme efektivniacute hodnotu napětiacute Uef = V

- 199 -

9 Vzhledem k tomu že jsme zadali dobu měřeniacute 01 s tak se zobrazilo přesně

5 period Tzn že jedna perioda je T = 002 s a frekvence je f = 50 Hz

10 Vypočiacutetaacuteme poměr Umax Uef =

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jako zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute můžeme

použiacutet samotnyacute LabQuest s vyacutekonovyacutem

zesilovačem PAMP kteryacute připojiacuteme

k LabQuestu a v aplikaci Zesilovač (generaacutetor

funkciacute) můžeme nastavovat druh střiacutedaveacuteho

signaacutelu (sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek pila)

frekvenci a amplitudu Pomociacute druheacuteho

LabQuestu můžeme kontrolovat ndash měřit tento

střiacutedavyacute signaacutel

2 Jako jinyacute zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute (proudu)

můžeme použiacutet generaacutetor funkciacute NTL I u něj

je možneacute nastavovat druh střiacutedaveacuteho signaacutelu

(sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek) frekvenci

a amplitudu kterou můžeme pomociacute

LabQuestu měřit

3 Kde se využiacutevaacute střiacutedaveacute napětiacute (proud) S jakyacutem průběhem

4 Zkus změřit střiacutedaveacute napětiacute v nějakeacutem přiacutestroji např na reproduktoru

baterioveacuteho raacutedia Pozor střiacutedaveacute napětiacute musiacute byacutet menšiacute než plusmn10 V Ověř

nejdřiacuteve stř voltmetrem

- 200 -

Elektrodynamika 45 TŘIacuteFAacuteZOVEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Třiacutefaacutezoveacute napětiacute vznikaacute otaacutečeniacutem magnetu v soustavě třiacute ciacutevek Maacuteme tedy tři

zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute ndash faacuteze Třiacutefaacutezovyacute rozvod lze využiacutet k zapojeniacute do

hvězdy nebo k zapojeniacute do trojuacutehelniacuteku Faacutezoveacute napětiacute (u1 u2 u3) je napětiacute

(v našich domaacutecnostech 230 V) mezi středniacutem vodičem (N) a faacutezovyacutem

vodičem (L1 L2 L3) Sdruženeacute napětiacute (u12 u13 u23) je napětiacute (v našich

domaacutecnostech 400 V) mezi libovolnyacutemi dvěma faacutezovyacutemi vodiči

Ciacutel

Změřit časovyacute průběh napětiacute třiacute faacuteziacute v zapojeniacute do hvězdy Ověřit že součet

napětiacute v každeacutem čase je nulovyacute Ověřit že poměr sdruženeacuteho a faacutezoveacuteho

napětiacute je 173kraacutet většiacute

Pomůcky

LabQuest zdroj třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute 3 rezistory 100 Ω 3 voltmetry VP-BTA

- 201 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme 3 voltmetry VP-BTA ke vstupům CH1 CH2 a CH3 LabQuestu

Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu Na zdroji třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute nastaviacuteme hodnotu

faacutezoveacuteho napětiacute do 5 V

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

005 s Frekvence 10 000 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Uložiacuteme měřeniacute

- 202 -

5 Provedeme analyacutezu grafu Odečiacutetaacuteme v každeacutem časoveacutem okamžiku

okamžiteacute hodnoty napětiacute u1 u2 a u3 a provaacutediacuteme jejich součet ndash ověřujeme že

součet je nulovyacute

6 Střiacutedavyacutem voltmetrem změřiacuteme sdruženeacute a faacutezoveacute napětiacute (efektivniacute

hodnoty) a vypočiacutetaacuteme jejich poměr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z grafu ndash časoveacuteho průběhu napětiacute urči o jakou čaacutest periody jsou

posunuta napětiacute

2 Z grafu urči jakyacute je frekvence a perioda střiacutedavyacutech napětiacute

3 Jakyacute je poměr efektivniacute a maximaacutelniacute hodnoty faacutezoveacuteho střiacutedaveacuteho napětiacute

ktereacute jsi naměřil

4 Z grafu urči amplitudu sdruženeacuteho napětiacute a amplitudu faacutezoveacuteho napětiacute

Jakyacute je jejich poměr

- 203 -

Elektrodynamika 46 ELEKTROMAGNETICKEacute VLNY

Fyzikaacutelniacute princip

Magnetickeacute pole můžeme znaacutezornit pomociacute indukčniacutech čar

Elektrickeacute pole popisujeme elektrickyacutemi siločarami

Elektrickeacute a magnetickeacute pole spolu často souvisejiacute Mluviacuteme pak

o elektromagnetickeacutem poli Elektromagnetickeacute vlny jsou přiacutečneacute a šiacuteřiacute se i ve

vakuu Šiacuteřiacute se rychlostiacute světla Elektromagnetickyacutemi vlnami se přenaacutešejiacute

signaacutely rozhlasu televize mobilniacutech telefonů atd I světlo je elektromagnetickeacute

vlněniacute (zaacuteřeniacute)

- 204 -

Mezi frekvenciacute f vlnovou deacutelkou λ a rychlostiacute šiacuteřeniacute elektromagnetickeacuteho

vlněniacute c (světla) platiacute vzorecc

f

Ciacutel

Změřit vlnovou deacutelku elektromagnetickeacuteho vlněniacute Prokaacutezat polarizaci

elektromagnetickeacute vlny

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA bezdraacutetovyacute zvonek ndash tlačiacutetko pracujiacuteciacute na

frekvenci 43392 MHz přijiacutemač s půlvlnnyacutem dipoacutelem (viz přiacutespěvek O

Lepila)

Scheacutema

- 205 -

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod

dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Pohybujeme rovnoměrnyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema pohyb 1)

5 Z poloh maxim a minim určiacuteme vlnovou deacutelku

6 Uložiacuteme měřeniacute

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pohybujeme rovnoměrnyacutem otaacutečivyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema

pohyb 2)

9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash vlnovaacute deacutelka a polarizace elektromagnetickeacuteho vlněniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vyzkoušej jak zaacutevisiacute velikost naměřeneacuteho napětiacute na vzdaacutelenosti vysiacutelače od

přijiacutemače

2 Pomociacute mřiacutežky nebo plechu vyzkoušej odraz vlněniacute (a interferenci)

- 206 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

47 TERMISTOR

Fyzikaacutelniacute princip

Termistor je polovodičovaacute součaacutestka jejiacutež odpor zaacutevisiacute na teplotě

Ciacutel

Změř zaacutevislost odporu termistoru na teplotě Urči o jakou zaacutevislost se jednaacute

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA

rychlovarnaacute konvice s horkou vodou termistory se jmenovitou hodnotou

odporu 4k7 10k 15k počiacutetač s programem Logger Pro

- 207 -

Scheacutema

Postup

1 V konvici si ohřejeme vodu

2 Teploměr TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 2 a ohmmetr do

konektoru CH 1 LabQuestu

3 K ohmmetru připojiacuteme termistor (10k) kteryacute zastrčiacuteme společně

s teploměrem do kaacutedinky

- 208 -

4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

5 Zapneme LabQuest

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Experiment ndash Sběr dat Trvaacuteniacute

300 s Frekvence 1 čteniacutes

8 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu na

osu y Odpor a na osu x Teplotu

9 Nalejeme horkou vodu z konvice do kaacutedinky s teploměrem a termistorem

a zapneme Sběr dat v programu LoggerPro

10 Voda postupně chladne a počiacutetač vykresluje graf zaacutevislosti R = f(t)

Ochlazovaacuteniacute můžeme pomalu urychlovat opatrnyacutem přileacutevaacuteniacutem studeneacute vody

a současnyacutem miacutechaacuteniacutem Pro hlubšiacute ochlazeniacute můžeme použiacutet kousek ledu

11 Po skončeniacute měřeniacute (300 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti ndash menu

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute a můžeme opakovat měřeniacute pro dalšiacute

termistor Nebo při měřeniacute použiacutet současně dva ohmmetry (CH 2 a CH 3) a dva

termistory

12 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

- 209 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z programu Logger Pro z tabulky můžeme naměřenaacute data pomociacute Ctrl+C

a Ctrl+V zkopiacuterovat do programu Excel a tam je daacutele zpracovaacutevat ndash sestrojit

graf proložit funkci

2 V programu Logger Pro můžeme v menu Analyacuteza ndash Curve Fit zkusit

proložit funkci kterou si vybereme ze seznamu Ověř vyacutepočtem (Excel

kalkulačka) že zvolenaacute funkce bdquofungujeldquo

3 Zdůvodněte proč odpor termistoru klesaacute s rostouciacute teplotou Kde se toho

využiacutevaacute

- 210 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

48 FOTOREZISTOR

Fyzikaacutelniacute princip

Fotorezistor (dřiacuteve označovaacuten jako fotoodpor) je pasivniacute elektrotechnickaacute

součaacutestka bez PN přechodu jejiacutež elektrickyacute odpor R se snižuje se zvyšujiacuteciacutem

se osvětleniacutem E

Princip fotorezistoru je založen na vnitřniacutem fotoelektrickeacutem jevu světlo

(foton) naraziacute do elektronu ve valenčniacute sfeacuteře a předaacute mu svoji energii tiacutem

elektron ziacuteskaacute dostatek energie k překonaacuteniacute zakaacutezaneacuteho paacutesu a skočiacute

z valenčniacuteho paacutesu do vodivostniacuteho Tiacutem opustiacute svůj atom a pohybuje se jako

volnyacute elektron prostorem krystaloveacute mřiacutežky Na jeho miacutestě vznikla diacutera Takto

vznikleacute volneacute elektrony přispiacutevajiacute ke sniacuteženiacute elektrickeacuteho odporu R (zvyacutešeniacute

elektrickeacute vodivosti G) Čiacutem viacutece světla na fotorezistor dopadaacute tiacutem vznikaacute viacutece

volnyacutech elektronů a zvyšuje se tiacutem elektrickaacute vodivost

Ciacutel

Změřit zaacutevislost odporu fotorezistoru na vzdaacutelenosti od zdroje světla

(žaacuterovky) Analyzovat funkčniacute zaacutevislost

- 211 -

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) fotorezistor počiacutetač

s programem Logger Pro

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 K ohmmetru připojiacuteme fotorezistor

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se

vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Fotorezistor (upevněnyacute v trubičce) nastaviacuteme 10 cm od žaacuterovky

- 212 -

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 10 cm a stiskneme OK

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 20 cm 30 cmhellip

150 cm

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute fotorezistory

14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Připoj k LabQuestu luxmetr a změř zaacutevislost odporu na osvětleniacute

- 213 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

49 TRANZISTOR JAKO SPIacuteNAČ A ZESILOVAČ

Fyzikaacutelniacute princip

Tranzistor je polovodičovaacute součaacutestka se dvěma přechody PN Středniacute čaacutest

krystalu polovodiče je baacuteze B a přechody PN ji oddělujiacute od oblasti s opačnyacutem

typem vodivosti kolektorem C a emitorem E Podle druhu vodivosti

jednotlivyacutech čaacutestiacute označujeme tranzistory jako typy NPN a PNP

Zaacutekladniacute funkce tranzistoru Maleacute napětiacute v obvodu baacuteze vzbuzuje proud

kteryacute je přiacutečinou mnohokraacutet většiacuteho proudu v obvodu kolektoroveacutem Tranzistor

se použiacutevaacute jako bdquoelektronickyacute spiacutenačldquo a bdquozesilovačldquo

- 214 -

Ciacutel

Ověřit činnost tranzistoroveacuteho spiacutenače a tranzistoroveacuteho zesilovače

Pomůcky

LabQuest dva voltmetry VP-BTA zapojeniacute tranzistoru jako spiacutenače

a zesilovače (podle scheacutema) generaacutetor signaacutelu baterie 45 V

Scheacutema

a) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquospiacutenačeldquo

- 215 -

b) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquozesilovačeldquo

Postup

1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 a CH 2 LabQuestu

2 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquospiacutenačldquo dle scheacutema a) Voltmetry měřiacuteme napětiacute

UBE (U1) a UCE (U2)

3 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme trojuacutehelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 5V

4 Voltmetr U1 připojiacuteme mezi baacutezi a emitor (UBE) Voltmetr U2 připojiacuteme

mezi kolektor a emitor (UCE)

5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

3 s Frekvence 10 000 čteniacutes

6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

- 216 -

Tranzistor jako bdquospiacutenačldquo

7 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

8 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquozesilovačldquo dle scheacutema b) Voltmetry měřiacuteme

napětiacute UBE (U1) a UCE (U2) Potenciometrem P nastaviacuteme bdquopracovniacute bod

tranzistoruldquo ndash UCE bude miacutet polovičniacute hodnotu napaacutejeciacuteho napětiacute

9 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme sinusovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 015 V

10 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 01 s Frekvence 10 000 čteniacutes

11 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

- 217 -

12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

13 Určiacuteme jakyacute je poměr UCEUBE

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Při jakeacutem napětiacute UBE tranzistor bdquosepneldquo Jak dlouho probiacutehaacute bdquosepnutiacuteldquo

2 Zkus měnit kmitočet vstupniacuteho napětiacute zesilovače

3 Zkus měnit nastaveniacute pracovniacuteho bodu Jakyacute to maacute vliv na vyacutestupniacute signaacutel

4 Zkus měnit velikost střiacutedaveacuteho vstupniacuteho napětiacute Jakyacute to maacute vliv na tvar

vyacutestupniacuteho napětiacute

- 218 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

410 INTEGROVANYacute OBVOD

Fyzikaacutelniacute princip

Prvniacute integrovanyacute obvod zkonstruoval Jack Kilby koncem srpna 1958 (r 2000

Nobelova cena za fyziku) Integrovaneacute obvody jsou součaacutestky ktereacute v jednom

pouzdře obsahujiacute velkeacute množstviacute vodičů rezistorů kondenzaacutetorů diod

a tranzistorů Děliacuteme je na čiacuteslicoveacute analogoveacute hellip

- 219 -

Ciacutel

Ověřit činnost integrovaneacuteho obvodu (čiacuteslicovyacute analogovyacute hellip)

Pomůcky

LabQuest tři voltmetry VP-BTA moduly zapojeniacute integrovanyacutech obvodů

LabQuest jako generaacutetor signaacutelu nebo jinyacute generaacutetor signaacutelu

- 220 -

Scheacutema

a) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo

b) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo

- 221 -

Postup

1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu

2 Zapojiacuteme čiacuteslicovyacute integrovanyacute obvod MH 7400 jako bdquoANDldquo bdquoORldquo hellip

dle scheacutematu a) b)

3 Na dvou generaacutetorech signaacutelu nastaviacuteme

obdeacutelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 45 V

4 Na prvniacutem generaacutetoru nastaviacuteme kmitočet

2 Hz a na druheacutem 3 Hz Připojiacuteme je na

vstupy A a B a připojiacuteme k nim voltmetry 1

a 2 K vyacutestupu Y připojiacuteme 3 voltmetr

5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 s Frekvence 200 čteniacutes

6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme

- 222 -

Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo

Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute

funkce bdquoNANDldquo

2 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute

funkce bdquoNORldquo

3 Zkus dalšiacute logickeacute funkce

4 Vyzkoušej funkci jinyacutech čiacuteslicovyacutech integrovanyacutech obvodů Např MH

7493 MH 74153 hellip

5 Vyzkoušej funkci jinyacutech analogovyacutech integrovanyacutech obvodů Např NE

555 hellip

- 223 -

Atomy a zaacuteřeniacute 411 RADIOAKTIVITA A OCHRANA

PŘED ZAacuteŘENIacuteM

Fyzikaacutelniacute princip

Radioaktivita je samovolnaacute přeměna jader Při přeměnaacutech jader vznikaacute zaacuteřeniacute

alfa beta gama a dalšiacute Poločas přeměny je doba za kterou se přeměniacute

polovina původniacuteho počtu radioaktivniacutech jader Ionizujiacuteciacute zaacuteřeniacute škodiacute všem

živyacutem buňkaacutem a je potřeba se před niacutem chraacutenit

Ciacutel

Změř uacuteroveň pozadiacute v miacutestnosti a na louce Ověř uacutečinek ozaacuteřeniacute detektoru od

zdroje zaacuteřeniacute na vzdaacutelenosti době tloušťce stiacuteněniacute a materiaacutelu stiacuteněniacute Ověř

zaacutekon radioaktivniacute přeměny Urči poločas přeměny baria 137m

Ba

Pomůcky

LabQuest souprava GAMABETA (GABEset-1) kabel k propojeniacute detektoru

s LabQuestem (viz doplňkovyacute text) souprava GABEset-2 přiacutepadně detektor

zaacuteřeniacute DRM-BTD

- 224 -

Scheacutema

Postup

1 Propojiacuteme detektor zaacuteřeniacute DRM-BTD (od firmy Vernier) nebo indikaacutetor

zaacuteřeniacute IRA ze soupravy GAMABETA 2007 (staršiacute GABEset-1) do konektoru

DIG 1 LabQuestu V druheacutem přiacutepadě musiacuteme požiacutet propojovaciacute kabel (viz

doplňkovyacute text nebo httpwwwvernierczclankypropojeni-gamabety-s-

labquestem)

2 Zapneme LabQuest V menu Senzor ndash Nastaveniacute senzorů vybereme pro

DIG 1 Detektor radiace Je vyacutehodneacute připojit dva detektory současně Druhyacute do

DIG 2 Oba umiacutestiacuteme na různaacute miacutesta (ne vedle sebe)

- 225 -

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Frekvence 01 čteniacutes a Trvaacuteniacute

100s

4 V menu Graf ndash Parametry grafu zvoliacuteme Automatickeacute měřiacutetko od nuly

5 Detektor (y) zaacuteřeniacute postaviacuteme volně na stůl Nepoužiacutevaacuteme žaacutednyacute zdroj

zaacuteřeniacute

6 Zapneme Sběr dat Měřeniacute bude probiacutehat 100 s v 10-ti sekundovyacutech

intervalech Vykresluje (iacute) se křivka (y) kteraacute (eacute) znaacutezorňuje (iacute) radioaktivitu

kolem naacutes (pozadiacute) v miacutestnosti nebo na louce Radioaktivita je přirozenou

součaacutestiacute našeho života Pokud použijeme dva detektory současně vidiacuteme že na

různyacutech miacutestech je jinyacute naacutepočet Radioaktivniacute přeměny majiacute statistickou

povahu

7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme (menu Graf ndash Uložit měřeniacute)

8 Pro dalšiacute měřeniacute můžeme změnit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme

Frekvence 001 čteniacutes a Trvaacuteniacute 1 000 s

9 V dalšiacutech měřeniacutech postupujeme stejně (bod 6 a 7) ale můžeme plnit

různeacute uacutekoly

a) Stanovit uacutečinek vzdalovaacuteniacute detektoru od zdroje zaacuteřeniacute (použijeme školniacute

zdroj zaacuteřeniacute ze soupravy GAMABETA) Pokud použijeme dva detektory

současně jeden nechaacuteme samostatně a druhyacute budeme ozařovat zdrojem zaacuteřeniacute

z různyacutech vzdaacutelenostiacute a v 10-ti (přiacutepadně při změně nastaveniacute bod 8 ndash 100)

sekundovyacutech intervalech budeme zdroj zaacuteřeniacute postupně po 2 cm vzdalovat od

detektoru

b) Stanovit miacuteru absorpce zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na tloušťce vrstvy

stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu Jeden detektor ozařujeme zaacuteřeniacutem beta a druhyacute zaacuteřeniacutem

gama (ze školniacuteho zdroje zaacuteřeniacute) Přitom v danyacutech časovyacutech intervalech

měniacuteme tloušťku měděneacute destičky (viz naacutevod k soupravě GAMABETA)

Vzhledem k tomu že je možno nastavit 6 různyacutech tlouštěk destičky (ek) potom

je vhodneacute dobu trvaacuteniacute změnit na 60 přiacutepadně 600 sekund

c) Stanovit rozdiacutel v absorpci zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na protonoveacutem

čiacutesle stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu shodneacute tloušťky Souprava GAMABETA obsahuje

destičky různyacutech materiaacutelů hliniacutek železo ciacuten měď olovo Prvniacute měřeniacute

provaacutediacuteme bez absorpčniacute destičky a potom postupně vystřiacutedaacuteme destičky

z různyacutech materiaacutelů Pro měřeniacute b) a c) je vhodnějšiacute doba trvaacuteniacute 600 s protože

- 226 -

změna tloušťky nebo materiaacutelu vyžaduje dvě sekundy a tiacutem zmenšiacuteme chybu

měřeniacute v jednotlivyacutech intervalech

d) Ověřeniacute zaacutekona radioaktivniacute přeměny Pro měřeniacute je potřeba ještě

souprava GABEset-2 kteraacute umožňuje přiacutepravu eluaacutetu baria k určeniacute poločasu

přeměny baria 137m

Ba (cca 150 s) K měřeniacute musiacuteme proveacutest nastaveniacute v bodě

8 (viz vyacuteše) Postupujeme podle naacutevodu v soupravě GABEset-2

10 Vysloviacuteme zaacutevěry

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus vyacuteše uvedenaacute měřeniacute proveacutest s připojenyacutem LabQuestem k PC

v programu Logger Pro Zde je možno nastavit zobrazeniacute grafu v sloupečciacutech

ndash menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu ndash Graph options ndash Bar graph

2 Zkus proměřit poločas přeměny s připojenyacutem LabQuestem k PC

v programu Logger Pro Pro detektor 1 můžeme proveacutest analyacutezu grafu

Analyacuteza ndash CurveFit ndash Natural exponent (proložit exponenciaacutelniacute funkci)

Poločas rozpadu je pak převraacutecenou hodnotou koeficientu C (viz niacuteže graf)

- 227 -

Atomy a zaacuteřeniacute 412 SLUNCE ndash SDIacuteLENIacute TEPLA

SAacuteLAacuteNIacuteM

Fyzikaacutelniacute princip

Slunce vysiacutelaacute elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute do prostoru Dopadne-li toto zaacuteřeniacute na

nějakeacute jineacute těleso a dojde-li k pohlceniacute tohoto zaacuteřeniacute zvyacutešiacute se vnitřniacute energie

tohoto tělesa Souhrnně se vzaacutejemneacute saacutelaacuteniacute a pohlcovaacuteniacute při dvou nebo i viacutece

tělesech s různyacutemi teplotami nazyacutevaacute sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem Dopadne-li toto

zaacuteřeniacute na jineacute těleso je čaacutestečně pohlceno čaacutest se odraacutežiacute a čaacutest prochaacuteziacute

tělesem Pohlceneacute zaacuteřeniacute způsobuje zvyacutešeniacute vnitřniacute energie tělesa odraženeacute

zaacuteřeniacute dopadaacute na jinaacute tělesa a prochaacutezejiacuteciacute zaacuteřeniacute přechaacuteziacute na jinaacute tělesa

Pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa zaacutevisiacute předevšiacutem na jakosti povrchu

a takeacute na barvě povrchu V praxi maacute tento poznatek vyacuteznam předevšiacutem při

konstrukci různyacutech zařiacutezeniacute např biacuteleacute chladničky a mrazaacuteky (aby se co nejviacutece

zaacuteřeniacute odrazilo) v leacutetě nosiacuteme předevšiacutem světleacute oblečeniacute Chceme-li naopak

aby se co nejviacutece zaacuteřeniacute pohltilo voliacuteme černou barvu povrchu

Ciacutel

Ověřit pohltivost různyacutech povrchů

Pomůcky

LabQuest 4 ks teploměr TMP-BTA 4 ks PET laacutehviacute s různyacutem povrchem

žaacuterovka 100 W 300 W

- 228 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměry TMP-BTA ke vstupům CH1 až CH4 LabQuestu

Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

600 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Zapneme žaacuterovku 300 W

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 229 -

5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa na

jakosti povrchu a takeacute na barvě povrchu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute se 100 W žaacuterovkou

2 Provedeme měřeniacute pro jineacute barvy a povrchy

- 230 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

413 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK I

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na osvětleniacute E

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)

- 231 -

Scheacutema

- 232 -

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E

solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 Na ose x zvoliacuteme Osvětleniacute (Illumination (lux)) a na ose y Vyacutekon (mW)

6 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzoreks

daacutele zatrhneme volbu Nepřerušenyacute sběr dat

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Plynule přibližujeme (přiacutepadně vzdalujeme) žaacuterovku k solaacuterniacutem člaacutenkům

Měřiacuteme zaacutevislost P = f(E)

9 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

10 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků zapojenyacutech seacuteriově a paralelně

- 233 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

414 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK II

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na uacutehlu natočeniacute solaacuterniacutech člaacutenků

vzhledem ke zdroji světla

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)

- 234 -

Scheacutema

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E

solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

- 235 -

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev

sloupce Uacutehel Značka α Jednotky deg

6 Na ose x zvoliacuteme Uacutehel (deg) a na ose y Vyacutekon (mW)

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute

panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky

9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu uacutehlu 0deg

10 Natočiacuteme solaacuterniacute panel o 10deg od směru šiacuteřeniacute světla Využijeme uacutehloměr na

stavebnici solaacuterniacutech panelů Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu

uacutehlu 10deg

11 Opakujeme postup pro dalšiacute hodnoty uacutehlů 20deg 30deg hellip 90deg

12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

13 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků osvětlenyacutech Sluncem

- 236 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

415 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK III

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na vlnoveacute deacutelce světla - filtru

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad) barevneacute filtry ze

stavebnice

- 237 -

Scheacutema

- 238 -

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev

sloupce Barva filtru Značka λ Jednotky nm

6 Na ose x zvoliacuteme Barva filtru (nm) a na ose y Vyacutekon (mW)

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute

panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky Před solaacuterniacute

člaacutenky vložiacuteme bdquomodryacute filtrldquo

- 239 -

9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu vlnoveacute deacutelky modreacuteho

světla ndash 460 nm

10 Opakujeme postup pro zelenyacute žlutyacute a červenyacute filtr

11 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

12 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pomociacute spektrofotometru změř vlnovou deacutelku světla ktereacute projde přes danyacute

barevnyacute filtr

2 Vyzkoušej jineacute barevneacute filtry

Mgr Vaacuteclav Pazdera

Měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier

Vydal Repronis v Ostravě roku 2012

Technickaacute uacuteprava textu doc RNDr Oldřich Lepil CSc

Naacutevrh obaacutelky

Tisk Repronis s r o Ostrava

Počet stran 240

Naacuteklad 150 ks

Vydaacuteniacute prvniacute

ISBN 978-80-7329-

Page 9: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk

- 10 -

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od

senzoru ke stropu k tabuli k zemi k rucehellip

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat

se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se

člověka od senzoru (0 až 6 m)

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu ndash kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od

senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od

senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem

kornoutem nebo mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka

vlaacutečkuhellip

6 Ukončiacuteme měřeniacute

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je funkciacute

času

- 11 -

Veličiny a jejich měřeniacute

12 HMOTNOST

Fyzikaacutelniacute princip

Množstviacute laacutetek v tělese popisujeme hmotnostiacute m Jednotkou hmotnosti je

kilogram kg Hmotnost tělesa můžeme určit vaacuteženiacutem pomociacute vaacutehy

Ciacutel

Zkontrolovat hmotnost přesnyacutech zaacutevažiacute ze sady zaacutevažiacute Určit hmotnost m

různyacutech těles minciacute hmotnost bdquostejnyacutechldquo zaacutevažiacute CO2 vzduchu hořiacuteciacuteho

kahanu hořiacuteciacute sviacutečky laacutehve s vodouhellip

Pomůcky

Počiacutetač program LoggerPro digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 teploměr GoTemp

sada zaacutevažiacute sada stejnyacutech krychliček z různyacutech materiaacutelů kahan sviacutečka PET

laacutehev mince

- 12 -

Scheacutema

Postup

1 Digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 (rozsah 0 až 4 000 g) zapojiacuteme do konektoru

USB počiacutetače

2 Spustiacuteme program LoggerPro

3 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g hellip) a

kontrolujeme zda vaacutehy ukazujiacute spraacutevnou hmotnost Naměřeneacute hmotnosti

zapisujeme do tabulky

4 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme stejneacute krychličky 1cm3 (nebo zaacutevažiacute)

z různyacutech materiaacutelů (Al Fe Zn Cu Pb dřevahellip) Naměřeneacute hmotnosti

zapisujeme do tabulky

5 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme mince (1 Kč 2 Kč 5 Kčhellip) Naměřeneacute

hmotnosti zapisujeme do tabulky

6 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Trvaacuteniacute

200 s Frekvence 1 čteniacutes

7 Na digitaacutelniacute vaacutehu postaviacuteme PET laacutehev s uzavřenyacutem odtokem

- 13 -

8 Uvolniacuteme odtok a současně stiskneme tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Měřiacuteme

jak se měniacute hmotnost kapalneacuteho tělesa po dobu 200 sekund Pokud je otvor

malyacute (voda vyteacutekaacute deacutele než je nastavenaacute doba) tak prodloužiacuteme dobu trvaacuteniacute

měřeniacute Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme naměřenyacute graf a přiacutepadně vyhodnotiacuteme

jeho průběh

9 Stejneacute měřeniacute (ad 8)) ale na hrdle PET laacutehve je našroubovaacuten vršek

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proveď analyacutezu naměřeneacuteho grafu ndash menu Analyacuteza ndash Proložit křivku nebo

Analyacuteza ndash Statistika

2 Stejneacute měřeniacute (ad 7) můžeme proveacutest s hořiacuteciacute sviacutečkou nebo s přiteacutekajiacuteciacute

vodou do PET laacutehve

3 Do PET laacutehve postaveneacute na digitaacutelniacute vaacuteze daacuteme určiteacute množstviacute octa (1dl)

můžeme takeacute přidat teploměr GoTemp zapneme měřeniacute a přisypeme saacuteček

sody Měřiacuteme zda se zmenšiacute hmotnost reagujiacuteciacute směsi (unikaacute plyn CO2)

Sledujeme i teplotu reagujiacuteciacutech laacutetek Zůstaacutevaacute hmotnost stejnaacute nebo se měniacute

Pokud maacuteme senzor pH můžeme při reakci sledovat i tuto vlastnost

4 Dvoulitrovou praacutezdnou PET laacutehev (uřiacuteznuteacute hrdlo) postav na digitaacutelniacute vaacutehu

V programu LoggerPro stiskni tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Naleacutevej do praacutezdneacute

laacutehve oxid uhličityacute (vyrobenyacute reakciacute octa a sody nebo z bombičky sifonu)

Pozoruj jak se měniacute hmotnost Nech měřeniacute běžet delšiacute dobu a pozoruj jak se

měniacute hmotnost Vyhodnoť měřeniacute Z naměřenyacutech hodnot a ze znalosti hustoty

vzduchu (129 kgm3) urči hustotu oxidu uhličiteacuteho Jakou maacute oxid uhličityacute

hustotu v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu

- 14 -

Veličiny a jejich měřeniacute

13 ČAS REAKČNIacute DOBA

Fyzikaacutelniacute princip

Čas je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličina kteraacute se nejčastěji označuje malyacutem

piacutesmenem t Jednotkou času je sekunda s

Reakčniacute doba člověka je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute

udaacutelosti do jeho reakce Mnoho faktorů ovlivňuje reakčniacute dobu člověka

Ciacutel

Změřit časoveacute uacuteseky různyacutech dějů pomociacute stopek LabQuestu

Změřit reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět

Pomůcky

LabQuest ultrazvukoveacute měřidlo vzdaacutelenosti GoMotion 2 ks voltmetry VP-

BTA deacutelkoveacute měřidlo

- 15 -

Scheacutema

Postup

1 Zapneme LabQuest a v dolniacute naacutestrojoveacute liště klikneme na ikonu domeček

2 V zobrazeneacute nabiacutedce zvoliacuteme Stopky

3 Stopky ovlaacutedaacuteme třemi tlačiacutetky ndash startstop vynulovaacuteniacute a zkopiacuterovaacuteniacute

aktuaacutelniacuteho uacutedaje z displeje např do kalkulačky Vyzkoušej si to

4 Změřiacuteme časoveacute uacuteseky různyacutech dějů

a) dobu mezi dvěma zvuky (generujeme pomociacute programu na PC ndash lze

přesně nastavit dobu dvě tlesknutiacute)

b) dobu kmitu kyvadla (dvěma po sobě jdouciacutem kyvům řiacutekaacuteme kmit)

c) dobu volneacuteho paacutedu tělesa z vyacutešky 2 metry můžeme ověřit pomociacute

GoMotion

d) dobu volneacuteho paacutedu dřevěneacute tyčky s deskou kterou jeden člověk pustiacute a

druhyacute chytiacute můžeme ověřit pomociacute GoMotion

- 16 -

e) dobu pohybu tělesa (autiacutečko vlaacuteček) po vodorovneacute podložce

f)

5 Změřiacuteme reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět

a) Světelnyacute ndash k LabQuestu připojiacuteme dva voltmetry VP-BTA prvniacute

připojiacuteme na LED (žaacuterovku) kteraacute je zapojena do obvodu s tlačiacutetkem

druhyacute připojiacuteme na rezistor zapojenyacute v obvodu s tlačiacutetkem prvniacute student

stiskne tlačiacutetko v prvniacutem obvodu a druhyacute stiskne v reakci na rozsviacutecenou

LED-ku (žaacuterovku) tlačiacutetko v druheacutem obvodu na LabQuestu

vyhodnotiacuteme dobu mezi napěťovyacutemi impulzy

b) Zvukovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze miacutesto LED-ky je zapojen bzučaacutek

a druhyacute student maacute zavřeneacute oči a reaguje na zvuk

c) Dotykovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze s tiacutem že prvniacute student se druheacuteho

dotkne rukou

6 Poznaacutemka

a) U všech třiacute měřeniacute v ad 5) je potřeba nastavit na LabQuestu v menu

Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 2 s Frekvence 1 000 čteniacutes Trigger

nastaviacuteme na Zapnuto a je rostouciacute přes 1 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute

Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

b) Miacutesto druheacuteho obvodu a voltmetru můžeme použiacutet senzor stisku ruky

HD-BTA

c) Při připojeniacute (ad 4c))ultrazvukoveacuteho senzoru MD-BTD nebo GO-MOT

do vstupu DIG 1 nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim

Časovaacute zaacutekladna Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

- 17 -

7 Ukončiacuteme měřeniacute

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkuste změřit reakčniacute dobu

a) opakovaně u jednoho studenta

b) u diacutevek a chlapců

c) mladyacutech a staryacutech lidiacute

d) raacuteno a večer

Na zaacutevěr sestav přehlednou tabulku všech vyacutesledků

2 Reakčniacute doba řidiče je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute

udaacutelosti do řidičovy reakce Jejiacute doba se pohybuje kolem 2 sekund ale vždy

zaacuteležiacute na pozornosti řidiče jeho věku fyzickeacute kondici a dalšiacutech faktorech Do

reakčniacute doby se však nezapočiacutetaacutevaacute doba prodlevy a naacuteběhu brzd Pamatujte

proto na bezpečnou vzdaacutelenost mezi vozidly a udržujte odstup

3 Zkuste chytit bankovku puštěnou druhyacutem člověkem dvěma prsty (pokud ji

chytnete je vaše) Proč ji nelze chytit

- 18 -

Veličiny a jejich měřeniacute

14 RYCHLOST

Fyzikaacutelniacute princip

Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme

v metrech za sekundu m

s

nebo v kilometrech za hodinu km

h

U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se

rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT

- 19 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 3 s

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost pohybu

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a potom se

přibližovat a daacutele se naopak vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost

chůze člověka (0 až 6 m)

- 20 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho

miacuteče od senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem

papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho autiacutečka (viz foto vyacuteše) vlaacutečkuhellip

5 Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

- 21 -

Veličiny a jejich měřeniacute

15 DRAacuteHA

Fyzikaacutelniacute princip

Draacuteha s je deacutelka trajektorie Trajektorie je křivka kterou těleso opisuje při

sveacutem pohybu

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru draacutehu kterou uraziacute těleso

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo

- 22 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od

senzoru ke stropu k tabuli k zemi k ruce hellip

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat

se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se

člověka od senzoru (0 až 6 m)

- 23 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od

senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem

papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka vlaacutečku hellip

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

2 Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je

funkciacute času

- 24 -

Veličiny a jejich měřeniacute

16 TEPLOTA

Fyzikaacutelniacute princip

Teplota je fyzikaacutelniacute veličina t kterou použiacutevaacuteme k popisu stavu tělesa (rychlost

pohybu atomů) Jednotkou je Celsiův stupeň (degC) Teplota tajiacuteciacuteho ledu je 0 degC

Bod varu vody je 100 degC Stupeň Fahrenheita (degF) je jednotka teploty

pojmenovanaacute po německeacutem fyzikovi Gabrielu Fahrenheitovi Dnes se použiacutevaacute

hlavně v USA

- 25 -

Ciacutel

Odhadnout teplotu a pak odhad ověřit teploměrem Ověřit teplotu tajiacuteciacuteho ledu

Ověřit teplotu varu vody Změřit jak se měniacute teplota v průběhu dne a při

ohřiacutevaacuteniacute nebo ochlazovaacuteniacute tělesa

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA teploměr STS-BTA PET laacutehve

- 26 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměr STS-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

2 Do několika naacutedob z PET lahviacute připraviacuteme vodu o různeacute teplotě ndash prvniacute

přidaacuteme led a u ostatniacutech postupně viacutece a viacutece horkeacute vody z elektrovarneacute

konvice

3 Zapneme LabQuest a můžeme měřit teplotu Nejdřiacuteve zkusiacuteme odhadnout

teplotu a potom ověřiacuteme pomociacute teploměru teplotu různyacutech těles

a) vzduch v miacutestnosti (u podlahy uprostřed u stropu)

b) vzduch na ulici

c) teplaacute voda

d) studenaacute voda

e) horkaacute voda

f) tajiacuteciacute led

g) tajiacuteciacute led a sůl

- 27 -

h) vařiacuteciacute voda

i) teplota lidskeacuteho těla

j) teplota v chladničce (dole nahoře v mraziciacutem boxu)

k)

4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 60 čteniacuteh Trvaacuteniacute 24 h

5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme venku za oknem

tak aby se nedotyacutekal žaacutedneacuteho tělesa

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu

vzduchu v průběhu 24 hodin Dalšiacute den ve stejnou dobu ukončiacuteme měřeniacute

7 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

8 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutemin Trvaacuteniacute 24 min

9 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme do kaacutedinky se

studenou vodou a začneme ohřiacutevat lihovyacutem kahanem

10 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu vody

v průběhu 12 minut (ohřiacutevaacuteniacute) Pak zahasiacuteme kahan a měřiacuteme dalšiacutech12 minut

(ochlazovaacuteniacute) Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 120 čteniacutemin Trvaacuteniacute 3 min

2 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu uchopiacuteme senzor

teploměru do ruky a pozorujeme změnu teploty Stejneacute měřeniacute provedeme

s teploměrem TMP-BTA a teploměrem STS-BTA Proč se lišiacute průběhy obou

grafů Kde toho lze využiacutet

4 Zapoj do LabQuestu dva teploměry Vezmi si dvě naacutedoby s vodou

o různyacutech teplotaacutech ndash studenaacute a teplaacute Měř jejich teploty (tlačiacutetko START)

- 28 -

Přelej vodu z prvniacute naacutedoby do druheacute a současně přendej teploměr z prvniacute

naacutedoby do druheacute Popiš co pozoruješ Z grafu urči teploty před smiacutechaacuteniacutem

a teplotu po smiacutechaacuteniacute

5 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vody ve zkumavce v různyacutech

hloubkaacutech

a) budeš-li vodu ohřiacutevat u dna

b) budeš-li vodu ohřiacutevat u hrdla

6 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vzduchu ve zkumavce v různyacutech

hloubkaacutech

- 29 -

Siacutely a jejich vlastnosti

17 SIacuteLA

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se

piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N

Ciacutel

Určit velikosti různyacutech sil Určit hmotnost zaacutevažiacute ktereacute je přitahovaacuteno k zemi

silou 1 N Určit siacutelu stisku ruky a siacutelu stisku mezi dvěma prsty Určit velikost

siacutely kterou člověk působiacute na zem

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA plošnyacute siloměr FP-BTA senzor siacutely stisku ruky

HD-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma

- 30 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)

2 Zapneme LabQuest

3 Zavěšujeme postupně různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g ) na siloměr

Naměřeneacute uacutedaje zapisujeme do tabulky

4 Na siloměr zavěsiacuteme pružinu Vynulujeme siloměr Zavěšujeme postupně

různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 ghellip) na pružinu a měřiacuteme prodlouženiacute

pružiny y Sestrojiacuteme graf F = f(y) Určiacuteme konstantu přiacutemeacute uacuteměrnosti

5 Zavěsiacuteme na siloměr misku z rovnoramennyacutech vah a vynulujeme siloměr ndash

menu Senzory ndash Vynulovat Postupně na misku přidaacutevaacuteme zaacutevažiacute až siloměr

ukazuje přesně siacutelu 1 N Vyacutesledek (hmotnost zaacutevažiacute) zapiacutešeme do tabulky

6 K LabQuestu připojiacuteme senzor siacutely stisku ruky HD-BTA Měřiacuteme

postupně siacutelu stisku ruky pro pravou a levou ruku

7 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Měřiacuteme siacutelu stisku ruky

po dobu 60 sekund ndash nepřerušovaně držiacuteme Sledujeme jak siacutela stisku

v průběhu času ochabuje

9 Bod 5 6 a 7 opakujeme pro siacutelu stisku mezi prsty

- 31 -

10 K LabQuestu připojiacuteme plošnyacute siloměr FP-BTA Přepneme na většiacute

rozsah 0 ndash 3 500 N Postaviacuteme se na tento siloměr Změřiacuteme siacutelu kterou člověk

působiacute na zem (tiacuteha G) Zapiacutešeme do tabulky Určiacuteme hmotnost člověka

11 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

12 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sledujeme jak se

měniacute tlakovaacute siacutela při dřepu kliku vyacuteskoku při běžneacute chůzi (jedna noha střiacutedaacute

druhou) při přitisknutiacute senzoru ke stěněhellip

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute jak se měniacute siacutela působiacuteciacute na plošnyacute siloměr FP-BTA při

jiacutezdě vyacutetahem když na něm stojiacuteme (vliv zrychlovaacuteniacute zpomalovaacuteniacute)

2 Polož plošnyacute siloměr na židli sedni si na něj a vyzkoušej jakou silou

působiacuteš na židli

3 Na siloměr DFS-BTA zavěsiacuteme hranol Určiacuteme velikost siacutely kterou

přitahuje Země hranol Taacutehneme tento hranol po podložce a změřiacuteme velikost

tahoveacute siacutely Porovnaacuteme tyto dvě siacutely

4 Proveďte statistickyacute průzkum ve třiacutedě o kolik je u pravaacutekůlevaacuteků silnějšiacute

pravaacutelevaacute ruka (holekkluků) Vypočiacutetejte průměrneacute hodnoty

- 32 -

Elektrickeacute vlastnosti laacutetek

18 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovaacuteniacute těles

Jeho jednotkou je coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při

pokusech ve třiacutedě pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů)

1 nC je přibližně 6 000 000 000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj

elektronuhellip) Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj

(na skleněneacute tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně

nabiteacute těleso maacute viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute

protony K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič

naacuteboje

Ciacutel

Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute

při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute

Pomůcky

LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA tělesa (plechovka na polystyreacutenu kovoveacute

kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute

těles

- 33 -

Scheacutema

Postup

1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou

krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku

připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou

zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě

kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru

zvoliacuteme rozsah plusmn 100 nC

2 Zapneme LabQuest

- 34 -

3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem

ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj

Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky

5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence

2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj

z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute

naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)

Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky

9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute

tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)

10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu

3times3 mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle

Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm

Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je

11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech

(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)

- 35 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pouze přibližujeme a vzdalujeme nabitou tyč (ebonitovou nebo skleněnou)

k tělesu (plechovce) a sledujeme jak se měniacute naacuteboj O jakyacute jev se jednaacute Čiacutem

je způsoben

2 Plechovku připojiacuteme ke zdroji kladneacuteho vn napětiacute (nabije se kladně) Měřič

naacuteboje připojiacuteme ke kovoveacute kuličce na izolovaneacutem držaacuteku Zapneme měřeniacute

a přejiacuteždiacuteme plynule v okoliacute svisleacute stěny plechovky (nedotyacutekaacuteme se) přibližně

ve stejneacute vzdaacutelenosti Sledujeme naměřeneacute hodnoty Co můžeme usoudit

o rozloženiacute naacuteboje na povrchu plechovky

- 36 -

Magnetismus 19 MAGNETICKAacute INDUKCE

MAGNETICKEacute POLE

Fyzikaacutelniacute princip

Magnetickou indukciacute nazyacutevaacuteme jev při ktereacutem se tělesa s feromagnetickyacutemi

vlastnostmi v bliacutezkosti magnetu zmagnetujiacute Magnet vytvaacuteřiacute ve sveacutem okoliacute

magnetickeacute pole ktereacute můžeme znaacutezornit soustavou magnetickyacutech

indukčniacutech čar Pomociacute magnetky (malyacute magnet) můžeme bdquozmapovatldquo

magnetickeacute pole ndash určit směr indukčniacutech čar Mnohem rychleji lze obrazec

indukčniacutech čar určit pomociacute železnyacutech pilin

Magnetickeacute pole popisuje veličina magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji

v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou indukci měřiacuteme teslametrem Zemskeacute

magnetickeacute pole v ČR maacute magnetickou indukci 0048 mT

Ciacutel

Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute permanentniacuteho

magnetu Změřit magnetickou indukci magnetickeacuteho pole Země

- 37 -

Pomůcky

LabQuest teslametr MG-BTA permanentniacute magnet

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Na teslametru

nastaviacuteme rozsah 64 mT Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 38 -

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k severniacutemu poacutelu magnetu

a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi

5 sekund)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k jižniacutemu poacutelu magnetu

a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi

5 sekund)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně pohybujeme (asi 5 sekund) teslametrem kolmo k podeacutelneacute ose

magnetu k jižniacutemu poacutelu magnetu a potom pomalu vzdalujeme teslametr od

severniacuteho poacutelu magnetu (asi 5 sekund) Uložiacuteme měřeniacute

6

7 Otevřeme novyacute soubor a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve

vodorovneacute rovině otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země

Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum (N a S magnetickyacute poacutel)

- 39 -

Z maximaacutelniacutech hodnot odečteme vodorovnou amplitudu magnetickeacute indukce B

Země

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve

svisleacute rovině (N-S směr) otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země

Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum Maximaacutelniacute hodnota je

hodnotou magnetickeacute indukce B Země

9

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Urči sklon indukčniacute čaacutery magnetickeacuteho pole u naacutes v ČR vzhledem

k povrchu země

- 40 -

Elektrickyacute obvod 110 ELEKTRICKYacute PROUD

ELEKTRICKEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute proud je uspořaacutedanyacute pohyb nabityacutech čaacutestic Elektrickyacute proud se

označuje piacutesmenem I Jeho jednotkou je ampeacuter (A)

Elektrickeacute napětiacute se označuje piacutesmenem U Jednotkou elektrickeacuteho napětiacute je

volt (V)

Elektrickyacute proud měřiacuteme ampeacutermetrem a napětiacute voltmetrem

Ciacutel

Změřit proud prochaacutezejiacuteciacute žaacuterovkou Změřit napětiacute na žaacuterovce Pozorovat jak

žaacuterovka sviacutetiacute při různyacutech hodnotaacutech proudu (uacutečinky proudu)

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat

100 Ω žaacuterovka 35 V03 A

- 41 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x

zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat ndash

Ampeacutermetr Reostat 100 Ω nastaviacuteme na min hodnoty odporu (napětiacute)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 42 -

5 Reostatem 100 Ω pomalu (20 s) zvětšujeme proud (směrem k max) až ho

vytočiacuteme do krajniacute polohy (max) Hodnota proudu nesmiacute překročit 06 A

Zobrazuje se tzv V-A charakteristika žaacuterovky Po vykresleniacute celeacuteho grafu

zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro různeacute žaacuterovky

7 Vysloviacuteme zaacutevěr (při jakeacute hodnotě proudu žaacuterovka začiacutenaacute sviacutetit)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř V-A charakteristiku pro rezistor 100 Ω a 50 Ω

- 43 -

Elektrickeacute pole 111 ZDROJE ELEKTRICKEacuteHO

NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Zdroje elektrickeacuteho napětiacute jsou elektraacuterny galvanickeacute člaacutenky a akumulaacutetory

- 44 -

Ciacutel

Změřit jak se měniacute napětiacute při vybiacutejeniacute (použiacutevaacuteniacute) zdroje ndash vybiacutejeciacute křivku

Pomůcky

LabQuest držaacutek baterie a rezistor ampeacutermetr DCP-BTA voltmetr VP-BTA

zdroj elektrickeacuteho napětiacute ndash galvanickyacute člaacutenek akumulaacutetor

- 45 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 a voltmetr VP-BTA ke

vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

12 h Frekvence 300 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat (spiacutenač je vypnutyacute)

4 Sepneme spiacutenač Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na

LabQuestu

5 Když začne napětiacute klesat pod 1V zastaviacuteme měřeniacute

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vytvoř si jednoduchyacute galvanickyacute

člaacutenek z jablka (nebo citronu)

železneacuteho hřebiacuteku a měděneacuteho draacutetu

podle obraacutezku Změř voltmetrem

zaacutevislost napětiacute v zaacutevislosti na čase

(připoj rezistor 1 000 Ω)

- 46 -

2 Změř vybiacutejeciacute křivku pro různeacute zdroje Urči kapacitu člaacutenku Porovnej

se jmenovitou kapacitou

3 Jakeacute vyacutehody maacute elektrickeacute napětiacute z bateriiacute oproti napětiacute ze zaacutesuvek Jakeacute

nevyacutehody naopak majiacute baterie

- 47 -

Elektrickyacute obvod 112 UacuteČINKY ELEKTRICKEacuteHO

PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute proud maacute pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute

uacutečinky Jednoducheacute spotřebiče můžeme rozdělit podle uacutečinků elektrickeacuteho

proudu na pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute spotřebiče

Ciacutel

Ověřit pohyboveacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na elektromotor

Ověřit světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

Ověřit magnetickeacute uacutečinky (magnetickaacute indukce) elektrickeacuteho proudu

prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

Ověřit chemickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho kapalinou

(vodou)

Ověřit tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA

teploměr TMP-BTA ciacutevka 166 a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu

a napětiacute BK 127 žaacuterovka 12 V spiraacutela luxmetr LS-BTA voltmetr 30 V-BTA

- 48 -

Scheacutema

a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

- 49 -

b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

Postup

a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

1 Připojiacuteme luxmetr LS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-

BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematuj ndash spiacutenač je

rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr

- 50 -

a voltmetr Žaacuterovku s luxmetrem můžeme zakryacutet krabiciacute aby luxmetr neměřil

osvětleniacute pozadiacute

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06A Na ose y zvoliacuteme Osvětleniacute a Spojovat body

Dole 0 a Nahoře 600 lx

4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme

napětiacute Vlevo 0 Vpravo 16 V Na ose y zvoliacuteme Proud a Spojovat body Dole

0 a Nahoře 04 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme

spiacutenač

6 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (do 12 V) Kontrolujeme proud

ndash max 06A Luxmetrem měřiacuteme osvětleniacute způsobeneacute žaacuterovkou

b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

- 51 -

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max

06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky

c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-

BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu ndash spiacutenač je

rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr

a voltmetr Teploměr se spiraacutelou vložiacuteme do kaacutedinky s vodou

- 52 -

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 000 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Napětiacute a Spojovat body

Dole 0 a Nahoře 25 V

4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme

čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Teplota a Spojovat body

Dole 20 a Nahoře 35 degC Regulovatelnyacutem zdrojem nastaviacuteme napětiacute (na

