Fizika. Vadovėlis VII klasei by knygos.lt

Arvydas Kanapickas Rigonda SkorulskienÄ&#x2014;

Fizika 7 VadovÄ&#x2014;lis

Turinys ·

Apie vadovėlį 4 1 skyrius. Įvadas 6 1. Sveiki atvykę į fizikos šalį 8 10 2. Kas yra fizika? 12 3. Mes – Saulės sistemos gyventojai 2 skyrius. Šviesos pasaulyje 14 1. Ar matomas šviesos spindulys? 16 18 2. Skaidrieji ir neskaidrieji kūnai 20 3. Šešėlis ir pusšešėlis 22 4. Mėnulio fazės. Planetų judėjimas 24 5. Šviesos atspindys 26 6. Veidrodžiai 28 7. Lęšis. Akis 31 8. Skyriaus apibendrinimas ir kartojimas 3 skyrius. Medžiagos ir šiluma 32 1. Iš ko sudaryti kūnai? 34 36 2. Atomų ir molekulių judėjimas 38 3. Medžiagos būsenos 40 4. Šiluminis plėtimasis ir temperatūra 43 5. Skyriaus apibendrinimas ir kartojimas 4 skyrius. Elektra 44 1. Įelektrinimas 46 48 2. Elektros srovė 50 3. Elektros energija 52 4. Elektrinės grandinės 54 5. Elektros energijos gamyba 57 6. Skyriaus apibendrinimas ir kartojimas 5 skyrius. Fizikiniai dydžiai ir jų matavimas 58 1. Matavimo vienetų sistemos 60 62 2. Fizikiniai dydžiai 64 3. Didelių ir mažų dydžių pasauliai 66 4. Kūnų matmenų radimas 68 5. Plotas ir tūris 6. Tiriamasis darbas. Kūno ploto ir tūrio skaičiavimas 7. Masė 72 74 8. Medžiagos tankis 9. Tiriamasis darbas. Medžiagos tankio nustatymas 78 10. Laikas 81 11. Skyriaus apibendrinimas ir kartojimas Mokymosi žingsniai 82 Kaip atliekamas tiriamasis darbas 82 Priedai 88 1. Be matematikos – kaip be rankų 84 86 2. Paklaidos 88 3. Kaip sprendžiami kokybiniai uždaviniai 90 4. Kaip sprendžiami kiekybiniai uždaviniai

· ·

Žodynėlis

· · · · · · ·· · ·· · · · · · · ·· · · · · · · · · · ·

· ·

70 76

··

4 skyrius ELEKTRA Ką sužinosite? Kada ir kaip įelektrinami kūnai. Kas yra elektros srovė ir ko reikia, kad ji tekėtų. Kuo elektros srovė yra pavojinga žmogui. Kaip tekant srovei elektros energija virsta šiluma. Kaip laidai, kuriais teka elektros srovė, veikia magnetinę rodyklę. Koks yra cheminis elektros srovės poveikis. Kaip gaminama elektros energija.

• • • • • • •

Ko išmoksite? Apsisaugoti nuo elektros traumų. Braižyti paprasčiausių elektrinių grandinių schemas. Tausoti elektros energiją.

• • •

Kaip tai galėsite išmokti? Atidžiai klausydami mokytojo. Atlikdami praktines užduotis. Atlikdami bandymus. Naudodamiesi internete pateikiama informacija.

• • • • 44

Kur tai galėsite pritaikyti? Per audrą saugodamiesi nuo žaibo. Naudodamiesi elektriniais prietaisais. Suteikdami pagalbą žmogui, patyrusiam elektros traumą. Jungdami paprasčiausias elektrines grandines. Taupydami elektros energiją, tausodami gamtą.

• • • • •

Įelektrinimas Netrukus

Sužinosite, kada ir kaip •įelektrinami kūnai.

4.1 pav.

