9789612920333 by Založba Rokus Klett, d.o.o.

FIZIKA

Razlage in vaje za več znanja v 9. razredu

kn j

Stane Arh

iZZV FIZIKA 9 2021 notranjost.indd 1

04/08/2021 12:33

ZBIRKA iZNAM ZA VEČ

FIZIKA 9

Razlage in vaje za več znanja v 9. razredu

Avtor: Stane Arh Urednik izvirne izdaje: Miloš Kovič Urednica (izdaja 2021): Petra Bizjak Rogina Strokovni pregled: mag. Damjan Grobljar, Tanja Arh, Simona Zupan Jezikovni pregled: Katja Paladin Ilustracije: Aleš Pučnik, Marta Bartolj (str. 25, 29, 35) Fotografije: str. 13: (biljard) Gwengoat/iStockphoto, str. 29: (smučar) Jon Faulknor/ iStockphoto, str. 31: (deček s fračo) iStockphoto, (hokejist) walik/iStockphoto, str. 36: NASA, str. 39: (klešče) Floortje/iStockphoto, str. 44: (model molekule) iStockphoto, (sol) Jodie Johnson/iStockphoto, str. 49: (Eifflov stolp) Shutterstock, str. 72: (vtičnica) Dmitry Nikolaev/ Shutterstock, str. 73: (baterija) cardiae/Shutterstock, str. 88: (sijalki) Morgan Lane Studios/ iStockphoto, str. 94: (magnetna sila) Matthew Cole/iStockphoto, str. 96: (polarni sij) Roman Krochuk/iStockphoto, str. 102: (magnet) Matthew Cole/iStockphoto

Vse knjige in dodatna gradiva Založbe Rokus Klett dobite tudi na naslovu www.knjigarna.com.

kn j

Brez pisnega dovoljenja založnika so prepovedani reproduciranje, distribuiranje, javna priobčitev, predelava ali druga uporaba avtorskega dela ali njegovih delov v kakršnem koli obsegu in postopku, tudi fotokopiranje, tiskanje ali shranitev v elektronski obliki. Tako ravnanje pomeni, razen v primerih od 46. do 57. člena Zakona o avtorski in sorodnih pravicah, kršitev avtorske pravice.

Založba Rokus Klett, d. o. o. Stegne 9 b 1000 Ljubljana Telefon: (01) 513 46 00 E-pošta: rokus@rokus-klett.si www.rokus-klett.si

iZZV FIZIKA 9 2021 notranjost.indd 2

CIP - Kataložni zapis o publikaciji Narodna in univerzitetna knjižnica, Ljubljana 53(075.2)(076) ARH, Stanko iZnam za več. Fizika 9 : razlage in vaje za več znanja v 9. razredu / Stane Arh ; [ilustracije Aleš Pučnik, Marta Bartolj ; fotografije Gwengoat/iStockphoto ... et al.]. - 1. izd. - Ljubljana : Rokus Klett, 2021. - (Zbirka iZnam za več) ISBN 978-961-292-033-3 COBISS.SI-ID 71930627

04/08/2021 12:33

Dragi učenci in učitelji!

Zbirko nalog sem sestavil z namenom, da bi skozi reševanje fizikalnih problemov občutili moč znanja pri odkrivanju skrivnosti naravnih pojavov. Naloge niso težke, če jih boste reševali z odločenostjo, da sami pridete do pravilnih rešitev. Nikar ne obupajte že pri prvem branju. Če naloge niste dobro razumeli, jo preberite še enkrat. Če se vam zdi pretežka, jo preskočite in jo rešite kasneje, ko boste oboroženi z novim znanjem. Velikokrat je koristno, da poiščete zahtevano znanje v učbeniku ali si pomagate s spletnimi stranmi. Namenoma sem se izogibal nalogam, ki zahtevajo predvsem matematično znanje, saj se fizika prepogosto obravnava preko poznavanja raznovrstnih formul in s tem izgubi svojo osnovno vsebino, logiko, uporabno vrednost. Fizika je vsak trenutek vsepovsod okoli nas. To sem želel prikazati v vsaki nalogi. Koristnost znanja fizike boste odkrili sami šele, ko boste začeli radovedno opazovati okolje, ki vas obdaja.

kn j

Stane Arh, avtor

Vsako poglavje se začne s teoretičnim povzetkom in z rešenim primerom. Naloge si sledijo po težavnosti, od lažjih proti težjim. Pogosto imajo več vprašanj, ker obravnavajo določeno temo z različnih vidikov. Naloge niso pisane, da bi preverjale vaše znanje, temveč da bi vam pomagale najti znanje, ki ste ga že usvojili in je del vas. Znanje mora biti uporabno, in ne naučeno. Veliko nalog boste lahko rešili že z logičnim razmislekom. Številne od njih ponujajo na izbiro več možnih odgovorov. Na koncu so rešitve nalog podrobno razložene, da boste lahko preverili svoje razmišljanje. Imejte se radi in nikar ne brskajte za rešitvami, dokler ne boste sami našli svoje. Za vas mora biti vaša rešitev najboljša, ker odraža vaše znanje, vaše razmišljanje in opazovanje. Moje rešitve naj bodo le pot k širitvi vašega znanja. To zbirko sem sestavil, ker imam rad fiziko in želim, da bi jo tudi vi vzljubili.