20 V) Kontrolujeme proud ndash max 10 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme

spiacutenač

6 Teploměrem měřiacuteme teplotu vody zahřiacutevaneacute spiraacutelou

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakeacute jsou uacutečinky elektrickeacuteho proudu v jednotlivyacutech

přiacutepadech

- 53 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ve ktereacutem elektrickeacutem přiacutestroji se projevuje současně několik uacutečinků

elektrickeacuteho proudu

2 Jakyacutech uacutečinků elektrickeacuteho proudu využiacutevaacute elektrickyacute zvonek

3 Změř jak zaacutevisiacute siacutela F přitahujiacuteciacute jaacutedro na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho

ciacutevkou Kde se toho daacute využiacutet

4 Chemickeacute uacutečinky viz uacuteloha 116 Elektrickyacute proud v kapalinaacutech

5 Změř pohyboveacute uacutečinky el proudu na otaacutečeniacute elektromotoru Pohyb můžeš

sniacutemat luxmetrem

- 54 -

Elektrickyacute obvod 113 MAGNETICKEacute VLASTNOSTI

ELEKTRICKEacuteHO PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Prochaacuteziacute-li vodičem elektrickyacute proud vznikaacute v jeho okoliacute magnetickeacute pole

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar kružnic Kružnice ležiacute v rovinaacutech kolmyacutech

na vodič a majiacute středy v bodech vodiče Magnetickeacute pole popisuje veličina

magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou

indukci měřiacuteme teslametrem

Ciacutel

Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute vodiče v zaacutevislosti na

velikosti elektrickeacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest teslametr MG-BTA ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj

napětiacute vodič

- 55 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu a ampeacutermetr

HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Na teslametru nastaviacuteme rozsah 64 mT

Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 56 -

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 5 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Teslametr umiacutestiacuteme bliacutezko vodiče (1 cm) Stiskneme tlačiacutetko START

(měřeniacute) na LabQuestu a pomalu rovnoměrně zvětšujeme napětiacute

(proud) na zdroji Uložiacuteme měřeniacute

5 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce na velikosti proudu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Velikost magnetickeacute indukce okolo rovneacuteho dlouheacuteho vodiče ve vzdaacutelenosti

d můžeme vypočiacutetat pomociacute Biot-Savartova zaacutekona (někdy teacutež Biot-Savart-

Laplaceova)

7 74π 10 2 102π 2π

I I IB

d d d (přibližně ve vzduchu)

2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale v zaacutevislosti na vzdaacutelenosti d ndash měřiacuteme

praviacutetkem a vklaacutedaacuteme po jednotlivyacutech krociacutech Nastaviacuteme určitou hodnotu

proudu

- 57 -

Elektrickyacute obvod 114 MAGNETICKEacute POLE CIacuteVKY

Fyzikaacutelniacute princip

Ciacutevka vznikne když vodič navineme na povrch vaacutelce nebo hranolu

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery uvnitř ciacutevky jsou rovnoběžneacute s jejiacute osou

Magnetickaacute indukce uvnitř velmi dlouheacute ciacutevky maacute velikost NI

Bl

kde I

je velikost proudu N je celkovyacute počet zaacutevitů a l je deacutelka ciacutevky

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce B na velikosti proudu I prochaacutezejiacuteciacuteho

ciacutevkou

Pomůcky

LabQuest rezistor 10Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA ciacutevka 166

a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127

- 58 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 59 -

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max

06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky

6 Vysloviacuteme zaacutevěr - jak zaacutevisiacute mag indukce B na velikosti elektrickeacute

proudu I

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ze znalosti počtu zaacutevitů deacutelky ciacutevky a proudu spočiacutetej magnetickou

indukci

2 Změň ciacutevku a opakuj měřeniacute

3 Změř jak se měniacute magnetickaacute indukce po podeacutelneacute ose ciacutevky při daneacute

hodnotě proudu

- 60 -

Elektrickyacute obvod 115 ZKRAT

Fyzikaacutelniacute princip

Zkrat v elektrickeacutem obvodu je vodiveacute spojeniacute vodičů ktereacute vyřadiacute z obvodu

spotřebič Obvod se chraacuteniacute proti zkratu pojistkou nebo jističem Tavnaacute

pojistka je založena na tepelnyacutech uacutečinciacutech elektrickeacuteho proudu Jistiacuteciacutem

prvkem je tenkyacute draacutetek kteryacute se průchodem zkratoveacuteho proudu přepaacuteliacute a tiacutem

přerušiacute elektrickyacute obvod

Ciacutel

Ověřit funkci tavneacute pojistky Určit velikost zkratoveacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute tenkyacute

vodič tavnaacute trubičkovaacute pojistka ndash různeacute hodnoty proudu

- 61 -

Scheacutema

- 62 -

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme

obvod dle scheacutematu Spiacutenač je rozpojen Jako pojistku použijeme napřiacuteklad

tavnou trubičkovou pojistku 800 mA Jako zdroj plochou baterii

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Způsobiacuteme

ZKRAT

5 Vysloviacuteme zaacutevěr Jak rychle bdquozareagujeldquo tavnaacute pojistka

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus změřit pomociacute mikrometru průměr draacutetku a zkratovyacute proud tiacutemto

draacutetkem Změř draacutetky různyacutech průměrů Jak zaacutevisiacute hodnota zkratoveacuteho

proudu na průměru draacutetku

2 Proč nemůžeš použiacutet jako tavnou pojistku hřebiacutek

3 Zkus různeacute druhy materiaacutelů tavnyacutech draacutetků ndash Fe Cuhellip Jakyacute to maacute vliv na

velikost bdquozkratovaciacuteholdquo proudu

- 63 -

4 Zkus změřit dvě stejneacute pojistky (např 800 mA) ale jedna je bdquopomalaacuteldquo

a druhaacute bdquorychlaacuteldquo

5 Zkus změřit zkrat se dvěma paralelně zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi Jakyacute

maacute vliv kvalita zdroje na velikost zkratovaciacuteho proudu Změniacute se doba

přetaveniacute draacutetku

6 Zkus změřit zkrat se dvěma seacuteriově zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi

7 Proč při bdquoletmeacutem dotekuldquo (viz obraacutezek) před zkratem nenastal zkrat Proč

nastal až při staacuteleacutem doteku

- 64 -

Elektrickyacute obvod 116 ELEKTRICKYacute PROUD

V KAPALINAacuteCH

Fyzikaacutelniacute princip

Podmiacutenkou vodivosti kapalin je přiacutetomnost iontů Ionty vznikajiacute v kapalinaacutech

nejčastěji při rozpouštěniacute soliacute a kyselin

Ciacutel

Ověřit vznik iontů rozpouštěniacutem soli ve vodě měřeniacutem elektrickeacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr DCP-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute žaacuterovka

vanička a elektrody

- 65 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme

obvod dle scheacutema Spiacutenač je rozpojen

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

600 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Po

10 sekundaacutech nasypeme sůl do vody Pozorujeme jak se měniacute proud při

rozpouštěniacute soli v roztoku vody a soli jak vznikajiacute ionty

5 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus proveacutest stejneacute měřeniacute s různyacutem množstviacutem soli ndash 1 lžička 2 lžičkyhellip

2 Zkus různeacute druhy materiaacutelů elektrod ndash Fe Cu Zn C Pbhellip

3 Vyzkoušej různeacute soli

4 Vyzkoušej takeacute cukr

- 66 -

Pohyb tělesa 21 RYCHLOST POHYBU

Fyzikaacutelniacute princip

Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme

v metrech za sekundu m

s

nebo v kilometrech za hodinu km

h

U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se

rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)

Průměrnaacute rychlost je podiacutel celkoveacute draacutehy s a celkoveacute doby t za kterou těleso

draacutehu urazilo Průměrnaacute rychlost určenaacute ve velmi kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku se

nazyacutevaacute okamžitaacute rychlost Měřiacuteme ji tachometrem

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT

- 67 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 20 s

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute (knihou) nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost

pohybu dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a pak se

přibližovat a naacutesledně se vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost

chůze člověka (0 až 6 m)

- 68 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho

miacuteče od senzoru

f) Stejneacute jako za e) ale s mělkyacutem

papiacuterovyacutem kornoutem nebo

mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho

autiacutečka vlaacutečkuhellip

h) Měřiacuteme rychlost voziacutečku na

voziacutečkoveacute draacuteze VDS (vodorovneacute

šikmeacute)

5 Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

2 Překreslete grafy v = f(t) na grafy s = f(t) a naopak

3 Nakreslete graf v = f(t) a potom se podle něj pohybujte (viz 4 b)

- 69 -

Pohyb tělesa 22 DRAacuteHA ROVNOMĚRNEacuteHO

A NEROVNOMĚRNEacuteHO POHYBU

Fyzikaacutelniacute princip

Těleso se pohybuje rovnoměrnyacutem pohybem jestliže se pohybuje staacutele stejnou

rychlostiacute Těleso se pohybuje nerovnoměrnyacutem pohybem jestliže se jeho

rychlost měniacute

Draacutehu rovnoměrneacuteho i nerovnoměrneacuteho pohybu můžeme určit z grafu

časoveacuteho průběhu rychlosti jako plochu mezi tiacutemto grafem a časovou osou

(osou x)

Ciacutel

Určit zda danyacute pohyb je rovnoměrnyacute nebo nerovnoměrnyacute a draacutehu tohoto

pohybu

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD voziacuteček draacuteha pro mechaniku VDS

- 70 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

LabQuestu a ten přes USB do PC Pomociacute digitaacutelniacutech vah určiacuteme hmotnost

voziacutečku

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Draacuteha je velmi miacuterně nakloněnaacute

3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme k PC Přepiacutenač ultrazvukoveacuteho senzoru

přepneme na voziacuteček

- 71 -

4 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Deacutelka

10 s Vzorkovaciacute frekvence 20 vzorkůsekunda

5 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru pustiacuteme ho

a současně zapneme sběr dat Voziacuteček bude střiacutedavě sjiacuteždět a vyjiacuteždět

(po odrazu od magnetickeacuteho naacuterazniacuteku) po draacuteze Uložiacuteme měřeniacute

6 Draacutehu postaviacuteme vodorovně (můžeme zkontrolovat vodovaacutehou)

7 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru uvedeme ho do

pohybu a současně zapneme sběr dat

8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy se pohyboval voziacuteček rovnoměrně a kdy

nerovnoměrně

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Určiacuteme draacutehu - plochu pod grafem časoveacuteho průběhu rychlosti

2 Můžeme proveacutest stejnaacute měřeniacute s miacutečem

- 72 -

Siacutely a jejich vlastnosti

23 MĚŘENIacute SIacuteLY ndash ŠPEJLE

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se

piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N

Ciacutel

Změřit průhyb volneacuteho konce d špejle na působiacuteciacute siacutele F Měřeniacute proveacutest pro

různeacute deacutelky l

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma špejle

- 73 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)

2 Zapneme LabQuest

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty

Naacutezev deacutelka

Jednotky cm

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf K siloměru připevniacuteme konec špejle (viz

scheacutema) ndash špejle ukazuje na měřiacutetku 0 cm Siloměr bdquovynulujemeldquo

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

7 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 74 -

8 Siloměr posuneme tak aby ohnutaacute špejle ukazovala na měřiacutetku 1 cm

9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK

11 Opakujeme body 8 a 9 pro 2 cm 3 cm 4 cm a 5 cm

12 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

13 Měřeniacute zopakujeme pro různeacute deacutelky špejle

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro různeacute špejle (tloušťka tvar) Jak zaacutevisiacute průhyb špejle

na jejiacutem tvaru Kde a jak se toho využiacutevaacute

- 75 -

Siacutely a jejich vlastnosti

24 II NEWTONŮV POHYBOVYacute ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Čiacutem je většiacute siacutela F tiacutem jsou vyacuteraznějšiacute i změny rychlosti v pohybu tělesa Čiacutem

je většiacute hmotnost m tělesa tiacutem jsou změny rychlosti v pohybu tělesa menšiacute

Ciacutel

Ověřit II Newtonův pohybovyacute zaacutekon ndash zaacutekon siacutely

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA akcelerometr LGA-BTA senzor polohy

a pohybu MD-BTD souprava pro mechaniku VDS

- 76 -

Scheacutema

Postup

1 Senzor polohy a pohybu MD-BTD zapojiacuteme do konektoru DIG 1

LabQuestu Na voziacuteček připojiacuteme vlaacutekno a na něj zavěsiacuteme zaacutevažiacute o hmotnosti

10 g

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pustiacuteme voziacuteček

Zachytiacuteme jej těsně před koncem voziacutečkoveacute draacutehy Měřiacuteme rychlost pohybu

voziacutečku

5 Měřeniacute opakujeme se zaacutevažiacutem 20 g

6 Porovnaacuteme oba grafy

a) Jak se voziacuteček pohybuje (druh pohybu)

b) Jakyacute maacute vliv velikost siacutely F na pohyb voziacutečku

7 Na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g) ndash viz fotografie vyacuteše

8 Zopakujeme měřeniacute v bodech 1 až 6

- 77 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Na voziacuteček připevni siloměr a akcelerometr Změř jak zaacutevisiacute změna

rychlosti v (zrychleniacute) na velikost siacutely F Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam

dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence 20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Tahaacuteme za siloměr tam

a zpět (voziacuteček se pohybuje) Sledujeme jak zaacutevisiacute změna rychlosti v

(zrychleniacute) na velikost siacutely F

2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g)

Porovnaacuteme obě měřeniacute

- 78 -

Siacutely a jejich vlastnosti

25 SMYKOVEacute TŘENIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Smykoveacute třeniacute vznikaacute když se dvě tělesa z pevnyacutech laacutetek po sobě smyacutekajiacute

Siacutela kteraacute braacuteniacute posouvaacuteniacute těles se nazyacutevaacute třeciacute siacutela Abychom uvedli těleso

do rovnoměrneacuteho pohybu musiacuteme vynaložit většiacute siacutelu tzv klidovou třeciacute siacutelu

Siacutelu kterou těleso tlačiacute na podložku nazyacutevaacuteme tlakovou siacutelu

Ciacutel

Určit třeciacute siacutelu klidovou třeciacute siacutelu tlakovou siacutelu a poměr tlakoveacute a třeciacute siacutely

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA stejnaacute tělesa (kvaacutedry učebnicehellip)

- 79 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se pomalu

a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce

- 80 -

4 Na grafu jsou pro naacutes dvě zajiacutemaveacute oblasti V zeleneacute oblasti je maximaacutelniacute

siacutela ndash klidovaacute třeciacute siacutela Ft0 = N V modreacute oblasti je pohybovaacute třeciacute siacutela

Ft = N Obě ziacuteskaacuteme tak že na dotykoveacute obrazovce označiacuteme taženiacutem

danou oblast a v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika Ft0 bude maximaacutelniacute siacutela

a Ft středniacute siacutela v modreacute oblasti

5 Tlakovou siacutelu Fn určiacuteme tak že těleso zavěsiacuteme na siloměr a změřiacuteme siacutelu

6 Potom vypočiacutetaacuteme poměr třeciacute siacutely Ft

a tlakoveacute siacutely Fn Označiacuteme jej f ndash součinitel

smykoveacuteho třeniacute

7 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři

kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute měřeniacute si

můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit

Naacutesledně zobrazit všechna tři měřeniacute naraacutez

- 81 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute je poměr velikostiacute třeciacutech sil v jednotlivyacutech měřeniacutech (jeden dva tři

kvaacutedry)

2 Vyzkoušej jineacute materiaacutely (těleso podložka)

3 Zkus pohyb kvaacutedru nerovnoměrnyacutem pohybem Jak se změniacute vyacutesledek

měřeniacute Naacutepověda Zopakuj si Newtonovy zaacutekony

4 Vyzkoušej si jako těleso (a) Zlateacute straacutenky

5 Zkus založit jednotliveacute listy dvou Zlatyacutech straacutenek (dvou učebnic) a zkus je

od sebe vysunout

6 Na čem zaacutevisiacute velikost třeciacute siacutely

- 82 -

Kapaliny 26 POVRCHOVEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vlastnosti povrchoveacute blaacuteny se nazyacutevaacute

povrchoveacute napětiacute Čiacutem je povrchoveacute napětiacute většiacute tiacutem snaacuteze se na jeho povrchu

mohou udržet různaacute tělesa Hodnoty povrchoveacuteho napětiacute lze naleacutezt v tabulkaacutech

Povrchoveacute napětiacute rtuti je 7kraacutet většiacute než povrchoveacute napětiacute vody ktereacute 2-3kraacutet

většiacute než povrchoveacute napětiacute lihu či petroleje

- 83 -

Ciacutel

Určit přibližně velikost povrchoveacute siacutely Fp pro různeacute deacutelky dřevěneacute špejle

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA dřevěnaacute špejle plochaacute naacutedoba s vodou nit

Scheacutema

- 84 -

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do CH 1 LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Na siloměr zavěsiacuteme špejli o deacutelce 30 cm na niti (viz scheacutema) Špejli

položiacuteme na hladinu kapaliny (vody)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Taacutehneme siloměrem

špejli z povrchu kapaliny

6 Z grafu odečteme rozdiacutel maximaacutelniacute hodnoty siacutely (kdy dochaacuteziacute k odtrženiacute

špejle z povrchu kapaliny) a siacutely kdy špejle visiacute na niti ndash viz obraacutezek

7 Vypočiacutetaacuteme poměr teacuteto siacutely a dvojnaacutesobku deacutelky špejle (deacutelka okraje

povrchoveacute blaacuteny) což je hodnota povrchoveacuteho napětiacute σ (Nm)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro jineacute kapaliny (liacuteh hellip) Přiacutepadně pro jineacute deacutelky špejliacute

- 85 -

Kapaliny 27 HYDROSTATICKYacute TLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Hydrostatickyacute tlak ph v hloubce h je roven součinu hloubky hustoty kapaliny

ρ a tiacutehoveacuteho zrychleniacute g

hp h g

Ciacutel

Změřit hydrostatickyacute tlak v hloubce h

Pomůcky

LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA odměrnyacute vaacutelec s měřiacutetkem

- 86 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru

přišroubujeme hadičku kterou můžeme izolepou přilepit na praviacutetko s uměleacute

hmoty tak že začaacutetek hadičky bude na bdquonuleldquo praviacutetka Tiacutem můžeme měřit

deacutelku ponořeniacute hadičky ndash hloubku v kapalině

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30 s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Ponořujeme pomalu rovnoměrnyacutem pohybem konec hadičky do hloubky

20 cm do vody v odměrneacutem vaacutelci a zpět POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do

senzoru

- 87 -

5 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 V menu Senzory ndash Zaacuteznam nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + hodnoty Naacutezev

Hloubka Jednotka cm

7 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

8 Hadička neniacute ponořenaacute Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na

LabQuestu

9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

11 Ponořiacuteme konec do hloubky 1 cm (sledujeme na stupnici praviacutetka)

12 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

13 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK

14 Opakujeme body 11 12 a 13 pro hodnoty uacutehlu 2 cm 3 cmhellip 20 cm

15 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme

16 Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice

(nebo soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)

Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute pro jinou kapalinu (liacuteh hellip)

2 Vyzkoušej měřeniacutem nezaacutevislost tlaku v kapalině na směru

3 Ověř měřeniacutem že tlak kapaliny v naacutedobě nezaacutevisiacute na tvaru naacutedoby

- 88 -

Kapaliny 28 ARCHIMEDŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Vztlakovaacute siacutela Fvz působiacuteciacute na těleso v kapalině je rovna tiacutehoveacute siacutele kteraacute by

působila na kapalinu s objemem ponořeneacute čaacutesti tělesa

Pro vztlakovou siacutelu platiacute Fvz = Vρg V je objem ponořeneacute čaacutesti tělesa ρ je

hustota kapaliny g je konstanta (tiacutehoveacute zrychleniacute)

Ciacutel

Určit vztlakovou siacutelu Určit objem tělesa z Archimedova zaacutekona

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA naacutedoba s vodou těleso stojan

- 89 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence

5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute)

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Asi po 6 sekundaacutech

ponořiacuteme těleso do vody (nadzvedneme kaacutedinku s vodou a podsuneme pod

kaacutedinku podložku) a nechaacuteme dokončit měřeniacute

- 90 -

7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika

a stejně i vyacuteslednou siacutelu F (zaacutevažiacute ve vodě)

8 Vypočiacutetaacuteme vztlakovou siacutelu Fvz = FG ndash F

9 Vypočiacutetaacuteme objem tělesa ze vztlakoveacute siacutely

10 Ověřiacuteme určeniacute objemu tělesa vyacutepočtem (objem vaacutelce) nebo měřeniacutem

v odměrneacutem vaacutelci

11 Ověřiacuteme určeniacute tiacutehoveacute siacutely zvaacuteženiacutem tělesa

12 Vypočiacutetaacuteme hustotu tělesa a ověřiacuteme ji v tabulkaacutech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro jinaacute tělesa

- 91 -

Kapaliny 29 PASCALŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Působiacute-li na kapalinu v uzavřeneacute naacutedobě vnějšiacute tlakovaacute siacutela zvyacutešiacute se tlak ve

všech miacutestech stejně (Pascalův zaacutekon)

Ciacutel

Změřit hydrostatickyacute tlak v různyacutech hloubkaacutech při změně vnějšiacute tlakoveacute siacutely

Pomůcky

LabQuest 2ks tlakoveacute čidlo GPS-BTA PET laacutehev s měřiacutetkem

- 92 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakovaacute čidla GPS-BTA ke vstupům CH1 a CH2 LabQuestu

(nebo LabQuest Mini) K senzorům přišroubujeme hadičky ktereacute vedou přes

gumovou zaacutetku do PET laacutehve tak že konce hadiček budou v různyacutech

hloubkaacutech (rozdiacutel asi 20 cm) Tiacutem dosaacutehneme toho že počaacutetečniacute tlak bude

u obou senzorů různyacute

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Vynulujeme oba

tlaky (hadičky nejsou ponořeny ve vodě)

3 Napustiacuteme PET laacutehev vodou a zasuneme hadičky do PET (senzory musiacute byacutet

vyacuteše než je PET laacutehev ndash POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do senzoru)

Utěsniacuteme zaacutetku

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Malou silou stlačujeme rukou PET laacutehev

6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

- 93 -

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak se měniacute tlak v různyacutech hloubkaacutech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute PET laacutehev položenou vodorovně

2 Provedeme měřeniacute pro spojeneacute naacutedoby ndash dvě PET laacutehve nebo dvě injekčniacute

střiacutekačky

- 94 -

Plyny 210 ATMOSFEacuteRICKYacute TLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře

probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute

meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkosthellip

Atmosfeacuterickyacute tlak je tlak vzduchu na zemskyacute povrch a značiacuteme ho pa

Atmosfeacuterickyacute tlak měřiacuteme barometrem Hodnota atmosfeacuterickeacuteho tlaku zaacutevisiacute

na počasiacute a na nadmořskeacute vyacutešce

Ciacutel

Určit jak se měniacute atmosfeacuterickyacute tlak v troposfeacuteře

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA

- 95 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme barometr BAR-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 96 -

3 Senzor (barometr) umiacutestiacuteme těsně nad povrchem země

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pomalu

zvedaacuteme senzor (v miacutestnosti) vzhůru ke stropu (miacutestnosti) a přiacutepadně zase dolů

5 Provedeme analyacutezu naměřenyacutech hodnot a porovnaacuteme je s tabulkovyacutemi

hodnotami

6 Můžeme proveacutest delšiacute měřeniacute na jednom miacutestě Nastaviacuteme v menu Senzory

ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 72 h (3 dny) Frekvence 20 čteniacuteh Zvoliacuteme zobrazeniacute

Graf

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Vyslov zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak zaacutevisiacute změna tlaku na nadmořskeacute vyacutešce můžeme zkoumat takeacute při

pohybu na schodech nebo ve vyacutetahu Přitom můžeme ještě zadaacutevat změnu

nadmořskeacute vyacutešky

2 Připojeniacutem teploměru a vlhkoměru můžeme zkoumat jak spolu souvisiacute

teplota tlak vlhkost v průběhu dne

3 Daacutele můžeme zkoumat jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute

4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom

miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty

5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď

stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem

- 97 -

- 98 -

Pracovniacute list pro žaacuteky

Plyny 211 ZAacuteKLADY METEOROLOGIE

Fyzikaacutelniacute princip

Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře

probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute

meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkost hellip

Připojeniacutem teploměru barometru vlhkoměru k LabQuestu (počiacutetači)

ziacuteskaacuteme termograf barografhellip

Ciacutel

Určit jak se měniacute teplota tlak vlhkost v troposfeacuteře

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA

- 99 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA

barometr BAR-BTA a vlhkoměr RH-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

72 h Frekvence 20 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Senzory umiacutestiacuteme 2 m nad povrchem země nejleacutepe do stiacutenu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 V průběhu sledujeme jak se měniacute počasiacute

6 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute podmiacutenky ndash ročniacute obdobiacute

nadmořskaacute vyacuteškahellip Vyslov zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak spolu souvisiacute teplota tlak vlhkost Zdůvodni

2 Jak se měniacute teplota tlak a vlhkost v průběhu dne Zdůvodni

3 Jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute

4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom

miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty

5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď

stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem

- 100 -

- 101 -

Plyny 212 PŘETLAK A PODTLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Plyn maacute v naacutedobě podtlak jestliže je tento tlak nižšiacute než atmosfeacuterickyacute Plyn

maacute v naacutedobě přetlak jestliže je tento tlak většiacute než atmosfeacuterickyacute

Ciacutel

Změřit přetlak a podtlak plynu v naacutedobě

Pomůcky

LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA barometr BAR-BTA PET laacutehev

nafukovaciacute dětskyacute baloacutenek

- 102 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru

přišroubujeme injekčniacute střiacutekačku s nastavenou hodnotou objemu bdquo10 mlldquo dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Tlakem na piacutest vyvolaacutevaacuteme přetlak a podtlak a přetlak

- 103 -

5 Měřeniacute uložiacuteme

6 K senzoru připojiacuteme (našroubujeme) skleněnou baňku naplněnou

vzduchem Teplota plynu uvnitř je stejnaacute jako v okoliacute

7 Opakujeme předchoziacute měřeniacute s tiacutem že baňku (tiacutem i plyn) ohřiacutevaacuteme v tepleacute

vodě a ochlazujeme ve studeneacute (kostky ledu) vodě Pozorujeme jak se měniacute

tlak

8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy nastaacutevaacute přetlak a kdy podtlak

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak můžeme přetlak a podtlak vytvořit

2 Kde se přetlak a kde se podtlak využiacutevaacute

3 Změř přetlak v baloacutenku Jak se měniacute s průměrem baloacutenku

4 Připoj k senzoru PET laacutehev Zkus mačkat laacutehev a měřit hodnotu přetlaku

5 Ohřej plyn v PET laacutehvi (horkou vodou) Uzavři PET laacutehev a ochlazuj laacutehev

(plyn) Měř podtlak uvnitř laacutehve

- 104 -

SVĚTELNEacute JEVY 213 STIacuteN A POLOSTIacuteN

Fyzikaacutelniacute princip

Stiacuten je prostor za tělesem do něhož nepronikaacute světlo ze zdroje Polostiacuten je

prostor za tělesem do ktereacuteho pronikaacute světlo pouze z čaacutesti zdroje

Ciacutel

Pomociacute senzoru světla určit intenzitu osvětleniacute v oblasti stiacutenu a polostiacutenu

Pomůcky

LabQuest žaacuterovka 12 V20 W světelnyacute senzor TILT-BTA nebo luxmetr LS-

BTA těleso

- 105 -

Scheacutema

Postup

1 Světelnyacute senzor TILT-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu

3 Zapneme LabQuest

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence 10 sndash1

Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Senzorem

světla TILT-BTA plynule pohybujeme nad oblastiacute stiacutenu a polostiacutenu z jedneacute

strany na druhou (viz scheacutema asi 10 s)

- 106 -

6 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakaacute intenzita osvětleniacute v jednotlivyacutech oblastech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Měřeniacute opakujeme se dvěma zdroji světla

2 Měřeniacute opakujeme s jinyacutem tělesem (jinyacute tvar)

- 107 -

SVĚTELNEacute JEVY 214 BARVY SVĚTLA

Fyzikaacutelniacute princip

Biacuteleacute světlo se při průchodu skleněnyacutem hranolem rozklaacutedaacute na jednoducheacute barvy

ndash vznikaacute tak spektrum

Jsou v něm tyto barvy fialovaacute indigovaacute modraacute žlutaacute oranžovaacute a červenaacute

- 108 -

Ciacutel

Pomociacute spektrofotometru určit spektrum biacuteleacuteho světla (slunečniacuteho) Daacutele určit

spektrum odraženeacuteho světla různyacutech barevnyacutech papiacuterů

Pomůcky

LabQuest spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem různě barevneacute

papiacutery

- 109 -

Scheacutema

Postup

1 Spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem zapojiacuteme do USB konektoru

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 V menu Senzory ndash Změnit jednotky ndash USB Spektrometr zvoliacuteme Intenzita

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Optickeacute vlaacutekno namiacuteřiacuteme na nebe (ve dne)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Změřiacuteme

emisniacute spektrum bdquobiacuteleacuteho světlaldquo

6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

7 Zopakujeme a uklaacutedaacuteme měřeniacute s tiacutem že těsně před optickeacute vlaacutekno

vklaacutedaacuteme různě barevneacute papiacutery (tělesa)

- 110 -

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pomociacute spektrofotometru změř spektra barev na monitoru Vyslov zaacutevěr

- 111 -

Praacutece a energie 31 PRAacuteCE

Fyzikaacutelniacute princip

Praacutece je fyzikaacutelniacute veličina Označuje se piacutesmenem W a jejiacute jednotkou je joule

(značka J) Je-li F siacutela působiacuteciacute na těleso ve směru trajektorie vykonaacute se při

přesunutiacute tělesa o draacutehu s praacutece W = Fs

Ciacutel

Určit praacuteci při přesunutiacute tělesa

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA senzor polohy MD-BTD stejnaacute tělesa (kvaacutedry

učebnicehellip)

- 112 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N Senzor polohy zapojiacuteme do konektoru

DIG 1

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes

3 Zvoliacuteme zaacuteložku tabulka V menu Tabulka zvoliacuteme Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute

sloupec Naacutezev ndash Praacutece Jednotka ndash J Tvar vyacuterazu XY Sloupec pro X ndash Siacutela

Sloupec pro Y ndash Poloha

4 Sestaviacuteme měřeniacute podle scheacutema Vynulujeme oba senzory ndash menu Senzory

ndash Vynulovat ndash Čidlo polohy a pohybu Siloměr Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se

pomalu a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce

- 113 -

6 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute

měřeniacute si můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit

7 Zaacutevěr ndash vyhodnotiacuteme jednotliveacute grafy a vykonanou praacuteci

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Kdy je praacutece nulovaacute (viz graf)

2 Kdy se praacutece konaacute (viz graf)

3 Vyzkoušej vykonat praacuteci při natahovaacuteniacute pružiny

4 Vyzkoušej vykonat praacuteci při zvedaacuteniacute tělesa

5 Vyzkoušej vykonat praacuteci při překlaacutepěniacute tělesa

- 114 -

Praacutece a energie 32 ENERGIE POLOHOVAacute

A POHYBOVAacute

Fyzikaacutelniacute princip

Polohovaacute energie Ep je druh mechanickeacute energie kterou těleso ziacuteskaacute při

zvyšovaacuteniacute sveacute nadmořskeacute vyacutešky Vypočiacutetaacuteme ji Ep= mgh Pohybovaacute energie

Ek je druh mechanickeacute energie kterou maacute pohybujiacuteciacute se těleso Vypočiacutetaacuteme ji

Ek= frac12mv2

Ciacutel

Pohybovou a polohovou energii kmitaveacuteho pohybu

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT těleso (zaacutevažiacute)

pružina stojan metr

- 115 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

LabQuestu

2 Určiacuteme tuhost použiacutevaneacute pružiny

- 116 -

3 Zapneme LabQuest

4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 10 s

5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Zvaacutežiacuteme zaacutevažiacute na digitaacutelniacutech vahaacutech a zavěsiacuteme ho na pružinu a pod

zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor a budeme měřit vzdaacutelenost a rychlost

kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině

7 Uvedeme zaacutevažiacute do kmitaveacuteho pohybu

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 117 -

9 Soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu

10 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku

a rovnici pro Ek

11 V menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku

jednotku a rovnici pro Ep

- 118 -

12 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku

a rovnici pro E

- 119 -

13 Zobraziacuteme grafy pro průběhy energiiacute

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změniacuteme dobu trvaacuteniacute na 300 s Opakujeme měřeniacute Co pozorujeme Jak se

měniacute energie

2 Jinyacute postup určeniacute tuhosti pružiny k

a) Na siloměr zavěsiacuteme pružinu

b) Vyznačiacuteme na pozadiacute (tabule) konec pružiny bdquoznačku ndash 0 cmldquo Daacutele si

pomociacute praviacutetka vyznačiacuteme značky 5 10 15 20 hellip cm

c) V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty

Naacutezev Prodlouženiacute Jednotky cm

- 120 -

d) Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

e) Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

f) Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

g) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

h) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

i) Prodloužiacuteme pružinu o 5 cm

j) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

k) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 5 cm a stiskneme OK

l) Opakujeme body i) j) a k) pro 10 15 20 hellipcm

m) Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

n) Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice

Přiacutemaacute uacuteměrnost

o) Z grafu určiacuteme tuhost pružiny k ndash je směrnice polopřiacutemky A vynaacutesobenaacute

100 (protože l jsme zadaacutevali v cm)

3 Opakujeme pro jineacute zaacutevažiacute nebo jinou pružinu

- 121 -

Praacutece a energie 33 UacuteČINNOST

Fyzikaacutelniacute princip

Uacutečinnost je podiacutel vykonaneacute praacutece W a dodaneacute energie E W

E

Ciacutel

Určit uacutečinnost při ohřiacutevaacuteniacute vody lihovyacutem kahanem

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA kaacutedinka voda digitaacutelniacute vaacutehy lihovyacute kahan

laboratorniacute stojan

- 122 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 200 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Teploměr upevniacuteme do stojanu

4 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme praacutezdnou kaacutedinku mk = kg

5 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme vodu (např 200 ml) v kaacutedince m = kg

6 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme lihovyacute kahan mk0 = kg

7 Kaacutedinku upevniacuteme do stojanu postaviacuteme pod kaacutedinku kahan a zapaacuteliacuteme

ho

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 123 -

9 Po skončeniacute měřeniacute (1 200 s = 20 min) zvaacutežiacuteme znovu lihovyacute kahan

mk1 = kg a odečteme z grafu počaacutetečniacute teplotu vody t0 =hellip degC

a konečnou teplotu t1 = degC

10 Vypočiacutetaacuteme vykonanou praacuteci W = Q = cmt = 4 180 middot middot =

J

11 Vypočiacutetaacuteme dodanou energii E = Q = hm = h(mk0 ndash mk1) = 28 865 000 middot

E = J

12 Vypočiacutetaacuteme uacutečinnost

100

W

E

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

Vyacutehřevnost ethanolu je 28 865 000 Jmiddotkgndash1

1 Vypočiacutetej kolik dodaneacute energie přijme kaacutedinka ndash sklo

(c = 670 Jmiddotkgndash1

middot Kndash1

)

- 124 -

2 Kolik procent dodaneacute energie se bdquoztratiacuteldquo

3 Znaacuteš uacutečinnějšiacute způsob ohřiacutevaacuteniacute vody Jakou maacute uacutečinnost

( httpfyzwebczclankyindexphpid=132 )

4 Proč na grafu v okamžiku zamiacutechaacuteniacute s ohřiacutevanou vodou vznikajiacute nerovnosti

(viz vyacuteše) Proč teplota nejdřiacuteve rychleji stoupaacute a pak chviacuteli klesaacute

(po zamiacutechaacuteniacute) Proč teplota pak roste přibližně rovnoměrně

5 Proč graf (viz vyacuteše) neniacute lineaacuterniacute Čiacutem je to způsobeno

6 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-

202

- 125 -

Praacutece a energie 34 NAKLONĚNAacute ROVINA

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela potřebnaacute k pohybu tělesa po nakloněneacute rovině je tolikraacutet menšiacute než tiacutehovaacute

siacutela kolikraacutet je deacutelka roviny většiacute než jejiacute vyacuteška G

hF F

s Tiacutehovou siacutelu

vypočiacutetaacuteme FG = mg

Ciacutel

Ověřit platnost funkce h

F fs

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA digitaacutelniacute vaacutehy voziacuteček se zaacutevažiacutem nakloněnaacute

rovina deacutelkoveacute měřidlo

- 126 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme siloměr DFS-BTA do vstupu CH1 Změřiacuteme deacutelku nakloněneacute

roviny s = cm Zvaacutežiacuteme voziacuteček m = kg Vypočiacutetaacuteme velikost tiacutehoveacute

siacutely FG K siloměru připojiacuteme voziacuteček

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim

Udaacutelosti + Hodnoty Naacutezev Vyacuteška Jednotka cm OK Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute

grafu

- 127 -

3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute Siacutely (N) a na

vodorovneacute ose times Vyacuteška (cm)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Zvedneme

nakloněnou rovinu do vyacutešky 10 cm a stiskneme bdquospoušťldquo pro zadaacuteniacute teacuteto

hodnoty Opakujeme pro 20 cm 30 cm 40 cm

5 Ukončiacuteme měřeniacute

6 V menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Siacutela vybereme lineaacuterniacute rovnici

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proč graf funkce h

F fs

neprochaacuteziacute počaacutetkem Tzn když h = 0 pak

F = 0

2 Zkus změřit funkci h

F fs

pomociacute plynuleacuteho zvedaacuteniacute nakloněneacute

roviny Je potřeba nastavit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim Časovaacute

zaacutekladna

- 128 -

Tepelneacute jevy 35 KALORIMETRICKAacute ROVNICE

Fyzikaacutelniacute princip

Při tepelneacute vyacuteměně mezi dvěma tělesy platiacute kalorimetrickaacute rovnice Q1 = Q2

Po dosazeniacute

c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2) Index 1 je přiřazen teplejšiacutemu tělesu a index 2

chladnějšiacutemu tělesu

Ciacutel

Ověřit platnost kalorimetrickeacute rovnice c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2)

Pomůcky

LabQuest dva teploměry TMP-BTA dvě seřiacuteznuteacute PET laacutehve digitaacutelniacute vaacutehy

- 129 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 a druhyacute teploměr TMP-

BTA do vstupu CH2 LabQuestu Do naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme teplou

vodu o hmotnosti m1 a teplotě t1 Do druheacute naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme

studenou vodu o hmotnosti m2 a teplotě t2 Hmotnosti určiacuteme pomociacute digitaacutelniacute

vaacutehy Do prvniacute naacutedoby vložiacuteme prvniacute teploměr a do druheacute naacutedoby druhyacute

teploměr Teploměry můžeme upevnit do stojanů

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

120 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 130 -

3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute obou teplot a na

vodorovneacute ose x ponechaacuteme čas

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Přeložiacuteme teploměr

z naacutedoby se studenou vodou do naacutedoby s teplou vodou a současně přelijeme

studenou vodu do tepleacute a počkaacuteme až nastane rovnovaacutežnyacute stav

5 Ukončiacuteme měřeniacute

6 Z grafů odečteme teploty před tepelnou vyacuteměnou (t1 a t2) a po tepelneacute

vyacuteměně (t)

7 Vypočiacutetaacuteme teplo odevzdaneacute Q1 a teplo přijateacute Q2

8 Porovnaacuteme vyacutesledneacute hodnoty

9 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proč měřeniacute nevychaacuteziacute uacuteplně přesně Čiacutem je to způsobeno

2 Zkus stejneacute měřeniacute pro jedno kapalneacute těleso (voda) a jedno pevneacute těleso

(mosaznyacute vaacuteleček železnyacute vaacutelečekhellip)

3 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy

OHSP-202

- 131 -

Tepelneacute jevy 36 VEDENIacute TEPLA

Fyzikaacutelniacute princip

Zahřiacutevaacuteme-li jednu čaacutest podeacutelneacuteho tělesa z pevneacute laacutetky přenaacutešiacute se rychlejšiacute

pohyb atomů na dalšiacute a dalšiacute atomy Tiacutem se zvyšuje i teplota dalšiacutech čaacutestiacute

Tento jev se nazyacutevaacute vedeniacute tepla Laacutetky děliacuteme na tepelneacute vodiče (měď

hliniacutek hellip) a tepelneacute izolanty (vzduch plasty dřevo hellip)

Ciacutel

Ověřit šiacuteřeniacute tepla tepelnyacutem vodičem

Pomůcky

LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA tlustšiacute Cu vodič lihovyacute kahan dva

laboratorniacute stojany

- 132 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme čtyři teploměry TMP-BTA do vstupů CH1 až CH4 LabQuestu

LabQuest připojiacuteme k PC přes USB konektor Teploměry můžeme upevnit do

smyček vytvořenyacutech z tlustšiacuteho měděneacuteho draacutetu ndash viz scheacutema

2 Zapneme LabQuest V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat

nastaviacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzorek sekundu Zatrhneme Nepřerušenyacute

sběr dat

3 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a postaviacuteme ho pod konec Cu vodiče ndash viz scheacutema

4 V programu LoggerPro zvoliacuteme Sběr dat Nechaacuteme určitou

dobu běžet měřeniacute

5 Ukončiacuteme měřeniacute ndash v programu LoggerPro zvoliacuteme Zastavit

6 Porovnaacuteme naměřeneacute grafy

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

- 133 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus měřeniacute pro jinyacute pevnyacute tepelnyacute vodič

2 Zkus stejneacute měřeniacute pro kapalneacute těleso (voda v naacutedobě)

- 134 -

Termika 37 SOUTĚŽ TEPLOMĚRŮ

Fyzikaacutelniacute princip

Teplota popisuje stav tělesa Teplotu měřiacuteme teploměrem Teplota tělesa

zaacutevisiacute i na miacuteře ochlazovaacuteniacute Miacutera ochlazovaacuteniacute zaacutevisiacute i na vlhkosti povrchu

tělesa (podobně ochlazovaacuteniacute lidskeacuteho těla) Vypařujiacuteciacute se kapalina odvaacutediacute čaacutest

vnitřniacute energie tělesa ndash ochlazuje ho Miacutera ochlazovaacuteniacute tělesa zaacutevisiacute i na

odvaacuteděniacute vznikajiacuteciacutech par

Ciacutel

Porovnej rychlost ochlazovaacuteniacute tělesa na povrchu sucheacuteho a mokreacuteho tělesa

Pomůcky

LabQuest teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA rychlovarnaacute konvice s horkou

vodou utěrka

- 135 -

Scheacutema

Postup

1 V konvici si ohřejeme vodu

2 Teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1

LabQuestu

3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

4 Zastrčiacuteme teploměr do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute je

praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme

tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem nepohybujeme

- 136 -

5 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash

menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Zastrčiacuteme teploměr opět do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute

je praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme

tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem budeme nyniacute maacutevat

7 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash

menu Graf ndash Uložit měřeniacute

8 Body 4 až 7 znovu opakujeme ale s tiacutem že po vytaženiacute teploměru

z konvice teploměr rychle utřeme utěrkou

9 Zobraziacuteme všechny čtyři naměřeneacute grafy ndash menu Graf ndash Ukaacutezat graf ndash

Všechny grafy

10 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus stejneacute měřeniacute s vlažnou vodou

2 Vyzkoušej jinou kapalinu

3 Pokud maacuteme čtyři teploměry můžeme proveacutest měřeniacute bdquonajednouldquo

- 137 -

Tepelneacute jevy 38 VAR

Fyzikaacutelniacute princip

Var je děj při ktereacutem se kapalina přeměňuje v plyn v celeacutem objemu Teplota

při ktereacute dochaacuteziacute k varu se nazyacutevaacute teplota varu Jejiacute hodnota zaacutevisiacute nejen na

chemickeacutem složeniacute kapaliny ale takeacute na tlaku nad povrchem kapaliny Voda

vře za normaacutelniacuteho tlaku (1 013 hPa) při 100 degC Zaacutevislost teploty varu vody

na tlaku lze přibližně vyjaacutedřit rovniciacute 5

716 2810

pt

Ciacutel

Ověřit teplotu varu za normaacutelniacuteho tlaku Ověřit zaacutevislost teploty varu na tlaku

- 138 -

Pomůcky

LabQuest teploměr GoTemp nebo TMP-BTA baňka voda lihovyacute kahan

laboratorniacute stojan odměrnyacute vaacutelec

Scheacutema

- 139 -

Postup

1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr GoTemp nebo TMP-

BTA Do baňky nalijeme horkou vodu Sestaviacuteme pomůcky podle scheacutema

V odměrneacutem vaacutelci kteryacute určuje hodnotu tlaku par nad volnyacutem povrchem vařiacuteciacute

vody neniacute voda Tzn že nad vodou v baňce je atmosfeacuterickyacute tlak

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Režim

Udaacutelosti a hodnoty Naacutezev Tlak Jednotka Pa

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a ohřiacutevaacuteme vodu v baňce až dosaacutehne teploty varu

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Paacutery vznikajiacuteciacute nad volnyacutem povrchem v baňce mohou volně odchaacutezet

hadiciacute kteraacute uacutestiacute nad dnem odměrneacuteho vaacutelce

7 Při dosaženiacute teploty varu stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

8 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku (odečteme

z barometru) a stiskneme OK

- 140 -

9 Přilijeme do odměrneacuteho vaacutelce vodu do vyacutešky 5 cm nad uacutestiacutem hadice

10 Při dosaženiacute teploty varu (poznaacuteme to podle bublinek ktereacute budou

vystupovat do vody v odměrneacutem vaacutelci) stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

11 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku zvětšenou

o hodnotu hydrostatickeacuteho tlaku a stiskneme OK

12 Opakujeme body 9 10 a 11 pro hodnoty vyacutešky hladiny vody v odměrneacutem

vaacutelci 10 cm 15 cm 20 cm a 25 cm

13 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

14 Provedeme analyacutezu grafu Jakaacute je to funkce Porovnaacuteme vyacutesledky

s vyacutesledky v MFCh tabulkaacutech Určiacuteme rovnici lineaacuterniacute funkce t = f(p)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Na čem zaacutevisiacute teplota varu určiteacute kapaliny

2 Čiacutem se lišiacute var vody v otevřeneacutem a v uzavřeneacutem tlakoveacutem hrnci

3 Může voda vařit i při nižšiacute teplotě než 100 degC

4 Pomociacute vyacutevěvy změř teploty varu při nižšiacutem tlaku než je atmosfeacuterickyacute

- 141 -

Zvukoveacute jevy 39 KMITAVYacute POHYB

Fyzikaacutelniacute princip

Kmitaveacute pohyby se nazyacutevajiacute pohyby při kteryacutech vyacutechylka opakovaně roste

a klesaacute Kmit je periodicky se opakujiacuteciacute čaacutest kmitaveacuteho pohybu doba jeho

trvaacuteniacute je perioda T a počet kmitů za jednotku času je frekvence 1

fT

Ciacutel

Určit periodu T a frekvenci f kmitaveacuteho pohybu

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA těleso (zaacutevažiacute) pružina stojan metr

- 142 -

Scheacutema

- 143 -

Postup

1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest Na siloměr zavěsiacuteme pružinu

3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

50 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute) Těleso je v klidu

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika

Určiacuteme hmotnost tělesa Ověřiacuteme na digitaacutelniacutech vahaacutech

8 Uvedeme těleso do kmitaveacuteho pohybu

9 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Provedeme

analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice (nebo soubor

nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)

- 144 -

10 Z grafu určiacuteme periodu T a vyacutepočtem frekvenci f

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Určete periodu a kmitočet joja

2 Určete periodu a kmitočet zaacutevažiacute ponořeneacuteho v kapalině

3 Určete periodu a kmitočet kmitaacuteniacute praviacutetka

4 Měř kmitavyacute pohyb delšiacute dobu Co pozoruješ

- 145 -

Zvukoveacute jevy 310 ZVUK

Fyzikaacutelniacute princip

Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz

Ciacutel

Určit časovyacute diagram některyacutech zdrojů zvuku ndash ladičky klaacuteves hudebniacutech

naacutestrojůhellip

Určit frekvenci (vyacutešku) toacutenů c1 d

1 e

1 c

2 Určit hudebniacute intervaly těchto

toacutenů Předveacutest barvu toacutenů

Pomůcky

LabQuest mikrofon MCA-BTA zdroje zvuku (hudebniacute naacutestroje) ladičky

- 146 -

Scheacutema

Postup

1 Zapneme LabQuest

2 Připojiacuteme mikrofon MCA-BTA do vstupu CH1 LabQuestu nebo v menu

Senzory ndash Nastaveniacute senzorů zvoliacuteme INT ndash Vnitřniacute mikrofon

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Rozezvučiacuteme zdroj zvuku ndash hlaacuteska bdquoaldquo bdquoeldquo bdquosldquo

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Uklaacutedaacuteme naměřeneacute zvuky v menu Graf ndash Uložit měřeniacute nebo zvoliacuteme

Pomociacute kalkulačky určujeme kmitočty periodickyacutech zvuků Uložiacuteme soubor

- 147 -

- 148 -

7 Opakujeme body 4 5 a 6 pro toacuteny c1 d

1 e

1 c

2 Určujeme kmitočet

těchto toacutenů (změřiacuteme periodu a kmitočet vypočiacutetaacuteme) a jejich hudebniacute

intervaly

8 Naměřeneacute kmitočty toacutenů a vypočiacutetaneacute hodnoty hudebniacutech intervalů

porovnaacuteme s hodnotami v tabulce

Toacuten c1 d1 e1 f1 g1 a1 h1 c2

Laděniacute absolutniacute vyacuteška (Hz)

temperovaneacute 262 294 330 349 392 440 494 524

přirozeneacute 264 297 330 352 396 440 495 528

Hudebniacute interval 11 98 54 43 32 53 158 21

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkoušiacuteme měřit časoveacute diagramy různyacutech hudebniacutech naacutestrojů

2 Zkus změřit stejneacute toacuteny různyacutech hudebniacutech naacutestrojů Co je barva toacutenů

- 149 -

Zvukoveacute jevy 311 RYCHLOST ZVUKU VE

VZDUCHU

Fyzikaacutelniacute princip

Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz Rychlost zvuku

můžeme změřit přiacutemou metodou tak že změřiacuteme vzdaacutelenost kterou zvuk urazil

a dobu za kterou mu to trvalo

Ciacutel

Určit rychlost zvuku ve vzduchu při daneacute teplotě

Pomůcky

LabQuest dva mikrofony MCA-BTA zdroj zvuku ndash dřevěneacute hůlky (hudebniacute

naacutestroj)

- 150 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 a CH 2 LabQuestu připojiacuteme dva mikrofony MCA-BTA

2 Mikrofony nastaviacuteme dle scheacutematu na jeden až dva metry od sebe Změřiacuteme

vzdaacutelenost s = m

3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

003 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute

přes 25 Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu měřeniacute neprobiacutehaacute čekaacute

na bdquospoušťldquo

5 U praveacuteho mikrofonu ťukneme do dřevěnyacutech hůlek Tiacutem se zapne

(bdquospoušťldquo) měřeniacute a oba mikrofony zaznamenajiacute zvuk Levyacute mikrofon

s určityacutem zpožděniacutem ktereacute odpoviacutedaacute vzdaacutelenosti obou mikrofonů a rychlosti

zvuku

6 Na dotykoveacute obrazovce si zvětšiacuteme miacutesto kde začiacutenaacute druhyacute zvuk ndash

označiacuteme perem a menu Graf ndash Zvětšit Daacutele označiacuteme co nejpřesněji miacutesto

kde začiacutenaacute druhyacute zpožděnyacute zvuk odečteme čas zpožděniacute t = s

- 151 -

7 Vypočiacutetaacuteme rychlost zvuku v = st = m sndash1

8 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute vzdaacutelenosti

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pokud stejneacute měřeniacute bude dělat viacutece studentů je potřeba se domluvit aby

nedošlo k vzaacutejemneacutemu rušeniacute

2 Porovnej rychlost zvuku s tabulkovou hodnotou a s hodnotami v jinyacutech

laacutetkaacutech Kde je největšiacute

3 Vypočiacutetej podle vzorce z tabulek jakaacute je rychlost zvuku při daneacute teplotě

vzduchu t = degC

4 Zkus se zamyslet nad průběhem grafů ndash jak se musiacute chvět zdroj zvuku

Zkus změřit rychlost zvuku pomociacute odrazu Naacutevod

K měřeniacute je použita odpadniacute trubka HTEM zakoupenaacute v OBI (deacutelka 1 2 nebo

