mĚŘenÍ fyzikÁlnÍch veliČin se systÉmem vernier3.5 kalorimetrická rovnice 128 3.6 vedení...
TRANSCRIPT
Fyzika na sceacuteně - exploratorium pro žaacuteky zaacutekladniacutech a středniacutech škol
reg č CZ1071104030042
MĚŘENIacute FYZIKAacuteLNIacuteCH VELIČIN
SE SYSTEacuteMEM VERNIER
1 čaacutest
pro zaacutekladniacute školy a viacuteceletaacute gymnaacutezia
Vaacuteclav Pazdera
Olomouc 2012
Zpracovaacuteno v raacutemci realizace projektu Evropskeacuteho sociaacutelniacuteho fondu
a Olomouckeacuteho kraje OP Vzdělaacutevaacuteniacute pro konkurenceschopnost
Zvyšovaacuteniacute kvality ve vzdělaacutevaacuteniacute
Registračniacute čiacuteslo CZ1071104030042
Tento projekt je spolufinancovaacuten Evropskyacutem sociaacutelniacutem fondem a staacutetniacutem
rozpočtem Českeacute republiky
Prvniacute vydaacuteniacute
copy Gymnaacutezium Olomouc Čajkovskeacuteho 9 2012
ISBN 978-80-7329- (Repronis)
- 3 -
Obsah
Uacutevod 7
1 PRIMA
11 Deacutelka 9
12 Hmotnost 11
13 Čas Reakčniacute doba 14
14 Rychlost 18
15 Draacuteha 21
16 Teplota 24
17 Siacutela 29
18 Elektrickyacute naacuteboj 32
19 Magnetickaacute indukce Magnetickeacute pole 36
110 Elektrickyacute proud a napětiacute 40
111 Zdroje elektrickeacuteho napětiacute 43
112 Uacutečinky elektrickeacuteho proudu 47
113 Magnetickeacute vlastnosti elektrickeacuteho proudu 54
114 Magnetickeacute pole ciacutevky 57
115 Zkrat 60
116 Elektrickyacute proud v kapalinaacutech 64
2 SEKUNDA
21 Rychlost pohybu 66
22 Draacuteha rovnoměrneacuteho pohybu 69
23 Měřeniacute siacutely 72
24 II Newtonův zaacutekon 75
25 Smykoveacute třeniacute 77
26 Povrchoveacute napětiacute 82
27 Hydrostatickyacute tlak 85
28 Archimeacutedův zaacutekon 88
- 4 -
29 Pascalův zaacutekon 91
210 Atmosfeacuterickyacute tlak 94
211 Zaacuteklady meteorologie 98
212 Přetlak a podtlak 101
213 Stiacuten a polostiacuten 104
214 Barvy světla 107
3 TERCIE
31 Praacutece 111
32 Energie polohovaacute a pohybovaacute 114
33 Uacutečinnost 121
34 Nakloněnaacute rovina 125
35 Kalorimetrickaacute rovnice 128
36 Vedeniacute tepla 131
37 Soutěž teploměrů 134
38 Var 137
39 Kmitavyacute pohyb 141
310 Zvuk 145
311 Rychlost zvuku ve vzduchu 149
312 Vniacutemaacuteniacute zvuku Hlasitost 153
313 Elektrickyacute naacuteboj Elektrickyacute proud 158
314 Ohmův zaacutekon 164
315 Odpor 167
316 Zaacutevislost odporu na teplotě 170
317 Reostat a potenciometr 174
318 Vnitřniacute odpor zdroje 178
319 Vyacutekon elektrickeacuteho proudu 181
320 Termohrnek 184
4 KVARTA
41 Magnetickeacute pole vodiče a ciacutevky 187
- 5 -
42 Siacutela působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli 190
43 Elektromagnetickaacute indukce 194
44 Střiacutedavyacute proud 197
45 Třiacutefaacutezoveacute napětiacute 200
46 Elektromagnetickeacute vlny 203
47 Termistor 206
48 Fotorezistor 210
49 Tranzistor jako spiacutenač a zesilovač 213
410 Integrovanyacute obvod 218
411 Radioaktivita a ochrana před zaacuteřeniacutem 223
412 Slunce ndash sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem 227
413 Slunce ndash slunečniacute člaacutenek I 230
414 Slunce ndash slunečniacute člaacutenek II 233
415 Slunce ndash slunečniacute člaacutenek III 236
- 7 -
Uacutevod
Fyzikaacutelniacute veličina je jakaacutekoliv objektivniacute vlastnost hmoty jejiacutež hodnotu lze
změřit nebo spočiacutetat Měřeniacute fyzikaacutelniacute veličiny je praktickyacute postup zjištěniacute
hodnoty fyzikaacutelniacute veličiny Metody měřeniacute lze rozdělit na absolutniacute a relativniacute
přiacutemeacute a nepřiacutemeacute
Tento sborniacutek pracovniacutech listů je věnovaacuten měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin měřiacuteciacutem
systeacutemem Vernier Samozřejmě lze stejneacute uacutelohy měřit i s pomociacute jinyacutech
měřiacuteciacutech systeacutemů
Sborniacutek je určen pro studenty a učitele
1 čaacutest (tento sborniacutek) pokryacutevaacute učivo nižšiacuteho gymnaacutezia a jim odpoviacutedajiacuteciacutem
ročniacutekům zaacutekladniacutech škol a 2 čaacutest pokryacutevaacute učivo fyziky pro vyššiacute stupeň
gymnaacutezia nebo středniacute školy
Uvedenyacute soubor pracovniacutech listů vznikl na zaacutekladě zkušenostiacute ktereacute jsem
ziacuteskal při častyacutech měřeniacutech pro žaacuteky zaacutekladniacutech a středniacutech škol a na mnoha
seminaacuteřiacutech pro učitele fyziky kde jsem byl jako uacutečastniacutek nebo jako lektor
U každeacuteho pracovniacuteho listu je uvedena stručnaacute fyzikaacutelniacute teorie seznam
potřebnyacutech pomůcek scheacutema zapojeniacute stručnyacute postup jednoducheacute nastaveniacute
měřiacuteciacuteho systeacutemu ukaacutezka naměřenyacutech hodnot a přiacutepadně dalšiacute naacuteměty
k měřeniacute
Byl bych raacuted kdyby sborniacutek (1 a 2 čaacutest) pomohl studentům a učitelům fyziky
při objevovaacuteniacute kraacutes vědy zvaneacute fyzika a vyacutehod ktereacute nabiacuteziacute měřeniacute fyzikaacutelniacutech
- 8 -
veličin pomociacute měřiacuteciacutech systeacutemů ve spojeniacute s PC
Jakeacute jsou vyacutehody měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier (nebo
jinyacutech)
K měřiciacutemu systeacutemu můžeme připojit až 60 různyacutech senzorů
Všechna měřeniacute různyacutech fyzikaacutelniacutech veličin se ovlaacutedajiacute stejně což přinaacutešiacute
meacuteně stresu viacutece času a radosti z měřeniacute
Při použitiacute dataprojektoru maacuteme obrovskyacute měřiciacute přiacutestroj
Měřeniacute můžeme provaacutedět ve třiacutedě i v tereacutenu
Měřeniacute lehce zvlaacutednou bdquomaliacuteldquo i bdquovelciacuteldquo
Můžeme měřit několik veličin současně a v zaacutevislosti na sobě
Naměřeneacute hodnoty lze přenaacutešet i do jinyacutech programů
Naměřeneacute hodnoty lze uložit pro dalšiacute měřeniacute nebo zpracovaacuteniacute
Lze měřit i obtiacutežně měřeneacute veličiny a lze měřit i dopočiacutetaacutevaneacute veličiny
Lze měřit velmi rychleacute děje a velmi pomaleacute děje
Pořiacutezeniacute měřiacuteciacuteho systeacutemu neniacute draheacute
Maacuteme k dispozici hodně naacutemětů k měřeniacute
Vyacutesledek měřeniacute naacutes někdy překvapiacute a hellip poučiacute
Ve většině měřeniacute je vyacutestupem bdquografldquo ndash velmi naacutezorně se buduje vniacutemaacuteniacute
fyzikaacutelniacutech vztahů mezi veličinami
hellip
Přeji mnoho zdaru při měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin a hodně radosti z naměřenyacutech
vyacutesledků
Olomouc 2012 Vaacuteclav Pazdera
- 9 -
Veličiny a jejich měřeniacute
11 DEacuteLKA
Fyzikaacutelniacute princip
Rozměry těles přiacutepadně vzdaacutelenosti mezi tělesy určujeme zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute
veličinou ktereacute řiacutekaacuteme deacutelka l Zaacutekladniacute jednotkou deacutelky je metr
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru vzdaacutelenost mezi tělesy
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo
Scheacutema
- 10 -
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od
senzoru ke stropu k tabuli k zemi k rucehellip
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat
se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se
člověka od senzoru (0 až 6 m)
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu ndash kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od
senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od
senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem
kornoutem nebo mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka
vlaacutečkuhellip
6 Ukončiacuteme měřeniacute
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je funkciacute
času
- 11 -
Veličiny a jejich měřeniacute
12 HMOTNOST
Fyzikaacutelniacute princip
Množstviacute laacutetek v tělese popisujeme hmotnostiacute m Jednotkou hmotnosti je
kilogram kg Hmotnost tělesa můžeme určit vaacuteženiacutem pomociacute vaacutehy
Ciacutel
Zkontrolovat hmotnost přesnyacutech zaacutevažiacute ze sady zaacutevažiacute Určit hmotnost m
různyacutech těles minciacute hmotnost bdquostejnyacutechldquo zaacutevažiacute CO2 vzduchu hořiacuteciacuteho
kahanu hořiacuteciacute sviacutečky laacutehve s vodouhellip
Pomůcky
Počiacutetač program LoggerPro digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 teploměr GoTemp
sada zaacutevažiacute sada stejnyacutech krychliček z různyacutech materiaacutelů kahan sviacutečka PET
laacutehev mince
- 12 -
Scheacutema
Postup
1 Digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 (rozsah 0 až 4 000 g) zapojiacuteme do konektoru
USB počiacutetače
2 Spustiacuteme program LoggerPro
3 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g hellip) a
kontrolujeme zda vaacutehy ukazujiacute spraacutevnou hmotnost Naměřeneacute hmotnosti
zapisujeme do tabulky
4 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme stejneacute krychličky 1cm3 (nebo zaacutevažiacute)
z různyacutech materiaacutelů (Al Fe Zn Cu Pb dřevahellip) Naměřeneacute hmotnosti
zapisujeme do tabulky
5 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme mince (1 Kč 2 Kč 5 Kčhellip) Naměřeneacute
hmotnosti zapisujeme do tabulky
6 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Trvaacuteniacute
200 s Frekvence 1 čteniacutes
7 Na digitaacutelniacute vaacutehu postaviacuteme PET laacutehev s uzavřenyacutem odtokem
- 13 -
8 Uvolniacuteme odtok a současně stiskneme tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Měřiacuteme
jak se měniacute hmotnost kapalneacuteho tělesa po dobu 200 sekund Pokud je otvor
malyacute (voda vyteacutekaacute deacutele než je nastavenaacute doba) tak prodloužiacuteme dobu trvaacuteniacute
měřeniacute Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme naměřenyacute graf a přiacutepadně vyhodnotiacuteme
jeho průběh
9 Stejneacute měřeniacute (ad 8)) ale na hrdle PET laacutehve je našroubovaacuten vršek
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proveď analyacutezu naměřeneacuteho grafu ndash menu Analyacuteza ndash Proložit křivku nebo
Analyacuteza ndash Statistika
2 Stejneacute měřeniacute (ad 7) můžeme proveacutest s hořiacuteciacute sviacutečkou nebo s přiteacutekajiacuteciacute
vodou do PET laacutehve
3 Do PET laacutehve postaveneacute na digitaacutelniacute vaacuteze daacuteme určiteacute množstviacute octa (1dl)
můžeme takeacute přidat teploměr GoTemp zapneme měřeniacute a přisypeme saacuteček
sody Měřiacuteme zda se zmenšiacute hmotnost reagujiacuteciacute směsi (unikaacute plyn CO2)
Sledujeme i teplotu reagujiacuteciacutech laacutetek Zůstaacutevaacute hmotnost stejnaacute nebo se měniacute
Pokud maacuteme senzor pH můžeme při reakci sledovat i tuto vlastnost
4 Dvoulitrovou praacutezdnou PET laacutehev (uřiacuteznuteacute hrdlo) postav na digitaacutelniacute vaacutehu
V programu LoggerPro stiskni tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Naleacutevej do praacutezdneacute
laacutehve oxid uhličityacute (vyrobenyacute reakciacute octa a sody nebo z bombičky sifonu)
Pozoruj jak se měniacute hmotnost Nech měřeniacute běžet delšiacute dobu a pozoruj jak se
měniacute hmotnost Vyhodnoť měřeniacute Z naměřenyacutech hodnot a ze znalosti hustoty
vzduchu (129 kgm3) urči hustotu oxidu uhličiteacuteho Jakou maacute oxid uhličityacute
hustotu v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu
- 14 -
Veličiny a jejich měřeniacute
13 ČAS REAKČNIacute DOBA
Fyzikaacutelniacute princip
Čas je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličina kteraacute se nejčastěji označuje malyacutem
piacutesmenem t Jednotkou času je sekunda s
Reakčniacute doba člověka je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute
udaacutelosti do jeho reakce Mnoho faktorů ovlivňuje reakčniacute dobu člověka
Ciacutel
Změřit časoveacute uacuteseky různyacutech dějů pomociacute stopek LabQuestu
Změřit reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět
Pomůcky
LabQuest ultrazvukoveacute měřidlo vzdaacutelenosti GoMotion 2 ks voltmetry VP-
BTA deacutelkoveacute měřidlo
- 15 -
Scheacutema
Postup
1 Zapneme LabQuest a v dolniacute naacutestrojoveacute liště klikneme na ikonu domeček
2 V zobrazeneacute nabiacutedce zvoliacuteme Stopky
3 Stopky ovlaacutedaacuteme třemi tlačiacutetky ndash startstop vynulovaacuteniacute a zkopiacuterovaacuteniacute
aktuaacutelniacuteho uacutedaje z displeje např do kalkulačky Vyzkoušej si to
4 Změřiacuteme časoveacute uacuteseky různyacutech dějů
a) dobu mezi dvěma zvuky (generujeme pomociacute programu na PC ndash lze
přesně nastavit dobu dvě tlesknutiacute)
b) dobu kmitu kyvadla (dvěma po sobě jdouciacutem kyvům řiacutekaacuteme kmit)
c) dobu volneacuteho paacutedu tělesa z vyacutešky 2 metry můžeme ověřit pomociacute
GoMotion
d) dobu volneacuteho paacutedu dřevěneacute tyčky s deskou kterou jeden člověk pustiacute a
druhyacute chytiacute můžeme ověřit pomociacute GoMotion
- 16 -
e) dobu pohybu tělesa (autiacutečko vlaacuteček) po vodorovneacute podložce
f)
5 Změřiacuteme reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět
a) Světelnyacute ndash k LabQuestu připojiacuteme dva voltmetry VP-BTA prvniacute
připojiacuteme na LED (žaacuterovku) kteraacute je zapojena do obvodu s tlačiacutetkem
druhyacute připojiacuteme na rezistor zapojenyacute v obvodu s tlačiacutetkem prvniacute student
stiskne tlačiacutetko v prvniacutem obvodu a druhyacute stiskne v reakci na rozsviacutecenou
LED-ku (žaacuterovku) tlačiacutetko v druheacutem obvodu na LabQuestu
vyhodnotiacuteme dobu mezi napěťovyacutemi impulzy
b) Zvukovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze miacutesto LED-ky je zapojen bzučaacutek
a druhyacute student maacute zavřeneacute oči a reaguje na zvuk
c) Dotykovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze s tiacutem že prvniacute student se druheacuteho
dotkne rukou
6 Poznaacutemka
a) U všech třiacute měřeniacute v ad 5) je potřeba nastavit na LabQuestu v menu
Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 2 s Frekvence 1 000 čteniacutes Trigger
nastaviacuteme na Zapnuto a je rostouciacute přes 1 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute
Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
b) Miacutesto druheacuteho obvodu a voltmetru můžeme použiacutet senzor stisku ruky
HD-BTA
c) Při připojeniacute (ad 4c))ultrazvukoveacuteho senzoru MD-BTD nebo GO-MOT
do vstupu DIG 1 nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim
Časovaacute zaacutekladna Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
- 17 -
7 Ukončiacuteme měřeniacute
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkuste změřit reakčniacute dobu
a) opakovaně u jednoho studenta
b) u diacutevek a chlapců
c) mladyacutech a staryacutech lidiacute
d) raacuteno a večer
Na zaacutevěr sestav přehlednou tabulku všech vyacutesledků
2 Reakčniacute doba řidiče je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute
udaacutelosti do řidičovy reakce Jejiacute doba se pohybuje kolem 2 sekund ale vždy
zaacuteležiacute na pozornosti řidiče jeho věku fyzickeacute kondici a dalšiacutech faktorech Do
reakčniacute doby se však nezapočiacutetaacutevaacute doba prodlevy a naacuteběhu brzd Pamatujte
proto na bezpečnou vzdaacutelenost mezi vozidly a udržujte odstup
3 Zkuste chytit bankovku puštěnou druhyacutem člověkem dvěma prsty (pokud ji
chytnete je vaše) Proč ji nelze chytit
- 18 -
Veličiny a jejich měřeniacute
14 RYCHLOST
Fyzikaacutelniacute princip
Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme
v metrech za sekundu m
s
nebo v kilometrech za hodinu km
h
U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se
rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT
- 19 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 3 s
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost pohybu
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a potom se
přibližovat a daacutele se naopak vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost
chůze člověka (0 až 6 m)
- 20 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho
miacuteče od senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem
papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho autiacutečka (viz foto vyacuteše) vlaacutečkuhellip
5 Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
- 21 -
Veličiny a jejich měřeniacute
15 DRAacuteHA
Fyzikaacutelniacute princip
Draacuteha s je deacutelka trajektorie Trajektorie je křivka kterou těleso opisuje při
sveacutem pohybu
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru draacutehu kterou uraziacute těleso
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo
- 22 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od
senzoru ke stropu k tabuli k zemi k ruce hellip
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat
se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se
člověka od senzoru (0 až 6 m)
- 23 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od
senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem
papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka vlaacutečku hellip
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
2 Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je
funkciacute času
- 24 -
Veličiny a jejich měřeniacute
16 TEPLOTA
Fyzikaacutelniacute princip
Teplota je fyzikaacutelniacute veličina t kterou použiacutevaacuteme k popisu stavu tělesa (rychlost
pohybu atomů) Jednotkou je Celsiův stupeň (degC) Teplota tajiacuteciacuteho ledu je 0 degC
Bod varu vody je 100 degC Stupeň Fahrenheita (degF) je jednotka teploty
pojmenovanaacute po německeacutem fyzikovi Gabrielu Fahrenheitovi Dnes se použiacutevaacute
hlavně v USA
- 25 -
Ciacutel
Odhadnout teplotu a pak odhad ověřit teploměrem Ověřit teplotu tajiacuteciacuteho ledu
Ověřit teplotu varu vody Změřit jak se měniacute teplota v průběhu dne a při
ohřiacutevaacuteniacute nebo ochlazovaacuteniacute tělesa
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA teploměr STS-BTA PET laacutehve
- 26 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměr STS-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
2 Do několika naacutedob z PET lahviacute připraviacuteme vodu o různeacute teplotě ndash prvniacute
přidaacuteme led a u ostatniacutech postupně viacutece a viacutece horkeacute vody z elektrovarneacute
konvice
3 Zapneme LabQuest a můžeme měřit teplotu Nejdřiacuteve zkusiacuteme odhadnout
teplotu a potom ověřiacuteme pomociacute teploměru teplotu různyacutech těles
a) vzduch v miacutestnosti (u podlahy uprostřed u stropu)
b) vzduch na ulici
c) teplaacute voda
d) studenaacute voda
e) horkaacute voda
f) tajiacuteciacute led
g) tajiacuteciacute led a sůl
- 27 -
h) vařiacuteciacute voda
i) teplota lidskeacuteho těla
j) teplota v chladničce (dole nahoře v mraziciacutem boxu)
k)
4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 60 čteniacuteh Trvaacuteniacute 24 h
5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme venku za oknem
tak aby se nedotyacutekal žaacutedneacuteho tělesa
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu
vzduchu v průběhu 24 hodin Dalšiacute den ve stejnou dobu ukončiacuteme měřeniacute
7 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
8 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutemin Trvaacuteniacute 24 min
9 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme do kaacutedinky se
studenou vodou a začneme ohřiacutevat lihovyacutem kahanem
10 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu vody
v průběhu 12 minut (ohřiacutevaacuteniacute) Pak zahasiacuteme kahan a měřiacuteme dalšiacutech12 minut
(ochlazovaacuteniacute) Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 120 čteniacutemin Trvaacuteniacute 3 min
2 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu uchopiacuteme senzor
teploměru do ruky a pozorujeme změnu teploty Stejneacute měřeniacute provedeme
s teploměrem TMP-BTA a teploměrem STS-BTA Proč se lišiacute průběhy obou
grafů Kde toho lze využiacutet
4 Zapoj do LabQuestu dva teploměry Vezmi si dvě naacutedoby s vodou
o různyacutech teplotaacutech ndash studenaacute a teplaacute Měř jejich teploty (tlačiacutetko START)
- 28 -
Přelej vodu z prvniacute naacutedoby do druheacute a současně přendej teploměr z prvniacute
naacutedoby do druheacute Popiš co pozoruješ Z grafu urči teploty před smiacutechaacuteniacutem
a teplotu po smiacutechaacuteniacute
5 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vody ve zkumavce v různyacutech
hloubkaacutech
a) budeš-li vodu ohřiacutevat u dna
b) budeš-li vodu ohřiacutevat u hrdla
6 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vzduchu ve zkumavce v různyacutech
hloubkaacutech
- 29 -
Siacutely a jejich vlastnosti
17 SIacuteLA
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se
piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N
Ciacutel
Určit velikosti různyacutech sil Určit hmotnost zaacutevažiacute ktereacute je přitahovaacuteno k zemi
silou 1 N Určit siacutelu stisku ruky a siacutelu stisku mezi dvěma prsty Určit velikost
siacutely kterou člověk působiacute na zem
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA plošnyacute siloměr FP-BTA senzor siacutely stisku ruky
HD-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma
- 30 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)
2 Zapneme LabQuest
3 Zavěšujeme postupně různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g ) na siloměr
Naměřeneacute uacutedaje zapisujeme do tabulky
4 Na siloměr zavěsiacuteme pružinu Vynulujeme siloměr Zavěšujeme postupně
různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 ghellip) na pružinu a měřiacuteme prodlouženiacute
pružiny y Sestrojiacuteme graf F = f(y) Určiacuteme konstantu přiacutemeacute uacuteměrnosti
5 Zavěsiacuteme na siloměr misku z rovnoramennyacutech vah a vynulujeme siloměr ndash
menu Senzory ndash Vynulovat Postupně na misku přidaacutevaacuteme zaacutevažiacute až siloměr
ukazuje přesně siacutelu 1 N Vyacutesledek (hmotnost zaacutevažiacute) zapiacutešeme do tabulky
6 K LabQuestu připojiacuteme senzor siacutely stisku ruky HD-BTA Měřiacuteme
postupně siacutelu stisku ruky pro pravou a levou ruku
7 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Měřiacuteme siacutelu stisku ruky
po dobu 60 sekund ndash nepřerušovaně držiacuteme Sledujeme jak siacutela stisku
v průběhu času ochabuje
9 Bod 5 6 a 7 opakujeme pro siacutelu stisku mezi prsty
- 31 -
10 K LabQuestu připojiacuteme plošnyacute siloměr FP-BTA Přepneme na většiacute
rozsah 0 ndash 3 500 N Postaviacuteme se na tento siloměr Změřiacuteme siacutelu kterou člověk
působiacute na zem (tiacuteha G) Zapiacutešeme do tabulky Určiacuteme hmotnost člověka
11 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
12 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sledujeme jak se
měniacute tlakovaacute siacutela při dřepu kliku vyacuteskoku při běžneacute chůzi (jedna noha střiacutedaacute
druhou) při přitisknutiacute senzoru ke stěněhellip
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute jak se měniacute siacutela působiacuteciacute na plošnyacute siloměr FP-BTA při
jiacutezdě vyacutetahem když na něm stojiacuteme (vliv zrychlovaacuteniacute zpomalovaacuteniacute)
2 Polož plošnyacute siloměr na židli sedni si na něj a vyzkoušej jakou silou
působiacuteš na židli
3 Na siloměr DFS-BTA zavěsiacuteme hranol Určiacuteme velikost siacutely kterou
přitahuje Země hranol Taacutehneme tento hranol po podložce a změřiacuteme velikost
tahoveacute siacutely Porovnaacuteme tyto dvě siacutely
4 Proveďte statistickyacute průzkum ve třiacutedě o kolik je u pravaacutekůlevaacuteků silnějšiacute
pravaacutelevaacute ruka (holekkluků) Vypočiacutetejte průměrneacute hodnoty
- 32 -
Elektrickeacute vlastnosti laacutetek
18 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovaacuteniacute těles
Jeho jednotkou je coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při
pokusech ve třiacutedě pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů)
1 nC je přibližně 6 000 000 000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj
elektronuhellip) Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj
(na skleněneacute tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně
nabiteacute těleso maacute viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute
protony K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič
naacuteboje
Ciacutel
Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute
při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute
Pomůcky
LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA tělesa (plechovka na polystyreacutenu kovoveacute
kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute
těles
- 33 -
Scheacutema
Postup
1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou
krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku
připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou
zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě
kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru
zvoliacuteme rozsah plusmn 100 nC
2 Zapneme LabQuest
- 34 -
3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem
ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj
Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky
5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence
2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj
z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute
naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)
Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky
9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute
tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)
10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu
3times3 mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle
Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm
Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je
11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech
(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)
- 35 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pouze přibližujeme a vzdalujeme nabitou tyč (ebonitovou nebo skleněnou)
k tělesu (plechovce) a sledujeme jak se měniacute naacuteboj O jakyacute jev se jednaacute Čiacutem
je způsoben
2 Plechovku připojiacuteme ke zdroji kladneacuteho vn napětiacute (nabije se kladně) Měřič
naacuteboje připojiacuteme ke kovoveacute kuličce na izolovaneacutem držaacuteku Zapneme měřeniacute
a přejiacuteždiacuteme plynule v okoliacute svisleacute stěny plechovky (nedotyacutekaacuteme se) přibližně
ve stejneacute vzdaacutelenosti Sledujeme naměřeneacute hodnoty Co můžeme usoudit
o rozloženiacute naacuteboje na povrchu plechovky
- 36 -
Magnetismus 19 MAGNETICKAacute INDUKCE
MAGNETICKEacute POLE
Fyzikaacutelniacute princip
Magnetickou indukciacute nazyacutevaacuteme jev při ktereacutem se tělesa s feromagnetickyacutemi
vlastnostmi v bliacutezkosti magnetu zmagnetujiacute Magnet vytvaacuteřiacute ve sveacutem okoliacute
magnetickeacute pole ktereacute můžeme znaacutezornit soustavou magnetickyacutech
indukčniacutech čar Pomociacute magnetky (malyacute magnet) můžeme bdquozmapovatldquo
magnetickeacute pole ndash určit směr indukčniacutech čar Mnohem rychleji lze obrazec
indukčniacutech čar určit pomociacute železnyacutech pilin
Magnetickeacute pole popisuje veličina magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji
v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou indukci měřiacuteme teslametrem Zemskeacute
magnetickeacute pole v ČR maacute magnetickou indukci 0048 mT
Ciacutel
Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute permanentniacuteho
magnetu Změřit magnetickou indukci magnetickeacuteho pole Země
- 37 -
Pomůcky
LabQuest teslametr MG-BTA permanentniacute magnet
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Na teslametru
nastaviacuteme rozsah 64 mT Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 38 -
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k severniacutemu poacutelu magnetu
a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi
5 sekund)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k jižniacutemu poacutelu magnetu
a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi
5 sekund)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně pohybujeme (asi 5 sekund) teslametrem kolmo k podeacutelneacute ose
magnetu k jižniacutemu poacutelu magnetu a potom pomalu vzdalujeme teslametr od
severniacuteho poacutelu magnetu (asi 5 sekund) Uložiacuteme měřeniacute
6
7 Otevřeme novyacute soubor a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve
vodorovneacute rovině otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země
Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum (N a S magnetickyacute poacutel)
- 39 -
Z maximaacutelniacutech hodnot odečteme vodorovnou amplitudu magnetickeacute indukce B
Země
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve
svisleacute rovině (N-S směr) otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země
Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum Maximaacutelniacute hodnota je
hodnotou magnetickeacute indukce B Země
9
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Urči sklon indukčniacute čaacutery magnetickeacuteho pole u naacutes v ČR vzhledem
k povrchu země
- 40 -
Elektrickyacute obvod 110 ELEKTRICKYacute PROUD
ELEKTRICKEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute proud je uspořaacutedanyacute pohyb nabityacutech čaacutestic Elektrickyacute proud se
označuje piacutesmenem I Jeho jednotkou je ampeacuter (A)
Elektrickeacute napětiacute se označuje piacutesmenem U Jednotkou elektrickeacuteho napětiacute je
volt (V)
Elektrickyacute proud měřiacuteme ampeacutermetrem a napětiacute voltmetrem
Ciacutel
Změřit proud prochaacutezejiacuteciacute žaacuterovkou Změřit napětiacute na žaacuterovce Pozorovat jak
žaacuterovka sviacutetiacute při různyacutech hodnotaacutech proudu (uacutečinky proudu)
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat
100 Ω žaacuterovka 35 V03 A
- 41 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x
zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat ndash
Ampeacutermetr Reostat 100 Ω nastaviacuteme na min hodnoty odporu (napětiacute)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 42 -
5 Reostatem 100 Ω pomalu (20 s) zvětšujeme proud (směrem k max) až ho
vytočiacuteme do krajniacute polohy (max) Hodnota proudu nesmiacute překročit 06 A
Zobrazuje se tzv V-A charakteristika žaacuterovky Po vykresleniacute celeacuteho grafu
zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro různeacute žaacuterovky
7 Vysloviacuteme zaacutevěr (při jakeacute hodnotě proudu žaacuterovka začiacutenaacute sviacutetit)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř V-A charakteristiku pro rezistor 100 Ω a 50 Ω
- 43 -
Elektrickeacute pole 111 ZDROJE ELEKTRICKEacuteHO
NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Zdroje elektrickeacuteho napětiacute jsou elektraacuterny galvanickeacute člaacutenky a akumulaacutetory
- 44 -
Ciacutel
Změřit jak se měniacute napětiacute při vybiacutejeniacute (použiacutevaacuteniacute) zdroje ndash vybiacutejeciacute křivku
Pomůcky
LabQuest držaacutek baterie a rezistor ampeacutermetr DCP-BTA voltmetr VP-BTA
zdroj elektrickeacuteho napětiacute ndash galvanickyacute člaacutenek akumulaacutetor
- 45 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 a voltmetr VP-BTA ke
vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
12 h Frekvence 300 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat (spiacutenač je vypnutyacute)
4 Sepneme spiacutenač Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na
LabQuestu
5 Když začne napětiacute klesat pod 1V zastaviacuteme měřeniacute
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vytvoř si jednoduchyacute galvanickyacute
člaacutenek z jablka (nebo citronu)
železneacuteho hřebiacuteku a měděneacuteho draacutetu
podle obraacutezku Změř voltmetrem
zaacutevislost napětiacute v zaacutevislosti na čase
(připoj rezistor 1 000 Ω)
- 46 -
2 Změř vybiacutejeciacute křivku pro různeacute zdroje Urči kapacitu člaacutenku Porovnej
se jmenovitou kapacitou
3 Jakeacute vyacutehody maacute elektrickeacute napětiacute z bateriiacute oproti napětiacute ze zaacutesuvek Jakeacute
nevyacutehody naopak majiacute baterie
- 47 -
Elektrickyacute obvod 112 UacuteČINKY ELEKTRICKEacuteHO
PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute proud maacute pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute
uacutečinky Jednoducheacute spotřebiče můžeme rozdělit podle uacutečinků elektrickeacuteho
proudu na pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute spotřebiče
Ciacutel
Ověřit pohyboveacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na elektromotor
Ověřit světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
Ověřit magnetickeacute uacutečinky (magnetickaacute indukce) elektrickeacuteho proudu
prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
Ověřit chemickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho kapalinou
(vodou)
Ověřit tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA
teploměr TMP-BTA ciacutevka 166 a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu
a napětiacute BK 127 žaacuterovka 12 V spiraacutela luxmetr LS-BTA voltmetr 30 V-BTA
- 48 -
Scheacutema
a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
- 49 -
b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
Postup
a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
1 Připojiacuteme luxmetr LS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-
BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematuj ndash spiacutenač je
rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr
- 50 -
a voltmetr Žaacuterovku s luxmetrem můžeme zakryacutet krabiciacute aby luxmetr neměřil
osvětleniacute pozadiacute
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06A Na ose y zvoliacuteme Osvětleniacute a Spojovat body
Dole 0 a Nahoře 600 lx
4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme
napětiacute Vlevo 0 Vpravo 16 V Na ose y zvoliacuteme Proud a Spojovat body Dole
0 a Nahoře 04 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme
spiacutenač
6 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (do 12 V) Kontrolujeme proud
ndash max 06A Luxmetrem měřiacuteme osvětleniacute způsobeneacute žaacuterovkou
b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
- 51 -
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max
06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky
c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-
BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu ndash spiacutenač je
rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr
a voltmetr Teploměr se spiraacutelou vložiacuteme do kaacutedinky s vodou
- 52 -
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 000 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Napětiacute a Spojovat body
Dole 0 a Nahoře 25 V
4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme
čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Teplota a Spojovat body
Dole 20 a Nahoře 35 degC Regulovatelnyacutem zdrojem nastaviacuteme napětiacute (na
20 V) Kontrolujeme proud ndash max 10 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme
spiacutenač
6 Teploměrem měřiacuteme teplotu vody zahřiacutevaneacute spiraacutelou
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakeacute jsou uacutečinky elektrickeacuteho proudu v jednotlivyacutech
přiacutepadech
- 53 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ve ktereacutem elektrickeacutem přiacutestroji se projevuje současně několik uacutečinků
elektrickeacuteho proudu
2 Jakyacutech uacutečinků elektrickeacuteho proudu využiacutevaacute elektrickyacute zvonek
3 Změř jak zaacutevisiacute siacutela F přitahujiacuteciacute jaacutedro na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho
ciacutevkou Kde se toho daacute využiacutet
4 Chemickeacute uacutečinky viz uacuteloha 116 Elektrickyacute proud v kapalinaacutech
5 Změř pohyboveacute uacutečinky el proudu na otaacutečeniacute elektromotoru Pohyb můžeš
sniacutemat luxmetrem
- 54 -
Elektrickyacute obvod 113 MAGNETICKEacute VLASTNOSTI
ELEKTRICKEacuteHO PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Prochaacuteziacute-li vodičem elektrickyacute proud vznikaacute v jeho okoliacute magnetickeacute pole
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar kružnic Kružnice ležiacute v rovinaacutech kolmyacutech
na vodič a majiacute středy v bodech vodiče Magnetickeacute pole popisuje veličina
magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou
indukci měřiacuteme teslametrem
Ciacutel
Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute vodiče v zaacutevislosti na
velikosti elektrickeacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest teslametr MG-BTA ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj
napětiacute vodič
- 55 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu a ampeacutermetr
HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Na teslametru nastaviacuteme rozsah 64 mT
Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 56 -
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 5 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Teslametr umiacutestiacuteme bliacutezko vodiče (1 cm) Stiskneme tlačiacutetko START
(měřeniacute) na LabQuestu a pomalu rovnoměrně zvětšujeme napětiacute
(proud) na zdroji Uložiacuteme měřeniacute
5 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce na velikosti proudu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Velikost magnetickeacute indukce okolo rovneacuteho dlouheacuteho vodiče ve vzdaacutelenosti
d můžeme vypočiacutetat pomociacute Biot-Savartova zaacutekona (někdy teacutež Biot-Savart-
Laplaceova)
7 74π 10 2 102π 2π
I I IB
d d d (přibližně ve vzduchu)
2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale v zaacutevislosti na vzdaacutelenosti d ndash měřiacuteme
praviacutetkem a vklaacutedaacuteme po jednotlivyacutech krociacutech Nastaviacuteme určitou hodnotu
proudu
- 57 -
Elektrickyacute obvod 114 MAGNETICKEacute POLE CIacuteVKY
Fyzikaacutelniacute princip
Ciacutevka vznikne když vodič navineme na povrch vaacutelce nebo hranolu
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery uvnitř ciacutevky jsou rovnoběžneacute s jejiacute osou
Magnetickaacute indukce uvnitř velmi dlouheacute ciacutevky maacute velikost NI
Bl
kde I
je velikost proudu N je celkovyacute počet zaacutevitů a l je deacutelka ciacutevky
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce B na velikosti proudu I prochaacutezejiacuteciacuteho
ciacutevkou
Pomůcky
LabQuest rezistor 10Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA ciacutevka 166
a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127
- 58 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 59 -
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max
06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky
6 Vysloviacuteme zaacutevěr - jak zaacutevisiacute mag indukce B na velikosti elektrickeacute
proudu I
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ze znalosti počtu zaacutevitů deacutelky ciacutevky a proudu spočiacutetej magnetickou
indukci
2 Změň ciacutevku a opakuj měřeniacute
3 Změř jak se měniacute magnetickaacute indukce po podeacutelneacute ose ciacutevky při daneacute
hodnotě proudu
- 60 -
Elektrickyacute obvod 115 ZKRAT
Fyzikaacutelniacute princip
Zkrat v elektrickeacutem obvodu je vodiveacute spojeniacute vodičů ktereacute vyřadiacute z obvodu
spotřebič Obvod se chraacuteniacute proti zkratu pojistkou nebo jističem Tavnaacute
pojistka je založena na tepelnyacutech uacutečinciacutech elektrickeacuteho proudu Jistiacuteciacutem
prvkem je tenkyacute draacutetek kteryacute se průchodem zkratoveacuteho proudu přepaacuteliacute a tiacutem
přerušiacute elektrickyacute obvod
Ciacutel
Ověřit funkci tavneacute pojistky Určit velikost zkratoveacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute tenkyacute
vodič tavnaacute trubičkovaacute pojistka ndash různeacute hodnoty proudu
- 61 -
Scheacutema
- 62 -
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme
obvod dle scheacutematu Spiacutenač je rozpojen Jako pojistku použijeme napřiacuteklad
tavnou trubičkovou pojistku 800 mA Jako zdroj plochou baterii
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Způsobiacuteme
ZKRAT
5 Vysloviacuteme zaacutevěr Jak rychle bdquozareagujeldquo tavnaacute pojistka
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus změřit pomociacute mikrometru průměr draacutetku a zkratovyacute proud tiacutemto
draacutetkem Změř draacutetky různyacutech průměrů Jak zaacutevisiacute hodnota zkratoveacuteho
proudu na průměru draacutetku
2 Proč nemůžeš použiacutet jako tavnou pojistku hřebiacutek
3 Zkus různeacute druhy materiaacutelů tavnyacutech draacutetků ndash Fe Cuhellip Jakyacute to maacute vliv na
velikost bdquozkratovaciacuteholdquo proudu
- 63 -
4 Zkus změřit dvě stejneacute pojistky (např 800 mA) ale jedna je bdquopomalaacuteldquo
a druhaacute bdquorychlaacuteldquo
5 Zkus změřit zkrat se dvěma paralelně zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi Jakyacute
maacute vliv kvalita zdroje na velikost zkratovaciacuteho proudu Změniacute se doba
přetaveniacute draacutetku
6 Zkus změřit zkrat se dvěma seacuteriově zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi
7 Proč při bdquoletmeacutem dotekuldquo (viz obraacutezek) před zkratem nenastal zkrat Proč
nastal až při staacuteleacutem doteku
- 64 -
Elektrickyacute obvod 116 ELEKTRICKYacute PROUD
V KAPALINAacuteCH
Fyzikaacutelniacute princip
Podmiacutenkou vodivosti kapalin je přiacutetomnost iontů Ionty vznikajiacute v kapalinaacutech
nejčastěji při rozpouštěniacute soliacute a kyselin
Ciacutel
Ověřit vznik iontů rozpouštěniacutem soli ve vodě měřeniacutem elektrickeacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr DCP-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute žaacuterovka
vanička a elektrody
- 65 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme
obvod dle scheacutema Spiacutenač je rozpojen
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
600 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Po
10 sekundaacutech nasypeme sůl do vody Pozorujeme jak se měniacute proud při
rozpouštěniacute soli v roztoku vody a soli jak vznikajiacute ionty
5 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus proveacutest stejneacute měřeniacute s různyacutem množstviacutem soli ndash 1 lžička 2 lžičkyhellip
2 Zkus různeacute druhy materiaacutelů elektrod ndash Fe Cu Zn C Pbhellip
3 Vyzkoušej různeacute soli
4 Vyzkoušej takeacute cukr
- 66 -
Pohyb tělesa 21 RYCHLOST POHYBU
Fyzikaacutelniacute princip
Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme
v metrech za sekundu m
s
nebo v kilometrech za hodinu km
h
U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se
rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)
Průměrnaacute rychlost je podiacutel celkoveacute draacutehy s a celkoveacute doby t za kterou těleso
draacutehu urazilo Průměrnaacute rychlost určenaacute ve velmi kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku se
nazyacutevaacute okamžitaacute rychlost Měřiacuteme ji tachometrem
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT
- 67 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 20 s
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute (knihou) nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost
pohybu dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a pak se
přibližovat a naacutesledně se vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost
chůze člověka (0 až 6 m)
- 68 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho
miacuteče od senzoru
f) Stejneacute jako za e) ale s mělkyacutem
papiacuterovyacutem kornoutem nebo
mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho
autiacutečka vlaacutečkuhellip
h) Měřiacuteme rychlost voziacutečku na
voziacutečkoveacute draacuteze VDS (vodorovneacute
šikmeacute)
5 Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
2 Překreslete grafy v = f(t) na grafy s = f(t) a naopak
3 Nakreslete graf v = f(t) a potom se podle něj pohybujte (viz 4 b)
- 69 -
Pohyb tělesa 22 DRAacuteHA ROVNOMĚRNEacuteHO
A NEROVNOMĚRNEacuteHO POHYBU
Fyzikaacutelniacute princip
Těleso se pohybuje rovnoměrnyacutem pohybem jestliže se pohybuje staacutele stejnou
rychlostiacute Těleso se pohybuje nerovnoměrnyacutem pohybem jestliže se jeho
rychlost měniacute
Draacutehu rovnoměrneacuteho i nerovnoměrneacuteho pohybu můžeme určit z grafu
časoveacuteho průběhu rychlosti jako plochu mezi tiacutemto grafem a časovou osou
(osou x)
Ciacutel
Určit zda danyacute pohyb je rovnoměrnyacute nebo nerovnoměrnyacute a draacutehu tohoto
pohybu
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD voziacuteček draacuteha pro mechaniku VDS
- 70 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
LabQuestu a ten přes USB do PC Pomociacute digitaacutelniacutech vah určiacuteme hmotnost
voziacutečku
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Draacuteha je velmi miacuterně nakloněnaacute
3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme k PC Přepiacutenač ultrazvukoveacuteho senzoru
přepneme na voziacuteček
- 71 -
4 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Deacutelka
10 s Vzorkovaciacute frekvence 20 vzorkůsekunda
5 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru pustiacuteme ho
a současně zapneme sběr dat Voziacuteček bude střiacutedavě sjiacuteždět a vyjiacuteždět
(po odrazu od magnetickeacuteho naacuterazniacuteku) po draacuteze Uložiacuteme měřeniacute
6 Draacutehu postaviacuteme vodorovně (můžeme zkontrolovat vodovaacutehou)
7 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru uvedeme ho do
pohybu a současně zapneme sběr dat
8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy se pohyboval voziacuteček rovnoměrně a kdy
nerovnoměrně
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Určiacuteme draacutehu - plochu pod grafem časoveacuteho průběhu rychlosti
2 Můžeme proveacutest stejnaacute měřeniacute s miacutečem
- 72 -
Siacutely a jejich vlastnosti
23 MĚŘENIacute SIacuteLY ndash ŠPEJLE
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se
piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N
Ciacutel
Změřit průhyb volneacuteho konce d špejle na působiacuteciacute siacutele F Měřeniacute proveacutest pro
různeacute deacutelky l
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma špejle
- 73 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)
2 Zapneme LabQuest
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty
Naacutezev deacutelka
Jednotky cm
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf K siloměru připevniacuteme konec špejle (viz
scheacutema) ndash špejle ukazuje na měřiacutetku 0 cm Siloměr bdquovynulujemeldquo
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
7 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 74 -
8 Siloměr posuneme tak aby ohnutaacute špejle ukazovala na měřiacutetku 1 cm
9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK
11 Opakujeme body 8 a 9 pro 2 cm 3 cm 4 cm a 5 cm
12 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
13 Měřeniacute zopakujeme pro různeacute deacutelky špejle
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro různeacute špejle (tloušťka tvar) Jak zaacutevisiacute průhyb špejle
na jejiacutem tvaru Kde a jak se toho využiacutevaacute
- 75 -
Siacutely a jejich vlastnosti
24 II NEWTONŮV POHYBOVYacute ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Čiacutem je většiacute siacutela F tiacutem jsou vyacuteraznějšiacute i změny rychlosti v pohybu tělesa Čiacutem
je většiacute hmotnost m tělesa tiacutem jsou změny rychlosti v pohybu tělesa menšiacute
Ciacutel
Ověřit II Newtonův pohybovyacute zaacutekon ndash zaacutekon siacutely
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA akcelerometr LGA-BTA senzor polohy
a pohybu MD-BTD souprava pro mechaniku VDS
- 76 -
Scheacutema
Postup
1 Senzor polohy a pohybu MD-BTD zapojiacuteme do konektoru DIG 1
LabQuestu Na voziacuteček připojiacuteme vlaacutekno a na něj zavěsiacuteme zaacutevažiacute o hmotnosti
10 g
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pustiacuteme voziacuteček
Zachytiacuteme jej těsně před koncem voziacutečkoveacute draacutehy Měřiacuteme rychlost pohybu
voziacutečku
5 Měřeniacute opakujeme se zaacutevažiacutem 20 g
6 Porovnaacuteme oba grafy
a) Jak se voziacuteček pohybuje (druh pohybu)
b) Jakyacute maacute vliv velikost siacutely F na pohyb voziacutečku
7 Na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g) ndash viz fotografie vyacuteše
8 Zopakujeme měřeniacute v bodech 1 až 6
- 77 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Na voziacuteček připevni siloměr a akcelerometr Změř jak zaacutevisiacute změna
rychlosti v (zrychleniacute) na velikost siacutely F Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam
dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence 20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Tahaacuteme za siloměr tam
a zpět (voziacuteček se pohybuje) Sledujeme jak zaacutevisiacute změna rychlosti v
(zrychleniacute) na velikost siacutely F
2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g)
Porovnaacuteme obě měřeniacute
- 78 -
Siacutely a jejich vlastnosti
25 SMYKOVEacute TŘENIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Smykoveacute třeniacute vznikaacute když se dvě tělesa z pevnyacutech laacutetek po sobě smyacutekajiacute
Siacutela kteraacute braacuteniacute posouvaacuteniacute těles se nazyacutevaacute třeciacute siacutela Abychom uvedli těleso
do rovnoměrneacuteho pohybu musiacuteme vynaložit většiacute siacutelu tzv klidovou třeciacute siacutelu
Siacutelu kterou těleso tlačiacute na podložku nazyacutevaacuteme tlakovou siacutelu
Ciacutel
Určit třeciacute siacutelu klidovou třeciacute siacutelu tlakovou siacutelu a poměr tlakoveacute a třeciacute siacutely
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA stejnaacute tělesa (kvaacutedry učebnicehellip)
- 79 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se pomalu
a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce
- 80 -
4 Na grafu jsou pro naacutes dvě zajiacutemaveacute oblasti V zeleneacute oblasti je maximaacutelniacute
siacutela ndash klidovaacute třeciacute siacutela Ft0 = N V modreacute oblasti je pohybovaacute třeciacute siacutela
Ft = N Obě ziacuteskaacuteme tak že na dotykoveacute obrazovce označiacuteme taženiacutem
danou oblast a v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika Ft0 bude maximaacutelniacute siacutela
a Ft středniacute siacutela v modreacute oblasti
5 Tlakovou siacutelu Fn určiacuteme tak že těleso zavěsiacuteme na siloměr a změřiacuteme siacutelu
6 Potom vypočiacutetaacuteme poměr třeciacute siacutely Ft
a tlakoveacute siacutely Fn Označiacuteme jej f ndash součinitel
smykoveacuteho třeniacute
7 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři
kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute měřeniacute si
můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit
Naacutesledně zobrazit všechna tři měřeniacute naraacutez
- 81 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute je poměr velikostiacute třeciacutech sil v jednotlivyacutech měřeniacutech (jeden dva tři
kvaacutedry)
2 Vyzkoušej jineacute materiaacutely (těleso podložka)
3 Zkus pohyb kvaacutedru nerovnoměrnyacutem pohybem Jak se změniacute vyacutesledek
měřeniacute Naacutepověda Zopakuj si Newtonovy zaacutekony
4 Vyzkoušej si jako těleso (a) Zlateacute straacutenky
5 Zkus založit jednotliveacute listy dvou Zlatyacutech straacutenek (dvou učebnic) a zkus je
od sebe vysunout
6 Na čem zaacutevisiacute velikost třeciacute siacutely
- 82 -
Kapaliny 26 POVRCHOVEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vlastnosti povrchoveacute blaacuteny se nazyacutevaacute
povrchoveacute napětiacute Čiacutem je povrchoveacute napětiacute většiacute tiacutem snaacuteze se na jeho povrchu
mohou udržet různaacute tělesa Hodnoty povrchoveacuteho napětiacute lze naleacutezt v tabulkaacutech
Povrchoveacute napětiacute rtuti je 7kraacutet většiacute než povrchoveacute napětiacute vody ktereacute 2-3kraacutet
většiacute než povrchoveacute napětiacute lihu či petroleje
- 83 -
Ciacutel
Určit přibližně velikost povrchoveacute siacutely Fp pro různeacute deacutelky dřevěneacute špejle
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA dřevěnaacute špejle plochaacute naacutedoba s vodou nit
Scheacutema
- 84 -
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do CH 1 LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Na siloměr zavěsiacuteme špejli o deacutelce 30 cm na niti (viz scheacutema) Špejli
položiacuteme na hladinu kapaliny (vody)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Taacutehneme siloměrem
špejli z povrchu kapaliny
6 Z grafu odečteme rozdiacutel maximaacutelniacute hodnoty siacutely (kdy dochaacuteziacute k odtrženiacute
špejle z povrchu kapaliny) a siacutely kdy špejle visiacute na niti ndash viz obraacutezek
7 Vypočiacutetaacuteme poměr teacuteto siacutely a dvojnaacutesobku deacutelky špejle (deacutelka okraje
povrchoveacute blaacuteny) což je hodnota povrchoveacuteho napětiacute σ (Nm)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro jineacute kapaliny (liacuteh hellip) Přiacutepadně pro jineacute deacutelky špejliacute
- 85 -
Kapaliny 27 HYDROSTATICKYacute TLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Hydrostatickyacute tlak ph v hloubce h je roven součinu hloubky hustoty kapaliny
ρ a tiacutehoveacuteho zrychleniacute g
hp h g
Ciacutel
Změřit hydrostatickyacute tlak v hloubce h
Pomůcky
LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA odměrnyacute vaacutelec s měřiacutetkem
- 86 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru
přišroubujeme hadičku kterou můžeme izolepou přilepit na praviacutetko s uměleacute
hmoty tak že začaacutetek hadičky bude na bdquonuleldquo praviacutetka Tiacutem můžeme měřit
deacutelku ponořeniacute hadičky ndash hloubku v kapalině
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30 s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Ponořujeme pomalu rovnoměrnyacutem pohybem konec hadičky do hloubky
20 cm do vody v odměrneacutem vaacutelci a zpět POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do
senzoru
- 87 -
5 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 V menu Senzory ndash Zaacuteznam nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + hodnoty Naacutezev
Hloubka Jednotka cm
7 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
8 Hadička neniacute ponořenaacute Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na
LabQuestu
9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
11 Ponořiacuteme konec do hloubky 1 cm (sledujeme na stupnici praviacutetka)
12 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
13 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK
14 Opakujeme body 11 12 a 13 pro hodnoty uacutehlu 2 cm 3 cmhellip 20 cm
15 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme
16 Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice
(nebo soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)
Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute pro jinou kapalinu (liacuteh hellip)
2 Vyzkoušej měřeniacutem nezaacutevislost tlaku v kapalině na směru
3 Ověř měřeniacutem že tlak kapaliny v naacutedobě nezaacutevisiacute na tvaru naacutedoby
- 88 -
Kapaliny 28 ARCHIMEDŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Vztlakovaacute siacutela Fvz působiacuteciacute na těleso v kapalině je rovna tiacutehoveacute siacutele kteraacute by
působila na kapalinu s objemem ponořeneacute čaacutesti tělesa
Pro vztlakovou siacutelu platiacute Fvz = Vρg V je objem ponořeneacute čaacutesti tělesa ρ je
hustota kapaliny g je konstanta (tiacutehoveacute zrychleniacute)
Ciacutel
Určit vztlakovou siacutelu Určit objem tělesa z Archimedova zaacutekona
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA naacutedoba s vodou těleso stojan
- 89 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence
5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute)
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Asi po 6 sekundaacutech
ponořiacuteme těleso do vody (nadzvedneme kaacutedinku s vodou a podsuneme pod
kaacutedinku podložku) a nechaacuteme dokončit měřeniacute
- 90 -
7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika
a stejně i vyacuteslednou siacutelu F (zaacutevažiacute ve vodě)
8 Vypočiacutetaacuteme vztlakovou siacutelu Fvz = FG ndash F
9 Vypočiacutetaacuteme objem tělesa ze vztlakoveacute siacutely
10 Ověřiacuteme určeniacute objemu tělesa vyacutepočtem (objem vaacutelce) nebo měřeniacutem
v odměrneacutem vaacutelci
11 Ověřiacuteme určeniacute tiacutehoveacute siacutely zvaacuteženiacutem tělesa
12 Vypočiacutetaacuteme hustotu tělesa a ověřiacuteme ji v tabulkaacutech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro jinaacute tělesa
- 91 -
Kapaliny 29 PASCALŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Působiacute-li na kapalinu v uzavřeneacute naacutedobě vnějšiacute tlakovaacute siacutela zvyacutešiacute se tlak ve
všech miacutestech stejně (Pascalův zaacutekon)
Ciacutel
Změřit hydrostatickyacute tlak v různyacutech hloubkaacutech při změně vnějšiacute tlakoveacute siacutely
Pomůcky
LabQuest 2ks tlakoveacute čidlo GPS-BTA PET laacutehev s měřiacutetkem
- 92 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakovaacute čidla GPS-BTA ke vstupům CH1 a CH2 LabQuestu
(nebo LabQuest Mini) K senzorům přišroubujeme hadičky ktereacute vedou přes
gumovou zaacutetku do PET laacutehve tak že konce hadiček budou v různyacutech
hloubkaacutech (rozdiacutel asi 20 cm) Tiacutem dosaacutehneme toho že počaacutetečniacute tlak bude
u obou senzorů různyacute
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Vynulujeme oba
tlaky (hadičky nejsou ponořeny ve vodě)
3 Napustiacuteme PET laacutehev vodou a zasuneme hadičky do PET (senzory musiacute byacutet
vyacuteše než je PET laacutehev ndash POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do senzoru)
Utěsniacuteme zaacutetku
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Malou silou stlačujeme rukou PET laacutehev
6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
- 93 -
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak se měniacute tlak v různyacutech hloubkaacutech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute PET laacutehev položenou vodorovně
2 Provedeme měřeniacute pro spojeneacute naacutedoby ndash dvě PET laacutehve nebo dvě injekčniacute
střiacutekačky
- 94 -
Plyny 210 ATMOSFEacuteRICKYacute TLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře
probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute
meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkosthellip
Atmosfeacuterickyacute tlak je tlak vzduchu na zemskyacute povrch a značiacuteme ho pa
Atmosfeacuterickyacute tlak měřiacuteme barometrem Hodnota atmosfeacuterickeacuteho tlaku zaacutevisiacute
na počasiacute a na nadmořskeacute vyacutešce
Ciacutel
Určit jak se měniacute atmosfeacuterickyacute tlak v troposfeacuteře
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA
- 95 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme barometr BAR-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 96 -
3 Senzor (barometr) umiacutestiacuteme těsně nad povrchem země
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pomalu
zvedaacuteme senzor (v miacutestnosti) vzhůru ke stropu (miacutestnosti) a přiacutepadně zase dolů
5 Provedeme analyacutezu naměřenyacutech hodnot a porovnaacuteme je s tabulkovyacutemi
hodnotami
6 Můžeme proveacutest delšiacute měřeniacute na jednom miacutestě Nastaviacuteme v menu Senzory
ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 72 h (3 dny) Frekvence 20 čteniacuteh Zvoliacuteme zobrazeniacute
Graf
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Vyslov zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak zaacutevisiacute změna tlaku na nadmořskeacute vyacutešce můžeme zkoumat takeacute při
pohybu na schodech nebo ve vyacutetahu Přitom můžeme ještě zadaacutevat změnu
nadmořskeacute vyacutešky
2 Připojeniacutem teploměru a vlhkoměru můžeme zkoumat jak spolu souvisiacute
teplota tlak vlhkost v průběhu dne
3 Daacutele můžeme zkoumat jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute
4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom
miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty
5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď
stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem
- 97 -
- 98 -
Pracovniacute list pro žaacuteky
Plyny 211 ZAacuteKLADY METEOROLOGIE
Fyzikaacutelniacute princip
Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře
probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute
meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkost hellip
Připojeniacutem teploměru barometru vlhkoměru k LabQuestu (počiacutetači)
ziacuteskaacuteme termograf barografhellip
Ciacutel
Určit jak se měniacute teplota tlak vlhkost v troposfeacuteře
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA
- 99 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA
barometr BAR-BTA a vlhkoměr RH-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
72 h Frekvence 20 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Senzory umiacutestiacuteme 2 m nad povrchem země nejleacutepe do stiacutenu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 V průběhu sledujeme jak se měniacute počasiacute
6 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute podmiacutenky ndash ročniacute obdobiacute
nadmořskaacute vyacuteškahellip Vyslov zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak spolu souvisiacute teplota tlak vlhkost Zdůvodni
2 Jak se měniacute teplota tlak a vlhkost v průběhu dne Zdůvodni
3 Jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute
4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom
miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty
5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď
stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem
- 100 -
- 101 -
Plyny 212 PŘETLAK A PODTLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Plyn maacute v naacutedobě podtlak jestliže je tento tlak nižšiacute než atmosfeacuterickyacute Plyn
maacute v naacutedobě přetlak jestliže je tento tlak většiacute než atmosfeacuterickyacute
Ciacutel
Změřit přetlak a podtlak plynu v naacutedobě
Pomůcky
LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA barometr BAR-BTA PET laacutehev
nafukovaciacute dětskyacute baloacutenek
- 102 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru
přišroubujeme injekčniacute střiacutekačku s nastavenou hodnotou objemu bdquo10 mlldquo dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Tlakem na piacutest vyvolaacutevaacuteme přetlak a podtlak a přetlak
- 103 -
5 Měřeniacute uložiacuteme
6 K senzoru připojiacuteme (našroubujeme) skleněnou baňku naplněnou
vzduchem Teplota plynu uvnitř je stejnaacute jako v okoliacute
7 Opakujeme předchoziacute měřeniacute s tiacutem že baňku (tiacutem i plyn) ohřiacutevaacuteme v tepleacute
vodě a ochlazujeme ve studeneacute (kostky ledu) vodě Pozorujeme jak se měniacute
tlak
8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy nastaacutevaacute přetlak a kdy podtlak
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak můžeme přetlak a podtlak vytvořit
2 Kde se přetlak a kde se podtlak využiacutevaacute
3 Změř přetlak v baloacutenku Jak se měniacute s průměrem baloacutenku
4 Připoj k senzoru PET laacutehev Zkus mačkat laacutehev a měřit hodnotu přetlaku
5 Ohřej plyn v PET laacutehvi (horkou vodou) Uzavři PET laacutehev a ochlazuj laacutehev
(plyn) Měř podtlak uvnitř laacutehve
- 104 -
SVĚTELNEacute JEVY 213 STIacuteN A POLOSTIacuteN
Fyzikaacutelniacute princip
Stiacuten je prostor za tělesem do něhož nepronikaacute světlo ze zdroje Polostiacuten je
prostor za tělesem do ktereacuteho pronikaacute světlo pouze z čaacutesti zdroje
Ciacutel
Pomociacute senzoru světla určit intenzitu osvětleniacute v oblasti stiacutenu a polostiacutenu
Pomůcky
LabQuest žaacuterovka 12 V20 W světelnyacute senzor TILT-BTA nebo luxmetr LS-
BTA těleso
- 105 -
Scheacutema
Postup
1 Světelnyacute senzor TILT-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu
3 Zapneme LabQuest
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence 10 sndash1
Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Senzorem
světla TILT-BTA plynule pohybujeme nad oblastiacute stiacutenu a polostiacutenu z jedneacute
strany na druhou (viz scheacutema asi 10 s)
- 106 -
6 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakaacute intenzita osvětleniacute v jednotlivyacutech oblastech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Měřeniacute opakujeme se dvěma zdroji světla
2 Měřeniacute opakujeme s jinyacutem tělesem (jinyacute tvar)
- 107 -
SVĚTELNEacute JEVY 214 BARVY SVĚTLA
Fyzikaacutelniacute princip
Biacuteleacute světlo se při průchodu skleněnyacutem hranolem rozklaacutedaacute na jednoducheacute barvy
ndash vznikaacute tak spektrum
Jsou v něm tyto barvy fialovaacute indigovaacute modraacute žlutaacute oranžovaacute a červenaacute
- 108 -
Ciacutel
Pomociacute spektrofotometru určit spektrum biacuteleacuteho světla (slunečniacuteho) Daacutele určit
spektrum odraženeacuteho světla různyacutech barevnyacutech papiacuterů
Pomůcky
LabQuest spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem různě barevneacute
papiacutery
- 109 -
Scheacutema
Postup
1 Spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem zapojiacuteme do USB konektoru
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 V menu Senzory ndash Změnit jednotky ndash USB Spektrometr zvoliacuteme Intenzita
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Optickeacute vlaacutekno namiacuteřiacuteme na nebe (ve dne)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Změřiacuteme
emisniacute spektrum bdquobiacuteleacuteho světlaldquo
6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
7 Zopakujeme a uklaacutedaacuteme měřeniacute s tiacutem že těsně před optickeacute vlaacutekno
vklaacutedaacuteme různě barevneacute papiacutery (tělesa)
- 110 -
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pomociacute spektrofotometru změř spektra barev na monitoru Vyslov zaacutevěr
- 111 -
Praacutece a energie 31 PRAacuteCE
Fyzikaacutelniacute princip
Praacutece je fyzikaacutelniacute veličina Označuje se piacutesmenem W a jejiacute jednotkou je joule
(značka J) Je-li F siacutela působiacuteciacute na těleso ve směru trajektorie vykonaacute se při
přesunutiacute tělesa o draacutehu s praacutece W = Fs
Ciacutel
Určit praacuteci při přesunutiacute tělesa
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA senzor polohy MD-BTD stejnaacute tělesa (kvaacutedry
učebnicehellip)
- 112 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N Senzor polohy zapojiacuteme do konektoru
DIG 1
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes
3 Zvoliacuteme zaacuteložku tabulka V menu Tabulka zvoliacuteme Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute
sloupec Naacutezev ndash Praacutece Jednotka ndash J Tvar vyacuterazu XY Sloupec pro X ndash Siacutela
Sloupec pro Y ndash Poloha
4 Sestaviacuteme měřeniacute podle scheacutema Vynulujeme oba senzory ndash menu Senzory
ndash Vynulovat ndash Čidlo polohy a pohybu Siloměr Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se
pomalu a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce
- 113 -
6 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute
měřeniacute si můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit
7 Zaacutevěr ndash vyhodnotiacuteme jednotliveacute grafy a vykonanou praacuteci
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Kdy je praacutece nulovaacute (viz graf)
2 Kdy se praacutece konaacute (viz graf)
3 Vyzkoušej vykonat praacuteci při natahovaacuteniacute pružiny
4 Vyzkoušej vykonat praacuteci při zvedaacuteniacute tělesa
5 Vyzkoušej vykonat praacuteci při překlaacutepěniacute tělesa
- 114 -
Praacutece a energie 32 ENERGIE POLOHOVAacute
A POHYBOVAacute
Fyzikaacutelniacute princip
Polohovaacute energie Ep je druh mechanickeacute energie kterou těleso ziacuteskaacute při
zvyšovaacuteniacute sveacute nadmořskeacute vyacutešky Vypočiacutetaacuteme ji Ep= mgh Pohybovaacute energie
Ek je druh mechanickeacute energie kterou maacute pohybujiacuteciacute se těleso Vypočiacutetaacuteme ji
Ek= frac12mv2
Ciacutel
Pohybovou a polohovou energii kmitaveacuteho pohybu
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT těleso (zaacutevažiacute)
pružina stojan metr
- 115 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
LabQuestu
2 Určiacuteme tuhost použiacutevaneacute pružiny
- 116 -
3 Zapneme LabQuest
4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 10 s
5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Zvaacutežiacuteme zaacutevažiacute na digitaacutelniacutech vahaacutech a zavěsiacuteme ho na pružinu a pod
zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor a budeme měřit vzdaacutelenost a rychlost
kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině
7 Uvedeme zaacutevažiacute do kmitaveacuteho pohybu
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 117 -
9 Soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu
10 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku
a rovnici pro Ek
11 V menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku
jednotku a rovnici pro Ep
- 118 -
12 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku
a rovnici pro E
- 119 -
13 Zobraziacuteme grafy pro průběhy energiiacute
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změniacuteme dobu trvaacuteniacute na 300 s Opakujeme měřeniacute Co pozorujeme Jak se
měniacute energie
2 Jinyacute postup určeniacute tuhosti pružiny k
a) Na siloměr zavěsiacuteme pružinu
b) Vyznačiacuteme na pozadiacute (tabule) konec pružiny bdquoznačku ndash 0 cmldquo Daacutele si
pomociacute praviacutetka vyznačiacuteme značky 5 10 15 20 hellip cm
c) V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty
Naacutezev Prodlouženiacute Jednotky cm
- 120 -
d) Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
e) Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
f) Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
g) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
h) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
i) Prodloužiacuteme pružinu o 5 cm
j) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
k) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 5 cm a stiskneme OK
l) Opakujeme body i) j) a k) pro 10 15 20 hellipcm
m) Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
n) Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice
Přiacutemaacute uacuteměrnost
o) Z grafu určiacuteme tuhost pružiny k ndash je směrnice polopřiacutemky A vynaacutesobenaacute
100 (protože l jsme zadaacutevali v cm)
3 Opakujeme pro jineacute zaacutevažiacute nebo jinou pružinu
- 121 -
Praacutece a energie 33 UacuteČINNOST
Fyzikaacutelniacute princip
Uacutečinnost je podiacutel vykonaneacute praacutece W a dodaneacute energie E W
E
Ciacutel
Určit uacutečinnost při ohřiacutevaacuteniacute vody lihovyacutem kahanem
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA kaacutedinka voda digitaacutelniacute vaacutehy lihovyacute kahan
laboratorniacute stojan
- 122 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 200 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Teploměr upevniacuteme do stojanu
4 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme praacutezdnou kaacutedinku mk = kg
5 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme vodu (např 200 ml) v kaacutedince m = kg
6 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme lihovyacute kahan mk0 = kg
7 Kaacutedinku upevniacuteme do stojanu postaviacuteme pod kaacutedinku kahan a zapaacuteliacuteme
ho
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 123 -
9 Po skončeniacute měřeniacute (1 200 s = 20 min) zvaacutežiacuteme znovu lihovyacute kahan
mk1 = kg a odečteme z grafu počaacutetečniacute teplotu vody t0 =hellip degC
a konečnou teplotu t1 = degC
10 Vypočiacutetaacuteme vykonanou praacuteci W = Q = cmt = 4 180 middot middot =
J
11 Vypočiacutetaacuteme dodanou energii E = Q = hm = h(mk0 ndash mk1) = 28 865 000 middot
E = J
12 Vypočiacutetaacuteme uacutečinnost
100
W
E
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
Vyacutehřevnost ethanolu je 28 865 000 Jmiddotkgndash1
1 Vypočiacutetej kolik dodaneacute energie přijme kaacutedinka ndash sklo
