ŠKATLA EKSPERIMENTOV 1.0
ŠKATLA EKSPERIMENTOV 1.0 Pripomočki, navodila in razlage za 20 naravoslovnih poskusov SLOVENSKI JEZIK Brezplačno za izobraževalne namene Pridobi licenco >> Avtor: Sašo Žigon Strokovni pregled: Fedor Tomažič Jezikovni pregled: Peter Avbar, Nidja Tomažič Spletna stran: www.sciencebox.eu Seznam poskusov: Naziv poskusa 1. Zakaj voda ne izteče? 2. Iz kozarca v kozarec 3. Zalogovnik vode 4. Natega 5. Potapljaški zvon 6. Vakuumski prisesek 7. Pok z injekcijsko brizgo 8. Hidravlično dvigalo 9. Izstrelitev kroglice 10. Kartezijski potapljač 11. Zakaj se ladje potopijo? 12. Plavajoča kovinska sponka 13. Zakaj se kroglica odbije? 14. Matica pade v plastenko 15. Trenje 16. Piščal 17. Čarobni zamašek 18. Zračni mehurčki 19. Kapljica poveča črke 20. Električna sila Pritisni tipko CTRL in klikni na povezavo! 2 Navodila Razlaga stran 7 stran 8 stran 9 strani 10, 11 stran 12 stran 13 stran 14 strani 15, 16 stran 17 strani 18, 19 strani 20, 21 strani 22, 23 stran 24 strani 25, 26 strani 27, 28 strani 29, 30 strani 31, 32 strani 33, 34 stran 35 stran 36 stran 37 stran 38 stran 39 stran 40 stran 41 stran 42 stran 43 stran 44 stran 45 stran 46 stran 47 stran 48 stran 49 stran 50 stran 51 stran 52 stran 53 stran 54 stran 55 stran 56 Seznam pripomočkov: posoda (1.0.001) pokrov posode (1.0.002) cev (1.0.003) kratka cevka (1.0.004) kozarec (1.0.005) kapalka (1.0.006) 3 plastenka (1.0.007) vakuumski prisesek (1.0.008) slamica (1.0.009) plastelin (1.0.010) kroglica iz stiropora (1.0.011) matica (1.0.012) 4 velika injekcijska brizga (1.0.013) majhna injekcijska brizga (1.0.014) krpica (1.0.015) vata (1.0.016) kronski zamašek (1.0.017) elastika (1.0.018) 5 vilice (1.0.019) sponka (1.0.020) folija (1.0.021) nit (1.0.022) 6 Poskus 1.0.1 ZAKAJ VODA NE IZTEČE? Pripomočki: posoda, kozarec, folija 1. V kozarec natoči vodo do polovice. 3. Primi kozarec, pokrit s folijo, ter ga drži nad posodo. 2. Kozarec pokrij s folijo. 4. Pridrži folijo in kozarec obrni tako, da bo folija pod njim. Folije ti ni treba več držati. Opaziš, da voda iz kozarca ne izteče. Ne stiskaj kozarca! Razlaga poskusa >> 7 Poskus 1.0.2 IZ KOZARCA V KOZAREC Pripomočki: dva kozarca, slamica 1. En kozarec napolni z vodo. Poleg njega postavi še praznega. 4. Dvigni slamico in jo prenesi nad prazen kozarec. 2. V kozarec z vodo potopi slamico. 5. Umakni prst. Iz slamice se voda prelije v prazen kozarec. Postopek večkrat ponovi. Razlaga poskusa >> 3. Na zgornji strani slamico zatisni s prstom. 8 Poskus 1.0.3 ZALOGOVNIK VODE Pripomočki: posoda, plastenka 1. V posodo nalij vodo do polovice. 3. Plastenko, polno vode, obrni in njeno grlo potopi v posodo z vodo. Glej sliko. Opaziš, da se voda iz plastenke ne izlije. Razlaga poskusa >> 2. Plastenko napolni z vodo. 9 Poskus 1.0.4 NATEGA Pripomočki: posoda, plastenka, cev, velika injekcijska brizga, kozarec 1. Postavi prazen kozarec ob narobe obrnjeno posodo. 3. Na veliko injekcijsko brizgo natakni cev. 2. Napolni plastenko z vodo in jo postavi na posodo. 4. Prosti konec cevi potisni v plastenko do dna. Z brizgo posesaj vodo v cev tako, da je cev polna vode. 10 5. Brizgo s pritrjeno cevjo drži tik nad kozarcem. 7. Opaziš, da se voda sama pretaka iz plastenke v kozarec. Taka naprava se imenuje natega. Razlaga poskusa >> 6. Odstrani cev z brizge in jo hitro prestavi v kozarec. Cevi ne smeš dvigniti. 11 Poskus 1.0.5 POTAPLJAŠKI ZVON Pripomočki: posoda, kozarec, kroglica iz stiropora 1. Posodo napolni z vodo in vanjo položi kroglico. 3. Počasi in previdno potisni kozarec do dna posode. Opaziš, da voda ne vdre v kozarec, kar ti pokaže kroglica, ki ostane pri dnu posode. Razlaga poskusa >> 2. Kroglico pokrij z narobe obrnjenim kozarcem. 12 Poskus 1.0.6 VAKUUMSKI PRISESEK Pripomočki: vakuumski prisesek, posoda, nit, sponka OPOZORILO: Ne poskušaj odstraniti vakuumskega priseska z močnim vlečenjem za kljukico, ker ga lahko poškoduješ. Odstrani ga s pomočjo sponke, kot to kaže slika 3. 1. Obrni prazno posodo, kot to prikazuje slika. Na dno posode pritisni vakuumski prisesek. 2. Opaziš, da se prisesek oprime posode, zato lahko posodo z vlečenjem kljukice dvigneš. 13 3. Da prisesek ločiš od posode, uporabi sponko. Previdno jo potisni pod prisesek in počakaj, da ta popusti. Nikar ne odstranjuj priseska z vlečenjem kljukice. 