3m takeacute je možneacute zakoupit viacutece stejnyacutech metrovyacutech kusů ktereacute je možno

zasouvat do sebe) K ucpaacuteniacute trubky je možneacute koupit tzv zaacutetku kteraacute se nasadiacute

- 152 -

na konec trubky Mikrofon je umiacutestěn těsně u uacutestiacute trubky K měřeniacute stačiacute pouze

jeden mikrofon K měřeniacute je potřeba stejneacute nastaveniacute (včetně bdquospouštěldquo)

5 Měřeniacute zkus nejdřiacuteve bez odpadniacute trubky a potom s trubkou

6 Jakou vzdaacutelenost musiacuteš dosadit do vzorce

7 Zkus stejneacute měřeniacute ale oddělej zaacutetku Zkus vysvětlit to co jsi naměřil

8 Nyniacute můžeš zkusit i ohřaacutet vzduch v trubce pomociacute feacutenu nebo teplovzdušneacute

pistole a teploměrem TMP-BTA měřit jeho teplotu Jak se změniacute rychlost

zvuku Co to způsobilo

- 153 -

Zvukoveacute jevy 312 VNIacuteMAacuteNIacute ZVUKU HLASITOST

Fyzikaacutelniacute princip

Praacuteh slyšitelnosti je nejmenšiacute intenzita zvuku kterou je schopen vniacutemat

pozorovatel s normaacutelniacutem sluchem (I0 = 10ndash12

W mndash2

) Praacuteh bolesti je

nejmenšiacute intenzita zvuku kteraacute vyvolaacute pocit bolesti (I0 = 10 W mndash2

) Hladina

intenzity zvuku L (v decibelech) je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute vyjadřuje kolikraacutet

je vniacutemanyacute zvuk silnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti (10kraacutet o 10 dB 100kraacutet

o 20 dB 1 000kraacutet o 30 dB hellip)

Ciacutel

Určit pomociacute hlukoměru SLM-BTA hladinu intenzity zvuku lidskeacuteho hlasu

zařiacutezeniacute a strojů kolem naacutes (pračka vysavač televize raacutedio reprodukovanaacute

hudba ulice hřiště přestaacutevka ve školehellip ticho)

- 154 -

Pomůcky

LabQuest hlukoměr SLM-BTA

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme hlukoměr SLM-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

120 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 155 -

3 Nastaveniacute hlukoměru SLM-BTA Time Weiting ndash S (slow) Maximum

Level Hold ndash RESET (průběžně zobrazuje) Frequency Weighting ndash A (pomaleacute

změny)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a postupně v 10 s

intervalech zkoušiacuteme různeacute zvuky ticho ndash potlesk ndash tlumenyacute hovor ndash hlasityacute

hovor ndash velmi hlasityacute hovor ndash křik

5 Podobně zkoušiacuteme změřit

a) hluk celeacuteho praciacuteho cyklu pračky

b) hluk různyacutech spotřebičů kolem naacutes ndash televize raacutedio zvuk ze sluchaacutetek

(přiloženiacutem hlukoměru ke sluchaacutetkům) zvuk mobilniacuteho telefonu hluk varneacute

konvice

c) hluk ve škole ndash ve třiacutedě na chodbě hellip

d) ticho ndash ve dne v noci

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Kolikraacutet je bdquoticholdquo hlučnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti

2 Vyzkoušej jak velkeacute je bdquoticholdquo uvnitř krabice

- 156 -

3 Jakeacute je bdquoticholdquo před oknem a za oknem

4 Vyzkoušej odraz zvuku ndash v miacutestnosti na louce

5 Změř jak se měniacute hladina intenzity zvuku za bouřky

6 Zkoumej jak zvuk pohlcujiacute různeacute materiaacutely

7 Vyzkoušej odraz zvuku pomociacute desky Např

8 Vyzkoušej naměřit v jeskyni hlasitost ozvěny

- 157 -

9 U reproduktoroveacute soustavy (stereo) zkus naleacutezt miacutesto s nejsilnějšiacute hlasitostiacute

10 Změř zaacutevislost hlasitosti na uacutehlu naacuteklonu odrazneacute desky Sestroj graf

11 Změř směrovou charakteristiku reproduktoru

( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=393)

12 Změř frekvenčniacute charakteristiku reproduktoru

( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=392)

- 158 -

Elektrickeacute vlastnosti laacutetek

313 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ ELEKTRICKYacute PROUD

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovanyacutech

těles kteryacute se projevuje silovyacutem působeniacutem na jinaacute tělesa Jeho jednotkou je

coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při pokusech ve třiacutedě

pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů) 1 nC je přibližně

6000000000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj elektronu hellip)

Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj (na skleněneacute

tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně nabiteacute těleso maacute

viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute protony

K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič naacuteboje

Elektrickyacute proud I je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličinou Jeho jednotkou je ampeacuter

(A) Můžeme jej vyjaacutedřit pomociacute naacuteboje Q kteryacute projde vodičem za jednotku

času Q

It

Ciacutel

Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute

při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute

Změřit proud I v zaacutevislosti na čase t a určit velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute

a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru

- 159 -

Pomůcky

LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA ampeacutermetr DCP-BTA tělesa (plechovka

na polystyreacutenu kovoveacute kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem

držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute těles kondenzaacutetor 15 mF16 V plochaacute baterie

45 V žaacuterovka 35 V 01 A přepiacutenač

- 160 -

Scheacutema

Postup

1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou

krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku

připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou

zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě

- 161 -

kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru

zvoliacuteme rozsah plusmn100 nC (scheacutema a))

2 Zapneme LabQuest

3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem

ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj

Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky

5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence

2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj

z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute

naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)

Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky

9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute

tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)

10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu 3times3

mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle

- 162 -

Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm

Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je

11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech

(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)

12 Sestaviacuteme obvod podle scheacutema b)

13 Změřiacuteme časovyacute průběh proudu při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru

- 163 -

14 Určiacuteme velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru pomociacute

funkce menu Analyacuteza volba Integraacutel

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zopakuj měřeniacute v bodech 13 a 14 pro různaacute zapojeniacute dvou nebo viacutece

kondenzaacutetorů

- 164 -

Elektrickyacute proud 314 OHMŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Ohmův zaacutekon Pokud maacute kovovyacute vodič staacutelou teplotu je elektrickyacute proud

prochaacutezejiacuteciacute vodičem přiacutemo uacuteměrnyacute napětiacute na vodiče (r 1826 G S Ohm)

Grafem přiacutemeacute uacuteměrnostiacute je přiacutemka prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem

Ciacutel

Ověřit Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky a rezistory 12 Ω 33 Ω

a 100 Ω

Pomůcky

LabQuest rezistor 33 Ω a 100 Ω žaacuterovka 6 V03 A voltmetr DVP-BTA

ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat

- 165 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

napětiacute Vlevo 0 Vpravo 6 V Na ose y zvoliacuteme Elektrickyacute proud a Spojovat

body Dole 0 a Nahoře 06 A V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Reostatem pomalu zvyšujeme napětiacute a proud Hodnota napětiacute nesmiacute

překročit 5 V a proudu 06 A Zobrazuje se tzv voltampeacuterovaacute charakteristika

Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro rezistor 33 Ω a pro žaacuterovku

- 166 -

7 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Platiacute Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky

2 Porovnej voltampeacuteroveacute charakteristiky rezistorů s různyacutemi hodnotami

odporů

3 Zkus vymyslet jak ověřiacuteš že Ohmův zaacutekon platiacute i pro wolframoveacute vlaacutekno

žaacuterovky

- 167 -

Elektrickyacute proud 315 ODPOR

Fyzikaacutelniacute princip

Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou

elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše

přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita

ρ a na teplotě t vodiče

Ciacutel

Změřit odpor bdquošpatneacuteholdquo vodiče ndash rezistoru Ověřit jak zaacutevisiacute odpor vodiče na

deacutelce

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) různeacute rezistory tahovyacute

potenciometr 10 kΩ počiacutetač s programem Logger Pro

- 168 -

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 K ohmmetru připojiacuteme tahovyacute potenciometr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se

vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 169 -

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm

2 cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute

potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute

exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute

14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Měřiacuteme odpor různyacutech rezistorů a jejich zapojeniacute

2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů

3 Změř jak zaacutevisiacute odpor potenciometru na uacutehlu natočeniacute u otočneacuteho

potenciometru

- 170 -

Elektrickyacute proud 316 ZAacuteVISLOST ODPORU NA

TEPLOTĚ

Fyzikaacutelniacute princip

Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou

elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše

přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita

ρ a na teplotě t vodiče

Na teplotě zaacutevisiacute odpor vodičů i polovodičů Odpor vodičů se vzrůstajiacuteciacute

teplotou stoupaacute (kladnyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) kdežto odpor

polovodičů uhliacuteku a některyacutech speciaacutelniacutech slitin kovů se vzrůstajiacuteciacute teplotou

klesaacute (zaacutepornyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) Elektrickyacute odpor maacute

vždy kladnou hodnotu Dobreacute vodiče kladou malyacute odpor špatneacute vodiče kladou

velkyacute odpor

Pozistor je dvoupoacutelovaacute elektrickaacute součaacutestka Jednaacute se o typ termistoru

s pozitivniacute teplotniacute zaacutevislostiacute (tzn s rostouciacute teplotou roste odpor) proto se

použiacutevaacute i označeniacute PTC termistor (positive temperature coefficient) Vyraacutebějiacute

se z polykrystalickeacute feroelektrickeacute keramiky (titaničitan barnatyacute BaTiO3)

Odpor pozistoru s růstem teploty nejprve miacuterně klesaacute nad Curieovu teplotu

poteacute prudce vzrůstaacute asi o 3 řaacutedy a pak opět miacuterně klesaacute Oblast naacuterůstu je

možneacute chemickyacutem složeniacutem ovlivňovat a tak vytvořit např sadu teploměrů

s odstupňovanyacutem teplotniacutem rozsahem (nejčastěji po 10 degC)

- 171 -

Ciacutel

Změřit jak zaacutevisiacute odpor pozistoru na teplotě

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA

pozistor kaacutedinka stojan počiacutetač s programem Logger Pro

- 172 -

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 a teploměr TMP-BTA do

konektoru CH 2 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Teploměr a pozistor jsou společně

upevněny zkroucenyacutem draacutetkem

3 K ohmmetru připojiacuteme pozistor

4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

5 Zapneme LabQuest

6 V programu LoggerPro na ose x zvoliacuteme teplotu a na ose y zvoliacuteme odpor

Tzn R = f(t)

7 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

8 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme

Nepřerušenyacute sběr dat

9 Do kaacutedinky nalijeme horkou vodu z konvice

- 173 -

10 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat Měřeniacute

nechaacuteme běžet delšiacute dobu (90 min) Pokud nemaacuteme čas můžeme měřeniacute

urychlit postupnyacutem ochlazovaacuteniacutem (přileacutevaacuteme studenou vodu nebo led)

11 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

12 Opakujeme měřeniacute pro různeacute pozistory

13 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z grafů určete teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu Porovnej jeho

velikost s hodnotami různyacutech kovů v tabulkaacutech

2 K čemu se použiacutevajiacute pozistory

- 174 -

Elektrickyacute proud 317 REOSTAT A POTENCIOMETR

Fyzikaacutelniacute princip

Plynulou změnu proudu spotřebičem umožňujiacute součaacutestky s proměnnyacutem

odporem ndash potenciometry Podle pohybu při ovlaacutedaacuteniacute je děliacuteme na tahoveacute

a otočneacute

K regulaci velkyacutech proudů použiacutevaacuteme reostat

Ciacutel

Ověřit funkci potenciometru jako děliče napětiacute a regulaacutetoru proudu

- 175 -

Pomůcky

LabQuest různeacute potenciometry počiacutetač s programem Logger Pro voltmetr

VP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA rezistor 100 Ω plochaacute baterie

- 176 -

Scheacutema

Postup

1 Voltmetr VP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 Potenciometr zapojiacuteme jako dělič napětiacute (viz scheacutema)

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment zvoliacuteme Sběr dat Moacuted

Udaacutelosti se vstupy Naacutezev sloupce deacutelka Značka d Jednotka cm

6 Na ose x zvoliacuteme veličinu deacutelka Na ose y veličinu napětiacute

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 177 -

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm

2cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute

potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko U otočneacuteho potenciometru měřiacuteme

a zadaacutevaacuteme jednotku uacutehlu

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute

exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

15 Stejneacute měřeniacute provedeme pro zapojeniacute potenciometru jako regulaacutetoru

proudu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 K čemu si využiacutevajiacute obě zapojeniacute Jakyacute je mezi nimi rozdiacutel

2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů

- 178 -

Elektrickyacute proud 318 VNITŘNIacute ODPOR ZDROJE

Fyzikaacutelniacute princip

Součet všech odporů kteryacutemi musiacute prochaacutezet proud uvnitř zdroje se nazyacutevaacute

vnitřniacute odpor zdroje Proud v uzavřeneacutem obvodu je roven podiacutelu

elektromotorickeacuteho napětiacute U0 zdroje a celkoveacuteho odporu R + Ri kde Ri je

vnitřniacute odpor zdroje

0

i

UI

R R

Ciacutel

Ověřit Ohmův zaacutekon pro uzavřenyacute obvod

Pomůcky

LabQuest rezistor 10 Ω voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute

baterie reostat 100 Ω a 10 kΩ

- 179 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x

zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat -

Ampeacutermetr Reostat 100 Ω a 10 kΩ nastaviacuteme na max hodnoty odporu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme spiacutenač

5 Reostatem 10 kΩ pomalu (10 s) zvětšujeme proud (hodnota odporu na

min) Jakmile reostat 10 kΩ vytočiacuteme do krajniacute polohy (min) pokračujeme

stejně reostatem 100 Ω do krajniacute polohy (min) Hodnota proudu nesmiacute

překročit 06 A což při napětiacute 45 V zajistiacute rezistor 10 Ω Zobrazuje se tzv

zatěžovaciacute charakteristika zdroje Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu

Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro různě stareacute plocheacute baterie

- 180 -

7 Provedeme analyacutezu jednotlivyacutech grafů V menu Analyacuteza zvoliacuteme Fitovat

křivku Napětiacute Vybereme typ rovnice Lineaacuterniacute Určiacuteme koeficienty lineaacuterniacute

funkce Opakujeme pro všechny grafy

8 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona pro uzavřenyacute obvod)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z koeficientů lineaacuterniacutech funkciacute určete napětiacute napraacutezdno U0 a zkratovyacute

proud Ik Daacutele určete vnitřniacute odpor Ri plocheacute baterie noveacute a stareacute

2 Vnitřniacute odpor plocheacute baterie se staacuteřiacutem zvětšuje Jak se to projevuje na

zatěžovaciacute charakteristice

- 181 -

Elektrickyacute proud 319 VYacuteKON ELEKTRICKEacuteHO

PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Vyacutekon P elektrickeacuteho proudu vypočiacutetaacuteme jako součin napětiacute na spotřebiči

a proudu kteryacute spotřebičem proteacutekaacute P = U I U spotřebičů je spraacutevneacute označovat

dodaacutevanyacute vyacutekon jako přiacutekon P0 Napřiacuteklad u žaacuterovky je světelnyacute vyacutekon

zlomkem elektrickeacuteho přiacutekonu

Ciacutel

Pomociacute wattmetru určit přiacutekon některyacutech spotřebičů Změřit přiacutekon v zaacutevislosti

na čase u některyacutech spotřebičů

Pomůcky

LabQuest wattmetr WU-PRO-I spotřebiče

- 182 -

Scheacutema

Postup

1 Wattmetr WU-PRO-I zapojiacuteme do USB konektoru LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 600 s Frekvence

1 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Připojiacuteme spotřebič k wattmetru

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) nebo po stisknutiacute tlačiacutetka (ukončit

měřeniacute) uložiacuteme soubor

- 183 -

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus změřit přiacutekon ledničky po dobu 24 hodin s teploměrem uvnitř Vyslov

zaacutevěr

2 Zkus změřit přiacutekon mikrovlnneacute trouby při ohřevu potravin (vody ndash změř

teplotu před začaacutetkem a po skončeniacute ohřiacutevaacuteniacute) Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče

3 Zkus změřit přiacutekon elektrovarneacute konvice nebo indukčniacuteho vařiče

s teploměrem Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče

- 184 -

Tepelneacute jevy 320 TERMOHRNEK

Fyzikaacutelniacute princip

Termosky a termohrnky jsou speciaacutelně vyrobeneacute naacutedoby ktereacute sloužiacute

k uchovaacuteniacute teploty tekutiny uvnitř Termoska byla vynalezena v roce 1982

Zaacutekladniacutem principem termosky je dvojitaacute vnitřniacute naacutedoba s lesklyacutemi dvojityacutemi

stěnami a z mezery mezi stěnami obou naacutedob je odčerpaacuten veškeryacute vzduch Přes

toto vakuoveacute prostřediacute nemůže tepelnaacute energie pronikat vedeniacutem tepelneacute

zaacuteřeniacute se odraacutežiacute zpět od lesklyacutech stěn u naacutedoby opatřeneacute zaacutetkou je omezen

i přenos prouděniacutem Diacuteky tomuto principu zůstaacutevaacute tekutina v naacutedobě teplaacute

nebo chladnaacute až po dobu několika hodin Většinou se dodaacutevajiacute termosky

s hrniacutečkem nebo sloužiacute jako hrniacuteček viacutečko laacutehve Různeacute firmy takeacute nabiacutezejiacute

možnost potisku vašiacute termosky

Ciacutel

Ověřit schopnost termohrnku udržet naacutepoj teplyacute po určitou dobu

Pomůcky

LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA různeacute termohrnky

- 185 -

Scheacutema

Postup

1 Teploměry zapojiacuteme do konektorů CH 1 až CH 4 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute (viz scheacutema) Dva termohrnky majiacute viacutečka Termohrnek

vpravo je bez viacutečka Vlevo je obyčejnyacute porcelaacutenovyacute hrnek

3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme ho přes USB k PC V programu LoggerPro

v menu Experiment ndash Sběr dat zatrhneme Nepřerušenyacute sběr dat

4 Do všech termohrnků nalijeme stejneacute množstviacute horkeacute vody z konvice

5 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

- 186 -

6 Po určiteacute době (např 2 až tři hodiny) zastaviacuteme měřeniacute

7 Vysloviacuteme zaacutevěr Co vše maacute vliv na udrženiacute tepleacuteho naacutepoje

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Opakujeme měřeniacute u všech termohrnků bez viacuteček

2 Opakujeme měřeniacute u všech hrnků s viacutečky

3 Opakujeme měřeniacute se studenyacutem naacutepojem Využijeme při tom kostky ledu

- 187 -

Elektrodynamika 41 MAGNETICKEacute POLE VODIČE

Fyzikaacutelniacute princip

Roku 1820 Hans Christian Oersted prokaacutezal že vodič jiacutemž prochaacuteziacute

elektrickyacute proud vytvaacuteřiacute kolem sebe magnetickeacute pole

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar soustřednyacutech kružnic ležiacuteciacutech v rovinaacutech

kolmyacutech na vodič Orientace indukčniacutech čar zaacutevisiacute na směru proudu a k jejiacutemu

určeniacute použiacutevaacuteme Ampeacuterovo pravidlo praveacute ruky Naznačiacuteme uchopeniacute

vodiče do praveacute ruky tak aby palec ukazoval dohodnutyacute směr proudu ve

vodiči prsty pak ukazujiacute orientaci magnetickyacutech indukčniacutech čar

- 188 -

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho

vodičem a na vzdaacutelenosti od vodiče

Pomůcky

LabQuest rezistor 10 Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA vodič

regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127

- 189 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash

max 06A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci v okoliacute vodiče

6 Potom nastaviacuteme konstantniacute hodnotu proudu a pohybujeme teslametrem

v kolmeacutem směru k ose vodiče

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce B na velikosti

elektrickeacuteho proudu I a na vzdaacutelenosti

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ze znalosti velikosti proudu a vzdaacutelenosti od vodiče spočiacutetej magnetickou

indukci

IB

d kde μ0 = 4πmiddot10

ndash7NmiddotA

ndash2

- 190 -

Elektrodynamika 42 SIacuteLA PŮSOBIacuteCIacute NA VODIČ

V MAGNETICKEacuteM POLI

Fyzikaacutelniacute princip

Na vodič o deacutelce l kteryacutem prochaacuteziacute proud I a je umiacutestěnyacute v magnetickeacutem poli

trvaleacuteho magnetu s indukciacute B působiacute siacutela F = BIl

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost siacutely působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli na velikosti proudu

prochaacutezejiacuteciacuteho vodičem

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA ampeacutermetr HCS-BTA vodič magnet

regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute KXN-305D rezistor 2 Ω-10 W

- 191 -

Scheacutema

- 192 -

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

siloměr DFS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo ndash5 A Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Siacutela a Spojovat body

Dole ndash003 N a Nahoře 003 N V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash

max 5 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Regulovatelnyacutem zdrojem zmenšujeme napětiacute (proud) na 0 V (0 A)

Přepoacutelujeme zapojeniacute zdroje Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute

(proud) Kontrolujeme proud ndash max 5 A Graf se vykresluje na opačnou stranu

osy y Siloměrem měřiacuteme siacutelu působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli

7 Provedeme analyacutezu grafu ndash proložiacuteme lineaacuterniacute funkci

8

9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute siacutela na velikosti elektrickeacuteho proudu I

- 193 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vypočiacutetej velikost siacutely ze znaacutemyacutech hodnot B I a l F BIl Magnetickou

indukci B změř teslametrem uvnitř magnetickeacuteho pole magnetu

2 Miacutesto jednoducheacuteho vodiče použij několik zaacutevitů vodiče (viz scheacutema)

Porovnej vyacutesledky měřeniacute

3 Měřeniacute uspořaacutedej vodorovnyacutem směrem Siloměr bude zavěšenyacute svisle

a ciacutevka bude otočně upevněnaacute uprostřed Ktereacute uspořaacutedaacuteniacute je vyacutehodnějšiacute

- 194 -

Elektrodynamika 43 ELEKTROMAGNETICKAacute

INDUKCE

Fyzikaacutelniacute princip

Elektromagnetickaacute indukce je jev při ktereacutem vznikaacute elektrickeacute napětiacute ve

vodiči změnou magnetickeacuteho pole v okoliacute vodiče (ciacutevky) Indukovaneacute napětiacute

zaacutevisiacute na velikosti změny magnetickeacuteho pole i na rychlosti jeho změny

Ciacutel

Změřit indukovaneacute napětiacute Ověřit na čem zaacutevisiacute

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA ciacutevka s jaacutedrem permanentniacute magnet

- 195 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod

dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 5 s

Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Roztočiacuteme

permanentniacute magnet v těsneacutem okoliacute ciacutevky (jaacutedra)

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 196 -

4 Opakujeme měřeniacute s rychlejšiacutem (pomalejšiacutem) otaacutečeniacutem magnetu

5 Vyměniacuteme magnet za bdquosilnějšiacuteldquo

6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash na čem zaacutevisiacute indukovaneacute napětiacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus ciacutevku s jinyacutem počtem zaacutevitů

2 Zkus pohybovat membraacutenou reproduktoru a měřit indukovaneacute napětiacute

3 Zkus napjatou strunu umiacutestit do magnetickeacuteho pole a na niacute měřit velikost

indukovaneacuteho napětiacute

- 197 -

Elektrodynamika 44 STŘIacuteDAVYacute PROUD

Fyzikaacutelniacute princip

Střiacutedavyacute proud (napětiacute) je proud kteryacute staacutele měniacute svoji velikost i směr Časovyacute

průběh různyacutech střiacutedavyacutech proudů (napětiacute) může byacutet harmonickyacute (sinusoida)

obdeacutelniacutekovyacute trojuacutehelniacutekovyacutehellip

Z časoveacuteho průběhu harmonickeacuteho proudu (napětiacute) můžeme určit periodu

frekvenci a amplitudu

Ciacutel

Změř časovyacute průběh harmonickeacuteho napětiacute a urči jeho efektivniacute hodnotu

periodu frekvenci a amplitudu Urči vztahy mezi nimi

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA (+ndash10 V) zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute do 5 V

multimetr

- 198 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme voltmetr VP-BTA (+ndash10 V)

2 Do školniacuteho zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute (max 5 V stř) připojiacuteme rezistor

100 Ω

3 Paralelně k tomuto rezistoru připojiacuteme multimetr zapojenyacute jako střiacutedavyacute

voltmetr Zkontrolujeme že napětiacute neniacute většiacute než 5 V (efektivniacute hodnota)

4 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

01 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute

přes 001 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

5 Připojiacuteme vyacutevody voltmetru k rezistoru a stiskneme tlačiacutetko START

(měřeniacute) na LabQuestu

6 Po proběhleacutem měřeniacute v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika ndash Napětiacute

7 Z tabulky Statistika můžeme odečiacutest max hodnotu napětiacute = amplituda

Umax = V

8 Na voltmetru odečteme efektivniacute hodnotu napětiacute Uef = V

- 199 -

9 Vzhledem k tomu že jsme zadali dobu měřeniacute 01 s tak se zobrazilo přesně

5 period Tzn že jedna perioda je T = 002 s a frekvence je f = 50 Hz

10 Vypočiacutetaacuteme poměr Umax Uef =

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jako zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute můžeme

použiacutet samotnyacute LabQuest s vyacutekonovyacutem

zesilovačem PAMP kteryacute připojiacuteme

k LabQuestu a v aplikaci Zesilovač (generaacutetor

funkciacute) můžeme nastavovat druh střiacutedaveacuteho

signaacutelu (sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek pila)

frekvenci a amplitudu Pomociacute druheacuteho

LabQuestu můžeme kontrolovat ndash měřit tento

střiacutedavyacute signaacutel

2 Jako jinyacute zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute (proudu)

můžeme použiacutet generaacutetor funkciacute NTL I u něj

je možneacute nastavovat druh střiacutedaveacuteho signaacutelu

(sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek) frekvenci

a amplitudu kterou můžeme pomociacute

LabQuestu měřit

3 Kde se využiacutevaacute střiacutedaveacute napětiacute (proud) S jakyacutem průběhem

4 Zkus změřit střiacutedaveacute napětiacute v nějakeacutem přiacutestroji např na reproduktoru

baterioveacuteho raacutedia Pozor střiacutedaveacute napětiacute musiacute byacutet menšiacute než plusmn10 V Ověř

nejdřiacuteve stř voltmetrem

- 200 -

Elektrodynamika 45 TŘIacuteFAacuteZOVEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Třiacutefaacutezoveacute napětiacute vznikaacute otaacutečeniacutem magnetu v soustavě třiacute ciacutevek Maacuteme tedy tři

zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute ndash faacuteze Třiacutefaacutezovyacute rozvod lze využiacutet k zapojeniacute do

hvězdy nebo k zapojeniacute do trojuacutehelniacuteku Faacutezoveacute napětiacute (u1 u2 u3) je napětiacute

(v našich domaacutecnostech 230 V) mezi středniacutem vodičem (N) a faacutezovyacutem

vodičem (L1 L2 L3) Sdruženeacute napětiacute (u12 u13 u23) je napětiacute (v našich

domaacutecnostech 400 V) mezi libovolnyacutemi dvěma faacutezovyacutemi vodiči

Ciacutel

Změřit časovyacute průběh napětiacute třiacute faacuteziacute v zapojeniacute do hvězdy Ověřit že součet

napětiacute v každeacutem čase je nulovyacute Ověřit že poměr sdruženeacuteho a faacutezoveacuteho

napětiacute je 173kraacutet většiacute

Pomůcky

LabQuest zdroj třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute 3 rezistory 100 Ω 3 voltmetry VP-BTA

- 201 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme 3 voltmetry VP-BTA ke vstupům CH1 CH2 a CH3 LabQuestu

Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu Na zdroji třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute nastaviacuteme hodnotu

faacutezoveacuteho napětiacute do 5 V

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

005 s Frekvence 10 000 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Uložiacuteme měřeniacute

- 202 -

5 Provedeme analyacutezu grafu Odečiacutetaacuteme v každeacutem časoveacutem okamžiku

okamžiteacute hodnoty napětiacute u1 u2 a u3 a provaacutediacuteme jejich součet ndash ověřujeme že

součet je nulovyacute

6 Střiacutedavyacutem voltmetrem změřiacuteme sdruženeacute a faacutezoveacute napětiacute (efektivniacute

hodnoty) a vypočiacutetaacuteme jejich poměr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z grafu ndash časoveacuteho průběhu napětiacute urči o jakou čaacutest periody jsou

posunuta napětiacute

2 Z grafu urči jakyacute je frekvence a perioda střiacutedavyacutech napětiacute

3 Jakyacute je poměr efektivniacute a maximaacutelniacute hodnoty faacutezoveacuteho střiacutedaveacuteho napětiacute

ktereacute jsi naměřil

4 Z grafu urči amplitudu sdruženeacuteho napětiacute a amplitudu faacutezoveacuteho napětiacute

Jakyacute je jejich poměr

- 203 -

Elektrodynamika 46 ELEKTROMAGNETICKEacute VLNY

Fyzikaacutelniacute princip

Magnetickeacute pole můžeme znaacutezornit pomociacute indukčniacutech čar

Elektrickeacute pole popisujeme elektrickyacutemi siločarami

Elektrickeacute a magnetickeacute pole spolu často souvisejiacute Mluviacuteme pak

o elektromagnetickeacutem poli Elektromagnetickeacute vlny jsou přiacutečneacute a šiacuteřiacute se i ve

vakuu Šiacuteřiacute se rychlostiacute světla Elektromagnetickyacutemi vlnami se přenaacutešejiacute

signaacutely rozhlasu televize mobilniacutech telefonů atd I světlo je elektromagnetickeacute

vlněniacute (zaacuteřeniacute)

- 204 -

Mezi frekvenciacute f vlnovou deacutelkou λ a rychlostiacute šiacuteřeniacute elektromagnetickeacuteho

vlněniacute c (světla) platiacute vzorecc

f

Ciacutel

Změřit vlnovou deacutelku elektromagnetickeacuteho vlněniacute Prokaacutezat polarizaci

elektromagnetickeacute vlny

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA bezdraacutetovyacute zvonek ndash tlačiacutetko pracujiacuteciacute na

frekvenci 43392 MHz přijiacutemač s půlvlnnyacutem dipoacutelem (viz přiacutespěvek O

Lepila)

Scheacutema

- 205 -

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod

dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Pohybujeme rovnoměrnyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema pohyb 1)

5 Z poloh maxim a minim určiacuteme vlnovou deacutelku

6 Uložiacuteme měřeniacute

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pohybujeme rovnoměrnyacutem otaacutečivyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema

pohyb 2)

9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash vlnovaacute deacutelka a polarizace elektromagnetickeacuteho vlněniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vyzkoušej jak zaacutevisiacute velikost naměřeneacuteho napětiacute na vzdaacutelenosti vysiacutelače od

přijiacutemače

2 Pomociacute mřiacutežky nebo plechu vyzkoušej odraz vlněniacute (a interferenci)

- 206 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

47 TERMISTOR

Fyzikaacutelniacute princip

Termistor je polovodičovaacute součaacutestka jejiacutež odpor zaacutevisiacute na teplotě

Ciacutel

Změř zaacutevislost odporu termistoru na teplotě Urči o jakou zaacutevislost se jednaacute

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA

rychlovarnaacute konvice s horkou vodou termistory se jmenovitou hodnotou

odporu 4k7 10k 15k počiacutetač s programem Logger Pro

- 207 -

Scheacutema

Postup

1 V konvici si ohřejeme vodu

2 Teploměr TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 2 a ohmmetr do

konektoru CH 1 LabQuestu

3 K ohmmetru připojiacuteme termistor (10k) kteryacute zastrčiacuteme společně

s teploměrem do kaacutedinky

- 208 -

4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

5 Zapneme LabQuest

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Experiment ndash Sběr dat Trvaacuteniacute

300 s Frekvence 1 čteniacutes

8 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu na

osu y Odpor a na osu x Teplotu

9 Nalejeme horkou vodu z konvice do kaacutedinky s teploměrem a termistorem

a zapneme Sběr dat v programu LoggerPro

10 Voda postupně chladne a počiacutetač vykresluje graf zaacutevislosti R = f(t)

Ochlazovaacuteniacute můžeme pomalu urychlovat opatrnyacutem přileacutevaacuteniacutem studeneacute vody

a současnyacutem miacutechaacuteniacutem Pro hlubšiacute ochlazeniacute můžeme použiacutet kousek ledu

11 Po skončeniacute měřeniacute (300 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti ndash menu

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute a můžeme opakovat měřeniacute pro dalšiacute

termistor Nebo při měřeniacute použiacutet současně dva ohmmetry (CH 2 a CH 3) a dva

termistory

12 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

- 209 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z programu Logger Pro z tabulky můžeme naměřenaacute data pomociacute Ctrl+C

a Ctrl+V zkopiacuterovat do programu Excel a tam je daacutele zpracovaacutevat ndash sestrojit

graf proložit funkci

2 V programu Logger Pro můžeme v menu Analyacuteza ndash Curve Fit zkusit

proložit funkci kterou si vybereme ze seznamu Ověř vyacutepočtem (Excel

kalkulačka) že zvolenaacute funkce bdquofungujeldquo

3 Zdůvodněte proč odpor termistoru klesaacute s rostouciacute teplotou Kde se toho

využiacutevaacute

- 210 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

48 FOTOREZISTOR

Fyzikaacutelniacute princip

Fotorezistor (dřiacuteve označovaacuten jako fotoodpor) je pasivniacute elektrotechnickaacute

součaacutestka bez PN přechodu jejiacutež elektrickyacute odpor R se snižuje se zvyšujiacuteciacutem

se osvětleniacutem E

Princip fotorezistoru je založen na vnitřniacutem fotoelektrickeacutem jevu světlo

(foton) naraziacute do elektronu ve valenčniacute sfeacuteře a předaacute mu svoji energii tiacutem

elektron ziacuteskaacute dostatek energie k překonaacuteniacute zakaacutezaneacuteho paacutesu a skočiacute

z valenčniacuteho paacutesu do vodivostniacuteho Tiacutem opustiacute svůj atom a pohybuje se jako

volnyacute elektron prostorem krystaloveacute mřiacutežky Na jeho miacutestě vznikla diacutera Takto

vznikleacute volneacute elektrony přispiacutevajiacute ke sniacuteženiacute elektrickeacuteho odporu R (zvyacutešeniacute

elektrickeacute vodivosti G) Čiacutem viacutece světla na fotorezistor dopadaacute tiacutem vznikaacute viacutece

volnyacutech elektronů a zvyšuje se tiacutem elektrickaacute vodivost

Ciacutel

Změřit zaacutevislost odporu fotorezistoru na vzdaacutelenosti od zdroje světla

(žaacuterovky) Analyzovat funkčniacute zaacutevislost

- 211 -

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) fotorezistor počiacutetač

s programem Logger Pro

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 K ohmmetru připojiacuteme fotorezistor

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se

vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Fotorezistor (upevněnyacute v trubičce) nastaviacuteme 10 cm od žaacuterovky

- 212 -

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 10 cm a stiskneme OK

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 20 cm 30 cmhellip

150 cm

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute fotorezistory

14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Připoj k LabQuestu luxmetr a změř zaacutevislost odporu na osvětleniacute

- 213 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

49 TRANZISTOR JAKO SPIacuteNAČ A ZESILOVAČ

Fyzikaacutelniacute princip

Tranzistor je polovodičovaacute součaacutestka se dvěma přechody PN Středniacute čaacutest

krystalu polovodiče je baacuteze B a přechody PN ji oddělujiacute od oblasti s opačnyacutem

typem vodivosti kolektorem C a emitorem E Podle druhu vodivosti

jednotlivyacutech čaacutestiacute označujeme tranzistory jako typy NPN a PNP

Zaacutekladniacute funkce tranzistoru Maleacute napětiacute v obvodu baacuteze vzbuzuje proud

kteryacute je přiacutečinou mnohokraacutet většiacuteho proudu v obvodu kolektoroveacutem Tranzistor

se použiacutevaacute jako bdquoelektronickyacute spiacutenačldquo a bdquozesilovačldquo

- 214 -

Ciacutel

Ověřit činnost tranzistoroveacuteho spiacutenače a tranzistoroveacuteho zesilovače

Pomůcky

LabQuest dva voltmetry VP-BTA zapojeniacute tranzistoru jako spiacutenače

a zesilovače (podle scheacutema) generaacutetor signaacutelu baterie 45 V

Scheacutema

a) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquospiacutenačeldquo

- 215 -

b) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquozesilovačeldquo

Postup

1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 a CH 2 LabQuestu

2 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquospiacutenačldquo dle scheacutema a) Voltmetry měřiacuteme napětiacute

UBE (U1) a UCE (U2)

3 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme trojuacutehelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 5V

4 Voltmetr U1 připojiacuteme mezi baacutezi a emitor (UBE) Voltmetr U2 připojiacuteme

mezi kolektor a emitor (UCE)

5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

3 s Frekvence 10 000 čteniacutes

6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

- 216 -

Tranzistor jako bdquospiacutenačldquo

7 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

8 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquozesilovačldquo dle scheacutema b) Voltmetry měřiacuteme

napětiacute UBE (U1) a UCE (U2) Potenciometrem P nastaviacuteme bdquopracovniacute bod

tranzistoruldquo ndash UCE bude miacutet polovičniacute hodnotu napaacutejeciacuteho napětiacute

9 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme sinusovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 015 V

10 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 01 s Frekvence 10 000 čteniacutes

11 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

- 217 -

12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

13 Určiacuteme jakyacute je poměr UCEUBE

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Při jakeacutem napětiacute UBE tranzistor bdquosepneldquo Jak dlouho probiacutehaacute bdquosepnutiacuteldquo

2 Zkus měnit kmitočet vstupniacuteho napětiacute zesilovače

3 Zkus měnit nastaveniacute pracovniacuteho bodu Jakyacute to maacute vliv na vyacutestupniacute signaacutel

4 Zkus měnit velikost střiacutedaveacuteho vstupniacuteho napětiacute Jakyacute to maacute vliv na tvar

vyacutestupniacuteho napětiacute

- 218 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

410 INTEGROVANYacute OBVOD

Fyzikaacutelniacute princip

Prvniacute integrovanyacute obvod zkonstruoval Jack Kilby koncem srpna 1958 (r 2000

Nobelova cena za fyziku) Integrovaneacute obvody jsou součaacutestky ktereacute v jednom

pouzdře obsahujiacute velkeacute množstviacute vodičů rezistorů kondenzaacutetorů diod

a tranzistorů Děliacuteme je na čiacuteslicoveacute analogoveacute hellip

- 219 -

Ciacutel

Ověřit činnost integrovaneacuteho obvodu (čiacuteslicovyacute analogovyacute hellip)

Pomůcky

LabQuest tři voltmetry VP-BTA moduly zapojeniacute integrovanyacutech obvodů

LabQuest jako generaacutetor signaacutelu nebo jinyacute generaacutetor signaacutelu

- 220 -

Scheacutema

a) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo

b) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo

- 221 -

Postup

1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu

2 Zapojiacuteme čiacuteslicovyacute integrovanyacute obvod MH 7400 jako bdquoANDldquo bdquoORldquo hellip

dle scheacutematu a) b)

3 Na dvou generaacutetorech signaacutelu nastaviacuteme

obdeacutelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 45 V

4 Na prvniacutem generaacutetoru nastaviacuteme kmitočet

2 Hz a na druheacutem 3 Hz Připojiacuteme je na

vstupy A a B a připojiacuteme k nim voltmetry 1

a 2 K vyacutestupu Y připojiacuteme 3 voltmetr

5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 s Frekvence 200 čteniacutes

6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme

- 222 -

Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo

Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute

funkce bdquoNANDldquo

2 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute

funkce bdquoNORldquo

3 Zkus dalšiacute logickeacute funkce

4 Vyzkoušej funkci jinyacutech čiacuteslicovyacutech integrovanyacutech obvodů Např MH

7493 MH 74153 hellip

5 Vyzkoušej funkci jinyacutech analogovyacutech integrovanyacutech obvodů Např NE

555 hellip

- 223 -

Atomy a zaacuteřeniacute 411 RADIOAKTIVITA A OCHRANA

PŘED ZAacuteŘENIacuteM

Fyzikaacutelniacute princip

Radioaktivita je samovolnaacute přeměna jader Při přeměnaacutech jader vznikaacute zaacuteřeniacute

alfa beta gama a dalšiacute Poločas přeměny je doba za kterou se přeměniacute

polovina původniacuteho počtu radioaktivniacutech jader Ionizujiacuteciacute zaacuteřeniacute škodiacute všem

živyacutem buňkaacutem a je potřeba se před niacutem chraacutenit

Ciacutel

Změř uacuteroveň pozadiacute v miacutestnosti a na louce Ověř uacutečinek ozaacuteřeniacute detektoru od

zdroje zaacuteřeniacute na vzdaacutelenosti době tloušťce stiacuteněniacute a materiaacutelu stiacuteněniacute Ověř

zaacutekon radioaktivniacute přeměny Urči poločas přeměny baria 137m

Ba

Pomůcky

LabQuest souprava GAMABETA (GABEset-1) kabel k propojeniacute detektoru

s LabQuestem (viz doplňkovyacute text) souprava GABEset-2 přiacutepadně detektor

zaacuteřeniacute DRM-BTD

- 224 -

Scheacutema

Postup

1 Propojiacuteme detektor zaacuteřeniacute DRM-BTD (od firmy Vernier) nebo indikaacutetor

zaacuteřeniacute IRA ze soupravy GAMABETA 2007 (staršiacute GABEset-1) do konektoru

DIG 1 LabQuestu V druheacutem přiacutepadě musiacuteme požiacutet propojovaciacute kabel (viz

doplňkovyacute text nebo httpwwwvernierczclankypropojeni-gamabety-s-

labquestem)

2 Zapneme LabQuest V menu Senzor ndash Nastaveniacute senzorů vybereme pro

DIG 1 Detektor radiace Je vyacutehodneacute připojit dva detektory současně Druhyacute do

DIG 2 Oba umiacutestiacuteme na různaacute miacutesta (ne vedle sebe)

- 225 -

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Frekvence 01 čteniacutes a Trvaacuteniacute

100s

4 V menu Graf ndash Parametry grafu zvoliacuteme Automatickeacute měřiacutetko od nuly

5 Detektor (y) zaacuteřeniacute postaviacuteme volně na stůl Nepoužiacutevaacuteme žaacutednyacute zdroj

zaacuteřeniacute

6 Zapneme Sběr dat Měřeniacute bude probiacutehat 100 s v 10-ti sekundovyacutech

intervalech Vykresluje (iacute) se křivka (y) kteraacute (eacute) znaacutezorňuje (iacute) radioaktivitu

kolem naacutes (pozadiacute) v miacutestnosti nebo na louce Radioaktivita je přirozenou

součaacutestiacute našeho života Pokud použijeme dva detektory současně vidiacuteme že na

různyacutech miacutestech je jinyacute naacutepočet Radioaktivniacute přeměny majiacute statistickou

povahu

7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme (menu Graf ndash Uložit měřeniacute)

8 Pro dalšiacute měřeniacute můžeme změnit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme

Frekvence 001 čteniacutes a Trvaacuteniacute 1 000 s

9 V dalšiacutech měřeniacutech postupujeme stejně (bod 6 a 7) ale můžeme plnit

různeacute uacutekoly

a) Stanovit uacutečinek vzdalovaacuteniacute detektoru od zdroje zaacuteřeniacute (použijeme školniacute

zdroj zaacuteřeniacute ze soupravy GAMABETA) Pokud použijeme dva detektory

současně jeden nechaacuteme samostatně a druhyacute budeme ozařovat zdrojem zaacuteřeniacute

z různyacutech vzdaacutelenostiacute a v 10-ti (přiacutepadně při změně nastaveniacute bod 8 ndash 100)

sekundovyacutech intervalech budeme zdroj zaacuteřeniacute postupně po 2 cm vzdalovat od

detektoru

b) Stanovit miacuteru absorpce zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na tloušťce vrstvy

stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu Jeden detektor ozařujeme zaacuteřeniacutem beta a druhyacute zaacuteřeniacutem

gama (ze školniacuteho zdroje zaacuteřeniacute) Přitom v danyacutech časovyacutech intervalech

měniacuteme tloušťku měděneacute destičky (viz naacutevod k soupravě GAMABETA)

Vzhledem k tomu že je možno nastavit 6 různyacutech tlouštěk destičky (ek) potom

je vhodneacute dobu trvaacuteniacute změnit na 60 přiacutepadně 600 sekund

c) Stanovit rozdiacutel v absorpci zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na protonoveacutem

čiacutesle stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu shodneacute tloušťky Souprava GAMABETA obsahuje

destičky různyacutech materiaacutelů hliniacutek železo ciacuten měď olovo Prvniacute měřeniacute

provaacutediacuteme bez absorpčniacute destičky a potom postupně vystřiacutedaacuteme destičky

z různyacutech materiaacutelů Pro měřeniacute b) a c) je vhodnějšiacute doba trvaacuteniacute 600 s protože

- 226 -

změna tloušťky nebo materiaacutelu vyžaduje dvě sekundy a tiacutem zmenšiacuteme chybu

měřeniacute v jednotlivyacutech intervalech

d) Ověřeniacute zaacutekona radioaktivniacute přeměny Pro měřeniacute je potřeba ještě

souprava GABEset-2 kteraacute umožňuje přiacutepravu eluaacutetu baria k určeniacute poločasu

přeměny baria 137m

Ba (cca 150 s) K měřeniacute musiacuteme proveacutest nastaveniacute v bodě

8 (viz vyacuteše) Postupujeme podle naacutevodu v soupravě GABEset-2

10 Vysloviacuteme zaacutevěry

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus vyacuteše uvedenaacute měřeniacute proveacutest s připojenyacutem LabQuestem k PC

v programu Logger Pro Zde je možno nastavit zobrazeniacute grafu v sloupečciacutech

ndash menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu ndash Graph options ndash Bar graph

2 Zkus proměřit poločas přeměny s připojenyacutem LabQuestem k PC

v programu Logger Pro Pro detektor 1 můžeme proveacutest analyacutezu grafu

Analyacuteza ndash CurveFit ndash Natural exponent (proložit exponenciaacutelniacute funkci)

Poločas rozpadu je pak převraacutecenou hodnotou koeficientu C (viz niacuteže graf)

- 227 -

Atomy a zaacuteřeniacute 412 SLUNCE ndash SDIacuteLENIacute TEPLA

SAacuteLAacuteNIacuteM

Fyzikaacutelniacute princip

Slunce vysiacutelaacute elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute do prostoru Dopadne-li toto zaacuteřeniacute na

nějakeacute jineacute těleso a dojde-li k pohlceniacute tohoto zaacuteřeniacute zvyacutešiacute se vnitřniacute energie

tohoto tělesa Souhrnně se vzaacutejemneacute saacutelaacuteniacute a pohlcovaacuteniacute při dvou nebo i viacutece

tělesech s různyacutemi teplotami nazyacutevaacute sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem Dopadne-li toto

zaacuteřeniacute na jineacute těleso je čaacutestečně pohlceno čaacutest se odraacutežiacute a čaacutest prochaacuteziacute

tělesem Pohlceneacute zaacuteřeniacute způsobuje zvyacutešeniacute vnitřniacute energie tělesa odraženeacute

zaacuteřeniacute dopadaacute na jinaacute tělesa a prochaacutezejiacuteciacute zaacuteřeniacute přechaacuteziacute na jinaacute tělesa

Pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa zaacutevisiacute předevšiacutem na jakosti povrchu

a takeacute na barvě povrchu V praxi maacute tento poznatek vyacuteznam předevšiacutem při

konstrukci různyacutech zařiacutezeniacute např biacuteleacute chladničky a mrazaacuteky (aby se co nejviacutece

zaacuteřeniacute odrazilo) v leacutetě nosiacuteme předevšiacutem světleacute oblečeniacute Chceme-li naopak

aby se co nejviacutece zaacuteřeniacute pohltilo voliacuteme černou barvu povrchu

Ciacutel

Ověřit pohltivost různyacutech povrchů

Pomůcky

LabQuest 4 ks teploměr TMP-BTA 4 ks PET laacutehviacute s různyacutem povrchem

žaacuterovka 100 W 300 W

- 228 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměry TMP-BTA ke vstupům CH1 až CH4 LabQuestu

Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

600 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Zapneme žaacuterovku 300 W

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 229 -

5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa na

jakosti povrchu a takeacute na barvě povrchu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute se 100 W žaacuterovkou

2 Provedeme měřeniacute pro jineacute barvy a povrchy

- 230 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

413 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK I

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na osvětleniacute E

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)

- 231 -

Scheacutema

- 232 -

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E

solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 Na ose x zvoliacuteme Osvětleniacute (Illumination (lux)) a na ose y Vyacutekon (mW)

6 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzoreks

daacutele zatrhneme volbu Nepřerušenyacute sběr dat

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Plynule přibližujeme (přiacutepadně vzdalujeme) žaacuterovku k solaacuterniacutem člaacutenkům

Měřiacuteme zaacutevislost P = f(E)

9 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

10 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků zapojenyacutech seacuteriově a paralelně

- 233 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

414 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK II

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na uacutehlu natočeniacute solaacuterniacutech člaacutenků

vzhledem ke zdroji světla

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)

- 234 -

Scheacutema

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E

solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

- 235 -

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev

sloupce Uacutehel Značka α Jednotky deg

6 Na ose x zvoliacuteme Uacutehel (deg) a na ose y Vyacutekon (mW)

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute

panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky

9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu uacutehlu 0deg

10 Natočiacuteme solaacuterniacute panel o 10deg od směru šiacuteřeniacute světla Využijeme uacutehloměr na

stavebnici solaacuterniacutech panelů Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu

uacutehlu 10deg

11 Opakujeme postup pro dalšiacute hodnoty uacutehlů 20deg 30deg hellip 90deg

12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

13 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků osvětlenyacutech Sluncem

- 236 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

415 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK III

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na vlnoveacute deacutelce světla - filtru

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad) barevneacute filtry ze

stavebnice

- 237 -

Scheacutema

- 238 -

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev

sloupce Barva filtru Značka λ Jednotky nm

6 Na ose x zvoliacuteme Barva filtru (nm) a na ose y Vyacutekon (mW)

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute

panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky Před solaacuterniacute

člaacutenky vložiacuteme bdquomodryacute filtrldquo

- 239 -

9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu vlnoveacute deacutelky modreacuteho

světla ndash 460 nm

10 Opakujeme postup pro zelenyacute žlutyacute a červenyacute filtr

11 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

12 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pomociacute spektrofotometru změř vlnovou deacutelku světla ktereacute projde přes danyacute

barevnyacute filtr

2 Vyzkoušej jineacute barevneacute filtry

Mgr Vaacuteclav Pazdera

Měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier

Vydal Repronis v Ostravě roku 2012

Technickaacute uacuteprava textu doc RNDr Oldřich Lepil CSc

Naacutevrh obaacutelky

Tisk Repronis s r o Ostrava

Počet stran 240

Naacuteklad 150 ks

Vydaacuteniacute prvniacute

ISBN 978-80-7329-

Page 10: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk

- 11 -

Veličiny a jejich měřeniacute

12 HMOTNOST

Fyzikaacutelniacute princip

Množstviacute laacutetek v tělese popisujeme hmotnostiacute m Jednotkou hmotnosti je

kilogram kg Hmotnost tělesa můžeme určit vaacuteženiacutem pomociacute vaacutehy

Ciacutel

Zkontrolovat hmotnost přesnyacutech zaacutevažiacute ze sady zaacutevažiacute Určit hmotnost m

různyacutech těles minciacute hmotnost bdquostejnyacutechldquo zaacutevažiacute CO2 vzduchu hořiacuteciacuteho

kahanu hořiacuteciacute sviacutečky laacutehve s vodouhellip

Pomůcky

Počiacutetač program LoggerPro digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 teploměr GoTemp

sada zaacutevažiacute sada stejnyacutech krychliček z různyacutech materiaacutelů kahan sviacutečka PET

laacutehev mince

- 12 -

Scheacutema

Postup

1 Digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 (rozsah 0 až 4 000 g) zapojiacuteme do konektoru

USB počiacutetače

2 Spustiacuteme program LoggerPro

3 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g hellip) a

kontrolujeme zda vaacutehy ukazujiacute spraacutevnou hmotnost Naměřeneacute hmotnosti

zapisujeme do tabulky

4 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme stejneacute krychličky 1cm3 (nebo zaacutevažiacute)

z různyacutech materiaacutelů (Al Fe Zn Cu Pb dřevahellip) Naměřeneacute hmotnosti

zapisujeme do tabulky

5 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme mince (1 Kč 2 Kč 5 Kčhellip) Naměřeneacute

hmotnosti zapisujeme do tabulky

6 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Trvaacuteniacute

200 s Frekvence 1 čteniacutes

7 Na digitaacutelniacute vaacutehu postaviacuteme PET laacutehev s uzavřenyacutem odtokem

- 13 -

8 Uvolniacuteme odtok a současně stiskneme tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Měřiacuteme

jak se měniacute hmotnost kapalneacuteho tělesa po dobu 200 sekund Pokud je otvor

malyacute (voda vyteacutekaacute deacutele než je nastavenaacute doba) tak prodloužiacuteme dobu trvaacuteniacute

měřeniacute Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme naměřenyacute graf a přiacutepadně vyhodnotiacuteme

jeho průběh

9 Stejneacute měřeniacute (ad 8)) ale na hrdle PET laacutehve je našroubovaacuten vršek

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proveď analyacutezu naměřeneacuteho grafu ndash menu Analyacuteza ndash Proložit křivku nebo