Tu so zapisane pomembne zakonitosti.

Tu najdeš nasvete, namige in pojasnila.

Preizkus znanja

Če si dosegel 15 točk, še premalo znaš. Ponovi snov in preglej rešene zglede. Če si dosegel od 16 do 30 točk, dobro znaš. Še vadi, da boš napredoval. Če si dosegel od 31 do 45 točk, že veliko znaš. Kljub temu učne vsebine še naprej ponavljaj in utrjuj. 3

iZZV FIZIKA 9 2021 notranjost.indd 3

04/08/2021 12:33

KAZALO I. POSPEŠENO GIBANJE .................................................................................................................................................. 6

Neenakomerno gibanje .............................................................................................................................................. 6 Enakomerno pospešeno gibanje ............................................................................................................................. 9 Sila in pospešek ............................................................................................................................................................ 13 Prosti pad ........................................................................................................................................................................ 15 Gravitacijska sila ........................................................................................................................................................... 18 Kroženje........................................................................................................................................................................... 19 Preizkus ........................................................................................................................................................................... 22

II. DELO IN ENERGIJA ..................................................................................................................................................... 24

Energijski viri in okolje ............................................................................................................................................... 24 Delo................................................................................................................................................................................... 26 Energija ........................................................................................................................................................................... 28 Kinetična energija ....................................................................................................................................................... 29 Potencialna energija ................................................................................................................................................... 32 Prožnostna energija .................................................................................................................................................... 34 Moč ................................................................................................................................................................................... 35 Orodja .............................................................................................................................................................................. 37 Škripec ....................................................................................................................................................................... 37 Vzvod .......................................................................................................................................................................... 39 Klanec ......................................................................................................................................................................... 41 Preizkus ........................................................................................................................................................................... 42

III. TEMPERATURA IN TOPLOTA ................................................................................................................................ 44

kn j

Zgradba snovi................................................................................................................................................................ 44 Temperatura................................................................................................................................................................... 46 Temperaturno raztezanje............................................................................................................................................47 Notranja energija ......................................................................................................................................................... 50 Toplota ............................................................................................................................................................................. 52 Spremembe agregatnega stanja ........................................................................................................................... 56 Energijski zakon ........................................................................................................................................................... 60 Zakon o ohranitvi energije ....................................................................................................................................... 62 Toplotni tok ................................................................................................................................................................... 63 Preizkus ........................................................................................................................................................................... 64

IV. ELEKTRIČNI NABOJ .................................................................................................................................................. 66 Električni naboj, električne sile, električno polje............................................................................................... 66

iZZV FIZIKA 9 2021 notranjost.indd 4

04/08/2021 12:33

V. NAPETOST, ELEKTRIČNI TOK ................................................................................................................................. 71

Električna napetost ......................................................................................................................................................71 Električni tok .................................................................................................................................................................. 74 Učinki električnega toka............................................................................................................................................ 78 VI. ELEKTRIČNI UPOR, VEZAVE ................................................................................................................................ 79 Ohmov zakon ............................................................................................................................................................... 79 Električna vezja ............................................................................................................................................................. 82

VII. ELEKTRIČNO DELO IN MOČ ..................................................................................................................................87

Električno delo in moč ................................................................................................................................................87 Preizkus ........................................................................................................................................................................... 92 VIII. MAGNETNA SILA .................................................................................................................................................... 94 Magnetna sila ................................................................................................................................................................ 94 Elektromagneti in njihova uporaba ...................................................................................................................... 98 Preizkus .........................................................................................................................................................................102

kn j

REŠITVE .............................................................................................................................................................................104

iZZV FIZIKA 9 2021 notranjost.indd 5

04/08/2021 12:33

Vaje

Preizkus

I. POSPEŠENO GIBANJE Oznaka za hitrost (enota):

v [m s]

Hitrost nam pove, kolikšno pot naredi telo v časovni enoti. Ločimo trenutno hitrost (ta se meri) in povprečno hitrost (ta se računa). Povprečno hitrost izračunamo po formuli: poti v = Δs hitrost = sprememba t čas

Hitrost je pri enakomernem gibanju stalna. Pri neenakomernem gibanju se hitrost s časom spreminja po velikosti (pospešeno gibanje) ali po smeri (krivo gibanje).