4. Poskusi pritrditi prisesek na posodo tako, da pod njega postaviš nit. Opaziš, da se prisesek ne oprime dna posode. Razlaga poskusa >> Poskus 1.0.7 POK Z INJEKCIJSKO BRIZGO Pripomočki: velika injekcijska brizga, plastelin OPOZORILO: Pazi, da brizge ne usmeriš vase ali v drugo osebo, ker lahko kroglica odleti z brizge. 1. Vzemi v roke veliko injekcijsko brizgo in iztisni iz nje ves zrak. 4. Usmeri brizgo proč od sebe in drugih ljudi! Povleci bat nazaj in ga spusti. 2. Z dlanmi oblikuj kroglico iz plastelina. 5. Ko bat izpustiš, se hitro vrne v začetno lego. Udarec bata ob dno brizge povzroči pok in morda tudi izstrelitev kroglice. Razlaga poskusa >> 3. S kroglico iz plastelina zapri izhod brizge. 14 Poskus 1.0.8 HIDRAVLIČNO DVIGALO Pripomočki: posoda, cev, velika injekcijska brizga, majhna injekcijska brizga 1. V posodo nalij vodo do polovice. 3. Na konec velike brizge natakni cev. Pazi, da cev natakneš do konca. 2. Veliko injekcijsko brizgo napolni z vodo. Bat povleci do konca. 4. Iz večje brizge iztisni toliko vode, da je cev popolnoma napolnjena. V brizgi mora ostati nekaj vode. 15 5. Preveri gibljivost bata manjše brizge tako, da nekajkrat premakneš bat naprej in nazaj. Na drugi konec cevi natakni manjšo brizgo, iz katere prej iztisni ves zrak. 7. Pokrito posodo z vodo postavi na rob mize tako, da približno dva centimetra posode segata čez rob. Bat večje brizge namesti pod posodo, kot to kaže slika. Roke, s katero držiš večjo brizgo, ne smeš premikati, zato je dobro, če jo prisloniš ob mizo. 6. Sestavljen imaš sistem dveh brizg, ki sta povezani s cevjo. S pritiskanjem na bat brizge poskusi pretočiti vodo iz ene v drugo brizgo. 8. S pritiskanjem na bat manjše brizge se posoda z vodo začne dvigati. Izdelal-a si model hidravličnega dvigala ali stiskalnice. Razlaga poskusa >> 16 Poskus 1.0.9 IZSTRELITEV KROGLICE Pripomočki: kroglica iz stiropora, plastenka OPOZORILO: Pazi, da kroglice ne usmeriš vase ali v drugo osebo. 1. Kroglico postavi na grlo plastenke. Nato nekajkrat na rahlo s prstom udari po njej. Ne udarjaj premočno, saj jo lahko poškoduješ ali povzročiš, da obtiči v grlu. 3. Ko je plastenka dovolj stisnjena, kroglico izstreli iz grla. Pazi, da kroglice ne usmeriš vase ali v drugo osebo. Razlaga poskusa >> 2. Plastenko začni počasi stiskati z obema rokama. 17 Poskus 1.0.10 KARTEZIJSKI POTAPLJAČ Pripomočki: posoda, kapalka, plastenka 1. Plastenko napolni z vodo in jo postavi v posodo. 2. V polno plastenko vstavi kapalko tako, da bo njen gumijasti del zgoraj. 3. Plastenko tesno zapri z zamaškom. 18 4. Sedaj lahko plastenko vzameš iz posode in jo postaviš na mizo. 5. Počasi in previdno stisni plastenko. Opaziš, da se kapalka spusti navzdol, če plastenko dovolj stisneš. Kapalka se ponovno dvigne, če plastenko manj stisneš. Če želiš, lahko ponoviš poskus tudi z večjo plastenko. Razlaga poskusa >> 19 Poskus 1.0.11 ZAKAJ SE LADJE POTOPIJO? Pripomočki: posoda, plastelin, velika injekcijska brizga 1. V posodo nalij vodo do polovice. 2. Z dlanmi oblikuj kroglico iz plastelina. 20 3. Kroglico spusti v posodo z vodo. Opaziš, da se kroglica potopi na dno posode. 4. Vzemi plastelin iz vode in ga preoblikuj tako, da bo imel obliko ladjice (skodelice). 5. Počasi in previdno položi ladjico na vodno gladino. Opaziš, da zdaj plastelin plava na vodni gladini. 7. Ko je v ladjici dovolj vode, se potopi. Razlaga poskusa >> 6. Napolni veliko injekcijsko brizgo z vodo in v ladjico počasi dodajaj vodo. 21 Poskus 1.0.12 PLAVAJOČA KOVINSKA SPONKA Pripomočki: posoda, sponka, vilice POMEMBNO: Poskus ne bo uspel, če bodo na posodi, na vilicah ali na sponki sledi detergenta za umivanje posode. Sponka naj ne bo poškodovana ali upognjena. 1. V posodo nalij vodo do polovice. 2. Kovinsko sponko položi na vilice, kot to prikazuje slika. 22 3. Vilice, na katerih je sponka, zelo počasi in previdno potapljaj v vodo. 5. Tudi če sponko opazuješ s spodnje strani, vidiš, da sponka ne more pretrgati vodne gladine. Razlaga poskusa >> 4. Opaziš, da kovinska sponka plava na vodni gladini in se ne potopi, čeprav bi to pričakovali. 23 Poskus 1.0.13 ZAKAJ SE KROGLICA ODBIJE? Pripomočki: kroglica iz stiropora, plastelin 1. Košček plastelina močno zgneti in ga oblikuj v kroglico. 4. Opaziš, da se kroglica iz stiropora odbije, kroglica iz plastelina pa ne. 2. Kroglica iz plastelina naj bo enako velika kot kroglica iz stiropora. 