Analyacuteza ndash Statistika

2 Stejneacute měřeniacute (ad 7) můžeme proveacutest s hořiacuteciacute sviacutečkou nebo s přiteacutekajiacuteciacute

vodou do PET laacutehve

3 Do PET laacutehve postaveneacute na digitaacutelniacute vaacuteze daacuteme určiteacute množstviacute octa (1dl)

můžeme takeacute přidat teploměr GoTemp zapneme měřeniacute a přisypeme saacuteček

sody Měřiacuteme zda se zmenšiacute hmotnost reagujiacuteciacute směsi (unikaacute plyn CO2)

Sledujeme i teplotu reagujiacuteciacutech laacutetek Zůstaacutevaacute hmotnost stejnaacute nebo se měniacute

Pokud maacuteme senzor pH můžeme při reakci sledovat i tuto vlastnost

4 Dvoulitrovou praacutezdnou PET laacutehev (uřiacuteznuteacute hrdlo) postav na digitaacutelniacute vaacutehu

V programu LoggerPro stiskni tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Naleacutevej do praacutezdneacute

laacutehve oxid uhličityacute (vyrobenyacute reakciacute octa a sody nebo z bombičky sifonu)

Pozoruj jak se měniacute hmotnost Nech měřeniacute běžet delšiacute dobu a pozoruj jak se

měniacute hmotnost Vyhodnoť měřeniacute Z naměřenyacutech hodnot a ze znalosti hustoty

vzduchu (129 kgm3) urči hustotu oxidu uhličiteacuteho Jakou maacute oxid uhličityacute

hustotu v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu

- 14 -

Veličiny a jejich měřeniacute

13 ČAS REAKČNIacute DOBA

Fyzikaacutelniacute princip

Čas je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličina kteraacute se nejčastěji označuje malyacutem

piacutesmenem t Jednotkou času je sekunda s

Reakčniacute doba člověka je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute

udaacutelosti do jeho reakce Mnoho faktorů ovlivňuje reakčniacute dobu člověka

Ciacutel

Změřit časoveacute uacuteseky různyacutech dějů pomociacute stopek LabQuestu

Změřit reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět

Pomůcky

LabQuest ultrazvukoveacute měřidlo vzdaacutelenosti GoMotion 2 ks voltmetry VP-

BTA deacutelkoveacute měřidlo

- 15 -

Scheacutema

Postup

1 Zapneme LabQuest a v dolniacute naacutestrojoveacute liště klikneme na ikonu domeček

2 V zobrazeneacute nabiacutedce zvoliacuteme Stopky

3 Stopky ovlaacutedaacuteme třemi tlačiacutetky ndash startstop vynulovaacuteniacute a zkopiacuterovaacuteniacute

aktuaacutelniacuteho uacutedaje z displeje např do kalkulačky Vyzkoušej si to

4 Změřiacuteme časoveacute uacuteseky různyacutech dějů

a) dobu mezi dvěma zvuky (generujeme pomociacute programu na PC ndash lze

přesně nastavit dobu dvě tlesknutiacute)

b) dobu kmitu kyvadla (dvěma po sobě jdouciacutem kyvům řiacutekaacuteme kmit)

c) dobu volneacuteho paacutedu tělesa z vyacutešky 2 metry můžeme ověřit pomociacute

GoMotion

d) dobu volneacuteho paacutedu dřevěneacute tyčky s deskou kterou jeden člověk pustiacute a

druhyacute chytiacute můžeme ověřit pomociacute GoMotion

- 16 -

e) dobu pohybu tělesa (autiacutečko vlaacuteček) po vodorovneacute podložce

f)

5 Změřiacuteme reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět

a) Světelnyacute ndash k LabQuestu připojiacuteme dva voltmetry VP-BTA prvniacute

připojiacuteme na LED (žaacuterovku) kteraacute je zapojena do obvodu s tlačiacutetkem

druhyacute připojiacuteme na rezistor zapojenyacute v obvodu s tlačiacutetkem prvniacute student

stiskne tlačiacutetko v prvniacutem obvodu a druhyacute stiskne v reakci na rozsviacutecenou

LED-ku (žaacuterovku) tlačiacutetko v druheacutem obvodu na LabQuestu

vyhodnotiacuteme dobu mezi napěťovyacutemi impulzy

b) Zvukovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze miacutesto LED-ky je zapojen bzučaacutek

a druhyacute student maacute zavřeneacute oči a reaguje na zvuk

c) Dotykovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze s tiacutem že prvniacute student se druheacuteho

dotkne rukou

6 Poznaacutemka

a) U všech třiacute měřeniacute v ad 5) je potřeba nastavit na LabQuestu v menu

Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 2 s Frekvence 1 000 čteniacutes Trigger

nastaviacuteme na Zapnuto a je rostouciacute přes 1 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute

Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

b) Miacutesto druheacuteho obvodu a voltmetru můžeme použiacutet senzor stisku ruky

HD-BTA

c) Při připojeniacute (ad 4c))ultrazvukoveacuteho senzoru MD-BTD nebo GO-MOT

do vstupu DIG 1 nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim

Časovaacute zaacutekladna Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

- 17 -

7 Ukončiacuteme měřeniacute

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkuste změřit reakčniacute dobu

a) opakovaně u jednoho studenta

b) u diacutevek a chlapců

c) mladyacutech a staryacutech lidiacute

d) raacuteno a večer

Na zaacutevěr sestav přehlednou tabulku všech vyacutesledků

2 Reakčniacute doba řidiče je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute

udaacutelosti do řidičovy reakce Jejiacute doba se pohybuje kolem 2 sekund ale vždy

zaacuteležiacute na pozornosti řidiče jeho věku fyzickeacute kondici a dalšiacutech faktorech Do

reakčniacute doby se však nezapočiacutetaacutevaacute doba prodlevy a naacuteběhu brzd Pamatujte

proto na bezpečnou vzdaacutelenost mezi vozidly a udržujte odstup

3 Zkuste chytit bankovku puštěnou druhyacutem člověkem dvěma prsty (pokud ji

chytnete je vaše) Proč ji nelze chytit

- 18 -

Veličiny a jejich měřeniacute

14 RYCHLOST

Fyzikaacutelniacute princip

Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme

v metrech za sekundu m

s

nebo v kilometrech za hodinu km

h

U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se

rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT

- 19 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 3 s

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost pohybu

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a potom se

přibližovat a daacutele se naopak vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost

chůze člověka (0 až 6 m)

- 20 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho

miacuteče od senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem

papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho autiacutečka (viz foto vyacuteše) vlaacutečkuhellip

5 Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

- 21 -

Veličiny a jejich měřeniacute

15 DRAacuteHA

Fyzikaacutelniacute princip

Draacuteha s je deacutelka trajektorie Trajektorie je křivka kterou těleso opisuje při

sveacutem pohybu

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru draacutehu kterou uraziacute těleso

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo

- 22 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od

senzoru ke stropu k tabuli k zemi k ruce hellip

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat

se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se

člověka od senzoru (0 až 6 m)

- 23 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od

senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem

papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka vlaacutečku hellip

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

2 Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je

funkciacute času

- 24 -

Veličiny a jejich měřeniacute

16 TEPLOTA

Fyzikaacutelniacute princip

Teplota je fyzikaacutelniacute veličina t kterou použiacutevaacuteme k popisu stavu tělesa (rychlost

pohybu atomů) Jednotkou je Celsiův stupeň (degC) Teplota tajiacuteciacuteho ledu je 0 degC

Bod varu vody je 100 degC Stupeň Fahrenheita (degF) je jednotka teploty

pojmenovanaacute po německeacutem fyzikovi Gabrielu Fahrenheitovi Dnes se použiacutevaacute

hlavně v USA

- 25 -

Ciacutel

Odhadnout teplotu a pak odhad ověřit teploměrem Ověřit teplotu tajiacuteciacuteho ledu

Ověřit teplotu varu vody Změřit jak se měniacute teplota v průběhu dne a při

ohřiacutevaacuteniacute nebo ochlazovaacuteniacute tělesa

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA teploměr STS-BTA PET laacutehve

- 26 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměr STS-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

2 Do několika naacutedob z PET lahviacute připraviacuteme vodu o různeacute teplotě ndash prvniacute

přidaacuteme led a u ostatniacutech postupně viacutece a viacutece horkeacute vody z elektrovarneacute

konvice

3 Zapneme LabQuest a můžeme měřit teplotu Nejdřiacuteve zkusiacuteme odhadnout

teplotu a potom ověřiacuteme pomociacute teploměru teplotu různyacutech těles

a) vzduch v miacutestnosti (u podlahy uprostřed u stropu)

b) vzduch na ulici

c) teplaacute voda

d) studenaacute voda

e) horkaacute voda

f) tajiacuteciacute led

g) tajiacuteciacute led a sůl

- 27 -

h) vařiacuteciacute voda

i) teplota lidskeacuteho těla

j) teplota v chladničce (dole nahoře v mraziciacutem boxu)

k)

4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 60 čteniacuteh Trvaacuteniacute 24 h

5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme venku za oknem

tak aby se nedotyacutekal žaacutedneacuteho tělesa

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu

vzduchu v průběhu 24 hodin Dalšiacute den ve stejnou dobu ukončiacuteme měřeniacute

7 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

8 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutemin Trvaacuteniacute 24 min

9 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme do kaacutedinky se

studenou vodou a začneme ohřiacutevat lihovyacutem kahanem

10 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu vody

v průběhu 12 minut (ohřiacutevaacuteniacute) Pak zahasiacuteme kahan a měřiacuteme dalšiacutech12 minut

(ochlazovaacuteniacute) Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 120 čteniacutemin Trvaacuteniacute 3 min

2 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu uchopiacuteme senzor

teploměru do ruky a pozorujeme změnu teploty Stejneacute měřeniacute provedeme

s teploměrem TMP-BTA a teploměrem STS-BTA Proč se lišiacute průběhy obou

grafů Kde toho lze využiacutet

4 Zapoj do LabQuestu dva teploměry Vezmi si dvě naacutedoby s vodou

o různyacutech teplotaacutech ndash studenaacute a teplaacute Měř jejich teploty (tlačiacutetko START)

- 28 -

Přelej vodu z prvniacute naacutedoby do druheacute a současně přendej teploměr z prvniacute

naacutedoby do druheacute Popiš co pozoruješ Z grafu urči teploty před smiacutechaacuteniacutem

a teplotu po smiacutechaacuteniacute

5 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vody ve zkumavce v různyacutech

hloubkaacutech

a) budeš-li vodu ohřiacutevat u dna

b) budeš-li vodu ohřiacutevat u hrdla

6 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vzduchu ve zkumavce v různyacutech

hloubkaacutech

- 29 -

Siacutely a jejich vlastnosti

17 SIacuteLA

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se

piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N

Ciacutel

Určit velikosti různyacutech sil Určit hmotnost zaacutevažiacute ktereacute je přitahovaacuteno k zemi

silou 1 N Určit siacutelu stisku ruky a siacutelu stisku mezi dvěma prsty Určit velikost

siacutely kterou člověk působiacute na zem

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA plošnyacute siloměr FP-BTA senzor siacutely stisku ruky

HD-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma

- 30 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)

2 Zapneme LabQuest

3 Zavěšujeme postupně různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g ) na siloměr

Naměřeneacute uacutedaje zapisujeme do tabulky

4 Na siloměr zavěsiacuteme pružinu Vynulujeme siloměr Zavěšujeme postupně

různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 ghellip) na pružinu a měřiacuteme prodlouženiacute

pružiny y Sestrojiacuteme graf F = f(y) Určiacuteme konstantu přiacutemeacute uacuteměrnosti

5 Zavěsiacuteme na siloměr misku z rovnoramennyacutech vah a vynulujeme siloměr ndash

menu Senzory ndash Vynulovat Postupně na misku přidaacutevaacuteme zaacutevažiacute až siloměr

ukazuje přesně siacutelu 1 N Vyacutesledek (hmotnost zaacutevažiacute) zapiacutešeme do tabulky

6 K LabQuestu připojiacuteme senzor siacutely stisku ruky HD-BTA Měřiacuteme

postupně siacutelu stisku ruky pro pravou a levou ruku

7 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Měřiacuteme siacutelu stisku ruky

po dobu 60 sekund ndash nepřerušovaně držiacuteme Sledujeme jak siacutela stisku

v průběhu času ochabuje

9 Bod 5 6 a 7 opakujeme pro siacutelu stisku mezi prsty

- 31 -

10 K LabQuestu připojiacuteme plošnyacute siloměr FP-BTA Přepneme na většiacute

rozsah 0 ndash 3 500 N Postaviacuteme se na tento siloměr Změřiacuteme siacutelu kterou člověk

působiacute na zem (tiacuteha G) Zapiacutešeme do tabulky Určiacuteme hmotnost člověka

11 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

12 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sledujeme jak se

měniacute tlakovaacute siacutela při dřepu kliku vyacuteskoku při běžneacute chůzi (jedna noha střiacutedaacute

druhou) při přitisknutiacute senzoru ke stěněhellip

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute jak se měniacute siacutela působiacuteciacute na plošnyacute siloměr FP-BTA při

jiacutezdě vyacutetahem když na něm stojiacuteme (vliv zrychlovaacuteniacute zpomalovaacuteniacute)

2 Polož plošnyacute siloměr na židli sedni si na něj a vyzkoušej jakou silou

působiacuteš na židli

3 Na siloměr DFS-BTA zavěsiacuteme hranol Určiacuteme velikost siacutely kterou

přitahuje Země hranol Taacutehneme tento hranol po podložce a změřiacuteme velikost

tahoveacute siacutely Porovnaacuteme tyto dvě siacutely

4 Proveďte statistickyacute průzkum ve třiacutedě o kolik je u pravaacutekůlevaacuteků silnějšiacute

pravaacutelevaacute ruka (holekkluků) Vypočiacutetejte průměrneacute hodnoty

- 32 -

Elektrickeacute vlastnosti laacutetek

18 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovaacuteniacute těles

Jeho jednotkou je coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při

pokusech ve třiacutedě pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů)

1 nC je přibližně 6 000 000 000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj

elektronuhellip) Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj

(na skleněneacute tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně

nabiteacute těleso maacute viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute

protony K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič

naacuteboje

Ciacutel

Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute

při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute

Pomůcky

LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA tělesa (plechovka na polystyreacutenu kovoveacute

kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute

těles

- 33 -

Scheacutema

Postup

1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou

krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku

připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou

zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě

kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru

zvoliacuteme rozsah plusmn 100 nC

2 Zapneme LabQuest

- 34 -

3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem

ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj

Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky

5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence

2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj

z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute

naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)

Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky

9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute

tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)

10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu

3times3 mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle

Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm

Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je

11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech

(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)

- 35 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pouze přibližujeme a vzdalujeme nabitou tyč (ebonitovou nebo skleněnou)

k tělesu (plechovce) a sledujeme jak se měniacute naacuteboj O jakyacute jev se jednaacute Čiacutem

je způsoben

2 Plechovku připojiacuteme ke zdroji kladneacuteho vn napětiacute (nabije se kladně) Měřič

naacuteboje připojiacuteme ke kovoveacute kuličce na izolovaneacutem držaacuteku Zapneme měřeniacute

a přejiacuteždiacuteme plynule v okoliacute svisleacute stěny plechovky (nedotyacutekaacuteme se) přibližně

ve stejneacute vzdaacutelenosti Sledujeme naměřeneacute hodnoty Co můžeme usoudit

o rozloženiacute naacuteboje na povrchu plechovky

- 36 -

Magnetismus 19 MAGNETICKAacute INDUKCE

MAGNETICKEacute POLE

Fyzikaacutelniacute princip

Magnetickou indukciacute nazyacutevaacuteme jev při ktereacutem se tělesa s feromagnetickyacutemi

vlastnostmi v bliacutezkosti magnetu zmagnetujiacute Magnet vytvaacuteřiacute ve sveacutem okoliacute

magnetickeacute pole ktereacute můžeme znaacutezornit soustavou magnetickyacutech

indukčniacutech čar Pomociacute magnetky (malyacute magnet) můžeme bdquozmapovatldquo

magnetickeacute pole ndash určit směr indukčniacutech čar Mnohem rychleji lze obrazec

indukčniacutech čar určit pomociacute železnyacutech pilin

Magnetickeacute pole popisuje veličina magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji

v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou indukci měřiacuteme teslametrem Zemskeacute

magnetickeacute pole v ČR maacute magnetickou indukci 0048 mT

Ciacutel

Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute permanentniacuteho

magnetu Změřit magnetickou indukci magnetickeacuteho pole Země

- 37 -

Pomůcky

LabQuest teslametr MG-BTA permanentniacute magnet

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Na teslametru

nastaviacuteme rozsah 64 mT Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 38 -

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k severniacutemu poacutelu magnetu

a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi

5 sekund)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k jižniacutemu poacutelu magnetu

a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi

5 sekund)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně pohybujeme (asi 5 sekund) teslametrem kolmo k podeacutelneacute ose

magnetu k jižniacutemu poacutelu magnetu a potom pomalu vzdalujeme teslametr od

severniacuteho poacutelu magnetu (asi 5 sekund) Uložiacuteme měřeniacute

6

7 Otevřeme novyacute soubor a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve

vodorovneacute rovině otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země

Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum (N a S magnetickyacute poacutel)

- 39 -

Z maximaacutelniacutech hodnot odečteme vodorovnou amplitudu magnetickeacute indukce B

Země

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve

svisleacute rovině (N-S směr) otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země

Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum Maximaacutelniacute hodnota je

hodnotou magnetickeacute indukce B Země

9

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Urči sklon indukčniacute čaacutery magnetickeacuteho pole u naacutes v ČR vzhledem

k povrchu země

- 40 -

Elektrickyacute obvod 110 ELEKTRICKYacute PROUD

ELEKTRICKEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute proud je uspořaacutedanyacute pohyb nabityacutech čaacutestic Elektrickyacute proud se

označuje piacutesmenem I Jeho jednotkou je ampeacuter (A)

Elektrickeacute napětiacute se označuje piacutesmenem U Jednotkou elektrickeacuteho napětiacute je

volt (V)

Elektrickyacute proud měřiacuteme ampeacutermetrem a napětiacute voltmetrem

Ciacutel

Změřit proud prochaacutezejiacuteciacute žaacuterovkou Změřit napětiacute na žaacuterovce Pozorovat jak

žaacuterovka sviacutetiacute při různyacutech hodnotaacutech proudu (uacutečinky proudu)

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat

100 Ω žaacuterovka 35 V03 A

- 41 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x

zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat ndash

Ampeacutermetr Reostat 100 Ω nastaviacuteme na min hodnoty odporu (napětiacute)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 42 -

5 Reostatem 100 Ω pomalu (20 s) zvětšujeme proud (směrem k max) až ho

vytočiacuteme do krajniacute polohy (max) Hodnota proudu nesmiacute překročit 06 A

Zobrazuje se tzv V-A charakteristika žaacuterovky Po vykresleniacute celeacuteho grafu

zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro různeacute žaacuterovky

7 Vysloviacuteme zaacutevěr (při jakeacute hodnotě proudu žaacuterovka začiacutenaacute sviacutetit)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř V-A charakteristiku pro rezistor 100 Ω a 50 Ω

- 43 -

Elektrickeacute pole 111 ZDROJE ELEKTRICKEacuteHO

NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Zdroje elektrickeacuteho napětiacute jsou elektraacuterny galvanickeacute člaacutenky a akumulaacutetory

- 44 -

Ciacutel

Změřit jak se měniacute napětiacute při vybiacutejeniacute (použiacutevaacuteniacute) zdroje ndash vybiacutejeciacute křivku

Pomůcky

LabQuest držaacutek baterie a rezistor ampeacutermetr DCP-BTA voltmetr VP-BTA

zdroj elektrickeacuteho napětiacute ndash galvanickyacute člaacutenek akumulaacutetor

- 45 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 a voltmetr VP-BTA ke

vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

12 h Frekvence 300 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat (spiacutenač je vypnutyacute)

4 Sepneme spiacutenač Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na

LabQuestu

5 Když začne napětiacute klesat pod 1V zastaviacuteme měřeniacute

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vytvoř si jednoduchyacute galvanickyacute

člaacutenek z jablka (nebo citronu)

železneacuteho hřebiacuteku a měděneacuteho draacutetu

podle obraacutezku Změř voltmetrem

zaacutevislost napětiacute v zaacutevislosti na čase

(připoj rezistor 1 000 Ω)

- 46 -

2 Změř vybiacutejeciacute křivku pro různeacute zdroje Urči kapacitu člaacutenku Porovnej

se jmenovitou kapacitou

3 Jakeacute vyacutehody maacute elektrickeacute napětiacute z bateriiacute oproti napětiacute ze zaacutesuvek Jakeacute

nevyacutehody naopak majiacute baterie

- 47 -

Elektrickyacute obvod 112 UacuteČINKY ELEKTRICKEacuteHO

PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute proud maacute pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute

uacutečinky Jednoducheacute spotřebiče můžeme rozdělit podle uacutečinků elektrickeacuteho

proudu na pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute spotřebiče

Ciacutel

Ověřit pohyboveacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na elektromotor

Ověřit světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

Ověřit magnetickeacute uacutečinky (magnetickaacute indukce) elektrickeacuteho proudu

prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

Ověřit chemickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho kapalinou

(vodou)

Ověřit tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA

teploměr TMP-BTA ciacutevka 166 a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu

a napětiacute BK 127 žaacuterovka 12 V spiraacutela luxmetr LS-BTA voltmetr 30 V-BTA

- 48 -

Scheacutema

a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

- 49 -

b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

Postup

a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

1 Připojiacuteme luxmetr LS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-

BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematuj ndash spiacutenač je

rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr

- 50 -

a voltmetr Žaacuterovku s luxmetrem můžeme zakryacutet krabiciacute aby luxmetr neměřil

osvětleniacute pozadiacute

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06A Na ose y zvoliacuteme Osvětleniacute a Spojovat body

Dole 0 a Nahoře 600 lx

4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme

napětiacute Vlevo 0 Vpravo 16 V Na ose y zvoliacuteme Proud a Spojovat body Dole

0 a Nahoře 04 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme

spiacutenač

6 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (do 12 V) Kontrolujeme proud

ndash max 06A Luxmetrem měřiacuteme osvětleniacute způsobeneacute žaacuterovkou

b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

- 51 -

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max

06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky

c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-

BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu ndash spiacutenač je

rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr

a voltmetr Teploměr se spiraacutelou vložiacuteme do kaacutedinky s vodou

- 52 -

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 000 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Napětiacute a Spojovat body

Dole 0 a Nahoře 25 V

4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme

čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Teplota a Spojovat body

Dole 20 a Nahoře 35 degC Regulovatelnyacutem zdrojem nastaviacuteme napětiacute (na

20 V) Kontrolujeme proud ndash max 10 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme

spiacutenač

6 Teploměrem měřiacuteme teplotu vody zahřiacutevaneacute spiraacutelou

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakeacute jsou uacutečinky elektrickeacuteho proudu v jednotlivyacutech

přiacutepadech

- 53 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ve ktereacutem elektrickeacutem přiacutestroji se projevuje současně několik uacutečinků

elektrickeacuteho proudu

2 Jakyacutech uacutečinků elektrickeacuteho proudu využiacutevaacute elektrickyacute zvonek

3 Změř jak zaacutevisiacute siacutela F přitahujiacuteciacute jaacutedro na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho

ciacutevkou Kde se toho daacute využiacutet

4 Chemickeacute uacutečinky viz uacuteloha 116 Elektrickyacute proud v kapalinaacutech

5 Změř pohyboveacute uacutečinky el proudu na otaacutečeniacute elektromotoru Pohyb můžeš

sniacutemat luxmetrem

- 54 -

Elektrickyacute obvod 113 MAGNETICKEacute VLASTNOSTI

ELEKTRICKEacuteHO PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Prochaacuteziacute-li vodičem elektrickyacute proud vznikaacute v jeho okoliacute magnetickeacute pole

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar kružnic Kružnice ležiacute v rovinaacutech kolmyacutech

na vodič a majiacute středy v bodech vodiče Magnetickeacute pole popisuje veličina

magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou

indukci měřiacuteme teslametrem

Ciacutel

Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute vodiče v zaacutevislosti na

velikosti elektrickeacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest teslametr MG-BTA ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj

napětiacute vodič

- 55 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu a ampeacutermetr

HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Na teslametru nastaviacuteme rozsah 64 mT

Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 56 -

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 5 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Teslametr umiacutestiacuteme bliacutezko vodiče (1 cm) Stiskneme tlačiacutetko START

(měřeniacute) na LabQuestu a pomalu rovnoměrně zvětšujeme napětiacute

(proud) na zdroji Uložiacuteme měřeniacute

5 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce na velikosti proudu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Velikost magnetickeacute indukce okolo rovneacuteho dlouheacuteho vodiče ve vzdaacutelenosti

d můžeme vypočiacutetat pomociacute Biot-Savartova zaacutekona (někdy teacutež Biot-Savart-

Laplaceova)

7 74π 10 2 102π 2π

I I IB

d d d (přibližně ve vzduchu)

2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale v zaacutevislosti na vzdaacutelenosti d ndash měřiacuteme

praviacutetkem a vklaacutedaacuteme po jednotlivyacutech krociacutech Nastaviacuteme určitou hodnotu

proudu

- 57 -

Elektrickyacute obvod 114 MAGNETICKEacute POLE CIacuteVKY

Fyzikaacutelniacute princip

Ciacutevka vznikne když vodič navineme na povrch vaacutelce nebo hranolu

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery uvnitř ciacutevky jsou rovnoběžneacute s jejiacute osou

Magnetickaacute indukce uvnitř velmi dlouheacute ciacutevky maacute velikost NI

Bl

kde I

je velikost proudu N je celkovyacute počet zaacutevitů a l je deacutelka ciacutevky

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce B na velikosti proudu I prochaacutezejiacuteciacuteho

ciacutevkou

Pomůcky

LabQuest rezistor 10Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA ciacutevka 166

a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127

- 58 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 59 -

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max

06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky

6 Vysloviacuteme zaacutevěr - jak zaacutevisiacute mag indukce B na velikosti elektrickeacute

proudu I

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ze znalosti počtu zaacutevitů deacutelky ciacutevky a proudu spočiacutetej magnetickou

indukci

2 Změň ciacutevku a opakuj měřeniacute

3 Změř jak se měniacute magnetickaacute indukce po podeacutelneacute ose ciacutevky při daneacute

hodnotě proudu

- 60 -

Elektrickyacute obvod 115 ZKRAT

Fyzikaacutelniacute princip

Zkrat v elektrickeacutem obvodu je vodiveacute spojeniacute vodičů ktereacute vyřadiacute z obvodu

spotřebič Obvod se chraacuteniacute proti zkratu pojistkou nebo jističem Tavnaacute

pojistka je založena na tepelnyacutech uacutečinciacutech elektrickeacuteho proudu Jistiacuteciacutem

prvkem je tenkyacute draacutetek kteryacute se průchodem zkratoveacuteho proudu přepaacuteliacute a tiacutem

přerušiacute elektrickyacute obvod

Ciacutel

Ověřit funkci tavneacute pojistky Určit velikost zkratoveacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute tenkyacute

vodič tavnaacute trubičkovaacute pojistka ndash různeacute hodnoty proudu

- 61 -

Scheacutema

- 62 -

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme

obvod dle scheacutematu Spiacutenač je rozpojen Jako pojistku použijeme napřiacuteklad

tavnou trubičkovou pojistku 800 mA Jako zdroj plochou baterii

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Způsobiacuteme

ZKRAT

5 Vysloviacuteme zaacutevěr Jak rychle bdquozareagujeldquo tavnaacute pojistka

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus změřit pomociacute mikrometru průměr draacutetku a zkratovyacute proud tiacutemto

draacutetkem Změř draacutetky různyacutech průměrů Jak zaacutevisiacute hodnota zkratoveacuteho

proudu na průměru draacutetku

2 Proč nemůžeš použiacutet jako tavnou pojistku hřebiacutek

3 Zkus různeacute druhy materiaacutelů tavnyacutech draacutetků ndash Fe Cuhellip Jakyacute to maacute vliv na

velikost bdquozkratovaciacuteholdquo proudu

- 63 -

4 Zkus změřit dvě stejneacute pojistky (např 800 mA) ale jedna je bdquopomalaacuteldquo

a druhaacute bdquorychlaacuteldquo

5 Zkus změřit zkrat se dvěma paralelně zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi Jakyacute

maacute vliv kvalita zdroje na velikost zkratovaciacuteho proudu Změniacute se doba

přetaveniacute draacutetku

6 Zkus změřit zkrat se dvěma seacuteriově zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi

7 Proč při bdquoletmeacutem dotekuldquo (viz obraacutezek) před zkratem nenastal zkrat Proč

nastal až při staacuteleacutem doteku

- 64 -

Elektrickyacute obvod 116 ELEKTRICKYacute PROUD

V KAPALINAacuteCH

Fyzikaacutelniacute princip

Podmiacutenkou vodivosti kapalin je přiacutetomnost iontů Ionty vznikajiacute v kapalinaacutech

nejčastěji při rozpouštěniacute soliacute a kyselin

Ciacutel

Ověřit vznik iontů rozpouštěniacutem soli ve vodě měřeniacutem elektrickeacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr DCP-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute žaacuterovka

vanička a elektrody

- 65 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme

obvod dle scheacutema Spiacutenač je rozpojen

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

600 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Po

10 sekundaacutech nasypeme sůl do vody Pozorujeme jak se měniacute proud při

rozpouštěniacute soli v roztoku vody a soli jak vznikajiacute ionty

5 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus proveacutest stejneacute měřeniacute s různyacutem množstviacutem soli ndash 1 lžička 2 lžičkyhellip

2 Zkus různeacute druhy materiaacutelů elektrod ndash Fe Cu Zn C Pbhellip

3 Vyzkoušej různeacute soli

4 Vyzkoušej takeacute cukr

- 66 -

Pohyb tělesa 21 RYCHLOST POHYBU

Fyzikaacutelniacute princip

Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme

v metrech za sekundu m

s

nebo v kilometrech za hodinu km

h

U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se

rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)

Průměrnaacute rychlost je podiacutel celkoveacute draacutehy s a celkoveacute doby t za kterou těleso

draacutehu urazilo Průměrnaacute rychlost určenaacute ve velmi kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku se

nazyacutevaacute okamžitaacute rychlost Měřiacuteme ji tachometrem

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT

- 67 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 20 s

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute (knihou) nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost

pohybu dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a pak se

přibližovat a naacutesledně se vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost

chůze člověka (0 až 6 m)

- 68 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho

miacuteče od senzoru

f) Stejneacute jako za e) ale s mělkyacutem

papiacuterovyacutem kornoutem nebo

mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho

autiacutečka vlaacutečkuhellip

h) Měřiacuteme rychlost voziacutečku na

voziacutečkoveacute draacuteze VDS (vodorovneacute

šikmeacute)

5 Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

2 Překreslete grafy v = f(t) na grafy s = f(t) a naopak

3 Nakreslete graf v = f(t) a potom se podle něj pohybujte (viz 4 b)

- 69 -

Pohyb tělesa 22 DRAacuteHA ROVNOMĚRNEacuteHO

A NEROVNOMĚRNEacuteHO POHYBU

Fyzikaacutelniacute princip

Těleso se pohybuje rovnoměrnyacutem pohybem jestliže se pohybuje staacutele stejnou

rychlostiacute Těleso se pohybuje nerovnoměrnyacutem pohybem jestliže se jeho

rychlost měniacute

Draacutehu rovnoměrneacuteho i nerovnoměrneacuteho pohybu můžeme určit z grafu

časoveacuteho průběhu rychlosti jako plochu mezi tiacutemto grafem a časovou osou

(osou x)

Ciacutel

Určit zda danyacute pohyb je rovnoměrnyacute nebo nerovnoměrnyacute a draacutehu tohoto

pohybu

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD voziacuteček draacuteha pro mechaniku VDS

- 70 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

LabQuestu a ten přes USB do PC Pomociacute digitaacutelniacutech vah určiacuteme hmotnost

voziacutečku

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Draacuteha je velmi miacuterně nakloněnaacute

3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme k PC Přepiacutenač ultrazvukoveacuteho senzoru

přepneme na voziacuteček

- 71 -

4 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Deacutelka

10 s Vzorkovaciacute frekvence 20 vzorkůsekunda

5 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru pustiacuteme ho

a současně zapneme sběr dat Voziacuteček bude střiacutedavě sjiacuteždět a vyjiacuteždět

(po odrazu od magnetickeacuteho naacuterazniacuteku) po draacuteze Uložiacuteme měřeniacute

6 Draacutehu postaviacuteme vodorovně (můžeme zkontrolovat vodovaacutehou)

7 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru uvedeme ho do

pohybu a současně zapneme sběr dat

8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy se pohyboval voziacuteček rovnoměrně a kdy

nerovnoměrně

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Určiacuteme draacutehu - plochu pod grafem časoveacuteho průběhu rychlosti

2 Můžeme proveacutest stejnaacute měřeniacute s miacutečem

- 72 -

Siacutely a jejich vlastnosti

23 MĚŘENIacute SIacuteLY ndash ŠPEJLE

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se

piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N

Ciacutel

Změřit průhyb volneacuteho konce d špejle na působiacuteciacute siacutele F Měřeniacute proveacutest pro

různeacute deacutelky l

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma špejle

- 73 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)

2 Zapneme LabQuest

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty

Naacutezev deacutelka

Jednotky cm

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf K siloměru připevniacuteme konec špejle (viz

scheacutema) ndash špejle ukazuje na měřiacutetku 0 cm Siloměr bdquovynulujemeldquo

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

7 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 74 -

8 Siloměr posuneme tak aby ohnutaacute špejle ukazovala na měřiacutetku 1 cm

9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK

11 Opakujeme body 8 a 9 pro 2 cm 3 cm 4 cm a 5 cm

12 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

13 Měřeniacute zopakujeme pro různeacute deacutelky špejle

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro různeacute špejle (tloušťka tvar) Jak zaacutevisiacute průhyb špejle

na jejiacutem tvaru Kde a jak se toho využiacutevaacute

- 75 -

Siacutely a jejich vlastnosti

24 II NEWTONŮV POHYBOVYacute ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Čiacutem je většiacute siacutela F tiacutem jsou vyacuteraznějšiacute i změny rychlosti v pohybu tělesa Čiacutem

je většiacute hmotnost m tělesa tiacutem jsou změny rychlosti v pohybu tělesa menšiacute

Ciacutel

Ověřit II Newtonův pohybovyacute zaacutekon ndash zaacutekon siacutely

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA akcelerometr LGA-BTA senzor polohy

a pohybu MD-BTD souprava pro mechaniku VDS

- 76 -

Scheacutema

Postup

1 Senzor polohy a pohybu MD-BTD zapojiacuteme do konektoru DIG 1

LabQuestu Na voziacuteček připojiacuteme vlaacutekno a na něj zavěsiacuteme zaacutevažiacute o hmotnosti

10 g

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pustiacuteme voziacuteček

Zachytiacuteme jej těsně před koncem voziacutečkoveacute draacutehy Měřiacuteme rychlost pohybu

voziacutečku

5 Měřeniacute opakujeme se zaacutevažiacutem 20 g

6 Porovnaacuteme oba grafy

a) Jak se voziacuteček pohybuje (druh pohybu)

b) Jakyacute maacute vliv velikost siacutely F na pohyb voziacutečku

7 Na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g) ndash viz fotografie vyacuteše

8 Zopakujeme měřeniacute v bodech 1 až 6

- 77 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Na voziacuteček připevni siloměr a akcelerometr Změř jak zaacutevisiacute změna

rychlosti v (zrychleniacute) na velikost siacutely F Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam

dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence 20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Tahaacuteme za siloměr tam

a zpět (voziacuteček se pohybuje) Sledujeme jak zaacutevisiacute změna rychlosti v

(zrychleniacute) na velikost siacutely F

2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g)

Porovnaacuteme obě měřeniacute

- 78 -

Siacutely a jejich vlastnosti

25 SMYKOVEacute TŘENIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Smykoveacute třeniacute vznikaacute když se dvě tělesa z pevnyacutech laacutetek po sobě smyacutekajiacute

Siacutela kteraacute braacuteniacute posouvaacuteniacute těles se nazyacutevaacute třeciacute siacutela Abychom uvedli těleso

do rovnoměrneacuteho pohybu musiacuteme vynaložit většiacute siacutelu tzv klidovou třeciacute siacutelu

Siacutelu kterou těleso tlačiacute na podložku nazyacutevaacuteme tlakovou siacutelu

Ciacutel

Určit třeciacute siacutelu klidovou třeciacute siacutelu tlakovou siacutelu a poměr tlakoveacute a třeciacute siacutely

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA stejnaacute tělesa (kvaacutedry učebnicehellip)

- 79 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se pomalu

a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce

- 80 -

4 Na grafu jsou pro naacutes dvě zajiacutemaveacute oblasti V zeleneacute oblasti je maximaacutelniacute

siacutela ndash klidovaacute třeciacute siacutela Ft0 = N V modreacute oblasti je pohybovaacute třeciacute siacutela

Ft = N Obě ziacuteskaacuteme tak že na dotykoveacute obrazovce označiacuteme taženiacutem

danou oblast a v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika Ft0 bude maximaacutelniacute siacutela

a Ft středniacute siacutela v modreacute oblasti

5 Tlakovou siacutelu Fn určiacuteme tak že těleso zavěsiacuteme na siloměr a změřiacuteme siacutelu

6 Potom vypočiacutetaacuteme poměr třeciacute siacutely Ft

a tlakoveacute siacutely Fn Označiacuteme jej f ndash součinitel

smykoveacuteho třeniacute

7 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři

kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute měřeniacute si

můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit

Naacutesledně zobrazit všechna tři měřeniacute naraacutez

- 81 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute je poměr velikostiacute třeciacutech sil v jednotlivyacutech měřeniacutech (jeden dva tři

kvaacutedry)

2 Vyzkoušej jineacute materiaacutely (těleso podložka)

3 Zkus pohyb kvaacutedru nerovnoměrnyacutem pohybem Jak se změniacute vyacutesledek

měřeniacute Naacutepověda Zopakuj si Newtonovy zaacutekony

4 Vyzkoušej si jako těleso (a) Zlateacute straacutenky

5 Zkus založit jednotliveacute listy dvou Zlatyacutech straacutenek (dvou učebnic) a zkus je

od sebe vysunout

6 Na čem zaacutevisiacute velikost třeciacute siacutely

- 82 -

Kapaliny 26 POVRCHOVEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vlastnosti povrchoveacute blaacuteny se nazyacutevaacute

povrchoveacute napětiacute Čiacutem je povrchoveacute napětiacute většiacute tiacutem snaacuteze se na jeho povrchu

mohou udržet různaacute tělesa Hodnoty povrchoveacuteho napětiacute lze naleacutezt v tabulkaacutech

Povrchoveacute napětiacute rtuti je 7kraacutet většiacute než povrchoveacute napětiacute vody ktereacute 2-3kraacutet

většiacute než povrchoveacute napětiacute lihu či petroleje

- 83 -

Ciacutel

Určit přibližně velikost povrchoveacute siacutely Fp pro různeacute deacutelky dřevěneacute špejle

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA dřevěnaacute špejle plochaacute naacutedoba s vodou nit

Scheacutema

- 84 -

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do CH 1 LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Na siloměr zavěsiacuteme špejli o deacutelce 30 cm na niti (viz scheacutema) Špejli

položiacuteme na hladinu kapaliny (vody)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Taacutehneme siloměrem

špejli z povrchu kapaliny

6 Z grafu odečteme rozdiacutel maximaacutelniacute hodnoty siacutely (kdy dochaacuteziacute k odtrženiacute

špejle z povrchu kapaliny) a siacutely kdy špejle visiacute na niti ndash viz obraacutezek

7 Vypočiacutetaacuteme poměr teacuteto siacutely a dvojnaacutesobku deacutelky špejle (deacutelka okraje

povrchoveacute blaacuteny) což je hodnota povrchoveacuteho napětiacute σ (Nm)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro jineacute kapaliny (liacuteh hellip) Přiacutepadně pro jineacute deacutelky špejliacute

- 85 -

Kapaliny 27 HYDROSTATICKYacute TLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Hydrostatickyacute tlak ph v hloubce h je roven součinu hloubky hustoty kapaliny

ρ a tiacutehoveacuteho zrychleniacute g

hp h g

Ciacutel

Změřit hydrostatickyacute tlak v hloubce h

Pomůcky

LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA odměrnyacute vaacutelec s měřiacutetkem

- 86 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru

přišroubujeme hadičku kterou můžeme izolepou přilepit na praviacutetko s uměleacute

hmoty tak že začaacutetek hadičky bude na bdquonuleldquo praviacutetka Tiacutem můžeme měřit

deacutelku ponořeniacute hadičky ndash hloubku v kapalině

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30 s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Ponořujeme pomalu rovnoměrnyacutem pohybem konec hadičky do hloubky

20 cm do vody v odměrneacutem vaacutelci a zpět POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do

senzoru

- 87 -

5 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 V menu Senzory ndash Zaacuteznam nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + hodnoty Naacutezev

Hloubka Jednotka cm

7 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

8 Hadička neniacute ponořenaacute Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na

LabQuestu

9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

11 Ponořiacuteme konec do hloubky 1 cm (sledujeme na stupnici praviacutetka)

12 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

13 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK

14 Opakujeme body 11 12 a 13 pro hodnoty uacutehlu 2 cm 3 cmhellip 20 cm

15 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme

16 Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice

(nebo soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)

Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute pro jinou kapalinu (liacuteh hellip)

2 Vyzkoušej měřeniacutem nezaacutevislost tlaku v kapalině na směru

3 Ověř měřeniacutem že tlak kapaliny v naacutedobě nezaacutevisiacute na tvaru naacutedoby

- 88 -

Kapaliny 28 ARCHIMEDŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Vztlakovaacute siacutela Fvz působiacuteciacute na těleso v kapalině je rovna tiacutehoveacute siacutele kteraacute by

působila na kapalinu s objemem ponořeneacute čaacutesti tělesa

Pro vztlakovou siacutelu platiacute Fvz = Vρg V je objem ponořeneacute čaacutesti tělesa ρ je

hustota kapaliny g je konstanta (tiacutehoveacute zrychleniacute)

Ciacutel

Určit vztlakovou siacutelu Určit objem tělesa z Archimedova zaacutekona

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA naacutedoba s vodou těleso stojan

- 89 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence

5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute)

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Asi po 6 sekundaacutech

ponořiacuteme těleso do vody (nadzvedneme kaacutedinku s vodou a podsuneme pod

kaacutedinku podložku) a nechaacuteme dokončit měřeniacute

- 90 -

7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika

a stejně i vyacuteslednou siacutelu F (zaacutevažiacute ve vodě)

8 Vypočiacutetaacuteme vztlakovou siacutelu Fvz = FG ndash F

9 Vypočiacutetaacuteme objem tělesa ze vztlakoveacute siacutely

10 Ověřiacuteme určeniacute objemu tělesa vyacutepočtem (objem vaacutelce) nebo měřeniacutem

v odměrneacutem vaacutelci

11 Ověřiacuteme určeniacute tiacutehoveacute siacutely zvaacuteženiacutem tělesa

12 Vypočiacutetaacuteme hustotu tělesa a ověřiacuteme ji v tabulkaacutech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro jinaacute tělesa

- 91 -

Kapaliny 29 PASCALŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Působiacute-li na kapalinu v uzavřeneacute naacutedobě vnějšiacute tlakovaacute siacutela zvyacutešiacute se tlak ve

všech miacutestech stejně (Pascalův zaacutekon)

Ciacutel

Změřit hydrostatickyacute tlak v různyacutech hloubkaacutech při změně vnějšiacute tlakoveacute siacutely

Pomůcky

LabQuest 2ks tlakoveacute čidlo GPS-BTA PET laacutehev s měřiacutetkem

- 92 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakovaacute čidla GPS-BTA ke vstupům CH1 a CH2 LabQuestu

(nebo LabQuest Mini) K senzorům přišroubujeme hadičky ktereacute vedou přes

gumovou zaacutetku do PET laacutehve tak že konce hadiček budou v různyacutech

hloubkaacutech (rozdiacutel asi 20 cm) Tiacutem dosaacutehneme toho že počaacutetečniacute tlak bude

u obou senzorů různyacute

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Vynulujeme oba

tlaky (hadičky nejsou ponořeny ve vodě)

3 Napustiacuteme PET laacutehev vodou a zasuneme hadičky do PET (senzory musiacute byacutet

vyacuteše než je PET laacutehev ndash POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do senzoru)

Utěsniacuteme zaacutetku

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Malou silou stlačujeme rukou PET laacutehev

6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

- 93 -

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak se měniacute tlak v různyacutech hloubkaacutech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute PET laacutehev položenou vodorovně

2 Provedeme měřeniacute pro spojeneacute naacutedoby ndash dvě PET laacutehve nebo dvě injekčniacute

střiacutekačky

- 94 -

Plyny 210 ATMOSFEacuteRICKYacute TLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře

probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute

meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkosthellip

Atmosfeacuterickyacute tlak je tlak vzduchu na zemskyacute povrch a značiacuteme ho pa

Atmosfeacuterickyacute tlak měřiacuteme barometrem Hodnota atmosfeacuterickeacuteho tlaku zaacutevisiacute

na počasiacute a na nadmořskeacute vyacutešce

Ciacutel

Určit jak se měniacute atmosfeacuterickyacute tlak v troposfeacuteře

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA

- 95 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme barometr BAR-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 96 -

3 Senzor (barometr) umiacutestiacuteme těsně nad povrchem země

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pomalu

zvedaacuteme senzor (v miacutestnosti) vzhůru ke stropu (miacutestnosti) a přiacutepadně zase dolů

5 Provedeme analyacutezu naměřenyacutech hodnot a porovnaacuteme je s tabulkovyacutemi

hodnotami

6 Můžeme proveacutest delšiacute měřeniacute na jednom miacutestě Nastaviacuteme v menu Senzory

ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 72 h (3 dny) Frekvence 20 čteniacuteh Zvoliacuteme zobrazeniacute

Graf

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Vyslov zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak zaacutevisiacute změna tlaku na nadmořskeacute vyacutešce můžeme zkoumat takeacute při

pohybu na schodech nebo ve vyacutetahu Přitom můžeme ještě zadaacutevat změnu

nadmořskeacute vyacutešky

2 Připojeniacutem teploměru a vlhkoměru můžeme zkoumat jak spolu souvisiacute

teplota tlak vlhkost v průběhu dne

3 Daacutele můžeme zkoumat jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute

4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom

miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty

5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď

stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem

- 97 -

- 98 -

Pracovniacute list pro žaacuteky

Plyny 211 ZAacuteKLADY METEOROLOGIE

Fyzikaacutelniacute princip

Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře

probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute

meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkost hellip

Připojeniacutem teploměru barometru vlhkoměru k LabQuestu (počiacutetači)

ziacuteskaacuteme termograf barografhellip

Ciacutel

Určit jak se měniacute teplota tlak vlhkost v troposfeacuteře

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA

- 99 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA

barometr BAR-BTA a vlhkoměr RH-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

72 h Frekvence 20 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Senzory umiacutestiacuteme 2 m nad povrchem země nejleacutepe do stiacutenu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 V průběhu sledujeme jak se měniacute počasiacute

6 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute podmiacutenky ndash ročniacute obdobiacute

nadmořskaacute vyacuteškahellip Vyslov zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak spolu souvisiacute teplota tlak vlhkost Zdůvodni

2 Jak se měniacute teplota tlak a vlhkost v průběhu dne Zdůvodni

3 Jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute

4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom

miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty

5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď

stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem

- 100 -

- 101 -

Plyny 212 PŘETLAK A PODTLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Plyn maacute v naacutedobě podtlak jestliže je tento tlak nižšiacute než atmosfeacuterickyacute Plyn

maacute v naacutedobě přetlak jestliže je tento tlak většiacute než atmosfeacuterickyacute

Ciacutel

Změřit přetlak a podtlak plynu v naacutedobě

Pomůcky

LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA barometr BAR-BTA PET laacutehev

nafukovaciacute dětskyacute baloacutenek

- 102 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru

přišroubujeme injekčniacute střiacutekačku s nastavenou hodnotou objemu bdquo10 mlldquo dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Tlakem na piacutest vyvolaacutevaacuteme přetlak a podtlak a přetlak

- 103 -

5 Měřeniacute uložiacuteme

6 K senzoru připojiacuteme (našroubujeme) skleněnou baňku naplněnou

vzduchem Teplota plynu uvnitř je stejnaacute jako v okoliacute

7 Opakujeme předchoziacute měřeniacute s tiacutem že baňku (tiacutem i plyn) ohřiacutevaacuteme v tepleacute

vodě a ochlazujeme ve studeneacute (kostky ledu) vodě Pozorujeme jak se měniacute

tlak

8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy nastaacutevaacute přetlak a kdy podtlak

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak můžeme přetlak a podtlak vytvořit

2 Kde se přetlak a kde se podtlak využiacutevaacute

3 Změř přetlak v baloacutenku Jak se měniacute s průměrem baloacutenku

4 Připoj k senzoru PET laacutehev Zkus mačkat laacutehev a měřit hodnotu přetlaku

5 Ohřej plyn v PET laacutehvi (horkou vodou) Uzavři PET laacutehev a ochlazuj laacutehev

(plyn) Měř podtlak uvnitř laacutehve

- 104 -

SVĚTELNEacute JEVY 213 STIacuteN A POLOSTIacuteN

Fyzikaacutelniacute princip

Stiacuten je prostor za tělesem do něhož nepronikaacute světlo ze zdroje Polostiacuten je

prostor za tělesem do ktereacuteho pronikaacute světlo pouze z čaacutesti zdroje

Ciacutel

Pomociacute senzoru světla určit intenzitu osvětleniacute v oblasti stiacutenu a polostiacutenu

Pomůcky

LabQuest žaacuterovka 12 V20 W světelnyacute senzor TILT-BTA nebo luxmetr LS-

BTA těleso

- 105 -

Scheacutema

Postup

1 Světelnyacute senzor TILT-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu

3 Zapneme LabQuest

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence 10 sndash1

Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Senzorem

světla TILT-BTA plynule pohybujeme nad oblastiacute stiacutenu a polostiacutenu z jedneacute

strany na druhou (viz scheacutema asi 10 s)

- 106 -

6 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakaacute intenzita osvětleniacute v jednotlivyacutech oblastech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Měřeniacute opakujeme se dvěma zdroji světla

