paliokatastasi blog

ΥΛΗ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΦΥΣΙΚΗ Α ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΠΟ 1 ΕΩΣ ΚΑΙ 6

ΑΝΑΛΥΤΙΚΑ:

ΦΥΛΛΑ ΕΡΑΣΙΑΣ 1 ΚΑΙ 2 (ΜΕΤΡΗΣΗ ΜΗΚΟΥΣ ΚΑΙ ΜΕΤΡΗΣΗ ΧΡΟΝΟΥ)

• ΤΙ ΟΝΟΜΑΖΟΥΜΕ ΦΥΣΙΚΑ ΜΕΓΕΘΗ:

Τα φυσικά μεγέθη ή φυσικές ποσότητες είναι οι δομικοί λίθοι της φυσικής ακριβώς όπως και σε ένα σπίτι τα τούβλα είναι οι δομικοί λίθοι του σπιτιού. Με τη βοήθεια των φυσικών μεγεθών καθορίζονται και περιγράφονται οι νόμοι της φυσικής. Παραδείγματα φυσικών μεγεθών είναι το μήκος, ο χρόνος, η ταχύτητα, η θερμοκρασία, η πυκνότητα κ.α. Ορισμένα φυσικά μεγέθη χρησιμοποιούνται και στην καθημερινή μας ζωή, όχι όμως συνήθως με το ακριβές επιστημονικό τους νόημα. Επειδή η Φυσική ως επιστήμη έχει ανάγκη τη μέγιστη δυνατή ακρίβεια, τα βασικά φυσικά μεγέθη πρέπει να μπορούν να οριστούν με σαφήνεια και ακρίβεια. Επίσης πρέπει να βρεθεί η ακριβής μέθοδος μέτρησής τους. Στο βιβλίο της φυσικής είδαμε παραδείγματα ποσοτήτων που δεν μπορούν να μετρηθούν όπως η λύπη, ο φόβος, η χαρά. Οι ποσότητες αυτές δεν είναι φυσικά μεγέθη.

Επομένως ΦΥΣΙΚΟ ΜΕΓΕΘΟΣ είναι οποιαδήποτε ποσότητα μπορεί να οριστεί με σαφήνεια και να υπάρχει τρόπος να τη μετρήσουμε με ακρίβεια.

• ΤΙ ΟΝΟΜΑΖΟΥΜΕ ΜΕΤΡΗΣΗ:  Μέτρηση είναι η ακριβής διαδικασία με την οποία μετράμε ένα φυσικό μέγεθος. Για να μετρήσουμε ένα φυσικό μέγεθος, το συγκρίνουμε με άλλο ομοειδές, το οποίο το ονομάζουμε μονάδα μέτρησης.

Επομένως ΜΕΤΡΗΣΗ είναι η σύγκριση ομοειδών μεγεθών και το αποτέλεσμα της μέτρησης είναι η αριθμητική τιμή του μεγέθους που μετρήσαμε. Η αριθμητική τιμή μας δείχνει πόσες φορές είναι μεγαλύτερο το μέγεθος από τη μονάδα μέτρησης. Π.Χ ένας χάρακας είναι η μονάδα μέτρησης και το μήκος του θρανίου μας το φυσικό μέγεθος που θέλουμε να μετρήσουμε. Η αριθμητική  τιμή θα μας δείξει πόσες φορές το μήκος του θρανίου μας είναι μεγαλύτερο από τη μονάδα μέτρησης δηλαδή το χάρακα.

• ΤΙ ΟΝΟΜΑΖΟΥΜΕ ΜΕΤΡΗΣΗ ΜΗΚΟΥΣ:  Μέτρηση μήκους ονομάζουμε τη σύγκριση με ένα ομοειδές μέγεθος πχ χάρακας που το ονομάζουμε μονάδα μέτρησης.

• ΠΩΣ ΠΕΤΥΧΑΙΝΟΥΜΕ ΑΚΡΙΒΕΙΑ ΚΑΤΑ ΤΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΤΟΥ ΜΗΚΟΥΣ:  Για  να επιτύχουμε μεγαλύτερη ακρίβεια κατά την μέτρηση του μήκους πχ με μια μετροταινία πρέπει να αποφύγουμε  να κάνουμε ορισμένα λάθη ή σφάλματα. Οι προσεκτικές κινήσεις που κάνουμε για να έχουμε ακριβή μέτρηση είναι:

1. Η αρχή της μετροταινίας (το 0) θα πρέπει να συμπίπτει με την αρχή της μετρούμενης απόστασης.
2. Η μετροταινία δεν πρέπει να διπλώνει ή να έχει αντικείμενα από κάτω.
3. Η μετροταινία πρέπει να ακολουθεί ευθεία παράλληλη με την γραμμή της μετρούμενης απόστασης.
4. Η ένδειξη της μετροταινίας που διαβάζουμε ως τιμή μέτρησης πρέπει να συμπίπτει με το τέλος της μετρούμενης απόστασης.

• ΓΙΑΤΙ ΜΕΤΑ ΤΗΝ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΠΑΡΑΤΗΡΟΎΜΕ ΟΤΙ ΟΙ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΠΟΥ ΠΑΙΡΝΟΥΜΕ ΔΙΑΦΕΡΟΥΝ;

Οι μετρήσεις που παίρνουμε διαφέρουν μεταξύ τους γιατί κατά τη διαδικασία της μέτρησης κάνουμε σφάλματα και δεν προσέχουμε να κάνουμε αυτά που περιγράψαμε.