5. Po končanem poskusu si oglej kroglici. Opaziš, da je kroglica iz plastelina sploščena, kroglica iz stiropora pa ne. Razlaga poskusa >> 3. Kroglici istočasno spusti z večje višine. 24 Poskus 1.0.14 MATICA PADE V PLASTENKO Pripomočki: plastenka, kovinska matica, velika injekcijska brizga POMEMBNO: Ta poskus zahteva veliko mero potrpežljivosti, saj običajno ne uspe že prvič. Vztrajaj in uspelo ti bo. 1. Veliko injekcijsko brizgo razstavi na dva dela. Potrebuješ le bat brizge. 2. Na mizo postavi odprto plastenko, ki je napolnjena z vodo. 3. Postavi bat brizge na grlo plastenke. Ena od štirih stranic bata naj bo obrnjena proti tebi. Bat postavi čim bolj navpično. Glej sliko. 25 4. Na vrh bata položi kovinsko matico kot to prikazuje slika. 5. S kazalcem rahlo frcni v stranico bata v popolnoma vodoravni smeri. Če imaš malo sreče, bo matica padla skozi grlo v plastenko. Uspeh poskusa je odvisen od navpičnosti bata, načina udarca in drugih dejavnikov. Vztrajaj in uspelo ti bo. Razlaga poskusa >> 26 Poskus 1.0.15 TRENJE Pripomočki: posoda, pokrov posode, elastika, vakuumski prisesek 1. Vakuumski prisesek pritrdi na sredino zunanje stene posode. 2. Na kljukico vakuumskega priseska obesi elastiko. 3. S kazalcem vleci prazno posodo enakomerno po mizi. Opaziš, da se elastika le malo raztegne. Ugotoviš lahko, da je trenje med posodo in mizo majhno. 27 4. Napolni posodo z vodo do polovice in jo zapri s pokrovom. 5. Ponovno enakomerno vleci posodo po mizi. Opaziš, da se elastika bolj raztegne. Razmisli zakaj! Razlaga poskusa >> 28 Poskus 1.0.16 PIŠČAL Pripomočki: posoda, plastenka, velika injekcijska brizga 1. Napolni plastenko z vodo. 2. Injekcijsko brizgo razstavi na dva dela: rezervoar in bat. Za poskus potrebuješ le rezervoar. 3. S prstom zamaši iztok rezervoarja, kot to prikazuje slika. 29 4. Napolni rezervoar z vodo iz plastenke. To počni nad posodo. 5. Odmakni prst in med iztekanjem vode iz rezervoarja pihaj tik nad zgornjo odprtino. Zaslišiš zvok, ki bo postajal vedno nižji. Razmisli zakaj! Razlaga poskusa >> 30 Poskus 1.0.17 ČAROBNI ZAMAŠEK Pripomočki: plastenka, kronski zamašek, posoda 1. Posodo napolni s hladno vodo do polovice. 3. Prazno in ohlajeno plastenko vzemi iz vode in postavi na mizo. 2. Prazno in odprto plastenko položi za kakšno minuto v vodo. S tem dosežeš, da se zrak v plastenki nekoliko ohladi. 4. Rob grla plastenke navlaži z mokrim prstom. 31 5. Zmoči kronski zamašek. 7. Plastenko objemi s suhima in toplima dlanema. Pazi, da plastenke pri tem ne stiskaš in da zamašek popolnoma zapira grlo plastenke. Opaziš, da se zamašek privzdiguje. Če poskus ne uspe, še enkrat preveri, ali je zamašek na sredini grla oziroma plastenko ohladi z mrzlo tekočo vodo iz vodovodne pipe. Plastenko lahko ohladiš z vodo tudi od znotraj. Preveri tudi, če je stik med grlom plastenke in zamaškom dovolj vlažen. 6. Moker kronski zamašek položi na grlo plastenke, kot to prikazuje slika. 32 Razlaga poskusa >> Poskus 1.0.18 ZRAČNI MEHURČKI Pripomočki: posoda, kozarec, velika injekcijska brizga, plastenka, kratka cevka 1. Kozarec, napolnjen z vodo, postavi v kot večje posode. 2. Povleci bat velike brizge do konca. V brizgi ni vode. 33 3. Na konec brizge natakni kratko cevko, ki služi kot njen podaljšek. 4. Brizgo nasloni na rob posode tako, da je konec cevke potopljen v vodo, kot to kaže slika. Če konec cevke ni pod vodno gladino, lahko cevko malo upogneš. 5. S suho in toplo dlanjo objemi rezervoar brizge. Kmalu opaziš, da iz cevke izhajajo zračni mehurčki. Ne stiskaj rezervoarja. 6. Ko mehurčki ne izhajajo več, lahko poskusiš še obraten proces. Počasi polivaj rezervoar brizge z mrzlo vodo. Opaziš, da voda iz kozarca skozi cevko vdira v brizgo. Razlaga poskusa >> 34 Poskus 1.0.19 KAPLJICA POVEČA ČRKE Pripomočki: kozarec, folija, kapalka 3. Na folijo kani kapljico vode. 1. Kozarec napolni z vodo. 2. Napolni kapalko z vodo iz kozarca. 4. Drži folijo s kapljico nad besedilom. Spreminjaj razdaljo med folijo in besedilom. Opaziš, da kapljica poveča velikost besedila. Razlaga poskusa >> 35 Poskus 1.0.20 ELEKTRIČNA SILA Pripomočki: plastenka, krpica, vata 1. S krpico podrgni plastenko najmanj 50 krat. 3. S kosmom vate se približaj plastenki. Opaziš, da plastenka privlači vato. Če poskus ne uspe, podrgni plastenko še večkrat ali uporabi manjši kosem vate. Razlaga poskusa >> 2. Iz kosa vate iztrgaj zelo majhen kosem. Ne oblikuj ga v kroglico! 