Bandymas. Plastikiniu rašikliu palieskite mažas popieriaus skiauteles – niekas nevyksta. Tada patrinkite rašiklį į vilnonio drabužio rankovę ar plaukus ir vėl palieskite (4.1 pav.). Popieriaus skiautelė prilimpa prie rašiklio, kadangi trindami rašiklį įelektrinote. Įelektrinimo didumas nusakomas krūviu. Prisiminkite atomo sandarą (3 skyrius, 1 tema). Ar įmanoma išlaisvinti elektronus? Branduolys laiko elektronus nevienodai stipriai. Tvirčiausiai laikomi vidiniai elektronai, o išorinius elektronus nesunku atplėšti, patrynus vieną kūną į kitą. Šukuojantis plastikinėmis šukomis, plaukai ir šukos įsielektrina: šukos – neigiamai, o plaukai – teigiamai. Kodėl įsielektrina taip, o ne atvirkščiai? Tai priklauso nuo to, kurios medžiagos atomų branduoliai elektronus laiko tvirčiau. Tas kūnas, kurio elektronai laisvesni, juos praranda (4.2 pav.). Kūnas, kuriam trūksta elektronų, yra įelèktrintas tegiamai, o kūnas, turintis elektronų perteklių, – įelèktrintas negiamai. Ar plaukai, netekę elektronų, palengvėja? Elektronai yra labai maži ir lengvi, todėl, jiems perėjus iš vieno kūno į kitą, kūnų masės beveik nesikeičia. Tikriausiai pastebėjote, kad kartais plaukai limpa prie šukų. Taip yra todėl, kad nevienodai įelektrinti kūnai (turintys priešingo ženklo krūvius) vienas kitą traukia, o vienodai įelektrinti kūnai (turintys to paties ženklo krūvį) vienas kitą stumia. Netrinkite rašiklio ilgai! Jo nepavyks įelektrinti labai smarkiai. Kūnas, turintis didelį elektronų perteklių, nebepriima papildomų elektronų, nes elektronai vienas kitą stumia. Kūnams įsielektrinant, naujų elektronų neatsiranda, jie tik pereina iš vieno kūno į kitą. Pavyzdžiui, suglaudus du vienodo dydžio ir iš tos pačios medžiagos pagamintus, bet skirtingai įelektrintus kūnus, elektronai užima laisvas vietas ir likęs krūvis pasiskirsto po lygiai (4.3 pav.). Kūnai tampa įelektrinti vienodai.

Prieš sąlytį

Po sąlyčio

4.2 pav.

4.3 pav.

4.4 pav.

4 skyrius

ELEKTRA

Natūralaus įsielektrinimo pavyzdys – žaibas (4.4 pav.). Žaibų yra įvairių: linijinių (tarp debesų ir Žemės, tarp gretimų debesų arba pačiame debesyje) ir kamuolinių. Debesys sudaryti iš ledo kristalėlių ir vandens lašelių. Debesies viršuje esantys vandens lašeliai turi teigiamąjį krūvį, o esantys apačioje – neigiamąjį krūvį. Kai lašeliai įsielektrina labai stipriai, trauka tarp neigiamųjų ir teigiamųjų krūvių tampa tokia didelė, kad šoka kibirkštis. Taip dažniausiai susidaro žaibas. Žaibavimo išvengti neįmanoma, bet apsisaugoti galima. Tinklalapio http://mkp.emokykla.lt/gamta5–6/lt paieškos eilutėje įrašykite žodžius apsauga nuo žaibo ir sužinosite, kaip apsisaugoti. Kadangi krūviai kaupiasi kūnų smaigaliuose – tai į vaiko plaukus elektronų priteka itin daug. Jų sąveikos nesulaiko nė didelis atstumas tarp atskirų plaukų.

- -- --- -- - - - -- -- - -- - --- -- - 4.6 pav.

4.5 pav.

Tai įdomu Žaibuojant oras įkaista iki 30 000 °C ir labai sparčiai išsiplečia, tai sukelia garsų perkūnijos dundėjimą – griaustinį. Žemėje kasmet nugriaudėja apie 16 000 000 perkūnijų (apie 44 000 per parą). Apie 2000 perkūnijų kiekvieną sekundę sukelia 50–100 išlydžių į Žemės paviršių. Lietuvojè perkūnijos susiformuoja lėtai iš pietų judančių frontų kamuoliniuose lietaus debesyse. Per metus Lietuvojè būna 19–30 (kartais 40) dienų su perkūnijomis. Ãmalas – žaibas be griaustinio debesų viduje.

Metalinis rutulys – įrenginys, kuris kaupia elektronus. Vienodi krūviai stumia vienas kitą, todėl išsidėsto tolygiai rutulio paviršiuje.

Klausimai ir užduotys ❶ Kodėl šukuojantis plaukai limpa prie plastikinių šukų? ❷ Kaip pasikeičia gintaro ir vilnonio audinio masė juos patrynus vieną į kitą? ❸ Gintaro gabalėlis įelektrinamas neigiamai jį patrynus vilnoniu audiniu. Kokių dalelių neteko audinys? ❹ Kodėl balionai pakimba palubėje (4.5 pav.)? ❺ Kas atsitiks, jei pripūstus du balionus patrinsime į vilnonį audinį, pakabinsime ant siūlų ir suglausime? Išbandykite. ❻ Kodėl pasišiaušia vaiko plaukai (4.6 pav.)? ❼ Nupieškite, kaip persiskirstys krūviai, suglaudus rutuliukus (4.7 pav.).

b 4.7 pav.

Žodžių bankas

Tegiamai įelèktrintas knas Negiamai įelèktrintas knas

Elektros srovė Netrukus

Prisiminsite, kas yra •elektros srovė ir ko reikia, kad ji tekėtų. Sužinosite, kuo elektros srovė pavojinga žmogui ir kaip apsisaugoti nuo elektros traumų.