• ΓΙΑΤΙ ΕΙΝΑΙ ΧΡΗΣΙΜΟ ΝΑ ΠΑΙΡΝΟΥΜΕ ΠΟΛΛΕΣ ΜΕΤΗΣΕΙΣ;

Παίρνουμε πολλές μετρήσεις για να μπορέσουμε να υπολογίσουμε την τιμή που είναι πιο κοντά στην πραγματική με την βοήθεια της μέσης τιμής. Η διεξαγωγή πολλών μετρήσεων και ο υπολογισμός της μέσης τιμής τους, εξομαλύνει (μειώνει τις διαφορές) τα πιθανά λάθη κατά τις μετρήσεις και υπολογίζουμε μια τιμή πιο κοντά στην πραγματική.

• ΠΩΣ ΥΠΟΛΟΓΙΖΟΥΜΕ ΤΗ ΜΕΣΗ ΤΙΜΗ;

Για να υπολογίσουμε τη μέση τιμή συμβουλευόμαστε τι κάναμε μέσα στη τάξη για τον υπολογισμό πχ των μετρήσεων του μήκους στο πείραμα που κάναμε.

• ΤΙ ΟΝΟΜΑΖΟΥΜΕ ΜΕΤΡΗΣΗ ΧΡΌΝΟΥ;

Μέτρηση χρόνου ονομάζουμε τη χρονική διάρκεια που μεσολαβεί μεταξύ δύο γεγονότων πχ στο πείραμα με το εκκρεμές που κάναμε στη τάξη μετρούσαμε τη χρονική διάρκεια από τη στιγμή που αφήναμε το εκκρεμές μέχρι να ξαναγυρίσει σε εκείνη τη θέση. Επομένως δεν μετράμε τον απόλυτο χρόνο αλλά το σχετικό χρόνο που έχει «περάσει» από την αρχή έως το τέλος της μέτρησης.

• ΜΕ ΠΟΙΑ ΟΡΓΑΝΑ ΜΠΟΡΟΥΜΕ ΝΑ ΜΕΤΡΗΣΟΥΜΕ ΤΟ ΧΡΟΝΟ;

Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ηλιακά ρολόγια, ψηφιακά ρολόγια, αναλογικά ρολόγια κ.α.

• ΠΩΣ ΠΕΤΥΧΑΙΝΟΥΜΕ ΑΚΡΙΒΕΙΑ ΣΤΗ ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΟΥ ΧΡΟΝΟΥ;

Τα συνήθη αναλογικά ρολόγια μετρούν το χρόνο με ακρίβεια δευτερολέπτου, ενώ τα ψηφιακά ρολόγια μετρούν το χρόνο με ακρίβεια εκατοστού του δευτερολέπτου.

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ:

Μεταξύ δύο επισκέψεών σου στον οφθαλμίατρο: ακρίβεια εβδομάδων ή μηνών (εκτός εκτάκτων προβλημάτων).

Σε αγώνα δρόμου 100 μέτρων: ακρίβεια εκατοστού του δευτερολέπτου.

Μιας διδακτικής “ώρας”: ακρίβεια μερικών λεπτών.

Δημιουργίας ενός γεωλογικού πετρώματος: ακρίβεια εκατομμυρίων ετών.

• ΤΙ ΕΙΔΟΥΣ ΛΑΘΗ ΜΠΟΡΟΥΝ ΝΑ ΓΙΝΟΥΝ ΚΑΤΑ ΤΗ ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΟΥ ΧΡΟΝΟΥ;

Τα λάθη κατά τη μέτρηση του χρόνου μπορεί να οφείλονται σε δυο παράγοντες. Τους αντικειμενικούς παράγοντες και τους υποκειμενικούς παράγοντες.

Οι αντικειμενικοί παράγοντες εξαρτώνται από τα όργανα μέτρησης που θα επιλέξουμε. Όσοι χρησιμοποιούν αναλογικά ρολόγια με ακρίβεια δευτερολέπτου διαπιστώνουν από τις πρώτες μετρήσεις την περιορισμένη ακρίβειά τους στη μέτρηση του χρόνου, σε σχέση με τα ψηφιακά ρολόγια που μετρούν ακρίβεια εκατοστού του δευτερολέπτου.

Οι υποκειμενικοί παράγοντες έχουν να κάνουν με το χρόνο αντίδρασης του μαθητή ή της μαθήτριας που μετράει το χρόνο. Άλλοι μαθητές αντιδρούν εγκαίρως και άλλοι όχι.

• ΓΙΑ ΠΟΙΟ ΛΟΓΟ ΠΑΙΡΝΟΥΜΕ ΠΟΛΛΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΟΤΑΝ ΜΕΤΡΑΜΕ ΤΟ ΧΡΟΝΟ;

Ακριβώς επειδή υπάρχουν τόσο αντικειμενικοί αλλά και υποκειμενικοί παράγοντες χρειάζεται να πάρουμε πολλές μετρήσεις. Ο υπολογισμός της μέσης τιμής των μετρήσεων εξομαλύνει αυτές τις διαφορές. Η μέση τιμή πολλών μετρήσεων με τη μεγαλύτερη δυνατή ακρίβεια πλησιάζει περισσότερο στη ζητούμενη «πραγματική» τιμή του χρόνου.

• ΠΩΣ ΜΕΤΡΟΥΣΑΝ ΠΑΛΙΑ ΤΟ ΧΡΟΝΟ ΚΑΙ ΠΩΣ ΤΟΝ ΜΕΤΡΑΜΕ ΣΗΜΕΡΑ;

Κατά το παρελθόν, για τη μέτρηση του χρόνου έχουν χρησιμοποιηθεί: Πέτρινες (συνήθως μεγαλιθικές και κυκλικές) κατασκευές με τις οποίες πιστεύεται ότι γινόταν πρόβλεψη των ισημεριών ή των ηλιοστασίων. Ηλιακά Ρολόγια που έδειχναν το χρόνο μέσω της σκιάς μιας στήλης. Κλεψύδρες νερού ή άμμου. Αναμμένα κεριά και καντήλια λαδιού, στα οποία μετρούσαν το μήκος του κεριού ή την ποσότητα του λαδιού, κά.