(c = 670 Jmiddotkgndash1
middot Kndash1
)
- 124 -
2 Kolik procent dodaneacute energie se bdquoztratiacuteldquo
3 Znaacuteš uacutečinnějšiacute způsob ohřiacutevaacuteniacute vody Jakou maacute uacutečinnost
( httpfyzwebczclankyindexphpid=132 )
4 Proč na grafu v okamžiku zamiacutechaacuteniacute s ohřiacutevanou vodou vznikajiacute nerovnosti
(viz vyacuteše) Proč teplota nejdřiacuteve rychleji stoupaacute a pak chviacuteli klesaacute
(po zamiacutechaacuteniacute) Proč teplota pak roste přibližně rovnoměrně
5 Proč graf (viz vyacuteše) neniacute lineaacuterniacute Čiacutem je to způsobeno
6 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-
202
- 125 -
Praacutece a energie 34 NAKLONĚNAacute ROVINA
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela potřebnaacute k pohybu tělesa po nakloněneacute rovině je tolikraacutet menšiacute než tiacutehovaacute
siacutela kolikraacutet je deacutelka roviny většiacute než jejiacute vyacuteška G
hF F
s Tiacutehovou siacutelu
vypočiacutetaacuteme FG = mg
Ciacutel
Ověřit platnost funkce h
F fs
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA digitaacutelniacute vaacutehy voziacuteček se zaacutevažiacutem nakloněnaacute
rovina deacutelkoveacute měřidlo
- 126 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme siloměr DFS-BTA do vstupu CH1 Změřiacuteme deacutelku nakloněneacute
roviny s = cm Zvaacutežiacuteme voziacuteček m = kg Vypočiacutetaacuteme velikost tiacutehoveacute
siacutely FG K siloměru připojiacuteme voziacuteček
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim
Udaacutelosti + Hodnoty Naacutezev Vyacuteška Jednotka cm OK Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute
grafu
- 127 -
3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute Siacutely (N) a na
vodorovneacute ose times Vyacuteška (cm)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Zvedneme
nakloněnou rovinu do vyacutešky 10 cm a stiskneme bdquospoušťldquo pro zadaacuteniacute teacuteto
hodnoty Opakujeme pro 20 cm 30 cm 40 cm
5 Ukončiacuteme měřeniacute
6 V menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Siacutela vybereme lineaacuterniacute rovnici
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proč graf funkce h
F fs
neprochaacuteziacute počaacutetkem Tzn když h = 0 pak
F = 0
2 Zkus změřit funkci h
F fs
pomociacute plynuleacuteho zvedaacuteniacute nakloněneacute
roviny Je potřeba nastavit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim Časovaacute
zaacutekladna
- 128 -
Tepelneacute jevy 35 KALORIMETRICKAacute ROVNICE
Fyzikaacutelniacute princip
Při tepelneacute vyacuteměně mezi dvěma tělesy platiacute kalorimetrickaacute rovnice Q1 = Q2
Po dosazeniacute
c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2) Index 1 je přiřazen teplejšiacutemu tělesu a index 2
chladnějšiacutemu tělesu
Ciacutel
Ověřit platnost kalorimetrickeacute rovnice c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2)
Pomůcky
LabQuest dva teploměry TMP-BTA dvě seřiacuteznuteacute PET laacutehve digitaacutelniacute vaacutehy
- 129 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 a druhyacute teploměr TMP-
BTA do vstupu CH2 LabQuestu Do naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme teplou
vodu o hmotnosti m1 a teplotě t1 Do druheacute naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme
studenou vodu o hmotnosti m2 a teplotě t2 Hmotnosti určiacuteme pomociacute digitaacutelniacute
vaacutehy Do prvniacute naacutedoby vložiacuteme prvniacute teploměr a do druheacute naacutedoby druhyacute
teploměr Teploměry můžeme upevnit do stojanů
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
120 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 130 -
3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute obou teplot a na
vodorovneacute ose x ponechaacuteme čas
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Přeložiacuteme teploměr
z naacutedoby se studenou vodou do naacutedoby s teplou vodou a současně přelijeme
studenou vodu do tepleacute a počkaacuteme až nastane rovnovaacutežnyacute stav
5 Ukončiacuteme měřeniacute
6 Z grafů odečteme teploty před tepelnou vyacuteměnou (t1 a t2) a po tepelneacute
vyacuteměně (t)
7 Vypočiacutetaacuteme teplo odevzdaneacute Q1 a teplo přijateacute Q2
8 Porovnaacuteme vyacutesledneacute hodnoty
9 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proč měřeniacute nevychaacuteziacute uacuteplně přesně Čiacutem je to způsobeno
2 Zkus stejneacute měřeniacute pro jedno kapalneacute těleso (voda) a jedno pevneacute těleso
(mosaznyacute vaacuteleček železnyacute vaacutelečekhellip)
3 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy
OHSP-202
- 131 -
Tepelneacute jevy 36 VEDENIacute TEPLA
Fyzikaacutelniacute princip
Zahřiacutevaacuteme-li jednu čaacutest podeacutelneacuteho tělesa z pevneacute laacutetky přenaacutešiacute se rychlejšiacute
pohyb atomů na dalšiacute a dalšiacute atomy Tiacutem se zvyšuje i teplota dalšiacutech čaacutestiacute
Tento jev se nazyacutevaacute vedeniacute tepla Laacutetky děliacuteme na tepelneacute vodiče (měď
hliniacutek hellip) a tepelneacute izolanty (vzduch plasty dřevo hellip)
Ciacutel
Ověřit šiacuteřeniacute tepla tepelnyacutem vodičem
Pomůcky
LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA tlustšiacute Cu vodič lihovyacute kahan dva
laboratorniacute stojany
- 132 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme čtyři teploměry TMP-BTA do vstupů CH1 až CH4 LabQuestu
LabQuest připojiacuteme k PC přes USB konektor Teploměry můžeme upevnit do
smyček vytvořenyacutech z tlustšiacuteho měděneacuteho draacutetu ndash viz scheacutema
2 Zapneme LabQuest V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat
nastaviacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzorek sekundu Zatrhneme Nepřerušenyacute
sběr dat
3 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a postaviacuteme ho pod konec Cu vodiče ndash viz scheacutema
4 V programu LoggerPro zvoliacuteme Sběr dat Nechaacuteme určitou
dobu běžet měřeniacute
5 Ukončiacuteme měřeniacute ndash v programu LoggerPro zvoliacuteme Zastavit
6 Porovnaacuteme naměřeneacute grafy
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
- 133 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus měřeniacute pro jinyacute pevnyacute tepelnyacute vodič
2 Zkus stejneacute měřeniacute pro kapalneacute těleso (voda v naacutedobě)
- 134 -
Termika 37 SOUTĚŽ TEPLOMĚRŮ
Fyzikaacutelniacute princip
Teplota popisuje stav tělesa Teplotu měřiacuteme teploměrem Teplota tělesa
zaacutevisiacute i na miacuteře ochlazovaacuteniacute Miacutera ochlazovaacuteniacute zaacutevisiacute i na vlhkosti povrchu
tělesa (podobně ochlazovaacuteniacute lidskeacuteho těla) Vypařujiacuteciacute se kapalina odvaacutediacute čaacutest
vnitřniacute energie tělesa ndash ochlazuje ho Miacutera ochlazovaacuteniacute tělesa zaacutevisiacute i na
odvaacuteděniacute vznikajiacuteciacutech par
Ciacutel
Porovnej rychlost ochlazovaacuteniacute tělesa na povrchu sucheacuteho a mokreacuteho tělesa
Pomůcky
LabQuest teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA rychlovarnaacute konvice s horkou
vodou utěrka
- 135 -
Scheacutema
Postup
1 V konvici si ohřejeme vodu
2 Teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1
LabQuestu
3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
4 Zastrčiacuteme teploměr do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute je
praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme
tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem nepohybujeme
- 136 -
5 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash
menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Zastrčiacuteme teploměr opět do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute
je praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme
tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem budeme nyniacute maacutevat
7 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash
menu Graf ndash Uložit měřeniacute
8 Body 4 až 7 znovu opakujeme ale s tiacutem že po vytaženiacute teploměru
z konvice teploměr rychle utřeme utěrkou
9 Zobraziacuteme všechny čtyři naměřeneacute grafy ndash menu Graf ndash Ukaacutezat graf ndash
Všechny grafy
10 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus stejneacute měřeniacute s vlažnou vodou
2 Vyzkoušej jinou kapalinu
3 Pokud maacuteme čtyři teploměry můžeme proveacutest měřeniacute bdquonajednouldquo
- 137 -
Tepelneacute jevy 38 VAR
Fyzikaacutelniacute princip
Var je děj při ktereacutem se kapalina přeměňuje v plyn v celeacutem objemu Teplota
při ktereacute dochaacuteziacute k varu se nazyacutevaacute teplota varu Jejiacute hodnota zaacutevisiacute nejen na
chemickeacutem složeniacute kapaliny ale takeacute na tlaku nad povrchem kapaliny Voda
vře za normaacutelniacuteho tlaku (1 013 hPa) při 100 degC Zaacutevislost teploty varu vody
na tlaku lze přibližně vyjaacutedřit rovniciacute 5
716 2810
pt
Ciacutel
Ověřit teplotu varu za normaacutelniacuteho tlaku Ověřit zaacutevislost teploty varu na tlaku
- 138 -
Pomůcky
LabQuest teploměr GoTemp nebo TMP-BTA baňka voda lihovyacute kahan
laboratorniacute stojan odměrnyacute vaacutelec
Scheacutema
- 139 -
Postup
1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr GoTemp nebo TMP-
BTA Do baňky nalijeme horkou vodu Sestaviacuteme pomůcky podle scheacutema
V odměrneacutem vaacutelci kteryacute určuje hodnotu tlaku par nad volnyacutem povrchem vařiacuteciacute
vody neniacute voda Tzn že nad vodou v baňce je atmosfeacuterickyacute tlak
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Režim
Udaacutelosti a hodnoty Naacutezev Tlak Jednotka Pa
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a ohřiacutevaacuteme vodu v baňce až dosaacutehne teploty varu
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Paacutery vznikajiacuteciacute nad volnyacutem povrchem v baňce mohou volně odchaacutezet
hadiciacute kteraacute uacutestiacute nad dnem odměrneacuteho vaacutelce
7 Při dosaženiacute teploty varu stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
8 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku (odečteme
z barometru) a stiskneme OK
- 140 -
9 Přilijeme do odměrneacuteho vaacutelce vodu do vyacutešky 5 cm nad uacutestiacutem hadice
10 Při dosaženiacute teploty varu (poznaacuteme to podle bublinek ktereacute budou
vystupovat do vody v odměrneacutem vaacutelci) stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
11 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku zvětšenou
o hodnotu hydrostatickeacuteho tlaku a stiskneme OK
12 Opakujeme body 9 10 a 11 pro hodnoty vyacutešky hladiny vody v odměrneacutem
vaacutelci 10 cm 15 cm 20 cm a 25 cm
13 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
14 Provedeme analyacutezu grafu Jakaacute je to funkce Porovnaacuteme vyacutesledky
s vyacutesledky v MFCh tabulkaacutech Určiacuteme rovnici lineaacuterniacute funkce t = f(p)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Na čem zaacutevisiacute teplota varu určiteacute kapaliny
2 Čiacutem se lišiacute var vody v otevřeneacutem a v uzavřeneacutem tlakoveacutem hrnci
3 Může voda vařit i při nižšiacute teplotě než 100 degC
4 Pomociacute vyacutevěvy změř teploty varu při nižšiacutem tlaku než je atmosfeacuterickyacute
- 141 -
Zvukoveacute jevy 39 KMITAVYacute POHYB
Fyzikaacutelniacute princip
Kmitaveacute pohyby se nazyacutevajiacute pohyby při kteryacutech vyacutechylka opakovaně roste
a klesaacute Kmit je periodicky se opakujiacuteciacute čaacutest kmitaveacuteho pohybu doba jeho
trvaacuteniacute je perioda T a počet kmitů za jednotku času je frekvence 1
fT
Ciacutel
Určit periodu T a frekvenci f kmitaveacuteho pohybu
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA těleso (zaacutevažiacute) pružina stojan metr
- 142 -
Scheacutema
- 143 -
Postup
1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest Na siloměr zavěsiacuteme pružinu
3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
50 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute) Těleso je v klidu
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika
Určiacuteme hmotnost tělesa Ověřiacuteme na digitaacutelniacutech vahaacutech
8 Uvedeme těleso do kmitaveacuteho pohybu
9 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Provedeme
analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice (nebo soubor
nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)
- 144 -
10 Z grafu určiacuteme periodu T a vyacutepočtem frekvenci f
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Určete periodu a kmitočet joja
2 Určete periodu a kmitočet zaacutevažiacute ponořeneacuteho v kapalině
3 Určete periodu a kmitočet kmitaacuteniacute praviacutetka
4 Měř kmitavyacute pohyb delšiacute dobu Co pozoruješ
- 145 -
Zvukoveacute jevy 310 ZVUK
Fyzikaacutelniacute princip
Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz
Ciacutel
Určit časovyacute diagram některyacutech zdrojů zvuku ndash ladičky klaacuteves hudebniacutech
naacutestrojůhellip
Určit frekvenci (vyacutešku) toacutenů c1 d
1 e
1 c
2 Určit hudebniacute intervaly těchto
toacutenů Předveacutest barvu toacutenů
Pomůcky
LabQuest mikrofon MCA-BTA zdroje zvuku (hudebniacute naacutestroje) ladičky
- 146 -
Scheacutema
Postup
1 Zapneme LabQuest
2 Připojiacuteme mikrofon MCA-BTA do vstupu CH1 LabQuestu nebo v menu
Senzory ndash Nastaveniacute senzorů zvoliacuteme INT ndash Vnitřniacute mikrofon
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Rozezvučiacuteme zdroj zvuku ndash hlaacuteska bdquoaldquo bdquoeldquo bdquosldquo
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Uklaacutedaacuteme naměřeneacute zvuky v menu Graf ndash Uložit měřeniacute nebo zvoliacuteme
Pomociacute kalkulačky určujeme kmitočty periodickyacutech zvuků Uložiacuteme soubor
- 147 -
- 148 -
7 Opakujeme body 4 5 a 6 pro toacuteny c1 d
1 e
1 c
2 Určujeme kmitočet
těchto toacutenů (změřiacuteme periodu a kmitočet vypočiacutetaacuteme) a jejich hudebniacute
intervaly
8 Naměřeneacute kmitočty toacutenů a vypočiacutetaneacute hodnoty hudebniacutech intervalů
porovnaacuteme s hodnotami v tabulce
Toacuten c1 d1 e1 f1 g1 a1 h1 c2
Laděniacute absolutniacute vyacuteška (Hz)
temperovaneacute 262 294 330 349 392 440 494 524
přirozeneacute 264 297 330 352 396 440 495 528
Hudebniacute interval 11 98 54 43 32 53 158 21
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkoušiacuteme měřit časoveacute diagramy různyacutech hudebniacutech naacutestrojů
2 Zkus změřit stejneacute toacuteny různyacutech hudebniacutech naacutestrojů Co je barva toacutenů
- 149 -
Zvukoveacute jevy 311 RYCHLOST ZVUKU VE
VZDUCHU
Fyzikaacutelniacute princip
Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz Rychlost zvuku
můžeme změřit přiacutemou metodou tak že změřiacuteme vzdaacutelenost kterou zvuk urazil
a dobu za kterou mu to trvalo
Ciacutel
Určit rychlost zvuku ve vzduchu při daneacute teplotě
Pomůcky
LabQuest dva mikrofony MCA-BTA zdroj zvuku ndash dřevěneacute hůlky (hudebniacute
naacutestroj)
- 150 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 a CH 2 LabQuestu připojiacuteme dva mikrofony MCA-BTA
2 Mikrofony nastaviacuteme dle scheacutematu na jeden až dva metry od sebe Změřiacuteme
vzdaacutelenost s = m
3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
003 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute
přes 25 Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu měřeniacute neprobiacutehaacute čekaacute
na bdquospoušťldquo
5 U praveacuteho mikrofonu ťukneme do dřevěnyacutech hůlek Tiacutem se zapne
(bdquospoušťldquo) měřeniacute a oba mikrofony zaznamenajiacute zvuk Levyacute mikrofon
s určityacutem zpožděniacutem ktereacute odpoviacutedaacute vzdaacutelenosti obou mikrofonů a rychlosti
zvuku
6 Na dotykoveacute obrazovce si zvětšiacuteme miacutesto kde začiacutenaacute druhyacute zvuk ndash
označiacuteme perem a menu Graf ndash Zvětšit Daacutele označiacuteme co nejpřesněji miacutesto
kde začiacutenaacute druhyacute zpožděnyacute zvuk odečteme čas zpožděniacute t = s
- 151 -
7 Vypočiacutetaacuteme rychlost zvuku v = st = m sndash1
8 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute vzdaacutelenosti
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pokud stejneacute měřeniacute bude dělat viacutece studentů je potřeba se domluvit aby
nedošlo k vzaacutejemneacutemu rušeniacute
2 Porovnej rychlost zvuku s tabulkovou hodnotou a s hodnotami v jinyacutech
laacutetkaacutech Kde je největšiacute
3 Vypočiacutetej podle vzorce z tabulek jakaacute je rychlost zvuku při daneacute teplotě
vzduchu t = degC
4 Zkus se zamyslet nad průběhem grafů ndash jak se musiacute chvět zdroj zvuku
Zkus změřit rychlost zvuku pomociacute odrazu Naacutevod
K měřeniacute je použita odpadniacute trubka HTEM zakoupenaacute v OBI (deacutelka 1 2 nebo
3m takeacute je možneacute zakoupit viacutece stejnyacutech metrovyacutech kusů ktereacute je možno
zasouvat do sebe) K ucpaacuteniacute trubky je možneacute koupit tzv zaacutetku kteraacute se nasadiacute
- 152 -
na konec trubky Mikrofon je umiacutestěn těsně u uacutestiacute trubky K měřeniacute stačiacute pouze
jeden mikrofon K měřeniacute je potřeba stejneacute nastaveniacute (včetně bdquospouštěldquo)
5 Měřeniacute zkus nejdřiacuteve bez odpadniacute trubky a potom s trubkou
6 Jakou vzdaacutelenost musiacuteš dosadit do vzorce
7 Zkus stejneacute měřeniacute ale oddělej zaacutetku Zkus vysvětlit to co jsi naměřil
8 Nyniacute můžeš zkusit i ohřaacutet vzduch v trubce pomociacute feacutenu nebo teplovzdušneacute
pistole a teploměrem TMP-BTA měřit jeho teplotu Jak se změniacute rychlost
zvuku Co to způsobilo
- 153 -
Zvukoveacute jevy 312 VNIacuteMAacuteNIacute ZVUKU HLASITOST
Fyzikaacutelniacute princip
Praacuteh slyšitelnosti je nejmenšiacute intenzita zvuku kterou je schopen vniacutemat
pozorovatel s normaacutelniacutem sluchem (I0 = 10ndash12
W mndash2
) Praacuteh bolesti je
nejmenšiacute intenzita zvuku kteraacute vyvolaacute pocit bolesti (I0 = 10 W mndash2
) Hladina
intenzity zvuku L (v decibelech) je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute vyjadřuje kolikraacutet
je vniacutemanyacute zvuk silnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti (10kraacutet o 10 dB 100kraacutet
o 20 dB 1 000kraacutet o 30 dB hellip)
Ciacutel
Určit pomociacute hlukoměru SLM-BTA hladinu intenzity zvuku lidskeacuteho hlasu
zařiacutezeniacute a strojů kolem naacutes (pračka vysavač televize raacutedio reprodukovanaacute
hudba ulice hřiště přestaacutevka ve školehellip ticho)
- 154 -
Pomůcky
LabQuest hlukoměr SLM-BTA
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme hlukoměr SLM-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
120 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 155 -
3 Nastaveniacute hlukoměru SLM-BTA Time Weiting ndash S (slow) Maximum
Level Hold ndash RESET (průběžně zobrazuje) Frequency Weighting ndash A (pomaleacute
změny)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a postupně v 10 s
intervalech zkoušiacuteme různeacute zvuky ticho ndash potlesk ndash tlumenyacute hovor ndash hlasityacute
hovor ndash velmi hlasityacute hovor ndash křik
5 Podobně zkoušiacuteme změřit
a) hluk celeacuteho praciacuteho cyklu pračky
b) hluk různyacutech spotřebičů kolem naacutes ndash televize raacutedio zvuk ze sluchaacutetek
(přiloženiacutem hlukoměru ke sluchaacutetkům) zvuk mobilniacuteho telefonu hluk varneacute
konvice
c) hluk ve škole ndash ve třiacutedě na chodbě hellip
d) ticho ndash ve dne v noci
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Kolikraacutet je bdquoticholdquo hlučnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti
2 Vyzkoušej jak velkeacute je bdquoticholdquo uvnitř krabice
- 156 -
3 Jakeacute je bdquoticholdquo před oknem a za oknem
4 Vyzkoušej odraz zvuku ndash v miacutestnosti na louce
5 Změř jak se měniacute hladina intenzity zvuku za bouřky
6 Zkoumej jak zvuk pohlcujiacute různeacute materiaacutely
7 Vyzkoušej odraz zvuku pomociacute desky Např
8 Vyzkoušej naměřit v jeskyni hlasitost ozvěny
- 157 -
9 U reproduktoroveacute soustavy (stereo) zkus naleacutezt miacutesto s nejsilnějšiacute hlasitostiacute
10 Změř zaacutevislost hlasitosti na uacutehlu naacuteklonu odrazneacute desky Sestroj graf
11 Změř směrovou charakteristiku reproduktoru
( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=393)
12 Změř frekvenčniacute charakteristiku reproduktoru
( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=392)
- 158 -
Elektrickeacute vlastnosti laacutetek
313 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ ELEKTRICKYacute PROUD
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovanyacutech
těles kteryacute se projevuje silovyacutem působeniacutem na jinaacute tělesa Jeho jednotkou je
coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při pokusech ve třiacutedě
pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů) 1 nC je přibližně
6000000000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj elektronu hellip)
Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj (na skleněneacute
tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně nabiteacute těleso maacute
viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute protony
K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič naacuteboje
Elektrickyacute proud I je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličinou Jeho jednotkou je ampeacuter
(A) Můžeme jej vyjaacutedřit pomociacute naacuteboje Q kteryacute projde vodičem za jednotku
času Q
It
Ciacutel
Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute
při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute
Změřit proud I v zaacutevislosti na čase t a určit velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute
a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru
- 159 -
Pomůcky
LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA ampeacutermetr DCP-BTA tělesa (plechovka
na polystyreacutenu kovoveacute kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem
držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute těles kondenzaacutetor 15 mF16 V plochaacute baterie
45 V žaacuterovka 35 V 01 A přepiacutenač
- 160 -
Scheacutema
Postup
1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou
krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku
připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou
zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě
- 161 -
kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru
zvoliacuteme rozsah plusmn100 nC (scheacutema a))
2 Zapneme LabQuest
3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem
ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj
Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky
5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence
2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj
z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute
naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)
Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky
9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute
tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)
10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu 3times3
mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle
- 162 -
Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm
Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je
11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech
(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)
12 Sestaviacuteme obvod podle scheacutema b)
13 Změřiacuteme časovyacute průběh proudu při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru
- 163 -
14 Určiacuteme velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru pomociacute
funkce menu Analyacuteza volba Integraacutel
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zopakuj měřeniacute v bodech 13 a 14 pro různaacute zapojeniacute dvou nebo viacutece
kondenzaacutetorů
- 164 -
Elektrickyacute proud 314 OHMŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Ohmův zaacutekon Pokud maacute kovovyacute vodič staacutelou teplotu je elektrickyacute proud
prochaacutezejiacuteciacute vodičem přiacutemo uacuteměrnyacute napětiacute na vodiče (r 1826 G S Ohm)
Grafem přiacutemeacute uacuteměrnostiacute je přiacutemka prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem
Ciacutel
Ověřit Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky a rezistory 12 Ω 33 Ω
a 100 Ω
Pomůcky
LabQuest rezistor 33 Ω a 100 Ω žaacuterovka 6 V03 A voltmetr DVP-BTA
ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat
- 165 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
napětiacute Vlevo 0 Vpravo 6 V Na ose y zvoliacuteme Elektrickyacute proud a Spojovat
body Dole 0 a Nahoře 06 A V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Reostatem pomalu zvyšujeme napětiacute a proud Hodnota napětiacute nesmiacute
překročit 5 V a proudu 06 A Zobrazuje se tzv voltampeacuterovaacute charakteristika
Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro rezistor 33 Ω a pro žaacuterovku
- 166 -
7 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Platiacute Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky
2 Porovnej voltampeacuteroveacute charakteristiky rezistorů s různyacutemi hodnotami
odporů
3 Zkus vymyslet jak ověřiacuteš že Ohmův zaacutekon platiacute i pro wolframoveacute vlaacutekno
žaacuterovky
- 167 -
Elektrickyacute proud 315 ODPOR
Fyzikaacutelniacute princip
Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou
elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše
přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita
ρ a na teplotě t vodiče
Ciacutel
Změřit odpor bdquošpatneacuteholdquo vodiče ndash rezistoru Ověřit jak zaacutevisiacute odpor vodiče na
deacutelce
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) různeacute rezistory tahovyacute
potenciometr 10 kΩ počiacutetač s programem Logger Pro
- 168 -
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 K ohmmetru připojiacuteme tahovyacute potenciometr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se
vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 169 -
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm
2 cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute
potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute
exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute
14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Měřiacuteme odpor různyacutech rezistorů a jejich zapojeniacute
2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů
3 Změř jak zaacutevisiacute odpor potenciometru na uacutehlu natočeniacute u otočneacuteho
potenciometru
- 170 -
Elektrickyacute proud 316 ZAacuteVISLOST ODPORU NA
TEPLOTĚ
Fyzikaacutelniacute princip
Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou
elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše
přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita
ρ a na teplotě t vodiče
Na teplotě zaacutevisiacute odpor vodičů i polovodičů Odpor vodičů se vzrůstajiacuteciacute
teplotou stoupaacute (kladnyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) kdežto odpor
polovodičů uhliacuteku a některyacutech speciaacutelniacutech slitin kovů se vzrůstajiacuteciacute teplotou
klesaacute (zaacutepornyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) Elektrickyacute odpor maacute
vždy kladnou hodnotu Dobreacute vodiče kladou malyacute odpor špatneacute vodiče kladou
velkyacute odpor
Pozistor je dvoupoacutelovaacute elektrickaacute součaacutestka Jednaacute se o typ termistoru
s pozitivniacute teplotniacute zaacutevislostiacute (tzn s rostouciacute teplotou roste odpor) proto se
použiacutevaacute i označeniacute PTC termistor (positive temperature coefficient) Vyraacutebějiacute
se z polykrystalickeacute feroelektrickeacute keramiky (titaničitan barnatyacute BaTiO3)
Odpor pozistoru s růstem teploty nejprve miacuterně klesaacute nad Curieovu teplotu
poteacute prudce vzrůstaacute asi o 3 řaacutedy a pak opět miacuterně klesaacute Oblast naacuterůstu je
možneacute chemickyacutem složeniacutem ovlivňovat a tak vytvořit např sadu teploměrů
s odstupňovanyacutem teplotniacutem rozsahem (nejčastěji po 10 degC)
- 171 -
Ciacutel
Změřit jak zaacutevisiacute odpor pozistoru na teplotě
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA
pozistor kaacutedinka stojan počiacutetač s programem Logger Pro
- 172 -
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 a teploměr TMP-BTA do
konektoru CH 2 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Teploměr a pozistor jsou společně
upevněny zkroucenyacutem draacutetkem
3 K ohmmetru připojiacuteme pozistor
4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
5 Zapneme LabQuest
6 V programu LoggerPro na ose x zvoliacuteme teplotu a na ose y zvoliacuteme odpor
Tzn R = f(t)
7 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
8 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme
Nepřerušenyacute sběr dat
9 Do kaacutedinky nalijeme horkou vodu z konvice
- 173 -
10 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat Měřeniacute
nechaacuteme běžet delšiacute dobu (90 min) Pokud nemaacuteme čas můžeme měřeniacute
urychlit postupnyacutem ochlazovaacuteniacutem (přileacutevaacuteme studenou vodu nebo led)
11 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
12 Opakujeme měřeniacute pro různeacute pozistory
13 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z grafů určete teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu Porovnej jeho
velikost s hodnotami různyacutech kovů v tabulkaacutech
2 K čemu se použiacutevajiacute pozistory
- 174 -
Elektrickyacute proud 317 REOSTAT A POTENCIOMETR
Fyzikaacutelniacute princip
Plynulou změnu proudu spotřebičem umožňujiacute součaacutestky s proměnnyacutem
odporem ndash potenciometry Podle pohybu při ovlaacutedaacuteniacute je děliacuteme na tahoveacute
a otočneacute
K regulaci velkyacutech proudů použiacutevaacuteme reostat
Ciacutel
Ověřit funkci potenciometru jako děliče napětiacute a regulaacutetoru proudu
- 175 -
Pomůcky
LabQuest různeacute potenciometry počiacutetač s programem Logger Pro voltmetr
VP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA rezistor 100 Ω plochaacute baterie
- 176 -
Scheacutema
Postup
1 Voltmetr VP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 Potenciometr zapojiacuteme jako dělič napětiacute (viz scheacutema)
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment zvoliacuteme Sběr dat Moacuted
Udaacutelosti se vstupy Naacutezev sloupce deacutelka Značka d Jednotka cm
6 Na ose x zvoliacuteme veličinu deacutelka Na ose y veličinu napětiacute
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 177 -
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm
2cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute
potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko U otočneacuteho potenciometru měřiacuteme
a zadaacutevaacuteme jednotku uacutehlu
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute
exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
15 Stejneacute měřeniacute provedeme pro zapojeniacute potenciometru jako regulaacutetoru
proudu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 K čemu si využiacutevajiacute obě zapojeniacute Jakyacute je mezi nimi rozdiacutel
2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů
- 178 -
Elektrickyacute proud 318 VNITŘNIacute ODPOR ZDROJE
Fyzikaacutelniacute princip
Součet všech odporů kteryacutemi musiacute prochaacutezet proud uvnitř zdroje se nazyacutevaacute
vnitřniacute odpor zdroje Proud v uzavřeneacutem obvodu je roven podiacutelu
elektromotorickeacuteho napětiacute U0 zdroje a celkoveacuteho odporu R + Ri kde Ri je
vnitřniacute odpor zdroje
0
i
UI
R R
Ciacutel
Ověřit Ohmův zaacutekon pro uzavřenyacute obvod
Pomůcky
LabQuest rezistor 10 Ω voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute
baterie reostat 100 Ω a 10 kΩ
- 179 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x
zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat -
Ampeacutermetr Reostat 100 Ω a 10 kΩ nastaviacuteme na max hodnoty odporu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme spiacutenač
5 Reostatem 10 kΩ pomalu (10 s) zvětšujeme proud (hodnota odporu na
min) Jakmile reostat 10 kΩ vytočiacuteme do krajniacute polohy (min) pokračujeme
stejně reostatem 100 Ω do krajniacute polohy (min) Hodnota proudu nesmiacute
překročit 06 A což při napětiacute 45 V zajistiacute rezistor 10 Ω Zobrazuje se tzv
zatěžovaciacute charakteristika zdroje Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu
Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro různě stareacute plocheacute baterie
- 180 -
7 Provedeme analyacutezu jednotlivyacutech grafů V menu Analyacuteza zvoliacuteme Fitovat
křivku Napětiacute Vybereme typ rovnice Lineaacuterniacute Určiacuteme koeficienty lineaacuterniacute
funkce Opakujeme pro všechny grafy
8 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona pro uzavřenyacute obvod)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z koeficientů lineaacuterniacutech funkciacute určete napětiacute napraacutezdno U0 a zkratovyacute
proud Ik Daacutele určete vnitřniacute odpor Ri plocheacute baterie noveacute a stareacute
2 Vnitřniacute odpor plocheacute baterie se staacuteřiacutem zvětšuje Jak se to projevuje na
zatěžovaciacute charakteristice
- 181 -
Elektrickyacute proud 319 VYacuteKON ELEKTRICKEacuteHO
PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Vyacutekon P elektrickeacuteho proudu vypočiacutetaacuteme jako součin napětiacute na spotřebiči
a proudu kteryacute spotřebičem proteacutekaacute P = U I U spotřebičů je spraacutevneacute označovat
dodaacutevanyacute vyacutekon jako přiacutekon P0 Napřiacuteklad u žaacuterovky je světelnyacute vyacutekon
zlomkem elektrickeacuteho přiacutekonu
Ciacutel
Pomociacute wattmetru určit přiacutekon některyacutech spotřebičů Změřit přiacutekon v zaacutevislosti
na čase u některyacutech spotřebičů
Pomůcky
LabQuest wattmetr WU-PRO-I spotřebiče
- 182 -
Scheacutema
Postup
1 Wattmetr WU-PRO-I zapojiacuteme do USB konektoru LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 600 s Frekvence
1 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Připojiacuteme spotřebič k wattmetru
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) nebo po stisknutiacute tlačiacutetka (ukončit
měřeniacute) uložiacuteme soubor
- 183 -
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus změřit přiacutekon ledničky po dobu 24 hodin s teploměrem uvnitř Vyslov
zaacutevěr
2 Zkus změřit přiacutekon mikrovlnneacute trouby při ohřevu potravin (vody ndash změř
teplotu před začaacutetkem a po skončeniacute ohřiacutevaacuteniacute) Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče
3 Zkus změřit přiacutekon elektrovarneacute konvice nebo indukčniacuteho vařiče
s teploměrem Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče
- 184 -
Tepelneacute jevy 320 TERMOHRNEK
Fyzikaacutelniacute princip
Termosky a termohrnky jsou speciaacutelně vyrobeneacute naacutedoby ktereacute sloužiacute
k uchovaacuteniacute teploty tekutiny uvnitř Termoska byla vynalezena v roce 1982
Zaacutekladniacutem principem termosky je dvojitaacute vnitřniacute naacutedoba s lesklyacutemi dvojityacutemi
stěnami a z mezery mezi stěnami obou naacutedob je odčerpaacuten veškeryacute vzduch Přes
toto vakuoveacute prostřediacute nemůže tepelnaacute energie pronikat vedeniacutem tepelneacute
zaacuteřeniacute se odraacutežiacute zpět od lesklyacutech stěn u naacutedoby opatřeneacute zaacutetkou je omezen
i přenos prouděniacutem Diacuteky tomuto principu zůstaacutevaacute tekutina v naacutedobě teplaacute
nebo chladnaacute až po dobu několika hodin Většinou se dodaacutevajiacute termosky
s hrniacutečkem nebo sloužiacute jako hrniacuteček viacutečko laacutehve Různeacute firmy takeacute nabiacutezejiacute
možnost potisku vašiacute termosky
Ciacutel
Ověřit schopnost termohrnku udržet naacutepoj teplyacute po určitou dobu
Pomůcky
LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA různeacute termohrnky
- 185 -
Scheacutema
Postup
1 Teploměry zapojiacuteme do konektorů CH 1 až CH 4 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute (viz scheacutema) Dva termohrnky majiacute viacutečka Termohrnek
vpravo je bez viacutečka Vlevo je obyčejnyacute porcelaacutenovyacute hrnek
3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme ho přes USB k PC V programu LoggerPro
v menu Experiment ndash Sběr dat zatrhneme Nepřerušenyacute sběr dat
4 Do všech termohrnků nalijeme stejneacute množstviacute horkeacute vody z konvice
5 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
- 186 -
6 Po určiteacute době (např 2 až tři hodiny) zastaviacuteme měřeniacute
7 Vysloviacuteme zaacutevěr Co vše maacute vliv na udrženiacute tepleacuteho naacutepoje
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Opakujeme měřeniacute u všech termohrnků bez viacuteček
2 Opakujeme měřeniacute u všech hrnků s viacutečky
3 Opakujeme měřeniacute se studenyacutem naacutepojem Využijeme při tom kostky ledu
- 187 -
Elektrodynamika 41 MAGNETICKEacute POLE VODIČE
Fyzikaacutelniacute princip
Roku 1820 Hans Christian Oersted prokaacutezal že vodič jiacutemž prochaacuteziacute
elektrickyacute proud vytvaacuteřiacute kolem sebe magnetickeacute pole
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar soustřednyacutech kružnic ležiacuteciacutech v rovinaacutech
kolmyacutech na vodič Orientace indukčniacutech čar zaacutevisiacute na směru proudu a k jejiacutemu
určeniacute použiacutevaacuteme Ampeacuterovo pravidlo praveacute ruky Naznačiacuteme uchopeniacute
vodiče do praveacute ruky tak aby palec ukazoval dohodnutyacute směr proudu ve
vodiči prsty pak ukazujiacute orientaci magnetickyacutech indukčniacutech čar
- 188 -
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho
vodičem a na vzdaacutelenosti od vodiče
Pomůcky
LabQuest rezistor 10 Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA vodič
regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127
- 189 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash
max 06A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci v okoliacute vodiče
6 Potom nastaviacuteme konstantniacute hodnotu proudu a pohybujeme teslametrem
v kolmeacutem směru k ose vodiče
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce B na velikosti
elektrickeacuteho proudu I a na vzdaacutelenosti
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ze znalosti velikosti proudu a vzdaacutelenosti od vodiče spočiacutetej magnetickou
indukci
2π
IB
d kde μ0 = 4πmiddot10
ndash7NmiddotA
ndash2
- 190 -
Elektrodynamika 42 SIacuteLA PŮSOBIacuteCIacute NA VODIČ
V MAGNETICKEacuteM POLI
Fyzikaacutelniacute princip
Na vodič o deacutelce l kteryacutem prochaacuteziacute proud I a je umiacutestěnyacute v magnetickeacutem poli
trvaleacuteho magnetu s indukciacute B působiacute siacutela F = BIl
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost siacutely působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli na velikosti proudu
prochaacutezejiacuteciacuteho vodičem
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA ampeacutermetr HCS-BTA vodič magnet
regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute KXN-305D rezistor 2 Ω-10 W
- 191 -
Scheacutema
- 192 -
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
siloměr DFS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo ndash5 A Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Siacutela a Spojovat body
Dole ndash003 N a Nahoře 003 N V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash
max 5 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Regulovatelnyacutem zdrojem zmenšujeme napětiacute (proud) na 0 V (0 A)
Přepoacutelujeme zapojeniacute zdroje Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute
(proud) Kontrolujeme proud ndash max 5 A Graf se vykresluje na opačnou stranu
osy y Siloměrem měřiacuteme siacutelu působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli
7 Provedeme analyacutezu grafu ndash proložiacuteme lineaacuterniacute funkci
8
9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute siacutela na velikosti elektrickeacuteho proudu I
- 193 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vypočiacutetej velikost siacutely ze znaacutemyacutech hodnot B I a l F BIl Magnetickou
indukci B změř teslametrem uvnitř magnetickeacuteho pole magnetu
2 Miacutesto jednoducheacuteho vodiče použij několik zaacutevitů vodiče (viz scheacutema)
Porovnej vyacutesledky měřeniacute
3 Měřeniacute uspořaacutedej vodorovnyacutem směrem Siloměr bude zavěšenyacute svisle
a ciacutevka bude otočně upevněnaacute uprostřed Ktereacute uspořaacutedaacuteniacute je vyacutehodnějšiacute
- 194 -
Elektrodynamika 43 ELEKTROMAGNETICKAacute
INDUKCE
Fyzikaacutelniacute princip
Elektromagnetickaacute indukce je jev při ktereacutem vznikaacute elektrickeacute napětiacute ve
vodiči změnou magnetickeacuteho pole v okoliacute vodiče (ciacutevky) Indukovaneacute napětiacute
zaacutevisiacute na velikosti změny magnetickeacuteho pole i na rychlosti jeho změny
Ciacutel
Změřit indukovaneacute napětiacute Ověřit na čem zaacutevisiacute
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA ciacutevka s jaacutedrem permanentniacute magnet
- 195 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod
dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 5 s
Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Roztočiacuteme
permanentniacute magnet v těsneacutem okoliacute ciacutevky (jaacutedra)
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 196 -
4 Opakujeme měřeniacute s rychlejšiacutem (pomalejšiacutem) otaacutečeniacutem magnetu
5 Vyměniacuteme magnet za bdquosilnějšiacuteldquo
6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash na čem zaacutevisiacute indukovaneacute napětiacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus ciacutevku s jinyacutem počtem zaacutevitů
2 Zkus pohybovat membraacutenou reproduktoru a měřit indukovaneacute napětiacute
3 Zkus napjatou strunu umiacutestit do magnetickeacuteho pole a na niacute měřit velikost
indukovaneacuteho napětiacute
- 197 -
Elektrodynamika 44 STŘIacuteDAVYacute PROUD
Fyzikaacutelniacute princip
Střiacutedavyacute proud (napětiacute) je proud kteryacute staacutele měniacute svoji velikost i směr Časovyacute
průběh různyacutech střiacutedavyacutech proudů (napětiacute) může byacutet harmonickyacute (sinusoida)
obdeacutelniacutekovyacute trojuacutehelniacutekovyacutehellip
Z časoveacuteho průběhu harmonickeacuteho proudu (napětiacute) můžeme určit periodu
frekvenci a amplitudu
Ciacutel
Změř časovyacute průběh harmonickeacuteho napětiacute a urči jeho efektivniacute hodnotu
periodu frekvenci a amplitudu Urči vztahy mezi nimi
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA (+ndash10 V) zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute do 5 V
multimetr
- 198 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme voltmetr VP-BTA (+ndash10 V)
2 Do školniacuteho zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute (max 5 V stř) připojiacuteme rezistor
100 Ω
3 Paralelně k tomuto rezistoru připojiacuteme multimetr zapojenyacute jako střiacutedavyacute
voltmetr Zkontrolujeme že napětiacute neniacute většiacute než 5 V (efektivniacute hodnota)
4 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
01 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute
přes 001 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
5 Připojiacuteme vyacutevody voltmetru k rezistoru a stiskneme tlačiacutetko START
(měřeniacute) na LabQuestu
6 Po proběhleacutem měřeniacute v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika ndash Napětiacute
7 Z tabulky Statistika můžeme odečiacutest max hodnotu napětiacute = amplituda
Umax = V
8 Na voltmetru odečteme efektivniacute hodnotu napětiacute Uef = V
- 199 -
9 Vzhledem k tomu že jsme zadali dobu měřeniacute 01 s tak se zobrazilo přesně
5 period Tzn že jedna perioda je T = 002 s a frekvence je f = 50 Hz
10 Vypočiacutetaacuteme poměr Umax Uef =
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jako zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute můžeme
použiacutet samotnyacute LabQuest s vyacutekonovyacutem
zesilovačem PAMP kteryacute připojiacuteme
k LabQuestu a v aplikaci Zesilovač (generaacutetor
funkciacute) můžeme nastavovat druh střiacutedaveacuteho
signaacutelu (sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek pila)
frekvenci a amplitudu Pomociacute druheacuteho
LabQuestu můžeme kontrolovat ndash měřit tento
střiacutedavyacute signaacutel
2 Jako jinyacute zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute (proudu)
můžeme použiacutet generaacutetor funkciacute NTL I u něj
je možneacute nastavovat druh střiacutedaveacuteho signaacutelu
(sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek) frekvenci
a amplitudu kterou můžeme pomociacute
LabQuestu měřit
3 Kde se využiacutevaacute střiacutedaveacute napětiacute (proud) S jakyacutem průběhem
4 Zkus změřit střiacutedaveacute napětiacute v nějakeacutem přiacutestroji např na reproduktoru
baterioveacuteho raacutedia Pozor střiacutedaveacute napětiacute musiacute byacutet menšiacute než plusmn10 V Ověř
nejdřiacuteve stř voltmetrem
- 200 -
Elektrodynamika 45 TŘIacuteFAacuteZOVEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Třiacutefaacutezoveacute napětiacute vznikaacute otaacutečeniacutem magnetu v soustavě třiacute ciacutevek Maacuteme tedy tři
zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute ndash faacuteze Třiacutefaacutezovyacute rozvod lze využiacutet k zapojeniacute do
hvězdy nebo k zapojeniacute do trojuacutehelniacuteku Faacutezoveacute napětiacute (u1 u2 u3) je napětiacute
(v našich domaacutecnostech 230 V) mezi středniacutem vodičem (N) a faacutezovyacutem
vodičem (L1 L2 L3) Sdruženeacute napětiacute (u12 u13 u23) je napětiacute (v našich
domaacutecnostech 400 V) mezi libovolnyacutemi dvěma faacutezovyacutemi vodiči
Ciacutel
Změřit časovyacute průběh napětiacute třiacute faacuteziacute v zapojeniacute do hvězdy Ověřit že součet
napětiacute v každeacutem čase je nulovyacute Ověřit že poměr sdruženeacuteho a faacutezoveacuteho
napětiacute je 173kraacutet většiacute
Pomůcky
LabQuest zdroj třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute 3 rezistory 100 Ω 3 voltmetry VP-BTA
- 201 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme 3 voltmetry VP-BTA ke vstupům CH1 CH2 a CH3 LabQuestu
Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu Na zdroji třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute nastaviacuteme hodnotu
faacutezoveacuteho napětiacute do 5 V
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
005 s Frekvence 10 000 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Uložiacuteme měřeniacute
- 202 -
5 Provedeme analyacutezu grafu Odečiacutetaacuteme v každeacutem časoveacutem okamžiku
okamžiteacute hodnoty napětiacute u1 u2 a u3 a provaacutediacuteme jejich součet ndash ověřujeme že
součet je nulovyacute
6 Střiacutedavyacutem voltmetrem změřiacuteme sdruženeacute a faacutezoveacute napětiacute (efektivniacute
hodnoty) a vypočiacutetaacuteme jejich poměr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z grafu ndash časoveacuteho průběhu napětiacute urči o jakou čaacutest periody jsou
posunuta napětiacute
2 Z grafu urči jakyacute je frekvence a perioda střiacutedavyacutech napětiacute
3 Jakyacute je poměr efektivniacute a maximaacutelniacute hodnoty faacutezoveacuteho střiacutedaveacuteho napětiacute
ktereacute jsi naměřil
4 Z grafu urči amplitudu sdruženeacuteho napětiacute a amplitudu faacutezoveacuteho napětiacute
Jakyacute je jejich poměr
- 203 -
Elektrodynamika 46 ELEKTROMAGNETICKEacute VLNY
Fyzikaacutelniacute princip
Magnetickeacute pole můžeme znaacutezornit pomociacute indukčniacutech čar
Elektrickeacute pole popisujeme elektrickyacutemi siločarami
Elektrickeacute a magnetickeacute pole spolu často souvisejiacute Mluviacuteme pak
o elektromagnetickeacutem poli Elektromagnetickeacute vlny jsou přiacutečneacute a šiacuteřiacute se i ve
vakuu Šiacuteřiacute se rychlostiacute světla Elektromagnetickyacutemi vlnami se přenaacutešejiacute
signaacutely rozhlasu televize mobilniacutech telefonů atd I světlo je elektromagnetickeacute
vlněniacute (zaacuteřeniacute)
- 204 -
Mezi frekvenciacute f vlnovou deacutelkou λ a rychlostiacute šiacuteřeniacute elektromagnetickeacuteho
vlněniacute c (světla) platiacute vzorecc
f
Ciacutel
Změřit vlnovou deacutelku elektromagnetickeacuteho vlněniacute Prokaacutezat polarizaci
elektromagnetickeacute vlny
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA bezdraacutetovyacute zvonek ndash tlačiacutetko pracujiacuteciacute na
frekvenci 43392 MHz přijiacutemač s půlvlnnyacutem dipoacutelem (viz přiacutespěvek O
Lepila)
Scheacutema
- 205 -
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod
dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Pohybujeme rovnoměrnyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema pohyb 1)
5 Z poloh maxim a minim určiacuteme vlnovou deacutelku
6 Uložiacuteme měřeniacute
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pohybujeme rovnoměrnyacutem otaacutečivyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema
pohyb 2)
9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash vlnovaacute deacutelka a polarizace elektromagnetickeacuteho vlněniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vyzkoušej jak zaacutevisiacute velikost naměřeneacuteho napětiacute na vzdaacutelenosti vysiacutelače od
přijiacutemače
2 Pomociacute mřiacutežky nebo plechu vyzkoušej odraz vlněniacute (a interferenci)
- 206 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
47 TERMISTOR
Fyzikaacutelniacute princip
Termistor je polovodičovaacute součaacutestka jejiacutež odpor zaacutevisiacute na teplotě
Ciacutel
Změř zaacutevislost odporu termistoru na teplotě Urči o jakou zaacutevislost se jednaacute
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA
rychlovarnaacute konvice s horkou vodou termistory se jmenovitou hodnotou
odporu 4k7 10k 15k počiacutetač s programem Logger Pro
- 207 -
Scheacutema
Postup
1 V konvici si ohřejeme vodu
2 Teploměr TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 2 a ohmmetr do
konektoru CH 1 LabQuestu
3 K ohmmetru připojiacuteme termistor (10k) kteryacute zastrčiacuteme společně
s teploměrem do kaacutedinky
- 208 -
4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
5 Zapneme LabQuest
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Experiment ndash Sběr dat Trvaacuteniacute
300 s Frekvence 1 čteniacutes
8 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu na
osu y Odpor a na osu x Teplotu
9 Nalejeme horkou vodu z konvice do kaacutedinky s teploměrem a termistorem
a zapneme Sběr dat v programu LoggerPro
10 Voda postupně chladne a počiacutetač vykresluje graf zaacutevislosti R = f(t)
Ochlazovaacuteniacute můžeme pomalu urychlovat opatrnyacutem přileacutevaacuteniacutem studeneacute vody
a současnyacutem miacutechaacuteniacutem Pro hlubšiacute ochlazeniacute můžeme použiacutet kousek ledu
11 Po skončeniacute měřeniacute (300 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti ndash menu
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute a můžeme opakovat měřeniacute pro dalšiacute
termistor Nebo při měřeniacute použiacutet současně dva ohmmetry (CH 2 a CH 3) a dva
termistory
12 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
- 209 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z programu Logger Pro z tabulky můžeme naměřenaacute data pomociacute Ctrl+C
a Ctrl+V zkopiacuterovat do programu Excel a tam je daacutele zpracovaacutevat ndash sestrojit
graf proložit funkci
2 V programu Logger Pro můžeme v menu Analyacuteza ndash Curve Fit zkusit
proložit funkci kterou si vybereme ze seznamu Ověř vyacutepočtem (Excel
kalkulačka) že zvolenaacute funkce bdquofungujeldquo
3 Zdůvodněte proč odpor termistoru klesaacute s rostouciacute teplotou Kde se toho
využiacutevaacute
- 210 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
48 FOTOREZISTOR
Fyzikaacutelniacute princip
Fotorezistor (dřiacuteve označovaacuten jako fotoodpor) je pasivniacute elektrotechnickaacute
součaacutestka bez PN přechodu jejiacutež elektrickyacute odpor R se snižuje se zvyšujiacuteciacutem
se osvětleniacutem E
Princip fotorezistoru je založen na vnitřniacutem fotoelektrickeacutem jevu světlo
(foton) naraziacute do elektronu ve valenčniacute sfeacuteře a předaacute mu svoji energii tiacutem
elektron ziacuteskaacute dostatek energie k překonaacuteniacute zakaacutezaneacuteho paacutesu a skočiacute
z valenčniacuteho paacutesu do vodivostniacuteho Tiacutem opustiacute svůj atom a pohybuje se jako
volnyacute elektron prostorem krystaloveacute mřiacutežky Na jeho miacutestě vznikla diacutera Takto
vznikleacute volneacute elektrony přispiacutevajiacute ke sniacuteženiacute elektrickeacuteho odporu R (zvyacutešeniacute
elektrickeacute vodivosti G) Čiacutem viacutece světla na fotorezistor dopadaacute tiacutem vznikaacute viacutece
volnyacutech elektronů a zvyšuje se tiacutem elektrickaacute vodivost
Ciacutel
Změřit zaacutevislost odporu fotorezistoru na vzdaacutelenosti od zdroje světla
(žaacuterovky) Analyzovat funkčniacute zaacutevislost
- 211 -
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) fotorezistor počiacutetač
s programem Logger Pro
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 K ohmmetru připojiacuteme fotorezistor
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se
vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Fotorezistor (upevněnyacute v trubičce) nastaviacuteme 10 cm od žaacuterovky
- 212 -
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 10 cm a stiskneme OK
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 20 cm 30 cmhellip
150 cm
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute fotorezistory
14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Připoj k LabQuestu luxmetr a změř zaacutevislost odporu na osvětleniacute
- 213 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
49 TRANZISTOR JAKO SPIacuteNAČ A ZESILOVAČ
Fyzikaacutelniacute princip
Tranzistor je polovodičovaacute součaacutestka se dvěma přechody PN Středniacute čaacutest
krystalu polovodiče je baacuteze B a přechody PN ji oddělujiacute od oblasti s opačnyacutem
typem vodivosti kolektorem C a emitorem E Podle druhu vodivosti
jednotlivyacutech čaacutestiacute označujeme tranzistory jako typy NPN a PNP
Zaacutekladniacute funkce tranzistoru Maleacute napětiacute v obvodu baacuteze vzbuzuje proud
kteryacute je přiacutečinou mnohokraacutet většiacuteho proudu v obvodu kolektoroveacutem Tranzistor
se použiacutevaacute jako bdquoelektronickyacute spiacutenačldquo a bdquozesilovačldquo
- 214 -
Ciacutel
Ověřit činnost tranzistoroveacuteho spiacutenače a tranzistoroveacuteho zesilovače
Pomůcky
LabQuest dva voltmetry VP-BTA zapojeniacute tranzistoru jako spiacutenače
a zesilovače (podle scheacutema) generaacutetor signaacutelu baterie 45 V
Scheacutema
a) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquospiacutenačeldquo
- 215 -
b) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquozesilovačeldquo
Postup
1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 a CH 2 LabQuestu
2 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquospiacutenačldquo dle scheacutema a) Voltmetry měřiacuteme napětiacute
UBE (U1) a UCE (U2)
3 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme trojuacutehelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 5V
4 Voltmetr U1 připojiacuteme mezi baacutezi a emitor (UBE) Voltmetr U2 připojiacuteme
mezi kolektor a emitor (UCE)
5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
3 s Frekvence 10 000 čteniacutes
6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
- 216 -
Tranzistor jako bdquospiacutenačldquo
7 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
8 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquozesilovačldquo dle scheacutema b) Voltmetry měřiacuteme
napětiacute UBE (U1) a UCE (U2) Potenciometrem P nastaviacuteme bdquopracovniacute bod
tranzistoruldquo ndash UCE bude miacutet polovičniacute hodnotu napaacutejeciacuteho napětiacute
9 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme sinusovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 015 V
10 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 01 s Frekvence 10 000 čteniacutes
11 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
- 217 -
12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
13 Určiacuteme jakyacute je poměr UCEUBE
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Při jakeacutem napětiacute UBE tranzistor bdquosepneldquo Jak dlouho probiacutehaacute bdquosepnutiacuteldquo
2 Zkus měnit kmitočet vstupniacuteho napětiacute zesilovače
3 Zkus měnit nastaveniacute pracovniacuteho bodu Jakyacute to maacute vliv na vyacutestupniacute signaacutel
4 Zkus měnit velikost střiacutedaveacuteho vstupniacuteho napětiacute Jakyacute to maacute vliv na tvar
vyacutestupniacuteho napětiacute
- 218 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
410 INTEGROVANYacute OBVOD
Fyzikaacutelniacute princip
Prvniacute integrovanyacute obvod zkonstruoval Jack Kilby koncem srpna 1958 (r 2000
Nobelova cena za fyziku) Integrovaneacute obvody jsou součaacutestky ktereacute v jednom
pouzdře obsahujiacute velkeacute množstviacute vodičů rezistorů kondenzaacutetorů diod
a tranzistorů Děliacuteme je na čiacuteslicoveacute analogoveacute hellip
- 219 -
Ciacutel
Ověřit činnost integrovaneacuteho obvodu (čiacuteslicovyacute analogovyacute hellip)
Pomůcky
LabQuest tři voltmetry VP-BTA moduly zapojeniacute integrovanyacutech obvodů
LabQuest jako generaacutetor signaacutelu nebo jinyacute generaacutetor signaacutelu
- 220 -
Scheacutema
a) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo
b) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo
- 221 -
Postup
1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu
2 Zapojiacuteme čiacuteslicovyacute integrovanyacute obvod MH 7400 jako bdquoANDldquo bdquoORldquo hellip
dle scheacutematu a) b)
3 Na dvou generaacutetorech signaacutelu nastaviacuteme
obdeacutelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 45 V
4 Na prvniacutem generaacutetoru nastaviacuteme kmitočet
2 Hz a na druheacutem 3 Hz Připojiacuteme je na
vstupy A a B a připojiacuteme k nim voltmetry 1
a 2 K vyacutestupu Y připojiacuteme 3 voltmetr
5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 s Frekvence 200 čteniacutes
6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme
- 222 -
Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo
Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute
funkce bdquoNANDldquo
2 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute
funkce bdquoNORldquo
3 Zkus dalšiacute logickeacute funkce
4 Vyzkoušej funkci jinyacutech čiacuteslicovyacutech integrovanyacutech obvodů Např MH
7493 MH 74153 hellip
5 Vyzkoušej funkci jinyacutech analogovyacutech integrovanyacutech obvodů Např NE
555 hellip
- 223 -
Atomy a zaacuteřeniacute 411 RADIOAKTIVITA A OCHRANA
PŘED ZAacuteŘENIacuteM
Fyzikaacutelniacute princip
Radioaktivita je samovolnaacute přeměna jader Při přeměnaacutech jader vznikaacute zaacuteřeniacute
alfa beta gama a dalšiacute Poločas přeměny je doba za kterou se přeměniacute
polovina původniacuteho počtu radioaktivniacutech jader Ionizujiacuteciacute zaacuteřeniacute škodiacute všem
živyacutem buňkaacutem a je potřeba se před niacutem chraacutenit
Ciacutel
Změř uacuteroveň pozadiacute v miacutestnosti a na louce Ověř uacutečinek ozaacuteřeniacute detektoru od
zdroje zaacuteřeniacute na vzdaacutelenosti době tloušťce stiacuteněniacute a materiaacutelu stiacuteněniacute Ověř
zaacutekon radioaktivniacute přeměny Urči poločas přeměny baria 137m
Ba
Pomůcky
LabQuest souprava GAMABETA (GABEset-1) kabel k propojeniacute detektoru
s LabQuestem (viz doplňkovyacute text) souprava GABEset-2 přiacutepadně detektor
zaacuteřeniacute DRM-BTD
- 224 -
Scheacutema
Postup
1 Propojiacuteme detektor zaacuteřeniacute DRM-BTD (od firmy Vernier) nebo indikaacutetor
zaacuteřeniacute IRA ze soupravy GAMABETA 2007 (staršiacute GABEset-1) do konektoru
DIG 1 LabQuestu V druheacutem přiacutepadě musiacuteme požiacutet propojovaciacute kabel (viz
doplňkovyacute text nebo httpwwwvernierczclankypropojeni-gamabety-s-
labquestem)
2 Zapneme LabQuest V menu Senzor ndash Nastaveniacute senzorů vybereme pro
DIG 1 Detektor radiace Je vyacutehodneacute připojit dva detektory současně Druhyacute do
DIG 2 Oba umiacutestiacuteme na různaacute miacutesta (ne vedle sebe)
- 225 -
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Frekvence 01 čteniacutes a Trvaacuteniacute
100s
4 V menu Graf ndash Parametry grafu zvoliacuteme Automatickeacute měřiacutetko od nuly
5 Detektor (y) zaacuteřeniacute postaviacuteme volně na stůl Nepoužiacutevaacuteme žaacutednyacute zdroj
zaacuteřeniacute
6 Zapneme Sběr dat Měřeniacute bude probiacutehat 100 s v 10-ti sekundovyacutech
intervalech Vykresluje (iacute) se křivka (y) kteraacute (eacute) znaacutezorňuje (iacute) radioaktivitu
kolem naacutes (pozadiacute) v miacutestnosti nebo na louce Radioaktivita je přirozenou
součaacutestiacute našeho života Pokud použijeme dva detektory současně vidiacuteme že na
různyacutech miacutestech je jinyacute naacutepočet Radioaktivniacute přeměny majiacute statistickou
povahu
7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme (menu Graf ndash Uložit měřeniacute)
8 Pro dalšiacute měřeniacute můžeme změnit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme
Frekvence 001 čteniacutes a Trvaacuteniacute 1 000 s
9 V dalšiacutech měřeniacutech postupujeme stejně (bod 6 a 7) ale můžeme plnit
různeacute uacutekoly
a) Stanovit uacutečinek vzdalovaacuteniacute detektoru od zdroje zaacuteřeniacute (použijeme školniacute
zdroj zaacuteřeniacute ze soupravy GAMABETA) Pokud použijeme dva detektory
současně jeden nechaacuteme samostatně a druhyacute budeme ozařovat zdrojem zaacuteřeniacute
z různyacutech vzdaacutelenostiacute a v 10-ti (přiacutepadně při změně nastaveniacute bod 8 ndash 100)
sekundovyacutech intervalech budeme zdroj zaacuteřeniacute postupně po 2 cm vzdalovat od
detektoru
b) Stanovit miacuteru absorpce zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na tloušťce vrstvy
stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu Jeden detektor ozařujeme zaacuteřeniacutem beta a druhyacute zaacuteřeniacutem
gama (ze školniacuteho zdroje zaacuteřeniacute) Přitom v danyacutech časovyacutech intervalech
měniacuteme tloušťku měděneacute destičky (viz naacutevod k soupravě GAMABETA)
Vzhledem k tomu že je možno nastavit 6 různyacutech tlouštěk destičky (ek) potom
je vhodneacute dobu trvaacuteniacute změnit na 60 přiacutepadně 600 sekund
c) Stanovit rozdiacutel v absorpci zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na protonoveacutem
čiacutesle stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu shodneacute tloušťky Souprava GAMABETA obsahuje
destičky různyacutech materiaacutelů hliniacutek železo ciacuten měď olovo Prvniacute měřeniacute
provaacutediacuteme bez absorpčniacute destičky a potom postupně vystřiacutedaacuteme destičky
z různyacutech materiaacutelů Pro měřeniacute b) a c) je vhodnějšiacute doba trvaacuteniacute 600 s protože
- 226 -
změna tloušťky nebo materiaacutelu vyžaduje dvě sekundy a tiacutem zmenšiacuteme chybu
měřeniacute v jednotlivyacutech intervalech
d) Ověřeniacute zaacutekona radioaktivniacute přeměny Pro měřeniacute je potřeba ještě
souprava GABEset-2 kteraacute umožňuje přiacutepravu eluaacutetu baria k určeniacute poločasu
přeměny baria 137m
Ba (cca 150 s) K měřeniacute musiacuteme proveacutest nastaveniacute v bodě
8 (viz vyacuteše) Postupujeme podle naacutevodu v soupravě GABEset-2
10 Vysloviacuteme zaacutevěry
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus vyacuteše uvedenaacute měřeniacute proveacutest s připojenyacutem LabQuestem k PC
v programu Logger Pro Zde je možno nastavit zobrazeniacute grafu v sloupečciacutech
ndash menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu ndash Graph options ndash Bar graph
2 Zkus proměřit poločas přeměny s připojenyacutem LabQuestem k PC
v programu Logger Pro Pro detektor 1 můžeme proveacutest analyacutezu grafu
Analyacuteza ndash CurveFit ndash Natural exponent (proložit exponenciaacutelniacute funkci)
Poločas rozpadu je pak převraacutecenou hodnotou koeficientu C (viz niacuteže graf)
- 227 -
Atomy a zaacuteřeniacute 412 SLUNCE ndash SDIacuteLENIacute TEPLA
SAacuteLAacuteNIacuteM
Fyzikaacutelniacute princip
Slunce vysiacutelaacute elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute do prostoru Dopadne-li toto zaacuteřeniacute na
nějakeacute jineacute těleso a dojde-li k pohlceniacute tohoto zaacuteřeniacute zvyacutešiacute se vnitřniacute energie
tohoto tělesa Souhrnně se vzaacutejemneacute saacutelaacuteniacute a pohlcovaacuteniacute při dvou nebo i viacutece
tělesech s různyacutemi teplotami nazyacutevaacute sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem Dopadne-li toto
zaacuteřeniacute na jineacute těleso je čaacutestečně pohlceno čaacutest se odraacutežiacute a čaacutest prochaacuteziacute
tělesem Pohlceneacute zaacuteřeniacute způsobuje zvyacutešeniacute vnitřniacute energie tělesa odraženeacute
zaacuteřeniacute dopadaacute na jinaacute tělesa a prochaacutezejiacuteciacute zaacuteřeniacute přechaacuteziacute na jinaacute tělesa
Pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa zaacutevisiacute předevšiacutem na jakosti povrchu
a takeacute na barvě povrchu V praxi maacute tento poznatek vyacuteznam předevšiacutem při
konstrukci různyacutech zařiacutezeniacute např biacuteleacute chladničky a mrazaacuteky (aby se co nejviacutece
zaacuteřeniacute odrazilo) v leacutetě nosiacuteme předevšiacutem světleacute oblečeniacute Chceme-li naopak
aby se co nejviacutece zaacuteřeniacute pohltilo voliacuteme černou barvu povrchu
Ciacutel
Ověřit pohltivost různyacutech povrchů
Pomůcky
LabQuest 4 ks teploměr TMP-BTA 4 ks PET laacutehviacute s různyacutem povrchem
žaacuterovka 100 W 300 W
- 228 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměry TMP-BTA ke vstupům CH1 až CH4 LabQuestu
Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
600 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Zapneme žaacuterovku 300 W
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 229 -
5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa na
jakosti povrchu a takeacute na barvě povrchu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute se 100 W žaacuterovkou
2 Provedeme měřeniacute pro jineacute barvy a povrchy
- 230 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
413 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK I
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na osvětleniacute E
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)
- 231 -
Scheacutema
- 232 -
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E
solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 Na ose x zvoliacuteme Osvětleniacute (Illumination (lux)) a na ose y Vyacutekon (mW)
6 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzoreks
daacutele zatrhneme volbu Nepřerušenyacute sběr dat
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Plynule přibližujeme (přiacutepadně vzdalujeme) žaacuterovku k solaacuterniacutem člaacutenkům
Měřiacuteme zaacutevislost P = f(E)
9 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
10 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků zapojenyacutech seacuteriově a paralelně
- 233 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
414 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK II
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na uacutehlu natočeniacute solaacuterniacutech člaacutenků
vzhledem ke zdroji světla
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)
- 234 -
Scheacutema
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E
solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
- 235 -
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev
sloupce Uacutehel Značka α Jednotky deg
6 Na ose x zvoliacuteme Uacutehel (deg) a na ose y Vyacutekon (mW)
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute
panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky
9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu uacutehlu 0deg
10 Natočiacuteme solaacuterniacute panel o 10deg od směru šiacuteřeniacute světla Využijeme uacutehloměr na
stavebnici solaacuterniacutech panelů Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu
uacutehlu 10deg
11 Opakujeme postup pro dalšiacute hodnoty uacutehlů 20deg 30deg hellip 90deg
12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
13 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků osvětlenyacutech Sluncem
- 236 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
415 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK III
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na vlnoveacute deacutelce světla - filtru
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad) barevneacute filtry ze
stavebnice
- 237 -
Scheacutema
- 238 -
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev
sloupce Barva filtru Značka λ Jednotky nm
6 Na ose x zvoliacuteme Barva filtru (nm) a na ose y Vyacutekon (mW)
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute
panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky Před solaacuterniacute
člaacutenky vložiacuteme bdquomodryacute filtrldquo
- 239 -
9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu vlnoveacute deacutelky modreacuteho
světla ndash 460 nm
10 Opakujeme postup pro zelenyacute žlutyacute a červenyacute filtr
11 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
12 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pomociacute spektrofotometru změř vlnovou deacutelku světla ktereacute projde přes danyacute
barevnyacute filtr
2 Vyzkoušej jineacute barevneacute filtry
Mgr Vaacuteclav Pazdera
Měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier
Vydal Repronis v Ostravě roku 2012
Technickaacute uacuteprava textu doc RNDr Oldřich Lepil CSc
Naacutevrh obaacutelky
Tisk Repronis s r o Ostrava
Počet stran 240
Naacuteklad 150 ks
Vydaacuteniacute prvniacute
ISBN 978-80-7329-
Zpracovaacuteno v raacutemci realizace projektu Evropskeacuteho sociaacutelniacuteho fondu
a Olomouckeacuteho kraje OP Vzdělaacutevaacuteniacute pro konkurenceschopnost
Zvyšovaacuteniacute kvality ve vzdělaacutevaacuteniacute
Registračniacute čiacuteslo CZ1071104030042
Tento projekt je spolufinancovaacuten Evropskyacutem sociaacutelniacutem fondem a staacutetniacutem
rozpočtem Českeacute republiky
Prvniacute vydaacuteniacute
copy Gymnaacutezium Olomouc Čajkovskeacuteho 9 2012
ISBN 978-80-7329- (Repronis)
- 3 -
Obsah
Uacutevod 7
1 PRIMA
11 Deacutelka 9
12 Hmotnost 11
13 Čas Reakčniacute doba 14
14 Rychlost 18
15 Draacuteha 21
16 Teplota 24
17 Siacutela 29
18 Elektrickyacute naacuteboj 32
19 Magnetickaacute indukce Magnetickeacute pole 36
110 Elektrickyacute proud a napětiacute 40
111 Zdroje elektrickeacuteho napětiacute 43
112 Uacutečinky elektrickeacuteho proudu 47
113 Magnetickeacute vlastnosti elektrickeacuteho proudu 54
114 Magnetickeacute pole ciacutevky 57
115 Zkrat 60
116 Elektrickyacute proud v kapalinaacutech 64
2 SEKUNDA
21 Rychlost pohybu 66
22 Draacuteha rovnoměrneacuteho pohybu 69
23 Měřeniacute siacutely 72
24 II Newtonův zaacutekon 75
25 Smykoveacute třeniacute 77
26 Povrchoveacute napětiacute 82
27 Hydrostatickyacute tlak 85
28 Archimeacutedův zaacutekon 88
- 4 -
29 Pascalův zaacutekon 91
210 Atmosfeacuterickyacute tlak 94
211 Zaacuteklady meteorologie 98
212 Přetlak a podtlak 101
213 Stiacuten a polostiacuten 104
214 Barvy světla 107
3 TERCIE
31 Praacutece 111
32 Energie polohovaacute a pohybovaacute 114
33 Uacutečinnost 121
34 Nakloněnaacute rovina 125
35 Kalorimetrickaacute rovnice 128
36 Vedeniacute tepla 131
37 Soutěž teploměrů 134
38 Var 137
39 Kmitavyacute pohyb 141
310 Zvuk 145
311 Rychlost zvuku ve vzduchu 149
312 Vniacutemaacuteniacute zvuku Hlasitost 153
313 Elektrickyacute naacuteboj Elektrickyacute proud 158
314 Ohmův zaacutekon 164
315 Odpor 167
316 Zaacutevislost odporu na teplotě 170
317 Reostat a potenciometr 174
318 Vnitřniacute odpor zdroje 178
319 Vyacutekon elektrickeacuteho proudu 181
320 Termohrnek 184
4 KVARTA
41 Magnetickeacute pole vodiče a ciacutevky 187
- 5 -
42 Siacutela působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli 190
43 Elektromagnetickaacute indukce 194
