VI.osztály – 5.5. A testek sűrűsége


1. Lehet-e az azonos  térfogatú testeknek  különböző tömege ?

Figyeljünk meg két  kockát. Mindkét kocka éle   a = 1 m, tehát térfogatuk  azonos:

V = a · a · a = 1 m · 1 m ·1 m = 1 m³.

Az egyik kocka fából, a másik vasból készült.

sűrűség

Mit mondhatunk a kockák  tömegéről ? Tegyük mérlegre őket!

A mérlegen elvégzett méréssel megállapíthatjuk, hogy a különböző anyagokból készült,  azonos térfogatú kockák  különböző tömegűek.

A V = 1m³ térfogatú vaskocka tömege m = 7 800 kg.

A V = 1m³  térfogatú fakocka tömege m  = 800 kg.

2. Miért nem azonos a két,  különböző anyagból készült test tömege?

A kockák  tömege  azért nem egyforma, mert más-más anyagból készültek.Az adott térfogatban az egyik anyag esetében  ( vaskocka )  nagyobb, a másik esetében kisebb tömeg  ( fakocka )  zsúfolódik össze. Azt mondjuk, hogy a különböző anyagok különböző sűrűségűek.

3. A sűrűség definíciója

A sűrűség az a mennyiség, amely kifejezi az  anyag egységnyi térfogatának  (1 m³) a tömegét.

A sűrűség  jele: a görög  (ró)  betű.

4. Kiszámításának módja:

Egy test sűrűségét úgy számítjuk ki, hogy a test tömegét elosztjuk a test térfogatával.

Jelölések:

5.  A sűrűség mértékegységei:

  • a  Nemzetközi Mértékegységrendszerben:  kilogramm per köbméter

  • ezen kívül alkalmazható még a : gramm per köbcentiméter

  • a mértékegységek közötti  összefüggés:

6. A sűrűség képletének ismeretében felírható:

A sűrűség a test tömegének és térfogatának hányadosa.

7. Hogyan határozzuk meg a szilárd testek sűrűségét?

  • a tömeget lemérjük mérleggel →  m
  • a térfogatot kiszámítjuk, vagy lemérjük mérőhengerrel, attól függően, hogy a test alakja szabályos-e vagy sem → V
  • ezután az ismert képlettel kiszámítjuk a sűrűséget → ρ

8. Hogyan határozzuk meg a folyadékok sűrűségét?

  • lemérjük az üres edény tömegét  →  m1
  • lemérjük a folyadékkal megtöltött  edény tömegét  →   m2
  • kiszámítjuk a folyadék tömegét →   m = m2 –  m1   
  • mérőhengerrel lemérjük a folyadék térfogatát →  V
  • kiszámítjuk a sűrűséget →  ρ

9. A  sűrűség a különböző anyagokat jellemző fizikai mennyiség. Értékei   táblázatban találhatók meg.

10. Ha a test több féle anyagból épül fel, akkor általában az átlagsűrűségét számítjuk ki.

Az átlagsűrűség egyenlő a test tömegének és össztérfogatának a hányadosával.

11. Nézzétek meg az alábbi összeoglalót :


  A sűrűség meghatározása

12. Kísérletezzetek:

Hogyan viselkednek a vízben a különböző sűrűségű testek !

Sűrűség

Kattintásra indul

Fizika 6 • 2 • Címkék:

VIII.osztály – 4.15. Az elektromos áram munkája, teljeítménye, hőhatása – gyakorló feladatok

A 8. osztályosok    ellenőrzőjén  a következő tanítási egységekkel kapcsolatos  számítási feladatok lesznek :

  •  elektromos áram munkája
  • az elektromos áram teljesítménye
  • elektromos energia
  • az elektromos áram hőhatása – Joule törvénye

Gyakorlásként oldjátok meg  az alábbi   Word fájlban megadott feladatokat!

Ellenőrizzétek a kapott eredményeket! Sok sikert!