Σήμερα χρησιμοποιούνται κυρίως μηχανικά ρολόγια με γρανάζια, που κινούνται από ελατήρια ή βαρίδια και μερικές φορές έχουν εκκρεμές, αλλά και ηλεκτρονικά ρολόγια που λειτουργούν με κρυστάλλους χαλαζία και ηλεκτρονικά κυκλώματα.

Το ακριβέστερο όργανο μέτρησης του χρόνου στην εποχή μας είναι το “ατομικό ρολόι”. Η ακρίβεια του είναι 0,0000000000000000001 δευτερόλεπτα.

• ΠΟΙΕΣ ΕΙΝΑΙ ΟΙ ΜΟΝΑΔΕΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΤΟΥ ΜΗΚΟΥΣ ΚΑΙ ΤΟΥ ΧΡΟΝΟΥ;

Η μονάδα μέτρησης του μήκους είναι το 1 μέτρο (1m)

1m μέτρο = 100 cm εκατοστά = 1000 mm χιλιοστά

Η μονάδα μέτρησης του χρόνου είναι το 1 δευτερόλεπτο (1s)

1h ώρα  = 60 min λεπτά = 3600 s δευτερόλεπτα

(m) μέτρο  ,(cm) εκατοστό .(mm) χιλιοστό. (h) ώρα.(min) λεπτά,(s)

Δευτερόλεπτα

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 3 (ΜΑΖΑ ΚΑΙ ΒΑΡΟΣ)

• Τι ονομάζουμε μάζα;
• Ποιες είναι οι μονάδες μέτρησης της μάζας; (Η αναφορά γίνεται για το Κιλό Kg και το Γραμμάριο g. Η σχέση που συνδέει τα κιλά με τα γραμμάρια είναι: 1 κιλό περιέχει 1000 γραμμάρια).
• Πως μετατρέπω Κιλά σε Γραμμάρια και το αντίστροφο;

Πχ:     2 κιλά χ 1000 = 2000 γραμμάρια (πολλαπλασιάζω με το 1000)

Πχ:     50 γραμμάρια : 1000 = 0,05 κιλά (διαιρώ με το 1000)

• Πως γίνεται η μέτρηση της μάζας και με ποιο όργανο; Η απάντηση μέσα από τις σημειώσεις.
• Τι ονομάζουμε βάρος;
• Ποια είναι η μονάδα μέτρησης του βάρους; Η απάντηση εδώ είναι ότι το βάρος το μετράμε σε Newton (N).
• Πως γίνεται η μέτρηση του βάρους και με ποιο όργανο;
• Γιατί επιμηκύνεται ένα ελατήριο αν κρεμάσω μία μάζα σε αυτό;
• Περιέγραψε τι θα συμβεί αν ζυγίσεις με τον ζυγό μία μάζα στη σελήνη.
• Περιέγραψε τι θα συμβεί αν κρεμάσεις μια μάζα σε ένα δυναμόμετρο στη σελήνη.
• Ποιες είναι οι διαφορές της μάζας και του βάρους;
• Ποια σχέση συνδέει το βάρος με τη μάζα; Η απάντηση είναι ότι: ΒΑΡΟΣ = ΜΑΖΑ Χ 9,8 (10) για τις ασκήσεις. Ο αριθμός 9,8 η 10 για τις ασκήσεις δηλώνει την επιτάχυνση της βαρύτητας.
• Σύμφωνα με το πείραμα που κάναμε στο εργαστήριο (βαθμονόμηση δυναμόμετρου) και βγάλαμε κάποια συμπεράσματα ποιες ιδιότητες ισχύουν κατά τη διαδικασία μέτρησης του βάρους ενός σώματος με το δυναμόμετρο;

Η απάντηση είναι:  α)  Η επιμήκυνση ενός ελατηρίου είναι ανάλογη με τη δύναμη που ασκείται στο ελατήριο. Διότι αν κρεμάσουμε διπλάσια μάζα στο ελατήριο παρατηρούμε ότι αυτό θα επιμηκυνθεί δυο φορές περισσότερο από ότι προηγουμένως.  Και β)  Η μάζα και το βάρος είναι μεγέθη ανάλογα. Αυτό σημαίνει ότι ένα σώμα με διπλάσιο βάρος σε σχέση με ένα άλλο (στον ίδιο τόπο) θα έχει και  διπλάσια μάζα. Για αυτό και οι άνθρωποι στην καθημερινή ζωή μπερδεύουν τη μάζα με το βάρος. Οι επιστήμονες όμως όταν μιλάνε για τη μάζα ενός σώματος δεν εννοούνε το βάρος του.

ΑΣΚΗΣΕΙΣ

• Να μπορώ να κατασκευάζω το διάγραμμα μάζας με την επιμήκυνση του ελατηρίου όπως αυτό που κάναμε στη σελ 13.
• Να μπορώ να υπολογίζω τη μάζα από το βάρος. Στην τάξη μια μάζα την μετατρέψαμε πρώτα σε κιλά και μετά πολλαπλασιάσαμε με τον αριθμό 9,8 για να βρούμε το αντίστοιχο βάρος.
• Το πείραμα 3 στη σελ 13,14.

Παραδείγματα ερωτήσεων πολλαπλής επιλογής.