•

–

Baterija Elektronų judėjimo kryptis Elektronas Atomas

Prisiminkite, kas yra elektros srovė ir kokių sąlygų reikia, kad ji tekėtų. Elèktros srov – kryptingas elektringųjų dalelių (dažniausiai elektronų) judėjimas. Tik tada, kai sukuriama uždaroji grandinė nuo neigiamojo iki teigiamojo baterijos (srovės šaltinio) poliaus ir ja juda elektronai, atsiranda elektros srovė. Taigi kad tekėtų elektros srovė (4.8 pav.), reikia 1) laisvųjų ir krūvį turinčių dalelių (elektronų, jonų); 2) jėgos, verčiančios kryptingai judėti elektringąsias daleles; 3) iš laidininkų sudarytos uždarosios grandinės. Elektros grandinė yra kelias, kuriuo gali tekėti elektros srovė. Kai kurių atomų branduoliai silpnai traukia išorinius elektronus, todėl jie atitrūksta nuo atomų ir laisvai juda po visą medžiagą. Tai būdinga daugumai metalų. Ar tokių laisvų elektronų judėjimas yra elektros srovė (4.9 pav., a)? Tikrai ne. Laisvieji elektronai metaluose juda chaotiškai – panašiai kaip molekulės ore ar skystyje. Tik atsiradus elektros jėgai dalis elektronų pradeda judėti kryptingai (4.9 pav., b). Elektronų krūvis yra neigiamas, todėl jie juda teigiamojo poliaus link. Bet elektros srovės kryptimi susitarta laikyti kryptį nuo teigiamojo srovės šaltinio poliaus neigiamojo link. Taip susiklostė istoriškai, o dabar šis faktas kelia problemų mokiniams. Medžiagos, gerai praleidžiančios elektros srovę, vadinamos elèktros ladininkais. Juose yra daug laisvų judrių elektringųjų dalelių.

4.8 pav. Nėra elektros srovės

Teigiamasis polius

Teka elektros srovė

Neigiamasis polius

Vario atomas arba jonas Elektronas

4.9 pav.

Elèktros izoliãtoriai – medžiagos, kurios elektros srovės nepraleidžia. Visuose izoliatoriuose nėra judrių elektringųjų dalelių, nes elektronus tvirtai laiko atomų branduoliai. Įvairios medžiagos skirtingai praleidžia elektros srovę. Patys geriausi elektros laidininkai yra metalai. Jau žinote, kad juose daug laisvųjų elektronų. Iš metalų išsiskiria spalvotieji metalai, ypač varis ir aliuminis, todėl jungiamieji laidai dažniausiai gaminami iš jų. Tik distiliuotas (grynas) vanduo yra blogas elektros srovės laidininkas. Upės, šulinio, gręžinio vandenyje yra daug ištirpusių priemai48

4 skyrius

ELEKTRA

Tai įdomu

Dirbdami avėkite sausus guminius batus, mūvėkite pirštines, kad elektrinė grandinė būtų atvira ir elektronai negalėtų tekėti kūnu.

4.10 pav.

šų, tad vandens laidumas padidėja beveik 100 kartų. Apie 60 procentų žmogaus kūno masės sudaro vanduo. Jo yra raumenyse, kauluose ir kraujyje. Taigi žmogaus kūnas laidus elektros srovei. Elektra visada ieško trumpiausio kelio pasiekti žemę, todėl neatsargiai elgiantis galima patirti elektros traumų (4.10 pav.). Elektros srovės poveikis žmogui priklauso nuo jos stiprumo, veikimo trukmės, srovės kelio ir organizmo savybių. Nukentėjęs nuo elektros srovės žmogus gali netekti sąmonės, jam gali sustoti širdis ir kvėpavimas. Skubėdami į pagalbą, visada prisiminkite, kad negalima plikomis rankomis ar basomis liestis prie nelaimės ištikto žmogaus (4.11 pav.). Daug naudingos informacijos, kaip saugiai elgtis su elektriniais prietaisais, rasite internete: www.elektromagija.lt (skyrelis „Saugumas“, nuoroda Saugi elektra) ir http://mkp.emokykla.lt/imo/lt/mo/411/.

Jeigu jungiamieji laidai būtų gaminami ne iš vario, o iš geležies, tai laido skerspjūvis būtų 5–10 kartų didesnis. Auksas, sidabras – labai geri laidininkai, tačiau tai brangūs metalai, todėl jais dengiami tik laidų galiukai. Nikelio lydiniai, pavyzdžiui, nichromas, praleidžia elektros srovę beveik 100 kartų blogiau negu varis. Tai reiškia, kad nichromas smarkiai kaista. Dėl to iš nichromo vielos gaminami elektriniai šildytuvai. Daug įdomybių apie elektrą – www.elektromagija.lt.

4.11 pav.