44 Střiacutedavyacute proud 197
45 Třiacutefaacutezoveacute napětiacute 200
46 Elektromagnetickeacute vlny 203
47 Termistor 206
48 Fotorezistor 210
49 Tranzistor jako spiacutenač a zesilovač 213
410 Integrovanyacute obvod 218
411 Radioaktivita a ochrana před zaacuteřeniacutem 223
412 Slunce ndash sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem 227
413 Slunce ndash slunečniacute člaacutenek I 230
414 Slunce ndash slunečniacute člaacutenek II 233
415 Slunce ndash slunečniacute člaacutenek III 236
- 7 -
Uacutevod
Fyzikaacutelniacute veličina je jakaacutekoliv objektivniacute vlastnost hmoty jejiacutež hodnotu lze
změřit nebo spočiacutetat Měřeniacute fyzikaacutelniacute veličiny je praktickyacute postup zjištěniacute
hodnoty fyzikaacutelniacute veličiny Metody měřeniacute lze rozdělit na absolutniacute a relativniacute
přiacutemeacute a nepřiacutemeacute
Tento sborniacutek pracovniacutech listů je věnovaacuten měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin měřiacuteciacutem
systeacutemem Vernier Samozřejmě lze stejneacute uacutelohy měřit i s pomociacute jinyacutech
měřiacuteciacutech systeacutemů
Sborniacutek je určen pro studenty a učitele
1 čaacutest (tento sborniacutek) pokryacutevaacute učivo nižšiacuteho gymnaacutezia a jim odpoviacutedajiacuteciacutem
ročniacutekům zaacutekladniacutech škol a 2 čaacutest pokryacutevaacute učivo fyziky pro vyššiacute stupeň
gymnaacutezia nebo středniacute školy
Uvedenyacute soubor pracovniacutech listů vznikl na zaacutekladě zkušenostiacute ktereacute jsem
ziacuteskal při častyacutech měřeniacutech pro žaacuteky zaacutekladniacutech a středniacutech škol a na mnoha
seminaacuteřiacutech pro učitele fyziky kde jsem byl jako uacutečastniacutek nebo jako lektor
U každeacuteho pracovniacuteho listu je uvedena stručnaacute fyzikaacutelniacute teorie seznam
potřebnyacutech pomůcek scheacutema zapojeniacute stručnyacute postup jednoducheacute nastaveniacute
měřiacuteciacuteho systeacutemu ukaacutezka naměřenyacutech hodnot a přiacutepadně dalšiacute naacuteměty
k měřeniacute
Byl bych raacuted kdyby sborniacutek (1 a 2 čaacutest) pomohl studentům a učitelům fyziky
při objevovaacuteniacute kraacutes vědy zvaneacute fyzika a vyacutehod ktereacute nabiacuteziacute měřeniacute fyzikaacutelniacutech
- 8 -
veličin pomociacute měřiacuteciacutech systeacutemů ve spojeniacute s PC
Jakeacute jsou vyacutehody měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier (nebo
jinyacutech)
K měřiciacutemu systeacutemu můžeme připojit až 60 různyacutech senzorů
Všechna měřeniacute různyacutech fyzikaacutelniacutech veličin se ovlaacutedajiacute stejně což přinaacutešiacute
meacuteně stresu viacutece času a radosti z měřeniacute
Při použitiacute dataprojektoru maacuteme obrovskyacute měřiciacute přiacutestroj
Měřeniacute můžeme provaacutedět ve třiacutedě i v tereacutenu
Měřeniacute lehce zvlaacutednou bdquomaliacuteldquo i bdquovelciacuteldquo
Můžeme měřit několik veličin současně a v zaacutevislosti na sobě
Naměřeneacute hodnoty lze přenaacutešet i do jinyacutech programů
Naměřeneacute hodnoty lze uložit pro dalšiacute měřeniacute nebo zpracovaacuteniacute
Lze měřit i obtiacutežně měřeneacute veličiny a lze měřit i dopočiacutetaacutevaneacute veličiny
Lze měřit velmi rychleacute děje a velmi pomaleacute děje
Pořiacutezeniacute měřiacuteciacuteho systeacutemu neniacute draheacute
Maacuteme k dispozici hodně naacutemětů k měřeniacute
Vyacutesledek měřeniacute naacutes někdy překvapiacute a hellip poučiacute
Ve většině měřeniacute je vyacutestupem bdquografldquo ndash velmi naacutezorně se buduje vniacutemaacuteniacute
fyzikaacutelniacutech vztahů mezi veličinami
hellip
Přeji mnoho zdaru při měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin a hodně radosti z naměřenyacutech
vyacutesledků
Olomouc 2012 Vaacuteclav Pazdera
- 9 -
Veličiny a jejich měřeniacute
11 DEacuteLKA
Fyzikaacutelniacute princip
Rozměry těles přiacutepadně vzdaacutelenosti mezi tělesy určujeme zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute
veličinou ktereacute řiacutekaacuteme deacutelka l Zaacutekladniacute jednotkou deacutelky je metr
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru vzdaacutelenost mezi tělesy
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo
Scheacutema
- 10 -
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od
senzoru ke stropu k tabuli k zemi k rucehellip
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat
se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se
člověka od senzoru (0 až 6 m)
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu ndash kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od
senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od
senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem
kornoutem nebo mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka
vlaacutečkuhellip
6 Ukončiacuteme měřeniacute
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je funkciacute
času
- 11 -
Veličiny a jejich měřeniacute
12 HMOTNOST
Fyzikaacutelniacute princip
Množstviacute laacutetek v tělese popisujeme hmotnostiacute m Jednotkou hmotnosti je
kilogram kg Hmotnost tělesa můžeme určit vaacuteženiacutem pomociacute vaacutehy
Ciacutel
Zkontrolovat hmotnost přesnyacutech zaacutevažiacute ze sady zaacutevažiacute Určit hmotnost m
různyacutech těles minciacute hmotnost bdquostejnyacutechldquo zaacutevažiacute CO2 vzduchu hořiacuteciacuteho
kahanu hořiacuteciacute sviacutečky laacutehve s vodouhellip
Pomůcky
Počiacutetač program LoggerPro digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 teploměr GoTemp
sada zaacutevažiacute sada stejnyacutech krychliček z různyacutech materiaacutelů kahan sviacutečka PET
laacutehev mince
- 12 -
Scheacutema
Postup
1 Digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 (rozsah 0 až 4 000 g) zapojiacuteme do konektoru
USB počiacutetače
2 Spustiacuteme program LoggerPro
3 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g hellip) a
kontrolujeme zda vaacutehy ukazujiacute spraacutevnou hmotnost Naměřeneacute hmotnosti
zapisujeme do tabulky
4 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme stejneacute krychličky 1cm3 (nebo zaacutevažiacute)
z různyacutech materiaacutelů (Al Fe Zn Cu Pb dřevahellip) Naměřeneacute hmotnosti
zapisujeme do tabulky
5 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme mince (1 Kč 2 Kč 5 Kčhellip) Naměřeneacute
hmotnosti zapisujeme do tabulky
6 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Trvaacuteniacute
200 s Frekvence 1 čteniacutes
7 Na digitaacutelniacute vaacutehu postaviacuteme PET laacutehev s uzavřenyacutem odtokem
- 13 -
8 Uvolniacuteme odtok a současně stiskneme tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Měřiacuteme
jak se měniacute hmotnost kapalneacuteho tělesa po dobu 200 sekund Pokud je otvor
malyacute (voda vyteacutekaacute deacutele než je nastavenaacute doba) tak prodloužiacuteme dobu trvaacuteniacute
měřeniacute Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme naměřenyacute graf a přiacutepadně vyhodnotiacuteme
jeho průběh
9 Stejneacute měřeniacute (ad 8)) ale na hrdle PET laacutehve je našroubovaacuten vršek
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proveď analyacutezu naměřeneacuteho grafu ndash menu Analyacuteza ndash Proložit křivku nebo
Analyacuteza ndash Statistika
2 Stejneacute měřeniacute (ad 7) můžeme proveacutest s hořiacuteciacute sviacutečkou nebo s přiteacutekajiacuteciacute
vodou do PET laacutehve
3 Do PET laacutehve postaveneacute na digitaacutelniacute vaacuteze daacuteme určiteacute množstviacute octa (1dl)
můžeme takeacute přidat teploměr GoTemp zapneme měřeniacute a přisypeme saacuteček
sody Měřiacuteme zda se zmenšiacute hmotnost reagujiacuteciacute směsi (unikaacute plyn CO2)
Sledujeme i teplotu reagujiacuteciacutech laacutetek Zůstaacutevaacute hmotnost stejnaacute nebo se měniacute
Pokud maacuteme senzor pH můžeme při reakci sledovat i tuto vlastnost
4 Dvoulitrovou praacutezdnou PET laacutehev (uřiacuteznuteacute hrdlo) postav na digitaacutelniacute vaacutehu
V programu LoggerPro stiskni tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Naleacutevej do praacutezdneacute
laacutehve oxid uhličityacute (vyrobenyacute reakciacute octa a sody nebo z bombičky sifonu)
Pozoruj jak se měniacute hmotnost Nech měřeniacute běžet delšiacute dobu a pozoruj jak se
měniacute hmotnost Vyhodnoť měřeniacute Z naměřenyacutech hodnot a ze znalosti hustoty
vzduchu (129 kgm3) urči hustotu oxidu uhličiteacuteho Jakou maacute oxid uhličityacute
hustotu v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu
- 14 -
Veličiny a jejich měřeniacute
13 ČAS REAKČNIacute DOBA
Fyzikaacutelniacute princip
Čas je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličina kteraacute se nejčastěji označuje malyacutem
piacutesmenem t Jednotkou času je sekunda s
Reakčniacute doba člověka je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute
udaacutelosti do jeho reakce Mnoho faktorů ovlivňuje reakčniacute dobu člověka
Ciacutel
Změřit časoveacute uacuteseky různyacutech dějů pomociacute stopek LabQuestu
Změřit reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět
Pomůcky
LabQuest ultrazvukoveacute měřidlo vzdaacutelenosti GoMotion 2 ks voltmetry VP-
BTA deacutelkoveacute měřidlo
- 15 -
Scheacutema
Postup
1 Zapneme LabQuest a v dolniacute naacutestrojoveacute liště klikneme na ikonu domeček
2 V zobrazeneacute nabiacutedce zvoliacuteme Stopky
3 Stopky ovlaacutedaacuteme třemi tlačiacutetky ndash startstop vynulovaacuteniacute a zkopiacuterovaacuteniacute
aktuaacutelniacuteho uacutedaje z displeje např do kalkulačky Vyzkoušej si to
4 Změřiacuteme časoveacute uacuteseky různyacutech dějů
a) dobu mezi dvěma zvuky (generujeme pomociacute programu na PC ndash lze
přesně nastavit dobu dvě tlesknutiacute)
b) dobu kmitu kyvadla (dvěma po sobě jdouciacutem kyvům řiacutekaacuteme kmit)
c) dobu volneacuteho paacutedu tělesa z vyacutešky 2 metry můžeme ověřit pomociacute
GoMotion
d) dobu volneacuteho paacutedu dřevěneacute tyčky s deskou kterou jeden člověk pustiacute a
druhyacute chytiacute můžeme ověřit pomociacute GoMotion
- 16 -
e) dobu pohybu tělesa (autiacutečko vlaacuteček) po vodorovneacute podložce
f)
5 Změřiacuteme reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět
a) Světelnyacute ndash k LabQuestu připojiacuteme dva voltmetry VP-BTA prvniacute
připojiacuteme na LED (žaacuterovku) kteraacute je zapojena do obvodu s tlačiacutetkem
druhyacute připojiacuteme na rezistor zapojenyacute v obvodu s tlačiacutetkem prvniacute student
stiskne tlačiacutetko v prvniacutem obvodu a druhyacute stiskne v reakci na rozsviacutecenou
LED-ku (žaacuterovku) tlačiacutetko v druheacutem obvodu na LabQuestu
vyhodnotiacuteme dobu mezi napěťovyacutemi impulzy
b) Zvukovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze miacutesto LED-ky je zapojen bzučaacutek
a druhyacute student maacute zavřeneacute oči a reaguje na zvuk
c) Dotykovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze s tiacutem že prvniacute student se druheacuteho
dotkne rukou
6 Poznaacutemka
a) U všech třiacute měřeniacute v ad 5) je potřeba nastavit na LabQuestu v menu
Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 2 s Frekvence 1 000 čteniacutes Trigger
nastaviacuteme na Zapnuto a je rostouciacute přes 1 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute
Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
b) Miacutesto druheacuteho obvodu a voltmetru můžeme použiacutet senzor stisku ruky
HD-BTA
c) Při připojeniacute (ad 4c))ultrazvukoveacuteho senzoru MD-BTD nebo GO-MOT
do vstupu DIG 1 nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim
Časovaacute zaacutekladna Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
- 17 -
7 Ukončiacuteme měřeniacute
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkuste změřit reakčniacute dobu
a) opakovaně u jednoho studenta
b) u diacutevek a chlapců
c) mladyacutech a staryacutech lidiacute
d) raacuteno a večer
Na zaacutevěr sestav přehlednou tabulku všech vyacutesledků
2 Reakčniacute doba řidiče je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute
udaacutelosti do řidičovy reakce Jejiacute doba se pohybuje kolem 2 sekund ale vždy
zaacuteležiacute na pozornosti řidiče jeho věku fyzickeacute kondici a dalšiacutech faktorech Do
reakčniacute doby se však nezapočiacutetaacutevaacute doba prodlevy a naacuteběhu brzd Pamatujte
proto na bezpečnou vzdaacutelenost mezi vozidly a udržujte odstup
3 Zkuste chytit bankovku puštěnou druhyacutem člověkem dvěma prsty (pokud ji
chytnete je vaše) Proč ji nelze chytit
- 18 -
Veličiny a jejich měřeniacute
14 RYCHLOST
Fyzikaacutelniacute princip
Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme
v metrech za sekundu m
s
nebo v kilometrech za hodinu km
h
U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se
rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT
- 19 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 3 s
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost pohybu
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a potom se
přibližovat a daacutele se naopak vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost
chůze člověka (0 až 6 m)
- 20 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho
miacuteče od senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem
papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho autiacutečka (viz foto vyacuteše) vlaacutečkuhellip
5 Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
- 21 -
Veličiny a jejich měřeniacute
15 DRAacuteHA
Fyzikaacutelniacute princip
Draacuteha s je deacutelka trajektorie Trajektorie je křivka kterou těleso opisuje při
sveacutem pohybu
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru draacutehu kterou uraziacute těleso
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo
- 22 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od
senzoru ke stropu k tabuli k zemi k ruce hellip
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat
se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se
člověka od senzoru (0 až 6 m)
- 23 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od
senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem
papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka vlaacutečku hellip
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
2 Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je
funkciacute času
- 24 -
Veličiny a jejich měřeniacute
16 TEPLOTA
Fyzikaacutelniacute princip
Teplota je fyzikaacutelniacute veličina t kterou použiacutevaacuteme k popisu stavu tělesa (rychlost
pohybu atomů) Jednotkou je Celsiův stupeň (degC) Teplota tajiacuteciacuteho ledu je 0 degC
Bod varu vody je 100 degC Stupeň Fahrenheita (degF) je jednotka teploty
pojmenovanaacute po německeacutem fyzikovi Gabrielu Fahrenheitovi Dnes se použiacutevaacute
hlavně v USA
- 25 -
Ciacutel
Odhadnout teplotu a pak odhad ověřit teploměrem Ověřit teplotu tajiacuteciacuteho ledu
Ověřit teplotu varu vody Změřit jak se měniacute teplota v průběhu dne a při
ohřiacutevaacuteniacute nebo ochlazovaacuteniacute tělesa
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA teploměr STS-BTA PET laacutehve
- 26 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměr STS-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
2 Do několika naacutedob z PET lahviacute připraviacuteme vodu o různeacute teplotě ndash prvniacute
přidaacuteme led a u ostatniacutech postupně viacutece a viacutece horkeacute vody z elektrovarneacute
konvice
3 Zapneme LabQuest a můžeme měřit teplotu Nejdřiacuteve zkusiacuteme odhadnout
teplotu a potom ověřiacuteme pomociacute teploměru teplotu různyacutech těles
a) vzduch v miacutestnosti (u podlahy uprostřed u stropu)
b) vzduch na ulici
c) teplaacute voda
d) studenaacute voda
e) horkaacute voda
f) tajiacuteciacute led
g) tajiacuteciacute led a sůl
- 27 -
h) vařiacuteciacute voda
i) teplota lidskeacuteho těla
j) teplota v chladničce (dole nahoře v mraziciacutem boxu)
k)
4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 60 čteniacuteh Trvaacuteniacute 24 h
5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme venku za oknem
tak aby se nedotyacutekal žaacutedneacuteho tělesa
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu
vzduchu v průběhu 24 hodin Dalšiacute den ve stejnou dobu ukončiacuteme měřeniacute
7 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
8 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutemin Trvaacuteniacute 24 min
9 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme do kaacutedinky se
studenou vodou a začneme ohřiacutevat lihovyacutem kahanem
10 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu vody
v průběhu 12 minut (ohřiacutevaacuteniacute) Pak zahasiacuteme kahan a měřiacuteme dalšiacutech12 minut
(ochlazovaacuteniacute) Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 120 čteniacutemin Trvaacuteniacute 3 min
2 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu uchopiacuteme senzor
teploměru do ruky a pozorujeme změnu teploty Stejneacute měřeniacute provedeme
s teploměrem TMP-BTA a teploměrem STS-BTA Proč se lišiacute průběhy obou
grafů Kde toho lze využiacutet
4 Zapoj do LabQuestu dva teploměry Vezmi si dvě naacutedoby s vodou
o různyacutech teplotaacutech ndash studenaacute a teplaacute Měř jejich teploty (tlačiacutetko START)
- 28 -
Přelej vodu z prvniacute naacutedoby do druheacute a současně přendej teploměr z prvniacute
naacutedoby do druheacute Popiš co pozoruješ Z grafu urči teploty před smiacutechaacuteniacutem
a teplotu po smiacutechaacuteniacute
5 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vody ve zkumavce v různyacutech
hloubkaacutech
a) budeš-li vodu ohřiacutevat u dna
b) budeš-li vodu ohřiacutevat u hrdla
6 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vzduchu ve zkumavce v různyacutech
hloubkaacutech
- 29 -
Siacutely a jejich vlastnosti
17 SIacuteLA
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se
piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N
Ciacutel
Určit velikosti různyacutech sil Určit hmotnost zaacutevažiacute ktereacute je přitahovaacuteno k zemi
silou 1 N Určit siacutelu stisku ruky a siacutelu stisku mezi dvěma prsty Určit velikost
siacutely kterou člověk působiacute na zem
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA plošnyacute siloměr FP-BTA senzor siacutely stisku ruky
HD-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma
- 30 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)
2 Zapneme LabQuest
3 Zavěšujeme postupně různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g ) na siloměr
Naměřeneacute uacutedaje zapisujeme do tabulky
4 Na siloměr zavěsiacuteme pružinu Vynulujeme siloměr Zavěšujeme postupně
různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 ghellip) na pružinu a měřiacuteme prodlouženiacute
pružiny y Sestrojiacuteme graf F = f(y) Určiacuteme konstantu přiacutemeacute uacuteměrnosti
5 Zavěsiacuteme na siloměr misku z rovnoramennyacutech vah a vynulujeme siloměr ndash
menu Senzory ndash Vynulovat Postupně na misku přidaacutevaacuteme zaacutevažiacute až siloměr
ukazuje přesně siacutelu 1 N Vyacutesledek (hmotnost zaacutevažiacute) zapiacutešeme do tabulky
6 K LabQuestu připojiacuteme senzor siacutely stisku ruky HD-BTA Měřiacuteme
postupně siacutelu stisku ruky pro pravou a levou ruku
7 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Měřiacuteme siacutelu stisku ruky
po dobu 60 sekund ndash nepřerušovaně držiacuteme Sledujeme jak siacutela stisku
v průběhu času ochabuje
9 Bod 5 6 a 7 opakujeme pro siacutelu stisku mezi prsty
- 31 -
10 K LabQuestu připojiacuteme plošnyacute siloměr FP-BTA Přepneme na většiacute
rozsah 0 ndash 3 500 N Postaviacuteme se na tento siloměr Změřiacuteme siacutelu kterou člověk
působiacute na zem (tiacuteha G) Zapiacutešeme do tabulky Určiacuteme hmotnost člověka
11 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
12 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sledujeme jak se
měniacute tlakovaacute siacutela při dřepu kliku vyacuteskoku při běžneacute chůzi (jedna noha střiacutedaacute
druhou) při přitisknutiacute senzoru ke stěněhellip
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute jak se měniacute siacutela působiacuteciacute na plošnyacute siloměr FP-BTA při
jiacutezdě vyacutetahem když na něm stojiacuteme (vliv zrychlovaacuteniacute zpomalovaacuteniacute)
2 Polož plošnyacute siloměr na židli sedni si na něj a vyzkoušej jakou silou
působiacuteš na židli
3 Na siloměr DFS-BTA zavěsiacuteme hranol Určiacuteme velikost siacutely kterou
přitahuje Země hranol Taacutehneme tento hranol po podložce a změřiacuteme velikost
tahoveacute siacutely Porovnaacuteme tyto dvě siacutely
4 Proveďte statistickyacute průzkum ve třiacutedě o kolik je u pravaacutekůlevaacuteků silnějšiacute
pravaacutelevaacute ruka (holekkluků) Vypočiacutetejte průměrneacute hodnoty
- 32 -
Elektrickeacute vlastnosti laacutetek
18 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovaacuteniacute těles
Jeho jednotkou je coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při
pokusech ve třiacutedě pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů)
1 nC je přibližně 6 000 000 000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj
elektronuhellip) Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj
(na skleněneacute tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně
nabiteacute těleso maacute viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute
protony K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič
naacuteboje
Ciacutel
Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute
při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute
Pomůcky
LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA tělesa (plechovka na polystyreacutenu kovoveacute
kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute
těles
- 33 -
Scheacutema
Postup
1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou
krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku
připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou
zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě
kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru
zvoliacuteme rozsah plusmn 100 nC
2 Zapneme LabQuest
- 34 -
3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem
ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj
Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky
5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence
2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj
z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute
naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)
Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky
9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute
tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)
10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu
3times3 mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle
Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm
Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je
11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech
(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)
- 35 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pouze přibližujeme a vzdalujeme nabitou tyč (ebonitovou nebo skleněnou)
k tělesu (plechovce) a sledujeme jak se měniacute naacuteboj O jakyacute jev se jednaacute Čiacutem
je způsoben
2 Plechovku připojiacuteme ke zdroji kladneacuteho vn napětiacute (nabije se kladně) Měřič
naacuteboje připojiacuteme ke kovoveacute kuličce na izolovaneacutem držaacuteku Zapneme měřeniacute
a přejiacuteždiacuteme plynule v okoliacute svisleacute stěny plechovky (nedotyacutekaacuteme se) přibližně
ve stejneacute vzdaacutelenosti Sledujeme naměřeneacute hodnoty Co můžeme usoudit
o rozloženiacute naacuteboje na povrchu plechovky
- 36 -
Magnetismus 19 MAGNETICKAacute INDUKCE
MAGNETICKEacute POLE
Fyzikaacutelniacute princip
Magnetickou indukciacute nazyacutevaacuteme jev při ktereacutem se tělesa s feromagnetickyacutemi
vlastnostmi v bliacutezkosti magnetu zmagnetujiacute Magnet vytvaacuteřiacute ve sveacutem okoliacute
magnetickeacute pole ktereacute můžeme znaacutezornit soustavou magnetickyacutech
indukčniacutech čar Pomociacute magnetky (malyacute magnet) můžeme bdquozmapovatldquo
magnetickeacute pole ndash určit směr indukčniacutech čar Mnohem rychleji lze obrazec
indukčniacutech čar určit pomociacute železnyacutech pilin
Magnetickeacute pole popisuje veličina magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji
v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou indukci měřiacuteme teslametrem Zemskeacute
magnetickeacute pole v ČR maacute magnetickou indukci 0048 mT
Ciacutel
Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute permanentniacuteho
magnetu Změřit magnetickou indukci magnetickeacuteho pole Země
- 37 -
Pomůcky
LabQuest teslametr MG-BTA permanentniacute magnet
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Na teslametru
nastaviacuteme rozsah 64 mT Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 38 -
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k severniacutemu poacutelu magnetu
a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi
5 sekund)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k jižniacutemu poacutelu magnetu
a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi
5 sekund)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně pohybujeme (asi 5 sekund) teslametrem kolmo k podeacutelneacute ose
magnetu k jižniacutemu poacutelu magnetu a potom pomalu vzdalujeme teslametr od
severniacuteho poacutelu magnetu (asi 5 sekund) Uložiacuteme měřeniacute
6
7 Otevřeme novyacute soubor a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve
vodorovneacute rovině otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země
Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum (N a S magnetickyacute poacutel)
- 39 -
Z maximaacutelniacutech hodnot odečteme vodorovnou amplitudu magnetickeacute indukce B
Země
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve
svisleacute rovině (N-S směr) otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země
Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum Maximaacutelniacute hodnota je
hodnotou magnetickeacute indukce B Země
9
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Urči sklon indukčniacute čaacutery magnetickeacuteho pole u naacutes v ČR vzhledem
k povrchu země
- 40 -
Elektrickyacute obvod 110 ELEKTRICKYacute PROUD
ELEKTRICKEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute proud je uspořaacutedanyacute pohyb nabityacutech čaacutestic Elektrickyacute proud se
označuje piacutesmenem I Jeho jednotkou je ampeacuter (A)
Elektrickeacute napětiacute se označuje piacutesmenem U Jednotkou elektrickeacuteho napětiacute je
volt (V)
Elektrickyacute proud měřiacuteme ampeacutermetrem a napětiacute voltmetrem
Ciacutel
Změřit proud prochaacutezejiacuteciacute žaacuterovkou Změřit napětiacute na žaacuterovce Pozorovat jak
žaacuterovka sviacutetiacute při různyacutech hodnotaacutech proudu (uacutečinky proudu)
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat
100 Ω žaacuterovka 35 V03 A
- 41 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x
zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat ndash
Ampeacutermetr Reostat 100 Ω nastaviacuteme na min hodnoty odporu (napětiacute)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 42 -
5 Reostatem 100 Ω pomalu (20 s) zvětšujeme proud (směrem k max) až ho
vytočiacuteme do krajniacute polohy (max) Hodnota proudu nesmiacute překročit 06 A
Zobrazuje se tzv V-A charakteristika žaacuterovky Po vykresleniacute celeacuteho grafu
zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro různeacute žaacuterovky
7 Vysloviacuteme zaacutevěr (při jakeacute hodnotě proudu žaacuterovka začiacutenaacute sviacutetit)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř V-A charakteristiku pro rezistor 100 Ω a 50 Ω
- 43 -
Elektrickeacute pole 111 ZDROJE ELEKTRICKEacuteHO
NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Zdroje elektrickeacuteho napětiacute jsou elektraacuterny galvanickeacute člaacutenky a akumulaacutetory
- 44 -
Ciacutel
Změřit jak se měniacute napětiacute při vybiacutejeniacute (použiacutevaacuteniacute) zdroje ndash vybiacutejeciacute křivku
Pomůcky
LabQuest držaacutek baterie a rezistor ampeacutermetr DCP-BTA voltmetr VP-BTA
zdroj elektrickeacuteho napětiacute ndash galvanickyacute člaacutenek akumulaacutetor
- 45 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 a voltmetr VP-BTA ke
vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
12 h Frekvence 300 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat (spiacutenač je vypnutyacute)
4 Sepneme spiacutenač Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na
LabQuestu
5 Když začne napětiacute klesat pod 1V zastaviacuteme měřeniacute
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vytvoř si jednoduchyacute galvanickyacute
člaacutenek z jablka (nebo citronu)
železneacuteho hřebiacuteku a měděneacuteho draacutetu
podle obraacutezku Změř voltmetrem
zaacutevislost napětiacute v zaacutevislosti na čase
(připoj rezistor 1 000 Ω)
- 46 -
2 Změř vybiacutejeciacute křivku pro různeacute zdroje Urči kapacitu člaacutenku Porovnej
se jmenovitou kapacitou
3 Jakeacute vyacutehody maacute elektrickeacute napětiacute z bateriiacute oproti napětiacute ze zaacutesuvek Jakeacute
nevyacutehody naopak majiacute baterie
- 47 -
Elektrickyacute obvod 112 UacuteČINKY ELEKTRICKEacuteHO
PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute proud maacute pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute
uacutečinky Jednoducheacute spotřebiče můžeme rozdělit podle uacutečinků elektrickeacuteho
proudu na pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute spotřebiče
Ciacutel
Ověřit pohyboveacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na elektromotor
Ověřit světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
Ověřit magnetickeacute uacutečinky (magnetickaacute indukce) elektrickeacuteho proudu
prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
Ověřit chemickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho kapalinou
(vodou)
Ověřit tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA
teploměr TMP-BTA ciacutevka 166 a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu
a napětiacute BK 127 žaacuterovka 12 V spiraacutela luxmetr LS-BTA voltmetr 30 V-BTA
- 48 -
Scheacutema
a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
- 49 -
b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
Postup
a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
1 Připojiacuteme luxmetr LS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-
BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematuj ndash spiacutenač je
rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr
- 50 -
a voltmetr Žaacuterovku s luxmetrem můžeme zakryacutet krabiciacute aby luxmetr neměřil
osvětleniacute pozadiacute
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06A Na ose y zvoliacuteme Osvětleniacute a Spojovat body
Dole 0 a Nahoře 600 lx
4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme
napětiacute Vlevo 0 Vpravo 16 V Na ose y zvoliacuteme Proud a Spojovat body Dole
0 a Nahoře 04 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme
spiacutenač
6 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (do 12 V) Kontrolujeme proud
ndash max 06A Luxmetrem měřiacuteme osvětleniacute způsobeneacute žaacuterovkou
b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
- 51 -
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max
06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky
c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-
BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu ndash spiacutenač je
rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr
a voltmetr Teploměr se spiraacutelou vložiacuteme do kaacutedinky s vodou
- 52 -
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 000 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Napětiacute a Spojovat body
Dole 0 a Nahoře 25 V
4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme
čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Teplota a Spojovat body
Dole 20 a Nahoře 35 degC Regulovatelnyacutem zdrojem nastaviacuteme napětiacute (na
20 V) Kontrolujeme proud ndash max 10 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme
spiacutenač
6 Teploměrem měřiacuteme teplotu vody zahřiacutevaneacute spiraacutelou
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakeacute jsou uacutečinky elektrickeacuteho proudu v jednotlivyacutech
přiacutepadech
- 53 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ve ktereacutem elektrickeacutem přiacutestroji se projevuje současně několik uacutečinků
elektrickeacuteho proudu
2 Jakyacutech uacutečinků elektrickeacuteho proudu využiacutevaacute elektrickyacute zvonek
3 Změř jak zaacutevisiacute siacutela F přitahujiacuteciacute jaacutedro na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho
ciacutevkou Kde se toho daacute využiacutet
4 Chemickeacute uacutečinky viz uacuteloha 116 Elektrickyacute proud v kapalinaacutech
5 Změř pohyboveacute uacutečinky el proudu na otaacutečeniacute elektromotoru Pohyb můžeš
sniacutemat luxmetrem
- 54 -
Elektrickyacute obvod 113 MAGNETICKEacute VLASTNOSTI
ELEKTRICKEacuteHO PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Prochaacuteziacute-li vodičem elektrickyacute proud vznikaacute v jeho okoliacute magnetickeacute pole
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar kružnic Kružnice ležiacute v rovinaacutech kolmyacutech
na vodič a majiacute středy v bodech vodiče Magnetickeacute pole popisuje veličina
magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou
indukci měřiacuteme teslametrem
Ciacutel
Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute vodiče v zaacutevislosti na
velikosti elektrickeacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest teslametr MG-BTA ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj
napětiacute vodič
- 55 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu a ampeacutermetr
HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Na teslametru nastaviacuteme rozsah 64 mT
Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 56 -
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 5 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Teslametr umiacutestiacuteme bliacutezko vodiče (1 cm) Stiskneme tlačiacutetko START
(měřeniacute) na LabQuestu a pomalu rovnoměrně zvětšujeme napětiacute
(proud) na zdroji Uložiacuteme měřeniacute
5 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce na velikosti proudu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Velikost magnetickeacute indukce okolo rovneacuteho dlouheacuteho vodiče ve vzdaacutelenosti
d můžeme vypočiacutetat pomociacute Biot-Savartova zaacutekona (někdy teacutež Biot-Savart-
Laplaceova)
7 74π 10 2 102π 2π
I I IB
d d d (přibližně ve vzduchu)
2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale v zaacutevislosti na vzdaacutelenosti d ndash měřiacuteme
praviacutetkem a vklaacutedaacuteme po jednotlivyacutech krociacutech Nastaviacuteme určitou hodnotu
proudu
- 57 -
Elektrickyacute obvod 114 MAGNETICKEacute POLE CIacuteVKY
Fyzikaacutelniacute princip
Ciacutevka vznikne když vodič navineme na povrch vaacutelce nebo hranolu
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery uvnitř ciacutevky jsou rovnoběžneacute s jejiacute osou
Magnetickaacute indukce uvnitř velmi dlouheacute ciacutevky maacute velikost NI
Bl
kde I
je velikost proudu N je celkovyacute počet zaacutevitů a l je deacutelka ciacutevky
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce B na velikosti proudu I prochaacutezejiacuteciacuteho
ciacutevkou
Pomůcky
LabQuest rezistor 10Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA ciacutevka 166
a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127
- 58 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 59 -
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max
06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky
6 Vysloviacuteme zaacutevěr - jak zaacutevisiacute mag indukce B na velikosti elektrickeacute
proudu I
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ze znalosti počtu zaacutevitů deacutelky ciacutevky a proudu spočiacutetej magnetickou
indukci
2 Změň ciacutevku a opakuj měřeniacute
3 Změř jak se měniacute magnetickaacute indukce po podeacutelneacute ose ciacutevky při daneacute
hodnotě proudu
- 60 -
Elektrickyacute obvod 115 ZKRAT
Fyzikaacutelniacute princip
Zkrat v elektrickeacutem obvodu je vodiveacute spojeniacute vodičů ktereacute vyřadiacute z obvodu
spotřebič Obvod se chraacuteniacute proti zkratu pojistkou nebo jističem Tavnaacute
pojistka je založena na tepelnyacutech uacutečinciacutech elektrickeacuteho proudu Jistiacuteciacutem
prvkem je tenkyacute draacutetek kteryacute se průchodem zkratoveacuteho proudu přepaacuteliacute a tiacutem
přerušiacute elektrickyacute obvod
Ciacutel
Ověřit funkci tavneacute pojistky Určit velikost zkratoveacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute tenkyacute
vodič tavnaacute trubičkovaacute pojistka ndash různeacute hodnoty proudu
- 61 -
Scheacutema
- 62 -
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme
obvod dle scheacutematu Spiacutenač je rozpojen Jako pojistku použijeme napřiacuteklad
tavnou trubičkovou pojistku 800 mA Jako zdroj plochou baterii
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Způsobiacuteme
ZKRAT
5 Vysloviacuteme zaacutevěr Jak rychle bdquozareagujeldquo tavnaacute pojistka
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus změřit pomociacute mikrometru průměr draacutetku a zkratovyacute proud tiacutemto
draacutetkem Změř draacutetky různyacutech průměrů Jak zaacutevisiacute hodnota zkratoveacuteho
proudu na průměru draacutetku
2 Proč nemůžeš použiacutet jako tavnou pojistku hřebiacutek
3 Zkus různeacute druhy materiaacutelů tavnyacutech draacutetků ndash Fe Cuhellip Jakyacute to maacute vliv na
velikost bdquozkratovaciacuteholdquo proudu
- 63 -
4 Zkus změřit dvě stejneacute pojistky (např 800 mA) ale jedna je bdquopomalaacuteldquo
a druhaacute bdquorychlaacuteldquo
5 Zkus změřit zkrat se dvěma paralelně zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi Jakyacute
maacute vliv kvalita zdroje na velikost zkratovaciacuteho proudu Změniacute se doba
přetaveniacute draacutetku
6 Zkus změřit zkrat se dvěma seacuteriově zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi
7 Proč při bdquoletmeacutem dotekuldquo (viz obraacutezek) před zkratem nenastal zkrat Proč
nastal až při staacuteleacutem doteku
- 64 -
Elektrickyacute obvod 116 ELEKTRICKYacute PROUD
V KAPALINAacuteCH
Fyzikaacutelniacute princip
Podmiacutenkou vodivosti kapalin je přiacutetomnost iontů Ionty vznikajiacute v kapalinaacutech
nejčastěji při rozpouštěniacute soliacute a kyselin
Ciacutel
Ověřit vznik iontů rozpouštěniacutem soli ve vodě měřeniacutem elektrickeacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr DCP-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute žaacuterovka
vanička a elektrody
- 65 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme
obvod dle scheacutema Spiacutenač je rozpojen
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
600 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Po
10 sekundaacutech nasypeme sůl do vody Pozorujeme jak se měniacute proud při
rozpouštěniacute soli v roztoku vody a soli jak vznikajiacute ionty
5 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus proveacutest stejneacute měřeniacute s různyacutem množstviacutem soli ndash 1 lžička 2 lžičkyhellip
2 Zkus různeacute druhy materiaacutelů elektrod ndash Fe Cu Zn C Pbhellip
3 Vyzkoušej různeacute soli
4 Vyzkoušej takeacute cukr
- 66 -
Pohyb tělesa 21 RYCHLOST POHYBU
Fyzikaacutelniacute princip
Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme
v metrech za sekundu m
s
nebo v kilometrech za hodinu km
h
U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se
rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)
Průměrnaacute rychlost je podiacutel celkoveacute draacutehy s a celkoveacute doby t za kterou těleso
draacutehu urazilo Průměrnaacute rychlost určenaacute ve velmi kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku se
nazyacutevaacute okamžitaacute rychlost Měřiacuteme ji tachometrem
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT
- 67 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 20 s
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute (knihou) nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost
pohybu dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a pak se
přibližovat a naacutesledně se vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost
chůze člověka (0 až 6 m)
- 68 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho
miacuteče od senzoru
f) Stejneacute jako za e) ale s mělkyacutem
papiacuterovyacutem kornoutem nebo
mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho
autiacutečka vlaacutečkuhellip
h) Měřiacuteme rychlost voziacutečku na
voziacutečkoveacute draacuteze VDS (vodorovneacute
šikmeacute)
5 Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
2 Překreslete grafy v = f(t) na grafy s = f(t) a naopak
3 Nakreslete graf v = f(t) a potom se podle něj pohybujte (viz 4 b)
- 69 -
Pohyb tělesa 22 DRAacuteHA ROVNOMĚRNEacuteHO
A NEROVNOMĚRNEacuteHO POHYBU
Fyzikaacutelniacute princip
Těleso se pohybuje rovnoměrnyacutem pohybem jestliže se pohybuje staacutele stejnou
rychlostiacute Těleso se pohybuje nerovnoměrnyacutem pohybem jestliže se jeho
rychlost měniacute
Draacutehu rovnoměrneacuteho i nerovnoměrneacuteho pohybu můžeme určit z grafu
časoveacuteho průběhu rychlosti jako plochu mezi tiacutemto grafem a časovou osou
(osou x)
Ciacutel
Určit zda danyacute pohyb je rovnoměrnyacute nebo nerovnoměrnyacute a draacutehu tohoto
pohybu
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD voziacuteček draacuteha pro mechaniku VDS
- 70 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
LabQuestu a ten přes USB do PC Pomociacute digitaacutelniacutech vah určiacuteme hmotnost
voziacutečku
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Draacuteha je velmi miacuterně nakloněnaacute
3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme k PC Přepiacutenač ultrazvukoveacuteho senzoru
přepneme na voziacuteček
- 71 -
4 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Deacutelka
10 s Vzorkovaciacute frekvence 20 vzorkůsekunda
5 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru pustiacuteme ho
a současně zapneme sběr dat Voziacuteček bude střiacutedavě sjiacuteždět a vyjiacuteždět
(po odrazu od magnetickeacuteho naacuterazniacuteku) po draacuteze Uložiacuteme měřeniacute
6 Draacutehu postaviacuteme vodorovně (můžeme zkontrolovat vodovaacutehou)
7 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru uvedeme ho do
pohybu a současně zapneme sběr dat
8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy se pohyboval voziacuteček rovnoměrně a kdy
nerovnoměrně
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Určiacuteme draacutehu - plochu pod grafem časoveacuteho průběhu rychlosti
2 Můžeme proveacutest stejnaacute měřeniacute s miacutečem
- 72 -
Siacutely a jejich vlastnosti
23 MĚŘENIacute SIacuteLY ndash ŠPEJLE
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se
piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N
Ciacutel
Změřit průhyb volneacuteho konce d špejle na působiacuteciacute siacutele F Měřeniacute proveacutest pro
různeacute deacutelky l
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma špejle
- 73 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)
2 Zapneme LabQuest
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty
Naacutezev deacutelka
Jednotky cm
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf K siloměru připevniacuteme konec špejle (viz
scheacutema) ndash špejle ukazuje na měřiacutetku 0 cm Siloměr bdquovynulujemeldquo
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
7 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 74 -
8 Siloměr posuneme tak aby ohnutaacute špejle ukazovala na měřiacutetku 1 cm
9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK
11 Opakujeme body 8 a 9 pro 2 cm 3 cm 4 cm a 5 cm
12 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
13 Měřeniacute zopakujeme pro různeacute deacutelky špejle
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro různeacute špejle (tloušťka tvar) Jak zaacutevisiacute průhyb špejle
na jejiacutem tvaru Kde a jak se toho využiacutevaacute
- 75 -
Siacutely a jejich vlastnosti
24 II NEWTONŮV POHYBOVYacute ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Čiacutem je většiacute siacutela F tiacutem jsou vyacuteraznějšiacute i změny rychlosti v pohybu tělesa Čiacutem
je většiacute hmotnost m tělesa tiacutem jsou změny rychlosti v pohybu tělesa menšiacute
Ciacutel
Ověřit II Newtonův pohybovyacute zaacutekon ndash zaacutekon siacutely
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA akcelerometr LGA-BTA senzor polohy
a pohybu MD-BTD souprava pro mechaniku VDS
- 76 -
Scheacutema
Postup
1 Senzor polohy a pohybu MD-BTD zapojiacuteme do konektoru DIG 1
LabQuestu Na voziacuteček připojiacuteme vlaacutekno a na něj zavěsiacuteme zaacutevažiacute o hmotnosti
10 g
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pustiacuteme voziacuteček
Zachytiacuteme jej těsně před koncem voziacutečkoveacute draacutehy Měřiacuteme rychlost pohybu
voziacutečku
5 Měřeniacute opakujeme se zaacutevažiacutem 20 g
6 Porovnaacuteme oba grafy
a) Jak se voziacuteček pohybuje (druh pohybu)
b) Jakyacute maacute vliv velikost siacutely F na pohyb voziacutečku
7 Na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g) ndash viz fotografie vyacuteše
8 Zopakujeme měřeniacute v bodech 1 až 6
- 77 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Na voziacuteček připevni siloměr a akcelerometr Změř jak zaacutevisiacute změna
rychlosti v (zrychleniacute) na velikost siacutely F Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam
dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence 20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Tahaacuteme za siloměr tam
a zpět (voziacuteček se pohybuje) Sledujeme jak zaacutevisiacute změna rychlosti v
(zrychleniacute) na velikost siacutely F
2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g)
Porovnaacuteme obě měřeniacute
- 78 -
Siacutely a jejich vlastnosti
25 SMYKOVEacute TŘENIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Smykoveacute třeniacute vznikaacute když se dvě tělesa z pevnyacutech laacutetek po sobě smyacutekajiacute
Siacutela kteraacute braacuteniacute posouvaacuteniacute těles se nazyacutevaacute třeciacute siacutela Abychom uvedli těleso
do rovnoměrneacuteho pohybu musiacuteme vynaložit většiacute siacutelu tzv klidovou třeciacute siacutelu
Siacutelu kterou těleso tlačiacute na podložku nazyacutevaacuteme tlakovou siacutelu
Ciacutel
Určit třeciacute siacutelu klidovou třeciacute siacutelu tlakovou siacutelu a poměr tlakoveacute a třeciacute siacutely
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA stejnaacute tělesa (kvaacutedry učebnicehellip)
- 79 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se pomalu
a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce
- 80 -
4 Na grafu jsou pro naacutes dvě zajiacutemaveacute oblasti V zeleneacute oblasti je maximaacutelniacute
siacutela ndash klidovaacute třeciacute siacutela Ft0 = N V modreacute oblasti je pohybovaacute třeciacute siacutela
Ft = N Obě ziacuteskaacuteme tak že na dotykoveacute obrazovce označiacuteme taženiacutem
danou oblast a v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika Ft0 bude maximaacutelniacute siacutela
a Ft středniacute siacutela v modreacute oblasti
5 Tlakovou siacutelu Fn určiacuteme tak že těleso zavěsiacuteme na siloměr a změřiacuteme siacutelu
6 Potom vypočiacutetaacuteme poměr třeciacute siacutely Ft
a tlakoveacute siacutely Fn Označiacuteme jej f ndash součinitel
smykoveacuteho třeniacute
7 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři
kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute měřeniacute si
můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit
Naacutesledně zobrazit všechna tři měřeniacute naraacutez
- 81 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute je poměr velikostiacute třeciacutech sil v jednotlivyacutech měřeniacutech (jeden dva tři
kvaacutedry)
2 Vyzkoušej jineacute materiaacutely (těleso podložka)
3 Zkus pohyb kvaacutedru nerovnoměrnyacutem pohybem Jak se změniacute vyacutesledek
měřeniacute Naacutepověda Zopakuj si Newtonovy zaacutekony
4 Vyzkoušej si jako těleso (a) Zlateacute straacutenky
5 Zkus založit jednotliveacute listy dvou Zlatyacutech straacutenek (dvou učebnic) a zkus je
od sebe vysunout
6 Na čem zaacutevisiacute velikost třeciacute siacutely
- 82 -
Kapaliny 26 POVRCHOVEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vlastnosti povrchoveacute blaacuteny se nazyacutevaacute
povrchoveacute napětiacute Čiacutem je povrchoveacute napětiacute většiacute tiacutem snaacuteze se na jeho povrchu
mohou udržet různaacute tělesa Hodnoty povrchoveacuteho napětiacute lze naleacutezt v tabulkaacutech
Povrchoveacute napětiacute rtuti je 7kraacutet většiacute než povrchoveacute napětiacute vody ktereacute 2-3kraacutet
většiacute než povrchoveacute napětiacute lihu či petroleje
- 83 -
Ciacutel
Určit přibližně velikost povrchoveacute siacutely Fp pro různeacute deacutelky dřevěneacute špejle
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA dřevěnaacute špejle plochaacute naacutedoba s vodou nit
Scheacutema
- 84 -
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do CH 1 LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Na siloměr zavěsiacuteme špejli o deacutelce 30 cm na niti (viz scheacutema) Špejli
položiacuteme na hladinu kapaliny (vody)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Taacutehneme siloměrem
špejli z povrchu kapaliny
6 Z grafu odečteme rozdiacutel maximaacutelniacute hodnoty siacutely (kdy dochaacuteziacute k odtrženiacute
špejle z povrchu kapaliny) a siacutely kdy špejle visiacute na niti ndash viz obraacutezek
7 Vypočiacutetaacuteme poměr teacuteto siacutely a dvojnaacutesobku deacutelky špejle (deacutelka okraje
povrchoveacute blaacuteny) což je hodnota povrchoveacuteho napětiacute σ (Nm)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro jineacute kapaliny (liacuteh hellip) Přiacutepadně pro jineacute deacutelky špejliacute
- 85 -
Kapaliny 27 HYDROSTATICKYacute TLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Hydrostatickyacute tlak ph v hloubce h je roven součinu hloubky hustoty kapaliny
ρ a tiacutehoveacuteho zrychleniacute g
hp h g
Ciacutel
Změřit hydrostatickyacute tlak v hloubce h
Pomůcky
LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA odměrnyacute vaacutelec s měřiacutetkem
- 86 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru
přišroubujeme hadičku kterou můžeme izolepou přilepit na praviacutetko s uměleacute
hmoty tak že začaacutetek hadičky bude na bdquonuleldquo praviacutetka Tiacutem můžeme měřit
deacutelku ponořeniacute hadičky ndash hloubku v kapalině
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30 s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Ponořujeme pomalu rovnoměrnyacutem pohybem konec hadičky do hloubky
20 cm do vody v odměrneacutem vaacutelci a zpět POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do
senzoru
- 87 -
5 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 V menu Senzory ndash Zaacuteznam nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + hodnoty Naacutezev
Hloubka Jednotka cm
7 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
8 Hadička neniacute ponořenaacute Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na
LabQuestu
9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
11 Ponořiacuteme konec do hloubky 1 cm (sledujeme na stupnici praviacutetka)
12 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
13 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK
14 Opakujeme body 11 12 a 13 pro hodnoty uacutehlu 2 cm 3 cmhellip 20 cm
15 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme
16 Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice
(nebo soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)
Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute pro jinou kapalinu (liacuteh hellip)
2 Vyzkoušej měřeniacutem nezaacutevislost tlaku v kapalině na směru
3 Ověř měřeniacutem že tlak kapaliny v naacutedobě nezaacutevisiacute na tvaru naacutedoby
- 88 -
Kapaliny 28 ARCHIMEDŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Vztlakovaacute siacutela Fvz působiacuteciacute na těleso v kapalině je rovna tiacutehoveacute siacutele kteraacute by
působila na kapalinu s objemem ponořeneacute čaacutesti tělesa
Pro vztlakovou siacutelu platiacute Fvz = Vρg V je objem ponořeneacute čaacutesti tělesa ρ je
hustota kapaliny g je konstanta (tiacutehoveacute zrychleniacute)
Ciacutel
Určit vztlakovou siacutelu Určit objem tělesa z Archimedova zaacutekona
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA naacutedoba s vodou těleso stojan
- 89 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence
5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute)
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Asi po 6 sekundaacutech
ponořiacuteme těleso do vody (nadzvedneme kaacutedinku s vodou a podsuneme pod
kaacutedinku podložku) a nechaacuteme dokončit měřeniacute
- 90 -
7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika
a stejně i vyacuteslednou siacutelu F (zaacutevažiacute ve vodě)
8 Vypočiacutetaacuteme vztlakovou siacutelu Fvz = FG ndash F
9 Vypočiacutetaacuteme objem tělesa ze vztlakoveacute siacutely
10 Ověřiacuteme určeniacute objemu tělesa vyacutepočtem (objem vaacutelce) nebo měřeniacutem
v odměrneacutem vaacutelci
11 Ověřiacuteme určeniacute tiacutehoveacute siacutely zvaacuteženiacutem tělesa
12 Vypočiacutetaacuteme hustotu tělesa a ověřiacuteme ji v tabulkaacutech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro jinaacute tělesa
- 91 -
Kapaliny 29 PASCALŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Působiacute-li na kapalinu v uzavřeneacute naacutedobě vnějšiacute tlakovaacute siacutela zvyacutešiacute se tlak ve
všech miacutestech stejně (Pascalův zaacutekon)
Ciacutel
Změřit hydrostatickyacute tlak v různyacutech hloubkaacutech při změně vnějšiacute tlakoveacute siacutely
Pomůcky
LabQuest 2ks tlakoveacute čidlo GPS-BTA PET laacutehev s měřiacutetkem
- 92 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakovaacute čidla GPS-BTA ke vstupům CH1 a CH2 LabQuestu
(nebo LabQuest Mini) K senzorům přišroubujeme hadičky ktereacute vedou přes
gumovou zaacutetku do PET laacutehve tak že konce hadiček budou v různyacutech
hloubkaacutech (rozdiacutel asi 20 cm) Tiacutem dosaacutehneme toho že počaacutetečniacute tlak bude
u obou senzorů různyacute
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Vynulujeme oba
tlaky (hadičky nejsou ponořeny ve vodě)
3 Napustiacuteme PET laacutehev vodou a zasuneme hadičky do PET (senzory musiacute byacutet
vyacuteše než je PET laacutehev ndash POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do senzoru)
Utěsniacuteme zaacutetku
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Malou silou stlačujeme rukou PET laacutehev
6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
- 93 -
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak se měniacute tlak v různyacutech hloubkaacutech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute PET laacutehev položenou vodorovně
2 Provedeme měřeniacute pro spojeneacute naacutedoby ndash dvě PET laacutehve nebo dvě injekčniacute
střiacutekačky
- 94 -
Plyny 210 ATMOSFEacuteRICKYacute TLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře
probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute
meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkosthellip
Atmosfeacuterickyacute tlak je tlak vzduchu na zemskyacute povrch a značiacuteme ho pa
Atmosfeacuterickyacute tlak měřiacuteme barometrem Hodnota atmosfeacuterickeacuteho tlaku zaacutevisiacute
na počasiacute a na nadmořskeacute vyacutešce
Ciacutel
Určit jak se měniacute atmosfeacuterickyacute tlak v troposfeacuteře
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA
- 95 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme barometr BAR-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 96 -
3 Senzor (barometr) umiacutestiacuteme těsně nad povrchem země
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pomalu
zvedaacuteme senzor (v miacutestnosti) vzhůru ke stropu (miacutestnosti) a přiacutepadně zase dolů
5 Provedeme analyacutezu naměřenyacutech hodnot a porovnaacuteme je s tabulkovyacutemi
hodnotami
6 Můžeme proveacutest delšiacute měřeniacute na jednom miacutestě Nastaviacuteme v menu Senzory
ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 72 h (3 dny) Frekvence 20 čteniacuteh Zvoliacuteme zobrazeniacute
Graf
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Vyslov zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak zaacutevisiacute změna tlaku na nadmořskeacute vyacutešce můžeme zkoumat takeacute při
pohybu na schodech nebo ve vyacutetahu Přitom můžeme ještě zadaacutevat změnu
nadmořskeacute vyacutešky
2 Připojeniacutem teploměru a vlhkoměru můžeme zkoumat jak spolu souvisiacute
teplota tlak vlhkost v průběhu dne
3 Daacutele můžeme zkoumat jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute
4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom
miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty
5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď
stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem
- 97 -
- 98 -
Pracovniacute list pro žaacuteky
Plyny 211 ZAacuteKLADY METEOROLOGIE
Fyzikaacutelniacute princip
Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře
probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute
meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkost hellip
Připojeniacutem teploměru barometru vlhkoměru k LabQuestu (počiacutetači)
ziacuteskaacuteme termograf barografhellip
Ciacutel
Určit jak se měniacute teplota tlak vlhkost v troposfeacuteře
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA
- 99 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA
barometr BAR-BTA a vlhkoměr RH-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
72 h Frekvence 20 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Senzory umiacutestiacuteme 2 m nad povrchem země nejleacutepe do stiacutenu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 V průběhu sledujeme jak se měniacute počasiacute
6 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute podmiacutenky ndash ročniacute obdobiacute
nadmořskaacute vyacuteškahellip Vyslov zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak spolu souvisiacute teplota tlak vlhkost Zdůvodni
2 Jak se měniacute teplota tlak a vlhkost v průběhu dne Zdůvodni
3 Jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute
4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom
miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty
5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď
stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem
- 100 -
- 101 -
Plyny 212 PŘETLAK A PODTLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Plyn maacute v naacutedobě podtlak jestliže je tento tlak nižšiacute než atmosfeacuterickyacute Plyn
maacute v naacutedobě přetlak jestliže je tento tlak většiacute než atmosfeacuterickyacute
Ciacutel
Změřit přetlak a podtlak plynu v naacutedobě
Pomůcky
LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA barometr BAR-BTA PET laacutehev
nafukovaciacute dětskyacute baloacutenek
- 102 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru
přišroubujeme injekčniacute střiacutekačku s nastavenou hodnotou objemu bdquo10 mlldquo dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Tlakem na piacutest vyvolaacutevaacuteme přetlak a podtlak a přetlak
- 103 -
5 Měřeniacute uložiacuteme
6 K senzoru připojiacuteme (našroubujeme) skleněnou baňku naplněnou
vzduchem Teplota plynu uvnitř je stejnaacute jako v okoliacute
7 Opakujeme předchoziacute měřeniacute s tiacutem že baňku (tiacutem i plyn) ohřiacutevaacuteme v tepleacute
vodě a ochlazujeme ve studeneacute (kostky ledu) vodě Pozorujeme jak se měniacute
tlak
8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy nastaacutevaacute přetlak a kdy podtlak
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak můžeme přetlak a podtlak vytvořit
2 Kde se přetlak a kde se podtlak využiacutevaacute
3 Změř přetlak v baloacutenku Jak se měniacute s průměrem baloacutenku
4 Připoj k senzoru PET laacutehev Zkus mačkat laacutehev a měřit hodnotu přetlaku
5 Ohřej plyn v PET laacutehvi (horkou vodou) Uzavři PET laacutehev a ochlazuj laacutehev
(plyn) Měř podtlak uvnitř laacutehve
- 104 -
SVĚTELNEacute JEVY 213 STIacuteN A POLOSTIacuteN
Fyzikaacutelniacute princip
Stiacuten je prostor za tělesem do něhož nepronikaacute světlo ze zdroje Polostiacuten je
prostor za tělesem do ktereacuteho pronikaacute světlo pouze z čaacutesti zdroje
Ciacutel
Pomociacute senzoru světla určit intenzitu osvětleniacute v oblasti stiacutenu a polostiacutenu
Pomůcky
LabQuest žaacuterovka 12 V20 W světelnyacute senzor TILT-BTA nebo luxmetr LS-
BTA těleso
- 105 -
Scheacutema
Postup
1 Světelnyacute senzor TILT-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu
3 Zapneme LabQuest
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence 10 sndash1
Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Senzorem
světla TILT-BTA plynule pohybujeme nad oblastiacute stiacutenu a polostiacutenu z jedneacute
strany na druhou (viz scheacutema asi 10 s)
- 106 -
6 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakaacute intenzita osvětleniacute v jednotlivyacutech oblastech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Měřeniacute opakujeme se dvěma zdroji světla
2 Měřeniacute opakujeme s jinyacutem tělesem (jinyacute tvar)
- 107 -
SVĚTELNEacute JEVY 214 BARVY SVĚTLA
Fyzikaacutelniacute princip
Biacuteleacute světlo se při průchodu skleněnyacutem hranolem rozklaacutedaacute na jednoducheacute barvy
ndash vznikaacute tak spektrum
Jsou v něm tyto barvy fialovaacute indigovaacute modraacute žlutaacute oranžovaacute a červenaacute
- 108 -
Ciacutel
Pomociacute spektrofotometru určit spektrum biacuteleacuteho světla (slunečniacuteho) Daacutele určit
spektrum odraženeacuteho světla různyacutech barevnyacutech papiacuterů
Pomůcky
LabQuest spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem různě barevneacute
papiacutery
- 109 -
Scheacutema
Postup
1 Spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem zapojiacuteme do USB konektoru
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 V menu Senzory ndash Změnit jednotky ndash USB Spektrometr zvoliacuteme Intenzita
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Optickeacute vlaacutekno namiacuteřiacuteme na nebe (ve dne)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Změřiacuteme
emisniacute spektrum bdquobiacuteleacuteho světlaldquo
6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
7 Zopakujeme a uklaacutedaacuteme měřeniacute s tiacutem že těsně před optickeacute vlaacutekno
vklaacutedaacuteme různě barevneacute papiacutery (tělesa)
- 110 -
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pomociacute spektrofotometru změř spektra barev na monitoru Vyslov zaacutevěr
- 111 -
Praacutece a energie 31 PRAacuteCE
Fyzikaacutelniacute princip
Praacutece je fyzikaacutelniacute veličina Označuje se piacutesmenem W a jejiacute jednotkou je joule
(značka J) Je-li F siacutela působiacuteciacute na těleso ve směru trajektorie vykonaacute se při
přesunutiacute tělesa o draacutehu s praacutece W = Fs
Ciacutel
Určit praacuteci při přesunutiacute tělesa
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA senzor polohy MD-BTD stejnaacute tělesa (kvaacutedry
učebnicehellip)
- 112 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N Senzor polohy zapojiacuteme do konektoru
DIG 1
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes
3 Zvoliacuteme zaacuteložku tabulka V menu Tabulka zvoliacuteme Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute
sloupec Naacutezev ndash Praacutece Jednotka ndash J Tvar vyacuterazu XY Sloupec pro X ndash Siacutela
Sloupec pro Y ndash Poloha
4 Sestaviacuteme měřeniacute podle scheacutema Vynulujeme oba senzory ndash menu Senzory
ndash Vynulovat ndash Čidlo polohy a pohybu Siloměr Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se
pomalu a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce
- 113 -
6 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute
měřeniacute si můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit
7 Zaacutevěr ndash vyhodnotiacuteme jednotliveacute grafy a vykonanou praacuteci
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Kdy je praacutece nulovaacute (viz graf)
2 Kdy se praacutece konaacute (viz graf)
3 Vyzkoušej vykonat praacuteci při natahovaacuteniacute pružiny
4 Vyzkoušej vykonat praacuteci při zvedaacuteniacute tělesa
5 Vyzkoušej vykonat praacuteci při překlaacutepěniacute tělesa
- 114 -
Praacutece a energie 32 ENERGIE POLOHOVAacute
A POHYBOVAacute
Fyzikaacutelniacute princip
Polohovaacute energie Ep je druh mechanickeacute energie kterou těleso ziacuteskaacute při
zvyšovaacuteniacute sveacute nadmořskeacute vyacutešky Vypočiacutetaacuteme ji Ep= mgh Pohybovaacute energie
Ek je druh mechanickeacute energie kterou maacute pohybujiacuteciacute se těleso Vypočiacutetaacuteme ji
Ek= frac12mv2
Ciacutel
Pohybovou a polohovou energii kmitaveacuteho pohybu
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT těleso (zaacutevažiacute)
pružina stojan metr
- 115 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
LabQuestu
2 Určiacuteme tuhost použiacutevaneacute pružiny
- 116 -
3 Zapneme LabQuest
4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 10 s
5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Zvaacutežiacuteme zaacutevažiacute na digitaacutelniacutech vahaacutech a zavěsiacuteme ho na pružinu a pod
zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor a budeme měřit vzdaacutelenost a rychlost
kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině
7 Uvedeme zaacutevažiacute do kmitaveacuteho pohybu
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 117 -
9 Soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu
10 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku
a rovnici pro Ek
11 V menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku
jednotku a rovnici pro Ep
- 118 -
12 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku
a rovnici pro E
- 119 -
13 Zobraziacuteme grafy pro průběhy energiiacute
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změniacuteme dobu trvaacuteniacute na 300 s Opakujeme měřeniacute Co pozorujeme Jak se
měniacute energie
2 Jinyacute postup určeniacute tuhosti pružiny k
a) Na siloměr zavěsiacuteme pružinu
b) Vyznačiacuteme na pozadiacute (tabule) konec pružiny bdquoznačku ndash 0 cmldquo Daacutele si
pomociacute praviacutetka vyznačiacuteme značky 5 10 15 20 hellip cm
c) V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty
Naacutezev Prodlouženiacute Jednotky cm
- 120 -
d) Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
e) Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
f) Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
g) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
h) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
i) Prodloužiacuteme pružinu o 5 cm
j) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
k) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 5 cm a stiskneme OK
l) Opakujeme body i) j) a k) pro 10 15 20 hellipcm
m) Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
n) Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice
Přiacutemaacute uacuteměrnost
o) Z grafu určiacuteme tuhost pružiny k ndash je směrnice polopřiacutemky A vynaacutesobenaacute
100 (protože l jsme zadaacutevali v cm)
3 Opakujeme pro jineacute zaacutevažiacute nebo jinou pružinu
- 121 -
Praacutece a energie 33 UacuteČINNOST
Fyzikaacutelniacute princip
Uacutečinnost je podiacutel vykonaneacute praacutece W a dodaneacute energie E W
E
Ciacutel
Určit uacutečinnost při ohřiacutevaacuteniacute vody lihovyacutem kahanem
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA kaacutedinka voda digitaacutelniacute vaacutehy lihovyacute kahan
laboratorniacute stojan
- 122 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 200 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Teploměr upevniacuteme do stojanu
4 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme praacutezdnou kaacutedinku mk = kg
5 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme vodu (např 200 ml) v kaacutedince m = kg
6 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme lihovyacute kahan mk0 = kg
7 Kaacutedinku upevniacuteme do stojanu postaviacuteme pod kaacutedinku kahan a zapaacuteliacuteme
ho
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 123 -
9 Po skončeniacute měřeniacute (1 200 s = 20 min) zvaacutežiacuteme znovu lihovyacute kahan
mk1 = kg a odečteme z grafu počaacutetečniacute teplotu vody t0 =hellip degC
a konečnou teplotu t1 = degC
10 Vypočiacutetaacuteme vykonanou praacuteci W = Q = cmt = 4 180 middot middot =
J
11 Vypočiacutetaacuteme dodanou energii E = Q = hm = h(mk0 ndash mk1) = 28 865 000 middot
E = J
12 Vypočiacutetaacuteme uacutečinnost
100
W
E
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
Vyacutehřevnost ethanolu je 28 865 000 Jmiddotkgndash1
1 Vypočiacutetej kolik dodaneacute energie přijme kaacutedinka ndash sklo
(c = 670 Jmiddotkgndash1
middot Kndash1
)
- 124 -
2 Kolik procent dodaneacute energie se bdquoztratiacuteldquo
3 Znaacuteš uacutečinnějšiacute způsob ohřiacutevaacuteniacute vody Jakou maacute uacutečinnost
( httpfyzwebczclankyindexphpid=132 )
4 Proč na grafu v okamžiku zamiacutechaacuteniacute s ohřiacutevanou vodou vznikajiacute nerovnosti
(viz vyacuteše) Proč teplota nejdřiacuteve rychleji stoupaacute a pak chviacuteli klesaacute
(po zamiacutechaacuteniacute) Proč teplota pak roste přibližně rovnoměrně
5 Proč graf (viz vyacuteše) neniacute lineaacuterniacute Čiacutem je to způsobeno
6 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-
202
- 125 -
Praacutece a energie 34 NAKLONĚNAacute ROVINA
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela potřebnaacute k pohybu tělesa po nakloněneacute rovině je tolikraacutet menšiacute než tiacutehovaacute
siacutela kolikraacutet je deacutelka roviny většiacute než jejiacute vyacuteška G
hF F
s Tiacutehovou siacutelu
vypočiacutetaacuteme FG = mg
Ciacutel
Ověřit platnost funkce h
F fs
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA digitaacutelniacute vaacutehy voziacuteček se zaacutevažiacutem nakloněnaacute
rovina deacutelkoveacute měřidlo
- 126 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme siloměr DFS-BTA do vstupu CH1 Změřiacuteme deacutelku nakloněneacute
roviny s = cm Zvaacutežiacuteme voziacuteček m = kg Vypočiacutetaacuteme velikost tiacutehoveacute
siacutely FG K siloměru připojiacuteme voziacuteček
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim
Udaacutelosti + Hodnoty Naacutezev Vyacuteška Jednotka cm OK Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute
grafu
- 127 -
3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute Siacutely (N) a na
vodorovneacute ose times Vyacuteška (cm)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Zvedneme
nakloněnou rovinu do vyacutešky 10 cm a stiskneme bdquospoušťldquo pro zadaacuteniacute teacuteto
hodnoty Opakujeme pro 20 cm 30 cm 40 cm
5 Ukončiacuteme měřeniacute
6 V menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Siacutela vybereme lineaacuterniacute rovnici
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proč graf funkce h
F fs
neprochaacuteziacute počaacutetkem Tzn když h = 0 pak
F = 0
2 Zkus změřit funkci h
F fs
pomociacute plynuleacuteho zvedaacuteniacute nakloněneacute
roviny Je potřeba nastavit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim Časovaacute
zaacutekladna
- 128 -
Tepelneacute jevy 35 KALORIMETRICKAacute ROVNICE
Fyzikaacutelniacute princip
Při tepelneacute vyacuteměně mezi dvěma tělesy platiacute kalorimetrickaacute rovnice Q1 = Q2