1. Κύκλωσε τη σωστή απάντηση

Αν κρεμάσω μία μάζα σε ένα ελατήριο στη σελήνη θα παρατηρήσω ότι:

Α)  το ελατήριο θα επιμηκυνθεί λιγότερο από ότι στη Γη επειδή η δύναμη της βαρύτητας στη σελήνη είναι μικρότερη από ότι στη Γη.

Β)  Το ελατήριο θα επιμηκυνθεί το ίδιο όπως και στη Γη γιατί το βάρος δεν αλλάζει.

Γ)   Το ελατήριο δεν θα επιμηκυνθεί καθόλου γιατί στη σελήνη δεν υπάρχει βαρύτητα.

2. Οι άνθρωποι στην καθημερινή ζωή μπερδεύουν τη μάζα με το βάρος επειδή:

Α)  Στον ίδιο τόπο ένα σώμα με διπλάσιο βάρος σε σχέση με ένα άλλο θα έχει και τη διπλάσια μάζα.

Β)  Οι επιστήμονες θεωρούν ότι η μάζα και το βάρος είναι το ίδιο πράγμα έτσι όταν μιλούν για τη μάζα ενός σώματος εννοούν και το βάρος του.

Γ)  Η μάζα και το βάρος δεν αλλάζουν και παντού είναι το ίδιο και επειδή είναι μεγέθη ανάλογα μπορούμε να τα θεωρούμε το ίδιο.

ΜΕΤΡΗΣΗ ΜΑΖΑΣ – ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ

Βοηθητικό φυλλάδιο για τις δραστηριότητες μέσα στη τάξη, για να συμπληρώνω τα κενά του βιβλίου αλλά και για να εμπλουτίζω την θεωρία που χρειάζεται να κατανοώ.

Α. Παρατηρώ, Πληροφορούμαι, Ενδιαφέρομαι:

Η μάζα είναι μια μέτρηση που δείχνει πόση ύλη περιέχεται σε ένα αντικείμενο.

Η μάζα σας είναι ίδια όπου  και να είστε στη Γη, στη σελήνη στο διάστημα.

Το βάρος είναι η μέτρηση που δείχνει με πόση δύναμη τραβά η Γη ένα σώμα.

Αλλά το βάρος σας εξαρτάται από το πόση δύναμη ενεργεί στο σημείο που βρίσκεστε εξ αιτίας της έλξης από τη Γη.

Αλλά αν μένουμε στη Γη, η βαρύτητα στον ίδιο τόπο είναι πάντα ίδια, και έχει μικροδιαφορές από τον Ισημερινό μέχρι τους πόλους. Η βαρύτητα, δηλαδή η δύναμη με την οποία η Γη έλκει τα αντικείμενα είναι λίγο μικρότερη σε έναν τόπο  στον Ισημερινό από έναν τόπο στους πόλους της Γης, Οι άνθρωποι μπερδεύουν τη μάζα με το βάρος γιατί όσο πιο βαρύ είναι ένα σώμα τόσο μεγαλύτερη είναι και η μάζα του γι αυτό πρακτικά για τους ανθρώπους δεν έχει σημασία αν μιλάνε για το βάρος ή τη μάζα ενός σώματος. Οι επιστήμονες όμως ήθελαν να είναι προσεκτικοί σχετικά με την διάκριση μεταξύ των δυο. Οι επιστήμονες αν μιλάνε για τη μάζα ενός σώματος δεν εννοούνε το βάρος του.

Β.  Συζητώ, Αναρωτιέμαι , Υποθέτω

Συζήτησε με τους συμμαθητές σου για τον τρόπο μέτρησης ή υπολογισμού της μάζας και του βάρους. Γράψε τις υποθέσεις σου.

ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Μάζα

Για να μετρήσουμε τη μάζα ενός σώματος αρκεί να τη συγκρίνουμε με σώματα γνωστής μάζας (σταθμά).

• Όργανο μέτρησης της μάζας είναι ο Ζυγός (ή Ζυγαριά). Υπάρχουν διαφόρων ειδών ζυγοί.
• Θεμελιώδης μονάδα μέτρησης της μάζας: Χιλιόγραμμο ή κιλό (Kg).
• Σύνηθες υποπολλαπλάσιο του χιλιόγραμμου: Γραμμάριο (gr), 1 kg = 1000 gr.
• Σύνηθες πολλαπλάσιο : τόνος (t), 1t = 1000 Kg.

Βάρος

Βάρος είναι η ελκτική δύναμη που ασκεί η Γη σε ένα σώμα. Οπότε το βάρος είναι δύναμη.

• Όργανο μέτρησης του βάρους : δυναμόμετρο
• Μονάδα μέτρησης : 1 Newton.

Καθημερινά αναφερόμαστε λανθασμένα σε αυτά τα 2 μεγέθη. Αναφέρουμε τα κιλά ως μονάδα μέτρησης του βάρους, πχ ανεβαίνουμε στη ζυγαριά και λέμε ότι το βάρος μας είναι 60 κιλά. Εννοούμε όμως τη μάζα του σώματός μας.

ΔΙΑΒΑΣΕ ΠΡΟΣΤΕΚΤΙΚΑ ΤΑ ΠΑΡΑΚΑΤΩ

Η μέτρηση της μάζας γίνεται με το ζυγό. (ΜΗΝ ΞΕΧΝΑΣ ΟΤΙ ΜΕΤΡΗΣΗ ΕΙΝΑΙ Η ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΟΜΟΕΙΔΩΝ ΜΕΓΕΘΩΝ). Για να μετρήσουμε την μάζα εκμεταλλευόμαστε την ισορροπία του ζυγού. Οι ζυγοί λοιπόν συγκρίνουν δύο μάζες (ομοειδή μεγέθη). Η μία μάζα είναι η άγνωστη και η άλλη μάζα είναι η γνωστή δηλαδή τα σταθμά. Όταν ισορροπήσει ο ζυγός, σημαίνει ότι έχουμε ίσες μάζες και με αυτή την σύγκριση ξέρουμε ότι η άγνωστη μάζα είναι όσο τα σταθμά από την άλλη μεριά.