36 Razlaga poskusa 1.0.1 Zakaj voda ne izteče? Razlaga 1: Nad nami je plast zraka, ki je debela približno 100 kilometrov. Da bi voda padla iz kozarca, bi morala odriniti teh 100 kilometrov zraka nad seboj. Zrak se morda zdi lahek, vendar dvigniti 100 kilometrov visok stolp zraka nad kozarcem je kar težko. Voda v kozarcu tega ne zmore. Razlaga 2: Pri razlagi tega poskusa naj bo opazovano telo folija. V smeri navpično navzdol delujeta nanjo dve sili: sila vode, ki je enaka teži vode in sila teže folije. Če bi na folijo delovali le ti dve sili, bi morala folija padati proti tlom in z njo tudi voda. Ker se to ne zgodi, domnevamo, da deluje na spodnjo stran folije še ena sila in to v smeri navzgor. To je sila, ki deluje na folijo zato, ker ima tudi zrak nad nami svojo težo. Vemo, da je nad tlemi približno 100 kilometrov debela plast zraka, ki s svojo težo pritiska na vse predmete na Zemlji in seveda tudi na folijo pod kozarcem. Tej sili pravimo sila zračnega tlaka. Nazaj k poskusu >> 37 Razlaga poskusa 1.0.2 Iz kozarca v kozarec Razlaga 1: Nad nami je plast zraka, ki je debela približno 100 kilometrov. Da bi voda iztekla iz slamice, bi morala odriniti teh 100 kilometrov zraka. Zrak se morda zdi lahek, vendar dvigniti stolpec zraka, visok 100 kilometrov, ni lahko. Voda v slamici tega ne zmore, dokler ji na pomoč ne priskoči še zrak na zgornji strani slamice. To se zgodi takrat, ko s slamice umaknemo prst. Razlaga 2: Pri razlagi tega poskusa naj bo opazovano telo voda v slamici. Na vodo v slamici deluje sila teže vode v smeri navzdol. Če bi na vodo v slamici delovala le ta sila, potem bi voda morala padati proti tlom. Predvidevamo, da mora na spodnjo stran vode delovati še ena sila v smeri navzgor. To je sila zraka, ki je posledica njegove teže. Nad nami je približno 100 kilometrov debela plast zraka, ki s svojo težo pritiska na vse predmete na Zemlji in zato tudi na spodnjo stran vode v slamici. Tej sili pravimo sila zračnega tlaka. Ko prst umaknemo, se sila zračnega tlaka pojavi tudi na zgornji strani vode. Sili na zgornjo in spodnjo stran vode se med seboj izničita, zato ostane le še sila teže vode, ki vodo povleče navzdol. Nazaj k poskusu >> 38 Razlaga poskusa 1.0.3 Zalogovnik vode Razlaga 1: Nad nami je plast zraka, ki je debela približno 100 kilometrov. Da bi se voda izlila iz plastenke, bi morala dvigniti stolpec zraka z višino 100 kilometrov. Zrak se morda zdi lahek, vendar dvigniti 100 kilometrov zraka ni lahko. Voda v plastenki tega ne zmore, dokler ji na pomoč ne priskoči še zrak na zgornji strani vode v plastenki, ki vstopi v plastenko v obliki zračnih mehurjev. To se zgodi takrat, ko plastenko malo dvignemo iz vode. Razlaga 2: Pri razlagi tega poskusa naj bo opazovano telo – voda v plastenki. Na vodo v plastenki deluje sila teže vode ter sila zračnega tlaka na spodnjo in zgornjo stran vode. Ko se iz plastenke izlije nekaj vode, se zračni tlak nad vodo v plastenki zmanjša pod vrednost zunanjega zračnega tlaka. Sila zunanjega zračnega tlaka zato zadržuje vodo v plastenki. Čebelarji uporabljajo opisani način v panjih za zimsko hranjenje čebel s sladkorno raztopino. Nazaj k poskusu >> 39 Razlaga poskusa 1.0.4 Natega Razlaga 1: Da voda teče po cevi navzdol, te najbrž ne preseneča. To povzroči teža vode. Verjetno pa se sprašuješ, zakaj se voda iz plastenke lahko dvigne po cevi navzgor. To se zgodi, ker voda, ki izteka iz cevi, vleče za seboj vodo, ki je še v plastenki. Napravi, ki tako deluje, pravimo natega. Razlaga 2: Zaradi gravitacijske sile teče voda po cevi navzdol in se izliva v kozarec. Pri tem pride do zmanjšanja tlaka v cevi, kar povzroči nekakšno sesanje vode iz plastenke. Napravi, ki tako deluje, pravimo natega. Nazaj k poskusu >> 40 Razlaga poskusa 1.0.5 Potapljaški zvon Razlaga 1: Voda ne more vdreti v poveznjen kozarec, ker je tam že zrak. Ta se le nekoliko stisne, ko kozarec potopimo. Potapljaški zvon je posoda, podobna velikemu kozarcu, ki jo potopijo v vodo. Ker je v njem zrak, lahko ljudje, ki so v njem, opravljajo dela pod gladino vode. Razlaga 2: Če naj bi voda vdrla v kozarec, bi morala najprej iz kozarca iztisniti zrak. To se ne zgodi, saj se zrak nima kam umakniti. Zrak ostane ujet v kozarcu pod vodno gladino. Potapljaški zvon je