Po dosazeniacute
c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2) Index 1 je přiřazen teplejšiacutemu tělesu a index 2
chladnějšiacutemu tělesu
Ciacutel
Ověřit platnost kalorimetrickeacute rovnice c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2)
Pomůcky
LabQuest dva teploměry TMP-BTA dvě seřiacuteznuteacute PET laacutehve digitaacutelniacute vaacutehy
- 129 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 a druhyacute teploměr TMP-
BTA do vstupu CH2 LabQuestu Do naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme teplou
vodu o hmotnosti m1 a teplotě t1 Do druheacute naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme
studenou vodu o hmotnosti m2 a teplotě t2 Hmotnosti určiacuteme pomociacute digitaacutelniacute
vaacutehy Do prvniacute naacutedoby vložiacuteme prvniacute teploměr a do druheacute naacutedoby druhyacute
teploměr Teploměry můžeme upevnit do stojanů
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
120 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 130 -
3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute obou teplot a na
vodorovneacute ose x ponechaacuteme čas
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Přeložiacuteme teploměr
z naacutedoby se studenou vodou do naacutedoby s teplou vodou a současně přelijeme
studenou vodu do tepleacute a počkaacuteme až nastane rovnovaacutežnyacute stav
5 Ukončiacuteme měřeniacute
6 Z grafů odečteme teploty před tepelnou vyacuteměnou (t1 a t2) a po tepelneacute
vyacuteměně (t)
7 Vypočiacutetaacuteme teplo odevzdaneacute Q1 a teplo přijateacute Q2
8 Porovnaacuteme vyacutesledneacute hodnoty
9 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proč měřeniacute nevychaacuteziacute uacuteplně přesně Čiacutem je to způsobeno
2 Zkus stejneacute měřeniacute pro jedno kapalneacute těleso (voda) a jedno pevneacute těleso
(mosaznyacute vaacuteleček železnyacute vaacutelečekhellip)
3 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy
OHSP-202
- 131 -
Tepelneacute jevy 36 VEDENIacute TEPLA
Fyzikaacutelniacute princip
Zahřiacutevaacuteme-li jednu čaacutest podeacutelneacuteho tělesa z pevneacute laacutetky přenaacutešiacute se rychlejšiacute
pohyb atomů na dalšiacute a dalšiacute atomy Tiacutem se zvyšuje i teplota dalšiacutech čaacutestiacute
Tento jev se nazyacutevaacute vedeniacute tepla Laacutetky děliacuteme na tepelneacute vodiče (měď
hliniacutek hellip) a tepelneacute izolanty (vzduch plasty dřevo hellip)
Ciacutel
Ověřit šiacuteřeniacute tepla tepelnyacutem vodičem
Pomůcky
LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA tlustšiacute Cu vodič lihovyacute kahan dva
laboratorniacute stojany
- 132 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme čtyři teploměry TMP-BTA do vstupů CH1 až CH4 LabQuestu
LabQuest připojiacuteme k PC přes USB konektor Teploměry můžeme upevnit do
smyček vytvořenyacutech z tlustšiacuteho měděneacuteho draacutetu ndash viz scheacutema
2 Zapneme LabQuest V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat
nastaviacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzorek sekundu Zatrhneme Nepřerušenyacute
sběr dat
3 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a postaviacuteme ho pod konec Cu vodiče ndash viz scheacutema
4 V programu LoggerPro zvoliacuteme Sběr dat Nechaacuteme určitou
dobu běžet měřeniacute
5 Ukončiacuteme měřeniacute ndash v programu LoggerPro zvoliacuteme Zastavit
6 Porovnaacuteme naměřeneacute grafy
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
- 133 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus měřeniacute pro jinyacute pevnyacute tepelnyacute vodič
2 Zkus stejneacute měřeniacute pro kapalneacute těleso (voda v naacutedobě)
- 134 -
Termika 37 SOUTĚŽ TEPLOMĚRŮ
Fyzikaacutelniacute princip
Teplota popisuje stav tělesa Teplotu měřiacuteme teploměrem Teplota tělesa
zaacutevisiacute i na miacuteře ochlazovaacuteniacute Miacutera ochlazovaacuteniacute zaacutevisiacute i na vlhkosti povrchu
tělesa (podobně ochlazovaacuteniacute lidskeacuteho těla) Vypařujiacuteciacute se kapalina odvaacutediacute čaacutest
vnitřniacute energie tělesa ndash ochlazuje ho Miacutera ochlazovaacuteniacute tělesa zaacutevisiacute i na
odvaacuteděniacute vznikajiacuteciacutech par
Ciacutel
Porovnej rychlost ochlazovaacuteniacute tělesa na povrchu sucheacuteho a mokreacuteho tělesa
Pomůcky
LabQuest teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA rychlovarnaacute konvice s horkou
vodou utěrka
- 135 -
Scheacutema
Postup
1 V konvici si ohřejeme vodu
2 Teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1
LabQuestu
3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
4 Zastrčiacuteme teploměr do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute je
praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme
tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem nepohybujeme
- 136 -
5 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash
menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Zastrčiacuteme teploměr opět do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute
je praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme
tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem budeme nyniacute maacutevat
7 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash
menu Graf ndash Uložit měřeniacute
8 Body 4 až 7 znovu opakujeme ale s tiacutem že po vytaženiacute teploměru
z konvice teploměr rychle utřeme utěrkou
9 Zobraziacuteme všechny čtyři naměřeneacute grafy ndash menu Graf ndash Ukaacutezat graf ndash
Všechny grafy
10 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus stejneacute měřeniacute s vlažnou vodou
2 Vyzkoušej jinou kapalinu
3 Pokud maacuteme čtyři teploměry můžeme proveacutest měřeniacute bdquonajednouldquo
- 137 -
Tepelneacute jevy 38 VAR
Fyzikaacutelniacute princip
Var je děj při ktereacutem se kapalina přeměňuje v plyn v celeacutem objemu Teplota
při ktereacute dochaacuteziacute k varu se nazyacutevaacute teplota varu Jejiacute hodnota zaacutevisiacute nejen na
chemickeacutem složeniacute kapaliny ale takeacute na tlaku nad povrchem kapaliny Voda
vře za normaacutelniacuteho tlaku (1 013 hPa) při 100 degC Zaacutevislost teploty varu vody
na tlaku lze přibližně vyjaacutedřit rovniciacute 5
716 2810
pt
Ciacutel
Ověřit teplotu varu za normaacutelniacuteho tlaku Ověřit zaacutevislost teploty varu na tlaku
- 138 -
Pomůcky
LabQuest teploměr GoTemp nebo TMP-BTA baňka voda lihovyacute kahan
laboratorniacute stojan odměrnyacute vaacutelec
Scheacutema
- 139 -
Postup
1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr GoTemp nebo TMP-
BTA Do baňky nalijeme horkou vodu Sestaviacuteme pomůcky podle scheacutema
V odměrneacutem vaacutelci kteryacute určuje hodnotu tlaku par nad volnyacutem povrchem vařiacuteciacute
vody neniacute voda Tzn že nad vodou v baňce je atmosfeacuterickyacute tlak
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Režim
Udaacutelosti a hodnoty Naacutezev Tlak Jednotka Pa
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a ohřiacutevaacuteme vodu v baňce až dosaacutehne teploty varu
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Paacutery vznikajiacuteciacute nad volnyacutem povrchem v baňce mohou volně odchaacutezet
hadiciacute kteraacute uacutestiacute nad dnem odměrneacuteho vaacutelce
7 Při dosaženiacute teploty varu stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
8 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku (odečteme
z barometru) a stiskneme OK
- 140 -
9 Přilijeme do odměrneacuteho vaacutelce vodu do vyacutešky 5 cm nad uacutestiacutem hadice
10 Při dosaženiacute teploty varu (poznaacuteme to podle bublinek ktereacute budou
vystupovat do vody v odměrneacutem vaacutelci) stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
11 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku zvětšenou
o hodnotu hydrostatickeacuteho tlaku a stiskneme OK
12 Opakujeme body 9 10 a 11 pro hodnoty vyacutešky hladiny vody v odměrneacutem
vaacutelci 10 cm 15 cm 20 cm a 25 cm
13 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
14 Provedeme analyacutezu grafu Jakaacute je to funkce Porovnaacuteme vyacutesledky
s vyacutesledky v MFCh tabulkaacutech Určiacuteme rovnici lineaacuterniacute funkce t = f(p)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Na čem zaacutevisiacute teplota varu určiteacute kapaliny
2 Čiacutem se lišiacute var vody v otevřeneacutem a v uzavřeneacutem tlakoveacutem hrnci
3 Může voda vařit i při nižšiacute teplotě než 100 degC
4 Pomociacute vyacutevěvy změř teploty varu při nižšiacutem tlaku než je atmosfeacuterickyacute
- 141 -
Zvukoveacute jevy 39 KMITAVYacute POHYB
Fyzikaacutelniacute princip
Kmitaveacute pohyby se nazyacutevajiacute pohyby při kteryacutech vyacutechylka opakovaně roste
a klesaacute Kmit je periodicky se opakujiacuteciacute čaacutest kmitaveacuteho pohybu doba jeho
trvaacuteniacute je perioda T a počet kmitů za jednotku času je frekvence 1
fT
Ciacutel
Určit periodu T a frekvenci f kmitaveacuteho pohybu
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA těleso (zaacutevažiacute) pružina stojan metr
- 142 -
Scheacutema
- 143 -
Postup
1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest Na siloměr zavěsiacuteme pružinu
3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
50 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute) Těleso je v klidu
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika
Určiacuteme hmotnost tělesa Ověřiacuteme na digitaacutelniacutech vahaacutech
8 Uvedeme těleso do kmitaveacuteho pohybu
9 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Provedeme
analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice (nebo soubor
nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)
- 144 -
10 Z grafu určiacuteme periodu T a vyacutepočtem frekvenci f
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Určete periodu a kmitočet joja
2 Určete periodu a kmitočet zaacutevažiacute ponořeneacuteho v kapalině
3 Určete periodu a kmitočet kmitaacuteniacute praviacutetka
4 Měř kmitavyacute pohyb delšiacute dobu Co pozoruješ
- 145 -
Zvukoveacute jevy 310 ZVUK
Fyzikaacutelniacute princip
Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz
Ciacutel
Určit časovyacute diagram některyacutech zdrojů zvuku ndash ladičky klaacuteves hudebniacutech
naacutestrojůhellip
Určit frekvenci (vyacutešku) toacutenů c1 d
1 e
1 c
2 Určit hudebniacute intervaly těchto
toacutenů Předveacutest barvu toacutenů
Pomůcky
LabQuest mikrofon MCA-BTA zdroje zvuku (hudebniacute naacutestroje) ladičky
- 146 -
Scheacutema
Postup
1 Zapneme LabQuest
2 Připojiacuteme mikrofon MCA-BTA do vstupu CH1 LabQuestu nebo v menu
Senzory ndash Nastaveniacute senzorů zvoliacuteme INT ndash Vnitřniacute mikrofon
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Rozezvučiacuteme zdroj zvuku ndash hlaacuteska bdquoaldquo bdquoeldquo bdquosldquo
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Uklaacutedaacuteme naměřeneacute zvuky v menu Graf ndash Uložit měřeniacute nebo zvoliacuteme
Pomociacute kalkulačky určujeme kmitočty periodickyacutech zvuků Uložiacuteme soubor
- 147 -
- 148 -
7 Opakujeme body 4 5 a 6 pro toacuteny c1 d
1 e
1 c
2 Určujeme kmitočet
těchto toacutenů (změřiacuteme periodu a kmitočet vypočiacutetaacuteme) a jejich hudebniacute
intervaly
8 Naměřeneacute kmitočty toacutenů a vypočiacutetaneacute hodnoty hudebniacutech intervalů
porovnaacuteme s hodnotami v tabulce
Toacuten c1 d1 e1 f1 g1 a1 h1 c2
Laděniacute absolutniacute vyacuteška (Hz)
temperovaneacute 262 294 330 349 392 440 494 524
přirozeneacute 264 297 330 352 396 440 495 528
Hudebniacute interval 11 98 54 43 32 53 158 21
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkoušiacuteme měřit časoveacute diagramy různyacutech hudebniacutech naacutestrojů
2 Zkus změřit stejneacute toacuteny různyacutech hudebniacutech naacutestrojů Co je barva toacutenů
- 149 -
Zvukoveacute jevy 311 RYCHLOST ZVUKU VE
VZDUCHU
Fyzikaacutelniacute princip
Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz Rychlost zvuku
můžeme změřit přiacutemou metodou tak že změřiacuteme vzdaacutelenost kterou zvuk urazil
a dobu za kterou mu to trvalo
Ciacutel
Určit rychlost zvuku ve vzduchu při daneacute teplotě
Pomůcky
LabQuest dva mikrofony MCA-BTA zdroj zvuku ndash dřevěneacute hůlky (hudebniacute
naacutestroj)
- 150 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 a CH 2 LabQuestu připojiacuteme dva mikrofony MCA-BTA
2 Mikrofony nastaviacuteme dle scheacutematu na jeden až dva metry od sebe Změřiacuteme
vzdaacutelenost s = m
3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
003 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute
přes 25 Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu měřeniacute neprobiacutehaacute čekaacute
na bdquospoušťldquo
5 U praveacuteho mikrofonu ťukneme do dřevěnyacutech hůlek Tiacutem se zapne
(bdquospoušťldquo) měřeniacute a oba mikrofony zaznamenajiacute zvuk Levyacute mikrofon
s určityacutem zpožděniacutem ktereacute odpoviacutedaacute vzdaacutelenosti obou mikrofonů a rychlosti
zvuku
6 Na dotykoveacute obrazovce si zvětšiacuteme miacutesto kde začiacutenaacute druhyacute zvuk ndash
označiacuteme perem a menu Graf ndash Zvětšit Daacutele označiacuteme co nejpřesněji miacutesto
kde začiacutenaacute druhyacute zpožděnyacute zvuk odečteme čas zpožděniacute t = s
- 151 -
7 Vypočiacutetaacuteme rychlost zvuku v = st = m sndash1
8 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute vzdaacutelenosti
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pokud stejneacute měřeniacute bude dělat viacutece studentů je potřeba se domluvit aby
nedošlo k vzaacutejemneacutemu rušeniacute
2 Porovnej rychlost zvuku s tabulkovou hodnotou a s hodnotami v jinyacutech
laacutetkaacutech Kde je největšiacute
3 Vypočiacutetej podle vzorce z tabulek jakaacute je rychlost zvuku při daneacute teplotě
vzduchu t = degC
4 Zkus se zamyslet nad průběhem grafů ndash jak se musiacute chvět zdroj zvuku
Zkus změřit rychlost zvuku pomociacute odrazu Naacutevod
K měřeniacute je použita odpadniacute trubka HTEM zakoupenaacute v OBI (deacutelka 1 2 nebo
3m takeacute je možneacute zakoupit viacutece stejnyacutech metrovyacutech kusů ktereacute je možno
zasouvat do sebe) K ucpaacuteniacute trubky je možneacute koupit tzv zaacutetku kteraacute se nasadiacute
- 152 -
na konec trubky Mikrofon je umiacutestěn těsně u uacutestiacute trubky K měřeniacute stačiacute pouze
jeden mikrofon K měřeniacute je potřeba stejneacute nastaveniacute (včetně bdquospouštěldquo)
5 Měřeniacute zkus nejdřiacuteve bez odpadniacute trubky a potom s trubkou
6 Jakou vzdaacutelenost musiacuteš dosadit do vzorce
7 Zkus stejneacute měřeniacute ale oddělej zaacutetku Zkus vysvětlit to co jsi naměřil
8 Nyniacute můžeš zkusit i ohřaacutet vzduch v trubce pomociacute feacutenu nebo teplovzdušneacute
pistole a teploměrem TMP-BTA měřit jeho teplotu Jak se změniacute rychlost
zvuku Co to způsobilo
- 153 -
Zvukoveacute jevy 312 VNIacuteMAacuteNIacute ZVUKU HLASITOST
Fyzikaacutelniacute princip
Praacuteh slyšitelnosti je nejmenšiacute intenzita zvuku kterou je schopen vniacutemat
pozorovatel s normaacutelniacutem sluchem (I0 = 10ndash12
W mndash2
) Praacuteh bolesti je
nejmenšiacute intenzita zvuku kteraacute vyvolaacute pocit bolesti (I0 = 10 W mndash2
) Hladina
intenzity zvuku L (v decibelech) je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute vyjadřuje kolikraacutet
je vniacutemanyacute zvuk silnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti (10kraacutet o 10 dB 100kraacutet
o 20 dB 1 000kraacutet o 30 dB hellip)
Ciacutel
Určit pomociacute hlukoměru SLM-BTA hladinu intenzity zvuku lidskeacuteho hlasu
zařiacutezeniacute a strojů kolem naacutes (pračka vysavač televize raacutedio reprodukovanaacute
hudba ulice hřiště přestaacutevka ve školehellip ticho)
- 154 -
Pomůcky
LabQuest hlukoměr SLM-BTA
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme hlukoměr SLM-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
120 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 155 -
3 Nastaveniacute hlukoměru SLM-BTA Time Weiting ndash S (slow) Maximum
Level Hold ndash RESET (průběžně zobrazuje) Frequency Weighting ndash A (pomaleacute
změny)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a postupně v 10 s
intervalech zkoušiacuteme různeacute zvuky ticho ndash potlesk ndash tlumenyacute hovor ndash hlasityacute
hovor ndash velmi hlasityacute hovor ndash křik
5 Podobně zkoušiacuteme změřit
a) hluk celeacuteho praciacuteho cyklu pračky
b) hluk různyacutech spotřebičů kolem naacutes ndash televize raacutedio zvuk ze sluchaacutetek
(přiloženiacutem hlukoměru ke sluchaacutetkům) zvuk mobilniacuteho telefonu hluk varneacute
konvice
c) hluk ve škole ndash ve třiacutedě na chodbě hellip
d) ticho ndash ve dne v noci
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Kolikraacutet je bdquoticholdquo hlučnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti
2 Vyzkoušej jak velkeacute je bdquoticholdquo uvnitř krabice
- 156 -
3 Jakeacute je bdquoticholdquo před oknem a za oknem
4 Vyzkoušej odraz zvuku ndash v miacutestnosti na louce
5 Změř jak se měniacute hladina intenzity zvuku za bouřky
6 Zkoumej jak zvuk pohlcujiacute různeacute materiaacutely
7 Vyzkoušej odraz zvuku pomociacute desky Např
8 Vyzkoušej naměřit v jeskyni hlasitost ozvěny
- 157 -
9 U reproduktoroveacute soustavy (stereo) zkus naleacutezt miacutesto s nejsilnějšiacute hlasitostiacute
10 Změř zaacutevislost hlasitosti na uacutehlu naacuteklonu odrazneacute desky Sestroj graf
11 Změř směrovou charakteristiku reproduktoru
( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=393)
12 Změř frekvenčniacute charakteristiku reproduktoru
( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=392)
- 158 -
Elektrickeacute vlastnosti laacutetek
313 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ ELEKTRICKYacute PROUD
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovanyacutech
těles kteryacute se projevuje silovyacutem působeniacutem na jinaacute tělesa Jeho jednotkou je
coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při pokusech ve třiacutedě
pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů) 1 nC je přibližně
6000000000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj elektronu hellip)
Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj (na skleněneacute
tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně nabiteacute těleso maacute
viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute protony
K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič naacuteboje
Elektrickyacute proud I je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličinou Jeho jednotkou je ampeacuter
(A) Můžeme jej vyjaacutedřit pomociacute naacuteboje Q kteryacute projde vodičem za jednotku
času Q
It
Ciacutel
Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute
při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute
Změřit proud I v zaacutevislosti na čase t a určit velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute
a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru
- 159 -
Pomůcky
LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA ampeacutermetr DCP-BTA tělesa (plechovka
na polystyreacutenu kovoveacute kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem
držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute těles kondenzaacutetor 15 mF16 V plochaacute baterie
45 V žaacuterovka 35 V 01 A přepiacutenač
- 160 -
Scheacutema
Postup
1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou
krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku
připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou
zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě
- 161 -
kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru
zvoliacuteme rozsah plusmn100 nC (scheacutema a))
2 Zapneme LabQuest
3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem
ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj
Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky
5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence
2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj
z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute
naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)
Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky
9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute
tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)
10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu 3times3
mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle
- 162 -
Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm
Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je
11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech
(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)
12 Sestaviacuteme obvod podle scheacutema b)
13 Změřiacuteme časovyacute průběh proudu při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru
- 163 -
14 Určiacuteme velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru pomociacute
funkce menu Analyacuteza volba Integraacutel
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zopakuj měřeniacute v bodech 13 a 14 pro různaacute zapojeniacute dvou nebo viacutece
kondenzaacutetorů
- 164 -
Elektrickyacute proud 314 OHMŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Ohmův zaacutekon Pokud maacute kovovyacute vodič staacutelou teplotu je elektrickyacute proud
prochaacutezejiacuteciacute vodičem přiacutemo uacuteměrnyacute napětiacute na vodiče (r 1826 G S Ohm)
Grafem přiacutemeacute uacuteměrnostiacute je přiacutemka prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem
Ciacutel
Ověřit Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky a rezistory 12 Ω 33 Ω
a 100 Ω
Pomůcky
LabQuest rezistor 33 Ω a 100 Ω žaacuterovka 6 V03 A voltmetr DVP-BTA
ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat
- 165 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
napětiacute Vlevo 0 Vpravo 6 V Na ose y zvoliacuteme Elektrickyacute proud a Spojovat
body Dole 0 a Nahoře 06 A V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Reostatem pomalu zvyšujeme napětiacute a proud Hodnota napětiacute nesmiacute
překročit 5 V a proudu 06 A Zobrazuje se tzv voltampeacuterovaacute charakteristika
Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro rezistor 33 Ω a pro žaacuterovku
- 166 -
7 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Platiacute Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky
2 Porovnej voltampeacuteroveacute charakteristiky rezistorů s různyacutemi hodnotami
odporů
3 Zkus vymyslet jak ověřiacuteš že Ohmův zaacutekon platiacute i pro wolframoveacute vlaacutekno
žaacuterovky
- 167 -
Elektrickyacute proud 315 ODPOR
Fyzikaacutelniacute princip
Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou
elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše
přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita
ρ a na teplotě t vodiče
Ciacutel
Změřit odpor bdquošpatneacuteholdquo vodiče ndash rezistoru Ověřit jak zaacutevisiacute odpor vodiče na
deacutelce
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) různeacute rezistory tahovyacute
potenciometr 10 kΩ počiacutetač s programem Logger Pro
- 168 -
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 K ohmmetru připojiacuteme tahovyacute potenciometr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se
vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 169 -
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm
2 cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute
potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute
exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute
14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Měřiacuteme odpor různyacutech rezistorů a jejich zapojeniacute
2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů
3 Změř jak zaacutevisiacute odpor potenciometru na uacutehlu natočeniacute u otočneacuteho
potenciometru
- 170 -
Elektrickyacute proud 316 ZAacuteVISLOST ODPORU NA
TEPLOTĚ
Fyzikaacutelniacute princip
Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou
elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše
přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita
ρ a na teplotě t vodiče
Na teplotě zaacutevisiacute odpor vodičů i polovodičů Odpor vodičů se vzrůstajiacuteciacute
teplotou stoupaacute (kladnyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) kdežto odpor
polovodičů uhliacuteku a některyacutech speciaacutelniacutech slitin kovů se vzrůstajiacuteciacute teplotou
klesaacute (zaacutepornyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) Elektrickyacute odpor maacute
vždy kladnou hodnotu Dobreacute vodiče kladou malyacute odpor špatneacute vodiče kladou
velkyacute odpor
Pozistor je dvoupoacutelovaacute elektrickaacute součaacutestka Jednaacute se o typ termistoru
s pozitivniacute teplotniacute zaacutevislostiacute (tzn s rostouciacute teplotou roste odpor) proto se
použiacutevaacute i označeniacute PTC termistor (positive temperature coefficient) Vyraacutebějiacute
se z polykrystalickeacute feroelektrickeacute keramiky (titaničitan barnatyacute BaTiO3)
Odpor pozistoru s růstem teploty nejprve miacuterně klesaacute nad Curieovu teplotu
poteacute prudce vzrůstaacute asi o 3 řaacutedy a pak opět miacuterně klesaacute Oblast naacuterůstu je
možneacute chemickyacutem složeniacutem ovlivňovat a tak vytvořit např sadu teploměrů
s odstupňovanyacutem teplotniacutem rozsahem (nejčastěji po 10 degC)
- 171 -
Ciacutel
Změřit jak zaacutevisiacute odpor pozistoru na teplotě
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA
pozistor kaacutedinka stojan počiacutetač s programem Logger Pro
- 172 -
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 a teploměr TMP-BTA do
konektoru CH 2 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Teploměr a pozistor jsou společně
upevněny zkroucenyacutem draacutetkem
3 K ohmmetru připojiacuteme pozistor
4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
5 Zapneme LabQuest
6 V programu LoggerPro na ose x zvoliacuteme teplotu a na ose y zvoliacuteme odpor
Tzn R = f(t)
7 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
8 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme
Nepřerušenyacute sběr dat
9 Do kaacutedinky nalijeme horkou vodu z konvice
- 173 -
10 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat Měřeniacute
nechaacuteme běžet delšiacute dobu (90 min) Pokud nemaacuteme čas můžeme měřeniacute
urychlit postupnyacutem ochlazovaacuteniacutem (přileacutevaacuteme studenou vodu nebo led)
11 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
12 Opakujeme měřeniacute pro různeacute pozistory
13 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z grafů určete teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu Porovnej jeho
velikost s hodnotami různyacutech kovů v tabulkaacutech
2 K čemu se použiacutevajiacute pozistory
- 174 -
Elektrickyacute proud 317 REOSTAT A POTENCIOMETR
Fyzikaacutelniacute princip
Plynulou změnu proudu spotřebičem umožňujiacute součaacutestky s proměnnyacutem
odporem ndash potenciometry Podle pohybu při ovlaacutedaacuteniacute je děliacuteme na tahoveacute
a otočneacute
K regulaci velkyacutech proudů použiacutevaacuteme reostat
Ciacutel
Ověřit funkci potenciometru jako děliče napětiacute a regulaacutetoru proudu
- 175 -
Pomůcky
LabQuest různeacute potenciometry počiacutetač s programem Logger Pro voltmetr
VP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA rezistor 100 Ω plochaacute baterie
- 176 -
Scheacutema
Postup
1 Voltmetr VP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 Potenciometr zapojiacuteme jako dělič napětiacute (viz scheacutema)
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment zvoliacuteme Sběr dat Moacuted
Udaacutelosti se vstupy Naacutezev sloupce deacutelka Značka d Jednotka cm
6 Na ose x zvoliacuteme veličinu deacutelka Na ose y veličinu napětiacute
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 177 -
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm
2cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute
potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko U otočneacuteho potenciometru měřiacuteme
a zadaacutevaacuteme jednotku uacutehlu
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute
exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
15 Stejneacute měřeniacute provedeme pro zapojeniacute potenciometru jako regulaacutetoru
proudu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 K čemu si využiacutevajiacute obě zapojeniacute Jakyacute je mezi nimi rozdiacutel
2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů
- 178 -
Elektrickyacute proud 318 VNITŘNIacute ODPOR ZDROJE
Fyzikaacutelniacute princip
Součet všech odporů kteryacutemi musiacute prochaacutezet proud uvnitř zdroje se nazyacutevaacute
vnitřniacute odpor zdroje Proud v uzavřeneacutem obvodu je roven podiacutelu
elektromotorickeacuteho napětiacute U0 zdroje a celkoveacuteho odporu R + Ri kde Ri je
vnitřniacute odpor zdroje
0
i
UI
R R
Ciacutel
Ověřit Ohmův zaacutekon pro uzavřenyacute obvod
Pomůcky
LabQuest rezistor 10 Ω voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute
baterie reostat 100 Ω a 10 kΩ
- 179 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x
zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat -
Ampeacutermetr Reostat 100 Ω a 10 kΩ nastaviacuteme na max hodnoty odporu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme spiacutenač
5 Reostatem 10 kΩ pomalu (10 s) zvětšujeme proud (hodnota odporu na
min) Jakmile reostat 10 kΩ vytočiacuteme do krajniacute polohy (min) pokračujeme
stejně reostatem 100 Ω do krajniacute polohy (min) Hodnota proudu nesmiacute
překročit 06 A což při napětiacute 45 V zajistiacute rezistor 10 Ω Zobrazuje se tzv
zatěžovaciacute charakteristika zdroje Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu
Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro různě stareacute plocheacute baterie
- 180 -
7 Provedeme analyacutezu jednotlivyacutech grafů V menu Analyacuteza zvoliacuteme Fitovat
křivku Napětiacute Vybereme typ rovnice Lineaacuterniacute Určiacuteme koeficienty lineaacuterniacute
funkce Opakujeme pro všechny grafy
8 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona pro uzavřenyacute obvod)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z koeficientů lineaacuterniacutech funkciacute určete napětiacute napraacutezdno U0 a zkratovyacute
proud Ik Daacutele určete vnitřniacute odpor Ri plocheacute baterie noveacute a stareacute
2 Vnitřniacute odpor plocheacute baterie se staacuteřiacutem zvětšuje Jak se to projevuje na
zatěžovaciacute charakteristice
- 181 -
Elektrickyacute proud 319 VYacuteKON ELEKTRICKEacuteHO
PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Vyacutekon P elektrickeacuteho proudu vypočiacutetaacuteme jako součin napětiacute na spotřebiči
a proudu kteryacute spotřebičem proteacutekaacute P = U I U spotřebičů je spraacutevneacute označovat
dodaacutevanyacute vyacutekon jako přiacutekon P0 Napřiacuteklad u žaacuterovky je světelnyacute vyacutekon
zlomkem elektrickeacuteho přiacutekonu
Ciacutel
Pomociacute wattmetru určit přiacutekon některyacutech spotřebičů Změřit přiacutekon v zaacutevislosti
na čase u některyacutech spotřebičů
Pomůcky
LabQuest wattmetr WU-PRO-I spotřebiče
- 182 -
Scheacutema
Postup
1 Wattmetr WU-PRO-I zapojiacuteme do USB konektoru LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 600 s Frekvence
1 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Připojiacuteme spotřebič k wattmetru
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) nebo po stisknutiacute tlačiacutetka (ukončit
měřeniacute) uložiacuteme soubor
- 183 -
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus změřit přiacutekon ledničky po dobu 24 hodin s teploměrem uvnitř Vyslov
zaacutevěr
2 Zkus změřit přiacutekon mikrovlnneacute trouby při ohřevu potravin (vody ndash změř
teplotu před začaacutetkem a po skončeniacute ohřiacutevaacuteniacute) Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče
3 Zkus změřit přiacutekon elektrovarneacute konvice nebo indukčniacuteho vařiče
s teploměrem Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče
- 184 -
Tepelneacute jevy 320 TERMOHRNEK
Fyzikaacutelniacute princip
Termosky a termohrnky jsou speciaacutelně vyrobeneacute naacutedoby ktereacute sloužiacute
k uchovaacuteniacute teploty tekutiny uvnitř Termoska byla vynalezena v roce 1982
Zaacutekladniacutem principem termosky je dvojitaacute vnitřniacute naacutedoba s lesklyacutemi dvojityacutemi
stěnami a z mezery mezi stěnami obou naacutedob je odčerpaacuten veškeryacute vzduch Přes
toto vakuoveacute prostřediacute nemůže tepelnaacute energie pronikat vedeniacutem tepelneacute
zaacuteřeniacute se odraacutežiacute zpět od lesklyacutech stěn u naacutedoby opatřeneacute zaacutetkou je omezen
i přenos prouděniacutem Diacuteky tomuto principu zůstaacutevaacute tekutina v naacutedobě teplaacute
nebo chladnaacute až po dobu několika hodin Většinou se dodaacutevajiacute termosky
s hrniacutečkem nebo sloužiacute jako hrniacuteček viacutečko laacutehve Různeacute firmy takeacute nabiacutezejiacute
možnost potisku vašiacute termosky
Ciacutel
Ověřit schopnost termohrnku udržet naacutepoj teplyacute po určitou dobu
Pomůcky
LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA různeacute termohrnky
- 185 -
Scheacutema
Postup
1 Teploměry zapojiacuteme do konektorů CH 1 až CH 4 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute (viz scheacutema) Dva termohrnky majiacute viacutečka Termohrnek
vpravo je bez viacutečka Vlevo je obyčejnyacute porcelaacutenovyacute hrnek
3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme ho přes USB k PC V programu LoggerPro
v menu Experiment ndash Sběr dat zatrhneme Nepřerušenyacute sběr dat
4 Do všech termohrnků nalijeme stejneacute množstviacute horkeacute vody z konvice
5 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
- 186 -
6 Po určiteacute době (např 2 až tři hodiny) zastaviacuteme měřeniacute
7 Vysloviacuteme zaacutevěr Co vše maacute vliv na udrženiacute tepleacuteho naacutepoje
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Opakujeme měřeniacute u všech termohrnků bez viacuteček
2 Opakujeme měřeniacute u všech hrnků s viacutečky
3 Opakujeme měřeniacute se studenyacutem naacutepojem Využijeme při tom kostky ledu
- 187 -
Elektrodynamika 41 MAGNETICKEacute POLE VODIČE
Fyzikaacutelniacute princip
Roku 1820 Hans Christian Oersted prokaacutezal že vodič jiacutemž prochaacuteziacute
elektrickyacute proud vytvaacuteřiacute kolem sebe magnetickeacute pole
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar soustřednyacutech kružnic ležiacuteciacutech v rovinaacutech
kolmyacutech na vodič Orientace indukčniacutech čar zaacutevisiacute na směru proudu a k jejiacutemu
určeniacute použiacutevaacuteme Ampeacuterovo pravidlo praveacute ruky Naznačiacuteme uchopeniacute
vodiče do praveacute ruky tak aby palec ukazoval dohodnutyacute směr proudu ve
vodiči prsty pak ukazujiacute orientaci magnetickyacutech indukčniacutech čar
- 188 -
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho
vodičem a na vzdaacutelenosti od vodiče
Pomůcky
LabQuest rezistor 10 Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA vodič
regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127
- 189 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash
max 06A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci v okoliacute vodiče
6 Potom nastaviacuteme konstantniacute hodnotu proudu a pohybujeme teslametrem
v kolmeacutem směru k ose vodiče
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce B na velikosti
elektrickeacuteho proudu I a na vzdaacutelenosti
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ze znalosti velikosti proudu a vzdaacutelenosti od vodiče spočiacutetej magnetickou
indukci
2π
IB
d kde μ0 = 4πmiddot10
ndash7NmiddotA
ndash2
- 190 -
Elektrodynamika 42 SIacuteLA PŮSOBIacuteCIacute NA VODIČ
V MAGNETICKEacuteM POLI
Fyzikaacutelniacute princip
Na vodič o deacutelce l kteryacutem prochaacuteziacute proud I a je umiacutestěnyacute v magnetickeacutem poli
trvaleacuteho magnetu s indukciacute B působiacute siacutela F = BIl
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost siacutely působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli na velikosti proudu
prochaacutezejiacuteciacuteho vodičem
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA ampeacutermetr HCS-BTA vodič magnet
regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute KXN-305D rezistor 2 Ω-10 W
- 191 -
Scheacutema
- 192 -
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
siloměr DFS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo ndash5 A Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Siacutela a Spojovat body
Dole ndash003 N a Nahoře 003 N V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash
max 5 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Regulovatelnyacutem zdrojem zmenšujeme napětiacute (proud) na 0 V (0 A)
Přepoacutelujeme zapojeniacute zdroje Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute
(proud) Kontrolujeme proud ndash max 5 A Graf se vykresluje na opačnou stranu
osy y Siloměrem měřiacuteme siacutelu působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli
7 Provedeme analyacutezu grafu ndash proložiacuteme lineaacuterniacute funkci
8
9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute siacutela na velikosti elektrickeacuteho proudu I
- 193 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vypočiacutetej velikost siacutely ze znaacutemyacutech hodnot B I a l F BIl Magnetickou
indukci B změř teslametrem uvnitř magnetickeacuteho pole magnetu
2 Miacutesto jednoducheacuteho vodiče použij několik zaacutevitů vodiče (viz scheacutema)
Porovnej vyacutesledky měřeniacute
3 Měřeniacute uspořaacutedej vodorovnyacutem směrem Siloměr bude zavěšenyacute svisle
a ciacutevka bude otočně upevněnaacute uprostřed Ktereacute uspořaacutedaacuteniacute je vyacutehodnějšiacute
- 194 -
Elektrodynamika 43 ELEKTROMAGNETICKAacute
INDUKCE
Fyzikaacutelniacute princip
Elektromagnetickaacute indukce je jev při ktereacutem vznikaacute elektrickeacute napětiacute ve
vodiči změnou magnetickeacuteho pole v okoliacute vodiče (ciacutevky) Indukovaneacute napětiacute
zaacutevisiacute na velikosti změny magnetickeacuteho pole i na rychlosti jeho změny
Ciacutel
Změřit indukovaneacute napětiacute Ověřit na čem zaacutevisiacute
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA ciacutevka s jaacutedrem permanentniacute magnet
- 195 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod
dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 5 s
Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Roztočiacuteme
permanentniacute magnet v těsneacutem okoliacute ciacutevky (jaacutedra)
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 196 -
4 Opakujeme měřeniacute s rychlejšiacutem (pomalejšiacutem) otaacutečeniacutem magnetu
5 Vyměniacuteme magnet za bdquosilnějšiacuteldquo
6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash na čem zaacutevisiacute indukovaneacute napětiacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus ciacutevku s jinyacutem počtem zaacutevitů
2 Zkus pohybovat membraacutenou reproduktoru a měřit indukovaneacute napětiacute
3 Zkus napjatou strunu umiacutestit do magnetickeacuteho pole a na niacute měřit velikost
indukovaneacuteho napětiacute
- 197 -
Elektrodynamika 44 STŘIacuteDAVYacute PROUD
Fyzikaacutelniacute princip
Střiacutedavyacute proud (napětiacute) je proud kteryacute staacutele měniacute svoji velikost i směr Časovyacute
průběh různyacutech střiacutedavyacutech proudů (napětiacute) může byacutet harmonickyacute (sinusoida)
obdeacutelniacutekovyacute trojuacutehelniacutekovyacutehellip
Z časoveacuteho průběhu harmonickeacuteho proudu (napětiacute) můžeme určit periodu
frekvenci a amplitudu
Ciacutel
Změř časovyacute průběh harmonickeacuteho napětiacute a urči jeho efektivniacute hodnotu
periodu frekvenci a amplitudu Urči vztahy mezi nimi
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA (+ndash10 V) zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute do 5 V
multimetr
- 198 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme voltmetr VP-BTA (+ndash10 V)
2 Do školniacuteho zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute (max 5 V stř) připojiacuteme rezistor
100 Ω
3 Paralelně k tomuto rezistoru připojiacuteme multimetr zapojenyacute jako střiacutedavyacute
voltmetr Zkontrolujeme že napětiacute neniacute většiacute než 5 V (efektivniacute hodnota)
4 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
01 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute
přes 001 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
5 Připojiacuteme vyacutevody voltmetru k rezistoru a stiskneme tlačiacutetko START
(měřeniacute) na LabQuestu
6 Po proběhleacutem měřeniacute v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika ndash Napětiacute
7 Z tabulky Statistika můžeme odečiacutest max hodnotu napětiacute = amplituda
Umax = V
8 Na voltmetru odečteme efektivniacute hodnotu napětiacute Uef = V
- 199 -
9 Vzhledem k tomu že jsme zadali dobu měřeniacute 01 s tak se zobrazilo přesně
5 period Tzn že jedna perioda je T = 002 s a frekvence je f = 50 Hz
10 Vypočiacutetaacuteme poměr Umax Uef =
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jako zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute můžeme
použiacutet samotnyacute LabQuest s vyacutekonovyacutem
zesilovačem PAMP kteryacute připojiacuteme
k LabQuestu a v aplikaci Zesilovač (generaacutetor
funkciacute) můžeme nastavovat druh střiacutedaveacuteho
signaacutelu (sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek pila)
frekvenci a amplitudu Pomociacute druheacuteho
LabQuestu můžeme kontrolovat ndash měřit tento
střiacutedavyacute signaacutel
2 Jako jinyacute zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute (proudu)
můžeme použiacutet generaacutetor funkciacute NTL I u něj
je možneacute nastavovat druh střiacutedaveacuteho signaacutelu
(sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek) frekvenci
a amplitudu kterou můžeme pomociacute
LabQuestu měřit
3 Kde se využiacutevaacute střiacutedaveacute napětiacute (proud) S jakyacutem průběhem
4 Zkus změřit střiacutedaveacute napětiacute v nějakeacutem přiacutestroji např na reproduktoru
baterioveacuteho raacutedia Pozor střiacutedaveacute napětiacute musiacute byacutet menšiacute než plusmn10 V Ověř
nejdřiacuteve stř voltmetrem
- 200 -
Elektrodynamika 45 TŘIacuteFAacuteZOVEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Třiacutefaacutezoveacute napětiacute vznikaacute otaacutečeniacutem magnetu v soustavě třiacute ciacutevek Maacuteme tedy tři
zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute ndash faacuteze Třiacutefaacutezovyacute rozvod lze využiacutet k zapojeniacute do
hvězdy nebo k zapojeniacute do trojuacutehelniacuteku Faacutezoveacute napětiacute (u1 u2 u3) je napětiacute
(v našich domaacutecnostech 230 V) mezi středniacutem vodičem (N) a faacutezovyacutem
vodičem (L1 L2 L3) Sdruženeacute napětiacute (u12 u13 u23) je napětiacute (v našich
domaacutecnostech 400 V) mezi libovolnyacutemi dvěma faacutezovyacutemi vodiči
Ciacutel
Změřit časovyacute průběh napětiacute třiacute faacuteziacute v zapojeniacute do hvězdy Ověřit že součet
napětiacute v každeacutem čase je nulovyacute Ověřit že poměr sdruženeacuteho a faacutezoveacuteho
napětiacute je 173kraacutet většiacute
Pomůcky
LabQuest zdroj třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute 3 rezistory 100 Ω 3 voltmetry VP-BTA
- 201 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme 3 voltmetry VP-BTA ke vstupům CH1 CH2 a CH3 LabQuestu
Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu Na zdroji třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute nastaviacuteme hodnotu
faacutezoveacuteho napětiacute do 5 V
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
005 s Frekvence 10 000 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Uložiacuteme měřeniacute
- 202 -
5 Provedeme analyacutezu grafu Odečiacutetaacuteme v každeacutem časoveacutem okamžiku
okamžiteacute hodnoty napětiacute u1 u2 a u3 a provaacutediacuteme jejich součet ndash ověřujeme že
součet je nulovyacute
6 Střiacutedavyacutem voltmetrem změřiacuteme sdruženeacute a faacutezoveacute napětiacute (efektivniacute
hodnoty) a vypočiacutetaacuteme jejich poměr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z grafu ndash časoveacuteho průběhu napětiacute urči o jakou čaacutest periody jsou
posunuta napětiacute
2 Z grafu urči jakyacute je frekvence a perioda střiacutedavyacutech napětiacute
3 Jakyacute je poměr efektivniacute a maximaacutelniacute hodnoty faacutezoveacuteho střiacutedaveacuteho napětiacute
ktereacute jsi naměřil
4 Z grafu urči amplitudu sdruženeacuteho napětiacute a amplitudu faacutezoveacuteho napětiacute
Jakyacute je jejich poměr
- 203 -
Elektrodynamika 46 ELEKTROMAGNETICKEacute VLNY
Fyzikaacutelniacute princip
Magnetickeacute pole můžeme znaacutezornit pomociacute indukčniacutech čar
Elektrickeacute pole popisujeme elektrickyacutemi siločarami
Elektrickeacute a magnetickeacute pole spolu často souvisejiacute Mluviacuteme pak
o elektromagnetickeacutem poli Elektromagnetickeacute vlny jsou přiacutečneacute a šiacuteřiacute se i ve
vakuu Šiacuteřiacute se rychlostiacute světla Elektromagnetickyacutemi vlnami se přenaacutešejiacute
signaacutely rozhlasu televize mobilniacutech telefonů atd I světlo je elektromagnetickeacute
vlněniacute (zaacuteřeniacute)
- 204 -
Mezi frekvenciacute f vlnovou deacutelkou λ a rychlostiacute šiacuteřeniacute elektromagnetickeacuteho
vlněniacute c (světla) platiacute vzorecc
f
Ciacutel
Změřit vlnovou deacutelku elektromagnetickeacuteho vlněniacute Prokaacutezat polarizaci
elektromagnetickeacute vlny
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA bezdraacutetovyacute zvonek ndash tlačiacutetko pracujiacuteciacute na
frekvenci 43392 MHz přijiacutemač s půlvlnnyacutem dipoacutelem (viz přiacutespěvek O
Lepila)
Scheacutema
- 205 -
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod
dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Pohybujeme rovnoměrnyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema pohyb 1)
5 Z poloh maxim a minim určiacuteme vlnovou deacutelku
6 Uložiacuteme měřeniacute
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pohybujeme rovnoměrnyacutem otaacutečivyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema
pohyb 2)
9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash vlnovaacute deacutelka a polarizace elektromagnetickeacuteho vlněniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vyzkoušej jak zaacutevisiacute velikost naměřeneacuteho napětiacute na vzdaacutelenosti vysiacutelače od
přijiacutemače
2 Pomociacute mřiacutežky nebo plechu vyzkoušej odraz vlněniacute (a interferenci)
- 206 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
47 TERMISTOR
Fyzikaacutelniacute princip
Termistor je polovodičovaacute součaacutestka jejiacutež odpor zaacutevisiacute na teplotě
Ciacutel
Změř zaacutevislost odporu termistoru na teplotě Urči o jakou zaacutevislost se jednaacute
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA
rychlovarnaacute konvice s horkou vodou termistory se jmenovitou hodnotou
odporu 4k7 10k 15k počiacutetač s programem Logger Pro
- 207 -
Scheacutema
Postup
1 V konvici si ohřejeme vodu
2 Teploměr TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 2 a ohmmetr do
konektoru CH 1 LabQuestu
3 K ohmmetru připojiacuteme termistor (10k) kteryacute zastrčiacuteme společně
s teploměrem do kaacutedinky
- 208 -
4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
5 Zapneme LabQuest
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Experiment ndash Sběr dat Trvaacuteniacute
300 s Frekvence 1 čteniacutes
8 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu na
osu y Odpor a na osu x Teplotu
9 Nalejeme horkou vodu z konvice do kaacutedinky s teploměrem a termistorem
a zapneme Sběr dat v programu LoggerPro
10 Voda postupně chladne a počiacutetač vykresluje graf zaacutevislosti R = f(t)
Ochlazovaacuteniacute můžeme pomalu urychlovat opatrnyacutem přileacutevaacuteniacutem studeneacute vody
a současnyacutem miacutechaacuteniacutem Pro hlubšiacute ochlazeniacute můžeme použiacutet kousek ledu
11 Po skončeniacute měřeniacute (300 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti ndash menu
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute a můžeme opakovat měřeniacute pro dalšiacute
termistor Nebo při měřeniacute použiacutet současně dva ohmmetry (CH 2 a CH 3) a dva
termistory
12 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
- 209 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z programu Logger Pro z tabulky můžeme naměřenaacute data pomociacute Ctrl+C
a Ctrl+V zkopiacuterovat do programu Excel a tam je daacutele zpracovaacutevat ndash sestrojit
graf proložit funkci
2 V programu Logger Pro můžeme v menu Analyacuteza ndash Curve Fit zkusit
proložit funkci kterou si vybereme ze seznamu Ověř vyacutepočtem (Excel
kalkulačka) že zvolenaacute funkce bdquofungujeldquo
3 Zdůvodněte proč odpor termistoru klesaacute s rostouciacute teplotou Kde se toho
využiacutevaacute
- 210 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
48 FOTOREZISTOR
Fyzikaacutelniacute princip
Fotorezistor (dřiacuteve označovaacuten jako fotoodpor) je pasivniacute elektrotechnickaacute
součaacutestka bez PN přechodu jejiacutež elektrickyacute odpor R se snižuje se zvyšujiacuteciacutem
se osvětleniacutem E
Princip fotorezistoru je založen na vnitřniacutem fotoelektrickeacutem jevu světlo
(foton) naraziacute do elektronu ve valenčniacute sfeacuteře a předaacute mu svoji energii tiacutem
elektron ziacuteskaacute dostatek energie k překonaacuteniacute zakaacutezaneacuteho paacutesu a skočiacute
z valenčniacuteho paacutesu do vodivostniacuteho Tiacutem opustiacute svůj atom a pohybuje se jako
volnyacute elektron prostorem krystaloveacute mřiacutežky Na jeho miacutestě vznikla diacutera Takto
vznikleacute volneacute elektrony přispiacutevajiacute ke sniacuteženiacute elektrickeacuteho odporu R (zvyacutešeniacute
elektrickeacute vodivosti G) Čiacutem viacutece světla na fotorezistor dopadaacute tiacutem vznikaacute viacutece
volnyacutech elektronů a zvyšuje se tiacutem elektrickaacute vodivost
Ciacutel
Změřit zaacutevislost odporu fotorezistoru na vzdaacutelenosti od zdroje světla
(žaacuterovky) Analyzovat funkčniacute zaacutevislost
- 211 -
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) fotorezistor počiacutetač
s programem Logger Pro
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 K ohmmetru připojiacuteme fotorezistor
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se
vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Fotorezistor (upevněnyacute v trubičce) nastaviacuteme 10 cm od žaacuterovky
- 212 -
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 10 cm a stiskneme OK
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 20 cm 30 cmhellip
150 cm
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute fotorezistory
14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Připoj k LabQuestu luxmetr a změř zaacutevislost odporu na osvětleniacute
- 213 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
49 TRANZISTOR JAKO SPIacuteNAČ A ZESILOVAČ
Fyzikaacutelniacute princip
Tranzistor je polovodičovaacute součaacutestka se dvěma přechody PN Středniacute čaacutest
krystalu polovodiče je baacuteze B a přechody PN ji oddělujiacute od oblasti s opačnyacutem
typem vodivosti kolektorem C a emitorem E Podle druhu vodivosti
jednotlivyacutech čaacutestiacute označujeme tranzistory jako typy NPN a PNP
Zaacutekladniacute funkce tranzistoru Maleacute napětiacute v obvodu baacuteze vzbuzuje proud
kteryacute je přiacutečinou mnohokraacutet většiacuteho proudu v obvodu kolektoroveacutem Tranzistor
se použiacutevaacute jako bdquoelektronickyacute spiacutenačldquo a bdquozesilovačldquo
- 214 -
Ciacutel
Ověřit činnost tranzistoroveacuteho spiacutenače a tranzistoroveacuteho zesilovače
Pomůcky
LabQuest dva voltmetry VP-BTA zapojeniacute tranzistoru jako spiacutenače
a zesilovače (podle scheacutema) generaacutetor signaacutelu baterie 45 V
Scheacutema
a) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquospiacutenačeldquo
- 215 -
b) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquozesilovačeldquo
Postup
1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 a CH 2 LabQuestu
2 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquospiacutenačldquo dle scheacutema a) Voltmetry měřiacuteme napětiacute
UBE (U1) a UCE (U2)
3 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme trojuacutehelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 5V
4 Voltmetr U1 připojiacuteme mezi baacutezi a emitor (UBE) Voltmetr U2 připojiacuteme
mezi kolektor a emitor (UCE)
5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
3 s Frekvence 10 000 čteniacutes
6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
- 216 -
Tranzistor jako bdquospiacutenačldquo
7 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
8 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquozesilovačldquo dle scheacutema b) Voltmetry měřiacuteme
napětiacute UBE (U1) a UCE (U2) Potenciometrem P nastaviacuteme bdquopracovniacute bod
tranzistoruldquo ndash UCE bude miacutet polovičniacute hodnotu napaacutejeciacuteho napětiacute
9 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme sinusovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 015 V
10 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 01 s Frekvence 10 000 čteniacutes
11 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
- 217 -
12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
13 Určiacuteme jakyacute je poměr UCEUBE
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Při jakeacutem napětiacute UBE tranzistor bdquosepneldquo Jak dlouho probiacutehaacute bdquosepnutiacuteldquo
2 Zkus měnit kmitočet vstupniacuteho napětiacute zesilovače
3 Zkus měnit nastaveniacute pracovniacuteho bodu Jakyacute to maacute vliv na vyacutestupniacute signaacutel
4 Zkus měnit velikost střiacutedaveacuteho vstupniacuteho napětiacute Jakyacute to maacute vliv na tvar
vyacutestupniacuteho napětiacute
- 218 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
410 INTEGROVANYacute OBVOD
Fyzikaacutelniacute princip
Prvniacute integrovanyacute obvod zkonstruoval Jack Kilby koncem srpna 1958 (r 2000
Nobelova cena za fyziku) Integrovaneacute obvody jsou součaacutestky ktereacute v jednom
pouzdře obsahujiacute velkeacute množstviacute vodičů rezistorů kondenzaacutetorů diod
a tranzistorů Děliacuteme je na čiacuteslicoveacute analogoveacute hellip
- 219 -
Ciacutel
Ověřit činnost integrovaneacuteho obvodu (čiacuteslicovyacute analogovyacute hellip)
Pomůcky
LabQuest tři voltmetry VP-BTA moduly zapojeniacute integrovanyacutech obvodů
LabQuest jako generaacutetor signaacutelu nebo jinyacute generaacutetor signaacutelu
- 220 -
Scheacutema
a) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo
b) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo
- 221 -
Postup
1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu
2 Zapojiacuteme čiacuteslicovyacute integrovanyacute obvod MH 7400 jako bdquoANDldquo bdquoORldquo hellip
dle scheacutematu a) b)
3 Na dvou generaacutetorech signaacutelu nastaviacuteme
obdeacutelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 45 V
4 Na prvniacutem generaacutetoru nastaviacuteme kmitočet
2 Hz a na druheacutem 3 Hz Připojiacuteme je na
vstupy A a B a připojiacuteme k nim voltmetry 1
a 2 K vyacutestupu Y připojiacuteme 3 voltmetr
5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 s Frekvence 200 čteniacutes
6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme
- 222 -
Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo
Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute
funkce bdquoNANDldquo
2 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute
funkce bdquoNORldquo
3 Zkus dalšiacute logickeacute funkce
4 Vyzkoušej funkci jinyacutech čiacuteslicovyacutech integrovanyacutech obvodů Např MH
7493 MH 74153 hellip
5 Vyzkoušej funkci jinyacutech analogovyacutech integrovanyacutech obvodů Např NE
555 hellip
- 223 -
Atomy a zaacuteřeniacute 411 RADIOAKTIVITA A OCHRANA
PŘED ZAacuteŘENIacuteM
Fyzikaacutelniacute princip
Radioaktivita je samovolnaacute přeměna jader Při přeměnaacutech jader vznikaacute zaacuteřeniacute
alfa beta gama a dalšiacute Poločas přeměny je doba za kterou se přeměniacute
polovina původniacuteho počtu radioaktivniacutech jader Ionizujiacuteciacute zaacuteřeniacute škodiacute všem
živyacutem buňkaacutem a je potřeba se před niacutem chraacutenit
Ciacutel
Změř uacuteroveň pozadiacute v miacutestnosti a na louce Ověř uacutečinek ozaacuteřeniacute detektoru od
zdroje zaacuteřeniacute na vzdaacutelenosti době tloušťce stiacuteněniacute a materiaacutelu stiacuteněniacute Ověř
zaacutekon radioaktivniacute přeměny Urči poločas přeměny baria 137m
Ba
Pomůcky
LabQuest souprava GAMABETA (GABEset-1) kabel k propojeniacute detektoru
s LabQuestem (viz doplňkovyacute text) souprava GABEset-2 přiacutepadně detektor
zaacuteřeniacute DRM-BTD
- 224 -
Scheacutema
Postup
1 Propojiacuteme detektor zaacuteřeniacute DRM-BTD (od firmy Vernier) nebo indikaacutetor
zaacuteřeniacute IRA ze soupravy GAMABETA 2007 (staršiacute GABEset-1) do konektoru
DIG 1 LabQuestu V druheacutem přiacutepadě musiacuteme požiacutet propojovaciacute kabel (viz
doplňkovyacute text nebo httpwwwvernierczclankypropojeni-gamabety-s-
labquestem)
2 Zapneme LabQuest V menu Senzor ndash Nastaveniacute senzorů vybereme pro
DIG 1 Detektor radiace Je vyacutehodneacute připojit dva detektory současně Druhyacute do
DIG 2 Oba umiacutestiacuteme na různaacute miacutesta (ne vedle sebe)
- 225 -
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Frekvence 01 čteniacutes a Trvaacuteniacute
100s
4 V menu Graf ndash Parametry grafu zvoliacuteme Automatickeacute měřiacutetko od nuly
5 Detektor (y) zaacuteřeniacute postaviacuteme volně na stůl Nepoužiacutevaacuteme žaacutednyacute zdroj
zaacuteřeniacute
6 Zapneme Sběr dat Měřeniacute bude probiacutehat 100 s v 10-ti sekundovyacutech
intervalech Vykresluje (iacute) se křivka (y) kteraacute (eacute) znaacutezorňuje (iacute) radioaktivitu
kolem naacutes (pozadiacute) v miacutestnosti nebo na louce Radioaktivita je přirozenou
součaacutestiacute našeho života Pokud použijeme dva detektory současně vidiacuteme že na
různyacutech miacutestech je jinyacute naacutepočet Radioaktivniacute přeměny majiacute statistickou
povahu
7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme (menu Graf ndash Uložit měřeniacute)
8 Pro dalšiacute měřeniacute můžeme změnit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme
Frekvence 001 čteniacutes a Trvaacuteniacute 1 000 s
9 V dalšiacutech měřeniacutech postupujeme stejně (bod 6 a 7) ale můžeme plnit
různeacute uacutekoly
a) Stanovit uacutečinek vzdalovaacuteniacute detektoru od zdroje zaacuteřeniacute (použijeme školniacute
zdroj zaacuteřeniacute ze soupravy GAMABETA) Pokud použijeme dva detektory
současně jeden nechaacuteme samostatně a druhyacute budeme ozařovat zdrojem zaacuteřeniacute
z různyacutech vzdaacutelenostiacute a v 10-ti (přiacutepadně při změně nastaveniacute bod 8 ndash 100)
sekundovyacutech intervalech budeme zdroj zaacuteřeniacute postupně po 2 cm vzdalovat od
detektoru
b) Stanovit miacuteru absorpce zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na tloušťce vrstvy
stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu Jeden detektor ozařujeme zaacuteřeniacutem beta a druhyacute zaacuteřeniacutem
gama (ze školniacuteho zdroje zaacuteřeniacute) Přitom v danyacutech časovyacutech intervalech
měniacuteme tloušťku měděneacute destičky (viz naacutevod k soupravě GAMABETA)
Vzhledem k tomu že je možno nastavit 6 různyacutech tlouštěk destičky (ek) potom
je vhodneacute dobu trvaacuteniacute změnit na 60 přiacutepadně 600 sekund
c) Stanovit rozdiacutel v absorpci zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na protonoveacutem
čiacutesle stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu shodneacute tloušťky Souprava GAMABETA obsahuje
destičky různyacutech materiaacutelů hliniacutek železo ciacuten měď olovo Prvniacute měřeniacute
provaacutediacuteme bez absorpčniacute destičky a potom postupně vystřiacutedaacuteme destičky
z různyacutech materiaacutelů Pro měřeniacute b) a c) je vhodnějšiacute doba trvaacuteniacute 600 s protože
- 226 -
změna tloušťky nebo materiaacutelu vyžaduje dvě sekundy a tiacutem zmenšiacuteme chybu
měřeniacute v jednotlivyacutech intervalech
d) Ověřeniacute zaacutekona radioaktivniacute přeměny Pro měřeniacute je potřeba ještě
souprava GABEset-2 kteraacute umožňuje přiacutepravu eluaacutetu baria k určeniacute poločasu
přeměny baria 137m
Ba (cca 150 s) K měřeniacute musiacuteme proveacutest nastaveniacute v bodě
8 (viz vyacuteše) Postupujeme podle naacutevodu v soupravě GABEset-2
10 Vysloviacuteme zaacutevěry
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus vyacuteše uvedenaacute měřeniacute proveacutest s připojenyacutem LabQuestem k PC
v programu Logger Pro Zde je možno nastavit zobrazeniacute grafu v sloupečciacutech
ndash menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu ndash Graph options ndash Bar graph
2 Zkus proměřit poločas přeměny s připojenyacutem LabQuestem k PC
v programu Logger Pro Pro detektor 1 můžeme proveacutest analyacutezu grafu
Analyacuteza ndash CurveFit ndash Natural exponent (proložit exponenciaacutelniacute funkci)
Poločas rozpadu je pak převraacutecenou hodnotou koeficientu C (viz niacuteže graf)
- 227 -
Atomy a zaacuteřeniacute 412 SLUNCE ndash SDIacuteLENIacute TEPLA
SAacuteLAacuteNIacuteM
Fyzikaacutelniacute princip
Slunce vysiacutelaacute elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute do prostoru Dopadne-li toto zaacuteřeniacute na
nějakeacute jineacute těleso a dojde-li k pohlceniacute tohoto zaacuteřeniacute zvyacutešiacute se vnitřniacute energie
tohoto tělesa Souhrnně se vzaacutejemneacute saacutelaacuteniacute a pohlcovaacuteniacute při dvou nebo i viacutece
tělesech s různyacutemi teplotami nazyacutevaacute sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem Dopadne-li toto
zaacuteřeniacute na jineacute těleso je čaacutestečně pohlceno čaacutest se odraacutežiacute a čaacutest prochaacuteziacute
tělesem Pohlceneacute zaacuteřeniacute způsobuje zvyacutešeniacute vnitřniacute energie tělesa odraženeacute
zaacuteřeniacute dopadaacute na jinaacute tělesa a prochaacutezejiacuteciacute zaacuteřeniacute přechaacuteziacute na jinaacute tělesa
Pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa zaacutevisiacute předevšiacutem na jakosti povrchu
a takeacute na barvě povrchu V praxi maacute tento poznatek vyacuteznam předevšiacutem při
konstrukci různyacutech zařiacutezeniacute např biacuteleacute chladničky a mrazaacuteky (aby se co nejviacutece
zaacuteřeniacute odrazilo) v leacutetě nosiacuteme předevšiacutem světleacute oblečeniacute Chceme-li naopak
aby se co nejviacutece zaacuteřeniacute pohltilo voliacuteme černou barvu povrchu
Ciacutel
Ověřit pohltivost různyacutech povrchů
Pomůcky
LabQuest 4 ks teploměr TMP-BTA 4 ks PET laacutehviacute s různyacutem povrchem
žaacuterovka 100 W 300 W
- 228 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměry TMP-BTA ke vstupům CH1 až CH4 LabQuestu
Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
600 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Zapneme žaacuterovku 300 W
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 229 -
5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa na
jakosti povrchu a takeacute na barvě povrchu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute se 100 W žaacuterovkou
2 Provedeme měřeniacute pro jineacute barvy a povrchy
- 230 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
413 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK I
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na osvětleniacute E
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)
- 231 -
Scheacutema
- 232 -
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E
solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 Na ose x zvoliacuteme Osvětleniacute (Illumination (lux)) a na ose y Vyacutekon (mW)
6 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzoreks
daacutele zatrhneme volbu Nepřerušenyacute sběr dat
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Plynule přibližujeme (přiacutepadně vzdalujeme) žaacuterovku k solaacuterniacutem člaacutenkům
Měřiacuteme zaacutevislost P = f(E)
9 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
10 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků zapojenyacutech seacuteriově a paralelně
- 233 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
414 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK II
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na uacutehlu natočeniacute solaacuterniacutech člaacutenků
vzhledem ke zdroji světla
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)
- 234 -
Scheacutema
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E
solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
- 235 -
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev
sloupce Uacutehel Značka α Jednotky deg
6 Na ose x zvoliacuteme Uacutehel (deg) a na ose y Vyacutekon (mW)
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute
panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky
9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu uacutehlu 0deg
10 Natočiacuteme solaacuterniacute panel o 10deg od směru šiacuteřeniacute světla Využijeme uacutehloměr na
stavebnici solaacuterniacutech panelů Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu
uacutehlu 10deg
11 Opakujeme postup pro dalšiacute hodnoty uacutehlů 20deg 30deg hellip 90deg
12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
13 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků osvětlenyacutech Sluncem
- 236 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
415 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK III
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na vlnoveacute deacutelce světla - filtru
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad) barevneacute filtry ze
stavebnice
- 237 -
Scheacutema
- 238 -
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev
sloupce Barva filtru Značka λ Jednotky nm
6 Na ose x zvoliacuteme Barva filtru (nm) a na ose y Vyacutekon (mW)
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute
panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky Před solaacuterniacute
člaacutenky vložiacuteme bdquomodryacute filtrldquo
- 239 -
9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu vlnoveacute deacutelky modreacuteho
světla ndash 460 nm
10 Opakujeme postup pro zelenyacute žlutyacute a červenyacute filtr
11 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
12 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pomociacute spektrofotometru změř vlnovou deacutelku světla ktereacute projde přes danyacute
barevnyacute filtr
2 Vyzkoušej jineacute barevneacute filtry
Mgr Vaacuteclav Pazdera
Měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier
Vydal Repronis v Ostravě roku 2012
Technickaacute uacuteprava textu doc RNDr Oldřich Lepil CSc
Naacutevrh obaacutelky
Tisk Repronis s r o Ostrava
Počet stran 240
Naacuteklad 150 ks
Vydaacuteniacute prvniacute
ISBN 978-80-7329-
- 3 -
Obsah
Uacutevod 7
1 PRIMA
11 Deacutelka 9
12 Hmotnost 11
13 Čas Reakčniacute doba 14
14 Rychlost 18
15 Draacuteha 21
16 Teplota 24
17 Siacutela 29
18 Elektrickyacute naacuteboj 32
19 Magnetickaacute indukce Magnetickeacute pole 36
110 Elektrickyacute proud a napětiacute 40
111 Zdroje elektrickeacuteho napětiacute 43
112 Uacutečinky elektrickeacuteho proudu 47
113 Magnetickeacute vlastnosti elektrickeacuteho proudu 54
114 Magnetickeacute pole ciacutevky 57
115 Zkrat 60
116 Elektrickyacute proud v kapalinaacutech 64
2 SEKUNDA
21 Rychlost pohybu 66
22 Draacuteha rovnoměrneacuteho pohybu 69
23 Měřeniacute siacutely 72
24 II Newtonův zaacutekon 75
25 Smykoveacute třeniacute 77
26 Povrchoveacute napětiacute 82
27 Hydrostatickyacute tlak 85
28 Archimeacutedův zaacutekon 88
- 4 -
29 Pascalův zaacutekon 91
210 Atmosfeacuterickyacute tlak 94
211 Zaacuteklady meteorologie 98
212 Přetlak a podtlak 101
213 Stiacuten a polostiacuten 104
214 Barvy světla 107
3 TERCIE
31 Praacutece 111
32 Energie polohovaacute a pohybovaacute 114
33 Uacutečinnost 121
34 Nakloněnaacute rovina 125
35 Kalorimetrickaacute rovnice 128
36 Vedeniacute tepla 131
37 Soutěž teploměrů 134
38 Var 137
39 Kmitavyacute pohyb 141
310 Zvuk 145
311 Rychlost zvuku ve vzduchu 149
312 Vniacutemaacuteniacute zvuku Hlasitost 153
313 Elektrickyacute naacuteboj Elektrickyacute proud 158
314 Ohmův zaacutekon 164
315 Odpor 167
316 Zaacutevislost odporu na teplotě 170
317 Reostat a potenciometr 174
318 Vnitřniacute odpor zdroje 178
319 Vyacutekon elektrickeacuteho proudu 181
320 Termohrnek 184
4 KVARTA
41 Magnetickeacute pole vodiče a ciacutevky 187
- 5 -
42 Siacutela působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli 190
43 Elektromagnetickaacute indukce 194
44 Střiacutedavyacute proud 197
45 Třiacutefaacutezoveacute napětiacute 200
46 Elektromagnetickeacute vlny 203
47 Termistor 206
48 Fotorezistor 210
49 Tranzistor jako spiacutenač a zesilovač 213
410 Integrovanyacute obvod 218
411 Radioaktivita a ochrana před zaacuteřeniacutem 223
412 Slunce ndash sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem 227
413 Slunce ndash slunečniacute člaacutenek I 230
414 Slunce ndash slunečniacute člaacutenek II 233
415 Slunce ndash slunečniacute člaacutenek III 236
- 7 -
Uacutevod
Fyzikaacutelniacute veličina je jakaacutekoliv objektivniacute vlastnost hmoty jejiacutež hodnotu lze
změřit nebo spočiacutetat Měřeniacute fyzikaacutelniacute veličiny je praktickyacute postup zjištěniacute
hodnoty fyzikaacutelniacute veličiny Metody měřeniacute lze rozdělit na absolutniacute a relativniacute
přiacutemeacute a nepřiacutemeacute
Tento sborniacutek pracovniacutech listů je věnovaacuten měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin měřiacuteciacutem
systeacutemem Vernier Samozřejmě lze stejneacute uacutelohy měřit i s pomociacute jinyacutech
měřiacuteciacutech systeacutemů
Sborniacutek je určen pro studenty a učitele
1 čaacutest (tento sborniacutek) pokryacutevaacute učivo nižšiacuteho gymnaacutezia a jim odpoviacutedajiacuteciacutem
ročniacutekům zaacutekladniacutech škol a 2 čaacutest pokryacutevaacute učivo fyziky pro vyššiacute stupeň
gymnaacutezia nebo středniacute školy
Uvedenyacute soubor pracovniacutech listů vznikl na zaacutekladě zkušenostiacute ktereacute jsem
ziacuteskal při častyacutech měřeniacutech pro žaacuteky zaacutekladniacutech a středniacutech škol a na mnoha
seminaacuteřiacutech pro učitele fyziky kde jsem byl jako uacutečastniacutek nebo jako lektor
U každeacuteho pracovniacuteho listu je uvedena stručnaacute fyzikaacutelniacute teorie seznam
potřebnyacutech pomůcek scheacutema zapojeniacute stručnyacute postup jednoducheacute nastaveniacute
měřiacuteciacuteho systeacutemu ukaacutezka naměřenyacutech hodnot a přiacutepadně dalšiacute naacuteměty
k měřeniacute
Byl bych raacuted kdyby sborniacutek (1 a 2 čaacutest) pomohl studentům a učitelům fyziky
při objevovaacuteniacute kraacutes vědy zvaneacute fyzika a vyacutehod ktereacute nabiacuteziacute měřeniacute fyzikaacutelniacutech
- 8 -
veličin pomociacute měřiacuteciacutech systeacutemů ve spojeniacute s PC
Jakeacute jsou vyacutehody měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier (nebo
jinyacutech)
K měřiciacutemu systeacutemu můžeme připojit až 60 různyacutech senzorů
Všechna měřeniacute různyacutech fyzikaacutelniacutech veličin se ovlaacutedajiacute stejně což přinaacutešiacute
meacuteně stresu viacutece času a radosti z měřeniacute
Při použitiacute dataprojektoru maacuteme obrovskyacute měřiciacute přiacutestroj
Měřeniacute můžeme provaacutedět ve třiacutedě i v tereacutenu
Měřeniacute lehce zvlaacutednou bdquomaliacuteldquo i bdquovelciacuteldquo
Můžeme měřit několik veličin současně a v zaacutevislosti na sobě
Naměřeneacute hodnoty lze přenaacutešet i do jinyacutech programů
Naměřeneacute hodnoty lze uložit pro dalšiacute měřeniacute nebo zpracovaacuteniacute