Το βάρος το μετράμε με το δυναμόμετρο. Για να μετρήσουμε το βάρος χρησιμοποιούμε την ιδιότητα της επιμήκυνσης του δυναμόμετρου.  Η επιμήκυνση ενός ελατηρίου είναι ανάλογη με τη δύναμη που ασκείται από τη Γη  στο ελατήριο. Αυτό πρακτικά σημαίνει ότι όσο μεγαλύτερη έλξη ασκεί η Γη στο σώμα που κρέμεται από το ελατήριο τόσο πιο πολύ το ελατήριο θα τεντώνεται. Δηλαδή σε ένα ελατήριο κρεμάμε μία μάζα. Η μάζα έλκεται από τη Γη λόγω της βαρύτητας και έτσι το ελατήριο επιμηκύνεται. Αν κρεμάσουμε τη διπλάσια μάζα στο ελατήριο παρατηρούμε ότι αυτό θα επιμηκυνθεί δύο φορές περισσότερο από ότι προηγουμένως. Για αυτό βγάζουμε το συμπέρασμα ότι η επιμήκυνση ενός ελατηρίου είναι ανάλογη με τη δύναμη του βάρους που ασκείται στο ελατήριο από τη Γη.

Δηλαδή  διπλάσια μάζα σημαίνει διπλάσια επιμήκυνση για το ελατήριο και άρα και διπλάσια βαρύτητα.

Είναι πολύ απλό να καταλάβουμε ότι όσο πιο πολύ τεντώνεται ένα ελατήριο τόσο μεγαλύτερη μάζα κρέμεται και άρα τόσο περισσότερο το τραβά η Γη προς τα κάτω.

Δηλαδή το τέντωμα ενός ελατηρίου μας δίνει μια εικόνα για το μέγεθος της βαρύτητας που ασκεί η Γη σε μια μάζα που κρέμεται από αυτό. Επίσης μας δίνει μια εικόνα για το μέγεθος της μάζας που κρέμεται από κάτω.

Γι αυτό οι επιστήμονες σκέφτηκαν ότι το ελατήριο είναι το ιδανικό όργανο μέτρησης του βάρους. Το βάρος δηλαδή η δύναμη έλξης που ασκεί η Γη στα σώματα δεν το βλέπουμε αλλά το καταλαβαίνουμε από την επιμήκυνση που προκαλεί στο ελατήριο όταν κρεμάσουμε μια μάζα.

Ακριβώς πάνω σε αυτή τη λογική βασίζεται και η βαθμονόμηση ενός ελατηρίου. Δηλαδή οι επιστήμονες βαθμονομούν το τέντωμα ενός ελατηρίου ανάλογα με τη μάζα που κρέμεται και το βάρος που ασκεί η Γη σε αυτή τη μάζα. Το ίδιο μπορείτε να κάνετε και εσείς με οποιαδήποτε ελατήριο έχετε στο σπίτι. Κρεμάτε μάζες 50, 100, 150, 200 γραμμάρια και με ένα χάρακα μετράτε το τέντωμα του ελατηρίου. Έτσι θα ξέρετε ότι όταν βάλω μια μάζα 50 γραμμάρια το ελατήριο μου τεντώνεται πχ 0,3 εκατοστά. Αν βάλω την διπλάσια μάζα το ελατήριο μου θα τεντωθεί 0,6 εκατοστά. Μετά αρκεί να βρούμε μια σχέση που να συνδέει και το βάρος με μάζα και έτσι από το τέντωμα ενός ελατηρίου θα καταλαβαίνουμε πόση βαρύτητα ασκεί η Γη σε μία μάζα.

Την βαθμονόμηση τους ελατηρίου θα την κάνουμε μέσα στο εργαστήριο φυσικής. Πριν ασχοληθούμε με αυτό το πείραμα πρέπει να καταλάβουμε γιατί οι επιστήμονες διάλεξαν το ελατήριο ως όργανο μέτρησης του βάρους.

Η ΣΕΛΗΝΗ ΚΑΙ Η ΒΑΡΎΤΗΤΑ

Η Σελήνη έχει το 1/6 της βαρύτητας της Γης. Φανταστείτε ότι έχετε ένα ζυγό στη Σελήνη και θέλετε την ίδια μάζα που μετρήσατε στη Γη να τη μετρήσετε και στη σελήνη. Στη Σελήνη θα τοποθετήσετε την άγνωστη μάζα στο πιατάκι του ζυγού αλλά αυτό θα γείρει λιγότερο από ότι γέρνει στη Γη. Αυτό συμβαίνει γιατί η Σελήνη επειδή έχει μικρότερη βαρύτητα το έλκει με μικρότερη δύναμη από ότι η Γη. Μετά στο διπλανό πιατάκι θα βάλετε τα σταθμά μέχρι τα δύο πιατάκια να ισορροπήσουν. Αλλά και τα σταθμά έλκονται από τη σελήνη με μικρότερη δύναμη κατά το 1/6 από ότι έλκονται στη Γη. Στο τέλος όταν τα δύο πιατάκια ισορροπήσουν η μάζα που μετρήσαμε θα είναι όση και στη Γη. Δηλαδή μια μάζα 1 κιλού που θέλουμε να τη μετρήσουμε στη σελήνη θα ισορροπήσει πάλι με σταθμά 1 κιλού γιατί και τα δυο πιατάκια (το κάθε πιατάκι) θα έλκονται από τη σελήνη με την ίδια βαρυτική δύναμη που θα είναι ίση με το 1/6 της βαρύτητας της Γης. Έτσι η μάζα στη σελήνη του 1 κιλού θα ισορροπήσει πάλι με σταθμά 1 κιλού και στη σελήνη.