2 Měřeniacute opakujeme s jinyacutem tělesem (jinyacute tvar)

- 107 -

SVĚTELNEacute JEVY 214 BARVY SVĚTLA

Fyzikaacutelniacute princip

Biacuteleacute světlo se při průchodu skleněnyacutem hranolem rozklaacutedaacute na jednoducheacute barvy

ndash vznikaacute tak spektrum

Jsou v něm tyto barvy fialovaacute indigovaacute modraacute žlutaacute oranžovaacute a červenaacute

- 108 -

Ciacutel

Pomociacute spektrofotometru určit spektrum biacuteleacuteho světla (slunečniacuteho) Daacutele určit

spektrum odraženeacuteho světla různyacutech barevnyacutech papiacuterů

Pomůcky

LabQuest spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem různě barevneacute

papiacutery

- 109 -

Scheacutema

Postup

1 Spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem zapojiacuteme do USB konektoru

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 V menu Senzory ndash Změnit jednotky ndash USB Spektrometr zvoliacuteme Intenzita

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Optickeacute vlaacutekno namiacuteřiacuteme na nebe (ve dne)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Změřiacuteme

emisniacute spektrum bdquobiacuteleacuteho světlaldquo

6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

7 Zopakujeme a uklaacutedaacuteme měřeniacute s tiacutem že těsně před optickeacute vlaacutekno

vklaacutedaacuteme různě barevneacute papiacutery (tělesa)

- 110 -

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pomociacute spektrofotometru změř spektra barev na monitoru Vyslov zaacutevěr

- 111 -

Praacutece a energie 31 PRAacuteCE

Fyzikaacutelniacute princip

Praacutece je fyzikaacutelniacute veličina Označuje se piacutesmenem W a jejiacute jednotkou je joule

(značka J) Je-li F siacutela působiacuteciacute na těleso ve směru trajektorie vykonaacute se při

přesunutiacute tělesa o draacutehu s praacutece W = Fs

Ciacutel

Určit praacuteci při přesunutiacute tělesa

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA senzor polohy MD-BTD stejnaacute tělesa (kvaacutedry

učebnicehellip)

- 112 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N Senzor polohy zapojiacuteme do konektoru

DIG 1

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes

3 Zvoliacuteme zaacuteložku tabulka V menu Tabulka zvoliacuteme Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute

sloupec Naacutezev ndash Praacutece Jednotka ndash J Tvar vyacuterazu XY Sloupec pro X ndash Siacutela

Sloupec pro Y ndash Poloha

4 Sestaviacuteme měřeniacute podle scheacutema Vynulujeme oba senzory ndash menu Senzory

ndash Vynulovat ndash Čidlo polohy a pohybu Siloměr Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se

pomalu a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce

- 113 -

6 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute

měřeniacute si můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit

7 Zaacutevěr ndash vyhodnotiacuteme jednotliveacute grafy a vykonanou praacuteci

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Kdy je praacutece nulovaacute (viz graf)

2 Kdy se praacutece konaacute (viz graf)

3 Vyzkoušej vykonat praacuteci při natahovaacuteniacute pružiny

4 Vyzkoušej vykonat praacuteci při zvedaacuteniacute tělesa

5 Vyzkoušej vykonat praacuteci při překlaacutepěniacute tělesa

- 114 -

Praacutece a energie 32 ENERGIE POLOHOVAacute

A POHYBOVAacute

Fyzikaacutelniacute princip

Polohovaacute energie Ep je druh mechanickeacute energie kterou těleso ziacuteskaacute při

zvyšovaacuteniacute sveacute nadmořskeacute vyacutešky Vypočiacutetaacuteme ji Ep= mgh Pohybovaacute energie

Ek je druh mechanickeacute energie kterou maacute pohybujiacuteciacute se těleso Vypočiacutetaacuteme ji

Ek= frac12mv2

Ciacutel

Pohybovou a polohovou energii kmitaveacuteho pohybu

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT těleso (zaacutevažiacute)

pružina stojan metr

- 115 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

LabQuestu

2 Určiacuteme tuhost použiacutevaneacute pružiny

- 116 -

3 Zapneme LabQuest

4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 10 s

5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Zvaacutežiacuteme zaacutevažiacute na digitaacutelniacutech vahaacutech a zavěsiacuteme ho na pružinu a pod

zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor a budeme měřit vzdaacutelenost a rychlost

kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině

7 Uvedeme zaacutevažiacute do kmitaveacuteho pohybu

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 117 -

9 Soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu

10 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku

a rovnici pro Ek

11 V menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku

jednotku a rovnici pro Ep

- 118 -

12 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku

a rovnici pro E

- 119 -

13 Zobraziacuteme grafy pro průběhy energiiacute

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změniacuteme dobu trvaacuteniacute na 300 s Opakujeme měřeniacute Co pozorujeme Jak se

měniacute energie

2 Jinyacute postup určeniacute tuhosti pružiny k

a) Na siloměr zavěsiacuteme pružinu

b) Vyznačiacuteme na pozadiacute (tabule) konec pružiny bdquoznačku ndash 0 cmldquo Daacutele si

pomociacute praviacutetka vyznačiacuteme značky 5 10 15 20 hellip cm

c) V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty

Naacutezev Prodlouženiacute Jednotky cm

- 120 -

d) Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

e) Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

f) Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

g) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

h) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

i) Prodloužiacuteme pružinu o 5 cm

j) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

k) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 5 cm a stiskneme OK

l) Opakujeme body i) j) a k) pro 10 15 20 hellipcm

m) Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

n) Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice

Přiacutemaacute uacuteměrnost

o) Z grafu určiacuteme tuhost pružiny k ndash je směrnice polopřiacutemky A vynaacutesobenaacute

100 (protože l jsme zadaacutevali v cm)

3 Opakujeme pro jineacute zaacutevažiacute nebo jinou pružinu

- 121 -

Praacutece a energie 33 UacuteČINNOST

Fyzikaacutelniacute princip

Uacutečinnost je podiacutel vykonaneacute praacutece W a dodaneacute energie E W

E

Ciacutel

Určit uacutečinnost při ohřiacutevaacuteniacute vody lihovyacutem kahanem

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA kaacutedinka voda digitaacutelniacute vaacutehy lihovyacute kahan

laboratorniacute stojan

- 122 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 200 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Teploměr upevniacuteme do stojanu

4 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme praacutezdnou kaacutedinku mk = kg

5 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme vodu (např 200 ml) v kaacutedince m = kg

6 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme lihovyacute kahan mk0 = kg

7 Kaacutedinku upevniacuteme do stojanu postaviacuteme pod kaacutedinku kahan a zapaacuteliacuteme

ho

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 123 -

9 Po skončeniacute měřeniacute (1 200 s = 20 min) zvaacutežiacuteme znovu lihovyacute kahan

mk1 = kg a odečteme z grafu počaacutetečniacute teplotu vody t0 =hellip degC

a konečnou teplotu t1 = degC

10 Vypočiacutetaacuteme vykonanou praacuteci W = Q = cmt = 4 180 middot middot =

J

11 Vypočiacutetaacuteme dodanou energii E = Q = hm = h(mk0 ndash mk1) = 28 865 000 middot

E = J

12 Vypočiacutetaacuteme uacutečinnost

100

W

E

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

Vyacutehřevnost ethanolu je 28 865 000 Jmiddotkgndash1

1 Vypočiacutetej kolik dodaneacute energie přijme kaacutedinka ndash sklo

(c = 670 Jmiddotkgndash1

middot Kndash1

)

- 124 -

2 Kolik procent dodaneacute energie se bdquoztratiacuteldquo

3 Znaacuteš uacutečinnějšiacute způsob ohřiacutevaacuteniacute vody Jakou maacute uacutečinnost

( httpfyzwebczclankyindexphpid=132 )

4 Proč na grafu v okamžiku zamiacutechaacuteniacute s ohřiacutevanou vodou vznikajiacute nerovnosti

(viz vyacuteše) Proč teplota nejdřiacuteve rychleji stoupaacute a pak chviacuteli klesaacute

(po zamiacutechaacuteniacute) Proč teplota pak roste přibližně rovnoměrně

5 Proč graf (viz vyacuteše) neniacute lineaacuterniacute Čiacutem je to způsobeno

6 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-

202

- 125 -

Praacutece a energie 34 NAKLONĚNAacute ROVINA

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela potřebnaacute k pohybu tělesa po nakloněneacute rovině je tolikraacutet menšiacute než tiacutehovaacute

siacutela kolikraacutet je deacutelka roviny většiacute než jejiacute vyacuteška G

hF F

s Tiacutehovou siacutelu

vypočiacutetaacuteme FG = mg

Ciacutel

Ověřit platnost funkce h

F fs

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA digitaacutelniacute vaacutehy voziacuteček se zaacutevažiacutem nakloněnaacute

rovina deacutelkoveacute měřidlo

- 126 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme siloměr DFS-BTA do vstupu CH1 Změřiacuteme deacutelku nakloněneacute

roviny s = cm Zvaacutežiacuteme voziacuteček m = kg Vypočiacutetaacuteme velikost tiacutehoveacute

siacutely FG K siloměru připojiacuteme voziacuteček

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim

Udaacutelosti + Hodnoty Naacutezev Vyacuteška Jednotka cm OK Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute

grafu

- 127 -

3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute Siacutely (N) a na

vodorovneacute ose times Vyacuteška (cm)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Zvedneme

nakloněnou rovinu do vyacutešky 10 cm a stiskneme bdquospoušťldquo pro zadaacuteniacute teacuteto

hodnoty Opakujeme pro 20 cm 30 cm 40 cm

5 Ukončiacuteme měřeniacute

6 V menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Siacutela vybereme lineaacuterniacute rovnici

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proč graf funkce h

F fs

neprochaacuteziacute počaacutetkem Tzn když h = 0 pak

F = 0

2 Zkus změřit funkci h

F fs

pomociacute plynuleacuteho zvedaacuteniacute nakloněneacute

roviny Je potřeba nastavit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim Časovaacute

zaacutekladna

- 128 -

Tepelneacute jevy 35 KALORIMETRICKAacute ROVNICE

Fyzikaacutelniacute princip

Při tepelneacute vyacuteměně mezi dvěma tělesy platiacute kalorimetrickaacute rovnice Q1 = Q2

Po dosazeniacute

c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2) Index 1 je přiřazen teplejšiacutemu tělesu a index 2

chladnějšiacutemu tělesu

Ciacutel

Ověřit platnost kalorimetrickeacute rovnice c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2)

Pomůcky

LabQuest dva teploměry TMP-BTA dvě seřiacuteznuteacute PET laacutehve digitaacutelniacute vaacutehy

- 129 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 a druhyacute teploměr TMP-

BTA do vstupu CH2 LabQuestu Do naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme teplou

vodu o hmotnosti m1 a teplotě t1 Do druheacute naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme

studenou vodu o hmotnosti m2 a teplotě t2 Hmotnosti určiacuteme pomociacute digitaacutelniacute

vaacutehy Do prvniacute naacutedoby vložiacuteme prvniacute teploměr a do druheacute naacutedoby druhyacute

teploměr Teploměry můžeme upevnit do stojanů

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

120 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 130 -

3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute obou teplot a na

vodorovneacute ose x ponechaacuteme čas

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Přeložiacuteme teploměr

z naacutedoby se studenou vodou do naacutedoby s teplou vodou a současně přelijeme

studenou vodu do tepleacute a počkaacuteme až nastane rovnovaacutežnyacute stav

5 Ukončiacuteme měřeniacute

6 Z grafů odečteme teploty před tepelnou vyacuteměnou (t1 a t2) a po tepelneacute

vyacuteměně (t)

7 Vypočiacutetaacuteme teplo odevzdaneacute Q1 a teplo přijateacute Q2

8 Porovnaacuteme vyacutesledneacute hodnoty

9 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proč měřeniacute nevychaacuteziacute uacuteplně přesně Čiacutem je to způsobeno

2 Zkus stejneacute měřeniacute pro jedno kapalneacute těleso (voda) a jedno pevneacute těleso

(mosaznyacute vaacuteleček železnyacute vaacutelečekhellip)

3 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy

OHSP-202

- 131 -

Tepelneacute jevy 36 VEDENIacute TEPLA

Fyzikaacutelniacute princip

Zahřiacutevaacuteme-li jednu čaacutest podeacutelneacuteho tělesa z pevneacute laacutetky přenaacutešiacute se rychlejšiacute

pohyb atomů na dalšiacute a dalšiacute atomy Tiacutem se zvyšuje i teplota dalšiacutech čaacutestiacute

Tento jev se nazyacutevaacute vedeniacute tepla Laacutetky děliacuteme na tepelneacute vodiče (měď

hliniacutek hellip) a tepelneacute izolanty (vzduch plasty dřevo hellip)

Ciacutel

Ověřit šiacuteřeniacute tepla tepelnyacutem vodičem

Pomůcky

LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA tlustšiacute Cu vodič lihovyacute kahan dva

laboratorniacute stojany

- 132 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme čtyři teploměry TMP-BTA do vstupů CH1 až CH4 LabQuestu

LabQuest připojiacuteme k PC přes USB konektor Teploměry můžeme upevnit do

smyček vytvořenyacutech z tlustšiacuteho měděneacuteho draacutetu ndash viz scheacutema

2 Zapneme LabQuest V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat

nastaviacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzorek sekundu Zatrhneme Nepřerušenyacute

sběr dat

3 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a postaviacuteme ho pod konec Cu vodiče ndash viz scheacutema

4 V programu LoggerPro zvoliacuteme Sběr dat Nechaacuteme určitou

dobu běžet měřeniacute

5 Ukončiacuteme měřeniacute ndash v programu LoggerPro zvoliacuteme Zastavit

6 Porovnaacuteme naměřeneacute grafy

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

- 133 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus měřeniacute pro jinyacute pevnyacute tepelnyacute vodič

2 Zkus stejneacute měřeniacute pro kapalneacute těleso (voda v naacutedobě)

- 134 -

Termika 37 SOUTĚŽ TEPLOMĚRŮ

Fyzikaacutelniacute princip

Teplota popisuje stav tělesa Teplotu měřiacuteme teploměrem Teplota tělesa

zaacutevisiacute i na miacuteře ochlazovaacuteniacute Miacutera ochlazovaacuteniacute zaacutevisiacute i na vlhkosti povrchu

tělesa (podobně ochlazovaacuteniacute lidskeacuteho těla) Vypařujiacuteciacute se kapalina odvaacutediacute čaacutest

vnitřniacute energie tělesa ndash ochlazuje ho Miacutera ochlazovaacuteniacute tělesa zaacutevisiacute i na

odvaacuteděniacute vznikajiacuteciacutech par

Ciacutel

Porovnej rychlost ochlazovaacuteniacute tělesa na povrchu sucheacuteho a mokreacuteho tělesa

Pomůcky

LabQuest teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA rychlovarnaacute konvice s horkou

vodou utěrka

- 135 -

Scheacutema

Postup

1 V konvici si ohřejeme vodu

2 Teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1

LabQuestu

3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

4 Zastrčiacuteme teploměr do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute je

praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme

tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem nepohybujeme

- 136 -

5 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash

menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Zastrčiacuteme teploměr opět do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute

je praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme

tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem budeme nyniacute maacutevat

7 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash

menu Graf ndash Uložit měřeniacute

8 Body 4 až 7 znovu opakujeme ale s tiacutem že po vytaženiacute teploměru

z konvice teploměr rychle utřeme utěrkou

9 Zobraziacuteme všechny čtyři naměřeneacute grafy ndash menu Graf ndash Ukaacutezat graf ndash

Všechny grafy

10 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus stejneacute měřeniacute s vlažnou vodou

2 Vyzkoušej jinou kapalinu

3 Pokud maacuteme čtyři teploměry můžeme proveacutest měřeniacute bdquonajednouldquo

- 137 -

Tepelneacute jevy 38 VAR

Fyzikaacutelniacute princip

Var je děj při ktereacutem se kapalina přeměňuje v plyn v celeacutem objemu Teplota

při ktereacute dochaacuteziacute k varu se nazyacutevaacute teplota varu Jejiacute hodnota zaacutevisiacute nejen na

chemickeacutem složeniacute kapaliny ale takeacute na tlaku nad povrchem kapaliny Voda

vře za normaacutelniacuteho tlaku (1 013 hPa) při 100 degC Zaacutevislost teploty varu vody

na tlaku lze přibližně vyjaacutedřit rovniciacute 5

716 2810

pt

Ciacutel

Ověřit teplotu varu za normaacutelniacuteho tlaku Ověřit zaacutevislost teploty varu na tlaku

- 138 -

Pomůcky

LabQuest teploměr GoTemp nebo TMP-BTA baňka voda lihovyacute kahan

laboratorniacute stojan odměrnyacute vaacutelec

Scheacutema

- 139 -

Postup

1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr GoTemp nebo TMP-

BTA Do baňky nalijeme horkou vodu Sestaviacuteme pomůcky podle scheacutema

V odměrneacutem vaacutelci kteryacute určuje hodnotu tlaku par nad volnyacutem povrchem vařiacuteciacute

vody neniacute voda Tzn že nad vodou v baňce je atmosfeacuterickyacute tlak

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Režim

Udaacutelosti a hodnoty Naacutezev Tlak Jednotka Pa

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a ohřiacutevaacuteme vodu v baňce až dosaacutehne teploty varu

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Paacutery vznikajiacuteciacute nad volnyacutem povrchem v baňce mohou volně odchaacutezet

hadiciacute kteraacute uacutestiacute nad dnem odměrneacuteho vaacutelce

7 Při dosaženiacute teploty varu stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

8 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku (odečteme

z barometru) a stiskneme OK

- 140 -

9 Přilijeme do odměrneacuteho vaacutelce vodu do vyacutešky 5 cm nad uacutestiacutem hadice

10 Při dosaženiacute teploty varu (poznaacuteme to podle bublinek ktereacute budou

vystupovat do vody v odměrneacutem vaacutelci) stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

11 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku zvětšenou

o hodnotu hydrostatickeacuteho tlaku a stiskneme OK

12 Opakujeme body 9 10 a 11 pro hodnoty vyacutešky hladiny vody v odměrneacutem

vaacutelci 10 cm 15 cm 20 cm a 25 cm

13 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

14 Provedeme analyacutezu grafu Jakaacute je to funkce Porovnaacuteme vyacutesledky

s vyacutesledky v MFCh tabulkaacutech Určiacuteme rovnici lineaacuterniacute funkce t = f(p)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Na čem zaacutevisiacute teplota varu určiteacute kapaliny

2 Čiacutem se lišiacute var vody v otevřeneacutem a v uzavřeneacutem tlakoveacutem hrnci

3 Může voda vařit i při nižšiacute teplotě než 100 degC

4 Pomociacute vyacutevěvy změř teploty varu při nižšiacutem tlaku než je atmosfeacuterickyacute

- 141 -

Zvukoveacute jevy 39 KMITAVYacute POHYB

Fyzikaacutelniacute princip

Kmitaveacute pohyby se nazyacutevajiacute pohyby při kteryacutech vyacutechylka opakovaně roste

a klesaacute Kmit je periodicky se opakujiacuteciacute čaacutest kmitaveacuteho pohybu doba jeho

trvaacuteniacute je perioda T a počet kmitů za jednotku času je frekvence 1

fT

Ciacutel

Určit periodu T a frekvenci f kmitaveacuteho pohybu

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA těleso (zaacutevažiacute) pružina stojan metr

- 142 -

Scheacutema

- 143 -

Postup

1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest Na siloměr zavěsiacuteme pružinu

3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

50 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute) Těleso je v klidu

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika

Určiacuteme hmotnost tělesa Ověřiacuteme na digitaacutelniacutech vahaacutech

8 Uvedeme těleso do kmitaveacuteho pohybu

9 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Provedeme

analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice (nebo soubor

nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)

- 144 -

10 Z grafu určiacuteme periodu T a vyacutepočtem frekvenci f

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Určete periodu a kmitočet joja

2 Určete periodu a kmitočet zaacutevažiacute ponořeneacuteho v kapalině

3 Určete periodu a kmitočet kmitaacuteniacute praviacutetka

4 Měř kmitavyacute pohyb delšiacute dobu Co pozoruješ

- 145 -

Zvukoveacute jevy 310 ZVUK

Fyzikaacutelniacute princip

Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz

Ciacutel

Určit časovyacute diagram některyacutech zdrojů zvuku ndash ladičky klaacuteves hudebniacutech

naacutestrojůhellip

Určit frekvenci (vyacutešku) toacutenů c1 d

1 e

1 c

2 Určit hudebniacute intervaly těchto

toacutenů Předveacutest barvu toacutenů

Pomůcky

LabQuest mikrofon MCA-BTA zdroje zvuku (hudebniacute naacutestroje) ladičky

- 146 -

Scheacutema

Postup

1 Zapneme LabQuest

2 Připojiacuteme mikrofon MCA-BTA do vstupu CH1 LabQuestu nebo v menu

Senzory ndash Nastaveniacute senzorů zvoliacuteme INT ndash Vnitřniacute mikrofon

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Rozezvučiacuteme zdroj zvuku ndash hlaacuteska bdquoaldquo bdquoeldquo bdquosldquo

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Uklaacutedaacuteme naměřeneacute zvuky v menu Graf ndash Uložit měřeniacute nebo zvoliacuteme

Pomociacute kalkulačky určujeme kmitočty periodickyacutech zvuků Uložiacuteme soubor

- 147 -

- 148 -

7 Opakujeme body 4 5 a 6 pro toacuteny c1 d

1 e

1 c

2 Určujeme kmitočet

těchto toacutenů (změřiacuteme periodu a kmitočet vypočiacutetaacuteme) a jejich hudebniacute

intervaly

8 Naměřeneacute kmitočty toacutenů a vypočiacutetaneacute hodnoty hudebniacutech intervalů

porovnaacuteme s hodnotami v tabulce

Toacuten c1 d1 e1 f1 g1 a1 h1 c2

Laděniacute absolutniacute vyacuteška (Hz)

temperovaneacute 262 294 330 349 392 440 494 524

přirozeneacute 264 297 330 352 396 440 495 528

Hudebniacute interval 11 98 54 43 32 53 158 21

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkoušiacuteme měřit časoveacute diagramy různyacutech hudebniacutech naacutestrojů

2 Zkus změřit stejneacute toacuteny různyacutech hudebniacutech naacutestrojů Co je barva toacutenů

- 149 -

Zvukoveacute jevy 311 RYCHLOST ZVUKU VE

VZDUCHU

Fyzikaacutelniacute princip

Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz Rychlost zvuku

můžeme změřit přiacutemou metodou tak že změřiacuteme vzdaacutelenost kterou zvuk urazil

a dobu za kterou mu to trvalo

Ciacutel

Určit rychlost zvuku ve vzduchu při daneacute teplotě

Pomůcky

LabQuest dva mikrofony MCA-BTA zdroj zvuku ndash dřevěneacute hůlky (hudebniacute

naacutestroj)

- 150 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 a CH 2 LabQuestu připojiacuteme dva mikrofony MCA-BTA

2 Mikrofony nastaviacuteme dle scheacutematu na jeden až dva metry od sebe Změřiacuteme

vzdaacutelenost s = m

3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

003 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute

přes 25 Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu měřeniacute neprobiacutehaacute čekaacute

na bdquospoušťldquo

5 U praveacuteho mikrofonu ťukneme do dřevěnyacutech hůlek Tiacutem se zapne

(bdquospoušťldquo) měřeniacute a oba mikrofony zaznamenajiacute zvuk Levyacute mikrofon

s určityacutem zpožděniacutem ktereacute odpoviacutedaacute vzdaacutelenosti obou mikrofonů a rychlosti

zvuku

6 Na dotykoveacute obrazovce si zvětšiacuteme miacutesto kde začiacutenaacute druhyacute zvuk ndash

označiacuteme perem a menu Graf ndash Zvětšit Daacutele označiacuteme co nejpřesněji miacutesto

kde začiacutenaacute druhyacute zpožděnyacute zvuk odečteme čas zpožděniacute t = s

- 151 -

7 Vypočiacutetaacuteme rychlost zvuku v = st = m sndash1

8 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute vzdaacutelenosti

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pokud stejneacute měřeniacute bude dělat viacutece studentů je potřeba se domluvit aby

nedošlo k vzaacutejemneacutemu rušeniacute

2 Porovnej rychlost zvuku s tabulkovou hodnotou a s hodnotami v jinyacutech

laacutetkaacutech Kde je největšiacute

3 Vypočiacutetej podle vzorce z tabulek jakaacute je rychlost zvuku při daneacute teplotě

vzduchu t = degC

4 Zkus se zamyslet nad průběhem grafů ndash jak se musiacute chvět zdroj zvuku

Zkus změřit rychlost zvuku pomociacute odrazu Naacutevod

K měřeniacute je použita odpadniacute trubka HTEM zakoupenaacute v OBI (deacutelka 1 2 nebo

3m takeacute je možneacute zakoupit viacutece stejnyacutech metrovyacutech kusů ktereacute je možno

zasouvat do sebe) K ucpaacuteniacute trubky je možneacute koupit tzv zaacutetku kteraacute se nasadiacute

- 152 -

na konec trubky Mikrofon je umiacutestěn těsně u uacutestiacute trubky K měřeniacute stačiacute pouze

jeden mikrofon K měřeniacute je potřeba stejneacute nastaveniacute (včetně bdquospouštěldquo)

5 Měřeniacute zkus nejdřiacuteve bez odpadniacute trubky a potom s trubkou

6 Jakou vzdaacutelenost musiacuteš dosadit do vzorce

7 Zkus stejneacute měřeniacute ale oddělej zaacutetku Zkus vysvětlit to co jsi naměřil

8 Nyniacute můžeš zkusit i ohřaacutet vzduch v trubce pomociacute feacutenu nebo teplovzdušneacute

pistole a teploměrem TMP-BTA měřit jeho teplotu Jak se změniacute rychlost

zvuku Co to způsobilo

- 153 -

Zvukoveacute jevy 312 VNIacuteMAacuteNIacute ZVUKU HLASITOST

Fyzikaacutelniacute princip

Praacuteh slyšitelnosti je nejmenšiacute intenzita zvuku kterou je schopen vniacutemat

pozorovatel s normaacutelniacutem sluchem (I0 = 10ndash12

W mndash2

) Praacuteh bolesti je

nejmenšiacute intenzita zvuku kteraacute vyvolaacute pocit bolesti (I0 = 10 W mndash2

) Hladina

intenzity zvuku L (v decibelech) je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute vyjadřuje kolikraacutet

je vniacutemanyacute zvuk silnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti (10kraacutet o 10 dB 100kraacutet

o 20 dB 1 000kraacutet o 30 dB hellip)

Ciacutel

Určit pomociacute hlukoměru SLM-BTA hladinu intenzity zvuku lidskeacuteho hlasu

zařiacutezeniacute a strojů kolem naacutes (pračka vysavač televize raacutedio reprodukovanaacute

hudba ulice hřiště přestaacutevka ve školehellip ticho)

- 154 -

Pomůcky

LabQuest hlukoměr SLM-BTA

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme hlukoměr SLM-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

120 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 155 -

3 Nastaveniacute hlukoměru SLM-BTA Time Weiting ndash S (slow) Maximum

Level Hold ndash RESET (průběžně zobrazuje) Frequency Weighting ndash A (pomaleacute

změny)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a postupně v 10 s

intervalech zkoušiacuteme různeacute zvuky ticho ndash potlesk ndash tlumenyacute hovor ndash hlasityacute

hovor ndash velmi hlasityacute hovor ndash křik

5 Podobně zkoušiacuteme změřit

a) hluk celeacuteho praciacuteho cyklu pračky

b) hluk různyacutech spotřebičů kolem naacutes ndash televize raacutedio zvuk ze sluchaacutetek

(přiloženiacutem hlukoměru ke sluchaacutetkům) zvuk mobilniacuteho telefonu hluk varneacute

konvice

c) hluk ve škole ndash ve třiacutedě na chodbě hellip

d) ticho ndash ve dne v noci

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Kolikraacutet je bdquoticholdquo hlučnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti

2 Vyzkoušej jak velkeacute je bdquoticholdquo uvnitř krabice

- 156 -

3 Jakeacute je bdquoticholdquo před oknem a za oknem

4 Vyzkoušej odraz zvuku ndash v miacutestnosti na louce

5 Změř jak se měniacute hladina intenzity zvuku za bouřky

6 Zkoumej jak zvuk pohlcujiacute různeacute materiaacutely

7 Vyzkoušej odraz zvuku pomociacute desky Např

8 Vyzkoušej naměřit v jeskyni hlasitost ozvěny

- 157 -

9 U reproduktoroveacute soustavy (stereo) zkus naleacutezt miacutesto s nejsilnějšiacute hlasitostiacute

10 Změř zaacutevislost hlasitosti na uacutehlu naacuteklonu odrazneacute desky Sestroj graf

11 Změř směrovou charakteristiku reproduktoru

( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=393)

12 Změř frekvenčniacute charakteristiku reproduktoru

( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=392)

- 158 -

Elektrickeacute vlastnosti laacutetek

313 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ ELEKTRICKYacute PROUD

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovanyacutech

těles kteryacute se projevuje silovyacutem působeniacutem na jinaacute tělesa Jeho jednotkou je

coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při pokusech ve třiacutedě

pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů) 1 nC je přibližně

6000000000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj elektronu hellip)

Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj (na skleněneacute

tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně nabiteacute těleso maacute

viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute protony

K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič naacuteboje

Elektrickyacute proud I je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličinou Jeho jednotkou je ampeacuter

(A) Můžeme jej vyjaacutedřit pomociacute naacuteboje Q kteryacute projde vodičem za jednotku

času Q

It

Ciacutel

Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute

při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute

Změřit proud I v zaacutevislosti na čase t a určit velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute

a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru

- 159 -

Pomůcky

LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA ampeacutermetr DCP-BTA tělesa (plechovka

na polystyreacutenu kovoveacute kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem

držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute těles kondenzaacutetor 15 mF16 V plochaacute baterie

45 V žaacuterovka 35 V 01 A přepiacutenač

- 160 -

Scheacutema

Postup

1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou

krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku

připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou

zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě

- 161 -

kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru

zvoliacuteme rozsah plusmn100 nC (scheacutema a))

2 Zapneme LabQuest

3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem

ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj

Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky

5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence

2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj

z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute

naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)

Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky

9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute

tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)

10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu 3times3

mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle

- 162 -

Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm

Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je

11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech

(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)

12 Sestaviacuteme obvod podle scheacutema b)

13 Změřiacuteme časovyacute průběh proudu při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru

- 163 -

14 Určiacuteme velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru pomociacute

funkce menu Analyacuteza volba Integraacutel

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zopakuj měřeniacute v bodech 13 a 14 pro různaacute zapojeniacute dvou nebo viacutece

kondenzaacutetorů

- 164 -

Elektrickyacute proud 314 OHMŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Ohmův zaacutekon Pokud maacute kovovyacute vodič staacutelou teplotu je elektrickyacute proud

prochaacutezejiacuteciacute vodičem přiacutemo uacuteměrnyacute napětiacute na vodiče (r 1826 G S Ohm)

Grafem přiacutemeacute uacuteměrnostiacute je přiacutemka prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem

Ciacutel

Ověřit Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky a rezistory 12 Ω 33 Ω

a 100 Ω

Pomůcky

LabQuest rezistor 33 Ω a 100 Ω žaacuterovka 6 V03 A voltmetr DVP-BTA

ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat

- 165 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

napětiacute Vlevo 0 Vpravo 6 V Na ose y zvoliacuteme Elektrickyacute proud a Spojovat

body Dole 0 a Nahoře 06 A V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Reostatem pomalu zvyšujeme napětiacute a proud Hodnota napětiacute nesmiacute

překročit 5 V a proudu 06 A Zobrazuje se tzv voltampeacuterovaacute charakteristika

Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro rezistor 33 Ω a pro žaacuterovku

- 166 -

7 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Platiacute Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky

2 Porovnej voltampeacuteroveacute charakteristiky rezistorů s různyacutemi hodnotami

odporů

3 Zkus vymyslet jak ověřiacuteš že Ohmův zaacutekon platiacute i pro wolframoveacute vlaacutekno

žaacuterovky

- 167 -

Elektrickyacute proud 315 ODPOR

Fyzikaacutelniacute princip

Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou

elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše

přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita

ρ a na teplotě t vodiče

Ciacutel

Změřit odpor bdquošpatneacuteholdquo vodiče ndash rezistoru Ověřit jak zaacutevisiacute odpor vodiče na

deacutelce

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) různeacute rezistory tahovyacute

potenciometr 10 kΩ počiacutetač s programem Logger Pro

- 168 -

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 K ohmmetru připojiacuteme tahovyacute potenciometr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se

vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 169 -

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm

2 cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute

potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute

exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute

14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Měřiacuteme odpor různyacutech rezistorů a jejich zapojeniacute

2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů

3 Změř jak zaacutevisiacute odpor potenciometru na uacutehlu natočeniacute u otočneacuteho

potenciometru

- 170 -

Elektrickyacute proud 316 ZAacuteVISLOST ODPORU NA

TEPLOTĚ

Fyzikaacutelniacute princip

Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou

elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše

přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita

ρ a na teplotě t vodiče

Na teplotě zaacutevisiacute odpor vodičů i polovodičů Odpor vodičů se vzrůstajiacuteciacute

teplotou stoupaacute (kladnyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) kdežto odpor

polovodičů uhliacuteku a některyacutech speciaacutelniacutech slitin kovů se vzrůstajiacuteciacute teplotou

klesaacute (zaacutepornyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) Elektrickyacute odpor maacute

vždy kladnou hodnotu Dobreacute vodiče kladou malyacute odpor špatneacute vodiče kladou

velkyacute odpor

Pozistor je dvoupoacutelovaacute elektrickaacute součaacutestka Jednaacute se o typ termistoru

s pozitivniacute teplotniacute zaacutevislostiacute (tzn s rostouciacute teplotou roste odpor) proto se

použiacutevaacute i označeniacute PTC termistor (positive temperature coefficient) Vyraacutebějiacute

se z polykrystalickeacute feroelektrickeacute keramiky (titaničitan barnatyacute BaTiO3)

Odpor pozistoru s růstem teploty nejprve miacuterně klesaacute nad Curieovu teplotu

poteacute prudce vzrůstaacute asi o 3 řaacutedy a pak opět miacuterně klesaacute Oblast naacuterůstu je

možneacute chemickyacutem složeniacutem ovlivňovat a tak vytvořit např sadu teploměrů

s odstupňovanyacutem teplotniacutem rozsahem (nejčastěji po 10 degC)

- 171 -

Ciacutel

Změřit jak zaacutevisiacute odpor pozistoru na teplotě

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA

pozistor kaacutedinka stojan počiacutetač s programem Logger Pro

- 172 -

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 a teploměr TMP-BTA do

konektoru CH 2 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Teploměr a pozistor jsou společně

upevněny zkroucenyacutem draacutetkem

3 K ohmmetru připojiacuteme pozistor

4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

5 Zapneme LabQuest

6 V programu LoggerPro na ose x zvoliacuteme teplotu a na ose y zvoliacuteme odpor

Tzn R = f(t)

7 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

8 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme

Nepřerušenyacute sběr dat

9 Do kaacutedinky nalijeme horkou vodu z konvice

- 173 -

10 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat Měřeniacute

nechaacuteme běžet delšiacute dobu (90 min) Pokud nemaacuteme čas můžeme měřeniacute

urychlit postupnyacutem ochlazovaacuteniacutem (přileacutevaacuteme studenou vodu nebo led)

11 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

12 Opakujeme měřeniacute pro různeacute pozistory

13 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z grafů určete teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu Porovnej jeho

velikost s hodnotami různyacutech kovů v tabulkaacutech

2 K čemu se použiacutevajiacute pozistory

- 174 -

Elektrickyacute proud 317 REOSTAT A POTENCIOMETR

Fyzikaacutelniacute princip

Plynulou změnu proudu spotřebičem umožňujiacute součaacutestky s proměnnyacutem

odporem ndash potenciometry Podle pohybu při ovlaacutedaacuteniacute je děliacuteme na tahoveacute

a otočneacute

K regulaci velkyacutech proudů použiacutevaacuteme reostat

Ciacutel

Ověřit funkci potenciometru jako děliče napětiacute a regulaacutetoru proudu

- 175 -

Pomůcky

LabQuest různeacute potenciometry počiacutetač s programem Logger Pro voltmetr

VP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA rezistor 100 Ω plochaacute baterie

- 176 -

Scheacutema

Postup

1 Voltmetr VP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 Potenciometr zapojiacuteme jako dělič napětiacute (viz scheacutema)

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment zvoliacuteme Sběr dat Moacuted

Udaacutelosti se vstupy Naacutezev sloupce deacutelka Značka d Jednotka cm

6 Na ose x zvoliacuteme veličinu deacutelka Na ose y veličinu napětiacute

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 177 -

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm

2cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute

potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko U otočneacuteho potenciometru měřiacuteme

a zadaacutevaacuteme jednotku uacutehlu

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute

exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

15 Stejneacute měřeniacute provedeme pro zapojeniacute potenciometru jako regulaacutetoru

proudu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 K čemu si využiacutevajiacute obě zapojeniacute Jakyacute je mezi nimi rozdiacutel

2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů

- 178 -

Elektrickyacute proud 318 VNITŘNIacute ODPOR ZDROJE

Fyzikaacutelniacute princip

Součet všech odporů kteryacutemi musiacute prochaacutezet proud uvnitř zdroje se nazyacutevaacute

vnitřniacute odpor zdroje Proud v uzavřeneacutem obvodu je roven podiacutelu

elektromotorickeacuteho napětiacute U0 zdroje a celkoveacuteho odporu R + Ri kde Ri je

vnitřniacute odpor zdroje

0

i

UI

R R

Ciacutel

Ověřit Ohmův zaacutekon pro uzavřenyacute obvod

Pomůcky

LabQuest rezistor 10 Ω voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute

baterie reostat 100 Ω a 10 kΩ

- 179 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x

zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat -

Ampeacutermetr Reostat 100 Ω a 10 kΩ nastaviacuteme na max hodnoty odporu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme spiacutenač

5 Reostatem 10 kΩ pomalu (10 s) zvětšujeme proud (hodnota odporu na

min) Jakmile reostat 10 kΩ vytočiacuteme do krajniacute polohy (min) pokračujeme

stejně reostatem 100 Ω do krajniacute polohy (min) Hodnota proudu nesmiacute

překročit 06 A což při napětiacute 45 V zajistiacute rezistor 10 Ω Zobrazuje se tzv

zatěžovaciacute charakteristika zdroje Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu

Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro různě stareacute plocheacute baterie

- 180 -

7 Provedeme analyacutezu jednotlivyacutech grafů V menu Analyacuteza zvoliacuteme Fitovat

křivku Napětiacute Vybereme typ rovnice Lineaacuterniacute Určiacuteme koeficienty lineaacuterniacute

funkce Opakujeme pro všechny grafy

8 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona pro uzavřenyacute obvod)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z koeficientů lineaacuterniacutech funkciacute určete napětiacute napraacutezdno U0 a zkratovyacute

proud Ik Daacutele určete vnitřniacute odpor Ri plocheacute baterie noveacute a stareacute

2 Vnitřniacute odpor plocheacute baterie se staacuteřiacutem zvětšuje Jak se to projevuje na

zatěžovaciacute charakteristice

- 181 -

Elektrickyacute proud 319 VYacuteKON ELEKTRICKEacuteHO

PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Vyacutekon P elektrickeacuteho proudu vypočiacutetaacuteme jako součin napětiacute na spotřebiči

a proudu kteryacute spotřebičem proteacutekaacute P = U I U spotřebičů je spraacutevneacute označovat

dodaacutevanyacute vyacutekon jako přiacutekon P0 Napřiacuteklad u žaacuterovky je světelnyacute vyacutekon

zlomkem elektrickeacuteho přiacutekonu

Ciacutel

Pomociacute wattmetru určit přiacutekon některyacutech spotřebičů Změřit přiacutekon v zaacutevislosti

na čase u některyacutech spotřebičů

Pomůcky

LabQuest wattmetr WU-PRO-I spotřebiče

- 182 -

Scheacutema

Postup

1 Wattmetr WU-PRO-I zapojiacuteme do USB konektoru LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 600 s Frekvence

1 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Připojiacuteme spotřebič k wattmetru

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) nebo po stisknutiacute tlačiacutetka (ukončit

měřeniacute) uložiacuteme soubor

- 183 -

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus změřit přiacutekon ledničky po dobu 24 hodin s teploměrem uvnitř Vyslov

zaacutevěr

2 Zkus změřit přiacutekon mikrovlnneacute trouby při ohřevu potravin (vody ndash změř

teplotu před začaacutetkem a po skončeniacute ohřiacutevaacuteniacute) Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče

3 Zkus změřit přiacutekon elektrovarneacute konvice nebo indukčniacuteho vařiče

s teploměrem Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče

- 184 -

Tepelneacute jevy 320 TERMOHRNEK

Fyzikaacutelniacute princip

Termosky a termohrnky jsou speciaacutelně vyrobeneacute naacutedoby ktereacute sloužiacute

k uchovaacuteniacute teploty tekutiny uvnitř Termoska byla vynalezena v roce 1982

Zaacutekladniacutem principem termosky je dvojitaacute vnitřniacute naacutedoba s lesklyacutemi dvojityacutemi

stěnami a z mezery mezi stěnami obou naacutedob je odčerpaacuten veškeryacute vzduch Přes

toto vakuoveacute prostřediacute nemůže tepelnaacute energie pronikat vedeniacutem tepelneacute

zaacuteřeniacute se odraacutežiacute zpět od lesklyacutech stěn u naacutedoby opatřeneacute zaacutetkou je omezen

i přenos prouděniacutem Diacuteky tomuto principu zůstaacutevaacute tekutina v naacutedobě teplaacute

nebo chladnaacute až po dobu několika hodin Většinou se dodaacutevajiacute termosky

s hrniacutečkem nebo sloužiacute jako hrniacuteček viacutečko laacutehve Různeacute firmy takeacute nabiacutezejiacute

možnost potisku vašiacute termosky

Ciacutel

Ověřit schopnost termohrnku udržet naacutepoj teplyacute po určitou dobu

Pomůcky

LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA různeacute termohrnky

- 185 -

Scheacutema

Postup

1 Teploměry zapojiacuteme do konektorů CH 1 až CH 4 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute (viz scheacutema) Dva termohrnky majiacute viacutečka Termohrnek

vpravo je bez viacutečka Vlevo je obyčejnyacute porcelaacutenovyacute hrnek

3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme ho přes USB k PC V programu LoggerPro

v menu Experiment ndash Sběr dat zatrhneme Nepřerušenyacute sběr dat

4 Do všech termohrnků nalijeme stejneacute množstviacute horkeacute vody z konvice

5 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

- 186 -

6 Po určiteacute době (např 2 až tři hodiny) zastaviacuteme měřeniacute

7 Vysloviacuteme zaacutevěr Co vše maacute vliv na udrženiacute tepleacuteho naacutepoje

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Opakujeme měřeniacute u všech termohrnků bez viacuteček

2 Opakujeme měřeniacute u všech hrnků s viacutečky

3 Opakujeme měřeniacute se studenyacutem naacutepojem Využijeme při tom kostky ledu

- 187 -

Elektrodynamika 41 MAGNETICKEacute POLE VODIČE

Fyzikaacutelniacute princip

Roku 1820 Hans Christian Oersted prokaacutezal že vodič jiacutemž prochaacuteziacute

elektrickyacute proud vytvaacuteřiacute kolem sebe magnetickeacute pole

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar soustřednyacutech kružnic ležiacuteciacutech v rovinaacutech

kolmyacutech na vodič Orientace indukčniacutech čar zaacutevisiacute na směru proudu a k jejiacutemu

určeniacute použiacutevaacuteme Ampeacuterovo pravidlo praveacute ruky Naznačiacuteme uchopeniacute

vodiče do praveacute ruky tak aby palec ukazoval dohodnutyacute směr proudu ve

vodiči prsty pak ukazujiacute orientaci magnetickyacutech indukčniacutech čar

- 188 -

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho

vodičem a na vzdaacutelenosti od vodiče

Pomůcky

LabQuest rezistor 10 Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA vodič

regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127

- 189 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash

max 06A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci v okoliacute vodiče

6 Potom nastaviacuteme konstantniacute hodnotu proudu a pohybujeme teslametrem

v kolmeacutem směru k ose vodiče

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce B na velikosti

elektrickeacuteho proudu I a na vzdaacutelenosti

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ze znalosti velikosti proudu a vzdaacutelenosti od vodiče spočiacutetej magnetickou

indukci

IB

d kde μ0 = 4πmiddot10

ndash7NmiddotA

ndash2

- 190 -

Elektrodynamika 42 SIacuteLA PŮSOBIacuteCIacute NA VODIČ

V MAGNETICKEacuteM POLI

Fyzikaacutelniacute princip

Na vodič o deacutelce l kteryacutem prochaacuteziacute proud I a je umiacutestěnyacute v magnetickeacutem poli

trvaleacuteho magnetu s indukciacute B působiacute siacutela F = BIl

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost siacutely působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli na velikosti proudu

prochaacutezejiacuteciacuteho vodičem

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA ampeacutermetr HCS-BTA vodič magnet

regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute KXN-305D rezistor 2 Ω-10 W

- 191 -

Scheacutema

- 192 -

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

siloměr DFS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo ndash5 A Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Siacutela a Spojovat body

Dole ndash003 N a Nahoře 003 N V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash

max 5 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Regulovatelnyacutem zdrojem zmenšujeme napětiacute (proud) na 0 V (0 A)

Přepoacutelujeme zapojeniacute zdroje Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute

(proud) Kontrolujeme proud ndash max 5 A Graf se vykresluje na opačnou stranu

osy y Siloměrem měřiacuteme siacutelu působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli

7 Provedeme analyacutezu grafu ndash proložiacuteme lineaacuterniacute funkci

8

9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute siacutela na velikosti elektrickeacuteho proudu I

- 193 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vypočiacutetej velikost siacutely ze znaacutemyacutech hodnot B I a l F BIl Magnetickou

indukci B změř teslametrem uvnitř magnetickeacuteho pole magnetu

2 Miacutesto jednoducheacuteho vodiče použij několik zaacutevitů vodiče (viz scheacutema)

Porovnej vyacutesledky měřeniacute

3 Měřeniacute uspořaacutedej vodorovnyacutem směrem Siloměr bude zavěšenyacute svisle

a ciacutevka bude otočně upevněnaacute uprostřed Ktereacute uspořaacutedaacuteniacute je vyacutehodnějšiacute

- 194 -

Elektrodynamika 43 ELEKTROMAGNETICKAacute

INDUKCE

Fyzikaacutelniacute princip

Elektromagnetickaacute indukce je jev při ktereacutem vznikaacute elektrickeacute napětiacute ve

vodiči změnou magnetickeacuteho pole v okoliacute vodiče (ciacutevky) Indukovaneacute napětiacute

zaacutevisiacute na velikosti změny magnetickeacuteho pole i na rychlosti jeho změny

Ciacutel

Změřit indukovaneacute napětiacute Ověřit na čem zaacutevisiacute

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA ciacutevka s jaacutedrem permanentniacute magnet

- 195 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod

dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 5 s

Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Roztočiacuteme

permanentniacute magnet v těsneacutem okoliacute ciacutevky (jaacutedra)

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 196 -

4 Opakujeme měřeniacute s rychlejšiacutem (pomalejšiacutem) otaacutečeniacutem magnetu

5 Vyměniacuteme magnet za bdquosilnějšiacuteldquo

6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash na čem zaacutevisiacute indukovaneacute napětiacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus ciacutevku s jinyacutem počtem zaacutevitů

2 Zkus pohybovat membraacutenou reproduktoru a měřit indukovaneacute napětiacute

3 Zkus napjatou strunu umiacutestit do magnetickeacuteho pole a na niacute měřit velikost

indukovaneacuteho napětiacute

- 197 -

Elektrodynamika 44 STŘIacuteDAVYacute PROUD

Fyzikaacutelniacute princip

Střiacutedavyacute proud (napětiacute) je proud kteryacute staacutele měniacute svoji velikost i směr Časovyacute

průběh různyacutech střiacutedavyacutech proudů (napětiacute) může byacutet harmonickyacute (sinusoida)

obdeacutelniacutekovyacute trojuacutehelniacutekovyacutehellip

Z časoveacuteho průběhu harmonickeacuteho proudu (napětiacute) můžeme určit periodu

frekvenci a amplitudu

Ciacutel

Změř časovyacute průběh harmonickeacuteho napětiacute a urči jeho efektivniacute hodnotu

periodu frekvenci a amplitudu Urči vztahy mezi nimi

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA (+ndash10 V) zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute do 5 V

multimetr

- 198 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme voltmetr VP-BTA (+ndash10 V)

2 Do školniacuteho zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute (max 5 V stř) připojiacuteme rezistor

100 Ω

3 Paralelně k tomuto rezistoru připojiacuteme multimetr zapojenyacute jako střiacutedavyacute

voltmetr Zkontrolujeme že napětiacute neniacute většiacute než 5 V (efektivniacute hodnota)

4 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

01 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute

přes 001 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

5 Připojiacuteme vyacutevody voltmetru k rezistoru a stiskneme tlačiacutetko START

(měřeniacute) na LabQuestu

6 Po proběhleacutem měřeniacute v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika ndash Napětiacute

7 Z tabulky Statistika můžeme odečiacutest max hodnotu napětiacute = amplituda

Umax = V

8 Na voltmetru odečteme efektivniacute hodnotu napětiacute Uef = V

- 199 -

9 Vzhledem k tomu že jsme zadali dobu měřeniacute 01 s tak se zobrazilo přesně

5 period Tzn že jedna perioda je T = 002 s a frekvence je f = 50 Hz

10 Vypočiacutetaacuteme poměr Umax Uef =

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jako zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute můžeme

použiacutet samotnyacute LabQuest s vyacutekonovyacutem

zesilovačem PAMP kteryacute připojiacuteme

k LabQuestu a v aplikaci Zesilovač (generaacutetor

funkciacute) můžeme nastavovat druh střiacutedaveacuteho

signaacutelu (sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek pila)

frekvenci a amplitudu Pomociacute druheacuteho

LabQuestu můžeme kontrolovat ndash měřit tento

střiacutedavyacute signaacutel

2 Jako jinyacute zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute (proudu)

můžeme použiacutet generaacutetor funkciacute NTL I u něj

je možneacute nastavovat druh střiacutedaveacuteho signaacutelu

(sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek) frekvenci

a amplitudu kterou můžeme pomociacute

LabQuestu měřit

3 Kde se využiacutevaacute střiacutedaveacute napětiacute (proud) S jakyacutem průběhem

4 Zkus změřit střiacutedaveacute napětiacute v nějakeacutem přiacutestroji např na reproduktoru

baterioveacuteho raacutedia Pozor střiacutedaveacute napětiacute musiacute byacutet menšiacute než plusmn10 V Ověř

nejdřiacuteve stř voltmetrem

- 200 -

Elektrodynamika 45 TŘIacuteFAacuteZOVEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Třiacutefaacutezoveacute napětiacute vznikaacute otaacutečeniacutem magnetu v soustavě třiacute ciacutevek Maacuteme tedy tři

zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute ndash faacuteze Třiacutefaacutezovyacute rozvod lze využiacutet k zapojeniacute do

hvězdy nebo k zapojeniacute do trojuacutehelniacuteku Faacutezoveacute napětiacute (u1 u2 u3) je napětiacute

(v našich domaacutecnostech 230 V) mezi středniacutem vodičem (N) a faacutezovyacutem

vodičem (L1 L2 L3) Sdruženeacute napětiacute (u12 u13 u23) je napětiacute (v našich

domaacutecnostech 400 V) mezi libovolnyacutemi dvěma faacutezovyacutemi vodiči

Ciacutel

Změřit časovyacute průběh napětiacute třiacute faacuteziacute v zapojeniacute do hvězdy Ověřit že součet

napětiacute v každeacutem čase je nulovyacute Ověřit že poměr sdruženeacuteho a faacutezoveacuteho

napětiacute je 173kraacutet většiacute

Pomůcky

LabQuest zdroj třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute 3 rezistory 100 Ω 3 voltmetry VP-BTA