Lze měřit i obtiacutežně měřeneacute veličiny a lze měřit i dopočiacutetaacutevaneacute veličiny
Lze měřit velmi rychleacute děje a velmi pomaleacute děje
Pořiacutezeniacute měřiacuteciacuteho systeacutemu neniacute draheacute
Maacuteme k dispozici hodně naacutemětů k měřeniacute
Vyacutesledek měřeniacute naacutes někdy překvapiacute a hellip poučiacute
Ve většině měřeniacute je vyacutestupem bdquografldquo ndash velmi naacutezorně se buduje vniacutemaacuteniacute
fyzikaacutelniacutech vztahů mezi veličinami
hellip
Přeji mnoho zdaru při měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin a hodně radosti z naměřenyacutech
vyacutesledků
Olomouc 2012 Vaacuteclav Pazdera
- 9 -
Veličiny a jejich měřeniacute
11 DEacuteLKA
Fyzikaacutelniacute princip
Rozměry těles přiacutepadně vzdaacutelenosti mezi tělesy určujeme zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute
veličinou ktereacute řiacutekaacuteme deacutelka l Zaacutekladniacute jednotkou deacutelky je metr
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru vzdaacutelenost mezi tělesy
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo
Scheacutema
- 10 -
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od
senzoru ke stropu k tabuli k zemi k rucehellip
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat
se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se
člověka od senzoru (0 až 6 m)
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu ndash kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od
senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od
senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem
kornoutem nebo mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka
vlaacutečkuhellip
6 Ukončiacuteme měřeniacute
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je funkciacute
času
- 11 -
Veličiny a jejich měřeniacute
12 HMOTNOST
Fyzikaacutelniacute princip
Množstviacute laacutetek v tělese popisujeme hmotnostiacute m Jednotkou hmotnosti je
kilogram kg Hmotnost tělesa můžeme určit vaacuteženiacutem pomociacute vaacutehy
Ciacutel
Zkontrolovat hmotnost přesnyacutech zaacutevažiacute ze sady zaacutevažiacute Určit hmotnost m
různyacutech těles minciacute hmotnost bdquostejnyacutechldquo zaacutevažiacute CO2 vzduchu hořiacuteciacuteho
kahanu hořiacuteciacute sviacutečky laacutehve s vodouhellip
Pomůcky
Počiacutetač program LoggerPro digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 teploměr GoTemp
sada zaacutevažiacute sada stejnyacutech krychliček z různyacutech materiaacutelů kahan sviacutečka PET
laacutehev mince
- 12 -
Scheacutema
Postup
1 Digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 (rozsah 0 až 4 000 g) zapojiacuteme do konektoru
USB počiacutetače
2 Spustiacuteme program LoggerPro
3 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g hellip) a
kontrolujeme zda vaacutehy ukazujiacute spraacutevnou hmotnost Naměřeneacute hmotnosti
zapisujeme do tabulky
4 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme stejneacute krychličky 1cm3 (nebo zaacutevažiacute)
z různyacutech materiaacutelů (Al Fe Zn Cu Pb dřevahellip) Naměřeneacute hmotnosti
zapisujeme do tabulky
5 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme mince (1 Kč 2 Kč 5 Kčhellip) Naměřeneacute
hmotnosti zapisujeme do tabulky
6 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Trvaacuteniacute
200 s Frekvence 1 čteniacutes
7 Na digitaacutelniacute vaacutehu postaviacuteme PET laacutehev s uzavřenyacutem odtokem
- 13 -
8 Uvolniacuteme odtok a současně stiskneme tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Měřiacuteme
jak se měniacute hmotnost kapalneacuteho tělesa po dobu 200 sekund Pokud je otvor
malyacute (voda vyteacutekaacute deacutele než je nastavenaacute doba) tak prodloužiacuteme dobu trvaacuteniacute
měřeniacute Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme naměřenyacute graf a přiacutepadně vyhodnotiacuteme
jeho průběh
9 Stejneacute měřeniacute (ad 8)) ale na hrdle PET laacutehve je našroubovaacuten vršek
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proveď analyacutezu naměřeneacuteho grafu ndash menu Analyacuteza ndash Proložit křivku nebo
Analyacuteza ndash Statistika
2 Stejneacute měřeniacute (ad 7) můžeme proveacutest s hořiacuteciacute sviacutečkou nebo s přiteacutekajiacuteciacute
vodou do PET laacutehve
3 Do PET laacutehve postaveneacute na digitaacutelniacute vaacuteze daacuteme určiteacute množstviacute octa (1dl)
můžeme takeacute přidat teploměr GoTemp zapneme měřeniacute a přisypeme saacuteček
sody Měřiacuteme zda se zmenšiacute hmotnost reagujiacuteciacute směsi (unikaacute plyn CO2)
Sledujeme i teplotu reagujiacuteciacutech laacutetek Zůstaacutevaacute hmotnost stejnaacute nebo se měniacute
Pokud maacuteme senzor pH můžeme při reakci sledovat i tuto vlastnost
4 Dvoulitrovou praacutezdnou PET laacutehev (uřiacuteznuteacute hrdlo) postav na digitaacutelniacute vaacutehu
V programu LoggerPro stiskni tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Naleacutevej do praacutezdneacute
laacutehve oxid uhličityacute (vyrobenyacute reakciacute octa a sody nebo z bombičky sifonu)
Pozoruj jak se měniacute hmotnost Nech měřeniacute běžet delšiacute dobu a pozoruj jak se
měniacute hmotnost Vyhodnoť měřeniacute Z naměřenyacutech hodnot a ze znalosti hustoty
vzduchu (129 kgm3) urči hustotu oxidu uhličiteacuteho Jakou maacute oxid uhličityacute
hustotu v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu
- 14 -
Veličiny a jejich měřeniacute
13 ČAS REAKČNIacute DOBA
Fyzikaacutelniacute princip
Čas je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličina kteraacute se nejčastěji označuje malyacutem
piacutesmenem t Jednotkou času je sekunda s
Reakčniacute doba člověka je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute
udaacutelosti do jeho reakce Mnoho faktorů ovlivňuje reakčniacute dobu člověka
Ciacutel
Změřit časoveacute uacuteseky různyacutech dějů pomociacute stopek LabQuestu
Změřit reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět
Pomůcky
LabQuest ultrazvukoveacute měřidlo vzdaacutelenosti GoMotion 2 ks voltmetry VP-
BTA deacutelkoveacute měřidlo
- 15 -
Scheacutema
Postup
1 Zapneme LabQuest a v dolniacute naacutestrojoveacute liště klikneme na ikonu domeček
2 V zobrazeneacute nabiacutedce zvoliacuteme Stopky
3 Stopky ovlaacutedaacuteme třemi tlačiacutetky ndash startstop vynulovaacuteniacute a zkopiacuterovaacuteniacute
aktuaacutelniacuteho uacutedaje z displeje např do kalkulačky Vyzkoušej si to
4 Změřiacuteme časoveacute uacuteseky různyacutech dějů
a) dobu mezi dvěma zvuky (generujeme pomociacute programu na PC ndash lze
přesně nastavit dobu dvě tlesknutiacute)
b) dobu kmitu kyvadla (dvěma po sobě jdouciacutem kyvům řiacutekaacuteme kmit)
c) dobu volneacuteho paacutedu tělesa z vyacutešky 2 metry můžeme ověřit pomociacute
GoMotion
d) dobu volneacuteho paacutedu dřevěneacute tyčky s deskou kterou jeden člověk pustiacute a
druhyacute chytiacute můžeme ověřit pomociacute GoMotion
- 16 -
e) dobu pohybu tělesa (autiacutečko vlaacuteček) po vodorovneacute podložce
f)
5 Změřiacuteme reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět
a) Světelnyacute ndash k LabQuestu připojiacuteme dva voltmetry VP-BTA prvniacute
připojiacuteme na LED (žaacuterovku) kteraacute je zapojena do obvodu s tlačiacutetkem
druhyacute připojiacuteme na rezistor zapojenyacute v obvodu s tlačiacutetkem prvniacute student
stiskne tlačiacutetko v prvniacutem obvodu a druhyacute stiskne v reakci na rozsviacutecenou
LED-ku (žaacuterovku) tlačiacutetko v druheacutem obvodu na LabQuestu
vyhodnotiacuteme dobu mezi napěťovyacutemi impulzy
b) Zvukovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze miacutesto LED-ky je zapojen bzučaacutek
a druhyacute student maacute zavřeneacute oči a reaguje na zvuk
c) Dotykovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze s tiacutem že prvniacute student se druheacuteho
dotkne rukou
6 Poznaacutemka
a) U všech třiacute měřeniacute v ad 5) je potřeba nastavit na LabQuestu v menu
Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 2 s Frekvence 1 000 čteniacutes Trigger
nastaviacuteme na Zapnuto a je rostouciacute přes 1 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute
Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
b) Miacutesto druheacuteho obvodu a voltmetru můžeme použiacutet senzor stisku ruky
HD-BTA
c) Při připojeniacute (ad 4c))ultrazvukoveacuteho senzoru MD-BTD nebo GO-MOT
do vstupu DIG 1 nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim
Časovaacute zaacutekladna Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
- 17 -
7 Ukončiacuteme měřeniacute
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkuste změřit reakčniacute dobu
a) opakovaně u jednoho studenta
b) u diacutevek a chlapců
c) mladyacutech a staryacutech lidiacute
d) raacuteno a večer
Na zaacutevěr sestav přehlednou tabulku všech vyacutesledků
2 Reakčniacute doba řidiče je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute
udaacutelosti do řidičovy reakce Jejiacute doba se pohybuje kolem 2 sekund ale vždy
zaacuteležiacute na pozornosti řidiče jeho věku fyzickeacute kondici a dalšiacutech faktorech Do
reakčniacute doby se však nezapočiacutetaacutevaacute doba prodlevy a naacuteběhu brzd Pamatujte
proto na bezpečnou vzdaacutelenost mezi vozidly a udržujte odstup
3 Zkuste chytit bankovku puštěnou druhyacutem člověkem dvěma prsty (pokud ji
chytnete je vaše) Proč ji nelze chytit
- 18 -
Veličiny a jejich měřeniacute
14 RYCHLOST
Fyzikaacutelniacute princip
Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme
v metrech za sekundu m
s
nebo v kilometrech za hodinu km
h
U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se
rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT
- 19 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 3 s
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost pohybu
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a potom se
přibližovat a daacutele se naopak vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost
chůze člověka (0 až 6 m)
- 20 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho
miacuteče od senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem
papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho autiacutečka (viz foto vyacuteše) vlaacutečkuhellip
5 Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
- 21 -
Veličiny a jejich měřeniacute
15 DRAacuteHA
Fyzikaacutelniacute princip
Draacuteha s je deacutelka trajektorie Trajektorie je křivka kterou těleso opisuje při
sveacutem pohybu
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru draacutehu kterou uraziacute těleso
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo
- 22 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od
senzoru ke stropu k tabuli k zemi k ruce hellip
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat
se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se
člověka od senzoru (0 až 6 m)
- 23 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od
senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem
papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka vlaacutečku hellip
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
2 Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je
funkciacute času
- 24 -
Veličiny a jejich měřeniacute
16 TEPLOTA
Fyzikaacutelniacute princip
Teplota je fyzikaacutelniacute veličina t kterou použiacutevaacuteme k popisu stavu tělesa (rychlost
pohybu atomů) Jednotkou je Celsiův stupeň (degC) Teplota tajiacuteciacuteho ledu je 0 degC
Bod varu vody je 100 degC Stupeň Fahrenheita (degF) je jednotka teploty
pojmenovanaacute po německeacutem fyzikovi Gabrielu Fahrenheitovi Dnes se použiacutevaacute
hlavně v USA
- 25 -
Ciacutel
Odhadnout teplotu a pak odhad ověřit teploměrem Ověřit teplotu tajiacuteciacuteho ledu
Ověřit teplotu varu vody Změřit jak se měniacute teplota v průběhu dne a při
ohřiacutevaacuteniacute nebo ochlazovaacuteniacute tělesa
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA teploměr STS-BTA PET laacutehve
- 26 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměr STS-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
2 Do několika naacutedob z PET lahviacute připraviacuteme vodu o různeacute teplotě ndash prvniacute
přidaacuteme led a u ostatniacutech postupně viacutece a viacutece horkeacute vody z elektrovarneacute
konvice
3 Zapneme LabQuest a můžeme měřit teplotu Nejdřiacuteve zkusiacuteme odhadnout
teplotu a potom ověřiacuteme pomociacute teploměru teplotu různyacutech těles
a) vzduch v miacutestnosti (u podlahy uprostřed u stropu)
b) vzduch na ulici
c) teplaacute voda
d) studenaacute voda
e) horkaacute voda
f) tajiacuteciacute led
g) tajiacuteciacute led a sůl
- 27 -
h) vařiacuteciacute voda
i) teplota lidskeacuteho těla
j) teplota v chladničce (dole nahoře v mraziciacutem boxu)
k)
4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 60 čteniacuteh Trvaacuteniacute 24 h
5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme venku za oknem
tak aby se nedotyacutekal žaacutedneacuteho tělesa
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu
vzduchu v průběhu 24 hodin Dalšiacute den ve stejnou dobu ukončiacuteme měřeniacute
7 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
8 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutemin Trvaacuteniacute 24 min
9 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme do kaacutedinky se
studenou vodou a začneme ohřiacutevat lihovyacutem kahanem
10 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu vody
v průběhu 12 minut (ohřiacutevaacuteniacute) Pak zahasiacuteme kahan a měřiacuteme dalšiacutech12 minut
(ochlazovaacuteniacute) Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 120 čteniacutemin Trvaacuteniacute 3 min
2 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu uchopiacuteme senzor
teploměru do ruky a pozorujeme změnu teploty Stejneacute měřeniacute provedeme
s teploměrem TMP-BTA a teploměrem STS-BTA Proč se lišiacute průběhy obou
grafů Kde toho lze využiacutet
4 Zapoj do LabQuestu dva teploměry Vezmi si dvě naacutedoby s vodou
o různyacutech teplotaacutech ndash studenaacute a teplaacute Měř jejich teploty (tlačiacutetko START)
- 28 -
Přelej vodu z prvniacute naacutedoby do druheacute a současně přendej teploměr z prvniacute
naacutedoby do druheacute Popiš co pozoruješ Z grafu urči teploty před smiacutechaacuteniacutem
a teplotu po smiacutechaacuteniacute
5 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vody ve zkumavce v různyacutech
hloubkaacutech
a) budeš-li vodu ohřiacutevat u dna
b) budeš-li vodu ohřiacutevat u hrdla
6 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vzduchu ve zkumavce v různyacutech
hloubkaacutech
- 29 -
Siacutely a jejich vlastnosti
17 SIacuteLA
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se
piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N
Ciacutel
Určit velikosti různyacutech sil Určit hmotnost zaacutevažiacute ktereacute je přitahovaacuteno k zemi
silou 1 N Určit siacutelu stisku ruky a siacutelu stisku mezi dvěma prsty Určit velikost
siacutely kterou člověk působiacute na zem
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA plošnyacute siloměr FP-BTA senzor siacutely stisku ruky
HD-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma
- 30 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)
2 Zapneme LabQuest
3 Zavěšujeme postupně různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g ) na siloměr
Naměřeneacute uacutedaje zapisujeme do tabulky
4 Na siloměr zavěsiacuteme pružinu Vynulujeme siloměr Zavěšujeme postupně
různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 ghellip) na pružinu a měřiacuteme prodlouženiacute
pružiny y Sestrojiacuteme graf F = f(y) Určiacuteme konstantu přiacutemeacute uacuteměrnosti
5 Zavěsiacuteme na siloměr misku z rovnoramennyacutech vah a vynulujeme siloměr ndash
menu Senzory ndash Vynulovat Postupně na misku přidaacutevaacuteme zaacutevažiacute až siloměr
ukazuje přesně siacutelu 1 N Vyacutesledek (hmotnost zaacutevažiacute) zapiacutešeme do tabulky
6 K LabQuestu připojiacuteme senzor siacutely stisku ruky HD-BTA Měřiacuteme
postupně siacutelu stisku ruky pro pravou a levou ruku
7 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Měřiacuteme siacutelu stisku ruky
po dobu 60 sekund ndash nepřerušovaně držiacuteme Sledujeme jak siacutela stisku
v průběhu času ochabuje
9 Bod 5 6 a 7 opakujeme pro siacutelu stisku mezi prsty
- 31 -
10 K LabQuestu připojiacuteme plošnyacute siloměr FP-BTA Přepneme na většiacute
rozsah 0 ndash 3 500 N Postaviacuteme se na tento siloměr Změřiacuteme siacutelu kterou člověk
působiacute na zem (tiacuteha G) Zapiacutešeme do tabulky Určiacuteme hmotnost člověka
11 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
12 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sledujeme jak se
měniacute tlakovaacute siacutela při dřepu kliku vyacuteskoku při běžneacute chůzi (jedna noha střiacutedaacute
druhou) při přitisknutiacute senzoru ke stěněhellip
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute jak se měniacute siacutela působiacuteciacute na plošnyacute siloměr FP-BTA při
jiacutezdě vyacutetahem když na něm stojiacuteme (vliv zrychlovaacuteniacute zpomalovaacuteniacute)
2 Polož plošnyacute siloměr na židli sedni si na něj a vyzkoušej jakou silou
působiacuteš na židli
3 Na siloměr DFS-BTA zavěsiacuteme hranol Určiacuteme velikost siacutely kterou
přitahuje Země hranol Taacutehneme tento hranol po podložce a změřiacuteme velikost
tahoveacute siacutely Porovnaacuteme tyto dvě siacutely
4 Proveďte statistickyacute průzkum ve třiacutedě o kolik je u pravaacutekůlevaacuteků silnějšiacute
pravaacutelevaacute ruka (holekkluků) Vypočiacutetejte průměrneacute hodnoty
- 32 -
Elektrickeacute vlastnosti laacutetek
18 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovaacuteniacute těles
Jeho jednotkou je coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při
pokusech ve třiacutedě pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů)
1 nC je přibližně 6 000 000 000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj
elektronuhellip) Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj
(na skleněneacute tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně
nabiteacute těleso maacute viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute
protony K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič
naacuteboje
Ciacutel
Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute
při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute
Pomůcky
LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA tělesa (plechovka na polystyreacutenu kovoveacute
kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute
těles
- 33 -
Scheacutema
Postup
1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou
krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku
připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou
zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě
kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru
zvoliacuteme rozsah plusmn 100 nC
2 Zapneme LabQuest
- 34 -
3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem
ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj
Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky
5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence
2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj
z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute
naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)
Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky
9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute
tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)
10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu
3times3 mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle
Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm
Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je
11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech
(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)
- 35 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pouze přibližujeme a vzdalujeme nabitou tyč (ebonitovou nebo skleněnou)
k tělesu (plechovce) a sledujeme jak se měniacute naacuteboj O jakyacute jev se jednaacute Čiacutem
je způsoben
2 Plechovku připojiacuteme ke zdroji kladneacuteho vn napětiacute (nabije se kladně) Měřič
naacuteboje připojiacuteme ke kovoveacute kuličce na izolovaneacutem držaacuteku Zapneme měřeniacute
a přejiacuteždiacuteme plynule v okoliacute svisleacute stěny plechovky (nedotyacutekaacuteme se) přibližně
ve stejneacute vzdaacutelenosti Sledujeme naměřeneacute hodnoty Co můžeme usoudit
o rozloženiacute naacuteboje na povrchu plechovky
- 36 -
Magnetismus 19 MAGNETICKAacute INDUKCE
MAGNETICKEacute POLE
Fyzikaacutelniacute princip
Magnetickou indukciacute nazyacutevaacuteme jev při ktereacutem se tělesa s feromagnetickyacutemi
vlastnostmi v bliacutezkosti magnetu zmagnetujiacute Magnet vytvaacuteřiacute ve sveacutem okoliacute
magnetickeacute pole ktereacute můžeme znaacutezornit soustavou magnetickyacutech
indukčniacutech čar Pomociacute magnetky (malyacute magnet) můžeme bdquozmapovatldquo
magnetickeacute pole ndash určit směr indukčniacutech čar Mnohem rychleji lze obrazec
indukčniacutech čar určit pomociacute železnyacutech pilin
Magnetickeacute pole popisuje veličina magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji
v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou indukci měřiacuteme teslametrem Zemskeacute
magnetickeacute pole v ČR maacute magnetickou indukci 0048 mT
Ciacutel
Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute permanentniacuteho
magnetu Změřit magnetickou indukci magnetickeacuteho pole Země
- 37 -
Pomůcky
LabQuest teslametr MG-BTA permanentniacute magnet
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Na teslametru
nastaviacuteme rozsah 64 mT Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 38 -
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k severniacutemu poacutelu magnetu
a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi
5 sekund)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k jižniacutemu poacutelu magnetu
a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi
5 sekund)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně pohybujeme (asi 5 sekund) teslametrem kolmo k podeacutelneacute ose
magnetu k jižniacutemu poacutelu magnetu a potom pomalu vzdalujeme teslametr od
severniacuteho poacutelu magnetu (asi 5 sekund) Uložiacuteme měřeniacute
6
7 Otevřeme novyacute soubor a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve
vodorovneacute rovině otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země
Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum (N a S magnetickyacute poacutel)
- 39 -
Z maximaacutelniacutech hodnot odečteme vodorovnou amplitudu magnetickeacute indukce B
Země
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve
svisleacute rovině (N-S směr) otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země
Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum Maximaacutelniacute hodnota je
hodnotou magnetickeacute indukce B Země
9
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Urči sklon indukčniacute čaacutery magnetickeacuteho pole u naacutes v ČR vzhledem
k povrchu země
- 40 -
Elektrickyacute obvod 110 ELEKTRICKYacute PROUD
ELEKTRICKEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute proud je uspořaacutedanyacute pohyb nabityacutech čaacutestic Elektrickyacute proud se
označuje piacutesmenem I Jeho jednotkou je ampeacuter (A)
Elektrickeacute napětiacute se označuje piacutesmenem U Jednotkou elektrickeacuteho napětiacute je
volt (V)
Elektrickyacute proud měřiacuteme ampeacutermetrem a napětiacute voltmetrem
Ciacutel
Změřit proud prochaacutezejiacuteciacute žaacuterovkou Změřit napětiacute na žaacuterovce Pozorovat jak
žaacuterovka sviacutetiacute při různyacutech hodnotaacutech proudu (uacutečinky proudu)
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat
100 Ω žaacuterovka 35 V03 A
- 41 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x
zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat ndash
Ampeacutermetr Reostat 100 Ω nastaviacuteme na min hodnoty odporu (napětiacute)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 42 -
5 Reostatem 100 Ω pomalu (20 s) zvětšujeme proud (směrem k max) až ho
vytočiacuteme do krajniacute polohy (max) Hodnota proudu nesmiacute překročit 06 A
Zobrazuje se tzv V-A charakteristika žaacuterovky Po vykresleniacute celeacuteho grafu
zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro různeacute žaacuterovky
7 Vysloviacuteme zaacutevěr (při jakeacute hodnotě proudu žaacuterovka začiacutenaacute sviacutetit)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř V-A charakteristiku pro rezistor 100 Ω a 50 Ω
- 43 -
Elektrickeacute pole 111 ZDROJE ELEKTRICKEacuteHO
NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Zdroje elektrickeacuteho napětiacute jsou elektraacuterny galvanickeacute člaacutenky a akumulaacutetory
- 44 -
Ciacutel
Změřit jak se měniacute napětiacute při vybiacutejeniacute (použiacutevaacuteniacute) zdroje ndash vybiacutejeciacute křivku
Pomůcky
LabQuest držaacutek baterie a rezistor ampeacutermetr DCP-BTA voltmetr VP-BTA
zdroj elektrickeacuteho napětiacute ndash galvanickyacute člaacutenek akumulaacutetor
- 45 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 a voltmetr VP-BTA ke
vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
12 h Frekvence 300 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat (spiacutenač je vypnutyacute)
4 Sepneme spiacutenač Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na
LabQuestu
5 Když začne napětiacute klesat pod 1V zastaviacuteme měřeniacute
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vytvoř si jednoduchyacute galvanickyacute
člaacutenek z jablka (nebo citronu)
železneacuteho hřebiacuteku a měděneacuteho draacutetu
podle obraacutezku Změř voltmetrem
zaacutevislost napětiacute v zaacutevislosti na čase
(připoj rezistor 1 000 Ω)
- 46 -
2 Změř vybiacutejeciacute křivku pro různeacute zdroje Urči kapacitu člaacutenku Porovnej
se jmenovitou kapacitou
3 Jakeacute vyacutehody maacute elektrickeacute napětiacute z bateriiacute oproti napětiacute ze zaacutesuvek Jakeacute
nevyacutehody naopak majiacute baterie
- 47 -
Elektrickyacute obvod 112 UacuteČINKY ELEKTRICKEacuteHO
PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute proud maacute pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute
uacutečinky Jednoducheacute spotřebiče můžeme rozdělit podle uacutečinků elektrickeacuteho
proudu na pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute spotřebiče
Ciacutel
Ověřit pohyboveacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na elektromotor
Ověřit světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
Ověřit magnetickeacute uacutečinky (magnetickaacute indukce) elektrickeacuteho proudu
prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
Ověřit chemickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho kapalinou
(vodou)
Ověřit tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA
teploměr TMP-BTA ciacutevka 166 a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu
a napětiacute BK 127 žaacuterovka 12 V spiraacutela luxmetr LS-BTA voltmetr 30 V-BTA
- 48 -
Scheacutema
a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
- 49 -
b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
Postup
a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
1 Připojiacuteme luxmetr LS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-
BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematuj ndash spiacutenač je
rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr
- 50 -
a voltmetr Žaacuterovku s luxmetrem můžeme zakryacutet krabiciacute aby luxmetr neměřil
osvětleniacute pozadiacute
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06A Na ose y zvoliacuteme Osvětleniacute a Spojovat body
Dole 0 a Nahoře 600 lx
4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme
napětiacute Vlevo 0 Vpravo 16 V Na ose y zvoliacuteme Proud a Spojovat body Dole
0 a Nahoře 04 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme
spiacutenač
6 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (do 12 V) Kontrolujeme proud
ndash max 06A Luxmetrem měřiacuteme osvětleniacute způsobeneacute žaacuterovkou
b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
- 51 -
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max
06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky
c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-
BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu ndash spiacutenač je
rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr
a voltmetr Teploměr se spiraacutelou vložiacuteme do kaacutedinky s vodou
- 52 -
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 000 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Napětiacute a Spojovat body
Dole 0 a Nahoře 25 V
4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme
čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Teplota a Spojovat body
Dole 20 a Nahoře 35 degC Regulovatelnyacutem zdrojem nastaviacuteme napětiacute (na
20 V) Kontrolujeme proud ndash max 10 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme
spiacutenač
6 Teploměrem měřiacuteme teplotu vody zahřiacutevaneacute spiraacutelou
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakeacute jsou uacutečinky elektrickeacuteho proudu v jednotlivyacutech
přiacutepadech
- 53 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ve ktereacutem elektrickeacutem přiacutestroji se projevuje současně několik uacutečinků
elektrickeacuteho proudu
2 Jakyacutech uacutečinků elektrickeacuteho proudu využiacutevaacute elektrickyacute zvonek
3 Změř jak zaacutevisiacute siacutela F přitahujiacuteciacute jaacutedro na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho
ciacutevkou Kde se toho daacute využiacutet
4 Chemickeacute uacutečinky viz uacuteloha 116 Elektrickyacute proud v kapalinaacutech
5 Změř pohyboveacute uacutečinky el proudu na otaacutečeniacute elektromotoru Pohyb můžeš
sniacutemat luxmetrem
- 54 -
Elektrickyacute obvod 113 MAGNETICKEacute VLASTNOSTI
ELEKTRICKEacuteHO PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Prochaacuteziacute-li vodičem elektrickyacute proud vznikaacute v jeho okoliacute magnetickeacute pole
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar kružnic Kružnice ležiacute v rovinaacutech kolmyacutech
na vodič a majiacute středy v bodech vodiče Magnetickeacute pole popisuje veličina
magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou
indukci měřiacuteme teslametrem
Ciacutel
Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute vodiče v zaacutevislosti na
velikosti elektrickeacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest teslametr MG-BTA ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj
napětiacute vodič
- 55 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu a ampeacutermetr
HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Na teslametru nastaviacuteme rozsah 64 mT
Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 56 -
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 5 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Teslametr umiacutestiacuteme bliacutezko vodiče (1 cm) Stiskneme tlačiacutetko START
(měřeniacute) na LabQuestu a pomalu rovnoměrně zvětšujeme napětiacute
(proud) na zdroji Uložiacuteme měřeniacute
5 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce na velikosti proudu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Velikost magnetickeacute indukce okolo rovneacuteho dlouheacuteho vodiče ve vzdaacutelenosti
d můžeme vypočiacutetat pomociacute Biot-Savartova zaacutekona (někdy teacutež Biot-Savart-
Laplaceova)
7 74π 10 2 102π 2π
I I IB
d d d (přibližně ve vzduchu)
2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale v zaacutevislosti na vzdaacutelenosti d ndash měřiacuteme
praviacutetkem a vklaacutedaacuteme po jednotlivyacutech krociacutech Nastaviacuteme určitou hodnotu
proudu
- 57 -
Elektrickyacute obvod 114 MAGNETICKEacute POLE CIacuteVKY
Fyzikaacutelniacute princip
Ciacutevka vznikne když vodič navineme na povrch vaacutelce nebo hranolu
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery uvnitř ciacutevky jsou rovnoběžneacute s jejiacute osou
Magnetickaacute indukce uvnitř velmi dlouheacute ciacutevky maacute velikost NI
Bl
kde I
je velikost proudu N je celkovyacute počet zaacutevitů a l je deacutelka ciacutevky
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce B na velikosti proudu I prochaacutezejiacuteciacuteho
ciacutevkou
Pomůcky
LabQuest rezistor 10Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA ciacutevka 166
a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127
- 58 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 59 -
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max
06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky
6 Vysloviacuteme zaacutevěr - jak zaacutevisiacute mag indukce B na velikosti elektrickeacute
proudu I
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ze znalosti počtu zaacutevitů deacutelky ciacutevky a proudu spočiacutetej magnetickou
indukci
2 Změň ciacutevku a opakuj měřeniacute
3 Změř jak se měniacute magnetickaacute indukce po podeacutelneacute ose ciacutevky při daneacute
hodnotě proudu
- 60 -
Elektrickyacute obvod 115 ZKRAT
Fyzikaacutelniacute princip
Zkrat v elektrickeacutem obvodu je vodiveacute spojeniacute vodičů ktereacute vyřadiacute z obvodu
spotřebič Obvod se chraacuteniacute proti zkratu pojistkou nebo jističem Tavnaacute
pojistka je založena na tepelnyacutech uacutečinciacutech elektrickeacuteho proudu Jistiacuteciacutem
prvkem je tenkyacute draacutetek kteryacute se průchodem zkratoveacuteho proudu přepaacuteliacute a tiacutem
přerušiacute elektrickyacute obvod
Ciacutel
Ověřit funkci tavneacute pojistky Určit velikost zkratoveacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute tenkyacute
vodič tavnaacute trubičkovaacute pojistka ndash různeacute hodnoty proudu
- 61 -
Scheacutema
- 62 -
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme
obvod dle scheacutematu Spiacutenač je rozpojen Jako pojistku použijeme napřiacuteklad
tavnou trubičkovou pojistku 800 mA Jako zdroj plochou baterii
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Způsobiacuteme
ZKRAT
5 Vysloviacuteme zaacutevěr Jak rychle bdquozareagujeldquo tavnaacute pojistka
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus změřit pomociacute mikrometru průměr draacutetku a zkratovyacute proud tiacutemto
draacutetkem Změř draacutetky různyacutech průměrů Jak zaacutevisiacute hodnota zkratoveacuteho
proudu na průměru draacutetku
2 Proč nemůžeš použiacutet jako tavnou pojistku hřebiacutek
3 Zkus různeacute druhy materiaacutelů tavnyacutech draacutetků ndash Fe Cuhellip Jakyacute to maacute vliv na
velikost bdquozkratovaciacuteholdquo proudu
- 63 -
4 Zkus změřit dvě stejneacute pojistky (např 800 mA) ale jedna je bdquopomalaacuteldquo
a druhaacute bdquorychlaacuteldquo
5 Zkus změřit zkrat se dvěma paralelně zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi Jakyacute
maacute vliv kvalita zdroje na velikost zkratovaciacuteho proudu Změniacute se doba
přetaveniacute draacutetku
6 Zkus změřit zkrat se dvěma seacuteriově zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi
7 Proč při bdquoletmeacutem dotekuldquo (viz obraacutezek) před zkratem nenastal zkrat Proč
nastal až při staacuteleacutem doteku
- 64 -
Elektrickyacute obvod 116 ELEKTRICKYacute PROUD
V KAPALINAacuteCH
Fyzikaacutelniacute princip
Podmiacutenkou vodivosti kapalin je přiacutetomnost iontů Ionty vznikajiacute v kapalinaacutech
nejčastěji při rozpouštěniacute soliacute a kyselin
Ciacutel
Ověřit vznik iontů rozpouštěniacutem soli ve vodě měřeniacutem elektrickeacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr DCP-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute žaacuterovka
vanička a elektrody
- 65 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme
obvod dle scheacutema Spiacutenač je rozpojen
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
600 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Po
10 sekundaacutech nasypeme sůl do vody Pozorujeme jak se měniacute proud při
rozpouštěniacute soli v roztoku vody a soli jak vznikajiacute ionty
5 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus proveacutest stejneacute měřeniacute s různyacutem množstviacutem soli ndash 1 lžička 2 lžičkyhellip
2 Zkus různeacute druhy materiaacutelů elektrod ndash Fe Cu Zn C Pbhellip
3 Vyzkoušej různeacute soli
4 Vyzkoušej takeacute cukr
- 66 -
Pohyb tělesa 21 RYCHLOST POHYBU
Fyzikaacutelniacute princip
Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme
v metrech za sekundu m
s
nebo v kilometrech za hodinu km
h
U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se
rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)
Průměrnaacute rychlost je podiacutel celkoveacute draacutehy s a celkoveacute doby t za kterou těleso
draacutehu urazilo Průměrnaacute rychlost určenaacute ve velmi kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku se
nazyacutevaacute okamžitaacute rychlost Měřiacuteme ji tachometrem
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT
- 67 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 20 s
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute (knihou) nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost
pohybu dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a pak se
přibližovat a naacutesledně se vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost
chůze člověka (0 až 6 m)
- 68 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho
miacuteče od senzoru
f) Stejneacute jako za e) ale s mělkyacutem
papiacuterovyacutem kornoutem nebo
mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho
autiacutečka vlaacutečkuhellip
h) Měřiacuteme rychlost voziacutečku na
voziacutečkoveacute draacuteze VDS (vodorovneacute
šikmeacute)
5 Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
2 Překreslete grafy v = f(t) na grafy s = f(t) a naopak
3 Nakreslete graf v = f(t) a potom se podle něj pohybujte (viz 4 b)
- 69 -
Pohyb tělesa 22 DRAacuteHA ROVNOMĚRNEacuteHO
A NEROVNOMĚRNEacuteHO POHYBU
Fyzikaacutelniacute princip
Těleso se pohybuje rovnoměrnyacutem pohybem jestliže se pohybuje staacutele stejnou
rychlostiacute Těleso se pohybuje nerovnoměrnyacutem pohybem jestliže se jeho
rychlost měniacute
Draacutehu rovnoměrneacuteho i nerovnoměrneacuteho pohybu můžeme určit z grafu
časoveacuteho průběhu rychlosti jako plochu mezi tiacutemto grafem a časovou osou
(osou x)
Ciacutel
Určit zda danyacute pohyb je rovnoměrnyacute nebo nerovnoměrnyacute a draacutehu tohoto
pohybu
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD voziacuteček draacuteha pro mechaniku VDS
- 70 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
LabQuestu a ten přes USB do PC Pomociacute digitaacutelniacutech vah určiacuteme hmotnost
voziacutečku
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Draacuteha je velmi miacuterně nakloněnaacute
3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme k PC Přepiacutenač ultrazvukoveacuteho senzoru
přepneme na voziacuteček
- 71 -
4 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Deacutelka
10 s Vzorkovaciacute frekvence 20 vzorkůsekunda
5 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru pustiacuteme ho
a současně zapneme sběr dat Voziacuteček bude střiacutedavě sjiacuteždět a vyjiacuteždět
(po odrazu od magnetickeacuteho naacuterazniacuteku) po draacuteze Uložiacuteme měřeniacute
6 Draacutehu postaviacuteme vodorovně (můžeme zkontrolovat vodovaacutehou)
7 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru uvedeme ho do
pohybu a současně zapneme sběr dat
8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy se pohyboval voziacuteček rovnoměrně a kdy
nerovnoměrně
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Určiacuteme draacutehu - plochu pod grafem časoveacuteho průběhu rychlosti
2 Můžeme proveacutest stejnaacute měřeniacute s miacutečem
- 72 -
Siacutely a jejich vlastnosti
23 MĚŘENIacute SIacuteLY ndash ŠPEJLE
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se
piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N
Ciacutel
Změřit průhyb volneacuteho konce d špejle na působiacuteciacute siacutele F Měřeniacute proveacutest pro
různeacute deacutelky l
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma špejle
- 73 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)
2 Zapneme LabQuest
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty
Naacutezev deacutelka
Jednotky cm
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf K siloměru připevniacuteme konec špejle (viz
scheacutema) ndash špejle ukazuje na měřiacutetku 0 cm Siloměr bdquovynulujemeldquo
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
7 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 74 -
8 Siloměr posuneme tak aby ohnutaacute špejle ukazovala na měřiacutetku 1 cm
9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK
11 Opakujeme body 8 a 9 pro 2 cm 3 cm 4 cm a 5 cm
12 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
13 Měřeniacute zopakujeme pro různeacute deacutelky špejle
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro různeacute špejle (tloušťka tvar) Jak zaacutevisiacute průhyb špejle
na jejiacutem tvaru Kde a jak se toho využiacutevaacute
- 75 -
Siacutely a jejich vlastnosti
24 II NEWTONŮV POHYBOVYacute ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Čiacutem je většiacute siacutela F tiacutem jsou vyacuteraznějšiacute i změny rychlosti v pohybu tělesa Čiacutem
je většiacute hmotnost m tělesa tiacutem jsou změny rychlosti v pohybu tělesa menšiacute
Ciacutel
Ověřit II Newtonův pohybovyacute zaacutekon ndash zaacutekon siacutely
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA akcelerometr LGA-BTA senzor polohy
a pohybu MD-BTD souprava pro mechaniku VDS
- 76 -
Scheacutema
Postup
1 Senzor polohy a pohybu MD-BTD zapojiacuteme do konektoru DIG 1
LabQuestu Na voziacuteček připojiacuteme vlaacutekno a na něj zavěsiacuteme zaacutevažiacute o hmotnosti
10 g
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pustiacuteme voziacuteček
Zachytiacuteme jej těsně před koncem voziacutečkoveacute draacutehy Měřiacuteme rychlost pohybu
voziacutečku
5 Měřeniacute opakujeme se zaacutevažiacutem 20 g
6 Porovnaacuteme oba grafy
a) Jak se voziacuteček pohybuje (druh pohybu)
b) Jakyacute maacute vliv velikost siacutely F na pohyb voziacutečku
7 Na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g) ndash viz fotografie vyacuteše
8 Zopakujeme měřeniacute v bodech 1 až 6
- 77 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Na voziacuteček připevni siloměr a akcelerometr Změř jak zaacutevisiacute změna
rychlosti v (zrychleniacute) na velikost siacutely F Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam
dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence 20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Tahaacuteme za siloměr tam
a zpět (voziacuteček se pohybuje) Sledujeme jak zaacutevisiacute změna rychlosti v
(zrychleniacute) na velikost siacutely F
2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g)
Porovnaacuteme obě měřeniacute
- 78 -
Siacutely a jejich vlastnosti
25 SMYKOVEacute TŘENIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Smykoveacute třeniacute vznikaacute když se dvě tělesa z pevnyacutech laacutetek po sobě smyacutekajiacute
Siacutela kteraacute braacuteniacute posouvaacuteniacute těles se nazyacutevaacute třeciacute siacutela Abychom uvedli těleso
do rovnoměrneacuteho pohybu musiacuteme vynaložit většiacute siacutelu tzv klidovou třeciacute siacutelu
Siacutelu kterou těleso tlačiacute na podložku nazyacutevaacuteme tlakovou siacutelu
Ciacutel
Určit třeciacute siacutelu klidovou třeciacute siacutelu tlakovou siacutelu a poměr tlakoveacute a třeciacute siacutely
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA stejnaacute tělesa (kvaacutedry učebnicehellip)
- 79 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se pomalu
a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce
- 80 -
4 Na grafu jsou pro naacutes dvě zajiacutemaveacute oblasti V zeleneacute oblasti je maximaacutelniacute
siacutela ndash klidovaacute třeciacute siacutela Ft0 = N V modreacute oblasti je pohybovaacute třeciacute siacutela
Ft = N Obě ziacuteskaacuteme tak že na dotykoveacute obrazovce označiacuteme taženiacutem
danou oblast a v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika Ft0 bude maximaacutelniacute siacutela
a Ft středniacute siacutela v modreacute oblasti
5 Tlakovou siacutelu Fn určiacuteme tak že těleso zavěsiacuteme na siloměr a změřiacuteme siacutelu
6 Potom vypočiacutetaacuteme poměr třeciacute siacutely Ft
a tlakoveacute siacutely Fn Označiacuteme jej f ndash součinitel
smykoveacuteho třeniacute
7 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři
kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute měřeniacute si
můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit
Naacutesledně zobrazit všechna tři měřeniacute naraacutez
- 81 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute je poměr velikostiacute třeciacutech sil v jednotlivyacutech měřeniacutech (jeden dva tři
kvaacutedry)
2 Vyzkoušej jineacute materiaacutely (těleso podložka)
3 Zkus pohyb kvaacutedru nerovnoměrnyacutem pohybem Jak se změniacute vyacutesledek
měřeniacute Naacutepověda Zopakuj si Newtonovy zaacutekony
4 Vyzkoušej si jako těleso (a) Zlateacute straacutenky
5 Zkus založit jednotliveacute listy dvou Zlatyacutech straacutenek (dvou učebnic) a zkus je
od sebe vysunout
6 Na čem zaacutevisiacute velikost třeciacute siacutely
- 82 -
Kapaliny 26 POVRCHOVEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vlastnosti povrchoveacute blaacuteny se nazyacutevaacute
povrchoveacute napětiacute Čiacutem je povrchoveacute napětiacute většiacute tiacutem snaacuteze se na jeho povrchu
mohou udržet různaacute tělesa Hodnoty povrchoveacuteho napětiacute lze naleacutezt v tabulkaacutech
Povrchoveacute napětiacute rtuti je 7kraacutet většiacute než povrchoveacute napětiacute vody ktereacute 2-3kraacutet
většiacute než povrchoveacute napětiacute lihu či petroleje
- 83 -
Ciacutel
Určit přibližně velikost povrchoveacute siacutely Fp pro různeacute deacutelky dřevěneacute špejle
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA dřevěnaacute špejle plochaacute naacutedoba s vodou nit
Scheacutema
- 84 -
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do CH 1 LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Na siloměr zavěsiacuteme špejli o deacutelce 30 cm na niti (viz scheacutema) Špejli
položiacuteme na hladinu kapaliny (vody)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Taacutehneme siloměrem
špejli z povrchu kapaliny
6 Z grafu odečteme rozdiacutel maximaacutelniacute hodnoty siacutely (kdy dochaacuteziacute k odtrženiacute
špejle z povrchu kapaliny) a siacutely kdy špejle visiacute na niti ndash viz obraacutezek
7 Vypočiacutetaacuteme poměr teacuteto siacutely a dvojnaacutesobku deacutelky špejle (deacutelka okraje
povrchoveacute blaacuteny) což je hodnota povrchoveacuteho napětiacute σ (Nm)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro jineacute kapaliny (liacuteh hellip) Přiacutepadně pro jineacute deacutelky špejliacute
- 85 -
Kapaliny 27 HYDROSTATICKYacute TLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Hydrostatickyacute tlak ph v hloubce h je roven součinu hloubky hustoty kapaliny
ρ a tiacutehoveacuteho zrychleniacute g
hp h g
Ciacutel
Změřit hydrostatickyacute tlak v hloubce h
Pomůcky
LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA odměrnyacute vaacutelec s měřiacutetkem
- 86 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru
přišroubujeme hadičku kterou můžeme izolepou přilepit na praviacutetko s uměleacute
hmoty tak že začaacutetek hadičky bude na bdquonuleldquo praviacutetka Tiacutem můžeme měřit
deacutelku ponořeniacute hadičky ndash hloubku v kapalině
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30 s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Ponořujeme pomalu rovnoměrnyacutem pohybem konec hadičky do hloubky
20 cm do vody v odměrneacutem vaacutelci a zpět POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do
senzoru
- 87 -
5 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 V menu Senzory ndash Zaacuteznam nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + hodnoty Naacutezev
Hloubka Jednotka cm
7 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
8 Hadička neniacute ponořenaacute Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na
LabQuestu
9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
11 Ponořiacuteme konec do hloubky 1 cm (sledujeme na stupnici praviacutetka)
12 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
13 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK
14 Opakujeme body 11 12 a 13 pro hodnoty uacutehlu 2 cm 3 cmhellip 20 cm
15 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme
16 Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice
(nebo soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)
Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute pro jinou kapalinu (liacuteh hellip)
2 Vyzkoušej měřeniacutem nezaacutevislost tlaku v kapalině na směru
3 Ověř měřeniacutem že tlak kapaliny v naacutedobě nezaacutevisiacute na tvaru naacutedoby
- 88 -
Kapaliny 28 ARCHIMEDŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Vztlakovaacute siacutela Fvz působiacuteciacute na těleso v kapalině je rovna tiacutehoveacute siacutele kteraacute by
působila na kapalinu s objemem ponořeneacute čaacutesti tělesa
Pro vztlakovou siacutelu platiacute Fvz = Vρg V je objem ponořeneacute čaacutesti tělesa ρ je
hustota kapaliny g je konstanta (tiacutehoveacute zrychleniacute)
Ciacutel
Určit vztlakovou siacutelu Určit objem tělesa z Archimedova zaacutekona
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA naacutedoba s vodou těleso stojan
- 89 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence
5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute)
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Asi po 6 sekundaacutech
ponořiacuteme těleso do vody (nadzvedneme kaacutedinku s vodou a podsuneme pod
kaacutedinku podložku) a nechaacuteme dokončit měřeniacute
- 90 -
7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika
a stejně i vyacuteslednou siacutelu F (zaacutevažiacute ve vodě)
8 Vypočiacutetaacuteme vztlakovou siacutelu Fvz = FG ndash F
9 Vypočiacutetaacuteme objem tělesa ze vztlakoveacute siacutely
10 Ověřiacuteme určeniacute objemu tělesa vyacutepočtem (objem vaacutelce) nebo měřeniacutem
v odměrneacutem vaacutelci
11 Ověřiacuteme určeniacute tiacutehoveacute siacutely zvaacuteženiacutem tělesa
12 Vypočiacutetaacuteme hustotu tělesa a ověřiacuteme ji v tabulkaacutech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro jinaacute tělesa
- 91 -
Kapaliny 29 PASCALŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Působiacute-li na kapalinu v uzavřeneacute naacutedobě vnějšiacute tlakovaacute siacutela zvyacutešiacute se tlak ve
všech miacutestech stejně (Pascalův zaacutekon)
Ciacutel
Změřit hydrostatickyacute tlak v různyacutech hloubkaacutech při změně vnějšiacute tlakoveacute siacutely
Pomůcky
LabQuest 2ks tlakoveacute čidlo GPS-BTA PET laacutehev s měřiacutetkem
- 92 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakovaacute čidla GPS-BTA ke vstupům CH1 a CH2 LabQuestu
(nebo LabQuest Mini) K senzorům přišroubujeme hadičky ktereacute vedou přes
gumovou zaacutetku do PET laacutehve tak že konce hadiček budou v různyacutech
hloubkaacutech (rozdiacutel asi 20 cm) Tiacutem dosaacutehneme toho že počaacutetečniacute tlak bude
u obou senzorů různyacute
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Vynulujeme oba
tlaky (hadičky nejsou ponořeny ve vodě)
3 Napustiacuteme PET laacutehev vodou a zasuneme hadičky do PET (senzory musiacute byacutet
vyacuteše než je PET laacutehev ndash POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do senzoru)
Utěsniacuteme zaacutetku
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Malou silou stlačujeme rukou PET laacutehev
6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
- 93 -
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak se měniacute tlak v různyacutech hloubkaacutech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute PET laacutehev položenou vodorovně
2 Provedeme měřeniacute pro spojeneacute naacutedoby ndash dvě PET laacutehve nebo dvě injekčniacute
střiacutekačky
- 94 -
Plyny 210 ATMOSFEacuteRICKYacute TLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře
probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute
meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkosthellip
Atmosfeacuterickyacute tlak je tlak vzduchu na zemskyacute povrch a značiacuteme ho pa
Atmosfeacuterickyacute tlak měřiacuteme barometrem Hodnota atmosfeacuterickeacuteho tlaku zaacutevisiacute
na počasiacute a na nadmořskeacute vyacutešce
Ciacutel
Určit jak se měniacute atmosfeacuterickyacute tlak v troposfeacuteře
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA
- 95 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme barometr BAR-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 96 -
3 Senzor (barometr) umiacutestiacuteme těsně nad povrchem země
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pomalu
zvedaacuteme senzor (v miacutestnosti) vzhůru ke stropu (miacutestnosti) a přiacutepadně zase dolů
5 Provedeme analyacutezu naměřenyacutech hodnot a porovnaacuteme je s tabulkovyacutemi
hodnotami
6 Můžeme proveacutest delšiacute měřeniacute na jednom miacutestě Nastaviacuteme v menu Senzory
ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 72 h (3 dny) Frekvence 20 čteniacuteh Zvoliacuteme zobrazeniacute
Graf
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Vyslov zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak zaacutevisiacute změna tlaku na nadmořskeacute vyacutešce můžeme zkoumat takeacute při
pohybu na schodech nebo ve vyacutetahu Přitom můžeme ještě zadaacutevat změnu
nadmořskeacute vyacutešky
2 Připojeniacutem teploměru a vlhkoměru můžeme zkoumat jak spolu souvisiacute
teplota tlak vlhkost v průběhu dne
3 Daacutele můžeme zkoumat jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute
4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom
miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty
5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď
stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem
- 97 -
- 98 -
Pracovniacute list pro žaacuteky
Plyny 211 ZAacuteKLADY METEOROLOGIE
Fyzikaacutelniacute princip
Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře
probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute
meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkost hellip
Připojeniacutem teploměru barometru vlhkoměru k LabQuestu (počiacutetači)
ziacuteskaacuteme termograf barografhellip
Ciacutel
Určit jak se měniacute teplota tlak vlhkost v troposfeacuteře
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA
- 99 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA
barometr BAR-BTA a vlhkoměr RH-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
72 h Frekvence 20 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Senzory umiacutestiacuteme 2 m nad povrchem země nejleacutepe do stiacutenu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 V průběhu sledujeme jak se měniacute počasiacute
6 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute podmiacutenky ndash ročniacute obdobiacute
nadmořskaacute vyacuteškahellip Vyslov zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak spolu souvisiacute teplota tlak vlhkost Zdůvodni
2 Jak se měniacute teplota tlak a vlhkost v průběhu dne Zdůvodni
3 Jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute
4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom
miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty
5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď
stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem
- 100 -
- 101 -
Plyny 212 PŘETLAK A PODTLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Plyn maacute v naacutedobě podtlak jestliže je tento tlak nižšiacute než atmosfeacuterickyacute Plyn
maacute v naacutedobě přetlak jestliže je tento tlak většiacute než atmosfeacuterickyacute
Ciacutel
Změřit přetlak a podtlak plynu v naacutedobě
Pomůcky
LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA barometr BAR-BTA PET laacutehev
nafukovaciacute dětskyacute baloacutenek
- 102 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru
přišroubujeme injekčniacute střiacutekačku s nastavenou hodnotou objemu bdquo10 mlldquo dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Tlakem na piacutest vyvolaacutevaacuteme přetlak a podtlak a přetlak
- 103 -
5 Měřeniacute uložiacuteme
6 K senzoru připojiacuteme (našroubujeme) skleněnou baňku naplněnou
vzduchem Teplota plynu uvnitř je stejnaacute jako v okoliacute
7 Opakujeme předchoziacute měřeniacute s tiacutem že baňku (tiacutem i plyn) ohřiacutevaacuteme v tepleacute
vodě a ochlazujeme ve studeneacute (kostky ledu) vodě Pozorujeme jak se měniacute
tlak
8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy nastaacutevaacute přetlak a kdy podtlak
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak můžeme přetlak a podtlak vytvořit
2 Kde se přetlak a kde se podtlak využiacutevaacute
3 Změř přetlak v baloacutenku Jak se měniacute s průměrem baloacutenku
4 Připoj k senzoru PET laacutehev Zkus mačkat laacutehev a měřit hodnotu přetlaku
5 Ohřej plyn v PET laacutehvi (horkou vodou) Uzavři PET laacutehev a ochlazuj laacutehev
(plyn) Měř podtlak uvnitř laacutehve
- 104 -
SVĚTELNEacute JEVY 213 STIacuteN A POLOSTIacuteN
Fyzikaacutelniacute princip
Stiacuten je prostor za tělesem do něhož nepronikaacute světlo ze zdroje Polostiacuten je
prostor za tělesem do ktereacuteho pronikaacute světlo pouze z čaacutesti zdroje
Ciacutel
Pomociacute senzoru světla určit intenzitu osvětleniacute v oblasti stiacutenu a polostiacutenu
Pomůcky
LabQuest žaacuterovka 12 V20 W světelnyacute senzor TILT-BTA nebo luxmetr LS-
BTA těleso
- 105 -
Scheacutema
Postup
1 Světelnyacute senzor TILT-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu
3 Zapneme LabQuest
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence 10 sndash1
Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Senzorem
světla TILT-BTA plynule pohybujeme nad oblastiacute stiacutenu a polostiacutenu z jedneacute
strany na druhou (viz scheacutema asi 10 s)
- 106 -
6 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakaacute intenzita osvětleniacute v jednotlivyacutech oblastech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Měřeniacute opakujeme se dvěma zdroji světla
2 Měřeniacute opakujeme s jinyacutem tělesem (jinyacute tvar)
- 107 -
SVĚTELNEacute JEVY 214 BARVY SVĚTLA
Fyzikaacutelniacute princip
Biacuteleacute světlo se při průchodu skleněnyacutem hranolem rozklaacutedaacute na jednoducheacute barvy
ndash vznikaacute tak spektrum
Jsou v něm tyto barvy fialovaacute indigovaacute modraacute žlutaacute oranžovaacute a červenaacute
- 108 -
Ciacutel
Pomociacute spektrofotometru určit spektrum biacuteleacuteho světla (slunečniacuteho) Daacutele určit
spektrum odraženeacuteho světla různyacutech barevnyacutech papiacuterů
Pomůcky
LabQuest spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem různě barevneacute
papiacutery
- 109 -
Scheacutema
Postup
1 Spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem zapojiacuteme do USB konektoru
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 V menu Senzory ndash Změnit jednotky ndash USB Spektrometr zvoliacuteme Intenzita
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Optickeacute vlaacutekno namiacuteřiacuteme na nebe (ve dne)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Změřiacuteme
emisniacute spektrum bdquobiacuteleacuteho světlaldquo
6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
7 Zopakujeme a uklaacutedaacuteme měřeniacute s tiacutem že těsně před optickeacute vlaacutekno
vklaacutedaacuteme různě barevneacute papiacutery (tělesa)
- 110 -
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pomociacute spektrofotometru změř spektra barev na monitoru Vyslov zaacutevěr
- 111 -
Praacutece a energie 31 PRAacuteCE
Fyzikaacutelniacute princip
Praacutece je fyzikaacutelniacute veličina Označuje se piacutesmenem W a jejiacute jednotkou je joule
(značka J) Je-li F siacutela působiacuteciacute na těleso ve směru trajektorie vykonaacute se při
přesunutiacute tělesa o draacutehu s praacutece W = Fs
Ciacutel
Určit praacuteci při přesunutiacute tělesa
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA senzor polohy MD-BTD stejnaacute tělesa (kvaacutedry
učebnicehellip)
- 112 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N Senzor polohy zapojiacuteme do konektoru
DIG 1
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes
3 Zvoliacuteme zaacuteložku tabulka V menu Tabulka zvoliacuteme Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute
sloupec Naacutezev ndash Praacutece Jednotka ndash J Tvar vyacuterazu XY Sloupec pro X ndash Siacutela
Sloupec pro Y ndash Poloha
4 Sestaviacuteme měřeniacute podle scheacutema Vynulujeme oba senzory ndash menu Senzory
ndash Vynulovat ndash Čidlo polohy a pohybu Siloměr Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se
pomalu a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce
- 113 -
6 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute
měřeniacute si můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit
7 Zaacutevěr ndash vyhodnotiacuteme jednotliveacute grafy a vykonanou praacuteci
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Kdy je praacutece nulovaacute (viz graf)
2 Kdy se praacutece konaacute (viz graf)
3 Vyzkoušej vykonat praacuteci při natahovaacuteniacute pružiny
4 Vyzkoušej vykonat praacuteci při zvedaacuteniacute tělesa
5 Vyzkoušej vykonat praacuteci při překlaacutepěniacute tělesa
- 114 -
Praacutece a energie 32 ENERGIE POLOHOVAacute
A POHYBOVAacute
Fyzikaacutelniacute princip
Polohovaacute energie Ep je druh mechanickeacute energie kterou těleso ziacuteskaacute při
zvyšovaacuteniacute sveacute nadmořskeacute vyacutešky Vypočiacutetaacuteme ji Ep= mgh Pohybovaacute energie
Ek je druh mechanickeacute energie kterou maacute pohybujiacuteciacute se těleso Vypočiacutetaacuteme ji
Ek= frac12mv2
Ciacutel
Pohybovou a polohovou energii kmitaveacuteho pohybu
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT těleso (zaacutevažiacute)
pružina stojan metr
- 115 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
LabQuestu
2 Určiacuteme tuhost použiacutevaneacute pružiny
- 116 -
3 Zapneme LabQuest
4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 10 s
5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Zvaacutežiacuteme zaacutevažiacute na digitaacutelniacutech vahaacutech a zavěsiacuteme ho na pružinu a pod
zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor a budeme měřit vzdaacutelenost a rychlost
kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině
7 Uvedeme zaacutevažiacute do kmitaveacuteho pohybu
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 117 -
9 Soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu
10 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku
a rovnici pro Ek
11 V menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku
jednotku a rovnici pro Ep
- 118 -
12 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku
a rovnici pro E
- 119 -
13 Zobraziacuteme grafy pro průběhy energiiacute
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změniacuteme dobu trvaacuteniacute na 300 s Opakujeme měřeniacute Co pozorujeme Jak se
měniacute energie
2 Jinyacute postup určeniacute tuhosti pružiny k
a) Na siloměr zavěsiacuteme pružinu
b) Vyznačiacuteme na pozadiacute (tabule) konec pružiny bdquoznačku ndash 0 cmldquo Daacutele si
pomociacute praviacutetka vyznačiacuteme značky 5 10 15 20 hellip cm
c) V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty
Naacutezev Prodlouženiacute Jednotky cm
- 120 -
d) Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
e) Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
f) Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
g) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
h) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
i) Prodloužiacuteme pružinu o 5 cm
j) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
k) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 5 cm a stiskneme OK
l) Opakujeme body i) j) a k) pro 10 15 20 hellipcm
m) Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
n) Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice
Přiacutemaacute uacuteměrnost
o) Z grafu určiacuteme tuhost pružiny k ndash je směrnice polopřiacutemky A vynaacutesobenaacute
100 (protože l jsme zadaacutevali v cm)
3 Opakujeme pro jineacute zaacutevažiacute nebo jinou pružinu
- 121 -
Praacutece a energie 33 UacuteČINNOST
Fyzikaacutelniacute princip
Uacutečinnost je podiacutel vykonaneacute praacutece W a dodaneacute energie E W
E
Ciacutel
Určit uacutečinnost při ohřiacutevaacuteniacute vody lihovyacutem kahanem
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA kaacutedinka voda digitaacutelniacute vaacutehy lihovyacute kahan
laboratorniacute stojan
- 122 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 200 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Teploměr upevniacuteme do stojanu
4 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme praacutezdnou kaacutedinku mk = kg
5 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme vodu (např 200 ml) v kaacutedince m = kg
6 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme lihovyacute kahan mk0 = kg
7 Kaacutedinku upevniacuteme do stojanu postaviacuteme pod kaacutedinku kahan a zapaacuteliacuteme
ho
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 123 -
9 Po skončeniacute měřeniacute (1 200 s = 20 min) zvaacutežiacuteme znovu lihovyacute kahan
mk1 = kg a odečteme z grafu počaacutetečniacute teplotu vody t0 =hellip degC
a konečnou teplotu t1 = degC
10 Vypočiacutetaacuteme vykonanou praacuteci W = Q = cmt = 4 180 middot middot =
J
11 Vypočiacutetaacuteme dodanou energii E = Q = hm = h(mk0 ndash mk1) = 28 865 000 middot
E = J
12 Vypočiacutetaacuteme uacutečinnost
100
W
E
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
Vyacutehřevnost ethanolu je 28 865 000 Jmiddotkgndash1
1 Vypočiacutetej kolik dodaneacute energie přijme kaacutedinka ndash sklo
(c = 670 Jmiddotkgndash1
middot Kndash1
)
- 124 -
2 Kolik procent dodaneacute energie se bdquoztratiacuteldquo
3 Znaacuteš uacutečinnějšiacute způsob ohřiacutevaacuteniacute vody Jakou maacute uacutečinnost
( httpfyzwebczclankyindexphpid=132 )
4 Proč na grafu v okamžiku zamiacutechaacuteniacute s ohřiacutevanou vodou vznikajiacute nerovnosti
(viz vyacuteše) Proč teplota nejdřiacuteve rychleji stoupaacute a pak chviacuteli klesaacute
(po zamiacutechaacuteniacute) Proč teplota pak roste přibližně rovnoměrně
5 Proč graf (viz vyacuteše) neniacute lineaacuterniacute Čiacutem je to způsobeno
6 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-
202
- 125 -
Praacutece a energie 34 NAKLONĚNAacute ROVINA
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela potřebnaacute k pohybu tělesa po nakloněneacute rovině je tolikraacutet menšiacute než tiacutehovaacute
siacutela kolikraacutet je deacutelka roviny většiacute než jejiacute vyacuteška G
hF F
s Tiacutehovou siacutelu
vypočiacutetaacuteme FG = mg
Ciacutel
Ověřit platnost funkce h
F fs
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA digitaacutelniacute vaacutehy voziacuteček se zaacutevažiacutem nakloněnaacute
rovina deacutelkoveacute měřidlo
- 126 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme siloměr DFS-BTA do vstupu CH1 Změřiacuteme deacutelku nakloněneacute
roviny s = cm Zvaacutežiacuteme voziacuteček m = kg Vypočiacutetaacuteme velikost tiacutehoveacute
siacutely FG K siloměru připojiacuteme voziacuteček
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim
Udaacutelosti + Hodnoty Naacutezev Vyacuteška Jednotka cm OK Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute
grafu
- 127 -
3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute Siacutely (N) a na
vodorovneacute ose times Vyacuteška (cm)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Zvedneme
nakloněnou rovinu do vyacutešky 10 cm a stiskneme bdquospoušťldquo pro zadaacuteniacute teacuteto
hodnoty Opakujeme pro 20 cm 30 cm 40 cm
5 Ukončiacuteme měřeniacute
6 V menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Siacutela vybereme lineaacuterniacute rovnici
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proč graf funkce h
F fs
neprochaacuteziacute počaacutetkem Tzn když h = 0 pak
F = 0
2 Zkus změřit funkci h
F fs
pomociacute plynuleacuteho zvedaacuteniacute nakloněneacute
roviny Je potřeba nastavit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim Časovaacute
zaacutekladna
- 128 -
Tepelneacute jevy 35 KALORIMETRICKAacute ROVNICE
Fyzikaacutelniacute princip
Při tepelneacute vyacuteměně mezi dvěma tělesy platiacute kalorimetrickaacute rovnice Q1 = Q2
Po dosazeniacute
c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2) Index 1 je přiřazen teplejšiacutemu tělesu a index 2
chladnějšiacutemu tělesu
Ciacutel
Ověřit platnost kalorimetrickeacute rovnice c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2)
Pomůcky
LabQuest dva teploměry TMP-BTA dvě seřiacuteznuteacute PET laacutehve digitaacutelniacute vaacutehy
- 129 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 a druhyacute teploměr TMP-
BTA do vstupu CH2 LabQuestu Do naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme teplou
vodu o hmotnosti m1 a teplotě t1 Do druheacute naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme
studenou vodu o hmotnosti m2 a teplotě t2 Hmotnosti určiacuteme pomociacute digitaacutelniacute
vaacutehy Do prvniacute naacutedoby vložiacuteme prvniacute teploměr a do druheacute naacutedoby druhyacute
teploměr Teploměry můžeme upevnit do stojanů
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
120 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 130 -
3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute obou teplot a na
vodorovneacute ose x ponechaacuteme čas
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Přeložiacuteme teploměr
z naacutedoby se studenou vodou do naacutedoby s teplou vodou a současně přelijeme
studenou vodu do tepleacute a počkaacuteme až nastane rovnovaacutežnyacute stav
5 Ukončiacuteme měřeniacute
6 Z grafů odečteme teploty před tepelnou vyacuteměnou (t1 a t2) a po tepelneacute
vyacuteměně (t)
7 Vypočiacutetaacuteme teplo odevzdaneacute Q1 a teplo přijateacute Q2
8 Porovnaacuteme vyacutesledneacute hodnoty
9 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proč měřeniacute nevychaacuteziacute uacuteplně přesně Čiacutem je to způsobeno
2 Zkus stejneacute měřeniacute pro jedno kapalneacute těleso (voda) a jedno pevneacute těleso
(mosaznyacute vaacuteleček železnyacute vaacutelečekhellip)
3 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy
OHSP-202
- 131 -
Tepelneacute jevy 36 VEDENIacute TEPLA
Fyzikaacutelniacute princip
Zahřiacutevaacuteme-li jednu čaacutest podeacutelneacuteho tělesa z pevneacute laacutetky přenaacutešiacute se rychlejšiacute
pohyb atomů na dalšiacute a dalšiacute atomy Tiacutem se zvyšuje i teplota dalšiacutech čaacutestiacute
Tento jev se nazyacutevaacute vedeniacute tepla Laacutetky děliacuteme na tepelneacute vodiče (měď
hliniacutek hellip) a tepelneacute izolanty (vzduch plasty dřevo hellip)
Ciacutel
Ověřit šiacuteřeniacute tepla tepelnyacutem vodičem
Pomůcky
LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA tlustšiacute Cu vodič lihovyacute kahan dva
laboratorniacute stojany
- 132 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme čtyři teploměry TMP-BTA do vstupů CH1 až CH4 LabQuestu
LabQuest připojiacuteme k PC přes USB konektor Teploměry můžeme upevnit do
smyček vytvořenyacutech z tlustšiacuteho měděneacuteho draacutetu ndash viz scheacutema
2 Zapneme LabQuest V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat
nastaviacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzorek sekundu Zatrhneme Nepřerušenyacute
sběr dat
3 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a postaviacuteme ho pod konec Cu vodiče ndash viz scheacutema