Klausimai ir užduotys ❶ Prie srovės šaltinio neprijungtame variniame laide yra laisvai judančių elektronų. Kodėl laidu neteka elektros srovė? ❷ Kokia kryptimi uždarojoje grandinėje juda elektronai? Kodėl? ❸ Kaip pakeisti elektronų judėjimo kryptį grandinėje? ❹ Kodėl negalima pilti į elektrinį virdulį vandens, kai virdulys įjungtas į elektros tinklą? ❺ Panaršykite po internetą teorijoje nurodytais adresais ir parašykite 10 septintokui svarbiausių saugaus elgesio su elektriniais prietaisais taisyklių. Aptarkite jas su draugais.

Žodžių bankas

.. .

Elèktros srov Elèktros ladininkas Elèktros izoliãtorius

Elektros energija Kad kišeninis žibintuvėlis šviestų, žaislinis automobilis važiuotų, reikia elektros energijos. Paprasčiausias elèktros enèrgijos šaltnis yra galvaninis elementas arba iš kelių elementų sudaryta baterija. Elementas sudarytas iš dviejų skirtingai įelektrintų plokštelių (polių). Teigiamasis elemento polius (anglis) įelektrintas teigiamai, tačiau jį sudarantys anglies jonai negali ištrūkti iš kietojo kūno. O elektronai, esantys neigiamajame poliuje (cinkas), pradeda judėti, kai tik atsiranda kuo. Tam tinka paprasčiausia viela. Kai elemento poliai sujungiami, elektronai nepaliaujamu srautu lekia teigiamojo poliaus link. Pakeliui elektronai išjudina kitus atomus. Vieni kitų stumiami elektronai (vienodą krūvį turinčios dalelės viena kitą stumia) juda, kol susiduria su kliūtimi (atomais). Atsitrenkę elektronai praranda dalį energijos, nes perduoda ją atomams – šie ima smarkiau virpėti (4.12 pav.). Po susidūrimo elektronų judėjimas greitėja, jie vėl atsitrenkia į kitus atomus. Taip elektronai juda, kol pasiekia teigiamąjį polių. Medžiagoje judantys elektronai didina atomų šiluminį judėjimą, todėl kūnas kaista – tai šilumnis srovs póveikis.

Netrukus kaip tekant •sroveiSužinosite, elektros energija virsta šiluma. Išsiaiškinsite, kaip laidai, kuriais teka elektros srovė, veikia magnetinę rodyklę. Sužinosite, koks yra cheminis elektros srovės poveikis.

• •

–

Baterija Atomas arba jonas Elektronas

Elektronai atsitrenkia į atomus ir šie smarkiau virpa.

Ten, kur jungiamasis laidas susiaurėja, mažiau ir erdvės elektronams judėti, jie dažniau susiduria su atomais ir smarkiau įkaitina laidą.

4.12 pav.

4.13 pav.

Elektros energija, sukaupta galvaniniame elemente, virsta kitos rūšies energija – šilumine. Kad elektros energija virsta šilumine, galima pastebėti iš kaistančio lygintuvo, elektrinio virdulio ir kitų elektrinių prietaisų. Laidai smarkiai neįšyla, nes jų storis vis dėlto yra didelis ir elektronai turi daug erdvės judėti, elektronų susidūrimai su atomais retesni. Elektrinio prietaiso kaitinimo elementas gaminamas iš labai plono laido. Tekant srovei, pro kaitinimo elementą lekia tiek pat elektronų, kiek ir 50

4 skyrius

ELEKTRA

4.14 pav.

4.15 pav.

storuoju laidu, tačiau čia elektronams judėti yra mažai erdvės, jie dažniau susiduria su atomais ir juos smarkiau išjudina – ta vieta įkaista. Elektros lemputės siūlelis įkaista tiek, kad ima švytėti (4.13 pav.). Tačiau laidai ne tik šyla. Apie laidą, kuriuo teka elektros srovė, susikuria magnetinis laukas. Šis magnetinis laukas veikia magneto magnetinį lauką, todėl kompaso rodyklė nukrypsta (4.14 pav.). Tai magnètinis srovs póveikis. Juo pagrįstas elektros variklio, elektromagneto veikimas (4.15 pav.). Kai elektros srovė teka medžiagų tirpalais, ant panardintų plokštelių nusėda kuri nors medžiaga (4.16 pav.). Šis reiškinys parodo chèminį srovs póveikį. Jis taikomas medžiagoms gryninti, paviršiams kitomis medžiagomis padengti.

Vario plokštelės

Anodas

Katodas

Vario sulfato tirpalas

Sulfato jonas Vario jonas

4.16 pav.

Tai įdomu Kai kurie vandens gyvūnai, pavyzdžiui, rajos ar unguriai, yra tikri gyvi galvaniniai elementai. Jie sukelia elektros srovę gindamiesi arba puldami. Tačiau vandens gyvūnai retai naudojasi šiuo „ginklu“, nes tam reikia labai daug energijos. Žmonių mirčių dėl to nepasitaikė. Neretai pažeidžiant augalus juose atsiranda srovė. Lapų, stiebo atpjovos visada turi neigiamąjį krūvį, palyginti su kitais augalo audiniais.