posoda, podobna velikemu kozarcu, ki jo potopijo v vodo. Ker je v njem zrak, lahko ljudje, ki so v njem, opravljajo dela pod gladino vode. Nazaj k poskusu >> 41 Razlaga poskusa 1.0.6 Vakuumski prisesek Razlaga 1: Zrak, ki se nahaja nad nami, ima težo in z njo pritiska na vsa telesa na Zemlji. Če je prisesek pritisnjen ob gladko podlago, zrak ne more pritiskati na spodnjo stran priseska temveč le na njegovo zgornjo stran. Prisesek ostane zato prisesan na podlago, dokler zrak ne vdre tudi pod njega. To dosežemo tako, da pod prisesek potisnemo kovinsko sponko. Razlaga 2: Ob pritisku na prisesek smo izpod njega iztisnili nekaj zraka. Ker je prisesek prožno telo, se hoče po prenehanju delovanja sile roke vrniti v prvotno obliko. Prostor pod njim se poveča, tlak zraka pod njim pa se zmanjša pod vrednost zunanjega tlaka. Zunanji zračni tlak deluje na prisesek z večjo silo kot tlak zraka pod njim, zato ostane prisesek 'prilepljen' na podlago. Ko potisnemo sponko med prisesek in podlago, se zračni tlak pod priseskom izenači z zunanjim zračnim tlakom. Sila zraka na notranjo stran priseska postane enaka sili na zunanjo stran. Prisesek se loči od podlage. Prisesek se ne more prisesati na podlago, če damo vmes nit, saj se ne more vzpostaviti razlika v zračnem tlaku pod in nad priseskom. Nazaj k poskusu >> 42 Razlaga poskusa 1.0.7 Pok z injekcijsko brizgo Razlaga 1: Nad nami je približno 100 kilometrov debela plast zraka, ki s svojo težo pritiska na vse predmete na Zemlji in zato tudi na bat injekcijske brizge. Če je brizga odprta, potem zrak pritiska na bat z obeh strani in zato tega ne čutimo in bat zlahka premikamo naprej in nazaj. Če pa na eni strani zraku zapremo pot s plastelinom, potem zrak pritiska na bat le z ene strani. Ko vlečemo bat v nasprotni smeri, čutimo pritisk zraka. Če bat spustimo, se ta hitro premakne v začetni položaj in povzroči pok. Razlaga 2: Nad nami je približno 100 kilometrov debela plast zraka, ki s svojo težo pritiska na vse predmete na Zemlji in zato tudi na obe strani bata. Tej sili pravimo sila zračnega tlaka. Pri odprti brizgi deluje enaka sila zračnega tlaka na sprednjo in na zadnjo stran bata, zato se sili med seboj izničita in ju pri vlečenju bata ne čutimo. V tem primeru pri vlečenju bata čutimo le silo trenja med batom in stenami brizge. Če pa na sprednji strani brizge zraku zapremo pot s plastelinom, potem deluje sila zračnega tlaka le na zadnjo stran bata. V tem primeru pri vlečenju bata premagujemo silo trenja med batom in stenami brizge ter silo zračnega tlaka, ki deluje na zadnjo stran brizge. Ta sila je zelo velika, kar zaznamo predvsem takrat, ko bat spustimo in ga sila zračnega tlaka hitro premakne v začetni položaj, kar povzroči pok. Nazaj k poskusu >> 43 Razlaga poskusa 1.0.8 Hidravlično dvigalo Razlaga 1: Ko pritisnemo na bat manjše brizge, se v vodi poveča tlak. Zaradi povečanega tlaka se dvigne tudi bat večje brizge in z njim breme, ki ga dvigujemo. Čim večja je razlika v velikosti večjega in manjšega bata, tem lažje dvignemo breme. Razlaga 2: Hidravlično dvigalo je sestavljeno iz dveh batov, ki sta povezana s cevjo. V cevi je običajno olje, v našem modelu pa namesto olja uporabimo kar vodo. Ko s silo pritisnemo na manjši bat, povzročimo zvišanje tlaka v vodi. To zvišanje tlaka se po vodi prenese na večji bat. Na večji bat deluje voda z večjo silo, kot je sila, s katero smo delovali na manjši bat. S hidravličnim dvigalom zlahka dvignemo avtomobil, s hidravličnimi zavorami pa ga zlahka zaustavimo. S hidravlično stiskalnico lahko tudi oblikujemo pločevino ali stiskamo grozdje. Nazaj k poskusu >> 44 Razlaga poskusa 1.0.9 Izstrelitev kroglice Razlaga 1: Če napihnjen balon stiskamo, se ta običajno pretrga na najšibkejšem mestu, kjer nato zrak hitro uide iz balona. V našem primeru ne stiskamo balona temveč plastenko. Ta pri stiskanju ne poči, ampak se odpre na najšibkejšem mestu. To je mesto, kjer kroglica zapira plastenko. Ko se plastenka odpre, stisnjen zrak hitro uide iz plastenke in s seboj odnese kroglico. Razlaga 2: Kroglica iz stiropora zatesni grlo plastenke. Ko začnemo plastenko stiskati, se v plastenki veča zračni tlak. Ker se tlak v plastenki veča, se veča tudi sila na spodnjo stran kroglice. V začetku je ta sila premajhna, da bi premagala silo lepenja med kroglico in grlom plastenke in silo teže