4 V programu LoggerPro zvoliacuteme Sběr dat Nechaacuteme určitou
dobu běžet měřeniacute
5 Ukončiacuteme měřeniacute ndash v programu LoggerPro zvoliacuteme Zastavit
6 Porovnaacuteme naměřeneacute grafy
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
- 133 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus měřeniacute pro jinyacute pevnyacute tepelnyacute vodič
2 Zkus stejneacute měřeniacute pro kapalneacute těleso (voda v naacutedobě)
- 134 -
Termika 37 SOUTĚŽ TEPLOMĚRŮ
Fyzikaacutelniacute princip
Teplota popisuje stav tělesa Teplotu měřiacuteme teploměrem Teplota tělesa
zaacutevisiacute i na miacuteře ochlazovaacuteniacute Miacutera ochlazovaacuteniacute zaacutevisiacute i na vlhkosti povrchu
tělesa (podobně ochlazovaacuteniacute lidskeacuteho těla) Vypařujiacuteciacute se kapalina odvaacutediacute čaacutest
vnitřniacute energie tělesa ndash ochlazuje ho Miacutera ochlazovaacuteniacute tělesa zaacutevisiacute i na
odvaacuteděniacute vznikajiacuteciacutech par
Ciacutel
Porovnej rychlost ochlazovaacuteniacute tělesa na povrchu sucheacuteho a mokreacuteho tělesa
Pomůcky
LabQuest teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA rychlovarnaacute konvice s horkou
vodou utěrka
- 135 -
Scheacutema
Postup
1 V konvici si ohřejeme vodu
2 Teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1
LabQuestu
3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
4 Zastrčiacuteme teploměr do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute je
praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme
tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem nepohybujeme
- 136 -
5 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash
menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Zastrčiacuteme teploměr opět do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute
je praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme
tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem budeme nyniacute maacutevat
7 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash
menu Graf ndash Uložit měřeniacute
8 Body 4 až 7 znovu opakujeme ale s tiacutem že po vytaženiacute teploměru
z konvice teploměr rychle utřeme utěrkou
9 Zobraziacuteme všechny čtyři naměřeneacute grafy ndash menu Graf ndash Ukaacutezat graf ndash
Všechny grafy
10 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus stejneacute měřeniacute s vlažnou vodou
2 Vyzkoušej jinou kapalinu
3 Pokud maacuteme čtyři teploměry můžeme proveacutest měřeniacute bdquonajednouldquo
- 137 -
Tepelneacute jevy 38 VAR
Fyzikaacutelniacute princip
Var je děj při ktereacutem se kapalina přeměňuje v plyn v celeacutem objemu Teplota
při ktereacute dochaacuteziacute k varu se nazyacutevaacute teplota varu Jejiacute hodnota zaacutevisiacute nejen na
chemickeacutem složeniacute kapaliny ale takeacute na tlaku nad povrchem kapaliny Voda
vře za normaacutelniacuteho tlaku (1 013 hPa) při 100 degC Zaacutevislost teploty varu vody
na tlaku lze přibližně vyjaacutedřit rovniciacute 5
716 2810
pt
Ciacutel
Ověřit teplotu varu za normaacutelniacuteho tlaku Ověřit zaacutevislost teploty varu na tlaku
- 138 -
Pomůcky
LabQuest teploměr GoTemp nebo TMP-BTA baňka voda lihovyacute kahan
laboratorniacute stojan odměrnyacute vaacutelec
Scheacutema
- 139 -
Postup
1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr GoTemp nebo TMP-
BTA Do baňky nalijeme horkou vodu Sestaviacuteme pomůcky podle scheacutema
V odměrneacutem vaacutelci kteryacute určuje hodnotu tlaku par nad volnyacutem povrchem vařiacuteciacute
vody neniacute voda Tzn že nad vodou v baňce je atmosfeacuterickyacute tlak
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Režim
Udaacutelosti a hodnoty Naacutezev Tlak Jednotka Pa
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a ohřiacutevaacuteme vodu v baňce až dosaacutehne teploty varu
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Paacutery vznikajiacuteciacute nad volnyacutem povrchem v baňce mohou volně odchaacutezet
hadiciacute kteraacute uacutestiacute nad dnem odměrneacuteho vaacutelce
7 Při dosaženiacute teploty varu stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
8 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku (odečteme
z barometru) a stiskneme OK
- 140 -
9 Přilijeme do odměrneacuteho vaacutelce vodu do vyacutešky 5 cm nad uacutestiacutem hadice
10 Při dosaženiacute teploty varu (poznaacuteme to podle bublinek ktereacute budou
vystupovat do vody v odměrneacutem vaacutelci) stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
11 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku zvětšenou
o hodnotu hydrostatickeacuteho tlaku a stiskneme OK
12 Opakujeme body 9 10 a 11 pro hodnoty vyacutešky hladiny vody v odměrneacutem
vaacutelci 10 cm 15 cm 20 cm a 25 cm
13 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
14 Provedeme analyacutezu grafu Jakaacute je to funkce Porovnaacuteme vyacutesledky
s vyacutesledky v MFCh tabulkaacutech Určiacuteme rovnici lineaacuterniacute funkce t = f(p)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Na čem zaacutevisiacute teplota varu určiteacute kapaliny
2 Čiacutem se lišiacute var vody v otevřeneacutem a v uzavřeneacutem tlakoveacutem hrnci
3 Může voda vařit i při nižšiacute teplotě než 100 degC
4 Pomociacute vyacutevěvy změř teploty varu při nižšiacutem tlaku než je atmosfeacuterickyacute
- 141 -
Zvukoveacute jevy 39 KMITAVYacute POHYB
Fyzikaacutelniacute princip
Kmitaveacute pohyby se nazyacutevajiacute pohyby při kteryacutech vyacutechylka opakovaně roste
a klesaacute Kmit je periodicky se opakujiacuteciacute čaacutest kmitaveacuteho pohybu doba jeho
trvaacuteniacute je perioda T a počet kmitů za jednotku času je frekvence 1
fT
Ciacutel
Určit periodu T a frekvenci f kmitaveacuteho pohybu
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA těleso (zaacutevažiacute) pružina stojan metr
- 142 -
Scheacutema
- 143 -
Postup
1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest Na siloměr zavěsiacuteme pružinu
3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
50 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute) Těleso je v klidu
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika
Určiacuteme hmotnost tělesa Ověřiacuteme na digitaacutelniacutech vahaacutech
8 Uvedeme těleso do kmitaveacuteho pohybu
9 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Provedeme
analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice (nebo soubor
nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)
- 144 -
10 Z grafu určiacuteme periodu T a vyacutepočtem frekvenci f
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Určete periodu a kmitočet joja
2 Určete periodu a kmitočet zaacutevažiacute ponořeneacuteho v kapalině
3 Určete periodu a kmitočet kmitaacuteniacute praviacutetka
4 Měř kmitavyacute pohyb delšiacute dobu Co pozoruješ
- 145 -
Zvukoveacute jevy 310 ZVUK
Fyzikaacutelniacute princip
Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz
Ciacutel
Určit časovyacute diagram některyacutech zdrojů zvuku ndash ladičky klaacuteves hudebniacutech
naacutestrojůhellip
Určit frekvenci (vyacutešku) toacutenů c1 d
1 e
1 c
2 Určit hudebniacute intervaly těchto
toacutenů Předveacutest barvu toacutenů
Pomůcky
LabQuest mikrofon MCA-BTA zdroje zvuku (hudebniacute naacutestroje) ladičky
- 146 -
Scheacutema
Postup
1 Zapneme LabQuest
2 Připojiacuteme mikrofon MCA-BTA do vstupu CH1 LabQuestu nebo v menu
Senzory ndash Nastaveniacute senzorů zvoliacuteme INT ndash Vnitřniacute mikrofon
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Rozezvučiacuteme zdroj zvuku ndash hlaacuteska bdquoaldquo bdquoeldquo bdquosldquo
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Uklaacutedaacuteme naměřeneacute zvuky v menu Graf ndash Uložit měřeniacute nebo zvoliacuteme
Pomociacute kalkulačky určujeme kmitočty periodickyacutech zvuků Uložiacuteme soubor
- 147 -
- 148 -
7 Opakujeme body 4 5 a 6 pro toacuteny c1 d
1 e
1 c
2 Určujeme kmitočet
těchto toacutenů (změřiacuteme periodu a kmitočet vypočiacutetaacuteme) a jejich hudebniacute
intervaly
8 Naměřeneacute kmitočty toacutenů a vypočiacutetaneacute hodnoty hudebniacutech intervalů
porovnaacuteme s hodnotami v tabulce
Toacuten c1 d1 e1 f1 g1 a1 h1 c2
Laděniacute absolutniacute vyacuteška (Hz)
temperovaneacute 262 294 330 349 392 440 494 524
přirozeneacute 264 297 330 352 396 440 495 528
Hudebniacute interval 11 98 54 43 32 53 158 21
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkoušiacuteme měřit časoveacute diagramy různyacutech hudebniacutech naacutestrojů
2 Zkus změřit stejneacute toacuteny různyacutech hudebniacutech naacutestrojů Co je barva toacutenů
- 149 -
Zvukoveacute jevy 311 RYCHLOST ZVUKU VE
VZDUCHU
Fyzikaacutelniacute princip
Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz Rychlost zvuku
můžeme změřit přiacutemou metodou tak že změřiacuteme vzdaacutelenost kterou zvuk urazil
a dobu za kterou mu to trvalo
Ciacutel
Určit rychlost zvuku ve vzduchu při daneacute teplotě
Pomůcky
LabQuest dva mikrofony MCA-BTA zdroj zvuku ndash dřevěneacute hůlky (hudebniacute
naacutestroj)
- 150 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 a CH 2 LabQuestu připojiacuteme dva mikrofony MCA-BTA
2 Mikrofony nastaviacuteme dle scheacutematu na jeden až dva metry od sebe Změřiacuteme
vzdaacutelenost s = m
3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
003 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute
přes 25 Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu měřeniacute neprobiacutehaacute čekaacute
na bdquospoušťldquo
5 U praveacuteho mikrofonu ťukneme do dřevěnyacutech hůlek Tiacutem se zapne
(bdquospoušťldquo) měřeniacute a oba mikrofony zaznamenajiacute zvuk Levyacute mikrofon
s určityacutem zpožděniacutem ktereacute odpoviacutedaacute vzdaacutelenosti obou mikrofonů a rychlosti
zvuku
6 Na dotykoveacute obrazovce si zvětšiacuteme miacutesto kde začiacutenaacute druhyacute zvuk ndash
označiacuteme perem a menu Graf ndash Zvětšit Daacutele označiacuteme co nejpřesněji miacutesto
kde začiacutenaacute druhyacute zpožděnyacute zvuk odečteme čas zpožděniacute t = s
- 151 -
7 Vypočiacutetaacuteme rychlost zvuku v = st = m sndash1
8 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute vzdaacutelenosti
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pokud stejneacute měřeniacute bude dělat viacutece studentů je potřeba se domluvit aby
nedošlo k vzaacutejemneacutemu rušeniacute
2 Porovnej rychlost zvuku s tabulkovou hodnotou a s hodnotami v jinyacutech
laacutetkaacutech Kde je největšiacute
3 Vypočiacutetej podle vzorce z tabulek jakaacute je rychlost zvuku při daneacute teplotě
vzduchu t = degC
4 Zkus se zamyslet nad průběhem grafů ndash jak se musiacute chvět zdroj zvuku
Zkus změřit rychlost zvuku pomociacute odrazu Naacutevod
K měřeniacute je použita odpadniacute trubka HTEM zakoupenaacute v OBI (deacutelka 1 2 nebo
3m takeacute je možneacute zakoupit viacutece stejnyacutech metrovyacutech kusů ktereacute je možno
zasouvat do sebe) K ucpaacuteniacute trubky je možneacute koupit tzv zaacutetku kteraacute se nasadiacute
- 152 -
na konec trubky Mikrofon je umiacutestěn těsně u uacutestiacute trubky K měřeniacute stačiacute pouze
jeden mikrofon K měřeniacute je potřeba stejneacute nastaveniacute (včetně bdquospouštěldquo)
5 Měřeniacute zkus nejdřiacuteve bez odpadniacute trubky a potom s trubkou
6 Jakou vzdaacutelenost musiacuteš dosadit do vzorce
7 Zkus stejneacute měřeniacute ale oddělej zaacutetku Zkus vysvětlit to co jsi naměřil
8 Nyniacute můžeš zkusit i ohřaacutet vzduch v trubce pomociacute feacutenu nebo teplovzdušneacute
pistole a teploměrem TMP-BTA měřit jeho teplotu Jak se změniacute rychlost
zvuku Co to způsobilo
- 153 -
Zvukoveacute jevy 312 VNIacuteMAacuteNIacute ZVUKU HLASITOST
Fyzikaacutelniacute princip
Praacuteh slyšitelnosti je nejmenšiacute intenzita zvuku kterou je schopen vniacutemat
pozorovatel s normaacutelniacutem sluchem (I0 = 10ndash12
W mndash2
) Praacuteh bolesti je
nejmenšiacute intenzita zvuku kteraacute vyvolaacute pocit bolesti (I0 = 10 W mndash2
) Hladina
intenzity zvuku L (v decibelech) je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute vyjadřuje kolikraacutet
je vniacutemanyacute zvuk silnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti (10kraacutet o 10 dB 100kraacutet
o 20 dB 1 000kraacutet o 30 dB hellip)
Ciacutel
Určit pomociacute hlukoměru SLM-BTA hladinu intenzity zvuku lidskeacuteho hlasu
zařiacutezeniacute a strojů kolem naacutes (pračka vysavač televize raacutedio reprodukovanaacute
hudba ulice hřiště přestaacutevka ve školehellip ticho)
- 154 -
Pomůcky
LabQuest hlukoměr SLM-BTA
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme hlukoměr SLM-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
120 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 155 -
3 Nastaveniacute hlukoměru SLM-BTA Time Weiting ndash S (slow) Maximum
Level Hold ndash RESET (průběžně zobrazuje) Frequency Weighting ndash A (pomaleacute
změny)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a postupně v 10 s
intervalech zkoušiacuteme různeacute zvuky ticho ndash potlesk ndash tlumenyacute hovor ndash hlasityacute
hovor ndash velmi hlasityacute hovor ndash křik
5 Podobně zkoušiacuteme změřit
a) hluk celeacuteho praciacuteho cyklu pračky
b) hluk různyacutech spotřebičů kolem naacutes ndash televize raacutedio zvuk ze sluchaacutetek
(přiloženiacutem hlukoměru ke sluchaacutetkům) zvuk mobilniacuteho telefonu hluk varneacute
konvice
c) hluk ve škole ndash ve třiacutedě na chodbě hellip
d) ticho ndash ve dne v noci
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Kolikraacutet je bdquoticholdquo hlučnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti
2 Vyzkoušej jak velkeacute je bdquoticholdquo uvnitř krabice
- 156 -
3 Jakeacute je bdquoticholdquo před oknem a za oknem
4 Vyzkoušej odraz zvuku ndash v miacutestnosti na louce
5 Změř jak se měniacute hladina intenzity zvuku za bouřky
6 Zkoumej jak zvuk pohlcujiacute různeacute materiaacutely
7 Vyzkoušej odraz zvuku pomociacute desky Např
8 Vyzkoušej naměřit v jeskyni hlasitost ozvěny
- 157 -
9 U reproduktoroveacute soustavy (stereo) zkus naleacutezt miacutesto s nejsilnějšiacute hlasitostiacute
10 Změř zaacutevislost hlasitosti na uacutehlu naacuteklonu odrazneacute desky Sestroj graf
11 Změř směrovou charakteristiku reproduktoru
( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=393)
12 Změř frekvenčniacute charakteristiku reproduktoru
( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=392)
- 158 -
Elektrickeacute vlastnosti laacutetek
313 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ ELEKTRICKYacute PROUD
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovanyacutech
těles kteryacute se projevuje silovyacutem působeniacutem na jinaacute tělesa Jeho jednotkou je
coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při pokusech ve třiacutedě
pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů) 1 nC je přibližně
6000000000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj elektronu hellip)
Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj (na skleněneacute
tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně nabiteacute těleso maacute
viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute protony
K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič naacuteboje
Elektrickyacute proud I je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličinou Jeho jednotkou je ampeacuter
(A) Můžeme jej vyjaacutedřit pomociacute naacuteboje Q kteryacute projde vodičem za jednotku
času Q
It
Ciacutel
Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute
při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute
Změřit proud I v zaacutevislosti na čase t a určit velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute
a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru
- 159 -
Pomůcky
LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA ampeacutermetr DCP-BTA tělesa (plechovka
na polystyreacutenu kovoveacute kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem
držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute těles kondenzaacutetor 15 mF16 V plochaacute baterie
45 V žaacuterovka 35 V 01 A přepiacutenač
- 160 -
Scheacutema
Postup
1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou
krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku
připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou
zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě
- 161 -
kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru
zvoliacuteme rozsah plusmn100 nC (scheacutema a))
2 Zapneme LabQuest
3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem
ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj
Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky
5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence
2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj
z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute
naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)
Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky
9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute
tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)
10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu 3times3
mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle
- 162 -
Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm
Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je
11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech
(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)
12 Sestaviacuteme obvod podle scheacutema b)
13 Změřiacuteme časovyacute průběh proudu při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru
- 163 -
14 Určiacuteme velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru pomociacute
funkce menu Analyacuteza volba Integraacutel
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zopakuj měřeniacute v bodech 13 a 14 pro různaacute zapojeniacute dvou nebo viacutece
kondenzaacutetorů
- 164 -
Elektrickyacute proud 314 OHMŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Ohmův zaacutekon Pokud maacute kovovyacute vodič staacutelou teplotu je elektrickyacute proud
prochaacutezejiacuteciacute vodičem přiacutemo uacuteměrnyacute napětiacute na vodiče (r 1826 G S Ohm)
Grafem přiacutemeacute uacuteměrnostiacute je přiacutemka prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem
Ciacutel
Ověřit Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky a rezistory 12 Ω 33 Ω
a 100 Ω
Pomůcky
LabQuest rezistor 33 Ω a 100 Ω žaacuterovka 6 V03 A voltmetr DVP-BTA
ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat
- 165 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
napětiacute Vlevo 0 Vpravo 6 V Na ose y zvoliacuteme Elektrickyacute proud a Spojovat
body Dole 0 a Nahoře 06 A V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Reostatem pomalu zvyšujeme napětiacute a proud Hodnota napětiacute nesmiacute
překročit 5 V a proudu 06 A Zobrazuje se tzv voltampeacuterovaacute charakteristika
Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro rezistor 33 Ω a pro žaacuterovku
- 166 -
7 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Platiacute Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky
2 Porovnej voltampeacuteroveacute charakteristiky rezistorů s různyacutemi hodnotami
odporů
3 Zkus vymyslet jak ověřiacuteš že Ohmův zaacutekon platiacute i pro wolframoveacute vlaacutekno
žaacuterovky
- 167 -
Elektrickyacute proud 315 ODPOR
Fyzikaacutelniacute princip
Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou
elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše
přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita
ρ a na teplotě t vodiče
Ciacutel
Změřit odpor bdquošpatneacuteholdquo vodiče ndash rezistoru Ověřit jak zaacutevisiacute odpor vodiče na
deacutelce
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) různeacute rezistory tahovyacute
potenciometr 10 kΩ počiacutetač s programem Logger Pro
- 168 -
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 K ohmmetru připojiacuteme tahovyacute potenciometr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se
vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 169 -
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm
2 cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute
potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute
exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute
14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Měřiacuteme odpor různyacutech rezistorů a jejich zapojeniacute
2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů
3 Změř jak zaacutevisiacute odpor potenciometru na uacutehlu natočeniacute u otočneacuteho
potenciometru
- 170 -
Elektrickyacute proud 316 ZAacuteVISLOST ODPORU NA
TEPLOTĚ
Fyzikaacutelniacute princip
Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou
elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše
přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita
ρ a na teplotě t vodiče
Na teplotě zaacutevisiacute odpor vodičů i polovodičů Odpor vodičů se vzrůstajiacuteciacute
teplotou stoupaacute (kladnyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) kdežto odpor
polovodičů uhliacuteku a některyacutech speciaacutelniacutech slitin kovů se vzrůstajiacuteciacute teplotou
klesaacute (zaacutepornyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) Elektrickyacute odpor maacute
vždy kladnou hodnotu Dobreacute vodiče kladou malyacute odpor špatneacute vodiče kladou
velkyacute odpor
Pozistor je dvoupoacutelovaacute elektrickaacute součaacutestka Jednaacute se o typ termistoru
s pozitivniacute teplotniacute zaacutevislostiacute (tzn s rostouciacute teplotou roste odpor) proto se
použiacutevaacute i označeniacute PTC termistor (positive temperature coefficient) Vyraacutebějiacute
se z polykrystalickeacute feroelektrickeacute keramiky (titaničitan barnatyacute BaTiO3)
Odpor pozistoru s růstem teploty nejprve miacuterně klesaacute nad Curieovu teplotu
poteacute prudce vzrůstaacute asi o 3 řaacutedy a pak opět miacuterně klesaacute Oblast naacuterůstu je
možneacute chemickyacutem složeniacutem ovlivňovat a tak vytvořit např sadu teploměrů
s odstupňovanyacutem teplotniacutem rozsahem (nejčastěji po 10 degC)
- 171 -
Ciacutel
Změřit jak zaacutevisiacute odpor pozistoru na teplotě
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA
pozistor kaacutedinka stojan počiacutetač s programem Logger Pro
- 172 -
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 a teploměr TMP-BTA do
konektoru CH 2 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Teploměr a pozistor jsou společně
upevněny zkroucenyacutem draacutetkem
3 K ohmmetru připojiacuteme pozistor
4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
5 Zapneme LabQuest
6 V programu LoggerPro na ose x zvoliacuteme teplotu a na ose y zvoliacuteme odpor
Tzn R = f(t)
7 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
8 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme
Nepřerušenyacute sběr dat
9 Do kaacutedinky nalijeme horkou vodu z konvice
- 173 -
10 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat Měřeniacute
nechaacuteme běžet delšiacute dobu (90 min) Pokud nemaacuteme čas můžeme měřeniacute
urychlit postupnyacutem ochlazovaacuteniacutem (přileacutevaacuteme studenou vodu nebo led)
11 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
12 Opakujeme měřeniacute pro různeacute pozistory
13 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z grafů určete teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu Porovnej jeho
velikost s hodnotami různyacutech kovů v tabulkaacutech
2 K čemu se použiacutevajiacute pozistory
- 174 -
Elektrickyacute proud 317 REOSTAT A POTENCIOMETR
Fyzikaacutelniacute princip
Plynulou změnu proudu spotřebičem umožňujiacute součaacutestky s proměnnyacutem
odporem ndash potenciometry Podle pohybu při ovlaacutedaacuteniacute je děliacuteme na tahoveacute
a otočneacute
K regulaci velkyacutech proudů použiacutevaacuteme reostat
Ciacutel
Ověřit funkci potenciometru jako děliče napětiacute a regulaacutetoru proudu
- 175 -
Pomůcky
LabQuest různeacute potenciometry počiacutetač s programem Logger Pro voltmetr
VP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA rezistor 100 Ω plochaacute baterie
- 176 -
Scheacutema
Postup
1 Voltmetr VP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 Potenciometr zapojiacuteme jako dělič napětiacute (viz scheacutema)
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment zvoliacuteme Sběr dat Moacuted
Udaacutelosti se vstupy Naacutezev sloupce deacutelka Značka d Jednotka cm
6 Na ose x zvoliacuteme veličinu deacutelka Na ose y veličinu napětiacute
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 177 -
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm
2cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute
potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko U otočneacuteho potenciometru měřiacuteme
a zadaacutevaacuteme jednotku uacutehlu
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute
exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
15 Stejneacute měřeniacute provedeme pro zapojeniacute potenciometru jako regulaacutetoru
proudu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 K čemu si využiacutevajiacute obě zapojeniacute Jakyacute je mezi nimi rozdiacutel
2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů
- 178 -
Elektrickyacute proud 318 VNITŘNIacute ODPOR ZDROJE
Fyzikaacutelniacute princip
Součet všech odporů kteryacutemi musiacute prochaacutezet proud uvnitř zdroje se nazyacutevaacute
vnitřniacute odpor zdroje Proud v uzavřeneacutem obvodu je roven podiacutelu
elektromotorickeacuteho napětiacute U0 zdroje a celkoveacuteho odporu R + Ri kde Ri je
vnitřniacute odpor zdroje
0
i
UI
R R
Ciacutel
Ověřit Ohmův zaacutekon pro uzavřenyacute obvod
Pomůcky
LabQuest rezistor 10 Ω voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute
baterie reostat 100 Ω a 10 kΩ
- 179 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x
zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat -
Ampeacutermetr Reostat 100 Ω a 10 kΩ nastaviacuteme na max hodnoty odporu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme spiacutenač
5 Reostatem 10 kΩ pomalu (10 s) zvětšujeme proud (hodnota odporu na
min) Jakmile reostat 10 kΩ vytočiacuteme do krajniacute polohy (min) pokračujeme
stejně reostatem 100 Ω do krajniacute polohy (min) Hodnota proudu nesmiacute
překročit 06 A což při napětiacute 45 V zajistiacute rezistor 10 Ω Zobrazuje se tzv
zatěžovaciacute charakteristika zdroje Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu
Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro různě stareacute plocheacute baterie
- 180 -
7 Provedeme analyacutezu jednotlivyacutech grafů V menu Analyacuteza zvoliacuteme Fitovat
křivku Napětiacute Vybereme typ rovnice Lineaacuterniacute Určiacuteme koeficienty lineaacuterniacute
funkce Opakujeme pro všechny grafy
8 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona pro uzavřenyacute obvod)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z koeficientů lineaacuterniacutech funkciacute určete napětiacute napraacutezdno U0 a zkratovyacute
proud Ik Daacutele určete vnitřniacute odpor Ri plocheacute baterie noveacute a stareacute
2 Vnitřniacute odpor plocheacute baterie se staacuteřiacutem zvětšuje Jak se to projevuje na
zatěžovaciacute charakteristice
- 181 -
Elektrickyacute proud 319 VYacuteKON ELEKTRICKEacuteHO
PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Vyacutekon P elektrickeacuteho proudu vypočiacutetaacuteme jako součin napětiacute na spotřebiči
a proudu kteryacute spotřebičem proteacutekaacute P = U I U spotřebičů je spraacutevneacute označovat
dodaacutevanyacute vyacutekon jako přiacutekon P0 Napřiacuteklad u žaacuterovky je světelnyacute vyacutekon
zlomkem elektrickeacuteho přiacutekonu
Ciacutel
Pomociacute wattmetru určit přiacutekon některyacutech spotřebičů Změřit přiacutekon v zaacutevislosti
na čase u některyacutech spotřebičů
Pomůcky
LabQuest wattmetr WU-PRO-I spotřebiče
- 182 -
Scheacutema
Postup
1 Wattmetr WU-PRO-I zapojiacuteme do USB konektoru LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 600 s Frekvence
1 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Připojiacuteme spotřebič k wattmetru
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) nebo po stisknutiacute tlačiacutetka (ukončit
měřeniacute) uložiacuteme soubor
- 183 -
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus změřit přiacutekon ledničky po dobu 24 hodin s teploměrem uvnitř Vyslov
zaacutevěr
2 Zkus změřit přiacutekon mikrovlnneacute trouby při ohřevu potravin (vody ndash změř
teplotu před začaacutetkem a po skončeniacute ohřiacutevaacuteniacute) Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče
3 Zkus změřit přiacutekon elektrovarneacute konvice nebo indukčniacuteho vařiče
s teploměrem Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče
- 184 -
Tepelneacute jevy 320 TERMOHRNEK
Fyzikaacutelniacute princip
Termosky a termohrnky jsou speciaacutelně vyrobeneacute naacutedoby ktereacute sloužiacute
k uchovaacuteniacute teploty tekutiny uvnitř Termoska byla vynalezena v roce 1982
Zaacutekladniacutem principem termosky je dvojitaacute vnitřniacute naacutedoba s lesklyacutemi dvojityacutemi
stěnami a z mezery mezi stěnami obou naacutedob je odčerpaacuten veškeryacute vzduch Přes
toto vakuoveacute prostřediacute nemůže tepelnaacute energie pronikat vedeniacutem tepelneacute
zaacuteřeniacute se odraacutežiacute zpět od lesklyacutech stěn u naacutedoby opatřeneacute zaacutetkou je omezen
i přenos prouděniacutem Diacuteky tomuto principu zůstaacutevaacute tekutina v naacutedobě teplaacute
nebo chladnaacute až po dobu několika hodin Většinou se dodaacutevajiacute termosky
s hrniacutečkem nebo sloužiacute jako hrniacuteček viacutečko laacutehve Různeacute firmy takeacute nabiacutezejiacute
možnost potisku vašiacute termosky
Ciacutel
Ověřit schopnost termohrnku udržet naacutepoj teplyacute po určitou dobu
Pomůcky
LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA různeacute termohrnky
- 185 -
Scheacutema
Postup
1 Teploměry zapojiacuteme do konektorů CH 1 až CH 4 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute (viz scheacutema) Dva termohrnky majiacute viacutečka Termohrnek
vpravo je bez viacutečka Vlevo je obyčejnyacute porcelaacutenovyacute hrnek
3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme ho přes USB k PC V programu LoggerPro
v menu Experiment ndash Sběr dat zatrhneme Nepřerušenyacute sběr dat
4 Do všech termohrnků nalijeme stejneacute množstviacute horkeacute vody z konvice
5 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
- 186 -
6 Po určiteacute době (např 2 až tři hodiny) zastaviacuteme měřeniacute
7 Vysloviacuteme zaacutevěr Co vše maacute vliv na udrženiacute tepleacuteho naacutepoje
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Opakujeme měřeniacute u všech termohrnků bez viacuteček
2 Opakujeme měřeniacute u všech hrnků s viacutečky
3 Opakujeme měřeniacute se studenyacutem naacutepojem Využijeme při tom kostky ledu
- 187 -
Elektrodynamika 41 MAGNETICKEacute POLE VODIČE
Fyzikaacutelniacute princip
Roku 1820 Hans Christian Oersted prokaacutezal že vodič jiacutemž prochaacuteziacute
elektrickyacute proud vytvaacuteřiacute kolem sebe magnetickeacute pole
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar soustřednyacutech kružnic ležiacuteciacutech v rovinaacutech
kolmyacutech na vodič Orientace indukčniacutech čar zaacutevisiacute na směru proudu a k jejiacutemu
určeniacute použiacutevaacuteme Ampeacuterovo pravidlo praveacute ruky Naznačiacuteme uchopeniacute
vodiče do praveacute ruky tak aby palec ukazoval dohodnutyacute směr proudu ve
vodiči prsty pak ukazujiacute orientaci magnetickyacutech indukčniacutech čar
- 188 -
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho
vodičem a na vzdaacutelenosti od vodiče
Pomůcky
LabQuest rezistor 10 Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA vodič
regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127
- 189 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash
max 06A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci v okoliacute vodiče
6 Potom nastaviacuteme konstantniacute hodnotu proudu a pohybujeme teslametrem
v kolmeacutem směru k ose vodiče
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce B na velikosti
elektrickeacuteho proudu I a na vzdaacutelenosti
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ze znalosti velikosti proudu a vzdaacutelenosti od vodiče spočiacutetej magnetickou
indukci
2π
IB
d kde μ0 = 4πmiddot10
ndash7NmiddotA
ndash2
- 190 -
Elektrodynamika 42 SIacuteLA PŮSOBIacuteCIacute NA VODIČ
V MAGNETICKEacuteM POLI
Fyzikaacutelniacute princip
Na vodič o deacutelce l kteryacutem prochaacuteziacute proud I a je umiacutestěnyacute v magnetickeacutem poli
trvaleacuteho magnetu s indukciacute B působiacute siacutela F = BIl
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost siacutely působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli na velikosti proudu
prochaacutezejiacuteciacuteho vodičem
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA ampeacutermetr HCS-BTA vodič magnet
regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute KXN-305D rezistor 2 Ω-10 W
- 191 -
Scheacutema
- 192 -
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
siloměr DFS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo ndash5 A Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Siacutela a Spojovat body
Dole ndash003 N a Nahoře 003 N V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash
max 5 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Regulovatelnyacutem zdrojem zmenšujeme napětiacute (proud) na 0 V (0 A)
Přepoacutelujeme zapojeniacute zdroje Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute
(proud) Kontrolujeme proud ndash max 5 A Graf se vykresluje na opačnou stranu
osy y Siloměrem měřiacuteme siacutelu působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli
7 Provedeme analyacutezu grafu ndash proložiacuteme lineaacuterniacute funkci
8
9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute siacutela na velikosti elektrickeacuteho proudu I
- 193 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vypočiacutetej velikost siacutely ze znaacutemyacutech hodnot B I a l F BIl Magnetickou
indukci B změř teslametrem uvnitř magnetickeacuteho pole magnetu
2 Miacutesto jednoducheacuteho vodiče použij několik zaacutevitů vodiče (viz scheacutema)
Porovnej vyacutesledky měřeniacute
3 Měřeniacute uspořaacutedej vodorovnyacutem směrem Siloměr bude zavěšenyacute svisle
a ciacutevka bude otočně upevněnaacute uprostřed Ktereacute uspořaacutedaacuteniacute je vyacutehodnějšiacute
- 194 -
Elektrodynamika 43 ELEKTROMAGNETICKAacute
INDUKCE
Fyzikaacutelniacute princip
Elektromagnetickaacute indukce je jev při ktereacutem vznikaacute elektrickeacute napětiacute ve
vodiči změnou magnetickeacuteho pole v okoliacute vodiče (ciacutevky) Indukovaneacute napětiacute
zaacutevisiacute na velikosti změny magnetickeacuteho pole i na rychlosti jeho změny
Ciacutel
Změřit indukovaneacute napětiacute Ověřit na čem zaacutevisiacute
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA ciacutevka s jaacutedrem permanentniacute magnet
- 195 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod
dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 5 s
Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Roztočiacuteme
permanentniacute magnet v těsneacutem okoliacute ciacutevky (jaacutedra)
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 196 -
4 Opakujeme měřeniacute s rychlejšiacutem (pomalejšiacutem) otaacutečeniacutem magnetu
5 Vyměniacuteme magnet za bdquosilnějšiacuteldquo
6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash na čem zaacutevisiacute indukovaneacute napětiacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus ciacutevku s jinyacutem počtem zaacutevitů
2 Zkus pohybovat membraacutenou reproduktoru a měřit indukovaneacute napětiacute
3 Zkus napjatou strunu umiacutestit do magnetickeacuteho pole a na niacute měřit velikost
indukovaneacuteho napětiacute
- 197 -
Elektrodynamika 44 STŘIacuteDAVYacute PROUD
Fyzikaacutelniacute princip
Střiacutedavyacute proud (napětiacute) je proud kteryacute staacutele měniacute svoji velikost i směr Časovyacute
průběh různyacutech střiacutedavyacutech proudů (napětiacute) může byacutet harmonickyacute (sinusoida)
obdeacutelniacutekovyacute trojuacutehelniacutekovyacutehellip
Z časoveacuteho průběhu harmonickeacuteho proudu (napětiacute) můžeme určit periodu
frekvenci a amplitudu
Ciacutel
Změř časovyacute průběh harmonickeacuteho napětiacute a urči jeho efektivniacute hodnotu
periodu frekvenci a amplitudu Urči vztahy mezi nimi
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA (+ndash10 V) zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute do 5 V
multimetr
- 198 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme voltmetr VP-BTA (+ndash10 V)
2 Do školniacuteho zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute (max 5 V stř) připojiacuteme rezistor
100 Ω
3 Paralelně k tomuto rezistoru připojiacuteme multimetr zapojenyacute jako střiacutedavyacute
voltmetr Zkontrolujeme že napětiacute neniacute většiacute než 5 V (efektivniacute hodnota)
4 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
01 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute
přes 001 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
5 Připojiacuteme vyacutevody voltmetru k rezistoru a stiskneme tlačiacutetko START
(měřeniacute) na LabQuestu
6 Po proběhleacutem měřeniacute v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika ndash Napětiacute
7 Z tabulky Statistika můžeme odečiacutest max hodnotu napětiacute = amplituda
Umax = V
8 Na voltmetru odečteme efektivniacute hodnotu napětiacute Uef = V
- 199 -
9 Vzhledem k tomu že jsme zadali dobu měřeniacute 01 s tak se zobrazilo přesně
5 period Tzn že jedna perioda je T = 002 s a frekvence je f = 50 Hz
10 Vypočiacutetaacuteme poměr Umax Uef =
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jako zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute můžeme
použiacutet samotnyacute LabQuest s vyacutekonovyacutem
zesilovačem PAMP kteryacute připojiacuteme
k LabQuestu a v aplikaci Zesilovač (generaacutetor
funkciacute) můžeme nastavovat druh střiacutedaveacuteho
signaacutelu (sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek pila)
frekvenci a amplitudu Pomociacute druheacuteho
LabQuestu můžeme kontrolovat ndash měřit tento
střiacutedavyacute signaacutel
2 Jako jinyacute zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute (proudu)
můžeme použiacutet generaacutetor funkciacute NTL I u něj
je možneacute nastavovat druh střiacutedaveacuteho signaacutelu
(sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek) frekvenci
a amplitudu kterou můžeme pomociacute
LabQuestu měřit
3 Kde se využiacutevaacute střiacutedaveacute napětiacute (proud) S jakyacutem průběhem
4 Zkus změřit střiacutedaveacute napětiacute v nějakeacutem přiacutestroji např na reproduktoru
baterioveacuteho raacutedia Pozor střiacutedaveacute napětiacute musiacute byacutet menšiacute než plusmn10 V Ověř
nejdřiacuteve stř voltmetrem
- 200 -
Elektrodynamika 45 TŘIacuteFAacuteZOVEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Třiacutefaacutezoveacute napětiacute vznikaacute otaacutečeniacutem magnetu v soustavě třiacute ciacutevek Maacuteme tedy tři
zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute ndash faacuteze Třiacutefaacutezovyacute rozvod lze využiacutet k zapojeniacute do
hvězdy nebo k zapojeniacute do trojuacutehelniacuteku Faacutezoveacute napětiacute (u1 u2 u3) je napětiacute
(v našich domaacutecnostech 230 V) mezi středniacutem vodičem (N) a faacutezovyacutem
vodičem (L1 L2 L3) Sdruženeacute napětiacute (u12 u13 u23) je napětiacute (v našich
domaacutecnostech 400 V) mezi libovolnyacutemi dvěma faacutezovyacutemi vodiči
Ciacutel
Změřit časovyacute průběh napětiacute třiacute faacuteziacute v zapojeniacute do hvězdy Ověřit že součet
napětiacute v každeacutem čase je nulovyacute Ověřit že poměr sdruženeacuteho a faacutezoveacuteho
napětiacute je 173kraacutet většiacute
Pomůcky
LabQuest zdroj třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute 3 rezistory 100 Ω 3 voltmetry VP-BTA
- 201 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme 3 voltmetry VP-BTA ke vstupům CH1 CH2 a CH3 LabQuestu
Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu Na zdroji třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute nastaviacuteme hodnotu
faacutezoveacuteho napětiacute do 5 V
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
005 s Frekvence 10 000 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Uložiacuteme měřeniacute
- 202 -
5 Provedeme analyacutezu grafu Odečiacutetaacuteme v každeacutem časoveacutem okamžiku
okamžiteacute hodnoty napětiacute u1 u2 a u3 a provaacutediacuteme jejich součet ndash ověřujeme že
součet je nulovyacute
6 Střiacutedavyacutem voltmetrem změřiacuteme sdruženeacute a faacutezoveacute napětiacute (efektivniacute
hodnoty) a vypočiacutetaacuteme jejich poměr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z grafu ndash časoveacuteho průběhu napětiacute urči o jakou čaacutest periody jsou
posunuta napětiacute
2 Z grafu urči jakyacute je frekvence a perioda střiacutedavyacutech napětiacute
3 Jakyacute je poměr efektivniacute a maximaacutelniacute hodnoty faacutezoveacuteho střiacutedaveacuteho napětiacute
ktereacute jsi naměřil
4 Z grafu urči amplitudu sdruženeacuteho napětiacute a amplitudu faacutezoveacuteho napětiacute
Jakyacute je jejich poměr
- 203 -
Elektrodynamika 46 ELEKTROMAGNETICKEacute VLNY
Fyzikaacutelniacute princip
Magnetickeacute pole můžeme znaacutezornit pomociacute indukčniacutech čar
Elektrickeacute pole popisujeme elektrickyacutemi siločarami
Elektrickeacute a magnetickeacute pole spolu často souvisejiacute Mluviacuteme pak
o elektromagnetickeacutem poli Elektromagnetickeacute vlny jsou přiacutečneacute a šiacuteřiacute se i ve
vakuu Šiacuteřiacute se rychlostiacute světla Elektromagnetickyacutemi vlnami se přenaacutešejiacute
signaacutely rozhlasu televize mobilniacutech telefonů atd I světlo je elektromagnetickeacute
vlněniacute (zaacuteřeniacute)
- 204 -
Mezi frekvenciacute f vlnovou deacutelkou λ a rychlostiacute šiacuteřeniacute elektromagnetickeacuteho
vlněniacute c (světla) platiacute vzorecc
f
Ciacutel
Změřit vlnovou deacutelku elektromagnetickeacuteho vlněniacute Prokaacutezat polarizaci
elektromagnetickeacute vlny
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA bezdraacutetovyacute zvonek ndash tlačiacutetko pracujiacuteciacute na
frekvenci 43392 MHz přijiacutemač s půlvlnnyacutem dipoacutelem (viz přiacutespěvek O
Lepila)
Scheacutema
- 205 -
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod
dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Pohybujeme rovnoměrnyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema pohyb 1)
5 Z poloh maxim a minim určiacuteme vlnovou deacutelku
6 Uložiacuteme měřeniacute
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pohybujeme rovnoměrnyacutem otaacutečivyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema
pohyb 2)
9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash vlnovaacute deacutelka a polarizace elektromagnetickeacuteho vlněniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vyzkoušej jak zaacutevisiacute velikost naměřeneacuteho napětiacute na vzdaacutelenosti vysiacutelače od
přijiacutemače
2 Pomociacute mřiacutežky nebo plechu vyzkoušej odraz vlněniacute (a interferenci)
- 206 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
47 TERMISTOR
Fyzikaacutelniacute princip
Termistor je polovodičovaacute součaacutestka jejiacutež odpor zaacutevisiacute na teplotě
Ciacutel
Změř zaacutevislost odporu termistoru na teplotě Urči o jakou zaacutevislost se jednaacute
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA
rychlovarnaacute konvice s horkou vodou termistory se jmenovitou hodnotou
odporu 4k7 10k 15k počiacutetač s programem Logger Pro
- 207 -
Scheacutema
Postup
1 V konvici si ohřejeme vodu
2 Teploměr TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 2 a ohmmetr do
konektoru CH 1 LabQuestu
3 K ohmmetru připojiacuteme termistor (10k) kteryacute zastrčiacuteme společně
s teploměrem do kaacutedinky
- 208 -
4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
5 Zapneme LabQuest
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Experiment ndash Sběr dat Trvaacuteniacute
300 s Frekvence 1 čteniacutes
8 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu na
osu y Odpor a na osu x Teplotu
9 Nalejeme horkou vodu z konvice do kaacutedinky s teploměrem a termistorem
a zapneme Sběr dat v programu LoggerPro
10 Voda postupně chladne a počiacutetač vykresluje graf zaacutevislosti R = f(t)
Ochlazovaacuteniacute můžeme pomalu urychlovat opatrnyacutem přileacutevaacuteniacutem studeneacute vody
a současnyacutem miacutechaacuteniacutem Pro hlubšiacute ochlazeniacute můžeme použiacutet kousek ledu
11 Po skončeniacute měřeniacute (300 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti ndash menu
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute a můžeme opakovat měřeniacute pro dalšiacute
termistor Nebo při měřeniacute použiacutet současně dva ohmmetry (CH 2 a CH 3) a dva
termistory
12 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
- 209 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z programu Logger Pro z tabulky můžeme naměřenaacute data pomociacute Ctrl+C
a Ctrl+V zkopiacuterovat do programu Excel a tam je daacutele zpracovaacutevat ndash sestrojit
graf proložit funkci
2 V programu Logger Pro můžeme v menu Analyacuteza ndash Curve Fit zkusit
proložit funkci kterou si vybereme ze seznamu Ověř vyacutepočtem (Excel
kalkulačka) že zvolenaacute funkce bdquofungujeldquo
3 Zdůvodněte proč odpor termistoru klesaacute s rostouciacute teplotou Kde se toho
využiacutevaacute
- 210 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
48 FOTOREZISTOR
Fyzikaacutelniacute princip
Fotorezistor (dřiacuteve označovaacuten jako fotoodpor) je pasivniacute elektrotechnickaacute
součaacutestka bez PN přechodu jejiacutež elektrickyacute odpor R se snižuje se zvyšujiacuteciacutem
se osvětleniacutem E
Princip fotorezistoru je založen na vnitřniacutem fotoelektrickeacutem jevu světlo
(foton) naraziacute do elektronu ve valenčniacute sfeacuteře a předaacute mu svoji energii tiacutem
elektron ziacuteskaacute dostatek energie k překonaacuteniacute zakaacutezaneacuteho paacutesu a skočiacute
z valenčniacuteho paacutesu do vodivostniacuteho Tiacutem opustiacute svůj atom a pohybuje se jako
volnyacute elektron prostorem krystaloveacute mřiacutežky Na jeho miacutestě vznikla diacutera Takto
vznikleacute volneacute elektrony přispiacutevajiacute ke sniacuteženiacute elektrickeacuteho odporu R (zvyacutešeniacute
elektrickeacute vodivosti G) Čiacutem viacutece světla na fotorezistor dopadaacute tiacutem vznikaacute viacutece
volnyacutech elektronů a zvyšuje se tiacutem elektrickaacute vodivost
Ciacutel
Změřit zaacutevislost odporu fotorezistoru na vzdaacutelenosti od zdroje světla
(žaacuterovky) Analyzovat funkčniacute zaacutevislost
- 211 -
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) fotorezistor počiacutetač
s programem Logger Pro
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 K ohmmetru připojiacuteme fotorezistor
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se
vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Fotorezistor (upevněnyacute v trubičce) nastaviacuteme 10 cm od žaacuterovky
- 212 -
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 10 cm a stiskneme OK
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 20 cm 30 cmhellip
150 cm
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute fotorezistory
14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Připoj k LabQuestu luxmetr a změř zaacutevislost odporu na osvětleniacute
- 213 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
49 TRANZISTOR JAKO SPIacuteNAČ A ZESILOVAČ
Fyzikaacutelniacute princip
Tranzistor je polovodičovaacute součaacutestka se dvěma přechody PN Středniacute čaacutest
krystalu polovodiče je baacuteze B a přechody PN ji oddělujiacute od oblasti s opačnyacutem
typem vodivosti kolektorem C a emitorem E Podle druhu vodivosti
jednotlivyacutech čaacutestiacute označujeme tranzistory jako typy NPN a PNP
Zaacutekladniacute funkce tranzistoru Maleacute napětiacute v obvodu baacuteze vzbuzuje proud
kteryacute je přiacutečinou mnohokraacutet většiacuteho proudu v obvodu kolektoroveacutem Tranzistor
se použiacutevaacute jako bdquoelektronickyacute spiacutenačldquo a bdquozesilovačldquo
- 214 -
Ciacutel
Ověřit činnost tranzistoroveacuteho spiacutenače a tranzistoroveacuteho zesilovače
Pomůcky
LabQuest dva voltmetry VP-BTA zapojeniacute tranzistoru jako spiacutenače
a zesilovače (podle scheacutema) generaacutetor signaacutelu baterie 45 V
Scheacutema
a) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquospiacutenačeldquo
- 215 -
b) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquozesilovačeldquo
Postup
1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 a CH 2 LabQuestu
2 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquospiacutenačldquo dle scheacutema a) Voltmetry měřiacuteme napětiacute
UBE (U1) a UCE (U2)
3 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme trojuacutehelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 5V
4 Voltmetr U1 připojiacuteme mezi baacutezi a emitor (UBE) Voltmetr U2 připojiacuteme
mezi kolektor a emitor (UCE)
5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
3 s Frekvence 10 000 čteniacutes
6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
- 216 -
Tranzistor jako bdquospiacutenačldquo
7 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
8 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquozesilovačldquo dle scheacutema b) Voltmetry měřiacuteme
napětiacute UBE (U1) a UCE (U2) Potenciometrem P nastaviacuteme bdquopracovniacute bod
tranzistoruldquo ndash UCE bude miacutet polovičniacute hodnotu napaacutejeciacuteho napětiacute
9 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme sinusovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 015 V
10 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 01 s Frekvence 10 000 čteniacutes
11 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
- 217 -
12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
13 Určiacuteme jakyacute je poměr UCEUBE
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Při jakeacutem napětiacute UBE tranzistor bdquosepneldquo Jak dlouho probiacutehaacute bdquosepnutiacuteldquo
2 Zkus měnit kmitočet vstupniacuteho napětiacute zesilovače
3 Zkus měnit nastaveniacute pracovniacuteho bodu Jakyacute to maacute vliv na vyacutestupniacute signaacutel
4 Zkus měnit velikost střiacutedaveacuteho vstupniacuteho napětiacute Jakyacute to maacute vliv na tvar
vyacutestupniacuteho napětiacute
- 218 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
410 INTEGROVANYacute OBVOD
Fyzikaacutelniacute princip
Prvniacute integrovanyacute obvod zkonstruoval Jack Kilby koncem srpna 1958 (r 2000
Nobelova cena za fyziku) Integrovaneacute obvody jsou součaacutestky ktereacute v jednom
pouzdře obsahujiacute velkeacute množstviacute vodičů rezistorů kondenzaacutetorů diod
a tranzistorů Děliacuteme je na čiacuteslicoveacute analogoveacute hellip
- 219 -
Ciacutel
Ověřit činnost integrovaneacuteho obvodu (čiacuteslicovyacute analogovyacute hellip)
Pomůcky
LabQuest tři voltmetry VP-BTA moduly zapojeniacute integrovanyacutech obvodů
LabQuest jako generaacutetor signaacutelu nebo jinyacute generaacutetor signaacutelu
- 220 -
Scheacutema
a) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo
b) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo
- 221 -
Postup
1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu
2 Zapojiacuteme čiacuteslicovyacute integrovanyacute obvod MH 7400 jako bdquoANDldquo bdquoORldquo hellip
dle scheacutematu a) b)
3 Na dvou generaacutetorech signaacutelu nastaviacuteme
obdeacutelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 45 V
4 Na prvniacutem generaacutetoru nastaviacuteme kmitočet
2 Hz a na druheacutem 3 Hz Připojiacuteme je na
vstupy A a B a připojiacuteme k nim voltmetry 1
a 2 K vyacutestupu Y připojiacuteme 3 voltmetr
5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 s Frekvence 200 čteniacutes
6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme
- 222 -
Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo
Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute
funkce bdquoNANDldquo
2 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute
funkce bdquoNORldquo
3 Zkus dalšiacute logickeacute funkce
4 Vyzkoušej funkci jinyacutech čiacuteslicovyacutech integrovanyacutech obvodů Např MH
7493 MH 74153 hellip
5 Vyzkoušej funkci jinyacutech analogovyacutech integrovanyacutech obvodů Např NE
555 hellip
- 223 -
Atomy a zaacuteřeniacute 411 RADIOAKTIVITA A OCHRANA
PŘED ZAacuteŘENIacuteM
Fyzikaacutelniacute princip
Radioaktivita je samovolnaacute přeměna jader Při přeměnaacutech jader vznikaacute zaacuteřeniacute
alfa beta gama a dalšiacute Poločas přeměny je doba za kterou se přeměniacute
polovina původniacuteho počtu radioaktivniacutech jader Ionizujiacuteciacute zaacuteřeniacute škodiacute všem
živyacutem buňkaacutem a je potřeba se před niacutem chraacutenit
Ciacutel
Změř uacuteroveň pozadiacute v miacutestnosti a na louce Ověř uacutečinek ozaacuteřeniacute detektoru od
zdroje zaacuteřeniacute na vzdaacutelenosti době tloušťce stiacuteněniacute a materiaacutelu stiacuteněniacute Ověř
zaacutekon radioaktivniacute přeměny Urči poločas přeměny baria 137m
Ba
Pomůcky
LabQuest souprava GAMABETA (GABEset-1) kabel k propojeniacute detektoru
s LabQuestem (viz doplňkovyacute text) souprava GABEset-2 přiacutepadně detektor
zaacuteřeniacute DRM-BTD
- 224 -
Scheacutema
Postup
1 Propojiacuteme detektor zaacuteřeniacute DRM-BTD (od firmy Vernier) nebo indikaacutetor
zaacuteřeniacute IRA ze soupravy GAMABETA 2007 (staršiacute GABEset-1) do konektoru
DIG 1 LabQuestu V druheacutem přiacutepadě musiacuteme požiacutet propojovaciacute kabel (viz
doplňkovyacute text nebo httpwwwvernierczclankypropojeni-gamabety-s-
labquestem)
2 Zapneme LabQuest V menu Senzor ndash Nastaveniacute senzorů vybereme pro
DIG 1 Detektor radiace Je vyacutehodneacute připojit dva detektory současně Druhyacute do
DIG 2 Oba umiacutestiacuteme na různaacute miacutesta (ne vedle sebe)
- 225 -
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Frekvence 01 čteniacutes a Trvaacuteniacute
100s
4 V menu Graf ndash Parametry grafu zvoliacuteme Automatickeacute měřiacutetko od nuly
5 Detektor (y) zaacuteřeniacute postaviacuteme volně na stůl Nepoužiacutevaacuteme žaacutednyacute zdroj
zaacuteřeniacute
6 Zapneme Sběr dat Měřeniacute bude probiacutehat 100 s v 10-ti sekundovyacutech
intervalech Vykresluje (iacute) se křivka (y) kteraacute (eacute) znaacutezorňuje (iacute) radioaktivitu
kolem naacutes (pozadiacute) v miacutestnosti nebo na louce Radioaktivita je přirozenou
součaacutestiacute našeho života Pokud použijeme dva detektory současně vidiacuteme že na
různyacutech miacutestech je jinyacute naacutepočet Radioaktivniacute přeměny majiacute statistickou
povahu
7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme (menu Graf ndash Uložit měřeniacute)
8 Pro dalšiacute měřeniacute můžeme změnit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme
Frekvence 001 čteniacutes a Trvaacuteniacute 1 000 s
9 V dalšiacutech měřeniacutech postupujeme stejně (bod 6 a 7) ale můžeme plnit
různeacute uacutekoly
a) Stanovit uacutečinek vzdalovaacuteniacute detektoru od zdroje zaacuteřeniacute (použijeme školniacute
zdroj zaacuteřeniacute ze soupravy GAMABETA) Pokud použijeme dva detektory
současně jeden nechaacuteme samostatně a druhyacute budeme ozařovat zdrojem zaacuteřeniacute
z různyacutech vzdaacutelenostiacute a v 10-ti (přiacutepadně při změně nastaveniacute bod 8 ndash 100)
sekundovyacutech intervalech budeme zdroj zaacuteřeniacute postupně po 2 cm vzdalovat od
detektoru
b) Stanovit miacuteru absorpce zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na tloušťce vrstvy
stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu Jeden detektor ozařujeme zaacuteřeniacutem beta a druhyacute zaacuteřeniacutem
gama (ze školniacuteho zdroje zaacuteřeniacute) Přitom v danyacutech časovyacutech intervalech
měniacuteme tloušťku měděneacute destičky (viz naacutevod k soupravě GAMABETA)
Vzhledem k tomu že je možno nastavit 6 různyacutech tlouštěk destičky (ek) potom
je vhodneacute dobu trvaacuteniacute změnit na 60 přiacutepadně 600 sekund
c) Stanovit rozdiacutel v absorpci zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na protonoveacutem
čiacutesle stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu shodneacute tloušťky Souprava GAMABETA obsahuje
destičky různyacutech materiaacutelů hliniacutek železo ciacuten měď olovo Prvniacute měřeniacute
provaacutediacuteme bez absorpčniacute destičky a potom postupně vystřiacutedaacuteme destičky
z různyacutech materiaacutelů Pro měřeniacute b) a c) je vhodnějšiacute doba trvaacuteniacute 600 s protože
- 226 -
změna tloušťky nebo materiaacutelu vyžaduje dvě sekundy a tiacutem zmenšiacuteme chybu
měřeniacute v jednotlivyacutech intervalech
d) Ověřeniacute zaacutekona radioaktivniacute přeměny Pro měřeniacute je potřeba ještě
souprava GABEset-2 kteraacute umožňuje přiacutepravu eluaacutetu baria k určeniacute poločasu
přeměny baria 137m
Ba (cca 150 s) K měřeniacute musiacuteme proveacutest nastaveniacute v bodě
8 (viz vyacuteše) Postupujeme podle naacutevodu v soupravě GABEset-2
10 Vysloviacuteme zaacutevěry
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus vyacuteše uvedenaacute měřeniacute proveacutest s připojenyacutem LabQuestem k PC
v programu Logger Pro Zde je možno nastavit zobrazeniacute grafu v sloupečciacutech
ndash menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu ndash Graph options ndash Bar graph
2 Zkus proměřit poločas přeměny s připojenyacutem LabQuestem k PC
v programu Logger Pro Pro detektor 1 můžeme proveacutest analyacutezu grafu
Analyacuteza ndash CurveFit ndash Natural exponent (proložit exponenciaacutelniacute funkci)
Poločas rozpadu je pak převraacutecenou hodnotou koeficientu C (viz niacuteže graf)
- 227 -
Atomy a zaacuteřeniacute 412 SLUNCE ndash SDIacuteLENIacute TEPLA
SAacuteLAacuteNIacuteM
Fyzikaacutelniacute princip
Slunce vysiacutelaacute elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute do prostoru Dopadne-li toto zaacuteřeniacute na
nějakeacute jineacute těleso a dojde-li k pohlceniacute tohoto zaacuteřeniacute zvyacutešiacute se vnitřniacute energie
tohoto tělesa Souhrnně se vzaacutejemneacute saacutelaacuteniacute a pohlcovaacuteniacute při dvou nebo i viacutece
tělesech s různyacutemi teplotami nazyacutevaacute sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem Dopadne-li toto
zaacuteřeniacute na jineacute těleso je čaacutestečně pohlceno čaacutest se odraacutežiacute a čaacutest prochaacuteziacute
tělesem Pohlceneacute zaacuteřeniacute způsobuje zvyacutešeniacute vnitřniacute energie tělesa odraženeacute
zaacuteřeniacute dopadaacute na jinaacute tělesa a prochaacutezejiacuteciacute zaacuteřeniacute přechaacuteziacute na jinaacute tělesa
Pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa zaacutevisiacute předevšiacutem na jakosti povrchu
a takeacute na barvě povrchu V praxi maacute tento poznatek vyacuteznam předevšiacutem při
konstrukci různyacutech zařiacutezeniacute např biacuteleacute chladničky a mrazaacuteky (aby se co nejviacutece
zaacuteřeniacute odrazilo) v leacutetě nosiacuteme předevšiacutem světleacute oblečeniacute Chceme-li naopak
aby se co nejviacutece zaacuteřeniacute pohltilo voliacuteme černou barvu povrchu
Ciacutel
Ověřit pohltivost různyacutech povrchů
Pomůcky
LabQuest 4 ks teploměr TMP-BTA 4 ks PET laacutehviacute s různyacutem povrchem
žaacuterovka 100 W 300 W
- 228 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměry TMP-BTA ke vstupům CH1 až CH4 LabQuestu
Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
600 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Zapneme žaacuterovku 300 W
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 229 -
5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa na
jakosti povrchu a takeacute na barvě povrchu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute se 100 W žaacuterovkou
2 Provedeme měřeniacute pro jineacute barvy a povrchy
- 230 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
413 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK I
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na osvětleniacute E
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)
- 231 -
Scheacutema
- 232 -
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E
solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 Na ose x zvoliacuteme Osvětleniacute (Illumination (lux)) a na ose y Vyacutekon (mW)
6 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzoreks
daacutele zatrhneme volbu Nepřerušenyacute sběr dat
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Plynule přibližujeme (přiacutepadně vzdalujeme) žaacuterovku k solaacuterniacutem člaacutenkům
Měřiacuteme zaacutevislost P = f(E)
9 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
10 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků zapojenyacutech seacuteriově a paralelně
- 233 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
414 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK II
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na uacutehlu natočeniacute solaacuterniacutech člaacutenků
vzhledem ke zdroji světla
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)
- 234 -
Scheacutema
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E
solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
- 235 -
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev
sloupce Uacutehel Značka α Jednotky deg
6 Na ose x zvoliacuteme Uacutehel (deg) a na ose y Vyacutekon (mW)
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute
panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky
9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu uacutehlu 0deg
10 Natočiacuteme solaacuterniacute panel o 10deg od směru šiacuteřeniacute světla Využijeme uacutehloměr na
stavebnici solaacuterniacutech panelů Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu
uacutehlu 10deg
11 Opakujeme postup pro dalšiacute hodnoty uacutehlů 20deg 30deg hellip 90deg
12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
13 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků osvětlenyacutech Sluncem
- 236 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
415 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK III
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na vlnoveacute deacutelce světla - filtru
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad) barevneacute filtry ze
stavebnice
- 237 -
Scheacutema
- 238 -
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev
sloupce Barva filtru Značka λ Jednotky nm
6 Na ose x zvoliacuteme Barva filtru (nm) a na ose y Vyacutekon (mW)
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute
panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky Před solaacuterniacute
člaacutenky vložiacuteme bdquomodryacute filtrldquo
- 239 -
9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu vlnoveacute deacutelky modreacuteho
světla ndash 460 nm
10 Opakujeme postup pro zelenyacute žlutyacute a červenyacute filtr
11 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
12 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pomociacute spektrofotometru změř vlnovou deacutelku světla ktereacute projde přes danyacute
barevnyacute filtr
2 Vyzkoušej jineacute barevneacute filtry
Mgr Vaacuteclav Pazdera
Měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier
Vydal Repronis v Ostravě roku 2012
Technickaacute uacuteprava textu doc RNDr Oldřich Lepil CSc
Naacutevrh obaacutelky
Tisk Repronis s r o Ostrava
Počet stran 240
Naacuteklad 150 ks
Vydaacuteniacute prvniacute
ISBN 978-80-7329-
- 4 -
29 Pascalův zaacutekon 91
210 Atmosfeacuterickyacute tlak 94
211 Zaacuteklady meteorologie 98
212 Přetlak a podtlak 101
213 Stiacuten a polostiacuten 104
214 Barvy světla 107
3 TERCIE
31 Praacutece 111
32 Energie polohovaacute a pohybovaacute 114
33 Uacutečinnost 121
34 Nakloněnaacute rovina 125
35 Kalorimetrickaacute rovnice 128
36 Vedeniacute tepla 131
37 Soutěž teploměrů 134
38 Var 137
39 Kmitavyacute pohyb 141
310 Zvuk 145
311 Rychlost zvuku ve vzduchu 149
312 Vniacutemaacuteniacute zvuku Hlasitost 153
313 Elektrickyacute naacuteboj Elektrickyacute proud 158
314 Ohmův zaacutekon 164
315 Odpor 167
316 Zaacutevislost odporu na teplotě 170
317 Reostat a potenciometr 174
318 Vnitřniacute odpor zdroje 178
319 Vyacutekon elektrickeacuteho proudu 181
320 Termohrnek 184
4 KVARTA
41 Magnetickeacute pole vodiče a ciacutevky 187
- 5 -
42 Siacutela působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli 190
43 Elektromagnetickaacute indukce 194
44 Střiacutedavyacute proud 197
45 Třiacutefaacutezoveacute napětiacute 200
46 Elektromagnetickeacute vlny 203
47 Termistor 206
48 Fotorezistor 210
49 Tranzistor jako spiacutenač a zesilovač 213
410 Integrovanyacute obvod 218
411 Radioaktivita a ochrana před zaacuteřeniacutem 223
412 Slunce ndash sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem 227
413 Slunce ndash slunečniacute člaacutenek I 230
414 Slunce ndash slunečniacute člaacutenek II 233
415 Slunce ndash slunečniacute člaacutenek III 236
- 7 -
Uacutevod
Fyzikaacutelniacute veličina je jakaacutekoliv objektivniacute vlastnost hmoty jejiacutež hodnotu lze
změřit nebo spočiacutetat Měřeniacute fyzikaacutelniacute veličiny je praktickyacute postup zjištěniacute
hodnoty fyzikaacutelniacute veličiny Metody měřeniacute lze rozdělit na absolutniacute a relativniacute
přiacutemeacute a nepřiacutemeacute
Tento sborniacutek pracovniacutech listů je věnovaacuten měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin měřiacuteciacutem
systeacutemem Vernier Samozřejmě lze stejneacute uacutelohy měřit i s pomociacute jinyacutech
měřiacuteciacutech systeacutemů
Sborniacutek je určen pro studenty a učitele
1 čaacutest (tento sborniacutek) pokryacutevaacute učivo nižšiacuteho gymnaacutezia a jim odpoviacutedajiacuteciacutem
ročniacutekům zaacutekladniacutech škol a 2 čaacutest pokryacutevaacute učivo fyziky pro vyššiacute stupeň
gymnaacutezia nebo středniacute školy
Uvedenyacute soubor pracovniacutech listů vznikl na zaacutekladě zkušenostiacute ktereacute jsem
ziacuteskal při častyacutech měřeniacutech pro žaacuteky zaacutekladniacutech a středniacutech škol a na mnoha
seminaacuteřiacutech pro učitele fyziky kde jsem byl jako uacutečastniacutek nebo jako lektor
U každeacuteho pracovniacuteho listu je uvedena stručnaacute fyzikaacutelniacute teorie seznam
potřebnyacutech pomůcek scheacutema zapojeniacute stručnyacute postup jednoducheacute nastaveniacute
měřiacuteciacuteho systeacutemu ukaacutezka naměřenyacutech hodnot a přiacutepadně dalšiacute naacuteměty
k měřeniacute
Byl bych raacuted kdyby sborniacutek (1 a 2 čaacutest) pomohl studentům a učitelům fyziky
při objevovaacuteniacute kraacutes vědy zvaneacute fyzika a vyacutehod ktereacute nabiacuteziacute měřeniacute fyzikaacutelniacutech
- 8 -
veličin pomociacute měřiacuteciacutech systeacutemů ve spojeniacute s PC
Jakeacute jsou vyacutehody měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier (nebo
jinyacutech)
K měřiciacutemu systeacutemu můžeme připojit až 60 různyacutech senzorů
Všechna měřeniacute různyacutech fyzikaacutelniacutech veličin se ovlaacutedajiacute stejně což přinaacutešiacute
meacuteně stresu viacutece času a radosti z měřeniacute
Při použitiacute dataprojektoru maacuteme obrovskyacute měřiciacute přiacutestroj
Měřeniacute můžeme provaacutedět ve třiacutedě i v tereacutenu
Měřeniacute lehce zvlaacutednou bdquomaliacuteldquo i bdquovelciacuteldquo
Můžeme měřit několik veličin současně a v zaacutevislosti na sobě
Naměřeneacute hodnoty lze přenaacutešet i do jinyacutech programů
Naměřeneacute hodnoty lze uložit pro dalšiacute měřeniacute nebo zpracovaacuteniacute
Lze měřit i obtiacutežně měřeneacute veličiny a lze měřit i dopočiacutetaacutevaneacute veličiny
Lze měřit velmi rychleacute děje a velmi pomaleacute děje
Pořiacutezeniacute měřiacuteciacuteho systeacutemu neniacute draheacute
Maacuteme k dispozici hodně naacutemětů k měřeniacute
Vyacutesledek měřeniacute naacutes někdy překvapiacute a hellip poučiacute
Ve většině měřeniacute je vyacutestupem bdquografldquo ndash velmi naacutezorně se buduje vniacutemaacuteniacute
fyzikaacutelniacutech vztahů mezi veličinami
hellip
Přeji mnoho zdaru při měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin a hodně radosti z naměřenyacutech
vyacutesledků
Olomouc 2012 Vaacuteclav Pazdera
- 9 -
Veličiny a jejich měřeniacute
11 DEacuteLKA
Fyzikaacutelniacute princip
Rozměry těles přiacutepadně vzdaacutelenosti mezi tělesy určujeme zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute
veličinou ktereacute řiacutekaacuteme deacutelka l Zaacutekladniacute jednotkou deacutelky je metr
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru vzdaacutelenost mezi tělesy
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo
Scheacutema
- 10 -
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od
senzoru ke stropu k tabuli k zemi k rucehellip
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat
se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se
člověka od senzoru (0 až 6 m)
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu ndash kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od
senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od
senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem
kornoutem nebo mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka
vlaacutečkuhellip
6 Ukončiacuteme měřeniacute
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je funkciacute
času
- 11 -
Veličiny a jejich měřeniacute
12 HMOTNOST
Fyzikaacutelniacute princip
Množstviacute laacutetek v tělese popisujeme hmotnostiacute m Jednotkou hmotnosti je
kilogram kg Hmotnost tělesa můžeme určit vaacuteženiacutem pomociacute vaacutehy
Ciacutel
Zkontrolovat hmotnost přesnyacutech zaacutevažiacute ze sady zaacutevažiacute Určit hmotnost m
různyacutech těles minciacute hmotnost bdquostejnyacutechldquo zaacutevažiacute CO2 vzduchu hořiacuteciacuteho
kahanu hořiacuteciacute sviacutečky laacutehve s vodouhellip
Pomůcky
Počiacutetač program LoggerPro digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 teploměr GoTemp
sada zaacutevažiacute sada stejnyacutech krychliček z různyacutech materiaacutelů kahan sviacutečka PET
laacutehev mince
- 12 -
Scheacutema
Postup
1 Digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 (rozsah 0 až 4 000 g) zapojiacuteme do konektoru
USB počiacutetače
2 Spustiacuteme program LoggerPro
3 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g hellip) a
kontrolujeme zda vaacutehy ukazujiacute spraacutevnou hmotnost Naměřeneacute hmotnosti
zapisujeme do tabulky
4 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme stejneacute krychličky 1cm3 (nebo zaacutevažiacute)
z různyacutech materiaacutelů (Al Fe Zn Cu Pb dřevahellip) Naměřeneacute hmotnosti
zapisujeme do tabulky
5 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme mince (1 Kč 2 Kč 5 Kčhellip) Naměřeneacute
hmotnosti zapisujeme do tabulky
6 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Trvaacuteniacute
200 s Frekvence 1 čteniacutes
7 Na digitaacutelniacute vaacutehu postaviacuteme PET laacutehev s uzavřenyacutem odtokem
- 13 -
8 Uvolniacuteme odtok a současně stiskneme tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Měřiacuteme
jak se měniacute hmotnost kapalneacuteho tělesa po dobu 200 sekund Pokud je otvor
malyacute (voda vyteacutekaacute deacutele než je nastavenaacute doba) tak prodloužiacuteme dobu trvaacuteniacute
měřeniacute Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme naměřenyacute graf a přiacutepadně vyhodnotiacuteme
jeho průběh
9 Stejneacute měřeniacute (ad 8)) ale na hrdle PET laacutehve je našroubovaacuten vršek