Žodžių bankas

Klausimai ir užduotys ❶ Kodėl į grandinę įjungus galvaninį elementą juda elektronai, o ne teigiamieji jonai? ❷ Kaip elektros energija virsta šiluma? ❸ Kodėl kaista elektros lemputės siūlelis, o jungiamieji laidai – ne? ❹ Įsižiūrėkite į 4.14 paveikslą. Kodėl „sugedo“ kompasas? ❺ Kodėl sunku pagaminti labai didelės talpos elementų bateriją?

.. . .

Elèktros enèrgijos šaltnis Šilumnis srovs póveikis Magnètinis srovs póveikis Chèminis srovs póveikis

Elektrinės grandinės Netrukus

Išmoksite braižyti papras•čiausių elektrinių grandinių schemas.

Jau žinote, kad elektrinę grandinę sudaro tokie elementai: elèktros srovs šaltnis, elektros energijos imtùvai (lemputės, šildymo prietaisai, elektros varikliai ir pan.), vadymo pretaisai (jungikliai) ir jungiameji laida imtuvams su srovės šaltiniu sujungti. Išnagrinėkite paprasčiausią grandinę (4.17 pav.) – galvaninis elementas, lemputė ir jungiklis. Elektros srovė teka grandine tik tada, kai ji yra uždara. Jungikliu grandinę galima nutraukti arba sujungti. Kas sudaro elektrinę grandinę ir kaip ji jungiama, galima pavaizduoti brėžiniu. Jame grandinės elementai (srovės šaltinis, imtuvai, jungikliai, jungiamieji laidai) vaizduojami sutartiniais ženklais (4.1 lentelė). Pats brėžinys vadinamas elektrnės grandnės schemà, arba elektrinè schemà (4.18 pav.). 4.1 lentelė Grandinės elemento pavadinimas Galvaninis elementas

4.17 pav.

Elementų baterija

Lemputė

Jungiklis

Jungiamasis laidas

4.18 pav. Sujungti laidai

Susikertantys laidai

Gnybtai

Elektrinis skambutis

Jo atvaizdas

Sutartinis ženklas

4 skyrius

ELEKTRA

4.19 pav.

4.20 pav.

4.1 lentelėje pateikiami tik tie sutartiniai ženklai, kurių prireiks tiriamųjų darbų schemoms braižyti. Sudėtingas elektrines grandines sudaro labai daug elementų. Keletas patarimų, kaip braižyti elektrines schemas: braižykite pieštuku ir liniuote; nebraižykite grandinės elementų ant schemos kampų; jungiamuosius laidus stenkitės brėžti taip, kad schemoje būtų kuo mažiau vingių ir susikirtimų. Gyvenime retai jungiame sudėtingas elektrines grandines. Dažniausiai įjungiame arba išjungiame elektrinius prietaisus. Tačiau nepamirškite, kad įjungiant į elektros tinklą ar išjungiant iš jo elektrinio prietaiso jungiklis turi būti išjungtas – kitaip prietaisas greitai suges. Jei naudojate ilgintuvą, niekada nejunkite kartu daug elektrinių prietaisų (skalbyklės, indaplovės, lygintuvo, virdulio ir kt.). Paprastą elektros tinklo kabelį sudaro trys vienas nuo kito izoliuoti laidai. Jei laidai per ploni arba jais teka per didelė srovė, jie smarkiai įkaista ir izoliacinė medžiaga išsilydo. Tokių laidų susilietimo vietoje temperatūra padidėja tiek, kad arti esančios degiosios medžiagos užsiliepsnoja. Elektros srovė gali tekėti ir žmogaus kūnu, todėl nejunkite netvarkingų elektros prietaisų, patikrinkite, ar nepažeista laido izoliacija. Pagrindinė saugumo taisyklė – nesudarykite uždarosios grandinės: žmogaus kūnas, srovės šaltinis ir žemė.

• • •

4.21 pav.

Klausimai ir užduotys ❶ Nubraižykite 4.19 pav. elektrinės grandinės schemą. ❷ Nubraižykite 4.20 pav. elektrinės grandinės schemą. ❸ Įsižiūrėkite į 4.20 pav. Kiek lempučių dega, kai a) įjungtas tik 1 jungiklis? b) įjungtas tik 2 jungiklis? c) įjungtas tik 3 jungiklis? d) įjungtas 1 ir 2 jungikliai? ❹ Kuriuos jungiklius reikia įjungti, kad degtų dvi lemputės (4.20 pav.)? ❺ Nubraižykite 4.21 pav. elektrinės grandinės schemą. Kuo ji skiriasi nuo 4.19 pav. schemos?

Žodžių bankas

. .. .

