Fizika 6 by Zavod za udžbenike

FIZIKA 6

ZBIRKA ZADATAKA SA LABORATORIJSKIM VE@BAMA

БРАНИСЛАВ ЦВЕТКОВИЋ • МИЛАН О. РАСПОПОВИЋ • ЈОВАН П. ШЕТРАЈЧИЋ

K. B. 16354

FIZIKA

ZBIRKA ZADATAKA

SA LABORATORIJSKIM VE@BAMA

Branislav Cvetkoviœ • Milan O. Raspopoviœ Jovan P. Šetrajæiœ

Fizika Zbirka zadataka sa laboratorijskim veþbama za 6. razred osnovne škole

ZAVOD ZA UXBENIKE • BEOGRAD

SADRËAJ Predgovor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Uputstvo za rešavawe zadataka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1. Uvod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2. Kretawe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3. Sila . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 4. Merewe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 5. Masa i gustina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 6. Pritisak. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Rešewa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1. Uvod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. Kretawe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3. Sila . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4. Merewe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5. Masa i gustina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6. Pritisak. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

48 48 50 56 59 62 66

Laboratorijske veþbe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1. Merewe trajawa kretawa kuglice hronometrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. Odreðivawe brzine ravnomernog pravolinijskog kretawa . . . . . . . . . . . . . 3. Baþdarewe elastiæne opruge i merewe sile dinamometrom . . . . . . . . . . . 4. Merewe dimenzija malih tela nonijusom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5. Merewe zapremine ævrstih tela menzurom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6. Odreðivawe gustine ævrstih tela . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7. Odreðivawe gustine teænosti merewem wene mase i zapremine . . . . . . . . 8. Odreðivawe zavisnosti hidrostatiækog pritiska od dubine vode. . . . . . .

71 72 74 76 79 82 84 86 88

Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 Tablice nekih fiziækih veliæina i wihovih jedinica. . . . . . . . . . . . . . . . . 93

UVOD

1.1. Saþetak Priroda je sve što nas okruþuje, ukquæujuœi i nas same. Materija je graða prirode, a supstancija je ono od æega su saæiwena sva tela. Na primer, voda je supstancija, a æaša vode ili kap vode su tela. Vazduh je supstancija, a vazduh u fudbalskoj lopti telo, zlato je supstancija, a prsten od zlata telo itd. Uzajamno delovawe tela moþe da se ostvari neposrednim dodirom, na primer pri pomerawu stola, kontaktu ruke ili noge sa loptom, udaru æekiœa o kamen itd. Meðudejstvo tela moþe da postoji i kada se ona ne dodiruju. Magnet privlaæi gvozdene predmete. Usled Zemqinog privlaænog delovawa tela padaju na wenu površinu. Poznato je, takoðe, da Zemqino privlaæno delovawe uslovqava kretawe Meseca i veštaækih satelita itd. Fizika je osnovna nauka o prirodi. Ona izuæava najopštija svojstva materije, strukturu materije i wene osnovne oblike kretawa (mehaniæko, toplotno, elektromagnetno itd.). Zadatak fizike je da upozna fiziæke pojave, otkrije wihove zakone i omoguœi wihovu primenu. Prouæavawe pojava u posebno pripremqenim i kontrolisanim uslovima naziva se ogled ili eksperiment. Pri izvoðewu eksperimenta koriste se razni ureðaji, sprave i instrumenti kao što su, na primer, mikroskop, teleskop i dr. Za wih se moþe reœi da su „produþena ruka“ æovekovih æula. Oni proširuju našu moœ posmatrawa i zapaþawa. Rezultati posmatrawa i eksperimenta sami po sebi nisu dovoqni za formirawe nauænog saznawa. Dobijene æiwenice treba analizirati i meðusobno povezati u logiænu celinu. Na osnovu toga vaqa napraviti odgovarajuœa uopštavawa i izvesti teorijske zakquæke. Tim putem se otkrivaju fiziæki zakoni. Primenom teorije objašwavaju se fiziæke pojave i predviðaju moguœnosti wihove primene u praktiæne svrhe. Dakle, fizika je osnovna (eksperimentalna i teorijska) nauka o prirodnim pojavama.