Az elektromos áram munkája, teljesítménye,hőhatása- gyakorló feladatok

Fizika 8 • 2

VIII.osztály – 4.14. Joule törvénye – az elektromos áram hőhatása

1. Amikor egy vezetőn elektromos áram halad keresztül, a vezető felmelegszik. A fémhuzalok példáján magyarázzuk meg miért van ez így:

a szabad elektronok rendezett mozgást végeznek a vezetőben

↓

a szabad elektronok ütköznek a kristályrács ionjaival

↓

a  ionok  élénkebb rezgő  mozgást végeznek az egyensúlyi helyzetük körül

↓

növekszik a vezető belső energiája

A vezető hőmérséklete növekszik. Egy pillanatban azonban megszűnik a vezető hőmérsékletének további   emelkedése, annak ellenére, hogy az energiaátadási folyamat tovább tart.

A vezető hőmérséklete azért nem emelkedik tovább, mert a vezetőben felszabadul egy bizonyos hőmennyiség, és a vezető ezt leadja a környezetének.

2. Hogyan számítható ki a vezetőben felszabaduló hőmennyiség?

Az energia megmaradásának törvénye szerint a vezetőben felszabaduló hőmennyiség egyenlő az elektromos áram által elvégzett munkával.

Az elektromos áram munkájánál alkalmazott  képleteket újra felírhatjuk:

Q [J] –  a vezetőben felszabaduló hőmennyiség

U [V] –  elektromos feszültség

I [A] –  elektromos áramerősség

R [Ω] –  elektromos ellenállás

t [s] –  idő

A hőmennyiség  mértékegysége a  joule (J).

James Prescott Joule (1818-1889)

3. Hogyan szól Joule törvénye?

A vezetőben felszabaduló hőmennyiség egyenlő a vezetőben folyó áramerősség négyzetének, a vezető elektromos ellenállásának és annak az időtartamnak a szorzatával ameddig ez az áramerősség fennáll a vezetőben.

4. Hol hasznosítják az elektromos áram hőhatását?

Sok háztartási készülék ( vasaló, hősugárzó,hajszárító, villanybojler…) arra szolgál, hogy az elektromos energiát hőenergiává alakítsa át.

Ezekben a készülékekben melegítők vannak, amelyek nagy fajlagos ellenállású, magas olvadáspontú (1000°C)  huzalokból  (cekász, kantál…) készülnek.

Fizika 8 • 2 • Címkék:

VIII.osztály – 4.13. Az elektromos energia


1. Hogyan számítjuk ki mennyi elektromos energiát fogyaszt el egy elektromos készülék?

Az  elektromos berendezések  fontos  jellemzője  a teljesítmény. Ezért a fogyasztókon fel is tüntetik, hogy 220V feszültségre kapcsolva hány wattosak. A 100 W – os izzólámpa jobban világít mint a 60 W – os, mert  benne nagyobb sebességgel játszódik le  az   energiaátalakulás, tehát gyorsabban fogyasztja az elektromos energiát.

Az elektromos készülékek által elfogyasztott elektromos energia egyenlő az elektromos áram által elvégzett munkával.

Az elektromos energia az elektromos áram munkavégző képessége.

Ha ismert az áramkörbe kapcsolt elektromos berendezés  (pl.izzólámpa,hősugárzó) teljesítménye  és az üzemeltetés időtartama, kiszámíthatjuk  mennyi elektromos energiát fogyaszt el  üzemelés közben:

A [J] – elektromos energia            P [W] – teljesítmény                t [s] – időtartam

2. Melyek az  elektromos energia  mértékegységei?

  • wattmásodperc           1 Ws = 1 W · 1 s = 1 J
  • kilowattóra                 1 kWh = 1 kW · 1 h = 1 kWh

                           1 kWh = 1 kW · 1h = 1 000 W · 3 600 s = 3 600 000 J = 3,6 MJ

3. Hogyan mérjük a háztartásokban az elfogyasztott elektromos energiát?

A háztartásokban ez elhasznált elektromos energia mérésére elektromos fogyasztásmérőt, vagyis villanyórát használunk. A rajta elhelyezett számlálószerkezet segítségével leolvashatjuk kWh – ban az elfogyasztott elektromos energiát.

4. Mitől függ a villanyszámla összege?

  • hány  kWh a  fogyasztás
  • mennyibe kerül 1 kWh elektromos energia

5. Példa:

Az 1,5 kW teljesítményű villanymelegítő naponta 2 órán át üzemel.

a) Mennyi elektromos energiát fogyaszt el 1 hónap alatt?

b) Mennyibe kerül a melegítő 1 havi üzemeltetése, ha 1 kWh elektromos energia ára 8  dinár ?