kroglice. Pri nadaljnjem stiskanju se sila na spodnjo stran kroglice tako poveča, da premaga obe navedeni sili in izstreli kroglico kvišku. Nazaj k poskusu >> 45 Razlaga poskusa 1.0.10 Kartezijski potapljač Razlaga 1: Kapalka plava, dokler je v njej zrak, saj je takrat lažja, kot če bi bila napolnjena z vodo. Ko plastenko stisnemo, se kapalka napolni z vodo in zato postane težja. Ko je v kapalki dovolj vode, se potopi na dno. Poskus je dobil ime Kartezijski potapljač po francoskem filozofu, matematiku in fiziku z imenom René Descartes du Perron Cartesius. Razlaga 2: Kapalka je telo, ki je sestavljeno iz gume, steklene cevke in zraka, ki je ujet v stekleno cevko. Povprečna gostota tega telesa je manjša kot je gostota vode, zato taka kapalka v vodi plava. V vodi namreč plavajo vsa telesa, ki imajo manjšo gostoto kot voda. S stiskanjem plastenke se tlak v plastenki poveča in potisne vodo v kapalko. Pri tem se zrak v kapalki stisne, saj je stisljiv. Ker je v kapalki sedaj več vode, se gostota kapalke poveča in zato potone. Ko zmanjšamo pritisk na stene plastenke, se zmanjša tlak v plastenki, zrak, ki je ujet v kapalki, se ponovno razširi in potisne vodo iz kapalke. S tem se povprečna gostota kapalke zmanjša in kapalka ponovno splava navzgor. Poskus je dobil ime Kartezijski potapljač po francoskem filozofu, matematiku in fiziku z imenom René Descartes du Perron Cartesius. Nazaj k poskusu >> 46 Razlaga poskusa 1.0.11 Zakaj se ladje potopijo? Razlaga 1: Če telo v vodi potone, pravimo, da je bolj gosto kot voda. Plastelin v vodi potone, torej je gostejši kot voda. Naša ladjica ni sestavljena le iz plastelina, temveč tudi iz zraka, ki je v njeni notranjosti. Skupna gostota plastelina in zraka je manjša kot gostota vode, zato ladjica plava. Če v ladjico natočimo vodo, skupna gostota preseže gostoto vode in ladjica se potopi. Razlaga 2: Telesa, ki so gostejša od vode, se v vodi potopijo. Telesa, ki so redkejša od vode, v vodi plavajo. Plastelin je gostejši od vode, zato v vodi potone. Zrak je redkejši od vode. Ker je kroglica samo iz plastelina, potone. Ladjica je telo, ki je sestavljeno iz plastelina in zraka, ki je v njeni notranjosti. Skupna gostota ladjice je manjša od gostote vode, zato ladjica plava. Ko v ladjico dodajamo kapljice vode, le-te zamenjajo zrak in zato se gostota ladjice povečuje. Ko je vode v ladjici dovolj, govorimo o telesu, ki je sestavljeno iz plastelina in vode. Gostota takega telesa je večja kot gostota vode, zato ladjica, napolnjena z vodo, potone. Nazaj k poskusu >> 47 Razlaga poskusa 1.0.12 Plavajoča kovinska sponka Razlaga 1: Voda je sestavljena iz majhnih delcev, ki jih imenujemo molekule. Ti delci se med seboj privlačijo, kot bi se držali 'za roke' in ustvarjajo nekakšno tanko, nevidno kožico na vodni gladini. Če postavimo dovolj lahko telo na vodno gladino, se telo uleže na kožico in ne potone. Ta način drsanja po vodni gladini lahko opazimo tudi pri vodnih drsalcih. Razlaga 2: Med molekulami vode delujejo privlačne električne sile, kar na vodni gladini povzroči nekakšno kožico iz vodnih molekul. Pojav imenujemo površinska napetost. Telo, ki ga položimo na vodno gladino, običajno pretrga to kožico iz vodnih molekul. Če pa položimo telo v vodo previdno in počasi, se lahko zgodi, da telo te kožice ne pretrga, zato ostane, plava na njej. Telo mora biti dovolj lahko, da sila teže ne premaga električnih privlačnih sil med molekulami vode. Ta način plavanja ali bolje rečeno drsanja na vodni gladini opazimo pri vodnih drsalcih. Nazaj k poskusu >> 48 Razlaga poskusa 1.0.13 Zakaj se kroglica odbije? Razlaga 1: Obe kroglici sta ob trku spremenili obliko. Kroglica iz stiropora se je po trku vrnila v obliko, ki jo je imela pred trkom in prav to jo je pognalo kvišku. Kroglica iz plastelina se po trku ni vrnila v obliko, ki jo je imela pred trkom, zato je ostala na tleh in se ni odbila. Razlaga 2 : Poznamo prožna in neprožna telesa. Prožno telo po delovanju zunanje sile spremeni obliko. Ko sila ne deluje več, telo povzame spet prvotno obliko. Neprožno telo pa tudi po prenehanju delovanja sile ohrani spremenjeno obliko. Prožni kroglici iz stiropora se po trku s podlago povrne prvotna oblika in prav to je vzrok, da se kroglica odbije od podlage. Kroglica iz plastelina je neprožno telo, sprememba njene oblike je trajna, zato se ne