- 201 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme 3 voltmetry VP-BTA ke vstupům CH1 CH2 a CH3 LabQuestu

Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu Na zdroji třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute nastaviacuteme hodnotu

faacutezoveacuteho napětiacute do 5 V

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

005 s Frekvence 10 000 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Uložiacuteme měřeniacute

- 202 -

5 Provedeme analyacutezu grafu Odečiacutetaacuteme v každeacutem časoveacutem okamžiku

okamžiteacute hodnoty napětiacute u1 u2 a u3 a provaacutediacuteme jejich součet ndash ověřujeme že

součet je nulovyacute

6 Střiacutedavyacutem voltmetrem změřiacuteme sdruženeacute a faacutezoveacute napětiacute (efektivniacute

hodnoty) a vypočiacutetaacuteme jejich poměr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z grafu ndash časoveacuteho průběhu napětiacute urči o jakou čaacutest periody jsou

posunuta napětiacute

2 Z grafu urči jakyacute je frekvence a perioda střiacutedavyacutech napětiacute

3 Jakyacute je poměr efektivniacute a maximaacutelniacute hodnoty faacutezoveacuteho střiacutedaveacuteho napětiacute

ktereacute jsi naměřil

4 Z grafu urči amplitudu sdruženeacuteho napětiacute a amplitudu faacutezoveacuteho napětiacute

Jakyacute je jejich poměr

- 203 -

Elektrodynamika 46 ELEKTROMAGNETICKEacute VLNY

Fyzikaacutelniacute princip

Magnetickeacute pole můžeme znaacutezornit pomociacute indukčniacutech čar

Elektrickeacute pole popisujeme elektrickyacutemi siločarami

Elektrickeacute a magnetickeacute pole spolu často souvisejiacute Mluviacuteme pak

o elektromagnetickeacutem poli Elektromagnetickeacute vlny jsou přiacutečneacute a šiacuteřiacute se i ve

vakuu Šiacuteřiacute se rychlostiacute světla Elektromagnetickyacutemi vlnami se přenaacutešejiacute

signaacutely rozhlasu televize mobilniacutech telefonů atd I světlo je elektromagnetickeacute

vlněniacute (zaacuteřeniacute)

- 204 -

Mezi frekvenciacute f vlnovou deacutelkou λ a rychlostiacute šiacuteřeniacute elektromagnetickeacuteho

vlněniacute c (světla) platiacute vzorecc

f

Ciacutel

Změřit vlnovou deacutelku elektromagnetickeacuteho vlněniacute Prokaacutezat polarizaci

elektromagnetickeacute vlny

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA bezdraacutetovyacute zvonek ndash tlačiacutetko pracujiacuteciacute na

frekvenci 43392 MHz přijiacutemač s půlvlnnyacutem dipoacutelem (viz přiacutespěvek O

Lepila)

Scheacutema

- 205 -

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod

dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Pohybujeme rovnoměrnyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema pohyb 1)

5 Z poloh maxim a minim určiacuteme vlnovou deacutelku

6 Uložiacuteme měřeniacute

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pohybujeme rovnoměrnyacutem otaacutečivyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema

pohyb 2)

9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash vlnovaacute deacutelka a polarizace elektromagnetickeacuteho vlněniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vyzkoušej jak zaacutevisiacute velikost naměřeneacuteho napětiacute na vzdaacutelenosti vysiacutelače od

přijiacutemače

2 Pomociacute mřiacutežky nebo plechu vyzkoušej odraz vlněniacute (a interferenci)

- 206 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

47 TERMISTOR

Fyzikaacutelniacute princip

Termistor je polovodičovaacute součaacutestka jejiacutež odpor zaacutevisiacute na teplotě

Ciacutel

Změř zaacutevislost odporu termistoru na teplotě Urči o jakou zaacutevislost se jednaacute

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA

rychlovarnaacute konvice s horkou vodou termistory se jmenovitou hodnotou

odporu 4k7 10k 15k počiacutetač s programem Logger Pro

- 207 -

Scheacutema

Postup

1 V konvici si ohřejeme vodu

2 Teploměr TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 2 a ohmmetr do

konektoru CH 1 LabQuestu

3 K ohmmetru připojiacuteme termistor (10k) kteryacute zastrčiacuteme společně

s teploměrem do kaacutedinky

- 208 -

4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

5 Zapneme LabQuest

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Experiment ndash Sběr dat Trvaacuteniacute

300 s Frekvence 1 čteniacutes

8 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu na

osu y Odpor a na osu x Teplotu

9 Nalejeme horkou vodu z konvice do kaacutedinky s teploměrem a termistorem

a zapneme Sběr dat v programu LoggerPro

10 Voda postupně chladne a počiacutetač vykresluje graf zaacutevislosti R = f(t)

Ochlazovaacuteniacute můžeme pomalu urychlovat opatrnyacutem přileacutevaacuteniacutem studeneacute vody

a současnyacutem miacutechaacuteniacutem Pro hlubšiacute ochlazeniacute můžeme použiacutet kousek ledu

11 Po skončeniacute měřeniacute (300 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti ndash menu

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute a můžeme opakovat měřeniacute pro dalšiacute

termistor Nebo při měřeniacute použiacutet současně dva ohmmetry (CH 2 a CH 3) a dva

termistory

12 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

- 209 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z programu Logger Pro z tabulky můžeme naměřenaacute data pomociacute Ctrl+C

a Ctrl+V zkopiacuterovat do programu Excel a tam je daacutele zpracovaacutevat ndash sestrojit

graf proložit funkci

2 V programu Logger Pro můžeme v menu Analyacuteza ndash Curve Fit zkusit

proložit funkci kterou si vybereme ze seznamu Ověř vyacutepočtem (Excel

kalkulačka) že zvolenaacute funkce bdquofungujeldquo

3 Zdůvodněte proč odpor termistoru klesaacute s rostouciacute teplotou Kde se toho

využiacutevaacute

- 210 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

48 FOTOREZISTOR

Fyzikaacutelniacute princip

Fotorezistor (dřiacuteve označovaacuten jako fotoodpor) je pasivniacute elektrotechnickaacute

součaacutestka bez PN přechodu jejiacutež elektrickyacute odpor R se snižuje se zvyšujiacuteciacutem

se osvětleniacutem E

Princip fotorezistoru je založen na vnitřniacutem fotoelektrickeacutem jevu světlo

(foton) naraziacute do elektronu ve valenčniacute sfeacuteře a předaacute mu svoji energii tiacutem

elektron ziacuteskaacute dostatek energie k překonaacuteniacute zakaacutezaneacuteho paacutesu a skočiacute

z valenčniacuteho paacutesu do vodivostniacuteho Tiacutem opustiacute svůj atom a pohybuje se jako

volnyacute elektron prostorem krystaloveacute mřiacutežky Na jeho miacutestě vznikla diacutera Takto

vznikleacute volneacute elektrony přispiacutevajiacute ke sniacuteženiacute elektrickeacuteho odporu R (zvyacutešeniacute

elektrickeacute vodivosti G) Čiacutem viacutece světla na fotorezistor dopadaacute tiacutem vznikaacute viacutece

volnyacutech elektronů a zvyšuje se tiacutem elektrickaacute vodivost

Ciacutel

Změřit zaacutevislost odporu fotorezistoru na vzdaacutelenosti od zdroje světla

(žaacuterovky) Analyzovat funkčniacute zaacutevislost

- 211 -

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) fotorezistor počiacutetač

s programem Logger Pro

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 K ohmmetru připojiacuteme fotorezistor

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se

vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Fotorezistor (upevněnyacute v trubičce) nastaviacuteme 10 cm od žaacuterovky

- 212 -

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 10 cm a stiskneme OK

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 20 cm 30 cmhellip

150 cm

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute fotorezistory

14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Připoj k LabQuestu luxmetr a změř zaacutevislost odporu na osvětleniacute

- 213 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

49 TRANZISTOR JAKO SPIacuteNAČ A ZESILOVAČ

Fyzikaacutelniacute princip

Tranzistor je polovodičovaacute součaacutestka se dvěma přechody PN Středniacute čaacutest

krystalu polovodiče je baacuteze B a přechody PN ji oddělujiacute od oblasti s opačnyacutem

typem vodivosti kolektorem C a emitorem E Podle druhu vodivosti

jednotlivyacutech čaacutestiacute označujeme tranzistory jako typy NPN a PNP

Zaacutekladniacute funkce tranzistoru Maleacute napětiacute v obvodu baacuteze vzbuzuje proud

kteryacute je přiacutečinou mnohokraacutet většiacuteho proudu v obvodu kolektoroveacutem Tranzistor

se použiacutevaacute jako bdquoelektronickyacute spiacutenačldquo a bdquozesilovačldquo

- 214 -

Ciacutel

Ověřit činnost tranzistoroveacuteho spiacutenače a tranzistoroveacuteho zesilovače

Pomůcky

LabQuest dva voltmetry VP-BTA zapojeniacute tranzistoru jako spiacutenače

a zesilovače (podle scheacutema) generaacutetor signaacutelu baterie 45 V

Scheacutema

a) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquospiacutenačeldquo

- 215 -

b) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquozesilovačeldquo

Postup

1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 a CH 2 LabQuestu

2 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquospiacutenačldquo dle scheacutema a) Voltmetry měřiacuteme napětiacute

UBE (U1) a UCE (U2)

3 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme trojuacutehelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 5V

4 Voltmetr U1 připojiacuteme mezi baacutezi a emitor (UBE) Voltmetr U2 připojiacuteme

mezi kolektor a emitor (UCE)

5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

3 s Frekvence 10 000 čteniacutes

6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

- 216 -

Tranzistor jako bdquospiacutenačldquo

7 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

8 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquozesilovačldquo dle scheacutema b) Voltmetry měřiacuteme

napětiacute UBE (U1) a UCE (U2) Potenciometrem P nastaviacuteme bdquopracovniacute bod

tranzistoruldquo ndash UCE bude miacutet polovičniacute hodnotu napaacutejeciacuteho napětiacute

9 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme sinusovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 015 V

10 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 01 s Frekvence 10 000 čteniacutes

11 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

- 217 -

12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

13 Určiacuteme jakyacute je poměr UCEUBE

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Při jakeacutem napětiacute UBE tranzistor bdquosepneldquo Jak dlouho probiacutehaacute bdquosepnutiacuteldquo

2 Zkus měnit kmitočet vstupniacuteho napětiacute zesilovače

3 Zkus měnit nastaveniacute pracovniacuteho bodu Jakyacute to maacute vliv na vyacutestupniacute signaacutel

4 Zkus měnit velikost střiacutedaveacuteho vstupniacuteho napětiacute Jakyacute to maacute vliv na tvar

vyacutestupniacuteho napětiacute

- 218 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

410 INTEGROVANYacute OBVOD

Fyzikaacutelniacute princip

Prvniacute integrovanyacute obvod zkonstruoval Jack Kilby koncem srpna 1958 (r 2000

Nobelova cena za fyziku) Integrovaneacute obvody jsou součaacutestky ktereacute v jednom

pouzdře obsahujiacute velkeacute množstviacute vodičů rezistorů kondenzaacutetorů diod

a tranzistorů Děliacuteme je na čiacuteslicoveacute analogoveacute hellip

- 219 -

Ciacutel

Ověřit činnost integrovaneacuteho obvodu (čiacuteslicovyacute analogovyacute hellip)

Pomůcky

LabQuest tři voltmetry VP-BTA moduly zapojeniacute integrovanyacutech obvodů

LabQuest jako generaacutetor signaacutelu nebo jinyacute generaacutetor signaacutelu

- 220 -

Scheacutema

a) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo

b) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo

- 221 -

Postup

1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu

2 Zapojiacuteme čiacuteslicovyacute integrovanyacute obvod MH 7400 jako bdquoANDldquo bdquoORldquo hellip

dle scheacutematu a) b)

3 Na dvou generaacutetorech signaacutelu nastaviacuteme

obdeacutelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 45 V

4 Na prvniacutem generaacutetoru nastaviacuteme kmitočet

2 Hz a na druheacutem 3 Hz Připojiacuteme je na

vstupy A a B a připojiacuteme k nim voltmetry 1

a 2 K vyacutestupu Y připojiacuteme 3 voltmetr

5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 s Frekvence 200 čteniacutes

6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme

- 222 -

Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo

Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute

funkce bdquoNANDldquo

2 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute

funkce bdquoNORldquo

3 Zkus dalšiacute logickeacute funkce

4 Vyzkoušej funkci jinyacutech čiacuteslicovyacutech integrovanyacutech obvodů Např MH

7493 MH 74153 hellip

5 Vyzkoušej funkci jinyacutech analogovyacutech integrovanyacutech obvodů Např NE

555 hellip

- 223 -

Atomy a zaacuteřeniacute 411 RADIOAKTIVITA A OCHRANA

PŘED ZAacuteŘENIacuteM

Fyzikaacutelniacute princip

Radioaktivita je samovolnaacute přeměna jader Při přeměnaacutech jader vznikaacute zaacuteřeniacute

alfa beta gama a dalšiacute Poločas přeměny je doba za kterou se přeměniacute

polovina původniacuteho počtu radioaktivniacutech jader Ionizujiacuteciacute zaacuteřeniacute škodiacute všem

živyacutem buňkaacutem a je potřeba se před niacutem chraacutenit

Ciacutel

Změř uacuteroveň pozadiacute v miacutestnosti a na louce Ověř uacutečinek ozaacuteřeniacute detektoru od

zdroje zaacuteřeniacute na vzdaacutelenosti době tloušťce stiacuteněniacute a materiaacutelu stiacuteněniacute Ověř

zaacutekon radioaktivniacute přeměny Urči poločas přeměny baria 137m

Ba

Pomůcky

LabQuest souprava GAMABETA (GABEset-1) kabel k propojeniacute detektoru

s LabQuestem (viz doplňkovyacute text) souprava GABEset-2 přiacutepadně detektor

zaacuteřeniacute DRM-BTD

- 224 -

Scheacutema

Postup

1 Propojiacuteme detektor zaacuteřeniacute DRM-BTD (od firmy Vernier) nebo indikaacutetor

zaacuteřeniacute IRA ze soupravy GAMABETA 2007 (staršiacute GABEset-1) do konektoru

DIG 1 LabQuestu V druheacutem přiacutepadě musiacuteme požiacutet propojovaciacute kabel (viz

doplňkovyacute text nebo httpwwwvernierczclankypropojeni-gamabety-s-

labquestem)

2 Zapneme LabQuest V menu Senzor ndash Nastaveniacute senzorů vybereme pro

DIG 1 Detektor radiace Je vyacutehodneacute připojit dva detektory současně Druhyacute do

DIG 2 Oba umiacutestiacuteme na různaacute miacutesta (ne vedle sebe)

- 225 -

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Frekvence 01 čteniacutes a Trvaacuteniacute

100s

4 V menu Graf ndash Parametry grafu zvoliacuteme Automatickeacute měřiacutetko od nuly

5 Detektor (y) zaacuteřeniacute postaviacuteme volně na stůl Nepoužiacutevaacuteme žaacutednyacute zdroj

zaacuteřeniacute

6 Zapneme Sběr dat Měřeniacute bude probiacutehat 100 s v 10-ti sekundovyacutech

intervalech Vykresluje (iacute) se křivka (y) kteraacute (eacute) znaacutezorňuje (iacute) radioaktivitu

kolem naacutes (pozadiacute) v miacutestnosti nebo na louce Radioaktivita je přirozenou

součaacutestiacute našeho života Pokud použijeme dva detektory současně vidiacuteme že na

různyacutech miacutestech je jinyacute naacutepočet Radioaktivniacute přeměny majiacute statistickou

povahu

7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme (menu Graf ndash Uložit měřeniacute)

8 Pro dalšiacute měřeniacute můžeme změnit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme

Frekvence 001 čteniacutes a Trvaacuteniacute 1 000 s

9 V dalšiacutech měřeniacutech postupujeme stejně (bod 6 a 7) ale můžeme plnit

různeacute uacutekoly

a) Stanovit uacutečinek vzdalovaacuteniacute detektoru od zdroje zaacuteřeniacute (použijeme školniacute

zdroj zaacuteřeniacute ze soupravy GAMABETA) Pokud použijeme dva detektory

současně jeden nechaacuteme samostatně a druhyacute budeme ozařovat zdrojem zaacuteřeniacute

z různyacutech vzdaacutelenostiacute a v 10-ti (přiacutepadně při změně nastaveniacute bod 8 ndash 100)

sekundovyacutech intervalech budeme zdroj zaacuteřeniacute postupně po 2 cm vzdalovat od

detektoru

b) Stanovit miacuteru absorpce zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na tloušťce vrstvy

stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu Jeden detektor ozařujeme zaacuteřeniacutem beta a druhyacute zaacuteřeniacutem

gama (ze školniacuteho zdroje zaacuteřeniacute) Přitom v danyacutech časovyacutech intervalech

měniacuteme tloušťku měděneacute destičky (viz naacutevod k soupravě GAMABETA)

Vzhledem k tomu že je možno nastavit 6 různyacutech tlouštěk destičky (ek) potom

je vhodneacute dobu trvaacuteniacute změnit na 60 přiacutepadně 600 sekund

c) Stanovit rozdiacutel v absorpci zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na protonoveacutem

čiacutesle stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu shodneacute tloušťky Souprava GAMABETA obsahuje

destičky různyacutech materiaacutelů hliniacutek železo ciacuten měď olovo Prvniacute měřeniacute

provaacutediacuteme bez absorpčniacute destičky a potom postupně vystřiacutedaacuteme destičky

z různyacutech materiaacutelů Pro měřeniacute b) a c) je vhodnějšiacute doba trvaacuteniacute 600 s protože

- 226 -

změna tloušťky nebo materiaacutelu vyžaduje dvě sekundy a tiacutem zmenšiacuteme chybu

měřeniacute v jednotlivyacutech intervalech

d) Ověřeniacute zaacutekona radioaktivniacute přeměny Pro měřeniacute je potřeba ještě

souprava GABEset-2 kteraacute umožňuje přiacutepravu eluaacutetu baria k určeniacute poločasu

přeměny baria 137m

Ba (cca 150 s) K měřeniacute musiacuteme proveacutest nastaveniacute v bodě

8 (viz vyacuteše) Postupujeme podle naacutevodu v soupravě GABEset-2

10 Vysloviacuteme zaacutevěry

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus vyacuteše uvedenaacute měřeniacute proveacutest s připojenyacutem LabQuestem k PC

v programu Logger Pro Zde je možno nastavit zobrazeniacute grafu v sloupečciacutech

ndash menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu ndash Graph options ndash Bar graph

2 Zkus proměřit poločas přeměny s připojenyacutem LabQuestem k PC

v programu Logger Pro Pro detektor 1 můžeme proveacutest analyacutezu grafu

Analyacuteza ndash CurveFit ndash Natural exponent (proložit exponenciaacutelniacute funkci)

Poločas rozpadu je pak převraacutecenou hodnotou koeficientu C (viz niacuteže graf)

- 227 -

Atomy a zaacuteřeniacute 412 SLUNCE ndash SDIacuteLENIacute TEPLA

SAacuteLAacuteNIacuteM

Fyzikaacutelniacute princip

Slunce vysiacutelaacute elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute do prostoru Dopadne-li toto zaacuteřeniacute na

nějakeacute jineacute těleso a dojde-li k pohlceniacute tohoto zaacuteřeniacute zvyacutešiacute se vnitřniacute energie

tohoto tělesa Souhrnně se vzaacutejemneacute saacutelaacuteniacute a pohlcovaacuteniacute při dvou nebo i viacutece

tělesech s různyacutemi teplotami nazyacutevaacute sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem Dopadne-li toto

zaacuteřeniacute na jineacute těleso je čaacutestečně pohlceno čaacutest se odraacutežiacute a čaacutest prochaacuteziacute

tělesem Pohlceneacute zaacuteřeniacute způsobuje zvyacutešeniacute vnitřniacute energie tělesa odraženeacute

zaacuteřeniacute dopadaacute na jinaacute tělesa a prochaacutezejiacuteciacute zaacuteřeniacute přechaacuteziacute na jinaacute tělesa

Pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa zaacutevisiacute předevšiacutem na jakosti povrchu

a takeacute na barvě povrchu V praxi maacute tento poznatek vyacuteznam předevšiacutem při

konstrukci různyacutech zařiacutezeniacute např biacuteleacute chladničky a mrazaacuteky (aby se co nejviacutece

zaacuteřeniacute odrazilo) v leacutetě nosiacuteme předevšiacutem světleacute oblečeniacute Chceme-li naopak

aby se co nejviacutece zaacuteřeniacute pohltilo voliacuteme černou barvu povrchu

Ciacutel

Ověřit pohltivost různyacutech povrchů

Pomůcky

LabQuest 4 ks teploměr TMP-BTA 4 ks PET laacutehviacute s různyacutem povrchem

žaacuterovka 100 W 300 W

- 228 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměry TMP-BTA ke vstupům CH1 až CH4 LabQuestu

Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

600 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Zapneme žaacuterovku 300 W

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 229 -

5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa na

jakosti povrchu a takeacute na barvě povrchu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute se 100 W žaacuterovkou

2 Provedeme měřeniacute pro jineacute barvy a povrchy

- 230 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

413 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK I

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na osvětleniacute E

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)

- 231 -

Scheacutema

- 232 -

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E

solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 Na ose x zvoliacuteme Osvětleniacute (Illumination (lux)) a na ose y Vyacutekon (mW)

6 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzoreks

daacutele zatrhneme volbu Nepřerušenyacute sběr dat

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Plynule přibližujeme (přiacutepadně vzdalujeme) žaacuterovku k solaacuterniacutem člaacutenkům

Měřiacuteme zaacutevislost P = f(E)

9 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

10 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků zapojenyacutech seacuteriově a paralelně

- 233 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

414 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK II

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na uacutehlu natočeniacute solaacuterniacutech člaacutenků

vzhledem ke zdroji světla

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)

- 234 -

Scheacutema

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E

solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

- 235 -

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev

sloupce Uacutehel Značka α Jednotky deg

6 Na ose x zvoliacuteme Uacutehel (deg) a na ose y Vyacutekon (mW)

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute

panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky

9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu uacutehlu 0deg

10 Natočiacuteme solaacuterniacute panel o 10deg od směru šiacuteřeniacute světla Využijeme uacutehloměr na

stavebnici solaacuterniacutech panelů Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu

uacutehlu 10deg

11 Opakujeme postup pro dalšiacute hodnoty uacutehlů 20deg 30deg hellip 90deg

12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

13 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků osvětlenyacutech Sluncem

- 236 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

415 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK III

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na vlnoveacute deacutelce světla - filtru

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad) barevneacute filtry ze

stavebnice

- 237 -

Scheacutema

- 238 -

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev

sloupce Barva filtru Značka λ Jednotky nm

6 Na ose x zvoliacuteme Barva filtru (nm) a na ose y Vyacutekon (mW)

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute

panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky Před solaacuterniacute

člaacutenky vložiacuteme bdquomodryacute filtrldquo

- 239 -

9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu vlnoveacute deacutelky modreacuteho

světla ndash 460 nm

10 Opakujeme postup pro zelenyacute žlutyacute a červenyacute filtr

11 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

12 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pomociacute spektrofotometru změř vlnovou deacutelku světla ktereacute projde přes danyacute

barevnyacute filtr

2 Vyzkoušej jineacute barevneacute filtry

Mgr Vaacuteclav Pazdera

Měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier

Vydal Repronis v Ostravě roku 2012

Technickaacute uacuteprava textu doc RNDr Oldřich Lepil CSc

Naacutevrh obaacutelky

Tisk Repronis s r o Ostrava

Počet stran 240

Naacuteklad 150 ks

Vydaacuteniacute prvniacute

ISBN 978-80-7329-

Page 11: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk

- 12 -

Scheacutema

Postup

1 Digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 (rozsah 0 až 4 000 g) zapojiacuteme do konektoru

USB počiacutetače

2 Spustiacuteme program LoggerPro

3 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g hellip) a

kontrolujeme zda vaacutehy ukazujiacute spraacutevnou hmotnost Naměřeneacute hmotnosti

zapisujeme do tabulky

4 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme stejneacute krychličky 1cm3 (nebo zaacutevažiacute)

z různyacutech materiaacutelů (Al Fe Zn Cu Pb dřevahellip) Naměřeneacute hmotnosti

zapisujeme do tabulky

5 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme mince (1 Kč 2 Kč 5 Kčhellip) Naměřeneacute

hmotnosti zapisujeme do tabulky

6 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Trvaacuteniacute

200 s Frekvence 1 čteniacutes

7 Na digitaacutelniacute vaacutehu postaviacuteme PET laacutehev s uzavřenyacutem odtokem

- 13 -

8 Uvolniacuteme odtok a současně stiskneme tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Měřiacuteme

jak se měniacute hmotnost kapalneacuteho tělesa po dobu 200 sekund Pokud je otvor

malyacute (voda vyteacutekaacute deacutele než je nastavenaacute doba) tak prodloužiacuteme dobu trvaacuteniacute

měřeniacute Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme naměřenyacute graf a přiacutepadně vyhodnotiacuteme

jeho průběh

9 Stejneacute měřeniacute (ad 8)) ale na hrdle PET laacutehve je našroubovaacuten vršek

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proveď analyacutezu naměřeneacuteho grafu ndash menu Analyacuteza ndash Proložit křivku nebo

Analyacuteza ndash Statistika

2 Stejneacute měřeniacute (ad 7) můžeme proveacutest s hořiacuteciacute sviacutečkou nebo s přiteacutekajiacuteciacute

vodou do PET laacutehve

3 Do PET laacutehve postaveneacute na digitaacutelniacute vaacuteze daacuteme určiteacute množstviacute octa (1dl)

můžeme takeacute přidat teploměr GoTemp zapneme měřeniacute a přisypeme saacuteček

sody Měřiacuteme zda se zmenšiacute hmotnost reagujiacuteciacute směsi (unikaacute plyn CO2)

Sledujeme i teplotu reagujiacuteciacutech laacutetek Zůstaacutevaacute hmotnost stejnaacute nebo se měniacute

Pokud maacuteme senzor pH můžeme při reakci sledovat i tuto vlastnost

4 Dvoulitrovou praacutezdnou PET laacutehev (uřiacuteznuteacute hrdlo) postav na digitaacutelniacute vaacutehu

V programu LoggerPro stiskni tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Naleacutevej do praacutezdneacute

laacutehve oxid uhličityacute (vyrobenyacute reakciacute octa a sody nebo z bombičky sifonu)

Pozoruj jak se měniacute hmotnost Nech měřeniacute běžet delšiacute dobu a pozoruj jak se

měniacute hmotnost Vyhodnoť měřeniacute Z naměřenyacutech hodnot a ze znalosti hustoty

vzduchu (129 kgm3) urči hustotu oxidu uhličiteacuteho Jakou maacute oxid uhličityacute

hustotu v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu

- 14 -

Veličiny a jejich měřeniacute

13 ČAS REAKČNIacute DOBA

Fyzikaacutelniacute princip

Čas je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličina kteraacute se nejčastěji označuje malyacutem

piacutesmenem t Jednotkou času je sekunda s

Reakčniacute doba člověka je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute

udaacutelosti do jeho reakce Mnoho faktorů ovlivňuje reakčniacute dobu člověka

Ciacutel

Změřit časoveacute uacuteseky různyacutech dějů pomociacute stopek LabQuestu

Změřit reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět

Pomůcky

LabQuest ultrazvukoveacute měřidlo vzdaacutelenosti GoMotion 2 ks voltmetry VP-

BTA deacutelkoveacute měřidlo

- 15 -

Scheacutema

Postup

1 Zapneme LabQuest a v dolniacute naacutestrojoveacute liště klikneme na ikonu domeček

2 V zobrazeneacute nabiacutedce zvoliacuteme Stopky

3 Stopky ovlaacutedaacuteme třemi tlačiacutetky ndash startstop vynulovaacuteniacute a zkopiacuterovaacuteniacute

aktuaacutelniacuteho uacutedaje z displeje např do kalkulačky Vyzkoušej si to

4 Změřiacuteme časoveacute uacuteseky různyacutech dějů

a) dobu mezi dvěma zvuky (generujeme pomociacute programu na PC ndash lze

přesně nastavit dobu dvě tlesknutiacute)

b) dobu kmitu kyvadla (dvěma po sobě jdouciacutem kyvům řiacutekaacuteme kmit)

c) dobu volneacuteho paacutedu tělesa z vyacutešky 2 metry můžeme ověřit pomociacute

GoMotion

d) dobu volneacuteho paacutedu dřevěneacute tyčky s deskou kterou jeden člověk pustiacute a

druhyacute chytiacute můžeme ověřit pomociacute GoMotion

- 16 -

e) dobu pohybu tělesa (autiacutečko vlaacuteček) po vodorovneacute podložce

f)

5 Změřiacuteme reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět

a) Světelnyacute ndash k LabQuestu připojiacuteme dva voltmetry VP-BTA prvniacute

připojiacuteme na LED (žaacuterovku) kteraacute je zapojena do obvodu s tlačiacutetkem

druhyacute připojiacuteme na rezistor zapojenyacute v obvodu s tlačiacutetkem prvniacute student

stiskne tlačiacutetko v prvniacutem obvodu a druhyacute stiskne v reakci na rozsviacutecenou

LED-ku (žaacuterovku) tlačiacutetko v druheacutem obvodu na LabQuestu

vyhodnotiacuteme dobu mezi napěťovyacutemi impulzy

b) Zvukovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze miacutesto LED-ky je zapojen bzučaacutek

a druhyacute student maacute zavřeneacute oči a reaguje na zvuk

c) Dotykovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze s tiacutem že prvniacute student se druheacuteho

dotkne rukou

6 Poznaacutemka

a) U všech třiacute měřeniacute v ad 5) je potřeba nastavit na LabQuestu v menu

Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 2 s Frekvence 1 000 čteniacutes Trigger

nastaviacuteme na Zapnuto a je rostouciacute přes 1 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute

Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

b) Miacutesto druheacuteho obvodu a voltmetru můžeme použiacutet senzor stisku ruky

HD-BTA

c) Při připojeniacute (ad 4c))ultrazvukoveacuteho senzoru MD-BTD nebo GO-MOT

do vstupu DIG 1 nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim

Časovaacute zaacutekladna Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

- 17 -

7 Ukončiacuteme měřeniacute

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkuste změřit reakčniacute dobu

a) opakovaně u jednoho studenta

b) u diacutevek a chlapců

c) mladyacutech a staryacutech lidiacute

d) raacuteno a večer

Na zaacutevěr sestav přehlednou tabulku všech vyacutesledků

2 Reakčniacute doba řidiče je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute

udaacutelosti do řidičovy reakce Jejiacute doba se pohybuje kolem 2 sekund ale vždy

zaacuteležiacute na pozornosti řidiče jeho věku fyzickeacute kondici a dalšiacutech faktorech Do

reakčniacute doby se však nezapočiacutetaacutevaacute doba prodlevy a naacuteběhu brzd Pamatujte

proto na bezpečnou vzdaacutelenost mezi vozidly a udržujte odstup

3 Zkuste chytit bankovku puštěnou druhyacutem člověkem dvěma prsty (pokud ji

chytnete je vaše) Proč ji nelze chytit

- 18 -

Veličiny a jejich měřeniacute

14 RYCHLOST

Fyzikaacutelniacute princip

Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme

v metrech za sekundu m

s

nebo v kilometrech za hodinu km

h

U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se

rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT

- 19 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 3 s

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost pohybu

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a potom se

přibližovat a daacutele se naopak vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost

chůze člověka (0 až 6 m)

- 20 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho

miacuteče od senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem

papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho autiacutečka (viz foto vyacuteše) vlaacutečkuhellip

5 Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

- 21 -

Veličiny a jejich měřeniacute

15 DRAacuteHA

Fyzikaacutelniacute princip

Draacuteha s je deacutelka trajektorie Trajektorie je křivka kterou těleso opisuje při

sveacutem pohybu

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru draacutehu kterou uraziacute těleso

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo

- 22 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od

senzoru ke stropu k tabuli k zemi k ruce hellip

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od

dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat

se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se

člověka od senzoru (0 až 6 m)

- 23 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od

senzoru

f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem

papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka vlaacutečku hellip

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

2 Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je

funkciacute času

- 24 -

Veličiny a jejich měřeniacute

16 TEPLOTA

Fyzikaacutelniacute princip

Teplota je fyzikaacutelniacute veličina t kterou použiacutevaacuteme k popisu stavu tělesa (rychlost

pohybu atomů) Jednotkou je Celsiův stupeň (degC) Teplota tajiacuteciacuteho ledu je 0 degC

Bod varu vody je 100 degC Stupeň Fahrenheita (degF) je jednotka teploty

pojmenovanaacute po německeacutem fyzikovi Gabrielu Fahrenheitovi Dnes se použiacutevaacute

hlavně v USA

- 25 -

Ciacutel

Odhadnout teplotu a pak odhad ověřit teploměrem Ověřit teplotu tajiacuteciacuteho ledu

Ověřit teplotu varu vody Změřit jak se měniacute teplota v průběhu dne a při

ohřiacutevaacuteniacute nebo ochlazovaacuteniacute tělesa

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA teploměr STS-BTA PET laacutehve

- 26 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměr STS-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

2 Do několika naacutedob z PET lahviacute připraviacuteme vodu o různeacute teplotě ndash prvniacute

přidaacuteme led a u ostatniacutech postupně viacutece a viacutece horkeacute vody z elektrovarneacute

konvice

3 Zapneme LabQuest a můžeme měřit teplotu Nejdřiacuteve zkusiacuteme odhadnout

teplotu a potom ověřiacuteme pomociacute teploměru teplotu různyacutech těles

a) vzduch v miacutestnosti (u podlahy uprostřed u stropu)

b) vzduch na ulici

c) teplaacute voda

d) studenaacute voda

e) horkaacute voda

f) tajiacuteciacute led

g) tajiacuteciacute led a sůl

- 27 -

h) vařiacuteciacute voda

i) teplota lidskeacuteho těla

j) teplota v chladničce (dole nahoře v mraziciacutem boxu)

k)

4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 60 čteniacuteh Trvaacuteniacute 24 h

5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme venku za oknem

tak aby se nedotyacutekal žaacutedneacuteho tělesa

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu

vzduchu v průběhu 24 hodin Dalšiacute den ve stejnou dobu ukončiacuteme měřeniacute

7 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

8 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutemin Trvaacuteniacute 24 min

9 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme do kaacutedinky se

studenou vodou a začneme ohřiacutevat lihovyacutem kahanem

10 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu vody

v průběhu 12 minut (ohřiacutevaacuteniacute) Pak zahasiacuteme kahan a měřiacuteme dalšiacutech12 minut

(ochlazovaacuteniacute) Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 120 čteniacutemin Trvaacuteniacute 3 min

2 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu uchopiacuteme senzor

teploměru do ruky a pozorujeme změnu teploty Stejneacute měřeniacute provedeme

s teploměrem TMP-BTA a teploměrem STS-BTA Proč se lišiacute průběhy obou

grafů Kde toho lze využiacutet

4 Zapoj do LabQuestu dva teploměry Vezmi si dvě naacutedoby s vodou

o různyacutech teplotaacutech ndash studenaacute a teplaacute Měř jejich teploty (tlačiacutetko START)

- 28 -

Přelej vodu z prvniacute naacutedoby do druheacute a současně přendej teploměr z prvniacute

naacutedoby do druheacute Popiš co pozoruješ Z grafu urči teploty před smiacutechaacuteniacutem

a teplotu po smiacutechaacuteniacute

5 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vody ve zkumavce v různyacutech

hloubkaacutech

a) budeš-li vodu ohřiacutevat u dna

b) budeš-li vodu ohřiacutevat u hrdla

6 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vzduchu ve zkumavce v různyacutech

hloubkaacutech

- 29 -

Siacutely a jejich vlastnosti

17 SIacuteLA

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se

piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N

Ciacutel

Určit velikosti různyacutech sil Určit hmotnost zaacutevažiacute ktereacute je přitahovaacuteno k zemi

silou 1 N Určit siacutelu stisku ruky a siacutelu stisku mezi dvěma prsty Určit velikost

siacutely kterou člověk působiacute na zem

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA plošnyacute siloměr FP-BTA senzor siacutely stisku ruky

HD-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma

- 30 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)

2 Zapneme LabQuest

3 Zavěšujeme postupně různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g ) na siloměr

Naměřeneacute uacutedaje zapisujeme do tabulky

4 Na siloměr zavěsiacuteme pružinu Vynulujeme siloměr Zavěšujeme postupně

různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 ghellip) na pružinu a měřiacuteme prodlouženiacute

pružiny y Sestrojiacuteme graf F = f(y) Určiacuteme konstantu přiacutemeacute uacuteměrnosti

5 Zavěsiacuteme na siloměr misku z rovnoramennyacutech vah a vynulujeme siloměr ndash

menu Senzory ndash Vynulovat Postupně na misku přidaacutevaacuteme zaacutevažiacute až siloměr

ukazuje přesně siacutelu 1 N Vyacutesledek (hmotnost zaacutevažiacute) zapiacutešeme do tabulky

6 K LabQuestu připojiacuteme senzor siacutely stisku ruky HD-BTA Měřiacuteme

postupně siacutelu stisku ruky pro pravou a levou ruku

7 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Měřiacuteme siacutelu stisku ruky

po dobu 60 sekund ndash nepřerušovaně držiacuteme Sledujeme jak siacutela stisku

v průběhu času ochabuje

9 Bod 5 6 a 7 opakujeme pro siacutelu stisku mezi prsty

- 31 -

10 K LabQuestu připojiacuteme plošnyacute siloměr FP-BTA Přepneme na většiacute

rozsah 0 ndash 3 500 N Postaviacuteme se na tento siloměr Změřiacuteme siacutelu kterou člověk

působiacute na zem (tiacuteha G) Zapiacutešeme do tabulky Určiacuteme hmotnost člověka

11 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

12 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sledujeme jak se

měniacute tlakovaacute siacutela při dřepu kliku vyacuteskoku při běžneacute chůzi (jedna noha střiacutedaacute

druhou) při přitisknutiacute senzoru ke stěněhellip

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute jak se měniacute siacutela působiacuteciacute na plošnyacute siloměr FP-BTA při

jiacutezdě vyacutetahem když na něm stojiacuteme (vliv zrychlovaacuteniacute zpomalovaacuteniacute)

2 Polož plošnyacute siloměr na židli sedni si na něj a vyzkoušej jakou silou

působiacuteš na židli

3 Na siloměr DFS-BTA zavěsiacuteme hranol Určiacuteme velikost siacutely kterou

přitahuje Země hranol Taacutehneme tento hranol po podložce a změřiacuteme velikost

tahoveacute siacutely Porovnaacuteme tyto dvě siacutely

4 Proveďte statistickyacute průzkum ve třiacutedě o kolik je u pravaacutekůlevaacuteků silnějšiacute

pravaacutelevaacute ruka (holekkluků) Vypočiacutetejte průměrneacute hodnoty

- 32 -

Elektrickeacute vlastnosti laacutetek

18 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovaacuteniacute těles

Jeho jednotkou je coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při

pokusech ve třiacutedě pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů)

1 nC je přibližně 6 000 000 000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj

elektronuhellip) Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj

(na skleněneacute tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně

nabiteacute těleso maacute viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute

protony K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič

naacuteboje

Ciacutel

Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute

při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute

Pomůcky

LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA tělesa (plechovka na polystyreacutenu kovoveacute

kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute

těles

- 33 -

Scheacutema

Postup

1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou

krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku

připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou

zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě

kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru

zvoliacuteme rozsah plusmn 100 nC

2 Zapneme LabQuest

- 34 -

3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem

ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj

Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky

5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence

2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj

z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute

naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)

Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky

9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute

tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)

10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu

3times3 mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle

Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm

Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je

11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech

(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)

- 35 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pouze přibližujeme a vzdalujeme nabitou tyč (ebonitovou nebo skleněnou)

k tělesu (plechovce) a sledujeme jak se měniacute naacuteboj O jakyacute jev se jednaacute Čiacutem

je způsoben

2 Plechovku připojiacuteme ke zdroji kladneacuteho vn napětiacute (nabije se kladně) Měřič

naacuteboje připojiacuteme ke kovoveacute kuličce na izolovaneacutem držaacuteku Zapneme měřeniacute

a přejiacuteždiacuteme plynule v okoliacute svisleacute stěny plechovky (nedotyacutekaacuteme se) přibližně

ve stejneacute vzdaacutelenosti Sledujeme naměřeneacute hodnoty Co můžeme usoudit

o rozloženiacute naacuteboje na povrchu plechovky

- 36 -

Magnetismus 19 MAGNETICKAacute INDUKCE

MAGNETICKEacute POLE

Fyzikaacutelniacute princip

Magnetickou indukciacute nazyacutevaacuteme jev při ktereacutem se tělesa s feromagnetickyacutemi

vlastnostmi v bliacutezkosti magnetu zmagnetujiacute Magnet vytvaacuteřiacute ve sveacutem okoliacute

magnetickeacute pole ktereacute můžeme znaacutezornit soustavou magnetickyacutech

indukčniacutech čar Pomociacute magnetky (malyacute magnet) můžeme bdquozmapovatldquo

magnetickeacute pole ndash určit směr indukčniacutech čar Mnohem rychleji lze obrazec

indukčniacutech čar určit pomociacute železnyacutech pilin

Magnetickeacute pole popisuje veličina magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji

v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou indukci měřiacuteme teslametrem Zemskeacute

magnetickeacute pole v ČR maacute magnetickou indukci 0048 mT

Ciacutel

Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute permanentniacuteho

magnetu Změřit magnetickou indukci magnetickeacuteho pole Země

- 37 -

Pomůcky

LabQuest teslametr MG-BTA permanentniacute magnet

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Na teslametru

nastaviacuteme rozsah 64 mT Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 38 -

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k severniacutemu poacutelu magnetu

a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi

5 sekund)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k jižniacutemu poacutelu magnetu

a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi

5 sekund)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu

rovnoměrně pohybujeme (asi 5 sekund) teslametrem kolmo k podeacutelneacute ose

magnetu k jižniacutemu poacutelu magnetu a potom pomalu vzdalujeme teslametr od

severniacuteho poacutelu magnetu (asi 5 sekund) Uložiacuteme měřeniacute

6

7 Otevřeme novyacute soubor a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve

vodorovneacute rovině otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země

Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum (N a S magnetickyacute poacutel)

- 39 -

Z maximaacutelniacutech hodnot odečteme vodorovnou amplitudu magnetickeacute indukce B

Země

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve

svisleacute rovině (N-S směr) otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země

Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum Maximaacutelniacute hodnota je

hodnotou magnetickeacute indukce B Země

9

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Urči sklon indukčniacute čaacutery magnetickeacuteho pole u naacutes v ČR vzhledem

k povrchu země

- 40 -

Elektrickyacute obvod 110 ELEKTRICKYacute PROUD

ELEKTRICKEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute proud je uspořaacutedanyacute pohyb nabityacutech čaacutestic Elektrickyacute proud se

označuje piacutesmenem I Jeho jednotkou je ampeacuter (A)

Elektrickeacute napětiacute se označuje piacutesmenem U Jednotkou elektrickeacuteho napětiacute je

volt (V)

Elektrickyacute proud měřiacuteme ampeacutermetrem a napětiacute voltmetrem

Ciacutel

Změřit proud prochaacutezejiacuteciacute žaacuterovkou Změřit napětiacute na žaacuterovce Pozorovat jak

žaacuterovka sviacutetiacute při různyacutech hodnotaacutech proudu (uacutečinky proudu)

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat

100 Ω žaacuterovka 35 V03 A

- 41 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x

zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat ndash

Ampeacutermetr Reostat 100 Ω nastaviacuteme na min hodnoty odporu (napětiacute)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 42 -

5 Reostatem 100 Ω pomalu (20 s) zvětšujeme proud (směrem k max) až ho

vytočiacuteme do krajniacute polohy (max) Hodnota proudu nesmiacute překročit 06 A

Zobrazuje se tzv V-A charakteristika žaacuterovky Po vykresleniacute celeacuteho grafu

zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro různeacute žaacuterovky

7 Vysloviacuteme zaacutevěr (při jakeacute hodnotě proudu žaacuterovka začiacutenaacute sviacutetit)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř V-A charakteristiku pro rezistor 100 Ω a 50 Ω

- 43 -

Elektrickeacute pole 111 ZDROJE ELEKTRICKEacuteHO

NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Zdroje elektrickeacuteho napětiacute jsou elektraacuterny galvanickeacute člaacutenky a akumulaacutetory

- 44 -

Ciacutel

Změřit jak se měniacute napětiacute při vybiacutejeniacute (použiacutevaacuteniacute) zdroje ndash vybiacutejeciacute křivku

Pomůcky

LabQuest držaacutek baterie a rezistor ampeacutermetr DCP-BTA voltmetr VP-BTA

zdroj elektrickeacuteho napětiacute ndash galvanickyacute člaacutenek akumulaacutetor

- 45 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 a voltmetr VP-BTA ke

vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

12 h Frekvence 300 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat (spiacutenač je vypnutyacute)

4 Sepneme spiacutenač Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na

LabQuestu

5 Když začne napětiacute klesat pod 1V zastaviacuteme měřeniacute

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vytvoř si jednoduchyacute galvanickyacute

člaacutenek z jablka (nebo citronu)

železneacuteho hřebiacuteku a měděneacuteho draacutetu

podle obraacutezku Změř voltmetrem

zaacutevislost napětiacute v zaacutevislosti na čase

(připoj rezistor 1 000 Ω)

- 46 -

2 Změř vybiacutejeciacute křivku pro různeacute zdroje Urči kapacitu člaacutenku Porovnej

se jmenovitou kapacitou

3 Jakeacute vyacutehody maacute elektrickeacute napětiacute z bateriiacute oproti napětiacute ze zaacutesuvek Jakeacute

nevyacutehody naopak majiacute baterie

- 47 -

Elektrickyacute obvod 112 UacuteČINKY ELEKTRICKEacuteHO

PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute proud maacute pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute

uacutečinky Jednoducheacute spotřebiče můžeme rozdělit podle uacutečinků elektrickeacuteho

proudu na pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute spotřebiče

Ciacutel

Ověřit pohyboveacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na elektromotor

Ověřit světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

Ověřit magnetickeacute uacutečinky (magnetickaacute indukce) elektrickeacuteho proudu

prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

Ověřit chemickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho kapalinou

(vodou)

Ověřit tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA

teploměr TMP-BTA ciacutevka 166 a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu

a napětiacute BK 127 žaacuterovka 12 V spiraacutela luxmetr LS-BTA voltmetr 30 V-BTA

- 48 -

Scheacutema

a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

- 49 -

b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

Postup

a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku

1 Připojiacuteme luxmetr LS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-

BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematuj ndash spiacutenač je

rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr

- 50 -

a voltmetr Žaacuterovku s luxmetrem můžeme zakryacutet krabiciacute aby luxmetr neměřil

osvětleniacute pozadiacute

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06A Na ose y zvoliacuteme Osvětleniacute a Spojovat body

Dole 0 a Nahoře 600 lx

4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme

napětiacute Vlevo 0 Vpravo 16 V Na ose y zvoliacuteme Proud a Spojovat body Dole

0 a Nahoře 04 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme

spiacutenač

6 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (do 12 V) Kontrolujeme proud

ndash max 06A Luxmetrem měřiacuteme osvětleniacute způsobeneacute žaacuterovkou

b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

- 51 -

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max

06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky

c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud

prochaacuteziacute

1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-

BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu ndash spiacutenač je

rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr

a voltmetr Teploměr se spiraacutelou vložiacuteme do kaacutedinky s vodou

- 52 -

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 000 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Napětiacute a Spojovat body

Dole 0 a Nahoře 25 V

4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme

čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Teplota a Spojovat body

Dole 20 a Nahoře 35 degC Regulovatelnyacutem zdrojem nastaviacuteme napětiacute (na

20 V) Kontrolujeme proud ndash max 10 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme

spiacutenač

6 Teploměrem měřiacuteme teplotu vody zahřiacutevaneacute spiraacutelou

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakeacute jsou uacutečinky elektrickeacuteho proudu v jednotlivyacutech

přiacutepadech

- 53 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ve ktereacutem elektrickeacutem přiacutestroji se projevuje současně několik uacutečinků

elektrickeacuteho proudu

2 Jakyacutech uacutečinků elektrickeacuteho proudu využiacutevaacute elektrickyacute zvonek

3 Změř jak zaacutevisiacute siacutela F přitahujiacuteciacute jaacutedro na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho

ciacutevkou Kde se toho daacute využiacutet

4 Chemickeacute uacutečinky viz uacuteloha 116 Elektrickyacute proud v kapalinaacutech

5 Změř pohyboveacute uacutečinky el proudu na otaacutečeniacute elektromotoru Pohyb můžeš

sniacutemat luxmetrem

- 54 -

Elektrickyacute obvod 113 MAGNETICKEacute VLASTNOSTI

ELEKTRICKEacuteHO PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Prochaacuteziacute-li vodičem elektrickyacute proud vznikaacute v jeho okoliacute magnetickeacute pole

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar kružnic Kružnice ležiacute v rovinaacutech kolmyacutech

na vodič a majiacute středy v bodech vodiče Magnetickeacute pole popisuje veličina

magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou

indukci měřiacuteme teslametrem

Ciacutel

Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute vodiče v zaacutevislosti na

velikosti elektrickeacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest teslametr MG-BTA ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj

napětiacute vodič

- 55 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu a ampeacutermetr

HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Na teslametru nastaviacuteme rozsah 64 mT

Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 56 -

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 5 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Teslametr umiacutestiacuteme bliacutezko vodiče (1 cm) Stiskneme tlačiacutetko START

(měřeniacute) na LabQuestu a pomalu rovnoměrně zvětšujeme napětiacute

(proud) na zdroji Uložiacuteme měřeniacute

5 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce na velikosti proudu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Velikost magnetickeacute indukce okolo rovneacuteho dlouheacuteho vodiče ve vzdaacutelenosti

d můžeme vypočiacutetat pomociacute Biot-Savartova zaacutekona (někdy teacutež Biot-Savart-

Laplaceova)

7 74π 10 2 102π 2π

I I IB

d d d (přibližně ve vzduchu)

2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale v zaacutevislosti na vzdaacutelenosti d ndash měřiacuteme

praviacutetkem a vklaacutedaacuteme po jednotlivyacutech krociacutech Nastaviacuteme určitou hodnotu

proudu

- 57 -

Elektrickyacute obvod 114 MAGNETICKEacute POLE CIacuteVKY

Fyzikaacutelniacute princip

Ciacutevka vznikne když vodič navineme na povrch vaacutelce nebo hranolu

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery uvnitř ciacutevky jsou rovnoběžneacute s jejiacute osou

Magnetickaacute indukce uvnitř velmi dlouheacute ciacutevky maacute velikost NI

Bl

kde I

je velikost proudu N je celkovyacute počet zaacutevitů a l je deacutelka ciacutevky