Δεν θα συμβεί το ίδιο όμως με το ελατήριο. Αν κρεμάσουμε τη μάζα του 1 κιλού στο ελατήριο αυτό θα επιμηκυνθεί λίγο λιγότερο από ότι επιμηκύνεται στη Γη. Αυτό συμβαίνει γιατί έλκεται με μικρότερη δύναμη στη σελήνη από ότι στη Γη. Έτσι το ελατήριο θα μας «κοροιδέψει» και θα νομίζουμε ότι η μάζα αυτή είναι μικρότερη από ότι στη Γη. Αν τη βάλουμε στο ζυγό με τα πιατάκια θα συμβεί η διαδικασία που περιγράψαμε παραπάνω και θα καταλάβουμε ότι όσο τη μετρήσαμε στη Γη θα τη μετρήσουμε και στη σελήνη. Αυτό συμβαίνει γιατί ο ζυγός μετράει τη μάζα βασιζόμενος στην ισορροπία με τα σταθμά.

Γ. Ενεργώ, Πειραματίζομαι

Με την βοήθεια του / της καθηγητή/τριάς σας, οργανώστε πειράματα για την επιβεβαίωση ή διάψευση των υποθέσεων που κάνατε στην αρχή.

Πείραμα 1

Στην ενότητα αυτή μαθαίνουμε να ζυγίζουμε με ένα αυτοσχέδιο ζυγό.

Έτσι το βιβλίο μας προτείνει να βάλουμε μια μπάλα πλαστελίνης στο αριστερό πιατάκι του ζυγού όπως φαίνεται στην εικόνα στο βιβλίο στη σελίδα 11. Στο δεξί πιατάκι θα ισορροπήσουμε την μπάλα πλαστελίνης με σταθμά. Γράψε στον παρακάτω πίνακα τις μάζες όλων των σταθμών και άθροισέ τες. Σελίδα 11.

Οι δραστηριότητες αυτή για να συμπληρωθεί ο πίνακας στη σελίδα 11 θα συμπληρωθούν μέσα στη τάξη.

Υπολόγισε με τη βοήθεια του / της καθηγητή /τριάς σου, από τις τιμές της μάζας τις τιμές του βάρους καθενός από τα σταθμά, καθώς και την τιμή του βάρους του αντικειμένου που ζύγισες.

Στη δραστηριότητα αυτή μας ζητάει να υπολογίσουμε το βάρος του κάθε ένα από τα σταθμά που χρησιμοποιήσαμε για να υπολογίσουμε τη μάζα της πλαστελίνης.

Ο τρόπος για να υπολογίσω το βάρος ενός σώματος αν γνωρίζω τη μάζα του είναι ο εξής:

Έστω μάζα 8 γραμμαρίων.

Μετατρέπω τα 8 γραμμάρια σε Κιλά διαιρώντας με το 1000. Δηλαδή

8 / 1000 = 0,008

Στη συνέχεια πολλαπλασιάζω τα 0,008 κιλά με τον αριθμό 9,8 και αυτό που θα βρω θα είναι το βάρος της μάζας σε Νιούτον. Δηλαδή

0,008 * 9,81 = 0,0784 Νt.

Τι είναι ο αριθμός 9,81 ή 10 κατά προσέγγιση. Τον αριθμό αυτόν τον ονομάζουμε ΕΠΙΤΑΧΥΝΣΗ ΤΗΣ ΒΑΡΥΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΕΧΕΙ ΤΟ ΣΥΜΒΟΛΟ g.  Αν ρίξουμε ένα αντικείμενο από ψηλά η δύναμη του βάρους θα το επιταχύνει. Δηλαδή είναι σα να πέφτει και να πατάει συνέχεια γκάζι μέχρι να φτάσει στο έδαφος. Οι επιστήμονες βρήκαν ότι η επιτάχυνση της βαρύτητας που αποκτά ένα σώμα όταν πέφτει προς τα κάτω είναι στον Ισημερινό 9,81 και στους πόλους λίγο μεγαλύτερη 9,89. Δηλαδή στους πόλους όταν ένα αντικείμενο πέφτει βιάζεται λίγο περισσότερο να φτάσει στο έδαφος σε σχέση με τον ισημερινό. Δηλαδή ένα σώμα στους πόλους πατάει λίγο περισσότερο το γκάζι.

Πείραμα 2

Το πείραμα 2 είναι η βαθμονόμηση ενός δυναμόμετρου. Ξεκινά από το τέλος της σελίδας 11 και συνεχίζει στη σελίδα 12 και 13.

Σελίδα 12 κάτω από το πινακάκι

Τι παρατηρείς σχετικά με τις μάζες των σταθμών και τις αντίστοιχες επιμηκύνσεις του ελατηρίου;

Απάντηση;  Παρατηρώ ότι όσο περισσότερα σταθμά τοποθετώ στο δυναμόμετρο τόσο μεγαλύτερη είναι η επιμήκυνση του ελατηρίου.

Παρατηρώ επίσης πως η μάζα των σταθμών είναι ανάλογη με την επιμήκυνση του ελατηρίου.

Διπλασιάζεται η μάζα και διπλασιάζεται και η επιμήκυνση.