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proveď analyacutezu naměřeneacuteho grafu ndash menu Analyacuteza ndash Proložit křivku nebo
Analyacuteza ndash Statistika
2 Stejneacute měřeniacute (ad 7) můžeme proveacutest s hořiacuteciacute sviacutečkou nebo s přiteacutekajiacuteciacute
vodou do PET laacutehve
3 Do PET laacutehve postaveneacute na digitaacutelniacute vaacuteze daacuteme určiteacute množstviacute octa (1dl)
můžeme takeacute přidat teploměr GoTemp zapneme měřeniacute a přisypeme saacuteček
sody Měřiacuteme zda se zmenšiacute hmotnost reagujiacuteciacute směsi (unikaacute plyn CO2)
Sledujeme i teplotu reagujiacuteciacutech laacutetek Zůstaacutevaacute hmotnost stejnaacute nebo se měniacute
Pokud maacuteme senzor pH můžeme při reakci sledovat i tuto vlastnost
4 Dvoulitrovou praacutezdnou PET laacutehev (uřiacuteznuteacute hrdlo) postav na digitaacutelniacute vaacutehu
V programu LoggerPro stiskni tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Naleacutevej do praacutezdneacute
laacutehve oxid uhličityacute (vyrobenyacute reakciacute octa a sody nebo z bombičky sifonu)
Pozoruj jak se měniacute hmotnost Nech měřeniacute běžet delšiacute dobu a pozoruj jak se
měniacute hmotnost Vyhodnoť měřeniacute Z naměřenyacutech hodnot a ze znalosti hustoty
vzduchu (129 kgm3) urči hustotu oxidu uhličiteacuteho Jakou maacute oxid uhličityacute
hustotu v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu
- 14 -
Veličiny a jejich měřeniacute
13 ČAS REAKČNIacute DOBA
Fyzikaacutelniacute princip
Čas je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličina kteraacute se nejčastěji označuje malyacutem
piacutesmenem t Jednotkou času je sekunda s
Reakčniacute doba člověka je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute
udaacutelosti do jeho reakce Mnoho faktorů ovlivňuje reakčniacute dobu člověka
Ciacutel
Změřit časoveacute uacuteseky různyacutech dějů pomociacute stopek LabQuestu
Změřit reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět
Pomůcky
LabQuest ultrazvukoveacute měřidlo vzdaacutelenosti GoMotion 2 ks voltmetry VP-
BTA deacutelkoveacute měřidlo
- 15 -
Scheacutema
Postup
1 Zapneme LabQuest a v dolniacute naacutestrojoveacute liště klikneme na ikonu domeček
2 V zobrazeneacute nabiacutedce zvoliacuteme Stopky
3 Stopky ovlaacutedaacuteme třemi tlačiacutetky ndash startstop vynulovaacuteniacute a zkopiacuterovaacuteniacute
aktuaacutelniacuteho uacutedaje z displeje např do kalkulačky Vyzkoušej si to
4 Změřiacuteme časoveacute uacuteseky různyacutech dějů
a) dobu mezi dvěma zvuky (generujeme pomociacute programu na PC ndash lze
přesně nastavit dobu dvě tlesknutiacute)
b) dobu kmitu kyvadla (dvěma po sobě jdouciacutem kyvům řiacutekaacuteme kmit)
c) dobu volneacuteho paacutedu tělesa z vyacutešky 2 metry můžeme ověřit pomociacute
GoMotion
d) dobu volneacuteho paacutedu dřevěneacute tyčky s deskou kterou jeden člověk pustiacute a
druhyacute chytiacute můžeme ověřit pomociacute GoMotion
- 16 -
e) dobu pohybu tělesa (autiacutečko vlaacuteček) po vodorovneacute podložce
f)
5 Změřiacuteme reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět
a) Světelnyacute ndash k LabQuestu připojiacuteme dva voltmetry VP-BTA prvniacute
připojiacuteme na LED (žaacuterovku) kteraacute je zapojena do obvodu s tlačiacutetkem
druhyacute připojiacuteme na rezistor zapojenyacute v obvodu s tlačiacutetkem prvniacute student
stiskne tlačiacutetko v prvniacutem obvodu a druhyacute stiskne v reakci na rozsviacutecenou
LED-ku (žaacuterovku) tlačiacutetko v druheacutem obvodu na LabQuestu
vyhodnotiacuteme dobu mezi napěťovyacutemi impulzy
b) Zvukovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze miacutesto LED-ky je zapojen bzučaacutek
a druhyacute student maacute zavřeneacute oči a reaguje na zvuk
c) Dotykovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze s tiacutem že prvniacute student se druheacuteho
dotkne rukou
6 Poznaacutemka
a) U všech třiacute měřeniacute v ad 5) je potřeba nastavit na LabQuestu v menu
Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 2 s Frekvence 1 000 čteniacutes Trigger
nastaviacuteme na Zapnuto a je rostouciacute přes 1 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute
Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
b) Miacutesto druheacuteho obvodu a voltmetru můžeme použiacutet senzor stisku ruky
HD-BTA
c) Při připojeniacute (ad 4c))ultrazvukoveacuteho senzoru MD-BTD nebo GO-MOT
do vstupu DIG 1 nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim
Časovaacute zaacutekladna Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
- 17 -
7 Ukončiacuteme měřeniacute
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkuste změřit reakčniacute dobu
a) opakovaně u jednoho studenta
b) u diacutevek a chlapců
c) mladyacutech a staryacutech lidiacute
d) raacuteno a večer
Na zaacutevěr sestav přehlednou tabulku všech vyacutesledků
2 Reakčniacute doba řidiče je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute
udaacutelosti do řidičovy reakce Jejiacute doba se pohybuje kolem 2 sekund ale vždy
zaacuteležiacute na pozornosti řidiče jeho věku fyzickeacute kondici a dalšiacutech faktorech Do
reakčniacute doby se však nezapočiacutetaacutevaacute doba prodlevy a naacuteběhu brzd Pamatujte
proto na bezpečnou vzdaacutelenost mezi vozidly a udržujte odstup
3 Zkuste chytit bankovku puštěnou druhyacutem člověkem dvěma prsty (pokud ji
chytnete je vaše) Proč ji nelze chytit
- 18 -
Veličiny a jejich měřeniacute
14 RYCHLOST
Fyzikaacutelniacute princip
Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme
v metrech za sekundu m
s
nebo v kilometrech za hodinu km
h
U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se
rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT
- 19 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 3 s
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost pohybu
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a potom se
přibližovat a daacutele se naopak vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost
chůze člověka (0 až 6 m)
- 20 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho
miacuteče od senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem
papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho autiacutečka (viz foto vyacuteše) vlaacutečkuhellip
5 Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
- 21 -
Veličiny a jejich měřeniacute
15 DRAacuteHA
Fyzikaacutelniacute princip
Draacuteha s je deacutelka trajektorie Trajektorie je křivka kterou těleso opisuje při
sveacutem pohybu
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru draacutehu kterou uraziacute těleso
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo
- 22 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od
senzoru ke stropu k tabuli k zemi k ruce hellip
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat
se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se
člověka od senzoru (0 až 6 m)
- 23 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od
senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem
papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka vlaacutečku hellip
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
2 Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je
funkciacute času
- 24 -
Veličiny a jejich měřeniacute
16 TEPLOTA
Fyzikaacutelniacute princip
Teplota je fyzikaacutelniacute veličina t kterou použiacutevaacuteme k popisu stavu tělesa (rychlost
pohybu atomů) Jednotkou je Celsiův stupeň (degC) Teplota tajiacuteciacuteho ledu je 0 degC
Bod varu vody je 100 degC Stupeň Fahrenheita (degF) je jednotka teploty
pojmenovanaacute po německeacutem fyzikovi Gabrielu Fahrenheitovi Dnes se použiacutevaacute
hlavně v USA
- 25 -
Ciacutel
Odhadnout teplotu a pak odhad ověřit teploměrem Ověřit teplotu tajiacuteciacuteho ledu
Ověřit teplotu varu vody Změřit jak se měniacute teplota v průběhu dne a při
ohřiacutevaacuteniacute nebo ochlazovaacuteniacute tělesa
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA teploměr STS-BTA PET laacutehve
- 26 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměr STS-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
2 Do několika naacutedob z PET lahviacute připraviacuteme vodu o různeacute teplotě ndash prvniacute
přidaacuteme led a u ostatniacutech postupně viacutece a viacutece horkeacute vody z elektrovarneacute
konvice
3 Zapneme LabQuest a můžeme měřit teplotu Nejdřiacuteve zkusiacuteme odhadnout
teplotu a potom ověřiacuteme pomociacute teploměru teplotu různyacutech těles
a) vzduch v miacutestnosti (u podlahy uprostřed u stropu)
b) vzduch na ulici
c) teplaacute voda
d) studenaacute voda
e) horkaacute voda
f) tajiacuteciacute led
g) tajiacuteciacute led a sůl
- 27 -
h) vařiacuteciacute voda
i) teplota lidskeacuteho těla
j) teplota v chladničce (dole nahoře v mraziciacutem boxu)
k)
4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 60 čteniacuteh Trvaacuteniacute 24 h
5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme venku za oknem
tak aby se nedotyacutekal žaacutedneacuteho tělesa
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu
vzduchu v průběhu 24 hodin Dalšiacute den ve stejnou dobu ukončiacuteme měřeniacute
7 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
8 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutemin Trvaacuteniacute 24 min
9 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme do kaacutedinky se
studenou vodou a začneme ohřiacutevat lihovyacutem kahanem
10 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu vody
v průběhu 12 minut (ohřiacutevaacuteniacute) Pak zahasiacuteme kahan a měřiacuteme dalšiacutech12 minut
(ochlazovaacuteniacute) Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 120 čteniacutemin Trvaacuteniacute 3 min
2 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu uchopiacuteme senzor
teploměru do ruky a pozorujeme změnu teploty Stejneacute měřeniacute provedeme
s teploměrem TMP-BTA a teploměrem STS-BTA Proč se lišiacute průběhy obou
grafů Kde toho lze využiacutet
4 Zapoj do LabQuestu dva teploměry Vezmi si dvě naacutedoby s vodou
o různyacutech teplotaacutech ndash studenaacute a teplaacute Měř jejich teploty (tlačiacutetko START)
- 28 -
Přelej vodu z prvniacute naacutedoby do druheacute a současně přendej teploměr z prvniacute
naacutedoby do druheacute Popiš co pozoruješ Z grafu urči teploty před smiacutechaacuteniacutem
a teplotu po smiacutechaacuteniacute
5 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vody ve zkumavce v různyacutech
hloubkaacutech
a) budeš-li vodu ohřiacutevat u dna
b) budeš-li vodu ohřiacutevat u hrdla
6 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vzduchu ve zkumavce v různyacutech
hloubkaacutech
- 29 -
Siacutely a jejich vlastnosti
17 SIacuteLA
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se
piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N
Ciacutel
Určit velikosti různyacutech sil Určit hmotnost zaacutevažiacute ktereacute je přitahovaacuteno k zemi
silou 1 N Určit siacutelu stisku ruky a siacutelu stisku mezi dvěma prsty Určit velikost
siacutely kterou člověk působiacute na zem
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA plošnyacute siloměr FP-BTA senzor siacutely stisku ruky
HD-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma
- 30 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)
2 Zapneme LabQuest
3 Zavěšujeme postupně různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g ) na siloměr
Naměřeneacute uacutedaje zapisujeme do tabulky
4 Na siloměr zavěsiacuteme pružinu Vynulujeme siloměr Zavěšujeme postupně
různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 ghellip) na pružinu a měřiacuteme prodlouženiacute
pružiny y Sestrojiacuteme graf F = f(y) Určiacuteme konstantu přiacutemeacute uacuteměrnosti
5 Zavěsiacuteme na siloměr misku z rovnoramennyacutech vah a vynulujeme siloměr ndash
menu Senzory ndash Vynulovat Postupně na misku přidaacutevaacuteme zaacutevažiacute až siloměr
ukazuje přesně siacutelu 1 N Vyacutesledek (hmotnost zaacutevažiacute) zapiacutešeme do tabulky
6 K LabQuestu připojiacuteme senzor siacutely stisku ruky HD-BTA Měřiacuteme
postupně siacutelu stisku ruky pro pravou a levou ruku
7 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Měřiacuteme siacutelu stisku ruky
po dobu 60 sekund ndash nepřerušovaně držiacuteme Sledujeme jak siacutela stisku
v průběhu času ochabuje
9 Bod 5 6 a 7 opakujeme pro siacutelu stisku mezi prsty
- 31 -
10 K LabQuestu připojiacuteme plošnyacute siloměr FP-BTA Přepneme na většiacute
rozsah 0 ndash 3 500 N Postaviacuteme se na tento siloměr Změřiacuteme siacutelu kterou člověk
působiacute na zem (tiacuteha G) Zapiacutešeme do tabulky Určiacuteme hmotnost člověka
11 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
12 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sledujeme jak se
měniacute tlakovaacute siacutela při dřepu kliku vyacuteskoku při běžneacute chůzi (jedna noha střiacutedaacute
druhou) při přitisknutiacute senzoru ke stěněhellip
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute jak se měniacute siacutela působiacuteciacute na plošnyacute siloměr FP-BTA při
jiacutezdě vyacutetahem když na něm stojiacuteme (vliv zrychlovaacuteniacute zpomalovaacuteniacute)
2 Polož plošnyacute siloměr na židli sedni si na něj a vyzkoušej jakou silou
působiacuteš na židli
3 Na siloměr DFS-BTA zavěsiacuteme hranol Určiacuteme velikost siacutely kterou
přitahuje Země hranol Taacutehneme tento hranol po podložce a změřiacuteme velikost
tahoveacute siacutely Porovnaacuteme tyto dvě siacutely
4 Proveďte statistickyacute průzkum ve třiacutedě o kolik je u pravaacutekůlevaacuteků silnějšiacute
pravaacutelevaacute ruka (holekkluků) Vypočiacutetejte průměrneacute hodnoty
- 32 -
Elektrickeacute vlastnosti laacutetek
18 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovaacuteniacute těles
Jeho jednotkou je coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při
pokusech ve třiacutedě pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů)
1 nC je přibližně 6 000 000 000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj
elektronuhellip) Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj
(na skleněneacute tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně
nabiteacute těleso maacute viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute
protony K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič
naacuteboje
Ciacutel
Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute
při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute
Pomůcky
LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA tělesa (plechovka na polystyreacutenu kovoveacute
kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute
těles
- 33 -
Scheacutema
Postup
1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou
krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku
připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou
zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě
kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru
zvoliacuteme rozsah plusmn 100 nC
2 Zapneme LabQuest
- 34 -
3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem
ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj
Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky
5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence
2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj
z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute
naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)
Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky
9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute
tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)
10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu
3times3 mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle
Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm
Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je
11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech
(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)
- 35 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pouze přibližujeme a vzdalujeme nabitou tyč (ebonitovou nebo skleněnou)
k tělesu (plechovce) a sledujeme jak se měniacute naacuteboj O jakyacute jev se jednaacute Čiacutem
je způsoben
2 Plechovku připojiacuteme ke zdroji kladneacuteho vn napětiacute (nabije se kladně) Měřič
naacuteboje připojiacuteme ke kovoveacute kuličce na izolovaneacutem držaacuteku Zapneme měřeniacute
a přejiacuteždiacuteme plynule v okoliacute svisleacute stěny plechovky (nedotyacutekaacuteme se) přibližně
ve stejneacute vzdaacutelenosti Sledujeme naměřeneacute hodnoty Co můžeme usoudit
o rozloženiacute naacuteboje na povrchu plechovky
- 36 -
Magnetismus 19 MAGNETICKAacute INDUKCE
MAGNETICKEacute POLE
Fyzikaacutelniacute princip
Magnetickou indukciacute nazyacutevaacuteme jev při ktereacutem se tělesa s feromagnetickyacutemi
vlastnostmi v bliacutezkosti magnetu zmagnetujiacute Magnet vytvaacuteřiacute ve sveacutem okoliacute
magnetickeacute pole ktereacute můžeme znaacutezornit soustavou magnetickyacutech
indukčniacutech čar Pomociacute magnetky (malyacute magnet) můžeme bdquozmapovatldquo
magnetickeacute pole ndash určit směr indukčniacutech čar Mnohem rychleji lze obrazec
indukčniacutech čar určit pomociacute železnyacutech pilin
Magnetickeacute pole popisuje veličina magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji
v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou indukci měřiacuteme teslametrem Zemskeacute
magnetickeacute pole v ČR maacute magnetickou indukci 0048 mT
Ciacutel
Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute permanentniacuteho
magnetu Změřit magnetickou indukci magnetickeacuteho pole Země
- 37 -
Pomůcky
LabQuest teslametr MG-BTA permanentniacute magnet
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Na teslametru
nastaviacuteme rozsah 64 mT Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 38 -
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k severniacutemu poacutelu magnetu
a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi
5 sekund)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k jižniacutemu poacutelu magnetu
a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi
5 sekund)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně pohybujeme (asi 5 sekund) teslametrem kolmo k podeacutelneacute ose
magnetu k jižniacutemu poacutelu magnetu a potom pomalu vzdalujeme teslametr od
severniacuteho poacutelu magnetu (asi 5 sekund) Uložiacuteme měřeniacute
6
7 Otevřeme novyacute soubor a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve
vodorovneacute rovině otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země
Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum (N a S magnetickyacute poacutel)
- 39 -
Z maximaacutelniacutech hodnot odečteme vodorovnou amplitudu magnetickeacute indukce B
Země
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve
svisleacute rovině (N-S směr) otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země
Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum Maximaacutelniacute hodnota je
hodnotou magnetickeacute indukce B Země
9
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Urči sklon indukčniacute čaacutery magnetickeacuteho pole u naacutes v ČR vzhledem
k povrchu země
- 40 -
Elektrickyacute obvod 110 ELEKTRICKYacute PROUD
ELEKTRICKEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute proud je uspořaacutedanyacute pohyb nabityacutech čaacutestic Elektrickyacute proud se
označuje piacutesmenem I Jeho jednotkou je ampeacuter (A)
Elektrickeacute napětiacute se označuje piacutesmenem U Jednotkou elektrickeacuteho napětiacute je
volt (V)
Elektrickyacute proud měřiacuteme ampeacutermetrem a napětiacute voltmetrem
Ciacutel
Změřit proud prochaacutezejiacuteciacute žaacuterovkou Změřit napětiacute na žaacuterovce Pozorovat jak
žaacuterovka sviacutetiacute při různyacutech hodnotaacutech proudu (uacutečinky proudu)
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat
100 Ω žaacuterovka 35 V03 A
- 41 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x
zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat ndash
Ampeacutermetr Reostat 100 Ω nastaviacuteme na min hodnoty odporu (napětiacute)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 42 -
5 Reostatem 100 Ω pomalu (20 s) zvětšujeme proud (směrem k max) až ho
vytočiacuteme do krajniacute polohy (max) Hodnota proudu nesmiacute překročit 06 A
Zobrazuje se tzv V-A charakteristika žaacuterovky Po vykresleniacute celeacuteho grafu
zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro různeacute žaacuterovky
7 Vysloviacuteme zaacutevěr (při jakeacute hodnotě proudu žaacuterovka začiacutenaacute sviacutetit)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř V-A charakteristiku pro rezistor 100 Ω a 50 Ω
- 43 -
Elektrickeacute pole 111 ZDROJE ELEKTRICKEacuteHO
NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Zdroje elektrickeacuteho napětiacute jsou elektraacuterny galvanickeacute člaacutenky a akumulaacutetory
- 44 -
Ciacutel
Změřit jak se měniacute napětiacute při vybiacutejeniacute (použiacutevaacuteniacute) zdroje ndash vybiacutejeciacute křivku
Pomůcky
LabQuest držaacutek baterie a rezistor ampeacutermetr DCP-BTA voltmetr VP-BTA
zdroj elektrickeacuteho napětiacute ndash galvanickyacute člaacutenek akumulaacutetor
- 45 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 a voltmetr VP-BTA ke
vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
12 h Frekvence 300 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat (spiacutenač je vypnutyacute)
4 Sepneme spiacutenač Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na
LabQuestu
5 Když začne napětiacute klesat pod 1V zastaviacuteme měřeniacute
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vytvoř si jednoduchyacute galvanickyacute
člaacutenek z jablka (nebo citronu)
železneacuteho hřebiacuteku a měděneacuteho draacutetu
podle obraacutezku Změř voltmetrem
zaacutevislost napětiacute v zaacutevislosti na čase
(připoj rezistor 1 000 Ω)
- 46 -
2 Změř vybiacutejeciacute křivku pro různeacute zdroje Urči kapacitu člaacutenku Porovnej
se jmenovitou kapacitou
3 Jakeacute vyacutehody maacute elektrickeacute napětiacute z bateriiacute oproti napětiacute ze zaacutesuvek Jakeacute
nevyacutehody naopak majiacute baterie
- 47 -
Elektrickyacute obvod 112 UacuteČINKY ELEKTRICKEacuteHO
PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute proud maacute pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute
uacutečinky Jednoducheacute spotřebiče můžeme rozdělit podle uacutečinků elektrickeacuteho
proudu na pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute spotřebiče
Ciacutel
Ověřit pohyboveacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na elektromotor
Ověřit světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
Ověřit magnetickeacute uacutečinky (magnetickaacute indukce) elektrickeacuteho proudu
prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
Ověřit chemickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho kapalinou
(vodou)
Ověřit tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA
teploměr TMP-BTA ciacutevka 166 a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu
a napětiacute BK 127 žaacuterovka 12 V spiraacutela luxmetr LS-BTA voltmetr 30 V-BTA
- 48 -
Scheacutema
a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
- 49 -
b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
Postup
a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
1 Připojiacuteme luxmetr LS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-
BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematuj ndash spiacutenač je
rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr
- 50 -
a voltmetr Žaacuterovku s luxmetrem můžeme zakryacutet krabiciacute aby luxmetr neměřil
osvětleniacute pozadiacute
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06A Na ose y zvoliacuteme Osvětleniacute a Spojovat body
Dole 0 a Nahoře 600 lx
4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme
napětiacute Vlevo 0 Vpravo 16 V Na ose y zvoliacuteme Proud a Spojovat body Dole
0 a Nahoře 04 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme
spiacutenač
6 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (do 12 V) Kontrolujeme proud
ndash max 06A Luxmetrem měřiacuteme osvětleniacute způsobeneacute žaacuterovkou
b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
- 51 -
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max
06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky
c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-
BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu ndash spiacutenač je
rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr
a voltmetr Teploměr se spiraacutelou vložiacuteme do kaacutedinky s vodou
- 52 -
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 000 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Napětiacute a Spojovat body
Dole 0 a Nahoře 25 V
4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme
čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Teplota a Spojovat body
Dole 20 a Nahoře 35 degC Regulovatelnyacutem zdrojem nastaviacuteme napětiacute (na
20 V) Kontrolujeme proud ndash max 10 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme
spiacutenač
6 Teploměrem měřiacuteme teplotu vody zahřiacutevaneacute spiraacutelou
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakeacute jsou uacutečinky elektrickeacuteho proudu v jednotlivyacutech
přiacutepadech
- 53 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ve ktereacutem elektrickeacutem přiacutestroji se projevuje současně několik uacutečinků
elektrickeacuteho proudu
2 Jakyacutech uacutečinků elektrickeacuteho proudu využiacutevaacute elektrickyacute zvonek
3 Změř jak zaacutevisiacute siacutela F přitahujiacuteciacute jaacutedro na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho
ciacutevkou Kde se toho daacute využiacutet
4 Chemickeacute uacutečinky viz uacuteloha 116 Elektrickyacute proud v kapalinaacutech
5 Změř pohyboveacute uacutečinky el proudu na otaacutečeniacute elektromotoru Pohyb můžeš
sniacutemat luxmetrem
- 54 -
Elektrickyacute obvod 113 MAGNETICKEacute VLASTNOSTI
ELEKTRICKEacuteHO PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Prochaacuteziacute-li vodičem elektrickyacute proud vznikaacute v jeho okoliacute magnetickeacute pole
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar kružnic Kružnice ležiacute v rovinaacutech kolmyacutech
na vodič a majiacute středy v bodech vodiče Magnetickeacute pole popisuje veličina
magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou
indukci měřiacuteme teslametrem
Ciacutel
Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute vodiče v zaacutevislosti na
velikosti elektrickeacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest teslametr MG-BTA ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj
napětiacute vodič
- 55 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu a ampeacutermetr
HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Na teslametru nastaviacuteme rozsah 64 mT
Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 56 -
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 5 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Teslametr umiacutestiacuteme bliacutezko vodiče (1 cm) Stiskneme tlačiacutetko START
(měřeniacute) na LabQuestu a pomalu rovnoměrně zvětšujeme napětiacute
(proud) na zdroji Uložiacuteme měřeniacute
5 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce na velikosti proudu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Velikost magnetickeacute indukce okolo rovneacuteho dlouheacuteho vodiče ve vzdaacutelenosti
d můžeme vypočiacutetat pomociacute Biot-Savartova zaacutekona (někdy teacutež Biot-Savart-
Laplaceova)
7 74π 10 2 102π 2π
I I IB
d d d (přibližně ve vzduchu)
2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale v zaacutevislosti na vzdaacutelenosti d ndash měřiacuteme
praviacutetkem a vklaacutedaacuteme po jednotlivyacutech krociacutech Nastaviacuteme určitou hodnotu
proudu
- 57 -
Elektrickyacute obvod 114 MAGNETICKEacute POLE CIacuteVKY
Fyzikaacutelniacute princip
Ciacutevka vznikne když vodič navineme na povrch vaacutelce nebo hranolu
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery uvnitř ciacutevky jsou rovnoběžneacute s jejiacute osou
Magnetickaacute indukce uvnitř velmi dlouheacute ciacutevky maacute velikost NI
Bl
kde I
je velikost proudu N je celkovyacute počet zaacutevitů a l je deacutelka ciacutevky
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce B na velikosti proudu I prochaacutezejiacuteciacuteho
ciacutevkou
Pomůcky
LabQuest rezistor 10Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA ciacutevka 166
a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127
- 58 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 59 -
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max
06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky
6 Vysloviacuteme zaacutevěr - jak zaacutevisiacute mag indukce B na velikosti elektrickeacute
proudu I
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ze znalosti počtu zaacutevitů deacutelky ciacutevky a proudu spočiacutetej magnetickou
indukci
2 Změň ciacutevku a opakuj měřeniacute
3 Změř jak se měniacute magnetickaacute indukce po podeacutelneacute ose ciacutevky při daneacute
hodnotě proudu
- 60 -
Elektrickyacute obvod 115 ZKRAT
Fyzikaacutelniacute princip
Zkrat v elektrickeacutem obvodu je vodiveacute spojeniacute vodičů ktereacute vyřadiacute z obvodu
spotřebič Obvod se chraacuteniacute proti zkratu pojistkou nebo jističem Tavnaacute
pojistka je založena na tepelnyacutech uacutečinciacutech elektrickeacuteho proudu Jistiacuteciacutem
prvkem je tenkyacute draacutetek kteryacute se průchodem zkratoveacuteho proudu přepaacuteliacute a tiacutem
přerušiacute elektrickyacute obvod
Ciacutel
Ověřit funkci tavneacute pojistky Určit velikost zkratoveacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute tenkyacute
vodič tavnaacute trubičkovaacute pojistka ndash různeacute hodnoty proudu
- 61 -
Scheacutema
- 62 -
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme
obvod dle scheacutematu Spiacutenač je rozpojen Jako pojistku použijeme napřiacuteklad
tavnou trubičkovou pojistku 800 mA Jako zdroj plochou baterii
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Způsobiacuteme
ZKRAT
5 Vysloviacuteme zaacutevěr Jak rychle bdquozareagujeldquo tavnaacute pojistka
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus změřit pomociacute mikrometru průměr draacutetku a zkratovyacute proud tiacutemto
draacutetkem Změř draacutetky různyacutech průměrů Jak zaacutevisiacute hodnota zkratoveacuteho
proudu na průměru draacutetku
2 Proč nemůžeš použiacutet jako tavnou pojistku hřebiacutek
3 Zkus různeacute druhy materiaacutelů tavnyacutech draacutetků ndash Fe Cuhellip Jakyacute to maacute vliv na
velikost bdquozkratovaciacuteholdquo proudu
- 63 -
4 Zkus změřit dvě stejneacute pojistky (např 800 mA) ale jedna je bdquopomalaacuteldquo
a druhaacute bdquorychlaacuteldquo
5 Zkus změřit zkrat se dvěma paralelně zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi Jakyacute
maacute vliv kvalita zdroje na velikost zkratovaciacuteho proudu Změniacute se doba
přetaveniacute draacutetku
6 Zkus změřit zkrat se dvěma seacuteriově zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi
7 Proč při bdquoletmeacutem dotekuldquo (viz obraacutezek) před zkratem nenastal zkrat Proč
nastal až při staacuteleacutem doteku
- 64 -
Elektrickyacute obvod 116 ELEKTRICKYacute PROUD
V KAPALINAacuteCH
Fyzikaacutelniacute princip
Podmiacutenkou vodivosti kapalin je přiacutetomnost iontů Ionty vznikajiacute v kapalinaacutech
nejčastěji při rozpouštěniacute soliacute a kyselin
Ciacutel
Ověřit vznik iontů rozpouštěniacutem soli ve vodě měřeniacutem elektrickeacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr DCP-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute žaacuterovka
vanička a elektrody
- 65 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme
obvod dle scheacutema Spiacutenač je rozpojen
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
600 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Po
10 sekundaacutech nasypeme sůl do vody Pozorujeme jak se měniacute proud při
rozpouštěniacute soli v roztoku vody a soli jak vznikajiacute ionty
5 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus proveacutest stejneacute měřeniacute s různyacutem množstviacutem soli ndash 1 lžička 2 lžičkyhellip
2 Zkus různeacute druhy materiaacutelů elektrod ndash Fe Cu Zn C Pbhellip
3 Vyzkoušej různeacute soli
4 Vyzkoušej takeacute cukr
- 66 -
Pohyb tělesa 21 RYCHLOST POHYBU
Fyzikaacutelniacute princip
Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme
v metrech za sekundu m
s
nebo v kilometrech za hodinu km
h
U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se
rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)
Průměrnaacute rychlost je podiacutel celkoveacute draacutehy s a celkoveacute doby t za kterou těleso
draacutehu urazilo Průměrnaacute rychlost určenaacute ve velmi kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku se
nazyacutevaacute okamžitaacute rychlost Měřiacuteme ji tachometrem
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT
- 67 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 20 s
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute (knihou) nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost
pohybu dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a pak se
přibližovat a naacutesledně se vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost
chůze člověka (0 až 6 m)
- 68 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho
miacuteče od senzoru
f) Stejneacute jako za e) ale s mělkyacutem
papiacuterovyacutem kornoutem nebo
mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho
autiacutečka vlaacutečkuhellip
h) Měřiacuteme rychlost voziacutečku na
voziacutečkoveacute draacuteze VDS (vodorovneacute
šikmeacute)
5 Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
2 Překreslete grafy v = f(t) na grafy s = f(t) a naopak
3 Nakreslete graf v = f(t) a potom se podle něj pohybujte (viz 4 b)
- 69 -
Pohyb tělesa 22 DRAacuteHA ROVNOMĚRNEacuteHO
A NEROVNOMĚRNEacuteHO POHYBU
Fyzikaacutelniacute princip
Těleso se pohybuje rovnoměrnyacutem pohybem jestliže se pohybuje staacutele stejnou
rychlostiacute Těleso se pohybuje nerovnoměrnyacutem pohybem jestliže se jeho
rychlost měniacute
Draacutehu rovnoměrneacuteho i nerovnoměrneacuteho pohybu můžeme určit z grafu
časoveacuteho průběhu rychlosti jako plochu mezi tiacutemto grafem a časovou osou
(osou x)
Ciacutel
Určit zda danyacute pohyb je rovnoměrnyacute nebo nerovnoměrnyacute a draacutehu tohoto
pohybu
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD voziacuteček draacuteha pro mechaniku VDS
- 70 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
LabQuestu a ten přes USB do PC Pomociacute digitaacutelniacutech vah určiacuteme hmotnost
voziacutečku
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Draacuteha je velmi miacuterně nakloněnaacute
3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme k PC Přepiacutenač ultrazvukoveacuteho senzoru
přepneme na voziacuteček
- 71 -
4 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Deacutelka
10 s Vzorkovaciacute frekvence 20 vzorkůsekunda
5 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru pustiacuteme ho
a současně zapneme sběr dat Voziacuteček bude střiacutedavě sjiacuteždět a vyjiacuteždět
(po odrazu od magnetickeacuteho naacuterazniacuteku) po draacuteze Uložiacuteme měřeniacute
6 Draacutehu postaviacuteme vodorovně (můžeme zkontrolovat vodovaacutehou)
7 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru uvedeme ho do
pohybu a současně zapneme sběr dat
8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy se pohyboval voziacuteček rovnoměrně a kdy
nerovnoměrně
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Určiacuteme draacutehu - plochu pod grafem časoveacuteho průběhu rychlosti
2 Můžeme proveacutest stejnaacute měřeniacute s miacutečem
- 72 -
Siacutely a jejich vlastnosti
23 MĚŘENIacute SIacuteLY ndash ŠPEJLE
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se
piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N
Ciacutel
Změřit průhyb volneacuteho konce d špejle na působiacuteciacute siacutele F Měřeniacute proveacutest pro
různeacute deacutelky l
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma špejle
- 73 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)
2 Zapneme LabQuest
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty
Naacutezev deacutelka
Jednotky cm
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf K siloměru připevniacuteme konec špejle (viz
scheacutema) ndash špejle ukazuje na měřiacutetku 0 cm Siloměr bdquovynulujemeldquo
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
7 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 74 -
8 Siloměr posuneme tak aby ohnutaacute špejle ukazovala na měřiacutetku 1 cm
9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK
11 Opakujeme body 8 a 9 pro 2 cm 3 cm 4 cm a 5 cm
12 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
13 Měřeniacute zopakujeme pro různeacute deacutelky špejle
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro různeacute špejle (tloušťka tvar) Jak zaacutevisiacute průhyb špejle
na jejiacutem tvaru Kde a jak se toho využiacutevaacute
- 75 -
Siacutely a jejich vlastnosti
24 II NEWTONŮV POHYBOVYacute ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Čiacutem je většiacute siacutela F tiacutem jsou vyacuteraznějšiacute i změny rychlosti v pohybu tělesa Čiacutem
je většiacute hmotnost m tělesa tiacutem jsou změny rychlosti v pohybu tělesa menšiacute
Ciacutel
Ověřit II Newtonův pohybovyacute zaacutekon ndash zaacutekon siacutely
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA akcelerometr LGA-BTA senzor polohy
a pohybu MD-BTD souprava pro mechaniku VDS
- 76 -
Scheacutema
Postup
1 Senzor polohy a pohybu MD-BTD zapojiacuteme do konektoru DIG 1
LabQuestu Na voziacuteček připojiacuteme vlaacutekno a na něj zavěsiacuteme zaacutevažiacute o hmotnosti
10 g
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pustiacuteme voziacuteček
Zachytiacuteme jej těsně před koncem voziacutečkoveacute draacutehy Měřiacuteme rychlost pohybu
voziacutečku
5 Měřeniacute opakujeme se zaacutevažiacutem 20 g
6 Porovnaacuteme oba grafy
a) Jak se voziacuteček pohybuje (druh pohybu)
b) Jakyacute maacute vliv velikost siacutely F na pohyb voziacutečku
7 Na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g) ndash viz fotografie vyacuteše
8 Zopakujeme měřeniacute v bodech 1 až 6
- 77 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Na voziacuteček připevni siloměr a akcelerometr Změř jak zaacutevisiacute změna
rychlosti v (zrychleniacute) na velikost siacutely F Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam
dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence 20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Tahaacuteme za siloměr tam
a zpět (voziacuteček se pohybuje) Sledujeme jak zaacutevisiacute změna rychlosti v
(zrychleniacute) na velikost siacutely F
2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g)
Porovnaacuteme obě měřeniacute
- 78 -
Siacutely a jejich vlastnosti
25 SMYKOVEacute TŘENIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Smykoveacute třeniacute vznikaacute když se dvě tělesa z pevnyacutech laacutetek po sobě smyacutekajiacute
Siacutela kteraacute braacuteniacute posouvaacuteniacute těles se nazyacutevaacute třeciacute siacutela Abychom uvedli těleso
do rovnoměrneacuteho pohybu musiacuteme vynaložit většiacute siacutelu tzv klidovou třeciacute siacutelu
Siacutelu kterou těleso tlačiacute na podložku nazyacutevaacuteme tlakovou siacutelu
Ciacutel
Určit třeciacute siacutelu klidovou třeciacute siacutelu tlakovou siacutelu a poměr tlakoveacute a třeciacute siacutely
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA stejnaacute tělesa (kvaacutedry učebnicehellip)
- 79 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se pomalu
a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce
- 80 -
4 Na grafu jsou pro naacutes dvě zajiacutemaveacute oblasti V zeleneacute oblasti je maximaacutelniacute
siacutela ndash klidovaacute třeciacute siacutela Ft0 = N V modreacute oblasti je pohybovaacute třeciacute siacutela
Ft = N Obě ziacuteskaacuteme tak že na dotykoveacute obrazovce označiacuteme taženiacutem
danou oblast a v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika Ft0 bude maximaacutelniacute siacutela
a Ft středniacute siacutela v modreacute oblasti
5 Tlakovou siacutelu Fn určiacuteme tak že těleso zavěsiacuteme na siloměr a změřiacuteme siacutelu
6 Potom vypočiacutetaacuteme poměr třeciacute siacutely Ft
a tlakoveacute siacutely Fn Označiacuteme jej f ndash součinitel
smykoveacuteho třeniacute
7 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři
kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute měřeniacute si
můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit
Naacutesledně zobrazit všechna tři měřeniacute naraacutez
- 81 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute je poměr velikostiacute třeciacutech sil v jednotlivyacutech měřeniacutech (jeden dva tři
kvaacutedry)
2 Vyzkoušej jineacute materiaacutely (těleso podložka)
3 Zkus pohyb kvaacutedru nerovnoměrnyacutem pohybem Jak se změniacute vyacutesledek
měřeniacute Naacutepověda Zopakuj si Newtonovy zaacutekony
4 Vyzkoušej si jako těleso (a) Zlateacute straacutenky
5 Zkus založit jednotliveacute listy dvou Zlatyacutech straacutenek (dvou učebnic) a zkus je
od sebe vysunout
6 Na čem zaacutevisiacute velikost třeciacute siacutely
- 82 -
Kapaliny 26 POVRCHOVEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vlastnosti povrchoveacute blaacuteny se nazyacutevaacute
povrchoveacute napětiacute Čiacutem je povrchoveacute napětiacute většiacute tiacutem snaacuteze se na jeho povrchu
mohou udržet různaacute tělesa Hodnoty povrchoveacuteho napětiacute lze naleacutezt v tabulkaacutech
Povrchoveacute napětiacute rtuti je 7kraacutet většiacute než povrchoveacute napětiacute vody ktereacute 2-3kraacutet
většiacute než povrchoveacute napětiacute lihu či petroleje
- 83 -
Ciacutel
Určit přibližně velikost povrchoveacute siacutely Fp pro různeacute deacutelky dřevěneacute špejle
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA dřevěnaacute špejle plochaacute naacutedoba s vodou nit
Scheacutema
- 84 -
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do CH 1 LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Na siloměr zavěsiacuteme špejli o deacutelce 30 cm na niti (viz scheacutema) Špejli
položiacuteme na hladinu kapaliny (vody)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Taacutehneme siloměrem
špejli z povrchu kapaliny
6 Z grafu odečteme rozdiacutel maximaacutelniacute hodnoty siacutely (kdy dochaacuteziacute k odtrženiacute
špejle z povrchu kapaliny) a siacutely kdy špejle visiacute na niti ndash viz obraacutezek
7 Vypočiacutetaacuteme poměr teacuteto siacutely a dvojnaacutesobku deacutelky špejle (deacutelka okraje
povrchoveacute blaacuteny) což je hodnota povrchoveacuteho napětiacute σ (Nm)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro jineacute kapaliny (liacuteh hellip) Přiacutepadně pro jineacute deacutelky špejliacute
- 85 -
Kapaliny 27 HYDROSTATICKYacute TLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Hydrostatickyacute tlak ph v hloubce h je roven součinu hloubky hustoty kapaliny
ρ a tiacutehoveacuteho zrychleniacute g
hp h g
Ciacutel
Změřit hydrostatickyacute tlak v hloubce h
Pomůcky
LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA odměrnyacute vaacutelec s měřiacutetkem
- 86 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru
přišroubujeme hadičku kterou můžeme izolepou přilepit na praviacutetko s uměleacute
hmoty tak že začaacutetek hadičky bude na bdquonuleldquo praviacutetka Tiacutem můžeme měřit
deacutelku ponořeniacute hadičky ndash hloubku v kapalině
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30 s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Ponořujeme pomalu rovnoměrnyacutem pohybem konec hadičky do hloubky
20 cm do vody v odměrneacutem vaacutelci a zpět POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do
senzoru
- 87 -
5 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 V menu Senzory ndash Zaacuteznam nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + hodnoty Naacutezev
Hloubka Jednotka cm
7 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
8 Hadička neniacute ponořenaacute Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na
LabQuestu
9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
11 Ponořiacuteme konec do hloubky 1 cm (sledujeme na stupnici praviacutetka)
12 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
13 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK
14 Opakujeme body 11 12 a 13 pro hodnoty uacutehlu 2 cm 3 cmhellip 20 cm
15 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme
16 Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice
(nebo soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)
Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute pro jinou kapalinu (liacuteh hellip)
2 Vyzkoušej měřeniacutem nezaacutevislost tlaku v kapalině na směru
3 Ověř měřeniacutem že tlak kapaliny v naacutedobě nezaacutevisiacute na tvaru naacutedoby
- 88 -
Kapaliny 28 ARCHIMEDŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Vztlakovaacute siacutela Fvz působiacuteciacute na těleso v kapalině je rovna tiacutehoveacute siacutele kteraacute by
působila na kapalinu s objemem ponořeneacute čaacutesti tělesa
Pro vztlakovou siacutelu platiacute Fvz = Vρg V je objem ponořeneacute čaacutesti tělesa ρ je
hustota kapaliny g je konstanta (tiacutehoveacute zrychleniacute)
Ciacutel
Určit vztlakovou siacutelu Určit objem tělesa z Archimedova zaacutekona
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA naacutedoba s vodou těleso stojan
- 89 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence
5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute)
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Asi po 6 sekundaacutech
ponořiacuteme těleso do vody (nadzvedneme kaacutedinku s vodou a podsuneme pod
kaacutedinku podložku) a nechaacuteme dokončit měřeniacute
- 90 -
7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika
a stejně i vyacuteslednou siacutelu F (zaacutevažiacute ve vodě)
8 Vypočiacutetaacuteme vztlakovou siacutelu Fvz = FG ndash F
9 Vypočiacutetaacuteme objem tělesa ze vztlakoveacute siacutely
10 Ověřiacuteme určeniacute objemu tělesa vyacutepočtem (objem vaacutelce) nebo měřeniacutem
v odměrneacutem vaacutelci
11 Ověřiacuteme určeniacute tiacutehoveacute siacutely zvaacuteženiacutem tělesa
12 Vypočiacutetaacuteme hustotu tělesa a ověřiacuteme ji v tabulkaacutech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro jinaacute tělesa
- 91 -
Kapaliny 29 PASCALŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Působiacute-li na kapalinu v uzavřeneacute naacutedobě vnějšiacute tlakovaacute siacutela zvyacutešiacute se tlak ve
všech miacutestech stejně (Pascalův zaacutekon)
Ciacutel
Změřit hydrostatickyacute tlak v různyacutech hloubkaacutech při změně vnějšiacute tlakoveacute siacutely
Pomůcky
LabQuest 2ks tlakoveacute čidlo GPS-BTA PET laacutehev s měřiacutetkem
- 92 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakovaacute čidla GPS-BTA ke vstupům CH1 a CH2 LabQuestu
(nebo LabQuest Mini) K senzorům přišroubujeme hadičky ktereacute vedou přes
gumovou zaacutetku do PET laacutehve tak že konce hadiček budou v různyacutech
hloubkaacutech (rozdiacutel asi 20 cm) Tiacutem dosaacutehneme toho že počaacutetečniacute tlak bude
u obou senzorů různyacute
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Vynulujeme oba
tlaky (hadičky nejsou ponořeny ve vodě)
3 Napustiacuteme PET laacutehev vodou a zasuneme hadičky do PET (senzory musiacute byacutet
vyacuteše než je PET laacutehev ndash POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do senzoru)
Utěsniacuteme zaacutetku
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Malou silou stlačujeme rukou PET laacutehev
6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
- 93 -
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak se měniacute tlak v různyacutech hloubkaacutech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute PET laacutehev položenou vodorovně
2 Provedeme měřeniacute pro spojeneacute naacutedoby ndash dvě PET laacutehve nebo dvě injekčniacute
střiacutekačky
- 94 -
Plyny 210 ATMOSFEacuteRICKYacute TLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře
probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute
meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkosthellip
Atmosfeacuterickyacute tlak je tlak vzduchu na zemskyacute povrch a značiacuteme ho pa
Atmosfeacuterickyacute tlak měřiacuteme barometrem Hodnota atmosfeacuterickeacuteho tlaku zaacutevisiacute
na počasiacute a na nadmořskeacute vyacutešce
Ciacutel
Určit jak se měniacute atmosfeacuterickyacute tlak v troposfeacuteře
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA
- 95 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme barometr BAR-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 96 -
3 Senzor (barometr) umiacutestiacuteme těsně nad povrchem země
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pomalu
zvedaacuteme senzor (v miacutestnosti) vzhůru ke stropu (miacutestnosti) a přiacutepadně zase dolů
5 Provedeme analyacutezu naměřenyacutech hodnot a porovnaacuteme je s tabulkovyacutemi
hodnotami
6 Můžeme proveacutest delšiacute měřeniacute na jednom miacutestě Nastaviacuteme v menu Senzory
ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 72 h (3 dny) Frekvence 20 čteniacuteh Zvoliacuteme zobrazeniacute
Graf
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Vyslov zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak zaacutevisiacute změna tlaku na nadmořskeacute vyacutešce můžeme zkoumat takeacute při
pohybu na schodech nebo ve vyacutetahu Přitom můžeme ještě zadaacutevat změnu
nadmořskeacute vyacutešky
2 Připojeniacutem teploměru a vlhkoměru můžeme zkoumat jak spolu souvisiacute
teplota tlak vlhkost v průběhu dne
3 Daacutele můžeme zkoumat jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute
4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom
miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty
5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď
stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem
- 97 -
- 98 -
Pracovniacute list pro žaacuteky
Plyny 211 ZAacuteKLADY METEOROLOGIE
Fyzikaacutelniacute princip
Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře
probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute
meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkost hellip
Připojeniacutem teploměru barometru vlhkoměru k LabQuestu (počiacutetači)
ziacuteskaacuteme termograf barografhellip
Ciacutel
Určit jak se měniacute teplota tlak vlhkost v troposfeacuteře
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA
- 99 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA
barometr BAR-BTA a vlhkoměr RH-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
72 h Frekvence 20 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Senzory umiacutestiacuteme 2 m nad povrchem země nejleacutepe do stiacutenu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 V průběhu sledujeme jak se měniacute počasiacute
6 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute podmiacutenky ndash ročniacute obdobiacute
nadmořskaacute vyacuteškahellip Vyslov zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak spolu souvisiacute teplota tlak vlhkost Zdůvodni
2 Jak se měniacute teplota tlak a vlhkost v průběhu dne Zdůvodni
3 Jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute
4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom
miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty
5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď
stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem
- 100 -
- 101 -
Plyny 212 PŘETLAK A PODTLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Plyn maacute v naacutedobě podtlak jestliže je tento tlak nižšiacute než atmosfeacuterickyacute Plyn
maacute v naacutedobě přetlak jestliže je tento tlak většiacute než atmosfeacuterickyacute
Ciacutel
Změřit přetlak a podtlak plynu v naacutedobě
Pomůcky
LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA barometr BAR-BTA PET laacutehev
nafukovaciacute dětskyacute baloacutenek
- 102 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru
přišroubujeme injekčniacute střiacutekačku s nastavenou hodnotou objemu bdquo10 mlldquo dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Tlakem na piacutest vyvolaacutevaacuteme přetlak a podtlak a přetlak
- 103 -
5 Měřeniacute uložiacuteme
6 K senzoru připojiacuteme (našroubujeme) skleněnou baňku naplněnou
vzduchem Teplota plynu uvnitř je stejnaacute jako v okoliacute
7 Opakujeme předchoziacute měřeniacute s tiacutem že baňku (tiacutem i plyn) ohřiacutevaacuteme v tepleacute
vodě a ochlazujeme ve studeneacute (kostky ledu) vodě Pozorujeme jak se měniacute
tlak
8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy nastaacutevaacute přetlak a kdy podtlak
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak můžeme přetlak a podtlak vytvořit
2 Kde se přetlak a kde se podtlak využiacutevaacute
3 Změř přetlak v baloacutenku Jak se měniacute s průměrem baloacutenku
4 Připoj k senzoru PET laacutehev Zkus mačkat laacutehev a měřit hodnotu přetlaku
5 Ohřej plyn v PET laacutehvi (horkou vodou) Uzavři PET laacutehev a ochlazuj laacutehev
(plyn) Měř podtlak uvnitř laacutehve
- 104 -
SVĚTELNEacute JEVY 213 STIacuteN A POLOSTIacuteN
Fyzikaacutelniacute princip
Stiacuten je prostor za tělesem do něhož nepronikaacute světlo ze zdroje Polostiacuten je
prostor za tělesem do ktereacuteho pronikaacute světlo pouze z čaacutesti zdroje
Ciacutel
Pomociacute senzoru světla určit intenzitu osvětleniacute v oblasti stiacutenu a polostiacutenu
Pomůcky
LabQuest žaacuterovka 12 V20 W světelnyacute senzor TILT-BTA nebo luxmetr LS-
BTA těleso
- 105 -
Scheacutema
Postup
1 Světelnyacute senzor TILT-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu
3 Zapneme LabQuest
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence 10 sndash1
Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Senzorem
světla TILT-BTA plynule pohybujeme nad oblastiacute stiacutenu a polostiacutenu z jedneacute
strany na druhou (viz scheacutema asi 10 s)
- 106 -
6 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakaacute intenzita osvětleniacute v jednotlivyacutech oblastech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Měřeniacute opakujeme se dvěma zdroji světla
2 Měřeniacute opakujeme s jinyacutem tělesem (jinyacute tvar)
- 107 -
SVĚTELNEacute JEVY 214 BARVY SVĚTLA
Fyzikaacutelniacute princip
Biacuteleacute světlo se při průchodu skleněnyacutem hranolem rozklaacutedaacute na jednoducheacute barvy
ndash vznikaacute tak spektrum
Jsou v něm tyto barvy fialovaacute indigovaacute modraacute žlutaacute oranžovaacute a červenaacute
- 108 -
Ciacutel
Pomociacute spektrofotometru určit spektrum biacuteleacuteho světla (slunečniacuteho) Daacutele určit
spektrum odraženeacuteho světla různyacutech barevnyacutech papiacuterů
Pomůcky
LabQuest spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem různě barevneacute
papiacutery
- 109 -
Scheacutema
Postup
1 Spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem zapojiacuteme do USB konektoru
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 V menu Senzory ndash Změnit jednotky ndash USB Spektrometr zvoliacuteme Intenzita
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Optickeacute vlaacutekno namiacuteřiacuteme na nebe (ve dne)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Změřiacuteme
emisniacute spektrum bdquobiacuteleacuteho světlaldquo
6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
7 Zopakujeme a uklaacutedaacuteme měřeniacute s tiacutem že těsně před optickeacute vlaacutekno
vklaacutedaacuteme různě barevneacute papiacutery (tělesa)
- 110 -
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pomociacute spektrofotometru změř spektra barev na monitoru Vyslov zaacutevěr
- 111 -
Praacutece a energie 31 PRAacuteCE
Fyzikaacutelniacute princip
Praacutece je fyzikaacutelniacute veličina Označuje se piacutesmenem W a jejiacute jednotkou je joule
(značka J) Je-li F siacutela působiacuteciacute na těleso ve směru trajektorie vykonaacute se při
přesunutiacute tělesa o draacutehu s praacutece W = Fs
Ciacutel
Určit praacuteci při přesunutiacute tělesa
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA senzor polohy MD-BTD stejnaacute tělesa (kvaacutedry
učebnicehellip)
- 112 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N Senzor polohy zapojiacuteme do konektoru
DIG 1
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes
3 Zvoliacuteme zaacuteložku tabulka V menu Tabulka zvoliacuteme Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute
sloupec Naacutezev ndash Praacutece Jednotka ndash J Tvar vyacuterazu XY Sloupec pro X ndash Siacutela
Sloupec pro Y ndash Poloha
4 Sestaviacuteme měřeniacute podle scheacutema Vynulujeme oba senzory ndash menu Senzory
ndash Vynulovat ndash Čidlo polohy a pohybu Siloměr Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se
pomalu a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce
- 113 -
6 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute
měřeniacute si můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit
7 Zaacutevěr ndash vyhodnotiacuteme jednotliveacute grafy a vykonanou praacuteci
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Kdy je praacutece nulovaacute (viz graf)
2 Kdy se praacutece konaacute (viz graf)
3 Vyzkoušej vykonat praacuteci při natahovaacuteniacute pružiny
4 Vyzkoušej vykonat praacuteci při zvedaacuteniacute tělesa
5 Vyzkoušej vykonat praacuteci při překlaacutepěniacute tělesa
- 114 -
Praacutece a energie 32 ENERGIE POLOHOVAacute
A POHYBOVAacute
Fyzikaacutelniacute princip
Polohovaacute energie Ep je druh mechanickeacute energie kterou těleso ziacuteskaacute při
zvyšovaacuteniacute sveacute nadmořskeacute vyacutešky Vypočiacutetaacuteme ji Ep= mgh Pohybovaacute energie
Ek je druh mechanickeacute energie kterou maacute pohybujiacuteciacute se těleso Vypočiacutetaacuteme ji
Ek= frac12mv2
Ciacutel
Pohybovou a polohovou energii kmitaveacuteho pohybu
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT těleso (zaacutevažiacute)
pružina stojan metr
- 115 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
LabQuestu
2 Určiacuteme tuhost použiacutevaneacute pružiny
- 116 -
3 Zapneme LabQuest
4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 10 s
5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Zvaacutežiacuteme zaacutevažiacute na digitaacutelniacutech vahaacutech a zavěsiacuteme ho na pružinu a pod
zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor a budeme měřit vzdaacutelenost a rychlost
kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině
7 Uvedeme zaacutevažiacute do kmitaveacuteho pohybu
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 117 -
9 Soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu
10 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku
a rovnici pro Ek
11 V menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku
jednotku a rovnici pro Ep
- 118 -
12 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku
a rovnici pro E
- 119 -
13 Zobraziacuteme grafy pro průběhy energiiacute
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změniacuteme dobu trvaacuteniacute na 300 s Opakujeme měřeniacute Co pozorujeme Jak se
měniacute energie
2 Jinyacute postup určeniacute tuhosti pružiny k
a) Na siloměr zavěsiacuteme pružinu
b) Vyznačiacuteme na pozadiacute (tabule) konec pružiny bdquoznačku ndash 0 cmldquo Daacutele si
pomociacute praviacutetka vyznačiacuteme značky 5 10 15 20 hellip cm
c) V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty
Naacutezev Prodlouženiacute Jednotky cm
- 120 -
d) Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
e) Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
f) Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
g) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
h) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
i) Prodloužiacuteme pružinu o 5 cm
j) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
k) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 5 cm a stiskneme OK
l) Opakujeme body i) j) a k) pro 10 15 20 hellipcm
m) Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
n) Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice
Přiacutemaacute uacuteměrnost
o) Z grafu určiacuteme tuhost pružiny k ndash je směrnice polopřiacutemky A vynaacutesobenaacute
100 (protože l jsme zadaacutevali v cm)
3 Opakujeme pro jineacute zaacutevažiacute nebo jinou pružinu
- 121 -
Praacutece a energie 33 UacuteČINNOST
Fyzikaacutelniacute princip
Uacutečinnost je podiacutel vykonaneacute praacutece W a dodaneacute energie E W
E
Ciacutel
Určit uacutečinnost při ohřiacutevaacuteniacute vody lihovyacutem kahanem
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA kaacutedinka voda digitaacutelniacute vaacutehy lihovyacute kahan
laboratorniacute stojan
- 122 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 200 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Teploměr upevniacuteme do stojanu
4 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme praacutezdnou kaacutedinku mk = kg
5 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme vodu (např 200 ml) v kaacutedince m = kg
6 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme lihovyacute kahan mk0 = kg
7 Kaacutedinku upevniacuteme do stojanu postaviacuteme pod kaacutedinku kahan a zapaacuteliacuteme
ho
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 123 -
9 Po skončeniacute měřeniacute (1 200 s = 20 min) zvaacutežiacuteme znovu lihovyacute kahan
mk1 = kg a odečteme z grafu počaacutetečniacute teplotu vody t0 =hellip degC
a konečnou teplotu t1 = degC
10 Vypočiacutetaacuteme vykonanou praacuteci W = Q = cmt = 4 180 middot middot =
J
11 Vypočiacutetaacuteme dodanou energii E = Q = hm = h(mk0 ndash mk1) = 28 865 000 middot
E = J
12 Vypočiacutetaacuteme uacutečinnost
100
W
E
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
Vyacutehřevnost ethanolu je 28 865 000 Jmiddotkgndash1
1 Vypočiacutetej kolik dodaneacute energie přijme kaacutedinka ndash sklo
(c = 670 Jmiddotkgndash1
middot Kndash1
)
- 124 -
2 Kolik procent dodaneacute energie se bdquoztratiacuteldquo
3 Znaacuteš uacutečinnějšiacute způsob ohřiacutevaacuteniacute vody Jakou maacute uacutečinnost
( httpfyzwebczclankyindexphpid=132 )
4 Proč na grafu v okamžiku zamiacutechaacuteniacute s ohřiacutevanou vodou vznikajiacute nerovnosti
(viz vyacuteše) Proč teplota nejdřiacuteve rychleji stoupaacute a pak chviacuteli klesaacute
(po zamiacutechaacuteniacute) Proč teplota pak roste přibližně rovnoměrně
5 Proč graf (viz vyacuteše) neniacute lineaacuterniacute Čiacutem je to způsobeno
6 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-
202
- 125 -
Praacutece a energie 34 NAKLONĚNAacute ROVINA
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela potřebnaacute k pohybu tělesa po nakloněneacute rovině je tolikraacutet menšiacute než tiacutehovaacute
siacutela kolikraacutet je deacutelka roviny většiacute než jejiacute vyacuteška G
hF F
s Tiacutehovou siacutelu
vypočiacutetaacuteme FG = mg
Ciacutel
Ověřit platnost funkce h
F fs
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA digitaacutelniacute vaacutehy voziacuteček se zaacutevažiacutem nakloněnaacute
rovina deacutelkoveacute měřidlo
- 126 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme siloměr DFS-BTA do vstupu CH1 Změřiacuteme deacutelku nakloněneacute
roviny s = cm Zvaacutežiacuteme voziacuteček m = kg Vypočiacutetaacuteme velikost tiacutehoveacute
siacutely FG K siloměru připojiacuteme voziacuteček
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim
Udaacutelosti + Hodnoty Naacutezev Vyacuteška Jednotka cm OK Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute
grafu
- 127 -
3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute Siacutely (N) a na
vodorovneacute ose times Vyacuteška (cm)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Zvedneme
nakloněnou rovinu do vyacutešky 10 cm a stiskneme bdquospoušťldquo pro zadaacuteniacute teacuteto
hodnoty Opakujeme pro 20 cm 30 cm 40 cm
5 Ukončiacuteme měřeniacute
6 V menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Siacutela vybereme lineaacuterniacute rovnici
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proč graf funkce h
F fs
neprochaacuteziacute počaacutetkem Tzn když h = 0 pak
F = 0
2 Zkus změřit funkci h
F fs
pomociacute plynuleacuteho zvedaacuteniacute nakloněneacute
roviny Je potřeba nastavit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim Časovaacute
zaacutekladna
- 128 -
Tepelneacute jevy 35 KALORIMETRICKAacute ROVNICE
Fyzikaacutelniacute princip
Při tepelneacute vyacuteměně mezi dvěma tělesy platiacute kalorimetrickaacute rovnice Q1 = Q2
Po dosazeniacute
c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2) Index 1 je přiřazen teplejšiacutemu tělesu a index 2
chladnějšiacutemu tělesu
Ciacutel
Ověřit platnost kalorimetrickeacute rovnice c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2)
Pomůcky
LabQuest dva teploměry TMP-BTA dvě seřiacuteznuteacute PET laacutehve digitaacutelniacute vaacutehy
- 129 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 a druhyacute teploměr TMP-
BTA do vstupu CH2 LabQuestu Do naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme teplou
vodu o hmotnosti m1 a teplotě t1 Do druheacute naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme
studenou vodu o hmotnosti m2 a teplotě t2 Hmotnosti určiacuteme pomociacute digitaacutelniacute
vaacutehy Do prvniacute naacutedoby vložiacuteme prvniacute teploměr a do druheacute naacutedoby druhyacute
teploměr Teploměry můžeme upevnit do stojanů
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
120 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 130 -
3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute obou teplot a na
vodorovneacute ose x ponechaacuteme čas
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Přeložiacuteme teploměr
z naacutedoby se studenou vodou do naacutedoby s teplou vodou a současně přelijeme
studenou vodu do tepleacute a počkaacuteme až nastane rovnovaacutežnyacute stav
5 Ukončiacuteme měřeniacute
6 Z grafů odečteme teploty před tepelnou vyacuteměnou (t1 a t2) a po tepelneacute
vyacuteměně (t)
7 Vypočiacutetaacuteme teplo odevzdaneacute Q1 a teplo přijateacute Q2
8 Porovnaacuteme vyacutesledneacute hodnoty
9 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proč měřeniacute nevychaacuteziacute uacuteplně přesně Čiacutem je to způsobeno
2 Zkus stejneacute měřeniacute pro jedno kapalneacute těleso (voda) a jedno pevneacute těleso
(mosaznyacute vaacuteleček železnyacute vaacutelečekhellip)
3 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy
OHSP-202
- 131 -
Tepelneacute jevy 36 VEDENIacute TEPLA
Fyzikaacutelniacute princip
Zahřiacutevaacuteme-li jednu čaacutest podeacutelneacuteho tělesa z pevneacute laacutetky přenaacutešiacute se rychlejšiacute
pohyb atomů na dalšiacute a dalšiacute atomy Tiacutem se zvyšuje i teplota dalšiacutech čaacutestiacute
Tento jev se nazyacutevaacute vedeniacute tepla Laacutetky děliacuteme na tepelneacute vodiče (měď
hliniacutek hellip) a tepelneacute izolanty (vzduch plasty dřevo hellip)
Ciacutel
Ověřit šiacuteřeniacute tepla tepelnyacutem vodičem
Pomůcky
LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA tlustšiacute Cu vodič lihovyacute kahan dva
laboratorniacute stojany
- 132 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme čtyři teploměry TMP-BTA do vstupů CH1 až CH4 LabQuestu
LabQuest připojiacuteme k PC přes USB konektor Teploměry můžeme upevnit do
smyček vytvořenyacutech z tlustšiacuteho měděneacuteho draacutetu ndash viz scheacutema
2 Zapneme LabQuest V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat
nastaviacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzorek sekundu Zatrhneme Nepřerušenyacute
sběr dat
3 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a postaviacuteme ho pod konec Cu vodiče ndash viz scheacutema
4 V programu LoggerPro zvoliacuteme Sběr dat Nechaacuteme určitou
dobu běžet měřeniacute
5 Ukončiacuteme měřeniacute ndash v programu LoggerPro zvoliacuteme Zastavit
6 Porovnaacuteme naměřeneacute grafy
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
- 133 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus měřeniacute pro jinyacute pevnyacute tepelnyacute vodič
2 Zkus stejneacute měřeniacute pro kapalneacute těleso (voda v naacutedobě)
- 134 -
Termika 37 SOUTĚŽ TEPLOMĚRŮ
Fyzikaacutelniacute princip
Teplota popisuje stav tělesa Teplotu měřiacuteme teploměrem Teplota tělesa
zaacutevisiacute i na miacuteře ochlazovaacuteniacute Miacutera ochlazovaacuteniacute zaacutevisiacute i na vlhkosti povrchu
tělesa (podobně ochlazovaacuteniacute lidskeacuteho těla) Vypařujiacuteciacute se kapalina odvaacutediacute čaacutest
vnitřniacute energie tělesa ndash ochlazuje ho Miacutera ochlazovaacuteniacute tělesa zaacutevisiacute i na
odvaacuteděniacute vznikajiacuteciacutech par
Ciacutel
Porovnej rychlost ochlazovaacuteniacute tělesa na povrchu sucheacuteho a mokreacuteho tělesa
Pomůcky
LabQuest teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA rychlovarnaacute konvice s horkou
vodou utěrka
- 135 -
Scheacutema
Postup
1 V konvici si ohřejeme vodu
2 Teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1
LabQuestu
3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
4 Zastrčiacuteme teploměr do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute je
praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme
tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem nepohybujeme
- 136 -
5 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash
menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Zastrčiacuteme teploměr opět do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute
je praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme
tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem budeme nyniacute maacutevat
7 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash
menu Graf ndash Uložit měřeniacute
8 Body 4 až 7 znovu opakujeme ale s tiacutem že po vytaženiacute teploměru
z konvice teploměr rychle utřeme utěrkou
9 Zobraziacuteme všechny čtyři naměřeneacute grafy ndash menu Graf ndash Ukaacutezat graf ndash
Všechny grafy
10 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus stejneacute měřeniacute s vlažnou vodou
2 Vyzkoušej jinou kapalinu
3 Pokud maacuteme čtyři teploměry můžeme proveacutest měřeniacute bdquonajednouldquo
- 137 -
Tepelneacute jevy 38 VAR
Fyzikaacutelniacute princip
Var je děj při ktereacutem se kapalina přeměňuje v plyn v celeacutem objemu Teplota
při ktereacute dochaacuteziacute k varu se nazyacutevaacute teplota varu Jejiacute hodnota zaacutevisiacute nejen na
chemickeacutem složeniacute kapaliny ale takeacute na tlaku nad povrchem kapaliny Voda
vře za normaacutelniacuteho tlaku (1 013 hPa) při 100 degC Zaacutevislost teploty varu vody
na tlaku lze přibližně vyjaacutedřit rovniciacute 5
716 2810
pt
Ciacutel
Ověřit teplotu varu za normaacutelniacuteho tlaku Ověřit zaacutevislost teploty varu na tlaku
- 138 -
Pomůcky
LabQuest teploměr GoTemp nebo TMP-BTA baňka voda lihovyacute kahan
laboratorniacute stojan odměrnyacute vaacutelec
Scheacutema
- 139 -
Postup
1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr GoTemp nebo TMP-
BTA Do baňky nalijeme horkou vodu Sestaviacuteme pomůcky podle scheacutema
V odměrneacutem vaacutelci kteryacute určuje hodnotu tlaku par nad volnyacutem povrchem vařiacuteciacute
vody neniacute voda Tzn že nad vodou v baňce je atmosfeacuterickyacute tlak
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Režim
Udaacutelosti a hodnoty Naacutezev Tlak Jednotka Pa
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a ohřiacutevaacuteme vodu v baňce až dosaacutehne teploty varu
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Paacutery vznikajiacuteciacute nad volnyacutem povrchem v baňce mohou volně odchaacutezet