Neenakomerno gibanje

VAJA 1 Izberi izmed danih možnosti. a Pri enakomernem gibanju se velikost hitrosti telesa ____________ (spreminja/ne spreminja), zato je opravljena pot vsako sekundo ____________ (enako/različno) dolga. Telesu, ki se giblje neenakomerno, se velikost njegove hitrosti ____________ (spreminja/ ne spreminja), zato opravi vsako sekundo ____________ (enako/različno) dolgo pot.

kn j

b Če se velikost hitrosti opazovanega telesa zmanjšuje, je njegovo gibanje ____________ (pospešeno/enakomerno/nepospešeno). Pogosto ga imenujemo tudi _____________ (zaviralno/pojemajoče/krivo/napačno) gibanje. Kadar se telesu spreminja samo smer hitrosti, velikost njegove hitrosti pa je stalna, je gibanje ___________ (enakomerno/ pospešeno). V tem primeru govorimo o _____________ (krivem/premem/vijugastem/ enakomernem) gibanju.

VAJA 2 Kroglica se giblje premo. Pod sliko napiši vrsto gibanja (enakomerno, pospešeno, pojemajoče) in spremembo hitrosti (se ne spreminja, se veča, se manjša). Trenja ne upoštevaj. a b c

hitrost

gibanje

gibanje hitrost

6 Pospešeno gibanje

iZZV FIZIKA 9 2021 notranjost.indd 6

04/08/2021 12:33

Vaje

Preizkus

VAJA 3 S helikopterja so posneli vožnjo avtomobila formule 1. Vsako sekundo so naredili en posnetek. Združeni posnetki so prikazani na sliki. Dopolni. Avto je najhitreje vozil na odseku med črkama _____ in _____, najpočasneje pa na odseku med črkama _____ in _____. Enakomerno je vozil na odseku med črkama _____ in _____.

F H

VAJA 4 Obkroži črke pred primeri, v katerih je gibanje podčrtanega opazovanega telesa neenakomerno. a Dvigalo se je premaknilo proti 16. nadstropju. b Dvigalo je peljalo proti 16. nadstropju s hitrostjo 1 m s.

kn j

c Dežne kapljice so neovirano padale skozi odprtino v strehi. č Skokica se je v loku odbila od tal. d Visoko v zraku je letalo, ki je letelo s konstantno hitrostjo, puščalo za seboj ravno belo sled. e Franček je vse hitreje drvel s sanmi po klancu navzdol in vriskal od veselja. f Žoga se je kotalila navzgor v strm breg, dokler se ni ustavila. g Potopljena žoga je švignila iz vode nad gladino morja. h Luna kroži okoli Zemlje. i Sekundni kazalec je enakomerno krožil po številčnici.

iZZV FIZIKA 9 2021 notranjost.indd 7

04/08/2021 12:33

Vaje

Preizkus

VAJA 5 Obkroži črke pri diagramih, ki predstavljajo enakomerno gibanje. a b c v

VAJA 6 Izberi ustrezno možnost. Neenakomerno gibanje lahko zelo preprosto ugotavljamo z nitnim nihalom. V avtu na vrvico obesimo ključ ali drug primeren predmet, tako da prosto visi.

a Ko avto vozi enakomerno in premo, A bo ključ visel navpično. B se bo ključ odklonil v smeri vožnje. C se bo ključ odklonil v smer, nasprotno smeri vožnje.

b Ko bo avto zavrl, A bo ključ visel navpično. B se bo ključ odklonil v smeri vožnje. C se bo ključ odklonil v smer, nasprotno smeri vožnje.

kn j

c Ko bo avto pospeševal, A bo ključ visel navpično. B se bo ključ odklonil v smeri vožnje. C se bo ključ odklonil v smer, nasprotno smeri vožnje. č Ko bo avto zapeljal v desni ovinek, A se bo ključ odklonil v desno. B se bo ključ odklonil v levo. C bo ključ visel navpično.

8 Pospešeno gibanje

iZZV FIZIKA 9 2021 notranjost.indd 8

04/08/2021 12:33

Vaje

Preizkus

Enakomerno pospešeno gibanje Oznaka za pospešek (enota):

a [m s2 ]

pospešek =

sprememba hitrosti časovni interval

Pri neenakomernem gibanju se hitrost opazovanega telesa spreminja. Spremembo hitrosti v časovni enoti imenujemo pospešek. Negativnemu pospešku pogosto rečemo tudi pojemek, ker se telesu hitrost manjša. Ko se hitrost spreminja enakomerno s časom, govorimo o enakomerno pospešenem gibanju. Pospešek je stalen, se ne spreminja. Za enakomerno pospešeno gibanje veljajo formule: v –v

a = Δv = tk – t z Δt k z

Če je začetna hitrost vz = 0 ms in je začetni čas tz = 0 s, se formula zelo poenostavi: a = t k k