Τριπλασιάζεται η μάζα και τριπλασιάζεται και η επιμήκυνση.

Υποδιπλασιάζεται η μάζα και υποδιπλαδιάζεται και η επιμήκυνση.

Στη συνέχεια ακολουθεί η κατασκευή του διαγράμματος στη σελίδα 13.

Πείραμα 3.

Στο πείραμα 3 θα κρεμάσουμε στο δυναμόμετρο που βαθμονομήσαμε μία άγνωστη μάζα. Θα σημειώσουμε την επιμήκυνση του δυναμόμετρου και με τη βοήθεια του διαγράμματος θα βρούμε τη μάζα της άγνωστης μάζας σε γραμμάρια.

Την δραστηριότητα αυτή θα την κάνουμε μέσα στη τάξη.

Δ. Συμπεραίνω, Καταγράφω

Γράψε τα συμπεράσματά σου από τις παρατηρήσεις των παραπάνω πειραμάτων.

• Τη μάζα ενός σώματος τη μετράμε με ζυγό συγκρίνοντάς τη με τη συνολική μάζα των σταθμών που ισορροπούν το ζυγό.
• Επίσης η μάζα μπορεί να μετρηθεί με το δυναμόμετρο, συγκρίνοντάς την επιμήκυνσή του κατά τη μέτρηση με την επιμήκυνση που προκαλούν σταθμά γνωστής μάζας, αφού οι επιμηκύνσεις του δυναμόμετρου είναι ανάλογες με τις μάζες που τις προκαλούν.
• Το βάρος των σωμάτων είναι δυνατόν να υπολογιστεί από τη μάζα του. Αν γνωρίζουμε τη μάζα ενός σώματος μπορούμε να υπολογίσουμε το βάρος του από τη σχέση

Βάρος (Nt) = Μάζα (Kg)  χ  9,8

Γιατί είναι χρήσιμη η σχεδίαση των διαγραμμάτων;

Επίσης από το πείραμα 3 συμπεραίνουμε ότι η σχεδίαση διαγραμμάτων είναι χρήσιμη, αφού από  τις μετρούμενες τιμές ενός από τα φυσικά μεγέθη που συσχετίζουν είναι δυνατό να υπολογιστούν οι αντίστοιχες τιμές του άλλου.

Με τα διαγράμματα μπορούμε να καταλάβουμε παραστατικά τη σχέση 2 μεγεθών. Επίσης ακόμα και αν δε γνωρίζουμε κάποιον τύπο που να συνδέει τα 2 μεγέθη μπορούμε να υπολογίζουμε την τιμή του ενός, απλώς αν γνωρίζουμε την αντίστοιχη τιμή του άλλου μεγέθους και το αντιστοιχίσουμε σε αυτήν.

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 4

Το πείραμα με τη βαθμονόμηση του θερμομέτρου.

Να δώσετε προσοχή πως διαβάσουμε σωστά την ένδειξη του θερμομέτρου εξαιτίας των σφαλμάτων παράλλαξης.

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ

• Πως διαβάζουμε σωστά την ένδειξη ενός θερμομέτρου.
• Τι είναι το σφάλμα παράλλαξης.
• Συμπεράσματα για το πώς πρέπει να γίνεται μια μέτρηση θερμοκρασίας (κενό 7 σελ 17)

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ  5

Η ΘΕΡΜΙΚΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ

• Διαφορά θερμοκρασίας θερμότητας σελ 19
• Περιγραφή του πειράματος θερμικής ισορροπίας
• Ποια κατάσταση ονομάζουμε κατάσταση θερμικής ισορροπίας

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 6

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ

• Τα φυσικά φαινόμενα τήξη, πήξη, εξάτμιση, βρασμός, υγροποίηση μέσα από τις εικόνες του βιβλίου σελ 23-24
• Περιγραφή του πειράματος που κάναμε στη τάξη με τη μετατροπή του πάγου σε υγρό και μετά σε αέριο μέσω θέρμανσης.
• Ερμηνεία (συμπεράσματα ) του διαγράμματος που κάναμε μέσα στη τάξη στη σελ 26

Ερωτήσεις όπως :

• Ποια ήταν η αρχική θερμοκρασία του πάγου;
• Πόσο χρόνο διήρκησε το φαινόμενο της τήξης;
• Τι παρατηρήσατε με τη θερμοκρασία κατά τη διάρκεια της τήξης;
• Σε ποια χρονική στιγμή άρχισε ο βρασμός του νερού;
• Πόσο θα διαρκέσει ο βρασμός;
• Τι παρατηρήσατε σε σχέση με τη θερμοκρασία κατά τη διάρκεια του βρασμού;

4 )  Γιατί είναι σημαντικός ο κύκλος του νερού;

Α.  ΠΑΡΑΤΗΡΩ ΠΛΗΡΟΦΟΡΟΥΜΑΙ – ΕΝΔΙΑΦΕΡΟΜΑΙ.  ΣΕΛ. 23

Παρατηρούμε τα φυσικά φαινόμενα που περιγράφουν οι εικόνες.

Το νερό βράζει στο καζάνι και μετατρέπεται σε υδρατμούς. Το νερό εξατμίζεται από την επιφάνεια της λίμνης και του ποταμού και μετατρέπεται σε υδρατμούς. Όταν οι υδρατμοί ψύχονται και συμπυκνώνονται πέφτουν στη γη με τη μορφή βροχής, χαλαζιού ή χιονιού. Η βροχή και η τήξη χιονιού και πάγου επιστρέφει το νερό στα ποτάμια και στις λίμνες. Παρατηρούνται τα φαινόμενα του βρασμού, της εξάτμισης, της συμπύκνωσης και υγροποίησης, της πήξης και της τήξης.