KRETAŒE

2.2. Test znawa Pitawe 1. Sledeœi primeri predstavqaju razliæite oblike kretawa koji postoje u prirodi. Izdvojte meðu wima one koji spadaju u mehaniæko kretawe. a) topqewe olova; b) kretawe Zemqe oko Sunca; v) sagorevawe ugqa; g) let muve; d) nastajawe muwe. Pitawe 2. Meðu sledeœim primerima mehaniækog kretawa izdvojte one u kojima se pojavquju tela koja je moguœe posmatrati kao materijalnu taæku: a) let aviona na relaciji Beograd–London; b) kretawe paka po hokejaškom igralištu; v) kretawe šarana u lavoru; g) let papagaja u kavezu; d) kretawe Meseca oko Sunca. Pitawe 3. Da li samo vrednost u potpunosti odreðuje brzinu tela? ___________________________________________________________________________ Pitawe 4. Formula kojom se odreðuje vreme trajawa ravnomernog kretawa u zavisnosti od brzine i preðenog puta je: a) t = s ; v

b) t = v; s

v) t = s × v.

Pitawe 5. Kazaqka na brzinomeru automobila u toku voþwe pokazuje isti broj, recimo 80. Automobil se tada kreœe: a) ravnomerno; b) neravnomerno.

KRETAŒE

2.3. Primeri 1. Krv u æoveæijoj aorti moþe da dostigne brzinu od 35 cm. Izrazite s brzinu krvi u m i km. s h Rešewe: Podaci: v = 35 cm s Da bismo izrazili brzinu krvi u m, s iskoristiœemo poznati odnos izmeðu centimetra i metra: 1 cm = 0,01 m, v = 35 × 0,01 m ; v = 0,35 m . s s Da bismo izrazili brzinu krvi u km, iskoristiœemo odnos izmeðu sekunde i æasa: h 1 1s = h, kao i odnos metra i kilometra: 1 m = 0,001 km 3 600 v = 0,35 × 0,001 km ; v =1,26 km . 1 h h 3 600 2. U proseku treptaj oka traje 0,1 s. Borbeni avion MIG-25 preleti 100 m dok pilot trepne okom. Odredite brzinu aviona i rezultat izrazite u km. h Rešewe: Podaci: t = 0,1 s; s = 100 m; v = ? Na osnovu izraza za brzinu ravnomerno pravolinijskog kretawa nalazi se brzina aviona: v = s. Zamenom brojnih vrednosti i mernih jedinica poznatih veliæina t zakquæujemo: v = 100 m; v =1 000 m . 0,1 s s Ostalo je još da izrazimo rezultat u km: h v=

1 000 × 0,001 km ; v = 3 600 km . 1 h h 3 600

MEREŒE

4.3. Primeri 1. Ajfelova kula je visoka 301 m. Izrazite visinu Ajfelove kule u kilometrima i centimetrima. Rešewe Podaci: h = 301 m Da bismo visinu Ajfelove kule izrazili u kilometrima, iskoristiœemo poznati odnos izmeðu metra i kilometra: 1 m = 0,001 km. Visina Ajfelove kule izraþena u kilometrima je: h = 301 m; h = 301 × 0,001 km; h = 0,301 km. Da bismo visinu Ajfelove kule izrazili u centimetrima, iskoristiœemo poznati odnos izmeðu metra i centimetra: 1 m = 100 cm. Visina Ajfelove kule je: h = 301 m; h = 301 × 100 cm; h = 30 100 cm. 2. Ekran jednog televizora je oblika kvadrata stranice 70 cm. Izraæunajte površinu ekrana. Rezultat izrazite u cm2 i m2. Rešewe: Podaci: a = 70 cm; S = ? Da bismo odredili površinu ekrana, iskoristiœemo poznatu formulu za površinu kvadrata: S = a2; S = a × a. Zamenom brojne vrednosti i merne jedinice poznate veliæine u prethodni izraz zakquæujemo: 2 S = 70 cm × 70 cm; S = 4 900 cm . Ostalo je još da dobijeni rezultat izrazimo u kvadratnim metrima. Iskoristiœemo poznati odnos izmeðu kvadratnog centimetra i kvadratnog metra: 1 cm2 = 0,0001 m2. Površina ekrana izraþena u kvadratnim metrima je: S = 4 900 × 0,0001 m2; S = 0,49 m2. 3. Koliko se sardina moþe staviti u konzervu (u obliku kvadra) dimenzija 10 cm, 3 5 cm i 2 cm, ako zapremina jedne sardine iznosi 10 cm ? Rešewe Podaci: a = 10 cm; b = 5 cm; c = 2 cm; VS = 10 cm3; n = ? Ako je konzerva oblika kvadra, wena zapremina je: V = a · b · c. Broj sardina koje mogu da stanu u konzervu naœi œemo ako zapreminu konzerve podelimo sa zapreminom koju zauzme jedna sardina.