odbije od podlage. Izid poskusa lahko pojasnimo tudi z energijo. Ko pade kroglica iz stiropora na podlago, se ji zaradi trka povečata prožnostna in notranja energija. Ko se v nekem trenutku kroglica ustavi, se začne njena prožnostna energija pretvarjati v kinetično. Kroglica se odbije. Kroglici iz plastelina se med trkom s podlago ne poveča prožnostna energija, ampak le notranja energija, zato odboja ni. Nazaj k poskusu >> 49 Razlaga poskusa 1.0.14 Matica pade v plastenko Razlaga 1: Planet Zemlja privlači vsa telesa v smeri proti svojemu središču, torej navpično navzdol. Matica miruje, dokler jo podpira bat. Ko matici spodnesemo podlago, na kateri leži, jo Zemlja povleče navpično navzdol. Matica zato pristane v plastenki. Uspeh poskusa je odvisen od mnogo dejavnikov, kot so: smer udarca, primerna moč udarca (ne premajhna in ne prevelika), itd. Če si dovolj vztrajen/vztrajna, poskus uspe. Razlaga 2 : Če se vse sile, ki delujejo na telo, med seboj izničijo, potem telo miruje ali se giblje naravnost s stalno hitrostjo. V nasprotnem primeru se telo giblje pospešeno. Na kovinsko matico deluje sila teže v smeri navpično navzdol in enako velika sila bata v smeri navpično navzgor. Sili se med seboj izničita, zato kovinska matica miruje. V trenutku, ko bat spodnesemo, izgine sila bata na matico. Na matico sedaj deluje le sila teže, zato se matica pospešeno giblje proti središču našega planeta in pristane v plastenki. Uspeh poskusa je odvisen od mnogo dejavnikov, kot so: smer udarca, primerna moč udarca (ne premajhna in ne prevelika) … Če si dovolj vztrajen/vztrajna, poskus uspe. Nazaj k poskusu >> 50 Razlaga poskusa 1.0.15 Trenje Razlaga 1: Ko neko telo drsi po drugem telesu, ga zaustavlja trenje. Težja telesa težje potiskamo ali vlečemo zato, ker je trenje med telesom in podlago večje. Poenostavljeno si lahko predstavljamo, da je trenje nekakšno zatikanje ene površine ob drugo. V našem primeru se posoda zatika ob hrapavo mizo. Težja kot je posoda, bolj se zatika ob mizo. Razlaga 2: Ko neko telo drsi po drugem telesu, deluje nanj zaviralna sila trenja. Ta ima vedno smer, ki je nasprotna smeri gibanja. Sila trenja nastane zaradi zatikanja površine telesa v podlago, po kateri drsi, saj nobena površina ni popolnoma gladka. Velikost sile trenja je odvisna od sile, s katero telo pritiska na podlago, pa tudi od hrapavosti stičnih ploskev. V našem primeru posoda pritiska na podlago s svojo težo. Poskus pokaže, da je sila trenja odvisna od teže posode, saj je elastika pri vlečenju težje posode bolj raztegnjena, kar pomeni, da je napeta z večjo silo oziroma, da je sila trenja večja. Nazaj k poskusu >> 51 Razlaga poskusa 1.0.16 Piščal Razlaga 1: Med pihanjem zraka mimo odprtega konca brizge zaniha tudi zrak, ki je v njej. Poskus pokaže, da je višina zvoka, ki ga oddaja naša 'piščal', odvisna od dolžine zračnega stolpca v brizgi. Ko je v brizgi več vode (zračni stolpec je krajši), slišiš višji zvok. Ko je vode v brizgi manj (zračni stolpec je daljši), slišiš nižji zvok. Med iztekanjem vode iz brizge se zračni stolpec daljša in zvok postaja vedno nižji. Nihanje zraka v cevi srečamo pri pihalih in trobilih, kjer s spreminjanjem dolžine cevi spreminjamo višino zvoka. Razlaga 2: Zvok nastane, ko telo (imenujemo ga zvočilo) zaniha. V plasti zraka tik ob zvočilu nastajajo tako imenovane zgoščine (tam je tlak v zraku nekoliko povečan) in razredčine (tam je tlak v zraku nekoliko zmanjšan). Zgoščine in razredčine potujejo v vse smeri proč od zvočila. Izmenjavanje zgoščin in razredčin zazna naše uho kot zvok. Med pihanjem preko odprtine brizge začne zrak v brizgi urejeno nihati. To urejeno nihanje zraka nastane, ker se zrak, ki vstopa v brizgo, združi z zrakom, ki se je na drugem koncu brizge odbil od vodne gladine. Pravimo, da se pojavi stoječe valovanje zraka oziroma, da v cevi niha zračni steber. Frekvenca (hitrost) nihanja zraka je povezana z dolžino cevi. V krajših ceveh zrak niha z višjo frekvenco (hitreje) kot v daljših. Višja frekvenca nihanja zraka pomeni višjo frekvenco zvoka, ki ga slišimo. Ko voda iz brizge izteka, postaja cev, nad katero pihamo, vedno daljša, zato postaja zvok vedno nižji. Nihanje zraka v cevi srečamo pri pihalih in trobilih, kjer s spreminjanjem dolžine cevi spreminjamo višino zvoka. Nazaj k poskusu >> 52 Razlaga poskusa 1.0.17 Čarobni