Β.  ΣΥΖΗΤΩ ΑΝΑΡΩΤΙΕΜΑΙ ΥΠΟΘΕΤΩ / ΔΙΑΤΥΠΩΝΩ ΥΠΟΘΕΣΕΙΣ  ΣΕΛ. 23-24

Εξηγήσαμε όλες τις εικόνες γράφοντας από δίπλα τα σχόλια μας.

ΕΙΚΟΝΑ 1:  Το νερό εξατμίζεται και μάλιστα τόσο ταχύτερα όσο η θερμοκρασία του περιβάλλοντος είναι μεγαλύτερη, το φαινόμενο ονομάζεται εξάτμιση.

ΕΙΚΟΝΑ 2: Το νερό βράζει και μετατρέπεται σε υδρατμούς που ανεβαίνουν προς την ατμόσφαιρα, το φαινόμενο ονομάζεται βρασμός ή εξαέρωση.

ΕΙΚΟΝΑ 3: Οι υδρατμοί συμπυκνώνονται και μετατρέπονται σε σταγονίδια, το φαινόμενο ονομάζεται συμπύκνωση και υγροποίηση.

ΕΙΚΟΝΑ 4: Το νερό ψύχεται και μετατρέπεται σε πάγο, το φαινόμενο ονομάζεται πήξη.

ΕΙΚΟΝΑ 5: Τα παγάκια λιώνουν και μετατρέπονται σε νερό, το φαινόμενο ονομάζεται τήξη.

Ερώτηση «σε ποιες θερμοκρασίες συμβαίνουν αυτά τα φαινόμενα»;

Η θερμοκρασία στην οποία βράζει το νερό είναι 100 ^ΟC.

Οι θερμοκρασίες στις οποίες συμπυκνώνεται, υγροποιείται και παραμένει υγρό το νερό είναι μικρότερες από 100 ^ΟC και μεγαλύτερες από 0 ⁰C.

Η θερμοκρασία στην οποία μετατρέπεται το νερό σε πάγο και ο πάγος σε νερό είναι 0 ⁰C (ΤΗΞΗ – ΠΗΞΗ).

Οι θερμοκρασίες στις οποίες το νερό παραμένει πάγος είναι μικρότερες από 0 ⁰C.

Γ.  ΕΝΕΡΓΩ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΖΟΜΑΙ – ΠΕΙΡΑΜΑ  ΣΕΛ, 25-26

ΠΕΡΙΓΡΑΦΩ ΤΟ ΠΕΙΡΑΜΑ ΠΟΥ ΚΑΝΑΜΕ ΜΕΣΑ ΣΤΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ.

Υπενθυμίζω ότι φέραμε παγάκια τα τοποθετήσαμε μέσα σε ένα ποτήρι βρασμού πάνω από μια εστία θέρμανσης και δυο μαθητές συντονιστήκανε και παίρνανε μετρήσεις καθώς τα παγάκια θερμαίνονταν μέχρι να λιώσουν να γίνουν υγρό νερό και μέχρι να βράσει. Ο ένας διάβαζε τη θερμοκρασία (θερμόμετρο) και ο άλλος μετρούσε το χρόνο (χρονόμετρο) κάθε λεπτό.

Μετά κατασκευάσαμε το διάγραμμα Θερμοκρασίας- χρόνου. Τις παρατηρήσεις μας σε σχέση με το διάγραμμα τις γράψαμε στο βιβλίο.

Δ. ΣΥΜΠΕΡΑΙΝΩ ΚΑΤΑΓΡΑΦΩ / ΔΙΑΤΥΠΩΣΗ ΘΕΩΡΙΑΣ   ΣΕΛ. 26

Υπενθυμίζω ότι τα γράψαμε μέσα στη τάξη. Τα παραθέτω όμως και παρακάτω για όσους έλειπαν.

Όταν προσφέρεται ενέργεια–θερμότητα: Η θερμοκρασία του πάγου αυξάνεται. Ο πάγος αρχίζει να μετατρέπεται σε νερό στους 0 ⁰C. Η θερμοκρασία του πάγου και του νερού (συγχρόνως) παραμένει σταθερή στους 0 ⁰C έως ότου όλος ο πάγος να μετατραπεί σε νερό. Η θερμοκρασία του νερού αυξάνεται σταδιακά πάνω από τους 0 ⁰C και αρχίζει η εξάτμιση από την επιφάνειά του. Στη θερμοκρασία των 100 ⁰C αρχίζει ο βρασμός και η εξαέρωση του νερού από όλον το όγκο του με τη δημιουργία φυσαλίδων. Σε όλη τη διάρκεια του βρασμού και μέχρι όλο το νερό να μετατραπεί σε υδρατμούς η θερμοκρασία του νερού παραμένει σταθερή στους 100 ⁰C.

ΓΙΑΤΙ ΕΙΝΑΙ ΣΗΜΑΝΤΙΚΟΣ Ο ΚΥΚΛΟΣ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ;    ΣΕΛ, 27

Ο κύκλος του νερού είναι πολύ σημαντικός για τη ζωή. Συντηρεί και διευκολύνει τη ζωή των

φυτών, των ζώων και των ανθρώπων, αλλά και διατηρεί τη βιοποικιλότητα, αφού εμπλουτίζει την ατμόσφαιρα με υγρασία και μεταφέρει το νερό από τις λίμνες ή τις θάλασσες και στα ψηλότερα βουνά. Εμποδίζει την εξαφάνιση των ψαριών, αφού καλύπτει την επιφάνεια του νερού με πάγους που προφυλάσσουν το υπόλοιπο νερό από το να παγώσει.