Elektrnės grandnės schemà Elèktros enèrgijos imtùvai VaĨdymo pretaisas Jungiamàsis ladas

Elektros energijos gamyba Netrukus

Sužinosite, kaip gamina•ma elektros energija. Išsiaiškinsite, ir •kaip reikia tausotikodėl elektros energiją.

Sumaigyta citrina

Bandymas. Pasidarykite bateriją iš citrinų (4.22 pav.). Baterijose elektros energija gaminama vykstant cheminėms reakcijoms. Norint pagaminti daugiau elektros energijos naudojamas elektros generatorius. Gaminant elektros srovę generatoriumi reikia sukti vielos rėmelį tarp magneto polių (4.23 pav.). Elektros variklyje vielos rėmeliu teka srovė ir dėl to jis sukasi tarp magneto polių. Generatorius veikia priešingai negu elektros variklis. Elektrinėse generatoriaus veleną suka garo, vėjo ar vandens turbina. Vėjo generatoriuose mechaninė vėjo judėjimo energija verčiama elektros energija. Kai vėjas nurimsta, toks generatorius elektros energijos nebetiekia. Hidroelektrinėse turbiną suka tekantis vanduo – mechaninė vandens judėjimo energija verčiama elektros energija. Šiluminėse elektrinėse deginamas įvairių rūšių kuras: akmens anglys, dujos, naftos produktai (tai neatsinaujinantys energijos ištekliai). Išsiskyrusi šiluma naudojama vandeniui išgarinti ir garams kaitinti. Smarkiai įkaitintų garų srautas veržiasi dideliu greičiu ir suka turbinos mentes.

Cinkas Varis Varis Cinkas

Cinkas Varis

Magnetas

4.22 pav.

Vielos rėmelis

4.23 pav. Kintamosios srovės generatorius

Visame pasaulyje yra labai daug šiluminių elektrinių, tačiau jos smarkiai teršia aplinką: į orą išmeta daug dujinių teršalų, kurie sukelia rūgščiuosius lietus. Deginant kurą išsiskiria ir anglies dioksidas. Jis kaupiasi ore ir neleidžia Žemei atvėsti. Dėl to vis daugiau Saulės šilumos lieka po dujiniu planetos gaubtu – panašiai kaip šiltnamyje. Šis reiškinys vadinamas šitnamio efektù. Jo padarinys – klimato šiltėjimas, o tai gali pakenkti žmonėms ir gyvūnams. Siekiant sumažinti degiojo kuro naudojimą ieškoma kitų energijos išteklių. Vienas jų – branduolinis kuras. Atominėse elektrinėse branduolinė energija verčiama elektros energija. Yra ir daugiau energijos rūšių: saulės energija, jūros bangų energija, potvynių energija ir t. t. Šias energijas galima panaudoti elektros energijai gaminti. Bet kuris energijos išteklius turi trūkumų ir priva54

4 skyrius

ELEKTRA

lumų, todėl išrinkti tinkamiausią yra sunkus uždavinys. Saulės, vėjo ir vandens energija – atsinaũjinantys enèrgijos štekliai. Taupiai vartodamas elektros energiją, kiekvienas žmogus gali padėti išsaugoti gamtą (4.24 pav.).

Tai įdomu Įsidėmėkite buitinių energiją taupančių elektrinių prietaisų žymėjimą (4.25 pav.). Ženklas „gėlė“ rodo, kad gaminys yra įvertintas nepriklausomų ekspertų ir atitinka griežtesnius aplinkosaugos reikalavimus. 2006 metais Briuselyje Europos Sąjungos komisija pradėjo visuomenės informavimo kampaniją „Nuo tavęs priklauso, ar klimatas keisis“. Daug patarimų ir įdomių faktų visomis Europos Sąjungos kalbomis rasite: www.climatechange.eu.com.

Energija Gamintojas Modelis Didžiausias efektyvumas

4.24 pav.

A B C D E F G

Patarimai elektros energijos vartotojui

• • • • •

Išjunk šviesą išeidamas iš kambario. Išeidamas iš namų, nepalik įjungtų prietaisų, net jeigu jie yra laukimo būsenos. Naudok ekonomiškesnes lemputes ir buitinius prietaisus. Į virdulį pilk tiek vandens, kad kaitinimo elementas būtų apsemtas. Elektrinę viryklę išjunk nebaigęs gaminti maisto, nes ji dar kurį laiką bus įkaitusi.

Logo ABC 123

Mažiausias efektyvumas

4.25 pav.

Klausimai ir užduotys ❶ Kodėl degųjį kurą deginanti elektrinė vadinama šilumine? ❷ Kuriose elektrinėse naudojami atsinaujinantys energijos ištekliai, kuriose – ne? ❸ Kokie yra šiluminės elektrinės, hidroelektrinės ir vėjo jėgainės trūkumai? ❹ Sudarykite patarimų elektros energijos vartotojui sąrašą. Kaip dar galima taupyti elektros energiją? ❺ Parenkite elektros energijos taupymo namuose planą. Aptarkite jį su klasės draugais. Įgyvendinkite.