zamašek Razlaga 1: Če telesa segrevamo, se razširijo. To velja tudi za zrak v plastenki. Ko plastenko objamemo z dlanmi, segrevamo zrak v njej. Zrak se razširi in dvigne zamašek, ki je postavljen na plastenko. Razlaga 2: Za skoraj vsa telesa velja, da se pri segrevanju raztezajo (širijo, postanejo večja). To velja za trdne snovi, kapljevine in pline. Tudi zrak se zaradi segrevanja razteza, če ima prostor za to. Zrak v plastenki bi se moral zaradi segrevanja raztegniti. Ker pa je na grlo plastenke postavljen kronski zamašek, se ne more, zato se v plastenki poveča tlak. Zaradi povečanega tlaka v plastenki se poveča tudi sila na spodnjo stran zamaška, ki premaga silo teže zamaška. Zamašek se privzdigne. Nazaj k poskusu >> 53 Razlaga poskusa 1.0.18 Zračni mehurčki Razlaga 1: Ko z dlanjo objamemo rezervoar brizge, se zrak v njej segreva. Zaradi segrevanja se razteza in uhaja iz brizge v obliki zračnih mehurčkov. Če zrak v brizgi ohlajamo, se krči in za seboj povleče nekaj vode iz kozarca. Razlaga 2: Ko z dlanjo objamemo rezervoar brizge, se toplota prenaša z dlani na stene rezervoarja in nato na zrak v rezervoarju. Zaradi tega se zrak segreva. Zaradi segrevanja se zrak razteza in nekaj ga zato zapusti brizgo v obliki zračnih mehurčkov. Ohlajanje zraka v rezervoarju povzroči krčenje zraka in posledično zmanjšanje zračnega tlaka v brizgi in cevki. Zunanji zračni tlak zato potiska vodo iz kozarca v cevko. Nazaj k poskusu >> 54 Razlaga poskusa 1.0.19 Kapljica poveča črke Razlaga 1: Predmete vidimo, ker se od njih svetloba odbije v naše oko. Če med predmetom in očesom ni ovire, potem svetloba potuje naravnost in predmet vidimo v njegovi naravni velikosti. Če je med predmetom in očesom prozorna snov, potem se lahko zgodi, da svetloba pri prehodu skozi snov spremeni smer. V tem primeru predmeta ne vidimo takšnega, kot v resnici je. Če je prozorna snov zaobljene oblike, kot je kapljica, potem vidimo povečano sliko predmeta. Razlaga 2: Svetloba se pri prehodu skozi prozorno telo lomi, torej spremeni svojo smer. Če pride svetloba od telesa do našega očesa po spremenjeni smeri, potem telesa ne vidimo takšnega, kot v resnici je. Lahko ga vidimo večjega ali manjšega. Svetloba, ki se odbije od črke na papirju, potuje skozi kapljico vode in spremeni smer. Črke ne vidimo takšne, kot je v resnici, ampak jo vidimo povečano. Pojav lomljenja svetlobe srečamo pri lečah, ki so vgrajene v daljnogled, mikroskop, teleskop in druge optične naprave. Nazaj k poskusu >> 55 Razlaga poskusa 1.0.20 Električna sila Razlaga 1: Z drgnjenjem plastenke s krpico smo plastenko in krpico naelektrili. S tem povemo, da sta plastenka in krpica prešli v posebno stanje, ki se kaže tudi v tem, da s silo delujeta na predmete v svoji okolici. Silo imenujemo električna sila. Ta je lahko privlačna ali odbojna. Plastenka povleče vato k sebi z električno silo, ki je privlačna. Ker ima košček vate majhno maso, zadostuje že majhna električna sila, da vato premakne oziroma jo drži ob plastenki. Razlaga 2: Z drgnjenjem plastenke s krpico sta se plastenka in krpica naelektrili. S tem povemo, da sta plastenka in krpica prešli v posebno stanje, ki se kaže tudi v tem, da s silo delujeta na predmete v svoji okolici. Telesa so lahko negativno naelektrena, pozitivno naelektrena ali nevtralna. S tem povemo, da je na njih presežek negativnega ali pozitivnega naboja (naboj = majhna količina elektrike). V primeru, da ni presežka enega ali drugega naboja, je telo navzven električno nevtralno. Če sta dve telesi negativno naelektreni, se odbijata. Če sta dve telesi pozitivno naelektreni, se odbijata. Če je eno telo negativno naelektreno, drugo pa pozitivno naelektreno, se telesi privlačita. Košček vate je nevtralno telo. Naš poskus pokaže, da lahko naelektreno telo privlači tudi nevtralno telo. To je mogoče, ker se naboji v nevtralnem telesu zaradi bližine naelektrenega telesa deloma prerazporedijo. Tako je na enem delu nevtralnega telesa nekoliko več negativnega naboja, na drugem delu pa več pozitivnega. To telo deluje kot celota nevtralno. Plastenka privlači tisti del vate, ki je nasprotno naelektren kot plastenka, zato se cel košček vate premakne proti plastenki. Ker ima košček vate majhno maso, zadostuje že majhna električna sila, da vato premakne oziroma drži ob plastenki. Nazaj k poskusu >> 56
© Copyright 2024