Megoldás:

P = 1,5 kW

t = 2 h · 30 = 60 h

a)      A = ?                        A = P · t = 1,5 kW · 60 h = 90 kWh

b)     Számla = ?             Számla = 90 kwh · 8 din / kwh = 720 dinár

6. Az elektromos energiával takarékoskodni kell, gazdasági szempontból, és környezetvédelmi okok miatt is.

Fizika 8 • 2 • Címkék: ,

VIII.osztály – 4.12. Az elektromos áram munkája és teljesítménye


1.  Mikor  végez munkát az elektromos áram?

Zárt áramkörben az elektromos berendezésekben különféle energiaátalakulások játszódnak le. Az elektromos energia  az izzóban fény-  és hőenergiává, a villanymotorban mechanikai energiává, a hősugárzó fűtőszálában hőenergiává alakul át.

Miközben az elektromos energia más energiává alakul át, az elektromos áram munkát végez.

2.  Hogyan számítható ki  az elektromos  áram munkája?

Az elektromos áram által végzett munka  nagysága függ a feszültségtől  (U ) és az átáramlott töltésmennyiségtől (q ):

Ha a vezetőben  t  ideig  I  erősségű áram folyik, és a vezető végein a feszültség U, az áram munkája:

Az elektromos áram munkája egyenlő a feszültség, az áramerősség és az idő szorzatával.

Ohm törvényét alkalmazva a munka képletét felírhatjuk más formában is:

A [J] –  az elektromos  áram munkája

U [V] –  elektromos feszültség

I [A] –  elektromos áramerősség

R [Ω] –  elektromos ellenállás

t [s] –  idő

Az elektromos munka  mértékegysége a  joule (J).

1J = 1V • 1A • 1s = 1 VAs

3. Mit fejez ki a teljesítmény?

Említettük, hogy az elektromos berendezésekben az elektromos energia átalakul más energiává. Az energia  átalakulásának sebességét a teljesítmény fejezi ki.

Az elektromos áram  teljesítménye egyenlő az  egységnyi idő alatt elvégzett elektromos munkával.

4. Hogyan számítjuk ki az elektromos áram teljesítményét?

vagyis

Ohm törvényét alkalmazva a munka képletét felírhatjuk más formában is:

P [W] –  az elektromos  áram teljesítménye

A teljesítmény   mértékegysége a  watt (W).

1W = 1V • 1A = 1 VA

Gyakran alkalmazunk nagyobb mértékegységeket is. Ezek a :

kilowatt :           1 kW = 1 000 W = 103 W

megawatt :       1 MW = 1 000 000 W = 106W

5. Néhány elektromos berendezés szokásos teljesítménye:

Hajszárító                          1 200 W

Vasaló                               1 000 W

Hűtőszekrény                     300 W

Hagyományos izzólámpa      25 W – 200 W

Televízió                              100 W

Számítógép                          70 W



Fizika 8 • 2 • Címkék: ,

VIII.osztály – 4.11. Ellenállások soros és párhuzamos kapcsolása – gyakorló feladatok

Az ellenállások soros és párhuzamos kapcsolására vonatkozó feladatokat találtok  a  Celebrate  Demo Portal – on:

Az ellenállások párhuzamos kapcsolása – Kirchhoff  I. törvényének alkalmazása

Az ellenállások soros kapcsolása – Kirchoff II. törvényének alkalmazása

Fizika 8 • 2 • Címkék:

A mechanikai munka és a teljesítmény – gyakorló feladatok

Az alábbi Word fájl a mechanikai munkára és a teljesítményre  vonatkozó feladatokat tartalmazza.   Próbáljátok önállóan kidolgozni a feladatokat, és ellenőrizzétek a kapott eredményeket!


A mechanikai munka és a teljesítmény – gyakorló feladatok

Fizika 7 • 0

VI.osztály – 5.4. A tömeg és a súly – gyakorló feladatok


  A tömeg és a súly – gyakorló feladatok 2014.

Fizika 6 • 18

VI.osztály – 5.3. A tömeg és a súly mint különböző fogalmak

A mindennapi életben  sokszor  nem teszünk különbséget a  tömeg és a súly között,  azonos fogalmaknak tekintjük őket.