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce B na velikosti proudu I prochaacutezejiacuteciacuteho

ciacutevkou

Pomůcky

LabQuest rezistor 10Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA ciacutevka 166

a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127

- 58 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 59 -

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max

06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky

6 Vysloviacuteme zaacutevěr - jak zaacutevisiacute mag indukce B na velikosti elektrickeacute

proudu I

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ze znalosti počtu zaacutevitů deacutelky ciacutevky a proudu spočiacutetej magnetickou

indukci

2 Změň ciacutevku a opakuj měřeniacute

3 Změř jak se měniacute magnetickaacute indukce po podeacutelneacute ose ciacutevky při daneacute

hodnotě proudu

- 60 -

Elektrickyacute obvod 115 ZKRAT

Fyzikaacutelniacute princip

Zkrat v elektrickeacutem obvodu je vodiveacute spojeniacute vodičů ktereacute vyřadiacute z obvodu

spotřebič Obvod se chraacuteniacute proti zkratu pojistkou nebo jističem Tavnaacute

pojistka je založena na tepelnyacutech uacutečinciacutech elektrickeacuteho proudu Jistiacuteciacutem

prvkem je tenkyacute draacutetek kteryacute se průchodem zkratoveacuteho proudu přepaacuteliacute a tiacutem

přerušiacute elektrickyacute obvod

Ciacutel

Ověřit funkci tavneacute pojistky Určit velikost zkratoveacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute tenkyacute

vodič tavnaacute trubičkovaacute pojistka ndash různeacute hodnoty proudu

- 61 -

Scheacutema

- 62 -

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme

obvod dle scheacutematu Spiacutenač je rozpojen Jako pojistku použijeme napřiacuteklad

tavnou trubičkovou pojistku 800 mA Jako zdroj plochou baterii

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Způsobiacuteme

ZKRAT

5 Vysloviacuteme zaacutevěr Jak rychle bdquozareagujeldquo tavnaacute pojistka

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus změřit pomociacute mikrometru průměr draacutetku a zkratovyacute proud tiacutemto

draacutetkem Změř draacutetky různyacutech průměrů Jak zaacutevisiacute hodnota zkratoveacuteho

proudu na průměru draacutetku

2 Proč nemůžeš použiacutet jako tavnou pojistku hřebiacutek

3 Zkus různeacute druhy materiaacutelů tavnyacutech draacutetků ndash Fe Cuhellip Jakyacute to maacute vliv na

velikost bdquozkratovaciacuteholdquo proudu

- 63 -

4 Zkus změřit dvě stejneacute pojistky (např 800 mA) ale jedna je bdquopomalaacuteldquo

a druhaacute bdquorychlaacuteldquo

5 Zkus změřit zkrat se dvěma paralelně zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi Jakyacute

maacute vliv kvalita zdroje na velikost zkratovaciacuteho proudu Změniacute se doba

přetaveniacute draacutetku

6 Zkus změřit zkrat se dvěma seacuteriově zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi

7 Proč při bdquoletmeacutem dotekuldquo (viz obraacutezek) před zkratem nenastal zkrat Proč

nastal až při staacuteleacutem doteku

- 64 -

Elektrickyacute obvod 116 ELEKTRICKYacute PROUD

V KAPALINAacuteCH

Fyzikaacutelniacute princip

Podmiacutenkou vodivosti kapalin je přiacutetomnost iontů Ionty vznikajiacute v kapalinaacutech

nejčastěji při rozpouštěniacute soliacute a kyselin

Ciacutel

Ověřit vznik iontů rozpouštěniacutem soli ve vodě měřeniacutem elektrickeacuteho proudu

Pomůcky

LabQuest ampeacutermetr DCP-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute žaacuterovka

vanička a elektrody

- 65 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme

obvod dle scheacutema Spiacutenač je rozpojen

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

600 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Po

10 sekundaacutech nasypeme sůl do vody Pozorujeme jak se měniacute proud při

rozpouštěniacute soli v roztoku vody a soli jak vznikajiacute ionty

5 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus proveacutest stejneacute měřeniacute s různyacutem množstviacutem soli ndash 1 lžička 2 lžičkyhellip

2 Zkus různeacute druhy materiaacutelů elektrod ndash Fe Cu Zn C Pbhellip

3 Vyzkoušej různeacute soli

4 Vyzkoušej takeacute cukr

- 66 -

Pohyb tělesa 21 RYCHLOST POHYBU

Fyzikaacutelniacute princip

Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme

v metrech za sekundu m

s

nebo v kilometrech za hodinu km

h

U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se

rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)

Průměrnaacute rychlost je podiacutel celkoveacute draacutehy s a celkoveacute doby t za kterou těleso

draacutehu urazilo Průměrnaacute rychlost určenaacute ve velmi kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku se

nazyacutevaacute okamžitaacute rychlost Měřiacuteme ji tachometrem

Ciacutel

Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT

- 67 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 20 s

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

a) Pohybujeme dlaniacute (knihou) nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost

pohybu dlaně k senzoru

b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a pak se

přibližovat a naacutesledně se vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost

chůze člověka (0 až 6 m)

- 68 -

c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na

zaacutevěsu kyvadla

d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor

pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru

e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme

basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho

miacuteče od senzoru

f) Stejneacute jako za e) ale s mělkyacutem

papiacuterovyacutem kornoutem nebo

mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem

g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho

autiacutečka vlaacutečkuhellip

h) Měřiacuteme rychlost voziacutečku na

voziacutečkoveacute draacuteze VDS (vodorovneacute

šikmeacute)

5 Ukončiacuteme měřeniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy

2 Překreslete grafy v = f(t) na grafy s = f(t) a naopak

3 Nakreslete graf v = f(t) a potom se podle něj pohybujte (viz 4 b)

- 69 -

Pohyb tělesa 22 DRAacuteHA ROVNOMĚRNEacuteHO

A NEROVNOMĚRNEacuteHO POHYBU

Fyzikaacutelniacute princip

Těleso se pohybuje rovnoměrnyacutem pohybem jestliže se pohybuje staacutele stejnou

rychlostiacute Těleso se pohybuje nerovnoměrnyacutem pohybem jestliže se jeho

rychlost měniacute

Draacutehu rovnoměrneacuteho i nerovnoměrneacuteho pohybu můžeme určit z grafu

časoveacuteho průběhu rychlosti jako plochu mezi tiacutemto grafem a časovou osou

(osou x)

Ciacutel

Určit zda danyacute pohyb je rovnoměrnyacute nebo nerovnoměrnyacute a draacutehu tohoto

pohybu

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD voziacuteček draacuteha pro mechaniku VDS

- 70 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

LabQuestu a ten přes USB do PC Pomociacute digitaacutelniacutech vah určiacuteme hmotnost

voziacutečku

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Draacuteha je velmi miacuterně nakloněnaacute

3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme k PC Přepiacutenač ultrazvukoveacuteho senzoru

přepneme na voziacuteček

- 71 -

4 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Deacutelka

10 s Vzorkovaciacute frekvence 20 vzorkůsekunda

5 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru pustiacuteme ho

a současně zapneme sběr dat Voziacuteček bude střiacutedavě sjiacuteždět a vyjiacuteždět

(po odrazu od magnetickeacuteho naacuterazniacuteku) po draacuteze Uložiacuteme měřeniacute

6 Draacutehu postaviacuteme vodorovně (můžeme zkontrolovat vodovaacutehou)

7 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru uvedeme ho do

pohybu a současně zapneme sběr dat

8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy se pohyboval voziacuteček rovnoměrně a kdy

nerovnoměrně

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Určiacuteme draacutehu - plochu pod grafem časoveacuteho průběhu rychlosti

2 Můžeme proveacutest stejnaacute měřeniacute s miacutečem

- 72 -

Siacutely a jejich vlastnosti

23 MĚŘENIacute SIacuteLY ndash ŠPEJLE

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se

piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N

Ciacutel

Změřit průhyb volneacuteho konce d špejle na působiacuteciacute siacutele F Měřeniacute proveacutest pro

různeacute deacutelky l

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma špejle

- 73 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)

2 Zapneme LabQuest

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty

Naacutezev deacutelka

Jednotky cm

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf K siloměru připevniacuteme konec špejle (viz

scheacutema) ndash špejle ukazuje na měřiacutetku 0 cm Siloměr bdquovynulujemeldquo

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

7 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 74 -

8 Siloměr posuneme tak aby ohnutaacute špejle ukazovala na měřiacutetku 1 cm

9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK

11 Opakujeme body 8 a 9 pro 2 cm 3 cm 4 cm a 5 cm

12 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

13 Měřeniacute zopakujeme pro různeacute deacutelky špejle

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro různeacute špejle (tloušťka tvar) Jak zaacutevisiacute průhyb špejle

na jejiacutem tvaru Kde a jak se toho využiacutevaacute

- 75 -

Siacutely a jejich vlastnosti

24 II NEWTONŮV POHYBOVYacute ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Čiacutem je většiacute siacutela F tiacutem jsou vyacuteraznějšiacute i změny rychlosti v pohybu tělesa Čiacutem

je většiacute hmotnost m tělesa tiacutem jsou změny rychlosti v pohybu tělesa menšiacute

Ciacutel

Ověřit II Newtonův pohybovyacute zaacutekon ndash zaacutekon siacutely

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA akcelerometr LGA-BTA senzor polohy

a pohybu MD-BTD souprava pro mechaniku VDS

- 76 -

Scheacutema

Postup

1 Senzor polohy a pohybu MD-BTD zapojiacuteme do konektoru DIG 1

LabQuestu Na voziacuteček připojiacuteme vlaacutekno a na něj zavěsiacuteme zaacutevažiacute o hmotnosti

10 g

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pustiacuteme voziacuteček

Zachytiacuteme jej těsně před koncem voziacutečkoveacute draacutehy Měřiacuteme rychlost pohybu

voziacutečku

5 Měřeniacute opakujeme se zaacutevažiacutem 20 g

6 Porovnaacuteme oba grafy

a) Jak se voziacuteček pohybuje (druh pohybu)

b) Jakyacute maacute vliv velikost siacutely F na pohyb voziacutečku

7 Na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g) ndash viz fotografie vyacuteše

8 Zopakujeme měřeniacute v bodech 1 až 6

- 77 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Na voziacuteček připevni siloměr a akcelerometr Změř jak zaacutevisiacute změna

rychlosti v (zrychleniacute) na velikost siacutely F Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam

dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence 20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Tahaacuteme za siloměr tam

a zpět (voziacuteček se pohybuje) Sledujeme jak zaacutevisiacute změna rychlosti v

(zrychleniacute) na velikost siacutely F

2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g)

Porovnaacuteme obě měřeniacute

- 78 -

Siacutely a jejich vlastnosti

25 SMYKOVEacute TŘENIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Smykoveacute třeniacute vznikaacute když se dvě tělesa z pevnyacutech laacutetek po sobě smyacutekajiacute

Siacutela kteraacute braacuteniacute posouvaacuteniacute těles se nazyacutevaacute třeciacute siacutela Abychom uvedli těleso

do rovnoměrneacuteho pohybu musiacuteme vynaložit většiacute siacutelu tzv klidovou třeciacute siacutelu

Siacutelu kterou těleso tlačiacute na podložku nazyacutevaacuteme tlakovou siacutelu

Ciacutel

Určit třeciacute siacutelu klidovou třeciacute siacutelu tlakovou siacutelu a poměr tlakoveacute a třeciacute siacutely

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA stejnaacute tělesa (kvaacutedry učebnicehellip)

- 79 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se pomalu

a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce

- 80 -

4 Na grafu jsou pro naacutes dvě zajiacutemaveacute oblasti V zeleneacute oblasti je maximaacutelniacute

siacutela ndash klidovaacute třeciacute siacutela Ft0 = N V modreacute oblasti je pohybovaacute třeciacute siacutela

Ft = N Obě ziacuteskaacuteme tak že na dotykoveacute obrazovce označiacuteme taženiacutem

danou oblast a v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika Ft0 bude maximaacutelniacute siacutela

a Ft středniacute siacutela v modreacute oblasti

5 Tlakovou siacutelu Fn určiacuteme tak že těleso zavěsiacuteme na siloměr a změřiacuteme siacutelu

6 Potom vypočiacutetaacuteme poměr třeciacute siacutely Ft

a tlakoveacute siacutely Fn Označiacuteme jej f ndash součinitel

smykoveacuteho třeniacute

7 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři

kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute měřeniacute si

můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit

Naacutesledně zobrazit všechna tři měřeniacute naraacutez

- 81 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jakyacute je poměr velikostiacute třeciacutech sil v jednotlivyacutech měřeniacutech (jeden dva tři

kvaacutedry)

2 Vyzkoušej jineacute materiaacutely (těleso podložka)

3 Zkus pohyb kvaacutedru nerovnoměrnyacutem pohybem Jak se změniacute vyacutesledek

měřeniacute Naacutepověda Zopakuj si Newtonovy zaacutekony

4 Vyzkoušej si jako těleso (a) Zlateacute straacutenky

5 Zkus založit jednotliveacute listy dvou Zlatyacutech straacutenek (dvou učebnic) a zkus je

od sebe vysunout

6 Na čem zaacutevisiacute velikost třeciacute siacutely

- 82 -

Kapaliny 26 POVRCHOVEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vlastnosti povrchoveacute blaacuteny se nazyacutevaacute

povrchoveacute napětiacute Čiacutem je povrchoveacute napětiacute většiacute tiacutem snaacuteze se na jeho povrchu

mohou udržet různaacute tělesa Hodnoty povrchoveacuteho napětiacute lze naleacutezt v tabulkaacutech

Povrchoveacute napětiacute rtuti je 7kraacutet většiacute než povrchoveacute napětiacute vody ktereacute 2-3kraacutet

většiacute než povrchoveacute napětiacute lihu či petroleje

- 83 -

Ciacutel

Určit přibližně velikost povrchoveacute siacutely Fp pro různeacute deacutelky dřevěneacute špejle

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA dřevěnaacute špejle plochaacute naacutedoba s vodou nit

Scheacutema

- 84 -

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do CH 1 LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Na siloměr zavěsiacuteme špejli o deacutelce 30 cm na niti (viz scheacutema) Špejli

položiacuteme na hladinu kapaliny (vody)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Taacutehneme siloměrem

špejli z povrchu kapaliny

6 Z grafu odečteme rozdiacutel maximaacutelniacute hodnoty siacutely (kdy dochaacuteziacute k odtrženiacute

špejle z povrchu kapaliny) a siacutely kdy špejle visiacute na niti ndash viz obraacutezek

7 Vypočiacutetaacuteme poměr teacuteto siacutely a dvojnaacutesobku deacutelky špejle (deacutelka okraje

povrchoveacute blaacuteny) což je hodnota povrchoveacuteho napětiacute σ (Nm)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro jineacute kapaliny (liacuteh hellip) Přiacutepadně pro jineacute deacutelky špejliacute

- 85 -

Kapaliny 27 HYDROSTATICKYacute TLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Hydrostatickyacute tlak ph v hloubce h je roven součinu hloubky hustoty kapaliny

ρ a tiacutehoveacuteho zrychleniacute g

hp h g

Ciacutel

Změřit hydrostatickyacute tlak v hloubce h

Pomůcky

LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA odměrnyacute vaacutelec s měřiacutetkem

- 86 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru

přišroubujeme hadičku kterou můžeme izolepou přilepit na praviacutetko s uměleacute

hmoty tak že začaacutetek hadičky bude na bdquonuleldquo praviacutetka Tiacutem můžeme měřit

deacutelku ponořeniacute hadičky ndash hloubku v kapalině

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30 s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Ponořujeme pomalu rovnoměrnyacutem pohybem konec hadičky do hloubky

20 cm do vody v odměrneacutem vaacutelci a zpět POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do

senzoru

- 87 -

5 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 V menu Senzory ndash Zaacuteznam nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + hodnoty Naacutezev

Hloubka Jednotka cm

7 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

8 Hadička neniacute ponořenaacute Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na

LabQuestu

9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

11 Ponořiacuteme konec do hloubky 1 cm (sledujeme na stupnici praviacutetka)

12 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

13 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK

14 Opakujeme body 11 12 a 13 pro hodnoty uacutehlu 2 cm 3 cmhellip 20 cm

15 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme

16 Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice

(nebo soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)

Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute pro jinou kapalinu (liacuteh hellip)

2 Vyzkoušej měřeniacutem nezaacutevislost tlaku v kapalině na směru

3 Ověř měřeniacutem že tlak kapaliny v naacutedobě nezaacutevisiacute na tvaru naacutedoby

- 88 -

Kapaliny 28 ARCHIMEDŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Vztlakovaacute siacutela Fvz působiacuteciacute na těleso v kapalině je rovna tiacutehoveacute siacutele kteraacute by

působila na kapalinu s objemem ponořeneacute čaacutesti tělesa

Pro vztlakovou siacutelu platiacute Fvz = Vρg V je objem ponořeneacute čaacutesti tělesa ρ je

hustota kapaliny g je konstanta (tiacutehoveacute zrychleniacute)

Ciacutel

Určit vztlakovou siacutelu Určit objem tělesa z Archimedova zaacutekona

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA naacutedoba s vodou těleso stojan

- 89 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence

5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute)

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Asi po 6 sekundaacutech

ponořiacuteme těleso do vody (nadzvedneme kaacutedinku s vodou a podsuneme pod

kaacutedinku podložku) a nechaacuteme dokončit měřeniacute

- 90 -

7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika

a stejně i vyacuteslednou siacutelu F (zaacutevažiacute ve vodě)

8 Vypočiacutetaacuteme vztlakovou siacutelu Fvz = FG ndash F

9 Vypočiacutetaacuteme objem tělesa ze vztlakoveacute siacutely

10 Ověřiacuteme určeniacute objemu tělesa vyacutepočtem (objem vaacutelce) nebo měřeniacutem

v odměrneacutem vaacutelci

11 Ověřiacuteme určeniacute tiacutehoveacute siacutely zvaacuteženiacutem tělesa

12 Vypočiacutetaacuteme hustotu tělesa a ověřiacuteme ji v tabulkaacutech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme měřeniacute pro jinaacute tělesa

- 91 -

Kapaliny 29 PASCALŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Působiacute-li na kapalinu v uzavřeneacute naacutedobě vnějšiacute tlakovaacute siacutela zvyacutešiacute se tlak ve

všech miacutestech stejně (Pascalův zaacutekon)

Ciacutel

Změřit hydrostatickyacute tlak v různyacutech hloubkaacutech při změně vnějšiacute tlakoveacute siacutely

Pomůcky

LabQuest 2ks tlakoveacute čidlo GPS-BTA PET laacutehev s měřiacutetkem

- 92 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakovaacute čidla GPS-BTA ke vstupům CH1 a CH2 LabQuestu

(nebo LabQuest Mini) K senzorům přišroubujeme hadičky ktereacute vedou přes

gumovou zaacutetku do PET laacutehve tak že konce hadiček budou v různyacutech

hloubkaacutech (rozdiacutel asi 20 cm) Tiacutem dosaacutehneme toho že počaacutetečniacute tlak bude

u obou senzorů různyacute

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Vynulujeme oba

tlaky (hadičky nejsou ponořeny ve vodě)

3 Napustiacuteme PET laacutehev vodou a zasuneme hadičky do PET (senzory musiacute byacutet

vyacuteše než je PET laacutehev ndash POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do senzoru)

Utěsniacuteme zaacutetku

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Malou silou stlačujeme rukou PET laacutehev

6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

- 93 -

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak se měniacute tlak v různyacutech hloubkaacutech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute PET laacutehev položenou vodorovně

2 Provedeme měřeniacute pro spojeneacute naacutedoby ndash dvě PET laacutehve nebo dvě injekčniacute

střiacutekačky

- 94 -

Plyny 210 ATMOSFEacuteRICKYacute TLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře

probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute

meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkosthellip

Atmosfeacuterickyacute tlak je tlak vzduchu na zemskyacute povrch a značiacuteme ho pa

Atmosfeacuterickyacute tlak měřiacuteme barometrem Hodnota atmosfeacuterickeacuteho tlaku zaacutevisiacute

na počasiacute a na nadmořskeacute vyacutešce

Ciacutel

Určit jak se měniacute atmosfeacuterickyacute tlak v troposfeacuteře

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA

- 95 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme barometr BAR-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20 s Frekvence 5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

- 96 -

3 Senzor (barometr) umiacutestiacuteme těsně nad povrchem země

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pomalu

zvedaacuteme senzor (v miacutestnosti) vzhůru ke stropu (miacutestnosti) a přiacutepadně zase dolů

5 Provedeme analyacutezu naměřenyacutech hodnot a porovnaacuteme je s tabulkovyacutemi

hodnotami

6 Můžeme proveacutest delšiacute měřeniacute na jednom miacutestě Nastaviacuteme v menu Senzory

ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 72 h (3 dny) Frekvence 20 čteniacuteh Zvoliacuteme zobrazeniacute

Graf

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Vyslov zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak zaacutevisiacute změna tlaku na nadmořskeacute vyacutešce můžeme zkoumat takeacute při

pohybu na schodech nebo ve vyacutetahu Přitom můžeme ještě zadaacutevat změnu

nadmořskeacute vyacutešky

2 Připojeniacutem teploměru a vlhkoměru můžeme zkoumat jak spolu souvisiacute

teplota tlak vlhkost v průběhu dne

3 Daacutele můžeme zkoumat jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute

4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom

miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty

5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď

stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem

- 97 -

- 98 -

Pracovniacute list pro žaacuteky

Plyny 211 ZAacuteKLADY METEOROLOGIE

Fyzikaacutelniacute princip

Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře

probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute

meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkost hellip

Připojeniacutem teploměru barometru vlhkoměru k LabQuestu (počiacutetači)

ziacuteskaacuteme termograf barografhellip

Ciacutel

Určit jak se měniacute teplota tlak vlhkost v troposfeacuteře

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA

- 99 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA

barometr BAR-BTA a vlhkoměr RH-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

72 h Frekvence 20 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Senzory umiacutestiacuteme 2 m nad povrchem země nejleacutepe do stiacutenu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 V průběhu sledujeme jak se měniacute počasiacute

6 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute podmiacutenky ndash ročniacute obdobiacute

nadmořskaacute vyacuteškahellip Vyslov zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak spolu souvisiacute teplota tlak vlhkost Zdůvodni

2 Jak se měniacute teplota tlak a vlhkost v průběhu dne Zdůvodni

3 Jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute

4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom

miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty

5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď

stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem

- 100 -

- 101 -

Plyny 212 PŘETLAK A PODTLAK

Fyzikaacutelniacute princip

Plyn maacute v naacutedobě podtlak jestliže je tento tlak nižšiacute než atmosfeacuterickyacute Plyn

maacute v naacutedobě přetlak jestliže je tento tlak většiacute než atmosfeacuterickyacute

Ciacutel

Změřit přetlak a podtlak plynu v naacutedobě

Pomůcky

LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA barometr BAR-BTA PET laacutehev

nafukovaciacute dětskyacute baloacutenek

- 102 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru

přišroubujeme injekčniacute střiacutekačku s nastavenou hodnotou objemu bdquo10 mlldquo dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Tlakem na piacutest vyvolaacutevaacuteme přetlak a podtlak a přetlak

- 103 -

5 Měřeniacute uložiacuteme

6 K senzoru připojiacuteme (našroubujeme) skleněnou baňku naplněnou

vzduchem Teplota plynu uvnitř je stejnaacute jako v okoliacute

7 Opakujeme předchoziacute měřeniacute s tiacutem že baňku (tiacutem i plyn) ohřiacutevaacuteme v tepleacute

vodě a ochlazujeme ve studeneacute (kostky ledu) vodě Pozorujeme jak se měniacute

tlak

8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy nastaacutevaacute přetlak a kdy podtlak

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jak můžeme přetlak a podtlak vytvořit

2 Kde se přetlak a kde se podtlak využiacutevaacute

3 Změř přetlak v baloacutenku Jak se měniacute s průměrem baloacutenku

4 Připoj k senzoru PET laacutehev Zkus mačkat laacutehev a měřit hodnotu přetlaku

5 Ohřej plyn v PET laacutehvi (horkou vodou) Uzavři PET laacutehev a ochlazuj laacutehev

(plyn) Měř podtlak uvnitř laacutehve

- 104 -

SVĚTELNEacute JEVY 213 STIacuteN A POLOSTIacuteN

Fyzikaacutelniacute princip

Stiacuten je prostor za tělesem do něhož nepronikaacute světlo ze zdroje Polostiacuten je

prostor za tělesem do ktereacuteho pronikaacute světlo pouze z čaacutesti zdroje

Ciacutel

Pomociacute senzoru světla určit intenzitu osvětleniacute v oblasti stiacutenu a polostiacutenu

Pomůcky

LabQuest žaacuterovka 12 V20 W světelnyacute senzor TILT-BTA nebo luxmetr LS-

BTA těleso

- 105 -

Scheacutema

Postup

1 Světelnyacute senzor TILT-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu

3 Zapneme LabQuest

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence 10 sndash1

Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Senzorem

světla TILT-BTA plynule pohybujeme nad oblastiacute stiacutenu a polostiacutenu z jedneacute

strany na druhou (viz scheacutema asi 10 s)

- 106 -

6 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakaacute intenzita osvětleniacute v jednotlivyacutech oblastech

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Měřeniacute opakujeme se dvěma zdroji světla

2 Měřeniacute opakujeme s jinyacutem tělesem (jinyacute tvar)

- 107 -

SVĚTELNEacute JEVY 214 BARVY SVĚTLA

Fyzikaacutelniacute princip

Biacuteleacute světlo se při průchodu skleněnyacutem hranolem rozklaacutedaacute na jednoducheacute barvy

ndash vznikaacute tak spektrum

Jsou v něm tyto barvy fialovaacute indigovaacute modraacute žlutaacute oranžovaacute a červenaacute

- 108 -

Ciacutel

Pomociacute spektrofotometru určit spektrum biacuteleacuteho světla (slunečniacuteho) Daacutele určit

spektrum odraženeacuteho světla různyacutech barevnyacutech papiacuterů

Pomůcky

LabQuest spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem různě barevneacute

papiacutery

- 109 -

Scheacutema

Postup

1 Spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem zapojiacuteme do USB konektoru

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 V menu Senzory ndash Změnit jednotky ndash USB Spektrometr zvoliacuteme Intenzita

4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Optickeacute vlaacutekno namiacuteřiacuteme na nebe (ve dne)

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Změřiacuteme

emisniacute spektrum bdquobiacuteleacuteho světlaldquo

6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

7 Zopakujeme a uklaacutedaacuteme měřeniacute s tiacutem že těsně před optickeacute vlaacutekno

vklaacutedaacuteme různě barevneacute papiacutery (tělesa)

- 110 -

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pomociacute spektrofotometru změř spektra barev na monitoru Vyslov zaacutevěr

- 111 -

Praacutece a energie 31 PRAacuteCE

Fyzikaacutelniacute princip

Praacutece je fyzikaacutelniacute veličina Označuje se piacutesmenem W a jejiacute jednotkou je joule

(značka J) Je-li F siacutela působiacuteciacute na těleso ve směru trajektorie vykonaacute se při

přesunutiacute tělesa o draacutehu s praacutece W = Fs

Ciacutel

Určit praacuteci při přesunutiacute tělesa

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA senzor polohy MD-BTD stejnaacute tělesa (kvaacutedry

učebnicehellip)

- 112 -

Scheacutema

Postup

1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr

přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N Senzor polohy zapojiacuteme do konektoru

DIG 1

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10 s Frekvence 20 čteniacutes

3 Zvoliacuteme zaacuteložku tabulka V menu Tabulka zvoliacuteme Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute

sloupec Naacutezev ndash Praacutece Jednotka ndash J Tvar vyacuterazu XY Sloupec pro X ndash Siacutela

Sloupec pro Y ndash Poloha

4 Sestaviacuteme měřeniacute podle scheacutema Vynulujeme oba senzory ndash menu Senzory

ndash Vynulovat ndash Čidlo polohy a pohybu Siloměr Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se

pomalu a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce

- 113 -

6 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute

měřeniacute si můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit

7 Zaacutevěr ndash vyhodnotiacuteme jednotliveacute grafy a vykonanou praacuteci

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Kdy je praacutece nulovaacute (viz graf)

2 Kdy se praacutece konaacute (viz graf)

3 Vyzkoušej vykonat praacuteci při natahovaacuteniacute pružiny

4 Vyzkoušej vykonat praacuteci při zvedaacuteniacute tělesa

5 Vyzkoušej vykonat praacuteci při překlaacutepěniacute tělesa

- 114 -

Praacutece a energie 32 ENERGIE POLOHOVAacute

A POHYBOVAacute

Fyzikaacutelniacute princip

Polohovaacute energie Ep je druh mechanickeacute energie kterou těleso ziacuteskaacute při

zvyšovaacuteniacute sveacute nadmořskeacute vyacutešky Vypočiacutetaacuteme ji Ep= mgh Pohybovaacute energie

Ek je druh mechanickeacute energie kterou maacute pohybujiacuteciacute se těleso Vypočiacutetaacuteme ji

Ek= frac12mv2

Ciacutel

Pohybovou a polohovou energii kmitaveacuteho pohybu

Pomůcky

LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT těleso (zaacutevažiacute)

pružina stojan metr

- 115 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1

LabQuestu

2 Určiacuteme tuhost použiacutevaneacute pružiny

- 116 -

3 Zapneme LabQuest

4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna

Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 10 s

5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Zvaacutežiacuteme zaacutevažiacute na digitaacutelniacutech vahaacutech a zavěsiacuteme ho na pružinu a pod

zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor a budeme měřit vzdaacutelenost a rychlost

kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině

7 Uvedeme zaacutevažiacute do kmitaveacuteho pohybu

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 117 -

9 Soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu

10 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku

a rovnici pro Ek

11 V menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku

jednotku a rovnici pro Ep

- 118 -

12 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku

a rovnici pro E

- 119 -

13 Zobraziacuteme grafy pro průběhy energiiacute

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změniacuteme dobu trvaacuteniacute na 300 s Opakujeme měřeniacute Co pozorujeme Jak se

měniacute energie

2 Jinyacute postup určeniacute tuhosti pružiny k

a) Na siloměr zavěsiacuteme pružinu

b) Vyznačiacuteme na pozadiacute (tabule) konec pružiny bdquoznačku ndash 0 cmldquo Daacutele si

pomociacute praviacutetka vyznačiacuteme značky 5 10 15 20 hellip cm

c) V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty

Naacutezev Prodlouženiacute Jednotky cm

- 120 -

d) Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

e) Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

f) Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

g) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

h) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

i) Prodloužiacuteme pružinu o 5 cm

j) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

k) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 5 cm a stiskneme OK

l) Opakujeme body i) j) a k) pro 10 15 20 hellipcm

m) Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

n) Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice

Přiacutemaacute uacuteměrnost

o) Z grafu určiacuteme tuhost pružiny k ndash je směrnice polopřiacutemky A vynaacutesobenaacute

100 (protože l jsme zadaacutevali v cm)

3 Opakujeme pro jineacute zaacutevažiacute nebo jinou pružinu

- 121 -

Praacutece a energie 33 UacuteČINNOST

Fyzikaacutelniacute princip

Uacutečinnost je podiacutel vykonaneacute praacutece W a dodaneacute energie E W

E

Ciacutel

Určit uacutečinnost při ohřiacutevaacuteniacute vody lihovyacutem kahanem

Pomůcky

LabQuest teploměr TMP-BTA kaacutedinka voda digitaacutelniacute vaacutehy lihovyacute kahan

laboratorniacute stojan

- 122 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 200 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Teploměr upevniacuteme do stojanu

4 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme praacutezdnou kaacutedinku mk = kg

5 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme vodu (např 200 ml) v kaacutedince m = kg

6 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme lihovyacute kahan mk0 = kg

7 Kaacutedinku upevniacuteme do stojanu postaviacuteme pod kaacutedinku kahan a zapaacuteliacuteme

ho

8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 123 -

9 Po skončeniacute měřeniacute (1 200 s = 20 min) zvaacutežiacuteme znovu lihovyacute kahan

mk1 = kg a odečteme z grafu počaacutetečniacute teplotu vody t0 =hellip degC

a konečnou teplotu t1 = degC

10 Vypočiacutetaacuteme vykonanou praacuteci W = Q = cmt = 4 180 middot middot =

J

11 Vypočiacutetaacuteme dodanou energii E = Q = hm = h(mk0 ndash mk1) = 28 865 000 middot

E = J

12 Vypočiacutetaacuteme uacutečinnost

100

W

E

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

Vyacutehřevnost ethanolu je 28 865 000 Jmiddotkgndash1

1 Vypočiacutetej kolik dodaneacute energie přijme kaacutedinka ndash sklo

(c = 670 Jmiddotkgndash1

middot Kndash1

)

- 124 -

2 Kolik procent dodaneacute energie se bdquoztratiacuteldquo

3 Znaacuteš uacutečinnějšiacute způsob ohřiacutevaacuteniacute vody Jakou maacute uacutečinnost

( httpfyzwebczclankyindexphpid=132 )

4 Proč na grafu v okamžiku zamiacutechaacuteniacute s ohřiacutevanou vodou vznikajiacute nerovnosti

(viz vyacuteše) Proč teplota nejdřiacuteve rychleji stoupaacute a pak chviacuteli klesaacute

(po zamiacutechaacuteniacute) Proč teplota pak roste přibližně rovnoměrně

5 Proč graf (viz vyacuteše) neniacute lineaacuterniacute Čiacutem je to způsobeno

6 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-

202

- 125 -

Praacutece a energie 34 NAKLONĚNAacute ROVINA

Fyzikaacutelniacute princip

Siacutela potřebnaacute k pohybu tělesa po nakloněneacute rovině je tolikraacutet menšiacute než tiacutehovaacute

siacutela kolikraacutet je deacutelka roviny většiacute než jejiacute vyacuteška G

hF F

s Tiacutehovou siacutelu

vypočiacutetaacuteme FG = mg

Ciacutel

Ověřit platnost funkce h

F fs

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA digitaacutelniacute vaacutehy voziacuteček se zaacutevažiacutem nakloněnaacute

rovina deacutelkoveacute měřidlo

- 126 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme siloměr DFS-BTA do vstupu CH1 Změřiacuteme deacutelku nakloněneacute

roviny s = cm Zvaacutežiacuteme voziacuteček m = kg Vypočiacutetaacuteme velikost tiacutehoveacute

siacutely FG K siloměru připojiacuteme voziacuteček

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim

Udaacutelosti + Hodnoty Naacutezev Vyacuteška Jednotka cm OK Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute

grafu

- 127 -

3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute Siacutely (N) a na

vodorovneacute ose times Vyacuteška (cm)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Zvedneme

nakloněnou rovinu do vyacutešky 10 cm a stiskneme bdquospoušťldquo pro zadaacuteniacute teacuteto

hodnoty Opakujeme pro 20 cm 30 cm 40 cm

5 Ukončiacuteme měřeniacute

6 V menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Siacutela vybereme lineaacuterniacute rovnici

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proč graf funkce h

F fs

neprochaacuteziacute počaacutetkem Tzn když h = 0 pak

F = 0

2 Zkus změřit funkci h

F fs

pomociacute plynuleacuteho zvedaacuteniacute nakloněneacute

roviny Je potřeba nastavit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim Časovaacute

zaacutekladna

- 128 -

Tepelneacute jevy 35 KALORIMETRICKAacute ROVNICE

Fyzikaacutelniacute princip

Při tepelneacute vyacuteměně mezi dvěma tělesy platiacute kalorimetrickaacute rovnice Q1 = Q2

Po dosazeniacute

c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2) Index 1 je přiřazen teplejšiacutemu tělesu a index 2

chladnějšiacutemu tělesu

Ciacutel

Ověřit platnost kalorimetrickeacute rovnice c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2)

Pomůcky

LabQuest dva teploměry TMP-BTA dvě seřiacuteznuteacute PET laacutehve digitaacutelniacute vaacutehy

- 129 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 a druhyacute teploměr TMP-

BTA do vstupu CH2 LabQuestu Do naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme teplou

vodu o hmotnosti m1 a teplotě t1 Do druheacute naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme

studenou vodu o hmotnosti m2 a teplotě t2 Hmotnosti určiacuteme pomociacute digitaacutelniacute

vaacutehy Do prvniacute naacutedoby vložiacuteme prvniacute teploměr a do druheacute naacutedoby druhyacute

teploměr Teploměry můžeme upevnit do stojanů

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

120 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 130 -

3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute obou teplot a na

vodorovneacute ose x ponechaacuteme čas

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Přeložiacuteme teploměr

z naacutedoby se studenou vodou do naacutedoby s teplou vodou a současně přelijeme

studenou vodu do tepleacute a počkaacuteme až nastane rovnovaacutežnyacute stav

5 Ukončiacuteme měřeniacute

6 Z grafů odečteme teploty před tepelnou vyacuteměnou (t1 a t2) a po tepelneacute

vyacuteměně (t)

7 Vypočiacutetaacuteme teplo odevzdaneacute Q1 a teplo přijateacute Q2

8 Porovnaacuteme vyacutesledneacute hodnoty

9 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Proč měřeniacute nevychaacuteziacute uacuteplně přesně Čiacutem je to způsobeno

2 Zkus stejneacute měřeniacute pro jedno kapalneacute těleso (voda) a jedno pevneacute těleso

(mosaznyacute vaacuteleček železnyacute vaacutelečekhellip)

3 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy

OHSP-202

- 131 -

Tepelneacute jevy 36 VEDENIacute TEPLA

Fyzikaacutelniacute princip

Zahřiacutevaacuteme-li jednu čaacutest podeacutelneacuteho tělesa z pevneacute laacutetky přenaacutešiacute se rychlejšiacute

pohyb atomů na dalšiacute a dalšiacute atomy Tiacutem se zvyšuje i teplota dalšiacutech čaacutestiacute

Tento jev se nazyacutevaacute vedeniacute tepla Laacutetky děliacuteme na tepelneacute vodiče (měď

hliniacutek hellip) a tepelneacute izolanty (vzduch plasty dřevo hellip)

Ciacutel

Ověřit šiacuteřeniacute tepla tepelnyacutem vodičem

Pomůcky

LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA tlustšiacute Cu vodič lihovyacute kahan dva

laboratorniacute stojany

- 132 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme čtyři teploměry TMP-BTA do vstupů CH1 až CH4 LabQuestu

LabQuest připojiacuteme k PC přes USB konektor Teploměry můžeme upevnit do

smyček vytvořenyacutech z tlustšiacuteho měděneacuteho draacutetu ndash viz scheacutema

2 Zapneme LabQuest V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat

nastaviacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzorek sekundu Zatrhneme Nepřerušenyacute

sběr dat

3 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a postaviacuteme ho pod konec Cu vodiče ndash viz scheacutema

4 V programu LoggerPro zvoliacuteme Sběr dat Nechaacuteme určitou

dobu běžet měřeniacute

5 Ukončiacuteme měřeniacute ndash v programu LoggerPro zvoliacuteme Zastavit

6 Porovnaacuteme naměřeneacute grafy

7 Vysloviacuteme zaacutevěr

- 133 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus měřeniacute pro jinyacute pevnyacute tepelnyacute vodič

2 Zkus stejneacute měřeniacute pro kapalneacute těleso (voda v naacutedobě)

- 134 -

Termika 37 SOUTĚŽ TEPLOMĚRŮ

Fyzikaacutelniacute princip

Teplota popisuje stav tělesa Teplotu měřiacuteme teploměrem Teplota tělesa

zaacutevisiacute i na miacuteře ochlazovaacuteniacute Miacutera ochlazovaacuteniacute zaacutevisiacute i na vlhkosti povrchu

tělesa (podobně ochlazovaacuteniacute lidskeacuteho těla) Vypařujiacuteciacute se kapalina odvaacutediacute čaacutest

vnitřniacute energie tělesa ndash ochlazuje ho Miacutera ochlazovaacuteniacute tělesa zaacutevisiacute i na

odvaacuteděniacute vznikajiacuteciacutech par

Ciacutel

Porovnej rychlost ochlazovaacuteniacute tělesa na povrchu sucheacuteho a mokreacuteho tělesa

Pomůcky

LabQuest teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA rychlovarnaacute konvice s horkou

vodou utěrka

- 135 -

Scheacutema

Postup

1 V konvici si ohřejeme vodu

2 Teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1

LabQuestu

3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

30 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

4 Zastrčiacuteme teploměr do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute je

praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme

tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem nepohybujeme

- 136 -

5 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash

menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Zastrčiacuteme teploměr opět do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute

je praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme

tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem budeme nyniacute maacutevat

7 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash

menu Graf ndash Uložit měřeniacute

8 Body 4 až 7 znovu opakujeme ale s tiacutem že po vytaženiacute teploměru

z konvice teploměr rychle utřeme utěrkou

9 Zobraziacuteme všechny čtyři naměřeneacute grafy ndash menu Graf ndash Ukaacutezat graf ndash

Všechny grafy

10 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus stejneacute měřeniacute s vlažnou vodou

2 Vyzkoušej jinou kapalinu

3 Pokud maacuteme čtyři teploměry můžeme proveacutest měřeniacute bdquonajednouldquo

- 137 -

Tepelneacute jevy 38 VAR

Fyzikaacutelniacute princip

Var je děj při ktereacutem se kapalina přeměňuje v plyn v celeacutem objemu Teplota

při ktereacute dochaacuteziacute k varu se nazyacutevaacute teplota varu Jejiacute hodnota zaacutevisiacute nejen na

chemickeacutem složeniacute kapaliny ale takeacute na tlaku nad povrchem kapaliny Voda

vře za normaacutelniacuteho tlaku (1 013 hPa) při 100 degC Zaacutevislost teploty varu vody

na tlaku lze přibližně vyjaacutedřit rovniciacute 5

716 2810

pt

Ciacutel

Ověřit teplotu varu za normaacutelniacuteho tlaku Ověřit zaacutevislost teploty varu na tlaku

- 138 -

Pomůcky

LabQuest teploměr GoTemp nebo TMP-BTA baňka voda lihovyacute kahan

laboratorniacute stojan odměrnyacute vaacutelec

Scheacutema

- 139 -

Postup

1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr GoTemp nebo TMP-

BTA Do baňky nalijeme horkou vodu Sestaviacuteme pomůcky podle scheacutema

V odměrneacutem vaacutelci kteryacute určuje hodnotu tlaku par nad volnyacutem povrchem vařiacuteciacute

vody neniacute voda Tzn že nad vodou v baňce je atmosfeacuterickyacute tlak

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Režim

Udaacutelosti a hodnoty Naacutezev Tlak Jednotka Pa

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a ohřiacutevaacuteme vodu v baňce až dosaacutehne teploty varu

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Paacutery vznikajiacuteciacute nad volnyacutem povrchem v baňce mohou volně odchaacutezet

hadiciacute kteraacute uacutestiacute nad dnem odměrneacuteho vaacutelce

7 Při dosaženiacute teploty varu stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

8 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku (odečteme

z barometru) a stiskneme OK

- 140 -

9 Přilijeme do odměrneacuteho vaacutelce vodu do vyacutešky 5 cm nad uacutestiacutem hadice

10 Při dosaženiacute teploty varu (poznaacuteme to podle bublinek ktereacute budou

vystupovat do vody v odměrneacutem vaacutelci) stiskneme tlačiacutetko (zachovat)

11 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku zvětšenou

o hodnotu hydrostatickeacuteho tlaku a stiskneme OK

12 Opakujeme body 9 10 a 11 pro hodnoty vyacutešky hladiny vody v odměrneacutem

vaacutelci 10 cm 15 cm 20 cm a 25 cm

13 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)

14 Provedeme analyacutezu grafu Jakaacute je to funkce Porovnaacuteme vyacutesledky

s vyacutesledky v MFCh tabulkaacutech Určiacuteme rovnici lineaacuterniacute funkce t = f(p)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Na čem zaacutevisiacute teplota varu určiteacute kapaliny

2 Čiacutem se lišiacute var vody v otevřeneacutem a v uzavřeneacutem tlakoveacutem hrnci

3 Může voda vařit i při nižšiacute teplotě než 100 degC

4 Pomociacute vyacutevěvy změř teploty varu při nižšiacutem tlaku než je atmosfeacuterickyacute

- 141 -

Zvukoveacute jevy 39 KMITAVYacute POHYB

Fyzikaacutelniacute princip

Kmitaveacute pohyby se nazyacutevajiacute pohyby při kteryacutech vyacutechylka opakovaně roste

a klesaacute Kmit je periodicky se opakujiacuteciacute čaacutest kmitaveacuteho pohybu doba jeho

trvaacuteniacute je perioda T a počet kmitů za jednotku času je frekvence 1

fT

Ciacutel

Určit periodu T a frekvenci f kmitaveacuteho pohybu

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA těleso (zaacutevažiacute) pružina stojan metr

- 142 -

Scheacutema

- 143 -

Postup

1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1

LabQuestu

2 Zapneme LabQuest Na siloměr zavěsiacuteme pružinu

3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat

4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence

50 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute) Těleso je v klidu

6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika

Určiacuteme hmotnost tělesa Ověřiacuteme na digitaacutelniacutech vahaacutech

8 Uvedeme těleso do kmitaveacuteho pohybu

9 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Provedeme

analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice (nebo soubor

nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)

- 144 -

10 Z grafu určiacuteme periodu T a vyacutepočtem frekvenci f

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Určete periodu a kmitočet joja

2 Určete periodu a kmitočet zaacutevažiacute ponořeneacuteho v kapalině

3 Určete periodu a kmitočet kmitaacuteniacute praviacutetka

4 Měř kmitavyacute pohyb delšiacute dobu Co pozoruješ

- 145 -

Zvukoveacute jevy 310 ZVUK

Fyzikaacutelniacute princip

Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz

Ciacutel

Určit časovyacute diagram některyacutech zdrojů zvuku ndash ladičky klaacuteves hudebniacutech

naacutestrojůhellip

Určit frekvenci (vyacutešku) toacutenů c1 d

1 e

1 c

2 Určit hudebniacute intervaly těchto

toacutenů Předveacutest barvu toacutenů

Pomůcky

LabQuest mikrofon MCA-BTA zdroje zvuku (hudebniacute naacutestroje) ladičky

- 146 -

Scheacutema

Postup

1 Zapneme LabQuest

2 Připojiacuteme mikrofon MCA-BTA do vstupu CH1 LabQuestu nebo v menu

Senzory ndash Nastaveniacute senzorů zvoliacuteme INT ndash Vnitřniacute mikrofon

3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

4 Rozezvučiacuteme zdroj zvuku ndash hlaacuteska bdquoaldquo bdquoeldquo bdquosldquo

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Uklaacutedaacuteme naměřeneacute zvuky v menu Graf ndash Uložit měřeniacute nebo zvoliacuteme

Pomociacute kalkulačky určujeme kmitočty periodickyacutech zvuků Uložiacuteme soubor

- 147 -

- 148 -

7 Opakujeme body 4 5 a 6 pro toacuteny c1 d

1 e

1 c

2 Určujeme kmitočet

těchto toacutenů (změřiacuteme periodu a kmitočet vypočiacutetaacuteme) a jejich hudebniacute

intervaly

8 Naměřeneacute kmitočty toacutenů a vypočiacutetaneacute hodnoty hudebniacutech intervalů

porovnaacuteme s hodnotami v tabulce

Toacuten c1 d1 e1 f1 g1 a1 h1 c2

Laděniacute absolutniacute vyacuteška (Hz)

temperovaneacute 262 294 330 349 392 440 494 524

přirozeneacute 264 297 330 352 396 440 495 528

Hudebniacute interval 11 98 54 43 32 53 158 21

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkoušiacuteme měřit časoveacute diagramy různyacutech hudebniacutech naacutestrojů

2 Zkus změřit stejneacute toacuteny různyacutech hudebniacutech naacutestrojů Co je barva toacutenů

- 149 -

Zvukoveacute jevy 311 RYCHLOST ZVUKU VE

VZDUCHU

Fyzikaacutelniacute princip

Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz Rychlost zvuku

můžeme změřit přiacutemou metodou tak že změřiacuteme vzdaacutelenost kterou zvuk urazil

a dobu za kterou mu to trvalo

Ciacutel

Určit rychlost zvuku ve vzduchu při daneacute teplotě

Pomůcky

LabQuest dva mikrofony MCA-BTA zdroj zvuku ndash dřevěneacute hůlky (hudebniacute

naacutestroj)

- 150 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupů CH 1 a CH 2 LabQuestu připojiacuteme dva mikrofony MCA-BTA

2 Mikrofony nastaviacuteme dle scheacutematu na jeden až dva metry od sebe Změřiacuteme

vzdaacutelenost s = m

3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

003 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute

přes 25 Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu měřeniacute neprobiacutehaacute čekaacute

na bdquospoušťldquo

5 U praveacuteho mikrofonu ťukneme do dřevěnyacutech hůlek Tiacutem se zapne

(bdquospoušťldquo) měřeniacute a oba mikrofony zaznamenajiacute zvuk Levyacute mikrofon

s určityacutem zpožděniacutem ktereacute odpoviacutedaacute vzdaacutelenosti obou mikrofonů a rychlosti

zvuku

6 Na dotykoveacute obrazovce si zvětšiacuteme miacutesto kde začiacutenaacute druhyacute zvuk ndash

označiacuteme perem a menu Graf ndash Zvětšit Daacutele označiacuteme co nejpřesněji miacutesto

kde začiacutenaacute druhyacute zpožděnyacute zvuk odečteme čas zpožděniacute t = s

- 151 -

7 Vypočiacutetaacuteme rychlost zvuku v = st = m sndash1

8 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute vzdaacutelenosti

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pokud stejneacute měřeniacute bude dělat viacutece studentů je potřeba se domluvit aby

nedošlo k vzaacutejemneacutemu rušeniacute

2 Porovnej rychlost zvuku s tabulkovou hodnotou a s hodnotami v jinyacutech

laacutetkaacutech Kde je největšiacute

3 Vypočiacutetej podle vzorce z tabulek jakaacute je rychlost zvuku při daneacute teplotě

vzduchu t = degC

4 Zkus se zamyslet nad průběhem grafů ndash jak se musiacute chvět zdroj zvuku

Zkus změřit rychlost zvuku pomociacute odrazu Naacutevod

K měřeniacute je použita odpadniacute trubka HTEM zakoupenaacute v OBI (deacutelka 1 2 nebo

3m takeacute je možneacute zakoupit viacutece stejnyacutech metrovyacutech kusů ktereacute je možno

zasouvat do sebe) K ucpaacuteniacute trubky je možneacute koupit tzv zaacutetku kteraacute se nasadiacute

- 152 -

na konec trubky Mikrofon je umiacutestěn těsně u uacutestiacute trubky K měřeniacute stačiacute pouze

jeden mikrofon K měřeniacute je potřeba stejneacute nastaveniacute (včetně bdquospouštěldquo)

5 Měřeniacute zkus nejdřiacuteve bez odpadniacute trubky a potom s trubkou

6 Jakou vzdaacutelenost musiacuteš dosadit do vzorce

7 Zkus stejneacute měřeniacute ale oddělej zaacutetku Zkus vysvětlit to co jsi naměřil

8 Nyniacute můžeš zkusit i ohřaacutet vzduch v trubce pomociacute feacutenu nebo teplovzdušneacute

pistole a teploměrem TMP-BTA měřit jeho teplotu Jak se změniacute rychlost

zvuku Co to způsobilo

- 153 -

Zvukoveacute jevy 312 VNIacuteMAacuteNIacute ZVUKU HLASITOST

Fyzikaacutelniacute princip

Praacuteh slyšitelnosti je nejmenšiacute intenzita zvuku kterou je schopen vniacutemat

pozorovatel s normaacutelniacutem sluchem (I0 = 10ndash12

W mndash2

) Praacuteh bolesti je

nejmenšiacute intenzita zvuku kteraacute vyvolaacute pocit bolesti (I0 = 10 W mndash2

) Hladina

intenzity zvuku L (v decibelech) je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute vyjadřuje kolikraacutet

je vniacutemanyacute zvuk silnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti (10kraacutet o 10 dB 100kraacutet

o 20 dB 1 000kraacutet o 30 dB hellip)

Ciacutel

Určit pomociacute hlukoměru SLM-BTA hladinu intenzity zvuku lidskeacuteho hlasu

zařiacutezeniacute a strojů kolem naacutes (pračka vysavač televize raacutedio reprodukovanaacute

hudba ulice hřiště přestaacutevka ve školehellip ticho)

- 154 -

Pomůcky

LabQuest hlukoměr SLM-BTA

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme hlukoměr SLM-BTA do vstupu CH1 LabQuestu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

120 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

- 155 -

3 Nastaveniacute hlukoměru SLM-BTA Time Weiting ndash S (slow) Maximum

Level Hold ndash RESET (průběžně zobrazuje) Frequency Weighting ndash A (pomaleacute

změny)

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a postupně v 10 s

intervalech zkoušiacuteme různeacute zvuky ticho ndash potlesk ndash tlumenyacute hovor ndash hlasityacute

hovor ndash velmi hlasityacute hovor ndash křik

5 Podobně zkoušiacuteme změřit

a) hluk celeacuteho praciacuteho cyklu pračky

b) hluk různyacutech spotřebičů kolem naacutes ndash televize raacutedio zvuk ze sluchaacutetek