Žodžių bankas

Šitnamio efèktas Atsinaũjinantys enèrgijos štekliai

GALVANINIS ELEMENTAS, BATERIJA

TEIGIAMAI ĮELEKTRINTAS

CHEMINĖS REAKCIJOS

ELEKTRONAS

FIZIKINIS KŪNAS, MEDŽIAGA

ĮELEKTRINTŲ KŪNŲ SĄVEIKA

ATSINAUJINANTYS IŠTEKLIAI

ELEKTROS ENERGIJA

NETEKĘS ELEKTRONŲ

ĮGIJĘS PAPILDOMŲ ELEKTRONŲ

NEIGIAMAI ĮELEKTRINTAS

ELEKTROS IZOLIATORIAI

GENERATORIUS

ELEKTROS SROVĖS POVEIKIS

CHEMINIS

ELEKTRINĖ GRANDINĖ

ELEKTRINĖS

NEATSINAUJINANTYS IŠTEKLIAI

ELEKTROS SROVĖ

KRYPTINGAS ELEKTRINGŲJŲ DALELIŲ JUDĖJIMAS

ELEKTROS LAIDININKAI

ŠILUMINIS

MAGNETINIS

ELEKTROS ENERGIJOS IMTUVAI

VALDYMO PRIETAISAI JUNGIKLIAI

ŠILUMA

ELEKTROS VARIKLIS

JUNGIAMIEJI LAIDAI

4 skyrius

1 tema

4 tema

2 tema

5 tema

3 tema

4 skyrius

ELEKTRA

Skyriaus apibendrinimas ir kartojimas Ar pavyks atskleisti paslaptis? Atlikite keturis bandymus ir juos paaiškinkite. Aiškindami atsakykite į klausimus: Kokį fizikinį reiškinį bandymas įrodo? Kodėl bandymui naudojamos būtent tokios medžiagos? Kur galima, nubraižykite elektrinės grandinės schemą. Sugalvokite ar suraskite knygose, internete daugiau paslaptingų bandymų, susijusių su elektriniais reiškiniais. Parodykite ir paaiškinkite juos klasės draugams.

• •

4.26 pav.

4.27 pav.

1. Ant plastikinės dėžutės dugno pabarstykite ploną sluoksnį maltų pipirų. Dėžutę uždenkite plastikiniu dangteliu.

• • •

Dangtelį patrinkite vilnone skepetaite (4.26 pav.). Kas atsitinka? Dangtelį palieskite metaline sąvaržėle (4.27 pav.). Ką pastebite? Dangtelį palieskite plastikine sąvaržėle. Kas vyksta?

4.28 pav.

4.29 pav.

Ant popierinės servetėlės nupieškite gyvatę. Iškirpkite, kaip parodyta 4.28 pav. Patrinkite plastikinę liniuotę į vilnonį audinį ir priartinkite prie gyvatės (4.29 pav.). Kas atsitinka?

3. Pasidarykite šviečiantį vabalą (4.30 pav.). Vabalo kūnas – galvaninis elementas, apklijuotas popieriumi. Sparnai ir kojos padaryti iš popieriaus, nosis – žibintuvėlio lemputė, ūsai – laidai, kurių galuose pritvirtinti folijos rutuliukai (laidų galai atviri, be izoliacijos). Kiti laidų galai paslėpti po popieriumi. Vienas laidas, kurio galas be izoliacijos, apsuktas aplink lemputės sriegį. Pati lemputė plastilinu prilipdyta prie galvaninio elemento. Antras laidas, kurio galas taip pat be izoliacijos, lipniąja juosta priklijuotas prie lygiojo elemento galo. Prie vabalo ūsų priglauskite įvairių kūnų: pieštuką, šakutę ir kt. Kaip elgiasi vabalas?

4.30 pav.

Atsuktuvą apsukite plastiku izoliuota viela, kaip parodyta 4.31 pav. Jungiklį padarykite iš dviejų metalinių smeigtukų ir sąvaržėlės (4.32 pav.). Laidą, kurio galai be izoliacijos, prijunkite prie elementų baterijos. Šalia atsuktuvo paberkite metalinių sąvaržėlių, adatėlių. Įjunkite jungiklį. Kas atsitinka?

4.31 pav.

4.32 pav.

Mokymosi žingsniai Kaip atliekamas tiriamasis darbas

cm3 3 2 1

1 pav. cm3 3 2 1

2 pav.