POMOČ PRI RAČUNANJU: končna hitrost = začetn

a hitrost + pospešek . čas pospeševanja v = v +a.t končna hitrost = pospeše k . čas pospeševanja k z vk = a . t če je v = 0 m povprečna hitrost = 1 (za s z četna hitrost + končna hit 2 rost) v– = vz + vk pot = povprečna hitrost 2 med pospeševanjem . čas pospeševanja s = v– . t pot = začetna hitrost . čas pospeševanja + 1 posp ešek . (čas pospeševanja 2 2 ) s = v . t + a · t2 pot = 21 · pospešek . (čas z pospeševanja)2 2 a · t2 s= 2 m V diagramu hitrosti v odvis če je v = 0 nosti od časa je pot enak s z a ploščini lika pod krivuljo .

ZGLED: P etra je ljubiteljica motorjev in hitrosti. S svojim motorjem je na avtocesti v desetih sekundah povečala hitrost z 10 ms na 40 ms . Izračunaj in odgovori. a) S kolikšnim pospeškom je pospeševala? b) Kolikšna je bila njena povprečna hitrost med pospeševanjem? c) Kolikšno pot je prevozila med pospeševanjem?

b) v– =

m m s – 10 s = 40 =3 m s2 10 s – 0 s

Δv

a) a = Δt =

vk – vz tk – tz

vz + vk 10 2 =

m s

+ 40 2

m s

= 25 ms

c) 1. možnost: s = v– . t = 25 ms . 10 s = 250 m

m . 2 m s2 = 100 m + 150 m = 250 m 2. možnost: s = vz . t + a 2· t = 10 s . 10 s + 3 s 100 2

kn j

Odg.: a) Petra je pospeševala s pospeškom 3 m s2 . b) Njena povprečna hitrost med pospeševanjem je bila 25 ms . c) Med pospeševanjem je prevozila 250 m.

VAJA 1 Obkroži črke pred pravilnima odgovoroma. Kamen, ki smo ga pustili prosto pasti z vrha mostu, je imel pospešek 10 m s2 . To pomeni: m a Kamnu se je pospešek vsako sekundo povečal za 10 s2 . b Kamnu se je hitrost vsako sekundo povečala za 10 m s. c Kamnu se je pot vsako sekundo povečala za 10 m. č Kamen je v prvi sekundi padel 10 m globoko. d Padajoči kamen je imel po prvi sekundi hitrost 10 m s. 9

iZZV FIZIKA 9 2021 notranjost.indd 9

04/08/2021 12:33

Vaje

Preizkus

VAJA 2 Graf prikazuje pospešeno vožnjo motorja in avta, ki sta speljala v križišče, ko se je na semaforju prižgala zelena luč. Izračunaj, če je treba, in odgovori.

hitrost [ m ] s

motor

avto

10 8

6 4 2

a Katero vozilo je imelo večji pospešek? _______________ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 čas [s] b Katero vozilo je prvo speljalo v križišče? _______________ c Katero vozilo je imelo večjo hitrost v četrti sekundi? _______________ č Katero vozilo je imelo večjo hitrost v šesti sekundi? _______________ d V katerem času sta imeli obe vozili enako hitrost? _______________ e Katero vozilo je bilo spredaj v trenutku, ko sta imeli vozili enako hitrost? _______________ hitrost [ m ] s 40

VAJA 3 Graf prikazuje vožnjo osebnega avtomobila, motorja in tovornjaka. Izračunaj, če je treba, in odgovori.

motor

avto

20 tovornjak 10

čas [s]

kn j

km a V nekem trenutku (t = 0) so po avtocesti z isto hitrostjo ________ m s = ________ h vzporedno pripeljali avto, motor in tovornjak. Iz grafa hitrosti v odvisnosti od časa ugotovimo, da je tovornjak vozil ______________ (pospešeno/enakomerno/pojemajoče), osebni avto je vozil ______________ (pospešeno/enakomerno/pojemajoče) in motorist _____________ (pospešeno/enakomerno/pojemajoče). m b Po 8 sekundah je bila hitrost tovornjaka ________ m s , osebnega avtomobila ________ s in motorista ________ m s. c Izračunaj in izpolni tabelo. Opazovani čas vožnje je 8 sekund.

čas vožnje [s]

tovornjak

sprememba hitrosti [ ms ]

pospešek [ m s2 ]

povprečna hitrost [ ms ]

prevožena pot [m]

avto

motorist

Prevoženo pot lahko izračunaš preko ploščine lika pod krivuljo. V diagram za vsako vozilo nariši povprečno hitrost v opazovanem času 8 sekund.

10 Pospešeno gibanje

iZZV FIZIKA 9 2021 notranjost.indd 10

04/08/2021 12:33