(přiloženiacutem hlukoměru ke sluchaacutetkům) zvuk mobilniacuteho telefonu hluk varneacute

konvice

c) hluk ve škole ndash ve třiacutedě na chodbě hellip

d) ticho ndash ve dne v noci

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Kolikraacutet je bdquoticholdquo hlučnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti

2 Vyzkoušej jak velkeacute je bdquoticholdquo uvnitř krabice

- 156 -

3 Jakeacute je bdquoticholdquo před oknem a za oknem

4 Vyzkoušej odraz zvuku ndash v miacutestnosti na louce

5 Změř jak se měniacute hladina intenzity zvuku za bouřky

6 Zkoumej jak zvuk pohlcujiacute různeacute materiaacutely

7 Vyzkoušej odraz zvuku pomociacute desky Např

8 Vyzkoušej naměřit v jeskyni hlasitost ozvěny

- 157 -

9 U reproduktoroveacute soustavy (stereo) zkus naleacutezt miacutesto s nejsilnějšiacute hlasitostiacute

10 Změř zaacutevislost hlasitosti na uacutehlu naacuteklonu odrazneacute desky Sestroj graf

11 Změř směrovou charakteristiku reproduktoru

( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=393)

12 Změř frekvenčniacute charakteristiku reproduktoru

( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=392)

- 158 -

Elektrickeacute vlastnosti laacutetek

313 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ ELEKTRICKYacute PROUD

Fyzikaacutelniacute princip

Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovanyacutech

těles kteryacute se projevuje silovyacutem působeniacutem na jinaacute tělesa Jeho jednotkou je

coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při pokusech ve třiacutedě

pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů) 1 nC je přibližně

6000000000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj elektronu hellip)

Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj (na skleněneacute

tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně nabiteacute těleso maacute

viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute protony

K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič naacuteboje

Elektrickyacute proud I je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličinou Jeho jednotkou je ampeacuter

(A) Můžeme jej vyjaacutedřit pomociacute naacuteboje Q kteryacute projde vodičem za jednotku

času Q

It

Ciacutel

Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute

při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute

Změřit proud I v zaacutevislosti na čase t a určit velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute

a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru

- 159 -

Pomůcky

LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA ampeacutermetr DCP-BTA tělesa (plechovka

na polystyreacutenu kovoveacute kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem

držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute těles kondenzaacutetor 15 mF16 V plochaacute baterie

45 V žaacuterovka 35 V 01 A přepiacutenač

- 160 -

Scheacutema

Postup

1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou

krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku

připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou

zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě

- 161 -

kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru

zvoliacuteme rozsah plusmn100 nC (scheacutema a))

2 Zapneme LabQuest

3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem

ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj

Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky

5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence

2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf

6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj

z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute

naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)

Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky

9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute

tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)

10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při

dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu 3times3

mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle

- 162 -

Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm

Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je

11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech

(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)

12 Sestaviacuteme obvod podle scheacutema b)

13 Změřiacuteme časovyacute průběh proudu při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru

- 163 -

14 Určiacuteme velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru pomociacute

funkce menu Analyacuteza volba Integraacutel

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zopakuj měřeniacute v bodech 13 a 14 pro různaacute zapojeniacute dvou nebo viacutece

kondenzaacutetorů

- 164 -

Elektrickyacute proud 314 OHMŮV ZAacuteKON

Fyzikaacutelniacute princip

Ohmův zaacutekon Pokud maacute kovovyacute vodič staacutelou teplotu je elektrickyacute proud

prochaacutezejiacuteciacute vodičem přiacutemo uacuteměrnyacute napětiacute na vodiče (r 1826 G S Ohm)

Grafem přiacutemeacute uacuteměrnostiacute je přiacutemka prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem

Ciacutel

Ověřit Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky a rezistory 12 Ω 33 Ω

a 100 Ω

Pomůcky

LabQuest rezistor 33 Ω a 100 Ω žaacuterovka 6 V03 A voltmetr DVP-BTA

ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat

- 165 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

napětiacute Vlevo 0 Vpravo 6 V Na ose y zvoliacuteme Elektrickyacute proud a Spojovat

body Dole 0 a Nahoře 06 A V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Reostatem pomalu zvyšujeme napětiacute a proud Hodnota napětiacute nesmiacute

překročit 5 V a proudu 06 A Zobrazuje se tzv voltampeacuterovaacute charakteristika

Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro rezistor 33 Ω a pro žaacuterovku

- 166 -

7 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Platiacute Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky

2 Porovnej voltampeacuteroveacute charakteristiky rezistorů s různyacutemi hodnotami

odporů

3 Zkus vymyslet jak ověřiacuteš že Ohmův zaacutekon platiacute i pro wolframoveacute vlaacutekno

žaacuterovky

- 167 -

Elektrickyacute proud 315 ODPOR

Fyzikaacutelniacute princip

Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou

elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše

přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita

ρ a na teplotě t vodiče

Ciacutel

Změřit odpor bdquošpatneacuteholdquo vodiče ndash rezistoru Ověřit jak zaacutevisiacute odpor vodiče na

deacutelce

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) různeacute rezistory tahovyacute

potenciometr 10 kΩ počiacutetač s programem Logger Pro

- 168 -

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 K ohmmetru připojiacuteme tahovyacute potenciometr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se

vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 169 -

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm

2 cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute

potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute

exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute

14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Měřiacuteme odpor různyacutech rezistorů a jejich zapojeniacute

2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů

3 Změř jak zaacutevisiacute odpor potenciometru na uacutehlu natočeniacute u otočneacuteho

potenciometru

- 170 -

Elektrickyacute proud 316 ZAacuteVISLOST ODPORU NA

TEPLOTĚ

Fyzikaacutelniacute princip

Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou

elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše

přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita

ρ a na teplotě t vodiče

Na teplotě zaacutevisiacute odpor vodičů i polovodičů Odpor vodičů se vzrůstajiacuteciacute

teplotou stoupaacute (kladnyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) kdežto odpor

polovodičů uhliacuteku a některyacutech speciaacutelniacutech slitin kovů se vzrůstajiacuteciacute teplotou

klesaacute (zaacutepornyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) Elektrickyacute odpor maacute

vždy kladnou hodnotu Dobreacute vodiče kladou malyacute odpor špatneacute vodiče kladou

velkyacute odpor

Pozistor je dvoupoacutelovaacute elektrickaacute součaacutestka Jednaacute se o typ termistoru

s pozitivniacute teplotniacute zaacutevislostiacute (tzn s rostouciacute teplotou roste odpor) proto se

použiacutevaacute i označeniacute PTC termistor (positive temperature coefficient) Vyraacutebějiacute

se z polykrystalickeacute feroelektrickeacute keramiky (titaničitan barnatyacute BaTiO3)

Odpor pozistoru s růstem teploty nejprve miacuterně klesaacute nad Curieovu teplotu

poteacute prudce vzrůstaacute asi o 3 řaacutedy a pak opět miacuterně klesaacute Oblast naacuterůstu je

možneacute chemickyacutem složeniacutem ovlivňovat a tak vytvořit např sadu teploměrů

s odstupňovanyacutem teplotniacutem rozsahem (nejčastěji po 10 degC)

- 171 -

Ciacutel

Změřit jak zaacutevisiacute odpor pozistoru na teplotě

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA

pozistor kaacutedinka stojan počiacutetač s programem Logger Pro

- 172 -

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 a teploměr TMP-BTA do

konektoru CH 2 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Teploměr a pozistor jsou společně

upevněny zkroucenyacutem draacutetkem

3 K ohmmetru připojiacuteme pozistor

4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

5 Zapneme LabQuest

6 V programu LoggerPro na ose x zvoliacuteme teplotu a na ose y zvoliacuteme odpor

Tzn R = f(t)

7 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

8 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme

Nepřerušenyacute sběr dat

9 Do kaacutedinky nalijeme horkou vodu z konvice

- 173 -

10 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat Měřeniacute

nechaacuteme běžet delšiacute dobu (90 min) Pokud nemaacuteme čas můžeme měřeniacute

urychlit postupnyacutem ochlazovaacuteniacutem (přileacutevaacuteme studenou vodu nebo led)

11 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

12 Opakujeme měřeniacute pro různeacute pozistory

13 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z grafů určete teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu Porovnej jeho

velikost s hodnotami různyacutech kovů v tabulkaacutech

2 K čemu se použiacutevajiacute pozistory

- 174 -

Elektrickyacute proud 317 REOSTAT A POTENCIOMETR

Fyzikaacutelniacute princip

Plynulou změnu proudu spotřebičem umožňujiacute součaacutestky s proměnnyacutem

odporem ndash potenciometry Podle pohybu při ovlaacutedaacuteniacute je děliacuteme na tahoveacute

a otočneacute

K regulaci velkyacutech proudů použiacutevaacuteme reostat

Ciacutel

Ověřit funkci potenciometru jako děliče napětiacute a regulaacutetoru proudu

- 175 -

Pomůcky

LabQuest různeacute potenciometry počiacutetač s programem Logger Pro voltmetr

VP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA rezistor 100 Ω plochaacute baterie

- 176 -

Scheacutema

Postup

1 Voltmetr VP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 Potenciometr zapojiacuteme jako dělič napětiacute (viz scheacutema)

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment zvoliacuteme Sběr dat Moacuted

Udaacutelosti se vstupy Naacutezev sloupce deacutelka Značka d Jednotka cm

6 Na ose x zvoliacuteme veličinu deacutelka Na ose y veličinu napětiacute

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK

- 177 -

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm

2cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute

potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko U otočneacuteho potenciometru měřiacuteme

a zadaacutevaacuteme jednotku uacutehlu

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute

exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

15 Stejneacute měřeniacute provedeme pro zapojeniacute potenciometru jako regulaacutetoru

proudu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 K čemu si využiacutevajiacute obě zapojeniacute Jakyacute je mezi nimi rozdiacutel

2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů

- 178 -

Elektrickyacute proud 318 VNITŘNIacute ODPOR ZDROJE

Fyzikaacutelniacute princip

Součet všech odporů kteryacutemi musiacute prochaacutezet proud uvnitř zdroje se nazyacutevaacute

vnitřniacute odpor zdroje Proud v uzavřeneacutem obvodu je roven podiacutelu

elektromotorickeacuteho napětiacute U0 zdroje a celkoveacuteho odporu R + Ri kde Ri je

vnitřniacute odpor zdroje

0

i

UI

R R

Ciacutel

Ověřit Ohmův zaacutekon pro uzavřenyacute obvod

Pomůcky

LabQuest rezistor 10 Ω voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute

baterie reostat 100 Ω a 10 kΩ

- 179 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle

scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x

zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat -

Ampeacutermetr Reostat 100 Ω a 10 kΩ nastaviacuteme na max hodnoty odporu

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme spiacutenač

5 Reostatem 10 kΩ pomalu (10 s) zvětšujeme proud (hodnota odporu na

min) Jakmile reostat 10 kΩ vytočiacuteme do krajniacute polohy (min) pokračujeme

stejně reostatem 100 Ω do krajniacute polohy (min) Hodnota proudu nesmiacute

překročit 06 A což při napětiacute 45 V zajistiacute rezistor 10 Ω Zobrazuje se tzv

zatěžovaciacute charakteristika zdroje Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu

Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Opakujeme měřeniacute pro různě stareacute plocheacute baterie

- 180 -

7 Provedeme analyacutezu jednotlivyacutech grafů V menu Analyacuteza zvoliacuteme Fitovat

křivku Napětiacute Vybereme typ rovnice Lineaacuterniacute Určiacuteme koeficienty lineaacuterniacute

funkce Opakujeme pro všechny grafy

8 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona pro uzavřenyacute obvod)

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z koeficientů lineaacuterniacutech funkciacute určete napětiacute napraacutezdno U0 a zkratovyacute

proud Ik Daacutele určete vnitřniacute odpor Ri plocheacute baterie noveacute a stareacute

2 Vnitřniacute odpor plocheacute baterie se staacuteřiacutem zvětšuje Jak se to projevuje na

zatěžovaciacute charakteristice

- 181 -

Elektrickyacute proud 319 VYacuteKON ELEKTRICKEacuteHO

PROUDU

Fyzikaacutelniacute princip

Vyacutekon P elektrickeacuteho proudu vypočiacutetaacuteme jako součin napětiacute na spotřebiči

a proudu kteryacute spotřebičem proteacutekaacute P = U I U spotřebičů je spraacutevneacute označovat

dodaacutevanyacute vyacutekon jako přiacutekon P0 Napřiacuteklad u žaacuterovky je světelnyacute vyacutekon

zlomkem elektrickeacuteho přiacutekonu

Ciacutel

Pomociacute wattmetru určit přiacutekon některyacutech spotřebičů Změřit přiacutekon v zaacutevislosti

na čase u některyacutech spotřebičů

Pomůcky

LabQuest wattmetr WU-PRO-I spotřebiče

- 182 -

Scheacutema

Postup

1 Wattmetr WU-PRO-I zapojiacuteme do USB konektoru LabQuestu

2 Zapneme LabQuest

3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 600 s Frekvence

1 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Připojiacuteme spotřebič k wattmetru

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) nebo po stisknutiacute tlačiacutetka (ukončit

měřeniacute) uložiacuteme soubor

- 183 -

6 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus změřit přiacutekon ledničky po dobu 24 hodin s teploměrem uvnitř Vyslov

zaacutevěr

2 Zkus změřit přiacutekon mikrovlnneacute trouby při ohřevu potravin (vody ndash změř

teplotu před začaacutetkem a po skončeniacute ohřiacutevaacuteniacute) Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče

3 Zkus změřit přiacutekon elektrovarneacute konvice nebo indukčniacuteho vařiče

s teploměrem Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče

- 184 -

Tepelneacute jevy 320 TERMOHRNEK

Fyzikaacutelniacute princip

Termosky a termohrnky jsou speciaacutelně vyrobeneacute naacutedoby ktereacute sloužiacute

k uchovaacuteniacute teploty tekutiny uvnitř Termoska byla vynalezena v roce 1982

Zaacutekladniacutem principem termosky je dvojitaacute vnitřniacute naacutedoba s lesklyacutemi dvojityacutemi

stěnami a z mezery mezi stěnami obou naacutedob je odčerpaacuten veškeryacute vzduch Přes

toto vakuoveacute prostřediacute nemůže tepelnaacute energie pronikat vedeniacutem tepelneacute

zaacuteřeniacute se odraacutežiacute zpět od lesklyacutech stěn u naacutedoby opatřeneacute zaacutetkou je omezen

i přenos prouděniacutem Diacuteky tomuto principu zůstaacutevaacute tekutina v naacutedobě teplaacute

nebo chladnaacute až po dobu několika hodin Většinou se dodaacutevajiacute termosky

s hrniacutečkem nebo sloužiacute jako hrniacuteček viacutečko laacutehve Různeacute firmy takeacute nabiacutezejiacute

možnost potisku vašiacute termosky

Ciacutel

Ověřit schopnost termohrnku udržet naacutepoj teplyacute po určitou dobu

Pomůcky

LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA různeacute termohrnky

- 185 -

Scheacutema

Postup

1 Teploměry zapojiacuteme do konektorů CH 1 až CH 4 LabQuestu

2 Sestaviacuteme měřeniacute (viz scheacutema) Dva termohrnky majiacute viacutečka Termohrnek

vpravo je bez viacutečka Vlevo je obyčejnyacute porcelaacutenovyacute hrnek

3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme ho přes USB k PC V programu LoggerPro

v menu Experiment ndash Sběr dat zatrhneme Nepřerušenyacute sběr dat

4 Do všech termohrnků nalijeme stejneacute množstviacute horkeacute vody z konvice

5 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

- 186 -

6 Po určiteacute době (např 2 až tři hodiny) zastaviacuteme měřeniacute

7 Vysloviacuteme zaacutevěr Co vše maacute vliv na udrženiacute tepleacuteho naacutepoje

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Opakujeme měřeniacute u všech termohrnků bez viacuteček

2 Opakujeme měřeniacute u všech hrnků s viacutečky

3 Opakujeme měřeniacute se studenyacutem naacutepojem Využijeme při tom kostky ledu

- 187 -

Elektrodynamika 41 MAGNETICKEacute POLE VODIČE

Fyzikaacutelniacute princip

Roku 1820 Hans Christian Oersted prokaacutezal že vodič jiacutemž prochaacuteziacute

elektrickyacute proud vytvaacuteřiacute kolem sebe magnetickeacute pole

Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar soustřednyacutech kružnic ležiacuteciacutech v rovinaacutech

kolmyacutech na vodič Orientace indukčniacutech čar zaacutevisiacute na směru proudu a k jejiacutemu

určeniacute použiacutevaacuteme Ampeacuterovo pravidlo praveacute ruky Naznačiacuteme uchopeniacute

vodiče do praveacute ruky tak aby palec ukazoval dohodnutyacute směr proudu ve

vodiči prsty pak ukazujiacute orientaci magnetickyacutech indukčniacutech čar

- 188 -

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho

vodičem a na vzdaacutelenosti od vodiče

Pomůcky

LabQuest rezistor 10 Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA vodič

regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127

- 189 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

20s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci

a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash

max 06A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci v okoliacute vodiče

6 Potom nastaviacuteme konstantniacute hodnotu proudu a pohybujeme teslametrem

v kolmeacutem směru k ose vodiče

7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce B na velikosti

elektrickeacuteho proudu I a na vzdaacutelenosti

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Ze znalosti velikosti proudu a vzdaacutelenosti od vodiče spočiacutetej magnetickou

indukci

IB

d kde μ0 = 4πmiddot10

ndash7NmiddotA

ndash2

- 190 -

Elektrodynamika 42 SIacuteLA PŮSOBIacuteCIacute NA VODIČ

V MAGNETICKEacuteM POLI

Fyzikaacutelniacute princip

Na vodič o deacutelce l kteryacutem prochaacuteziacute proud I a je umiacutestěnyacute v magnetickeacutem poli

trvaleacuteho magnetu s indukciacute B působiacute siacutela F = BIl

Ciacutel

Ověřit zaacutevislost siacutely působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli na velikosti proudu

prochaacutezejiacuteciacuteho vodičem

Pomůcky

LabQuest siloměr DFS-BTA ampeacutermetr HCS-BTA vodič magnet

regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute KXN-305D rezistor 2 Ω-10 W

- 191 -

Scheacutema

- 192 -

Postup

1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme

siloměr DFS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

60s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme

proud Vlevo ndash5 A Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Siacutela a Spojovat body

Dole ndash003 N a Nahoře 003 N V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat

4 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash

max 5 A

5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

6 Regulovatelnyacutem zdrojem zmenšujeme napětiacute (proud) na 0 V (0 A)

Přepoacutelujeme zapojeniacute zdroje Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute

(proud) Kontrolujeme proud ndash max 5 A Graf se vykresluje na opačnou stranu

osy y Siloměrem měřiacuteme siacutelu působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli

7 Provedeme analyacutezu grafu ndash proložiacuteme lineaacuterniacute funkci

8

9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute siacutela na velikosti elektrickeacuteho proudu I

- 193 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vypočiacutetej velikost siacutely ze znaacutemyacutech hodnot B I a l F BIl Magnetickou

indukci B změř teslametrem uvnitř magnetickeacuteho pole magnetu

2 Miacutesto jednoducheacuteho vodiče použij několik zaacutevitů vodiče (viz scheacutema)

Porovnej vyacutesledky měřeniacute

3 Měřeniacute uspořaacutedej vodorovnyacutem směrem Siloměr bude zavěšenyacute svisle

a ciacutevka bude otočně upevněnaacute uprostřed Ktereacute uspořaacutedaacuteniacute je vyacutehodnějšiacute

- 194 -

Elektrodynamika 43 ELEKTROMAGNETICKAacute

INDUKCE

Fyzikaacutelniacute princip

Elektromagnetickaacute indukce je jev při ktereacutem vznikaacute elektrickeacute napětiacute ve

vodiči změnou magnetickeacuteho pole v okoliacute vodiče (ciacutevky) Indukovaneacute napětiacute

zaacutevisiacute na velikosti změny magnetickeacuteho pole i na rychlosti jeho změny

Ciacutel

Změřit indukovaneacute napětiacute Ověřit na čem zaacutevisiacute

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA ciacutevka s jaacutedrem permanentniacute magnet

- 195 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod

dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 5 s

Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Roztočiacuteme

permanentniacute magnet v těsneacutem okoliacute ciacutevky (jaacutedra)

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 196 -

4 Opakujeme měřeniacute s rychlejšiacutem (pomalejšiacutem) otaacutečeniacutem magnetu

5 Vyměniacuteme magnet za bdquosilnějšiacuteldquo

6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash na čem zaacutevisiacute indukovaneacute napětiacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus ciacutevku s jinyacutem počtem zaacutevitů

2 Zkus pohybovat membraacutenou reproduktoru a měřit indukovaneacute napětiacute

3 Zkus napjatou strunu umiacutestit do magnetickeacuteho pole a na niacute měřit velikost

indukovaneacuteho napětiacute

- 197 -

Elektrodynamika 44 STŘIacuteDAVYacute PROUD

Fyzikaacutelniacute princip

Střiacutedavyacute proud (napětiacute) je proud kteryacute staacutele měniacute svoji velikost i směr Časovyacute

průběh různyacutech střiacutedavyacutech proudů (napětiacute) může byacutet harmonickyacute (sinusoida)

obdeacutelniacutekovyacute trojuacutehelniacutekovyacutehellip

Z časoveacuteho průběhu harmonickeacuteho proudu (napětiacute) můžeme určit periodu

frekvenci a amplitudu

Ciacutel

Změř časovyacute průběh harmonickeacuteho napětiacute a urči jeho efektivniacute hodnotu

periodu frekvenci a amplitudu Urči vztahy mezi nimi

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA (+ndash10 V) zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute do 5 V

multimetr

- 198 -

Scheacutema

Postup

1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme voltmetr VP-BTA (+ndash10 V)

2 Do školniacuteho zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute (max 5 V stř) připojiacuteme rezistor

100 Ω

3 Paralelně k tomuto rezistoru připojiacuteme multimetr zapojenyacute jako střiacutedavyacute

voltmetr Zkontrolujeme že napětiacute neniacute většiacute než 5 V (efektivniacute hodnota)

4 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

01 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute

přes 001 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

5 Připojiacuteme vyacutevody voltmetru k rezistoru a stiskneme tlačiacutetko START

(měřeniacute) na LabQuestu

6 Po proběhleacutem měřeniacute v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika ndash Napětiacute

7 Z tabulky Statistika můžeme odečiacutest max hodnotu napětiacute = amplituda

Umax = V

8 Na voltmetru odečteme efektivniacute hodnotu napětiacute Uef = V

- 199 -

9 Vzhledem k tomu že jsme zadali dobu měřeniacute 01 s tak se zobrazilo přesně

5 period Tzn že jedna perioda je T = 002 s a frekvence je f = 50 Hz

10 Vypočiacutetaacuteme poměr Umax Uef =

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Jako zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute můžeme

použiacutet samotnyacute LabQuest s vyacutekonovyacutem

zesilovačem PAMP kteryacute připojiacuteme

k LabQuestu a v aplikaci Zesilovač (generaacutetor

funkciacute) můžeme nastavovat druh střiacutedaveacuteho

signaacutelu (sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek pila)

frekvenci a amplitudu Pomociacute druheacuteho

LabQuestu můžeme kontrolovat ndash měřit tento

střiacutedavyacute signaacutel

2 Jako jinyacute zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute (proudu)

můžeme použiacutet generaacutetor funkciacute NTL I u něj

je možneacute nastavovat druh střiacutedaveacuteho signaacutelu

(sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek) frekvenci

a amplitudu kterou můžeme pomociacute

LabQuestu měřit

3 Kde se využiacutevaacute střiacutedaveacute napětiacute (proud) S jakyacutem průběhem

4 Zkus změřit střiacutedaveacute napětiacute v nějakeacutem přiacutestroji např na reproduktoru

baterioveacuteho raacutedia Pozor střiacutedaveacute napětiacute musiacute byacutet menšiacute než plusmn10 V Ověř

nejdřiacuteve stř voltmetrem

- 200 -

Elektrodynamika 45 TŘIacuteFAacuteZOVEacute NAPĚTIacute

Fyzikaacutelniacute princip

Třiacutefaacutezoveacute napětiacute vznikaacute otaacutečeniacutem magnetu v soustavě třiacute ciacutevek Maacuteme tedy tři

zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute ndash faacuteze Třiacutefaacutezovyacute rozvod lze využiacutet k zapojeniacute do

hvězdy nebo k zapojeniacute do trojuacutehelniacuteku Faacutezoveacute napětiacute (u1 u2 u3) je napětiacute

(v našich domaacutecnostech 230 V) mezi středniacutem vodičem (N) a faacutezovyacutem

vodičem (L1 L2 L3) Sdruženeacute napětiacute (u12 u13 u23) je napětiacute (v našich

domaacutecnostech 400 V) mezi libovolnyacutemi dvěma faacutezovyacutemi vodiči

Ciacutel

Změřit časovyacute průběh napětiacute třiacute faacuteziacute v zapojeniacute do hvězdy Ověřit že součet

napětiacute v každeacutem čase je nulovyacute Ověřit že poměr sdruženeacuteho a faacutezoveacuteho

napětiacute je 173kraacutet většiacute

Pomůcky

LabQuest zdroj třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute 3 rezistory 100 Ω 3 voltmetry VP-BTA

- 201 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme 3 voltmetry VP-BTA ke vstupům CH1 CH2 a CH3 LabQuestu

Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu Na zdroji třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute nastaviacuteme hodnotu

faacutezoveacuteho napětiacute do 5 V

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

005 s Frekvence 10 000 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Uložiacuteme měřeniacute

- 202 -

5 Provedeme analyacutezu grafu Odečiacutetaacuteme v každeacutem časoveacutem okamžiku

okamžiteacute hodnoty napětiacute u1 u2 a u3 a provaacutediacuteme jejich součet ndash ověřujeme že

součet je nulovyacute

6 Střiacutedavyacutem voltmetrem změřiacuteme sdruženeacute a faacutezoveacute napětiacute (efektivniacute

hodnoty) a vypočiacutetaacuteme jejich poměr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z grafu ndash časoveacuteho průběhu napětiacute urči o jakou čaacutest periody jsou

posunuta napětiacute

2 Z grafu urči jakyacute je frekvence a perioda střiacutedavyacutech napětiacute

3 Jakyacute je poměr efektivniacute a maximaacutelniacute hodnoty faacutezoveacuteho střiacutedaveacuteho napětiacute

ktereacute jsi naměřil

4 Z grafu urči amplitudu sdruženeacuteho napětiacute a amplitudu faacutezoveacuteho napětiacute

Jakyacute je jejich poměr

- 203 -

Elektrodynamika 46 ELEKTROMAGNETICKEacute VLNY

Fyzikaacutelniacute princip

Magnetickeacute pole můžeme znaacutezornit pomociacute indukčniacutech čar

Elektrickeacute pole popisujeme elektrickyacutemi siločarami

Elektrickeacute a magnetickeacute pole spolu často souvisejiacute Mluviacuteme pak

o elektromagnetickeacutem poli Elektromagnetickeacute vlny jsou přiacutečneacute a šiacuteřiacute se i ve

vakuu Šiacuteřiacute se rychlostiacute světla Elektromagnetickyacutemi vlnami se přenaacutešejiacute

signaacutely rozhlasu televize mobilniacutech telefonů atd I světlo je elektromagnetickeacute

vlněniacute (zaacuteřeniacute)

- 204 -

Mezi frekvenciacute f vlnovou deacutelkou λ a rychlostiacute šiacuteřeniacute elektromagnetickeacuteho

vlněniacute c (světla) platiacute vzorecc

f

Ciacutel

Změřit vlnovou deacutelku elektromagnetickeacuteho vlněniacute Prokaacutezat polarizaci

elektromagnetickeacute vlny

Pomůcky

LabQuest voltmetr VP-BTA bezdraacutetovyacute zvonek ndash tlačiacutetko pracujiacuteciacute na

frekvenci 43392 MHz přijiacutemač s půlvlnnyacutem dipoacutelem (viz přiacutespěvek O

Lepila)

Scheacutema

- 205 -

Postup

1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod

dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

10s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

4 Pohybujeme rovnoměrnyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema pohyb 1)

5 Z poloh maxim a minim určiacuteme vlnovou deacutelku

6 Uložiacuteme měřeniacute

7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

8 Pohybujeme rovnoměrnyacutem otaacutečivyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema

pohyb 2)

9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash vlnovaacute deacutelka a polarizace elektromagnetickeacuteho vlněniacute

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Vyzkoušej jak zaacutevisiacute velikost naměřeneacuteho napětiacute na vzdaacutelenosti vysiacutelače od

přijiacutemače

2 Pomociacute mřiacutežky nebo plechu vyzkoušej odraz vlněniacute (a interferenci)

- 206 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

47 TERMISTOR

Fyzikaacutelniacute princip

Termistor je polovodičovaacute součaacutestka jejiacutež odpor zaacutevisiacute na teplotě

Ciacutel

Změř zaacutevislost odporu termistoru na teplotě Urči o jakou zaacutevislost se jednaacute

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA

rychlovarnaacute konvice s horkou vodou termistory se jmenovitou hodnotou

odporu 4k7 10k 15k počiacutetač s programem Logger Pro

- 207 -

Scheacutema

Postup

1 V konvici si ohřejeme vodu

2 Teploměr TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 2 a ohmmetr do

konektoru CH 1 LabQuestu

3 K ohmmetru připojiacuteme termistor (10k) kteryacute zastrčiacuteme společně

s teploměrem do kaacutedinky

- 208 -

4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

5 Zapneme LabQuest

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Experiment ndash Sběr dat Trvaacuteniacute

300 s Frekvence 1 čteniacutes

8 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu na

osu y Odpor a na osu x Teplotu

9 Nalejeme horkou vodu z konvice do kaacutedinky s teploměrem a termistorem

a zapneme Sběr dat v programu LoggerPro

10 Voda postupně chladne a počiacutetač vykresluje graf zaacutevislosti R = f(t)

Ochlazovaacuteniacute můžeme pomalu urychlovat opatrnyacutem přileacutevaacuteniacutem studeneacute vody

a současnyacutem miacutechaacuteniacutem Pro hlubšiacute ochlazeniacute můžeme použiacutet kousek ledu

11 Po skončeniacute měřeniacute (300 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti ndash menu

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute a můžeme opakovat měřeniacute pro dalšiacute

termistor Nebo při měřeniacute použiacutet současně dva ohmmetry (CH 2 a CH 3) a dva

termistory

12 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

- 209 -

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Z programu Logger Pro z tabulky můžeme naměřenaacute data pomociacute Ctrl+C

a Ctrl+V zkopiacuterovat do programu Excel a tam je daacutele zpracovaacutevat ndash sestrojit

graf proložit funkci

2 V programu Logger Pro můžeme v menu Analyacuteza ndash Curve Fit zkusit

proložit funkci kterou si vybereme ze seznamu Ověř vyacutepočtem (Excel

kalkulačka) že zvolenaacute funkce bdquofungujeldquo

3 Zdůvodněte proč odpor termistoru klesaacute s rostouciacute teplotou Kde se toho

využiacutevaacute

- 210 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

48 FOTOREZISTOR

Fyzikaacutelniacute princip

Fotorezistor (dřiacuteve označovaacuten jako fotoodpor) je pasivniacute elektrotechnickaacute

součaacutestka bez PN přechodu jejiacutež elektrickyacute odpor R se snižuje se zvyšujiacuteciacutem

se osvětleniacutem E

Princip fotorezistoru je založen na vnitřniacutem fotoelektrickeacutem jevu světlo

(foton) naraziacute do elektronu ve valenčniacute sfeacuteře a předaacute mu svoji energii tiacutem

elektron ziacuteskaacute dostatek energie k překonaacuteniacute zakaacutezaneacuteho paacutesu a skočiacute

z valenčniacuteho paacutesu do vodivostniacuteho Tiacutem opustiacute svůj atom a pohybuje se jako

volnyacute elektron prostorem krystaloveacute mřiacutežky Na jeho miacutestě vznikla diacutera Takto

vznikleacute volneacute elektrony přispiacutevajiacute ke sniacuteženiacute elektrickeacuteho odporu R (zvyacutešeniacute

elektrickeacute vodivosti G) Čiacutem viacutece světla na fotorezistor dopadaacute tiacutem vznikaacute viacutece

volnyacutech elektronů a zvyšuje se tiacutem elektrickaacute vodivost

Ciacutel

Změřit zaacutevislost odporu fotorezistoru na vzdaacutelenosti od zdroje světla

(žaacuterovky) Analyzovat funkčniacute zaacutevislost

- 211 -

Pomůcky

LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) fotorezistor počiacutetač

s programem Logger Pro

Scheacutema

Postup

1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu

2 K ohmmetru připojiacuteme fotorezistor

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači

4 Zapneme LabQuest

5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se

vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm

6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute

vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)

7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat

8 Fotorezistor (upevněnyacute v trubičce) nastaviacuteme 10 cm od žaacuterovky

- 212 -

9 Stiskneme tlačiacutetko

10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 10 cm a stiskneme OK

11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 20 cm 30 cmhellip

150 cm

12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme

Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute

13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute fotorezistory

14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Připoj k LabQuestu luxmetr a změř zaacutevislost odporu na osvětleniacute

- 213 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

49 TRANZISTOR JAKO SPIacuteNAČ A ZESILOVAČ

Fyzikaacutelniacute princip

Tranzistor je polovodičovaacute součaacutestka se dvěma přechody PN Středniacute čaacutest

krystalu polovodiče je baacuteze B a přechody PN ji oddělujiacute od oblasti s opačnyacutem

typem vodivosti kolektorem C a emitorem E Podle druhu vodivosti

jednotlivyacutech čaacutestiacute označujeme tranzistory jako typy NPN a PNP

Zaacutekladniacute funkce tranzistoru Maleacute napětiacute v obvodu baacuteze vzbuzuje proud

kteryacute je přiacutečinou mnohokraacutet většiacuteho proudu v obvodu kolektoroveacutem Tranzistor

se použiacutevaacute jako bdquoelektronickyacute spiacutenačldquo a bdquozesilovačldquo

- 214 -

Ciacutel

Ověřit činnost tranzistoroveacuteho spiacutenače a tranzistoroveacuteho zesilovače

Pomůcky

LabQuest dva voltmetry VP-BTA zapojeniacute tranzistoru jako spiacutenače

a zesilovače (podle scheacutema) generaacutetor signaacutelu baterie 45 V

Scheacutema

a) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquospiacutenačeldquo

- 215 -

b) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquozesilovačeldquo

Postup

1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 a CH 2 LabQuestu

2 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquospiacutenačldquo dle scheacutema a) Voltmetry měřiacuteme napětiacute

UBE (U1) a UCE (U2)

3 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme trojuacutehelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 5V

4 Voltmetr U1 připojiacuteme mezi baacutezi a emitor (UBE) Voltmetr U2 připojiacuteme

mezi kolektor a emitor (UCE)

5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

3 s Frekvence 10 000 čteniacutes

6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

- 216 -

Tranzistor jako bdquospiacutenačldquo

7 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

8 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquozesilovačldquo dle scheacutema b) Voltmetry měřiacuteme

napětiacute UBE (U1) a UCE (U2) Potenciometrem P nastaviacuteme bdquopracovniacute bod

tranzistoruldquo ndash UCE bude miacutet polovičniacute hodnotu napaacutejeciacuteho napětiacute

9 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme sinusovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 015 V

10 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 01 s Frekvence 10 000 čteniacutes

11 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

- 217 -

12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

13 Určiacuteme jakyacute je poměr UCEUBE

14 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Při jakeacutem napětiacute UBE tranzistor bdquosepneldquo Jak dlouho probiacutehaacute bdquosepnutiacuteldquo

2 Zkus měnit kmitočet vstupniacuteho napětiacute zesilovače

3 Zkus měnit nastaveniacute pracovniacuteho bodu Jakyacute to maacute vliv na vyacutestupniacute signaacutel

4 Zkus měnit velikost střiacutedaveacuteho vstupniacuteho napětiacute Jakyacute to maacute vliv na tvar

vyacutestupniacuteho napětiacute

- 218 -

Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

410 INTEGROVANYacute OBVOD

Fyzikaacutelniacute princip

Prvniacute integrovanyacute obvod zkonstruoval Jack Kilby koncem srpna 1958 (r 2000

Nobelova cena za fyziku) Integrovaneacute obvody jsou součaacutestky ktereacute v jednom

pouzdře obsahujiacute velkeacute množstviacute vodičů rezistorů kondenzaacutetorů diod

a tranzistorů Děliacuteme je na čiacuteslicoveacute analogoveacute hellip

- 219 -

Ciacutel

Ověřit činnost integrovaneacuteho obvodu (čiacuteslicovyacute analogovyacute hellip)

Pomůcky

LabQuest tři voltmetry VP-BTA moduly zapojeniacute integrovanyacutech obvodů

LabQuest jako generaacutetor signaacutelu nebo jinyacute generaacutetor signaacutelu

- 220 -

Scheacutema

a) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo

b) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo

- 221 -

Postup

1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu

2 Zapojiacuteme čiacuteslicovyacute integrovanyacute obvod MH 7400 jako bdquoANDldquo bdquoORldquo hellip

dle scheacutematu a) b)

3 Na dvou generaacutetorech signaacutelu nastaviacuteme

obdeacutelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy

kolem 45 V

4 Na prvniacutem generaacutetoru nastaviacuteme kmitočet

2 Hz a na druheacutem 3 Hz Připojiacuteme je na

vstupy A a B a připojiacuteme k nim voltmetry 1

a 2 K vyacutestupu Y připojiacuteme 3 voltmetr

5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

1 s Frekvence 200 čteniacutes

6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)

na LabQuestu

7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme

- 222 -

Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo

Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo

8 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute

funkce bdquoNANDldquo

2 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute

funkce bdquoNORldquo

3 Zkus dalšiacute logickeacute funkce

4 Vyzkoušej funkci jinyacutech čiacuteslicovyacutech integrovanyacutech obvodů Např MH

7493 MH 74153 hellip

5 Vyzkoušej funkci jinyacutech analogovyacutech integrovanyacutech obvodů Např NE

555 hellip

- 223 -

Atomy a zaacuteřeniacute 411 RADIOAKTIVITA A OCHRANA

PŘED ZAacuteŘENIacuteM

Fyzikaacutelniacute princip

Radioaktivita je samovolnaacute přeměna jader Při přeměnaacutech jader vznikaacute zaacuteřeniacute

alfa beta gama a dalšiacute Poločas přeměny je doba za kterou se přeměniacute

polovina původniacuteho počtu radioaktivniacutech jader Ionizujiacuteciacute zaacuteřeniacute škodiacute všem

živyacutem buňkaacutem a je potřeba se před niacutem chraacutenit

Ciacutel

Změř uacuteroveň pozadiacute v miacutestnosti a na louce Ověř uacutečinek ozaacuteřeniacute detektoru od

zdroje zaacuteřeniacute na vzdaacutelenosti době tloušťce stiacuteněniacute a materiaacutelu stiacuteněniacute Ověř

zaacutekon radioaktivniacute přeměny Urči poločas přeměny baria 137m

Ba

Pomůcky

LabQuest souprava GAMABETA (GABEset-1) kabel k propojeniacute detektoru

s LabQuestem (viz doplňkovyacute text) souprava GABEset-2 přiacutepadně detektor

zaacuteřeniacute DRM-BTD

- 224 -

Scheacutema

Postup

1 Propojiacuteme detektor zaacuteřeniacute DRM-BTD (od firmy Vernier) nebo indikaacutetor

zaacuteřeniacute IRA ze soupravy GAMABETA 2007 (staršiacute GABEset-1) do konektoru

DIG 1 LabQuestu V druheacutem přiacutepadě musiacuteme požiacutet propojovaciacute kabel (viz

doplňkovyacute text nebo httpwwwvernierczclankypropojeni-gamabety-s-

labquestem)

2 Zapneme LabQuest V menu Senzor ndash Nastaveniacute senzorů vybereme pro

DIG 1 Detektor radiace Je vyacutehodneacute připojit dva detektory současně Druhyacute do

DIG 2 Oba umiacutestiacuteme na různaacute miacutesta (ne vedle sebe)

- 225 -

3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Frekvence 01 čteniacutes a Trvaacuteniacute

100s

4 V menu Graf ndash Parametry grafu zvoliacuteme Automatickeacute měřiacutetko od nuly

5 Detektor (y) zaacuteřeniacute postaviacuteme volně na stůl Nepoužiacutevaacuteme žaacutednyacute zdroj

zaacuteřeniacute

6 Zapneme Sběr dat Měřeniacute bude probiacutehat 100 s v 10-ti sekundovyacutech

intervalech Vykresluje (iacute) se křivka (y) kteraacute (eacute) znaacutezorňuje (iacute) radioaktivitu

kolem naacutes (pozadiacute) v miacutestnosti nebo na louce Radioaktivita je přirozenou

součaacutestiacute našeho života Pokud použijeme dva detektory současně vidiacuteme že na

různyacutech miacutestech je jinyacute naacutepočet Radioaktivniacute přeměny majiacute statistickou

povahu

7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme (menu Graf ndash Uložit měřeniacute)

8 Pro dalšiacute měřeniacute můžeme změnit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme

Frekvence 001 čteniacutes a Trvaacuteniacute 1 000 s

9 V dalšiacutech měřeniacutech postupujeme stejně (bod 6 a 7) ale můžeme plnit

různeacute uacutekoly

a) Stanovit uacutečinek vzdalovaacuteniacute detektoru od zdroje zaacuteřeniacute (použijeme školniacute

zdroj zaacuteřeniacute ze soupravy GAMABETA) Pokud použijeme dva detektory

současně jeden nechaacuteme samostatně a druhyacute budeme ozařovat zdrojem zaacuteřeniacute

z různyacutech vzdaacutelenostiacute a v 10-ti (přiacutepadně při změně nastaveniacute bod 8 ndash 100)

sekundovyacutech intervalech budeme zdroj zaacuteřeniacute postupně po 2 cm vzdalovat od

detektoru

b) Stanovit miacuteru absorpce zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na tloušťce vrstvy

stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu Jeden detektor ozařujeme zaacuteřeniacutem beta a druhyacute zaacuteřeniacutem

gama (ze školniacuteho zdroje zaacuteřeniacute) Přitom v danyacutech časovyacutech intervalech

měniacuteme tloušťku měděneacute destičky (viz naacutevod k soupravě GAMABETA)

Vzhledem k tomu že je možno nastavit 6 různyacutech tlouštěk destičky (ek) potom

je vhodneacute dobu trvaacuteniacute změnit na 60 přiacutepadně 600 sekund

c) Stanovit rozdiacutel v absorpci zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na protonoveacutem

čiacutesle stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu shodneacute tloušťky Souprava GAMABETA obsahuje

destičky různyacutech materiaacutelů hliniacutek železo ciacuten měď olovo Prvniacute měřeniacute

provaacutediacuteme bez absorpčniacute destičky a potom postupně vystřiacutedaacuteme destičky

z různyacutech materiaacutelů Pro měřeniacute b) a c) je vhodnějšiacute doba trvaacuteniacute 600 s protože

- 226 -

změna tloušťky nebo materiaacutelu vyžaduje dvě sekundy a tiacutem zmenšiacuteme chybu

měřeniacute v jednotlivyacutech intervalech

d) Ověřeniacute zaacutekona radioaktivniacute přeměny Pro měřeniacute je potřeba ještě

souprava GABEset-2 kteraacute umožňuje přiacutepravu eluaacutetu baria k určeniacute poločasu

přeměny baria 137m

Ba (cca 150 s) K měřeniacute musiacuteme proveacutest nastaveniacute v bodě

8 (viz vyacuteše) Postupujeme podle naacutevodu v soupravě GABEset-2

10 Vysloviacuteme zaacutevěry

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Zkus vyacuteše uvedenaacute měřeniacute proveacutest s připojenyacutem LabQuestem k PC

v programu Logger Pro Zde je možno nastavit zobrazeniacute grafu v sloupečciacutech

ndash menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu ndash Graph options ndash Bar graph

2 Zkus proměřit poločas přeměny s připojenyacutem LabQuestem k PC

v programu Logger Pro Pro detektor 1 můžeme proveacutest analyacutezu grafu

Analyacuteza ndash CurveFit ndash Natural exponent (proložit exponenciaacutelniacute funkci)

Poločas rozpadu je pak převraacutecenou hodnotou koeficientu C (viz niacuteže graf)

- 227 -

Atomy a zaacuteřeniacute 412 SLUNCE ndash SDIacuteLENIacute TEPLA

SAacuteLAacuteNIacuteM

Fyzikaacutelniacute princip

Slunce vysiacutelaacute elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute do prostoru Dopadne-li toto zaacuteřeniacute na

nějakeacute jineacute těleso a dojde-li k pohlceniacute tohoto zaacuteřeniacute zvyacutešiacute se vnitřniacute energie

tohoto tělesa Souhrnně se vzaacutejemneacute saacutelaacuteniacute a pohlcovaacuteniacute při dvou nebo i viacutece

tělesech s různyacutemi teplotami nazyacutevaacute sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem Dopadne-li toto

zaacuteřeniacute na jineacute těleso je čaacutestečně pohlceno čaacutest se odraacutežiacute a čaacutest prochaacuteziacute

tělesem Pohlceneacute zaacuteřeniacute způsobuje zvyacutešeniacute vnitřniacute energie tělesa odraženeacute

zaacuteřeniacute dopadaacute na jinaacute tělesa a prochaacutezejiacuteciacute zaacuteřeniacute přechaacuteziacute na jinaacute tělesa

Pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa zaacutevisiacute předevšiacutem na jakosti povrchu

a takeacute na barvě povrchu V praxi maacute tento poznatek vyacuteznam předevšiacutem při

konstrukci různyacutech zařiacutezeniacute např biacuteleacute chladničky a mrazaacuteky (aby se co nejviacutece

zaacuteřeniacute odrazilo) v leacutetě nosiacuteme předevšiacutem světleacute oblečeniacute Chceme-li naopak

aby se co nejviacutece zaacuteřeniacute pohltilo voliacuteme černou barvu povrchu

Ciacutel

Ověřit pohltivost různyacutech povrchů

Pomůcky

LabQuest 4 ks teploměr TMP-BTA 4 ks PET laacutehviacute s různyacutem povrchem

žaacuterovka 100 W 300 W

- 228 -

Scheacutema

Postup

1 Připojiacuteme teploměry TMP-BTA ke vstupům CH1 až CH4 LabQuestu

Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu

2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute

600 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu

3 Zapneme žaacuterovku 300 W

4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu

- 229 -

5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute

6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa na

jakosti povrchu a takeacute na barvě povrchu

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Provedeme stejneacute měřeniacute se 100 W žaacuterovkou

2 Provedeme měřeniacute pro jineacute barvy a povrchy

- 230 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

413 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK I

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na osvětleniacute E

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)

- 231 -

Scheacutema

- 232 -

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E

solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 Na ose x zvoliacuteme Osvětleniacute (Illumination (lux)) a na ose y Vyacutekon (mW)

6 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzoreks

daacutele zatrhneme volbu Nepřerušenyacute sběr dat

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Plynule přibližujeme (přiacutepadně vzdalujeme) žaacuterovku k solaacuterniacutem člaacutenkům

Měřiacuteme zaacutevislost P = f(E)

9 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

10 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků zapojenyacutech seacuteriově a paralelně

- 233 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

414 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK II

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na uacutehlu natočeniacute solaacuterniacutech člaacutenků

vzhledem ke zdroji světla

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)

- 234 -

Scheacutema

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E

solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

- 235 -

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev

sloupce Uacutehel Značka α Jednotky deg

6 Na ose x zvoliacuteme Uacutehel (deg) a na ose y Vyacutekon (mW)

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute

panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky

9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu uacutehlu 0deg

10 Natočiacuteme solaacuterniacute panel o 10deg od směru šiacuteřeniacute světla Využijeme uacutehloměr na

stavebnici solaacuterniacutech panelů Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu

uacutehlu 10deg

11 Opakujeme postup pro dalšiacute hodnoty uacutehlů 20deg 30deg hellip 90deg

12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

13 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků osvětlenyacutech Sluncem

- 236 -

Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech

415 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK III

Fyzikaacutelniacute princip

Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute

člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie

Ciacutel

Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na vlnoveacute deacutelce světla - filtru

Pomůcky

LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100W luxmetr

LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad) barevneacute filtry ze

stavebnice

- 237 -

Scheacutema

- 238 -

Postup

1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3

LabQuestu

2 K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr

3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC

4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec

zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz

PotentialCurrent1000

5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev

sloupce Barva filtru Značka λ Jednotky nm

6 Na ose x zvoliacuteme Barva filtru (nm) a na ose y Vyacutekon (mW)

7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro

8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute

panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky Před solaacuterniacute

člaacutenky vložiacuteme bdquomodryacute filtrldquo

- 239 -

9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu vlnoveacute deacutelky modreacuteho

světla ndash 460 nm

10 Opakujeme postup pro zelenyacute žlutyacute a červenyacute filtr

11 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute

měřeniacute

12 Vysloviacuteme zaacutevěr

Doplňujiacuteciacute otaacutezky

1 Pomociacute spektrofotometru změř vlnovou deacutelku světla ktereacute projde přes danyacute

barevnyacute filtr

2 Vyzkoušej jineacute barevneacute filtry

Mgr Vaacuteclav Pazdera

Měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier

Vydal Repronis v Ostravě roku 2012

Technickaacute uacuteprava textu doc RNDr Oldřich Lepil CSc

Naacutevrh obaacutelky

Tisk Repronis s r o Ostrava

Počet stran 240

Naacuteklad 150 ks

Vydaacuteniacute prvniacute

ISBN 978-80-7329-

Page 12: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 13: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 14: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 15: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 16: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 17: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 18: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 19: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 20: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 21: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 22: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 23: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 24: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 25: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 26: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 27: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 28: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 29: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 30: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 31: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 32: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 33: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 34: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 35: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 36: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 37: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 38: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 39: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 40: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 41: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 42: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 43: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 44: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 45: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 46: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 47: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 48: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 49: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 50: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 51: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 52: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 53: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 54: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 55: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 56: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 57: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 58: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 59: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 60: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 61: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 62: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 63: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 64: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 65: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 66: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 67: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 68: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 69: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 70: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 71: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 72: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 73: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 74: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 75: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 76: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 77: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 78: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 79: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 80: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 81: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 82: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 83: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 84: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 85: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 86: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 87: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 88: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 89: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 90: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 91: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 92: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 93: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 94: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 95: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 96: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 97: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 98: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 99: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 100: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 101: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 102: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 103: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 104: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 105: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 106: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 107: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 108: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 109: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 110: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 111: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 112: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 113: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 114: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 115: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 116: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 117: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 118: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 119: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 120: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 121: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 122: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 123: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 124: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 125: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 126: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 127: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 128: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 129: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 130: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 131: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 132: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 133: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 134: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 135: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 136: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 137: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 138: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 139: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 140: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 141: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 142: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 143: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 144: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 145: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 146: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 147: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 148: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 149: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 150: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 151: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 152: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 153: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 154: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 155: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 156: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 157: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 158: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 159: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 160: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 161: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 162: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 163: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 164: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 165: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 166: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 167: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 168: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 169: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 170: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 171: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 172: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 173: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 174: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 175: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 176: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 177: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 178: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 179: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 180: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 181: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 182: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 183: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 184: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 185: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 186: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 187: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 188: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 189: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 190: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 191: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 192: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 193: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 194: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 195: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 196: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 197: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 198: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 199: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 200: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 201: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 202: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 203: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 204: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 205: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 206: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 207: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 208: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 209: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 210: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 211: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 212: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 213: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 214: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 215: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 216: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 217: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 218: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 219: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 220: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 221: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 222: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 223: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 224: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 225: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 226: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 227: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 228: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 229: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 230: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 231: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 232: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 233: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 234: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 235: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 236: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 237: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 238: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk
Page 239: MĚŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN SE SYSTÉMEM VERNIER3.5 Kalorimetrická rovnice 128 3.6 Vedení tepla 131 3.7 Soutěž teploměrů 134 3.8 Var 137 3.9 Kmitavý pohyb 141 3.10 Zvuk

Recommended