Fizika – eksperimentinis mokslas, todėl per pamokas reikia atlikti ne vieną tiriamąjį darbą. Gyvenime mes dažnai ką nors išbandome, tačiau tų dalykų neaprašome. Atliekant tiriamąjį darbą aprašymas ir skaičiavimas būtini. Tiriamasis darbas – tai supaprastintas mokslinis darbas. Panašių reikalavimų laikosi ir didieji pasaulio mokslininkai. Atlikdami vadovėlio tiriamųjų darbų užduotis, galite remtis ne tik jau įgytomis žiniomis ir gebėjimais, bet ir čia pateikiamais patarimais.

1. Prieš atlikdami bandymą išsikelkite hipotezę, kurią norite patikrinti, arba suformuluokite problemą, kurią reikia išnagrinėti. Pavyzdys Hipotezė: kūno tūris yra lygus jo išstumto vandens tūriui. Problema: kaip rasti netaisyklingos formos kūno tūrį.

2. Iškelkite darbo tikslą (tiriamojo darbo tikslą rasite vadovėlyje arba nurodys mokytojas). Tikslas: dviem būdais apskaičiuoti netaisyklingos formos kūno tūrį pagal išstumto vandens tūrį (1 ir 2 pav.).

3. Suplanuokite, ką, kada ir kaip darysite.

• •

Apgalvokite, kaip atliksite bandymą ir kokių priemonių tam reikės (priemonės dažniausiai būna nurodytos vadovėlyje). Pasiruoškite darbo vietą ir priemones: ant stalo neturi būti nereikalingų daiktų; į šalį pastumkite vadovėlį, sąsiuvinį, skaičiuotuvą; tvarkingai išdėliokite bandymui reikalingas priemones; pasidėkite rašiklį, liniuotę, pieštuką – jų reikia per kiekvieną tiriamąjį darbą. Pastaba. Mokykloje dažniausiai tenka dalytis darbo priemonėmis su suolo draugu, todėl prieš darbo pradžią aptarkite, kaip elgsitės. Prisiminkite saugaus darbo ir elgesio taisykles.

•

4. Dirbkite nuosekliai – atlikite bandymą pagal vadovėlyje pateikiamą aprašymą. Atlikdami bandymą, nepamirškite tokių dalykų. Atidžiai perskaitykite bandymo eigos aprašymą. Nustatykite matavimo prietaiso ar priemonės skalės padalos vertę, matavimo paklaidą, užsirašykite jas (žr. 2 priedą).

• •

Mokymosi 1 s k y r i užingsniai s

Į VA DA S

•

Jei bandymą atliekate su draugu, pasiskirstykite darbais: kai vienas matuoja, kitas tuo metu pildo tiriamojo darbo lapą, skaičiuoja. Po vieno matavimo reikia pasikeisti. Užsirašykite tiesioginio ir netiesioginio matavimo rezultatus. Atlikdami bandymą, tiesioginio matavimo rezultatus pirmiausia užsirašykite juodraštyje. Matavimo rezultatai rašomi lentelėje (lentelės pavyzdys – 3 pav.). Jei lentelė nepateikiama, tai nusibraižykite ją patys (būtinai pieštuku ir liniuote). Užpildykite lentelę – atskirai stulpeliais surašykite matuojamus ir skaičiuojamus dydžius, nurodykite matavimo vienetus. Pastaba. Atkreipkite dėmesį, kad rezultatus lentelėje reikia rašyti be matavimo vienetų, nes jie yra nurodyti kiekvienos skilties antraštinėje eilutėje. Nepamirškite paklaidų prie tiesiogiai išmatuotų dydžių. Jas galite nurodyti antraštinėje eilutėje arba lentelėje rašykite atskiru stulpeliu.

• •

Išmatuoti dydžiai

Apskaičiuoti dydžiai

Pradinis vandens tūris V0 , cm3 arba ml, jei matuojama menzūra (±1 cm3)*

Bendras vandens ir kūno tūris V1 , cm3 (±1 cm3)

Išstumto vandens tūris V = V1 – V0 , cm3

Kūno tūris V, cm3

3 pav.

• Rezultatai bus tikslesni, jei matuosite keletą kartų ir apskaičiuosite vidurkį. • Padarykite išvadą, palyginkite su iškelta hipoteze. Jei matuojate

*paklaida, nurodyta ant matavimo cilindro ar menzūros.

skirtingais būdais, tai palyginkite pirmojo ir antrojo būdo rezultatus – jie turėtų būti vienodi. Remiantis lentelės duomenimis galima daryti išvadą, kad išstumto vandens tūris yra lygus kūno tūriui. Jei rezultatai skiriasi, būtinai nurodykite skirtumo priežastis (pavyzdžiui, matuojant antruoju būdu išsilaistė vanduo). Jei rezultatai labai smarkiai skiriasi, pakartokite bandymą. Atsakykite į klausimus, pateikiamus prie bandymo aprašymo.

• •

5. Apgalvokite ir įvertinkite savo darbo rezultatą, kaip jo siekėte.

• • •

Ar viskas gerai sekėsi atliekant bandymą? Su kokiais sunkumais susidūrėte? Ką kitą kartą darytumėte kitaip?