MEREŒE Sledi:

n = V = a × b × c. Vs Vs Zamenom brojnih vrednosti i mernih jedinica poznatih veliæina u dobijeni izraz nalazimo: 3 n = 10 cm × 2 cm3× 5 cm = 100 cm3 ; n = 10. 10 cm 10 cm To znaæi da œe 10 sardina potpuno popuniti unutrašwi prostor kvadra. 4. Srce naæini 60 otkucaja tokom 1 min. Koliko otkucaja naæini srce tokom jednog dana? Rešewe Podaci: n = 60, t = 1 min; N = ? Ovaj zadatak œemo lako rešiti ako odredimo koliko minuta ima jedan dan. 1 dan = 24 · 60 min = 1 440 min. Broj otkucaja koji srce naæini tokom jednog dana je: N = 60 · 1 440; N = 86 400. 5. Na takmiæewu ribolovaca pobedio je pecaroš koji je ulovio kapitalnog šarana. Æetiri ælana komisije Pera, Mika, Laza i Sava izmerili su duþinu šarana. Rezulati wihovih merewa prikazani su u tabeli. Ælan komisije Pera

Duþina šarana l 1 = 1,22 m

Mika

l 2 = 1,28 m

Laza

l 3 = 1,25 m

Sava

l 4 = 1,21 m

l sr =

Odredite sredwu vrednost merewa, apsolutnu i relativnu grešku. Rešewe l 1 = 1,22 m; l 2 = 1,28 m ; l 3 = 1,25 m ; l 4 = 1,21 m

l sr = ? ; Äl = ? ; äl = ?

l1 + l 2 + l 3 + l 4 , l sr = 1,24 m. 4

Apsolutne greške koje su prilikom merewa naæinili ælanovi komisije su: Najveœu apsolutnu grešku naæinio je Ælan Apsolutna greška Mika: Dl = l 2 , Dl = 0,04 m. komisije Konaæni rezultat merewa pišemo u Dl 1 = l sr - l 1 = 0,02 m obliku: Pera Mika Laza Sava

Dl 2 = l 2 - l sr = 0,04 m Dl 3 = l 3 - l sr = 0,01 m Dl 4 = l sr - l 4 = 0,03 m

l = (l sr ± Dl), l = (1,24 ± 0,04)m

Relativna greška je:

äl =

Dl , dl » 0,032. l sr

LABORATORIJSKE VEËBE Veþba 7. ODREÐIVAWE GUSTINE TEÆNOSTI MEREWEM WENE MASE I ZAPREMINE Pribor Terazije sa tegovima, menzura, sud sa teænošœu, æija se gustina odreðuje.

Uputstvo 1. Izmerite masu praznog suda (ms). 2. U menzuru naspite teænost æija se gustina oderðuje i izmerite wenu zapreminu (VV). 3. Prespite teænost iz menzure u sud i izmerite ukupnu masu suda i teænosti (mu). 4. Izraæunajte masu teænosti: mu – ms = mt 5. Primenom formule r =

m u – ms , odredite gustinu teænosti. VV

LABORATORIJSKE VEËBE Prikazivawe rezultata Dobijene podatke unesite u tabelu.

Masa suda m [kg]

Zapremina vode VV [cm3]

Ukupna masa Masa teænosti suda i teænosti mt [kg] mu [kg]

Gustina teænosti kg ρ = é 3ù ëê m ûú

*Napomena: Ako nemamo menzuru, zapremina suda, odnosno teænosti æija se gustina odreðuje, mo¬e se odrediti merewem mase vode u sudu. Znamo da je brojna vrednost mase jednaka zapremini vode u kubnim centimetrima.

Zakquæak

DODATAK Fiziæke veliæine i jedinice SI sistema korišœene u Zbirci

Fiziæka veliæina

Jedinica

Duþina

Površina

Zapremina

Vreme

Preðeni put

Brzina

m s

Masa

Gustina

kg m3

Sila