A fizikában a tömeg és a súly két teljesen  különböző  fogalom, vagyis két különböző mennyiség.

Foglaljuk össze mindazt, amit a tömegről és a súlyról tanultunk, és a jövőben használjuk mindig helyesen e két fogalmat!

1. A tömeg

  • a fizikai testek anyagmennyiségét jellemzi;  a tehetetlenség mértéke
  • jele : m
  • mértékegysége : kilogramm  (kg)
  • mérleggel mérik
  •  állandó mennyiség, amely nem függ a  test térbeli helyzetétől

2. A súly

  •  erő, amellyel a test -a Föld nehézségi erejének hatására- az  alátámasztási pontot nyomja, vagy a felfüggesztési pontot húzza
  • jele : Q
  • mértékegysége : newton  (N)
  • dinamométerrel mérik
  • változó mennyiség, a test térbeli helyzetétől függ  (vagyis attól, mekkora a   gravitációs térerősség ott ahol a test van)

A nyugalomban lévő test súlya  és a testre ható gravitációs (nehézségi) erő két olyan erő, melyeknek  nagysága és iránya megegyezik, de a támadáspontjuk különböző.

3. Milyen összefüggés van a tömeg és a súly között?

A  vízszintes felületen nyugvó vagy mozgó test súlya azonos a Föld nehézségi erejével, és így számítható ki:

Q [N] – súly

m [kg] – tömeg

G [N/kg] – gravitációs térerősség

A gravitációs térerősség a Földön  változó mennyiség, többek között  földrajzi szélességtől és a tengerszint feletti magasságtól függ. A mi földrajzi szélességünkön

  G = 9,81 N/kg.

Ezért az 1kg tömegű nyugvó test súlya  9,81 N, vagyis megközelítőleg 10 N.

A gravitációs térerősség a bolygókon, a Holdon és a Napon  különböző értékű. Ezért  egy test súlya is  eltérő lenne, ha  különböző helyeken mérnénk. pl. a Holdon a test súlya hatszor kisebb volna  mint a Földön.

4. Mikor nincs a testeknek súlya?

Ha egy testet leejtünk, azt mondjuk, hogy szabadon esik. A  szabadon eső testeknek nincs súlya, mert nincsenek sem alátámasztva, sem felfüggesztve. A szabadon eső testekről ezért azt mondjuk, hogy súlytalansági állapotban vannak.

5. Az alábbi filmen is láthatjátok, hogy a  tömeg és a súly két  különböző fogalom

Fizika 6 • 5 • Címkék: ,

VI.osztály – 5.2. A testek tömege

1. Hogyan értelmezzük a tömeg fogalmát?

A tömeg a fizikai   testek  egyik alapvető  tulajdonsága, amely a bennük lévő anyag mennyiségét jelöli. Tömege minden fizikai testnek van.

A  tömeg nem függ a test térbeli helyzetétől, bárhol van a test , tömege mindig ugyanaz marad.

2. Mi a tömeg jele és alapmértékegysége az SI rendszerben?

A tömeg jele: m

Alapmértékegysége: kilogramm  (kg) .

3. A kilogrammon kívül mely mértékegységekben fejezik ki még  a tömeget?

– kisebb mértékegységek:

gramm  1 kg = 1000 g

milligramm  1 g = 1000 mg

– nagyobb mértékegységek:

tonna  1 t = 1000 kg

4. Mely két alapvető jelenség kapcsolatos a tömeggel?

– A tömegvonzás (gravitáció) – a Föld erősebben vonzza a nagyobb tömegű testeket mint a kisebb tömegűeket.

– A tehetetlenség – a nagyobb tömegű testek nehezebben hozhatók mozgásba, és nehezebben állthatók meg mint a kisebb tömegűek. Ezért  mondjuk, hogy a nagyobb tömegű testek tehetetlenebbek.

A tömeg a test tehetetlenségének mértéke.

5. Milyen mérőeszközökkel mérik a tömeget?

A tömeg mérhető kétkarú mérleggel, digitális mérleggel,piaci mérleggel. Pontosabb mérésekhez laboratóriumi mérleget használnak.6. Nézzétek meg  az alábbi   összefoglalót:

  A test tömege

Fizika 6 • 3 • Címkék: ,

«< 21 22 23 24 25 >»