hadiciacute kteraacute uacutestiacute nad dnem odměrneacuteho vaacutelce
7 Při dosaženiacute teploty varu stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
8 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku (odečteme
z barometru) a stiskneme OK
- 140 -
9 Přilijeme do odměrneacuteho vaacutelce vodu do vyacutešky 5 cm nad uacutestiacutem hadice
10 Při dosaženiacute teploty varu (poznaacuteme to podle bublinek ktereacute budou
vystupovat do vody v odměrneacutem vaacutelci) stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
11 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku zvětšenou
o hodnotu hydrostatickeacuteho tlaku a stiskneme OK
12 Opakujeme body 9 10 a 11 pro hodnoty vyacutešky hladiny vody v odměrneacutem
vaacutelci 10 cm 15 cm 20 cm a 25 cm
13 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
14 Provedeme analyacutezu grafu Jakaacute je to funkce Porovnaacuteme vyacutesledky
s vyacutesledky v MFCh tabulkaacutech Určiacuteme rovnici lineaacuterniacute funkce t = f(p)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Na čem zaacutevisiacute teplota varu určiteacute kapaliny
2 Čiacutem se lišiacute var vody v otevřeneacutem a v uzavřeneacutem tlakoveacutem hrnci
3 Může voda vařit i při nižšiacute teplotě než 100 degC
4 Pomociacute vyacutevěvy změř teploty varu při nižšiacutem tlaku než je atmosfeacuterickyacute
- 141 -
Zvukoveacute jevy 39 KMITAVYacute POHYB
Fyzikaacutelniacute princip
Kmitaveacute pohyby se nazyacutevajiacute pohyby při kteryacutech vyacutechylka opakovaně roste
a klesaacute Kmit je periodicky se opakujiacuteciacute čaacutest kmitaveacuteho pohybu doba jeho
trvaacuteniacute je perioda T a počet kmitů za jednotku času je frekvence 1
fT
Ciacutel
Určit periodu T a frekvenci f kmitaveacuteho pohybu
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA těleso (zaacutevažiacute) pružina stojan metr
- 142 -
Scheacutema
- 143 -
Postup
1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest Na siloměr zavěsiacuteme pružinu
3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
50 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute) Těleso je v klidu
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika
Určiacuteme hmotnost tělesa Ověřiacuteme na digitaacutelniacutech vahaacutech
8 Uvedeme těleso do kmitaveacuteho pohybu
9 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Provedeme
analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice (nebo soubor
nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)
- 144 -
10 Z grafu určiacuteme periodu T a vyacutepočtem frekvenci f
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Určete periodu a kmitočet joja
2 Určete periodu a kmitočet zaacutevažiacute ponořeneacuteho v kapalině
3 Určete periodu a kmitočet kmitaacuteniacute praviacutetka
4 Měř kmitavyacute pohyb delšiacute dobu Co pozoruješ
- 145 -
Zvukoveacute jevy 310 ZVUK
Fyzikaacutelniacute princip
Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz
Ciacutel
Určit časovyacute diagram některyacutech zdrojů zvuku ndash ladičky klaacuteves hudebniacutech
naacutestrojůhellip
Určit frekvenci (vyacutešku) toacutenů c1 d
1 e
1 c
2 Určit hudebniacute intervaly těchto
toacutenů Předveacutest barvu toacutenů
Pomůcky
LabQuest mikrofon MCA-BTA zdroje zvuku (hudebniacute naacutestroje) ladičky
- 146 -
Scheacutema
Postup
1 Zapneme LabQuest
2 Připojiacuteme mikrofon MCA-BTA do vstupu CH1 LabQuestu nebo v menu
Senzory ndash Nastaveniacute senzorů zvoliacuteme INT ndash Vnitřniacute mikrofon
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Rozezvučiacuteme zdroj zvuku ndash hlaacuteska bdquoaldquo bdquoeldquo bdquosldquo
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Uklaacutedaacuteme naměřeneacute zvuky v menu Graf ndash Uložit měřeniacute nebo zvoliacuteme
Pomociacute kalkulačky určujeme kmitočty periodickyacutech zvuků Uložiacuteme soubor
- 147 -
- 148 -
7 Opakujeme body 4 5 a 6 pro toacuteny c1 d
1 e
1 c
2 Určujeme kmitočet
těchto toacutenů (změřiacuteme periodu a kmitočet vypočiacutetaacuteme) a jejich hudebniacute
intervaly
8 Naměřeneacute kmitočty toacutenů a vypočiacutetaneacute hodnoty hudebniacutech intervalů
porovnaacuteme s hodnotami v tabulce
Toacuten c1 d1 e1 f1 g1 a1 h1 c2
Laděniacute absolutniacute vyacuteška (Hz)
temperovaneacute 262 294 330 349 392 440 494 524
přirozeneacute 264 297 330 352 396 440 495 528
Hudebniacute interval 11 98 54 43 32 53 158 21
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkoušiacuteme měřit časoveacute diagramy různyacutech hudebniacutech naacutestrojů
2 Zkus změřit stejneacute toacuteny různyacutech hudebniacutech naacutestrojů Co je barva toacutenů
- 149 -
Zvukoveacute jevy 311 RYCHLOST ZVUKU VE
VZDUCHU
Fyzikaacutelniacute princip
Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz Rychlost zvuku
můžeme změřit přiacutemou metodou tak že změřiacuteme vzdaacutelenost kterou zvuk urazil
a dobu za kterou mu to trvalo
Ciacutel
Určit rychlost zvuku ve vzduchu při daneacute teplotě
Pomůcky
LabQuest dva mikrofony MCA-BTA zdroj zvuku ndash dřevěneacute hůlky (hudebniacute
naacutestroj)
- 150 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 a CH 2 LabQuestu připojiacuteme dva mikrofony MCA-BTA
2 Mikrofony nastaviacuteme dle scheacutematu na jeden až dva metry od sebe Změřiacuteme
vzdaacutelenost s = m
3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
003 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute
přes 25 Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu měřeniacute neprobiacutehaacute čekaacute
na bdquospoušťldquo
5 U praveacuteho mikrofonu ťukneme do dřevěnyacutech hůlek Tiacutem se zapne
(bdquospoušťldquo) měřeniacute a oba mikrofony zaznamenajiacute zvuk Levyacute mikrofon
s určityacutem zpožděniacutem ktereacute odpoviacutedaacute vzdaacutelenosti obou mikrofonů a rychlosti
zvuku
6 Na dotykoveacute obrazovce si zvětšiacuteme miacutesto kde začiacutenaacute druhyacute zvuk ndash
označiacuteme perem a menu Graf ndash Zvětšit Daacutele označiacuteme co nejpřesněji miacutesto
kde začiacutenaacute druhyacute zpožděnyacute zvuk odečteme čas zpožděniacute t = s
- 151 -
7 Vypočiacutetaacuteme rychlost zvuku v = st = m sndash1
8 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute vzdaacutelenosti
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pokud stejneacute měřeniacute bude dělat viacutece studentů je potřeba se domluvit aby
nedošlo k vzaacutejemneacutemu rušeniacute
2 Porovnej rychlost zvuku s tabulkovou hodnotou a s hodnotami v jinyacutech
laacutetkaacutech Kde je největšiacute
3 Vypočiacutetej podle vzorce z tabulek jakaacute je rychlost zvuku při daneacute teplotě
vzduchu t = degC
4 Zkus se zamyslet nad průběhem grafů ndash jak se musiacute chvět zdroj zvuku
Zkus změřit rychlost zvuku pomociacute odrazu Naacutevod
K měřeniacute je použita odpadniacute trubka HTEM zakoupenaacute v OBI (deacutelka 1 2 nebo
3m takeacute je možneacute zakoupit viacutece stejnyacutech metrovyacutech kusů ktereacute je možno
zasouvat do sebe) K ucpaacuteniacute trubky je možneacute koupit tzv zaacutetku kteraacute se nasadiacute
- 152 -
na konec trubky Mikrofon je umiacutestěn těsně u uacutestiacute trubky K měřeniacute stačiacute pouze
jeden mikrofon K měřeniacute je potřeba stejneacute nastaveniacute (včetně bdquospouštěldquo)
5 Měřeniacute zkus nejdřiacuteve bez odpadniacute trubky a potom s trubkou
6 Jakou vzdaacutelenost musiacuteš dosadit do vzorce
7 Zkus stejneacute měřeniacute ale oddělej zaacutetku Zkus vysvětlit to co jsi naměřil
8 Nyniacute můžeš zkusit i ohřaacutet vzduch v trubce pomociacute feacutenu nebo teplovzdušneacute
pistole a teploměrem TMP-BTA měřit jeho teplotu Jak se změniacute rychlost
zvuku Co to způsobilo
- 153 -
Zvukoveacute jevy 312 VNIacuteMAacuteNIacute ZVUKU HLASITOST
Fyzikaacutelniacute princip
Praacuteh slyšitelnosti je nejmenšiacute intenzita zvuku kterou je schopen vniacutemat
pozorovatel s normaacutelniacutem sluchem (I0 = 10ndash12
W mndash2
) Praacuteh bolesti je
nejmenšiacute intenzita zvuku kteraacute vyvolaacute pocit bolesti (I0 = 10 W mndash2
) Hladina
intenzity zvuku L (v decibelech) je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute vyjadřuje kolikraacutet
je vniacutemanyacute zvuk silnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti (10kraacutet o 10 dB 100kraacutet
o 20 dB 1 000kraacutet o 30 dB hellip)
Ciacutel
Určit pomociacute hlukoměru SLM-BTA hladinu intenzity zvuku lidskeacuteho hlasu
zařiacutezeniacute a strojů kolem naacutes (pračka vysavač televize raacutedio reprodukovanaacute
hudba ulice hřiště přestaacutevka ve školehellip ticho)
- 154 -
Pomůcky
LabQuest hlukoměr SLM-BTA
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme hlukoměr SLM-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
120 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 155 -
3 Nastaveniacute hlukoměru SLM-BTA Time Weiting ndash S (slow) Maximum
Level Hold ndash RESET (průběžně zobrazuje) Frequency Weighting ndash A (pomaleacute
změny)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a postupně v 10 s
intervalech zkoušiacuteme různeacute zvuky ticho ndash potlesk ndash tlumenyacute hovor ndash hlasityacute
hovor ndash velmi hlasityacute hovor ndash křik
5 Podobně zkoušiacuteme změřit
a) hluk celeacuteho praciacuteho cyklu pračky
b) hluk různyacutech spotřebičů kolem naacutes ndash televize raacutedio zvuk ze sluchaacutetek
(přiloženiacutem hlukoměru ke sluchaacutetkům) zvuk mobilniacuteho telefonu hluk varneacute
konvice
c) hluk ve škole ndash ve třiacutedě na chodbě hellip
d) ticho ndash ve dne v noci
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Kolikraacutet je bdquoticholdquo hlučnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti
2 Vyzkoušej jak velkeacute je bdquoticholdquo uvnitř krabice
- 156 -
3 Jakeacute je bdquoticholdquo před oknem a za oknem
4 Vyzkoušej odraz zvuku ndash v miacutestnosti na louce
5 Změř jak se měniacute hladina intenzity zvuku za bouřky
6 Zkoumej jak zvuk pohlcujiacute různeacute materiaacutely
7 Vyzkoušej odraz zvuku pomociacute desky Např
8 Vyzkoušej naměřit v jeskyni hlasitost ozvěny
- 157 -
9 U reproduktoroveacute soustavy (stereo) zkus naleacutezt miacutesto s nejsilnějšiacute hlasitostiacute
10 Změř zaacutevislost hlasitosti na uacutehlu naacuteklonu odrazneacute desky Sestroj graf
11 Změř směrovou charakteristiku reproduktoru
( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=393)
12 Změř frekvenčniacute charakteristiku reproduktoru
( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=392)
- 158 -
Elektrickeacute vlastnosti laacutetek
313 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ ELEKTRICKYacute PROUD
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovanyacutech
těles kteryacute se projevuje silovyacutem působeniacutem na jinaacute tělesa Jeho jednotkou je
coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při pokusech ve třiacutedě
pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů) 1 nC je přibližně
6000000000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj elektronu hellip)
Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj (na skleněneacute
tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně nabiteacute těleso maacute
viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute protony
K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič naacuteboje
Elektrickyacute proud I je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličinou Jeho jednotkou je ampeacuter
(A) Můžeme jej vyjaacutedřit pomociacute naacuteboje Q kteryacute projde vodičem za jednotku
času Q
It
Ciacutel
Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute
při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute
Změřit proud I v zaacutevislosti na čase t a určit velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute
a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru
- 159 -
Pomůcky
LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA ampeacutermetr DCP-BTA tělesa (plechovka
na polystyreacutenu kovoveacute kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem
držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute těles kondenzaacutetor 15 mF16 V plochaacute baterie
45 V žaacuterovka 35 V 01 A přepiacutenač
- 160 -
Scheacutema
Postup
1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou
krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku
připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou
zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě
- 161 -
kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru
zvoliacuteme rozsah plusmn100 nC (scheacutema a))
2 Zapneme LabQuest
3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem
ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj
Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky
5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence
2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj
z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute
naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)
Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky
9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute
tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)
10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu 3times3
mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle
- 162 -
Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm
Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je
11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech
(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)
12 Sestaviacuteme obvod podle scheacutema b)
13 Změřiacuteme časovyacute průběh proudu při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru
- 163 -
14 Určiacuteme velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru pomociacute
funkce menu Analyacuteza volba Integraacutel
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zopakuj měřeniacute v bodech 13 a 14 pro různaacute zapojeniacute dvou nebo viacutece
kondenzaacutetorů
- 164 -
Elektrickyacute proud 314 OHMŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Ohmův zaacutekon Pokud maacute kovovyacute vodič staacutelou teplotu je elektrickyacute proud
prochaacutezejiacuteciacute vodičem přiacutemo uacuteměrnyacute napětiacute na vodiče (r 1826 G S Ohm)
Grafem přiacutemeacute uacuteměrnostiacute je přiacutemka prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem
Ciacutel
Ověřit Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky a rezistory 12 Ω 33 Ω
a 100 Ω
Pomůcky
LabQuest rezistor 33 Ω a 100 Ω žaacuterovka 6 V03 A voltmetr DVP-BTA
ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat
- 165 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
napětiacute Vlevo 0 Vpravo 6 V Na ose y zvoliacuteme Elektrickyacute proud a Spojovat
body Dole 0 a Nahoře 06 A V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Reostatem pomalu zvyšujeme napětiacute a proud Hodnota napětiacute nesmiacute
překročit 5 V a proudu 06 A Zobrazuje se tzv voltampeacuterovaacute charakteristika
Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro rezistor 33 Ω a pro žaacuterovku
- 166 -
7 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Platiacute Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky
2 Porovnej voltampeacuteroveacute charakteristiky rezistorů s různyacutemi hodnotami
odporů
3 Zkus vymyslet jak ověřiacuteš že Ohmův zaacutekon platiacute i pro wolframoveacute vlaacutekno
žaacuterovky
- 167 -
Elektrickyacute proud 315 ODPOR
Fyzikaacutelniacute princip
Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou
elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše
přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita
ρ a na teplotě t vodiče
Ciacutel
Změřit odpor bdquošpatneacuteholdquo vodiče ndash rezistoru Ověřit jak zaacutevisiacute odpor vodiče na
deacutelce
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) různeacute rezistory tahovyacute
potenciometr 10 kΩ počiacutetač s programem Logger Pro
- 168 -
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 K ohmmetru připojiacuteme tahovyacute potenciometr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se
vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 169 -
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm
2 cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute
potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute
exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute
14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Měřiacuteme odpor různyacutech rezistorů a jejich zapojeniacute
2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů
3 Změř jak zaacutevisiacute odpor potenciometru na uacutehlu natočeniacute u otočneacuteho
potenciometru
- 170 -
Elektrickyacute proud 316 ZAacuteVISLOST ODPORU NA
TEPLOTĚ
Fyzikaacutelniacute princip
Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou
elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše
přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita
ρ a na teplotě t vodiče
Na teplotě zaacutevisiacute odpor vodičů i polovodičů Odpor vodičů se vzrůstajiacuteciacute
teplotou stoupaacute (kladnyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) kdežto odpor
polovodičů uhliacuteku a některyacutech speciaacutelniacutech slitin kovů se vzrůstajiacuteciacute teplotou
klesaacute (zaacutepornyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) Elektrickyacute odpor maacute
vždy kladnou hodnotu Dobreacute vodiče kladou malyacute odpor špatneacute vodiče kladou
velkyacute odpor
Pozistor je dvoupoacutelovaacute elektrickaacute součaacutestka Jednaacute se o typ termistoru
s pozitivniacute teplotniacute zaacutevislostiacute (tzn s rostouciacute teplotou roste odpor) proto se
použiacutevaacute i označeniacute PTC termistor (positive temperature coefficient) Vyraacutebějiacute
se z polykrystalickeacute feroelektrickeacute keramiky (titaničitan barnatyacute BaTiO3)
Odpor pozistoru s růstem teploty nejprve miacuterně klesaacute nad Curieovu teplotu
poteacute prudce vzrůstaacute asi o 3 řaacutedy a pak opět miacuterně klesaacute Oblast naacuterůstu je
možneacute chemickyacutem složeniacutem ovlivňovat a tak vytvořit např sadu teploměrů
s odstupňovanyacutem teplotniacutem rozsahem (nejčastěji po 10 degC)
- 171 -
Ciacutel
Změřit jak zaacutevisiacute odpor pozistoru na teplotě
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA
pozistor kaacutedinka stojan počiacutetač s programem Logger Pro
- 172 -
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 a teploměr TMP-BTA do
konektoru CH 2 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Teploměr a pozistor jsou společně
upevněny zkroucenyacutem draacutetkem
3 K ohmmetru připojiacuteme pozistor
4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
5 Zapneme LabQuest
6 V programu LoggerPro na ose x zvoliacuteme teplotu a na ose y zvoliacuteme odpor
Tzn R = f(t)
7 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
8 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme
Nepřerušenyacute sběr dat
9 Do kaacutedinky nalijeme horkou vodu z konvice
- 173 -
10 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat Měřeniacute
nechaacuteme běžet delšiacute dobu (90 min) Pokud nemaacuteme čas můžeme měřeniacute
urychlit postupnyacutem ochlazovaacuteniacutem (přileacutevaacuteme studenou vodu nebo led)
11 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
12 Opakujeme měřeniacute pro různeacute pozistory
13 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z grafů určete teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu Porovnej jeho
velikost s hodnotami různyacutech kovů v tabulkaacutech
2 K čemu se použiacutevajiacute pozistory
- 174 -
Elektrickyacute proud 317 REOSTAT A POTENCIOMETR
Fyzikaacutelniacute princip
Plynulou změnu proudu spotřebičem umožňujiacute součaacutestky s proměnnyacutem
odporem ndash potenciometry Podle pohybu při ovlaacutedaacuteniacute je děliacuteme na tahoveacute
a otočneacute
K regulaci velkyacutech proudů použiacutevaacuteme reostat
Ciacutel
Ověřit funkci potenciometru jako děliče napětiacute a regulaacutetoru proudu
- 175 -
Pomůcky
LabQuest různeacute potenciometry počiacutetač s programem Logger Pro voltmetr
VP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA rezistor 100 Ω plochaacute baterie
- 176 -
Scheacutema
Postup
1 Voltmetr VP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 Potenciometr zapojiacuteme jako dělič napětiacute (viz scheacutema)
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment zvoliacuteme Sběr dat Moacuted
Udaacutelosti se vstupy Naacutezev sloupce deacutelka Značka d Jednotka cm
6 Na ose x zvoliacuteme veličinu deacutelka Na ose y veličinu napětiacute
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 177 -
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm
2cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute
potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko U otočneacuteho potenciometru měřiacuteme
a zadaacutevaacuteme jednotku uacutehlu
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute
exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
15 Stejneacute měřeniacute provedeme pro zapojeniacute potenciometru jako regulaacutetoru
proudu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 K čemu si využiacutevajiacute obě zapojeniacute Jakyacute je mezi nimi rozdiacutel
2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů
- 178 -
Elektrickyacute proud 318 VNITŘNIacute ODPOR ZDROJE
Fyzikaacutelniacute princip
Součet všech odporů kteryacutemi musiacute prochaacutezet proud uvnitř zdroje se nazyacutevaacute
vnitřniacute odpor zdroje Proud v uzavřeneacutem obvodu je roven podiacutelu
elektromotorickeacuteho napětiacute U0 zdroje a celkoveacuteho odporu R + Ri kde Ri je
vnitřniacute odpor zdroje
0
i
UI
R R
Ciacutel
Ověřit Ohmův zaacutekon pro uzavřenyacute obvod
Pomůcky
LabQuest rezistor 10 Ω voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute
baterie reostat 100 Ω a 10 kΩ
- 179 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x
zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat -
Ampeacutermetr Reostat 100 Ω a 10 kΩ nastaviacuteme na max hodnoty odporu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme spiacutenač
5 Reostatem 10 kΩ pomalu (10 s) zvětšujeme proud (hodnota odporu na
min) Jakmile reostat 10 kΩ vytočiacuteme do krajniacute polohy (min) pokračujeme
stejně reostatem 100 Ω do krajniacute polohy (min) Hodnota proudu nesmiacute
překročit 06 A což při napětiacute 45 V zajistiacute rezistor 10 Ω Zobrazuje se tzv
zatěžovaciacute charakteristika zdroje Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu
Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro různě stareacute plocheacute baterie
- 180 -
7 Provedeme analyacutezu jednotlivyacutech grafů V menu Analyacuteza zvoliacuteme Fitovat
křivku Napětiacute Vybereme typ rovnice Lineaacuterniacute Určiacuteme koeficienty lineaacuterniacute
funkce Opakujeme pro všechny grafy
8 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona pro uzavřenyacute obvod)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z koeficientů lineaacuterniacutech funkciacute určete napětiacute napraacutezdno U0 a zkratovyacute
proud Ik Daacutele určete vnitřniacute odpor Ri plocheacute baterie noveacute a stareacute
2 Vnitřniacute odpor plocheacute baterie se staacuteřiacutem zvětšuje Jak se to projevuje na
zatěžovaciacute charakteristice
- 181 -
Elektrickyacute proud 319 VYacuteKON ELEKTRICKEacuteHO
PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Vyacutekon P elektrickeacuteho proudu vypočiacutetaacuteme jako součin napětiacute na spotřebiči
a proudu kteryacute spotřebičem proteacutekaacute P = U I U spotřebičů je spraacutevneacute označovat
dodaacutevanyacute vyacutekon jako přiacutekon P0 Napřiacuteklad u žaacuterovky je světelnyacute vyacutekon
zlomkem elektrickeacuteho přiacutekonu
Ciacutel
Pomociacute wattmetru určit přiacutekon některyacutech spotřebičů Změřit přiacutekon v zaacutevislosti
na čase u některyacutech spotřebičů
Pomůcky
LabQuest wattmetr WU-PRO-I spotřebiče
- 182 -
Scheacutema
Postup
1 Wattmetr WU-PRO-I zapojiacuteme do USB konektoru LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 600 s Frekvence
1 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Připojiacuteme spotřebič k wattmetru
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) nebo po stisknutiacute tlačiacutetka (ukončit
měřeniacute) uložiacuteme soubor
- 183 -
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus změřit přiacutekon ledničky po dobu 24 hodin s teploměrem uvnitř Vyslov
zaacutevěr
2 Zkus změřit přiacutekon mikrovlnneacute trouby při ohřevu potravin (vody ndash změř
teplotu před začaacutetkem a po skončeniacute ohřiacutevaacuteniacute) Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče
3 Zkus změřit přiacutekon elektrovarneacute konvice nebo indukčniacuteho vařiče
s teploměrem Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče
- 184 -
Tepelneacute jevy 320 TERMOHRNEK
Fyzikaacutelniacute princip
Termosky a termohrnky jsou speciaacutelně vyrobeneacute naacutedoby ktereacute sloužiacute
k uchovaacuteniacute teploty tekutiny uvnitř Termoska byla vynalezena v roce 1982
Zaacutekladniacutem principem termosky je dvojitaacute vnitřniacute naacutedoba s lesklyacutemi dvojityacutemi
stěnami a z mezery mezi stěnami obou naacutedob je odčerpaacuten veškeryacute vzduch Přes
toto vakuoveacute prostřediacute nemůže tepelnaacute energie pronikat vedeniacutem tepelneacute
zaacuteřeniacute se odraacutežiacute zpět od lesklyacutech stěn u naacutedoby opatřeneacute zaacutetkou je omezen
i přenos prouděniacutem Diacuteky tomuto principu zůstaacutevaacute tekutina v naacutedobě teplaacute
nebo chladnaacute až po dobu několika hodin Většinou se dodaacutevajiacute termosky
s hrniacutečkem nebo sloužiacute jako hrniacuteček viacutečko laacutehve Různeacute firmy takeacute nabiacutezejiacute
možnost potisku vašiacute termosky
Ciacutel
Ověřit schopnost termohrnku udržet naacutepoj teplyacute po určitou dobu
Pomůcky
LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA různeacute termohrnky
- 185 -
Scheacutema
Postup
1 Teploměry zapojiacuteme do konektorů CH 1 až CH 4 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute (viz scheacutema) Dva termohrnky majiacute viacutečka Termohrnek
vpravo je bez viacutečka Vlevo je obyčejnyacute porcelaacutenovyacute hrnek
3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme ho přes USB k PC V programu LoggerPro
v menu Experiment ndash Sběr dat zatrhneme Nepřerušenyacute sběr dat
4 Do všech termohrnků nalijeme stejneacute množstviacute horkeacute vody z konvice
5 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
- 186 -
6 Po určiteacute době (např 2 až tři hodiny) zastaviacuteme měřeniacute
7 Vysloviacuteme zaacutevěr Co vše maacute vliv na udrženiacute tepleacuteho naacutepoje
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Opakujeme měřeniacute u všech termohrnků bez viacuteček
2 Opakujeme měřeniacute u všech hrnků s viacutečky
3 Opakujeme měřeniacute se studenyacutem naacutepojem Využijeme při tom kostky ledu
- 187 -
Elektrodynamika 41 MAGNETICKEacute POLE VODIČE
Fyzikaacutelniacute princip
Roku 1820 Hans Christian Oersted prokaacutezal že vodič jiacutemž prochaacuteziacute
elektrickyacute proud vytvaacuteřiacute kolem sebe magnetickeacute pole
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar soustřednyacutech kružnic ležiacuteciacutech v rovinaacutech
kolmyacutech na vodič Orientace indukčniacutech čar zaacutevisiacute na směru proudu a k jejiacutemu
určeniacute použiacutevaacuteme Ampeacuterovo pravidlo praveacute ruky Naznačiacuteme uchopeniacute
vodiče do praveacute ruky tak aby palec ukazoval dohodnutyacute směr proudu ve
vodiči prsty pak ukazujiacute orientaci magnetickyacutech indukčniacutech čar
- 188 -
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho
vodičem a na vzdaacutelenosti od vodiče
Pomůcky
LabQuest rezistor 10 Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA vodič
regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127
- 189 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash
max 06A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci v okoliacute vodiče
6 Potom nastaviacuteme konstantniacute hodnotu proudu a pohybujeme teslametrem
v kolmeacutem směru k ose vodiče
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce B na velikosti
elektrickeacuteho proudu I a na vzdaacutelenosti
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ze znalosti velikosti proudu a vzdaacutelenosti od vodiče spočiacutetej magnetickou
indukci
2π
IB
d kde μ0 = 4πmiddot10
ndash7NmiddotA
ndash2
- 190 -
Elektrodynamika 42 SIacuteLA PŮSOBIacuteCIacute NA VODIČ
V MAGNETICKEacuteM POLI
Fyzikaacutelniacute princip
Na vodič o deacutelce l kteryacutem prochaacuteziacute proud I a je umiacutestěnyacute v magnetickeacutem poli
trvaleacuteho magnetu s indukciacute B působiacute siacutela F = BIl
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost siacutely působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli na velikosti proudu
prochaacutezejiacuteciacuteho vodičem
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA ampeacutermetr HCS-BTA vodič magnet
regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute KXN-305D rezistor 2 Ω-10 W
- 191 -
Scheacutema
- 192 -
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
siloměr DFS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo ndash5 A Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Siacutela a Spojovat body
Dole ndash003 N a Nahoře 003 N V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash
max 5 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Regulovatelnyacutem zdrojem zmenšujeme napětiacute (proud) na 0 V (0 A)
Přepoacutelujeme zapojeniacute zdroje Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute
(proud) Kontrolujeme proud ndash max 5 A Graf se vykresluje na opačnou stranu
osy y Siloměrem měřiacuteme siacutelu působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli
7 Provedeme analyacutezu grafu ndash proložiacuteme lineaacuterniacute funkci
8
9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute siacutela na velikosti elektrickeacuteho proudu I
- 193 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vypočiacutetej velikost siacutely ze znaacutemyacutech hodnot B I a l F BIl Magnetickou
indukci B změř teslametrem uvnitř magnetickeacuteho pole magnetu
2 Miacutesto jednoducheacuteho vodiče použij několik zaacutevitů vodiče (viz scheacutema)
Porovnej vyacutesledky měřeniacute
3 Měřeniacute uspořaacutedej vodorovnyacutem směrem Siloměr bude zavěšenyacute svisle
a ciacutevka bude otočně upevněnaacute uprostřed Ktereacute uspořaacutedaacuteniacute je vyacutehodnějšiacute
- 194 -
Elektrodynamika 43 ELEKTROMAGNETICKAacute
INDUKCE
Fyzikaacutelniacute princip
Elektromagnetickaacute indukce je jev při ktereacutem vznikaacute elektrickeacute napětiacute ve
vodiči změnou magnetickeacuteho pole v okoliacute vodiče (ciacutevky) Indukovaneacute napětiacute
zaacutevisiacute na velikosti změny magnetickeacuteho pole i na rychlosti jeho změny
Ciacutel
Změřit indukovaneacute napětiacute Ověřit na čem zaacutevisiacute
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA ciacutevka s jaacutedrem permanentniacute magnet
- 195 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod
dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 5 s
Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Roztočiacuteme
permanentniacute magnet v těsneacutem okoliacute ciacutevky (jaacutedra)
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 196 -
4 Opakujeme měřeniacute s rychlejšiacutem (pomalejšiacutem) otaacutečeniacutem magnetu
5 Vyměniacuteme magnet za bdquosilnějšiacuteldquo
6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash na čem zaacutevisiacute indukovaneacute napětiacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus ciacutevku s jinyacutem počtem zaacutevitů
2 Zkus pohybovat membraacutenou reproduktoru a měřit indukovaneacute napětiacute
3 Zkus napjatou strunu umiacutestit do magnetickeacuteho pole a na niacute měřit velikost
indukovaneacuteho napětiacute
- 197 -
Elektrodynamika 44 STŘIacuteDAVYacute PROUD
Fyzikaacutelniacute princip
Střiacutedavyacute proud (napětiacute) je proud kteryacute staacutele měniacute svoji velikost i směr Časovyacute
průběh různyacutech střiacutedavyacutech proudů (napětiacute) může byacutet harmonickyacute (sinusoida)
obdeacutelniacutekovyacute trojuacutehelniacutekovyacutehellip
Z časoveacuteho průběhu harmonickeacuteho proudu (napětiacute) můžeme určit periodu
frekvenci a amplitudu
Ciacutel
Změř časovyacute průběh harmonickeacuteho napětiacute a urči jeho efektivniacute hodnotu
periodu frekvenci a amplitudu Urči vztahy mezi nimi
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA (+ndash10 V) zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute do 5 V
multimetr
- 198 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme voltmetr VP-BTA (+ndash10 V)
2 Do školniacuteho zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute (max 5 V stř) připojiacuteme rezistor
100 Ω
3 Paralelně k tomuto rezistoru připojiacuteme multimetr zapojenyacute jako střiacutedavyacute
voltmetr Zkontrolujeme že napětiacute neniacute většiacute než 5 V (efektivniacute hodnota)
4 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
01 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute
přes 001 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
5 Připojiacuteme vyacutevody voltmetru k rezistoru a stiskneme tlačiacutetko START
(měřeniacute) na LabQuestu
6 Po proběhleacutem měřeniacute v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika ndash Napětiacute
7 Z tabulky Statistika můžeme odečiacutest max hodnotu napětiacute = amplituda
Umax = V
8 Na voltmetru odečteme efektivniacute hodnotu napětiacute Uef = V
- 199 -
9 Vzhledem k tomu že jsme zadali dobu měřeniacute 01 s tak se zobrazilo přesně
5 period Tzn že jedna perioda je T = 002 s a frekvence je f = 50 Hz
10 Vypočiacutetaacuteme poměr Umax Uef =
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jako zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute můžeme
použiacutet samotnyacute LabQuest s vyacutekonovyacutem
zesilovačem PAMP kteryacute připojiacuteme
k LabQuestu a v aplikaci Zesilovač (generaacutetor
funkciacute) můžeme nastavovat druh střiacutedaveacuteho
signaacutelu (sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek pila)
frekvenci a amplitudu Pomociacute druheacuteho
LabQuestu můžeme kontrolovat ndash měřit tento
střiacutedavyacute signaacutel
2 Jako jinyacute zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute (proudu)
můžeme použiacutet generaacutetor funkciacute NTL I u něj
je možneacute nastavovat druh střiacutedaveacuteho signaacutelu
(sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek) frekvenci
a amplitudu kterou můžeme pomociacute
LabQuestu měřit
3 Kde se využiacutevaacute střiacutedaveacute napětiacute (proud) S jakyacutem průběhem
4 Zkus změřit střiacutedaveacute napětiacute v nějakeacutem přiacutestroji např na reproduktoru
baterioveacuteho raacutedia Pozor střiacutedaveacute napětiacute musiacute byacutet menšiacute než plusmn10 V Ověř
nejdřiacuteve stř voltmetrem
- 200 -
Elektrodynamika 45 TŘIacuteFAacuteZOVEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Třiacutefaacutezoveacute napětiacute vznikaacute otaacutečeniacutem magnetu v soustavě třiacute ciacutevek Maacuteme tedy tři
zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute ndash faacuteze Třiacutefaacutezovyacute rozvod lze využiacutet k zapojeniacute do
hvězdy nebo k zapojeniacute do trojuacutehelniacuteku Faacutezoveacute napětiacute (u1 u2 u3) je napětiacute
(v našich domaacutecnostech 230 V) mezi středniacutem vodičem (N) a faacutezovyacutem
vodičem (L1 L2 L3) Sdruženeacute napětiacute (u12 u13 u23) je napětiacute (v našich
domaacutecnostech 400 V) mezi libovolnyacutemi dvěma faacutezovyacutemi vodiči
Ciacutel
Změřit časovyacute průběh napětiacute třiacute faacuteziacute v zapojeniacute do hvězdy Ověřit že součet
napětiacute v každeacutem čase je nulovyacute Ověřit že poměr sdruženeacuteho a faacutezoveacuteho
napětiacute je 173kraacutet většiacute
Pomůcky
LabQuest zdroj třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute 3 rezistory 100 Ω 3 voltmetry VP-BTA
- 201 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme 3 voltmetry VP-BTA ke vstupům CH1 CH2 a CH3 LabQuestu
Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu Na zdroji třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute nastaviacuteme hodnotu
faacutezoveacuteho napětiacute do 5 V
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
005 s Frekvence 10 000 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Uložiacuteme měřeniacute
- 202 -
5 Provedeme analyacutezu grafu Odečiacutetaacuteme v každeacutem časoveacutem okamžiku
okamžiteacute hodnoty napětiacute u1 u2 a u3 a provaacutediacuteme jejich součet ndash ověřujeme že
součet je nulovyacute
6 Střiacutedavyacutem voltmetrem změřiacuteme sdruženeacute a faacutezoveacute napětiacute (efektivniacute
hodnoty) a vypočiacutetaacuteme jejich poměr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z grafu ndash časoveacuteho průběhu napětiacute urči o jakou čaacutest periody jsou
posunuta napětiacute
2 Z grafu urči jakyacute je frekvence a perioda střiacutedavyacutech napětiacute
3 Jakyacute je poměr efektivniacute a maximaacutelniacute hodnoty faacutezoveacuteho střiacutedaveacuteho napětiacute
ktereacute jsi naměřil
4 Z grafu urči amplitudu sdruženeacuteho napětiacute a amplitudu faacutezoveacuteho napětiacute
Jakyacute je jejich poměr
- 203 -
Elektrodynamika 46 ELEKTROMAGNETICKEacute VLNY
Fyzikaacutelniacute princip
Magnetickeacute pole můžeme znaacutezornit pomociacute indukčniacutech čar
Elektrickeacute pole popisujeme elektrickyacutemi siločarami
Elektrickeacute a magnetickeacute pole spolu často souvisejiacute Mluviacuteme pak
o elektromagnetickeacutem poli Elektromagnetickeacute vlny jsou přiacutečneacute a šiacuteřiacute se i ve
vakuu Šiacuteřiacute se rychlostiacute světla Elektromagnetickyacutemi vlnami se přenaacutešejiacute
signaacutely rozhlasu televize mobilniacutech telefonů atd I světlo je elektromagnetickeacute
vlněniacute (zaacuteřeniacute)
- 204 -
Mezi frekvenciacute f vlnovou deacutelkou λ a rychlostiacute šiacuteřeniacute elektromagnetickeacuteho
vlněniacute c (světla) platiacute vzorecc
f
Ciacutel
Změřit vlnovou deacutelku elektromagnetickeacuteho vlněniacute Prokaacutezat polarizaci
elektromagnetickeacute vlny
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA bezdraacutetovyacute zvonek ndash tlačiacutetko pracujiacuteciacute na
frekvenci 43392 MHz přijiacutemač s půlvlnnyacutem dipoacutelem (viz přiacutespěvek O
Lepila)
Scheacutema
- 205 -
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod
dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Pohybujeme rovnoměrnyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema pohyb 1)
5 Z poloh maxim a minim určiacuteme vlnovou deacutelku
6 Uložiacuteme měřeniacute
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pohybujeme rovnoměrnyacutem otaacutečivyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema
pohyb 2)
9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash vlnovaacute deacutelka a polarizace elektromagnetickeacuteho vlněniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vyzkoušej jak zaacutevisiacute velikost naměřeneacuteho napětiacute na vzdaacutelenosti vysiacutelače od
přijiacutemače
2 Pomociacute mřiacutežky nebo plechu vyzkoušej odraz vlněniacute (a interferenci)
- 206 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
47 TERMISTOR
Fyzikaacutelniacute princip
Termistor je polovodičovaacute součaacutestka jejiacutež odpor zaacutevisiacute na teplotě
Ciacutel
Změř zaacutevislost odporu termistoru na teplotě Urči o jakou zaacutevislost se jednaacute
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA
rychlovarnaacute konvice s horkou vodou termistory se jmenovitou hodnotou
odporu 4k7 10k 15k počiacutetač s programem Logger Pro
- 207 -
Scheacutema
Postup
1 V konvici si ohřejeme vodu
2 Teploměr TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 2 a ohmmetr do
konektoru CH 1 LabQuestu
3 K ohmmetru připojiacuteme termistor (10k) kteryacute zastrčiacuteme společně
s teploměrem do kaacutedinky
- 208 -
4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
5 Zapneme LabQuest
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Experiment ndash Sběr dat Trvaacuteniacute
300 s Frekvence 1 čteniacutes
8 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu na
osu y Odpor a na osu x Teplotu
9 Nalejeme horkou vodu z konvice do kaacutedinky s teploměrem a termistorem
a zapneme Sběr dat v programu LoggerPro
10 Voda postupně chladne a počiacutetač vykresluje graf zaacutevislosti R = f(t)
Ochlazovaacuteniacute můžeme pomalu urychlovat opatrnyacutem přileacutevaacuteniacutem studeneacute vody
a současnyacutem miacutechaacuteniacutem Pro hlubšiacute ochlazeniacute můžeme použiacutet kousek ledu
11 Po skončeniacute měřeniacute (300 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti ndash menu
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute a můžeme opakovat měřeniacute pro dalšiacute
termistor Nebo při měřeniacute použiacutet současně dva ohmmetry (CH 2 a CH 3) a dva
termistory
12 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
- 209 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z programu Logger Pro z tabulky můžeme naměřenaacute data pomociacute Ctrl+C
a Ctrl+V zkopiacuterovat do programu Excel a tam je daacutele zpracovaacutevat ndash sestrojit
graf proložit funkci
2 V programu Logger Pro můžeme v menu Analyacuteza ndash Curve Fit zkusit
proložit funkci kterou si vybereme ze seznamu Ověř vyacutepočtem (Excel
kalkulačka) že zvolenaacute funkce bdquofungujeldquo
3 Zdůvodněte proč odpor termistoru klesaacute s rostouciacute teplotou Kde se toho
využiacutevaacute
- 210 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
48 FOTOREZISTOR
Fyzikaacutelniacute princip
Fotorezistor (dřiacuteve označovaacuten jako fotoodpor) je pasivniacute elektrotechnickaacute
součaacutestka bez PN přechodu jejiacutež elektrickyacute odpor R se snižuje se zvyšujiacuteciacutem
se osvětleniacutem E
Princip fotorezistoru je založen na vnitřniacutem fotoelektrickeacutem jevu světlo
(foton) naraziacute do elektronu ve valenčniacute sfeacuteře a předaacute mu svoji energii tiacutem
elektron ziacuteskaacute dostatek energie k překonaacuteniacute zakaacutezaneacuteho paacutesu a skočiacute
z valenčniacuteho paacutesu do vodivostniacuteho Tiacutem opustiacute svůj atom a pohybuje se jako
volnyacute elektron prostorem krystaloveacute mřiacutežky Na jeho miacutestě vznikla diacutera Takto
vznikleacute volneacute elektrony přispiacutevajiacute ke sniacuteženiacute elektrickeacuteho odporu R (zvyacutešeniacute
elektrickeacute vodivosti G) Čiacutem viacutece světla na fotorezistor dopadaacute tiacutem vznikaacute viacutece
volnyacutech elektronů a zvyšuje se tiacutem elektrickaacute vodivost
Ciacutel
Změřit zaacutevislost odporu fotorezistoru na vzdaacutelenosti od zdroje světla
(žaacuterovky) Analyzovat funkčniacute zaacutevislost
- 211 -
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) fotorezistor počiacutetač
s programem Logger Pro
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 K ohmmetru připojiacuteme fotorezistor
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se
vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Fotorezistor (upevněnyacute v trubičce) nastaviacuteme 10 cm od žaacuterovky
- 212 -
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 10 cm a stiskneme OK
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 20 cm 30 cmhellip
150 cm
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute fotorezistory
14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Připoj k LabQuestu luxmetr a změř zaacutevislost odporu na osvětleniacute
- 213 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
49 TRANZISTOR JAKO SPIacuteNAČ A ZESILOVAČ
Fyzikaacutelniacute princip
Tranzistor je polovodičovaacute součaacutestka se dvěma přechody PN Středniacute čaacutest
krystalu polovodiče je baacuteze B a přechody PN ji oddělujiacute od oblasti s opačnyacutem
typem vodivosti kolektorem C a emitorem E Podle druhu vodivosti
jednotlivyacutech čaacutestiacute označujeme tranzistory jako typy NPN a PNP
Zaacutekladniacute funkce tranzistoru Maleacute napětiacute v obvodu baacuteze vzbuzuje proud
kteryacute je přiacutečinou mnohokraacutet většiacuteho proudu v obvodu kolektoroveacutem Tranzistor
se použiacutevaacute jako bdquoelektronickyacute spiacutenačldquo a bdquozesilovačldquo
- 214 -
Ciacutel
Ověřit činnost tranzistoroveacuteho spiacutenače a tranzistoroveacuteho zesilovače
Pomůcky
LabQuest dva voltmetry VP-BTA zapojeniacute tranzistoru jako spiacutenače
a zesilovače (podle scheacutema) generaacutetor signaacutelu baterie 45 V
Scheacutema
a) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquospiacutenačeldquo
- 215 -
b) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquozesilovačeldquo
Postup
1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 a CH 2 LabQuestu
2 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquospiacutenačldquo dle scheacutema a) Voltmetry měřiacuteme napětiacute
UBE (U1) a UCE (U2)
3 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme trojuacutehelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 5V
4 Voltmetr U1 připojiacuteme mezi baacutezi a emitor (UBE) Voltmetr U2 připojiacuteme
mezi kolektor a emitor (UCE)
5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
3 s Frekvence 10 000 čteniacutes
6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
- 216 -
Tranzistor jako bdquospiacutenačldquo
7 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
8 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquozesilovačldquo dle scheacutema b) Voltmetry měřiacuteme
napětiacute UBE (U1) a UCE (U2) Potenciometrem P nastaviacuteme bdquopracovniacute bod
tranzistoruldquo ndash UCE bude miacutet polovičniacute hodnotu napaacutejeciacuteho napětiacute
9 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme sinusovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 015 V
10 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 01 s Frekvence 10 000 čteniacutes
11 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
- 217 -
12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
13 Určiacuteme jakyacute je poměr UCEUBE
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Při jakeacutem napětiacute UBE tranzistor bdquosepneldquo Jak dlouho probiacutehaacute bdquosepnutiacuteldquo
2 Zkus měnit kmitočet vstupniacuteho napětiacute zesilovače
3 Zkus měnit nastaveniacute pracovniacuteho bodu Jakyacute to maacute vliv na vyacutestupniacute signaacutel
4 Zkus měnit velikost střiacutedaveacuteho vstupniacuteho napětiacute Jakyacute to maacute vliv na tvar
vyacutestupniacuteho napětiacute
- 218 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
410 INTEGROVANYacute OBVOD
Fyzikaacutelniacute princip
Prvniacute integrovanyacute obvod zkonstruoval Jack Kilby koncem srpna 1958 (r 2000
Nobelova cena za fyziku) Integrovaneacute obvody jsou součaacutestky ktereacute v jednom
pouzdře obsahujiacute velkeacute množstviacute vodičů rezistorů kondenzaacutetorů diod
a tranzistorů Děliacuteme je na čiacuteslicoveacute analogoveacute hellip
- 219 -
Ciacutel
Ověřit činnost integrovaneacuteho obvodu (čiacuteslicovyacute analogovyacute hellip)
Pomůcky
LabQuest tři voltmetry VP-BTA moduly zapojeniacute integrovanyacutech obvodů
LabQuest jako generaacutetor signaacutelu nebo jinyacute generaacutetor signaacutelu
- 220 -
Scheacutema
a) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo
b) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo
- 221 -
Postup
1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu
2 Zapojiacuteme čiacuteslicovyacute integrovanyacute obvod MH 7400 jako bdquoANDldquo bdquoORldquo hellip
dle scheacutematu a) b)
3 Na dvou generaacutetorech signaacutelu nastaviacuteme
obdeacutelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 45 V
4 Na prvniacutem generaacutetoru nastaviacuteme kmitočet
2 Hz a na druheacutem 3 Hz Připojiacuteme je na
vstupy A a B a připojiacuteme k nim voltmetry 1
a 2 K vyacutestupu Y připojiacuteme 3 voltmetr
5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 s Frekvence 200 čteniacutes
6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme
- 222 -
Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo
Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute
funkce bdquoNANDldquo
2 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute
funkce bdquoNORldquo
3 Zkus dalšiacute logickeacute funkce
4 Vyzkoušej funkci jinyacutech čiacuteslicovyacutech integrovanyacutech obvodů Např MH
7493 MH 74153 hellip
5 Vyzkoušej funkci jinyacutech analogovyacutech integrovanyacutech obvodů Např NE
555 hellip
- 223 -
Atomy a zaacuteřeniacute 411 RADIOAKTIVITA A OCHRANA
PŘED ZAacuteŘENIacuteM
Fyzikaacutelniacute princip
Radioaktivita je samovolnaacute přeměna jader Při přeměnaacutech jader vznikaacute zaacuteřeniacute
alfa beta gama a dalšiacute Poločas přeměny je doba za kterou se přeměniacute
polovina původniacuteho počtu radioaktivniacutech jader Ionizujiacuteciacute zaacuteřeniacute škodiacute všem
živyacutem buňkaacutem a je potřeba se před niacutem chraacutenit
Ciacutel
Změř uacuteroveň pozadiacute v miacutestnosti a na louce Ověř uacutečinek ozaacuteřeniacute detektoru od
zdroje zaacuteřeniacute na vzdaacutelenosti době tloušťce stiacuteněniacute a materiaacutelu stiacuteněniacute Ověř
zaacutekon radioaktivniacute přeměny Urči poločas přeměny baria 137m
Ba
Pomůcky
LabQuest souprava GAMABETA (GABEset-1) kabel k propojeniacute detektoru
s LabQuestem (viz doplňkovyacute text) souprava GABEset-2 přiacutepadně detektor
zaacuteřeniacute DRM-BTD
- 224 -
Scheacutema
Postup
1 Propojiacuteme detektor zaacuteřeniacute DRM-BTD (od firmy Vernier) nebo indikaacutetor
zaacuteřeniacute IRA ze soupravy GAMABETA 2007 (staršiacute GABEset-1) do konektoru
DIG 1 LabQuestu V druheacutem přiacutepadě musiacuteme požiacutet propojovaciacute kabel (viz
doplňkovyacute text nebo httpwwwvernierczclankypropojeni-gamabety-s-
labquestem)
2 Zapneme LabQuest V menu Senzor ndash Nastaveniacute senzorů vybereme pro
DIG 1 Detektor radiace Je vyacutehodneacute připojit dva detektory současně Druhyacute do
DIG 2 Oba umiacutestiacuteme na různaacute miacutesta (ne vedle sebe)
- 225 -
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Frekvence 01 čteniacutes a Trvaacuteniacute
100s
4 V menu Graf ndash Parametry grafu zvoliacuteme Automatickeacute měřiacutetko od nuly
5 Detektor (y) zaacuteřeniacute postaviacuteme volně na stůl Nepoužiacutevaacuteme žaacutednyacute zdroj
zaacuteřeniacute
6 Zapneme Sběr dat Měřeniacute bude probiacutehat 100 s v 10-ti sekundovyacutech
intervalech Vykresluje (iacute) se křivka (y) kteraacute (eacute) znaacutezorňuje (iacute) radioaktivitu
kolem naacutes (pozadiacute) v miacutestnosti nebo na louce Radioaktivita je přirozenou
součaacutestiacute našeho života Pokud použijeme dva detektory současně vidiacuteme že na
různyacutech miacutestech je jinyacute naacutepočet Radioaktivniacute přeměny majiacute statistickou
povahu
7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme (menu Graf ndash Uložit měřeniacute)
8 Pro dalšiacute měřeniacute můžeme změnit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme
Frekvence 001 čteniacutes a Trvaacuteniacute 1 000 s
9 V dalšiacutech měřeniacutech postupujeme stejně (bod 6 a 7) ale můžeme plnit
různeacute uacutekoly
a) Stanovit uacutečinek vzdalovaacuteniacute detektoru od zdroje zaacuteřeniacute (použijeme školniacute
zdroj zaacuteřeniacute ze soupravy GAMABETA) Pokud použijeme dva detektory
současně jeden nechaacuteme samostatně a druhyacute budeme ozařovat zdrojem zaacuteřeniacute
z různyacutech vzdaacutelenostiacute a v 10-ti (přiacutepadně při změně nastaveniacute bod 8 ndash 100)
sekundovyacutech intervalech budeme zdroj zaacuteřeniacute postupně po 2 cm vzdalovat od
detektoru
b) Stanovit miacuteru absorpce zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na tloušťce vrstvy
stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu Jeden detektor ozařujeme zaacuteřeniacutem beta a druhyacute zaacuteřeniacutem
gama (ze školniacuteho zdroje zaacuteřeniacute) Přitom v danyacutech časovyacutech intervalech
měniacuteme tloušťku měděneacute destičky (viz naacutevod k soupravě GAMABETA)
Vzhledem k tomu že je možno nastavit 6 různyacutech tlouštěk destičky (ek) potom
je vhodneacute dobu trvaacuteniacute změnit na 60 přiacutepadně 600 sekund
c) Stanovit rozdiacutel v absorpci zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na protonoveacutem
čiacutesle stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu shodneacute tloušťky Souprava GAMABETA obsahuje
destičky různyacutech materiaacutelů hliniacutek železo ciacuten měď olovo Prvniacute měřeniacute
provaacutediacuteme bez absorpčniacute destičky a potom postupně vystřiacutedaacuteme destičky
z různyacutech materiaacutelů Pro měřeniacute b) a c) je vhodnějšiacute doba trvaacuteniacute 600 s protože
- 226 -
změna tloušťky nebo materiaacutelu vyžaduje dvě sekundy a tiacutem zmenšiacuteme chybu
měřeniacute v jednotlivyacutech intervalech
d) Ověřeniacute zaacutekona radioaktivniacute přeměny Pro měřeniacute je potřeba ještě
souprava GABEset-2 kteraacute umožňuje přiacutepravu eluaacutetu baria k určeniacute poločasu
přeměny baria 137m
Ba (cca 150 s) K měřeniacute musiacuteme proveacutest nastaveniacute v bodě
8 (viz vyacuteše) Postupujeme podle naacutevodu v soupravě GABEset-2
10 Vysloviacuteme zaacutevěry
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus vyacuteše uvedenaacute měřeniacute proveacutest s připojenyacutem LabQuestem k PC
v programu Logger Pro Zde je možno nastavit zobrazeniacute grafu v sloupečciacutech
ndash menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu ndash Graph options ndash Bar graph
2 Zkus proměřit poločas přeměny s připojenyacutem LabQuestem k PC
v programu Logger Pro Pro detektor 1 můžeme proveacutest analyacutezu grafu
Analyacuteza ndash CurveFit ndash Natural exponent (proložit exponenciaacutelniacute funkci)
Poločas rozpadu je pak převraacutecenou hodnotou koeficientu C (viz niacuteže graf)
- 227 -
Atomy a zaacuteřeniacute 412 SLUNCE ndash SDIacuteLENIacute TEPLA
SAacuteLAacuteNIacuteM
Fyzikaacutelniacute princip
Slunce vysiacutelaacute elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute do prostoru Dopadne-li toto zaacuteřeniacute na
nějakeacute jineacute těleso a dojde-li k pohlceniacute tohoto zaacuteřeniacute zvyacutešiacute se vnitřniacute energie
tohoto tělesa Souhrnně se vzaacutejemneacute saacutelaacuteniacute a pohlcovaacuteniacute při dvou nebo i viacutece
tělesech s různyacutemi teplotami nazyacutevaacute sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem Dopadne-li toto
zaacuteřeniacute na jineacute těleso je čaacutestečně pohlceno čaacutest se odraacutežiacute a čaacutest prochaacuteziacute
tělesem Pohlceneacute zaacuteřeniacute způsobuje zvyacutešeniacute vnitřniacute energie tělesa odraženeacute
zaacuteřeniacute dopadaacute na jinaacute tělesa a prochaacutezejiacuteciacute zaacuteřeniacute přechaacuteziacute na jinaacute tělesa
Pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa zaacutevisiacute předevšiacutem na jakosti povrchu
a takeacute na barvě povrchu V praxi maacute tento poznatek vyacuteznam předevšiacutem při
konstrukci různyacutech zařiacutezeniacute např biacuteleacute chladničky a mrazaacuteky (aby se co nejviacutece
zaacuteřeniacute odrazilo) v leacutetě nosiacuteme předevšiacutem světleacute oblečeniacute Chceme-li naopak
aby se co nejviacutece zaacuteřeniacute pohltilo voliacuteme černou barvu povrchu
Ciacutel
Ověřit pohltivost různyacutech povrchů
Pomůcky
LabQuest 4 ks teploměr TMP-BTA 4 ks PET laacutehviacute s různyacutem povrchem
žaacuterovka 100 W 300 W
- 228 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměry TMP-BTA ke vstupům CH1 až CH4 LabQuestu
Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
600 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Zapneme žaacuterovku 300 W
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 229 -
5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa na
jakosti povrchu a takeacute na barvě povrchu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute se 100 W žaacuterovkou
2 Provedeme měřeniacute pro jineacute barvy a povrchy
- 230 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
413 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK I
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na osvětleniacute E
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)
- 231 -
Scheacutema
- 232 -
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E
solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 Na ose x zvoliacuteme Osvětleniacute (Illumination (lux)) a na ose y Vyacutekon (mW)
6 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzoreks
daacutele zatrhneme volbu Nepřerušenyacute sběr dat
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Plynule přibližujeme (přiacutepadně vzdalujeme) žaacuterovku k solaacuterniacutem člaacutenkům
Měřiacuteme zaacutevislost P = f(E)
9 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
10 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků zapojenyacutech seacuteriově a paralelně
- 233 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
414 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK II
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na uacutehlu natočeniacute solaacuterniacutech člaacutenků
vzhledem ke zdroji světla
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)
- 234 -
Scheacutema
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E
solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
- 235 -
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev
sloupce Uacutehel Značka α Jednotky deg
6 Na ose x zvoliacuteme Uacutehel (deg) a na ose y Vyacutekon (mW)
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute
panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky
9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu uacutehlu 0deg
10 Natočiacuteme solaacuterniacute panel o 10deg od směru šiacuteřeniacute světla Využijeme uacutehloměr na
stavebnici solaacuterniacutech panelů Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu
uacutehlu 10deg
11 Opakujeme postup pro dalšiacute hodnoty uacutehlů 20deg 30deg hellip 90deg
12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
13 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků osvětlenyacutech Sluncem
- 236 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
415 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK III
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na vlnoveacute deacutelce světla - filtru
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad) barevneacute filtry ze
stavebnice
- 237 -
Scheacutema
- 238 -
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev
sloupce Barva filtru Značka λ Jednotky nm
6 Na ose x zvoliacuteme Barva filtru (nm) a na ose y Vyacutekon (mW)
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute
panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky Před solaacuterniacute
člaacutenky vložiacuteme bdquomodryacute filtrldquo
- 239 -
9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu vlnoveacute deacutelky modreacuteho
světla ndash 460 nm
10 Opakujeme postup pro zelenyacute žlutyacute a červenyacute filtr
11 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
12 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pomociacute spektrofotometru změř vlnovou deacutelku světla ktereacute projde přes danyacute
barevnyacute filtr
2 Vyzkoušej jineacute barevneacute filtry
Mgr Vaacuteclav Pazdera
Měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier
Vydal Repronis v Ostravě roku 2012
Technickaacute uacuteprava textu doc RNDr Oldřich Lepil CSc
Naacutevrh obaacutelky
Tisk Repronis s r o Ostrava
Počet stran 240
Naacuteklad 150 ks
Vydaacuteniacute prvniacute
ISBN 978-80-7329-
- 5 -
42 Siacutela působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli 190
43 Elektromagnetickaacute indukce 194
44 Střiacutedavyacute proud 197
45 Třiacutefaacutezoveacute napětiacute 200
46 Elektromagnetickeacute vlny 203
47 Termistor 206
48 Fotorezistor 210
49 Tranzistor jako spiacutenač a zesilovač 213
410 Integrovanyacute obvod 218
411 Radioaktivita a ochrana před zaacuteřeniacutem 223
412 Slunce ndash sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem 227
413 Slunce ndash slunečniacute člaacutenek I 230
414 Slunce ndash slunečniacute člaacutenek II 233
415 Slunce ndash slunečniacute člaacutenek III 236
- 7 -
Uacutevod
Fyzikaacutelniacute veličina je jakaacutekoliv objektivniacute vlastnost hmoty jejiacutež hodnotu lze
změřit nebo spočiacutetat Měřeniacute fyzikaacutelniacute veličiny je praktickyacute postup zjištěniacute
hodnoty fyzikaacutelniacute veličiny Metody měřeniacute lze rozdělit na absolutniacute a relativniacute
přiacutemeacute a nepřiacutemeacute
Tento sborniacutek pracovniacutech listů je věnovaacuten měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin měřiacuteciacutem
systeacutemem Vernier Samozřejmě lze stejneacute uacutelohy měřit i s pomociacute jinyacutech
měřiacuteciacutech systeacutemů
Sborniacutek je určen pro studenty a učitele
1 čaacutest (tento sborniacutek) pokryacutevaacute učivo nižšiacuteho gymnaacutezia a jim odpoviacutedajiacuteciacutem
ročniacutekům zaacutekladniacutech škol a 2 čaacutest pokryacutevaacute učivo fyziky pro vyššiacute stupeň
gymnaacutezia nebo středniacute školy
Uvedenyacute soubor pracovniacutech listů vznikl na zaacutekladě zkušenostiacute ktereacute jsem
ziacuteskal při častyacutech měřeniacutech pro žaacuteky zaacutekladniacutech a středniacutech škol a na mnoha
seminaacuteřiacutech pro učitele fyziky kde jsem byl jako uacutečastniacutek nebo jako lektor
U každeacuteho pracovniacuteho listu je uvedena stručnaacute fyzikaacutelniacute teorie seznam
potřebnyacutech pomůcek scheacutema zapojeniacute stručnyacute postup jednoducheacute nastaveniacute
měřiacuteciacuteho systeacutemu ukaacutezka naměřenyacutech hodnot a přiacutepadně dalšiacute naacuteměty
k měřeniacute
Byl bych raacuted kdyby sborniacutek (1 a 2 čaacutest) pomohl studentům a učitelům fyziky
při objevovaacuteniacute kraacutes vědy zvaneacute fyzika a vyacutehod ktereacute nabiacuteziacute měřeniacute fyzikaacutelniacutech
- 8 -
veličin pomociacute měřiacuteciacutech systeacutemů ve spojeniacute s PC
Jakeacute jsou vyacutehody měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier (nebo
jinyacutech)
K měřiciacutemu systeacutemu můžeme připojit až 60 různyacutech senzorů
Všechna měřeniacute různyacutech fyzikaacutelniacutech veličin se ovlaacutedajiacute stejně což přinaacutešiacute
meacuteně stresu viacutece času a radosti z měřeniacute
Při použitiacute dataprojektoru maacuteme obrovskyacute měřiciacute přiacutestroj
Měřeniacute můžeme provaacutedět ve třiacutedě i v tereacutenu
Měřeniacute lehce zvlaacutednou bdquomaliacuteldquo i bdquovelciacuteldquo
Můžeme měřit několik veličin současně a v zaacutevislosti na sobě
Naměřeneacute hodnoty lze přenaacutešet i do jinyacutech programů
Naměřeneacute hodnoty lze uložit pro dalšiacute měřeniacute nebo zpracovaacuteniacute
Lze měřit i obtiacutežně měřeneacute veličiny a lze měřit i dopočiacutetaacutevaneacute veličiny
Lze měřit velmi rychleacute děje a velmi pomaleacute děje
Pořiacutezeniacute měřiacuteciacuteho systeacutemu neniacute draheacute
Maacuteme k dispozici hodně naacutemětů k měřeniacute
Vyacutesledek měřeniacute naacutes někdy překvapiacute a hellip poučiacute
Ve většině měřeniacute je vyacutestupem bdquografldquo ndash velmi naacutezorně se buduje vniacutemaacuteniacute
fyzikaacutelniacutech vztahů mezi veličinami
hellip
Přeji mnoho zdaru při měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin a hodně radosti z naměřenyacutech
vyacutesledků
Olomouc 2012 Vaacuteclav Pazdera
- 9 -
Veličiny a jejich měřeniacute
11 DEacuteLKA
Fyzikaacutelniacute princip
Rozměry těles přiacutepadně vzdaacutelenosti mezi tělesy určujeme zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute
veličinou ktereacute řiacutekaacuteme deacutelka l Zaacutekladniacute jednotkou deacutelky je metr
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru vzdaacutelenost mezi tělesy
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo
Scheacutema
- 10 -
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od
senzoru ke stropu k tabuli k zemi k rucehellip
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat
se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se
člověka od senzoru (0 až 6 m)
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu ndash kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od
senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od
senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem
kornoutem nebo mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka
vlaacutečkuhellip
6 Ukončiacuteme měřeniacute
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je funkciacute
času
- 11 -
Veličiny a jejich měřeniacute
12 HMOTNOST
Fyzikaacutelniacute princip
Množstviacute laacutetek v tělese popisujeme hmotnostiacute m Jednotkou hmotnosti je
kilogram kg Hmotnost tělesa můžeme určit vaacuteženiacutem pomociacute vaacutehy
Ciacutel
Zkontrolovat hmotnost přesnyacutech zaacutevažiacute ze sady zaacutevažiacute Určit hmotnost m
různyacutech těles minciacute hmotnost bdquostejnyacutechldquo zaacutevažiacute CO2 vzduchu hořiacuteciacuteho
kahanu hořiacuteciacute sviacutečky laacutehve s vodouhellip
Pomůcky
Počiacutetač program LoggerPro digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 teploměr GoTemp
sada zaacutevažiacute sada stejnyacutech krychliček z různyacutech materiaacutelů kahan sviacutečka PET
laacutehev mince
- 12 -
Scheacutema
Postup
1 Digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 (rozsah 0 až 4 000 g) zapojiacuteme do konektoru
USB počiacutetače
2 Spustiacuteme program LoggerPro
3 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g hellip) a
kontrolujeme zda vaacutehy ukazujiacute spraacutevnou hmotnost Naměřeneacute hmotnosti
zapisujeme do tabulky
4 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme stejneacute krychličky 1cm3 (nebo zaacutevažiacute)
z různyacutech materiaacutelů (Al Fe Zn Cu Pb dřevahellip) Naměřeneacute hmotnosti
zapisujeme do tabulky
5 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme mince (1 Kč 2 Kč 5 Kčhellip) Naměřeneacute
hmotnosti zapisujeme do tabulky
6 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Trvaacuteniacute
200 s Frekvence 1 čteniacutes
7 Na digitaacutelniacute vaacutehu postaviacuteme PET laacutehev s uzavřenyacutem odtokem
- 13 -
8 Uvolniacuteme odtok a současně stiskneme tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Měřiacuteme
jak se měniacute hmotnost kapalneacuteho tělesa po dobu 200 sekund Pokud je otvor
malyacute (voda vyteacutekaacute deacutele než je nastavenaacute doba) tak prodloužiacuteme dobu trvaacuteniacute
měřeniacute Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme naměřenyacute graf a přiacutepadně vyhodnotiacuteme
jeho průběh
9 Stejneacute měřeniacute (ad 8)) ale na hrdle PET laacutehve je našroubovaacuten vršek
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proveď analyacutezu naměřeneacuteho grafu ndash menu Analyacuteza ndash Proložit křivku nebo
Analyacuteza ndash Statistika
2 Stejneacute měřeniacute (ad 7) můžeme proveacutest s hořiacuteciacute sviacutečkou nebo s přiteacutekajiacuteciacute
vodou do PET laacutehve
3 Do PET laacutehve postaveneacute na digitaacutelniacute vaacuteze daacuteme určiteacute množstviacute octa (1dl)
můžeme takeacute přidat teploměr GoTemp zapneme měřeniacute a přisypeme saacuteček
sody Měřiacuteme zda se zmenšiacute hmotnost reagujiacuteciacute směsi (unikaacute plyn CO2)
Sledujeme i teplotu reagujiacuteciacutech laacutetek Zůstaacutevaacute hmotnost stejnaacute nebo se měniacute
Pokud maacuteme senzor pH můžeme při reakci sledovat i tuto vlastnost
4 Dvoulitrovou praacutezdnou PET laacutehev (uřiacuteznuteacute hrdlo) postav na digitaacutelniacute vaacutehu
V programu LoggerPro stiskni tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Naleacutevej do praacutezdneacute
laacutehve oxid uhličityacute (vyrobenyacute reakciacute octa a sody nebo z bombičky sifonu)
Pozoruj jak se měniacute hmotnost Nech měřeniacute běžet delšiacute dobu a pozoruj jak se
měniacute hmotnost Vyhodnoť měřeniacute Z naměřenyacutech hodnot a ze znalosti hustoty
vzduchu (129 kgm3) urči hustotu oxidu uhličiteacuteho Jakou maacute oxid uhličityacute
hustotu v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu
- 14 -
Veličiny a jejich měřeniacute
13 ČAS REAKČNIacute DOBA
Fyzikaacutelniacute princip
Čas je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličina kteraacute se nejčastěji označuje malyacutem
piacutesmenem t Jednotkou času je sekunda s
Reakčniacute doba člověka je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute
udaacutelosti do jeho reakce Mnoho faktorů ovlivňuje reakčniacute dobu člověka
Ciacutel
Změřit časoveacute uacuteseky různyacutech dějů pomociacute stopek LabQuestu
Změřit reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět
Pomůcky
LabQuest ultrazvukoveacute měřidlo vzdaacutelenosti GoMotion 2 ks voltmetry VP-
BTA deacutelkoveacute měřidlo
- 15 -
Scheacutema
Postup
1 Zapneme LabQuest a v dolniacute naacutestrojoveacute liště klikneme na ikonu domeček
2 V zobrazeneacute nabiacutedce zvoliacuteme Stopky
3 Stopky ovlaacutedaacuteme třemi tlačiacutetky ndash startstop vynulovaacuteniacute a zkopiacuterovaacuteniacute
aktuaacutelniacuteho uacutedaje z displeje např do kalkulačky Vyzkoušej si to
4 Změřiacuteme časoveacute uacuteseky různyacutech dějů
a) dobu mezi dvěma zvuky (generujeme pomociacute programu na PC ndash lze
přesně nastavit dobu dvě tlesknutiacute)
b) dobu kmitu kyvadla (dvěma po sobě jdouciacutem kyvům řiacutekaacuteme kmit)
c) dobu volneacuteho paacutedu tělesa z vyacutešky 2 metry můžeme ověřit pomociacute
GoMotion
d) dobu volneacuteho paacutedu dřevěneacute tyčky s deskou kterou jeden člověk pustiacute a
druhyacute chytiacute můžeme ověřit pomociacute GoMotion
- 16 -
e) dobu pohybu tělesa (autiacutečko vlaacuteček) po vodorovneacute podložce
f)
5 Změřiacuteme reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět
a) Světelnyacute ndash k LabQuestu připojiacuteme dva voltmetry VP-BTA prvniacute
připojiacuteme na LED (žaacuterovku) kteraacute je zapojena do obvodu s tlačiacutetkem
druhyacute připojiacuteme na rezistor zapojenyacute v obvodu s tlačiacutetkem prvniacute student
stiskne tlačiacutetko v prvniacutem obvodu a druhyacute stiskne v reakci na rozsviacutecenou
LED-ku (žaacuterovku) tlačiacutetko v druheacutem obvodu na LabQuestu
vyhodnotiacuteme dobu mezi napěťovyacutemi impulzy
b) Zvukovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze miacutesto LED-ky je zapojen bzučaacutek
a druhyacute student maacute zavřeneacute oči a reaguje na zvuk
c) Dotykovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze s tiacutem že prvniacute student se druheacuteho
dotkne rukou
6 Poznaacutemka
a) U všech třiacute měřeniacute v ad 5) je potřeba nastavit na LabQuestu v menu
Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 2 s Frekvence 1 000 čteniacutes Trigger
nastaviacuteme na Zapnuto a je rostouciacute přes 1 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute
Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
b) Miacutesto druheacuteho obvodu a voltmetru můžeme použiacutet senzor stisku ruky
HD-BTA
c) Při připojeniacute (ad 4c))ultrazvukoveacuteho senzoru MD-BTD nebo GO-MOT
do vstupu DIG 1 nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim
Časovaacute zaacutekladna Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
- 17 -
7 Ukončiacuteme měřeniacute
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkuste změřit reakčniacute dobu
a) opakovaně u jednoho studenta
b) u diacutevek a chlapců
c) mladyacutech a staryacutech lidiacute
d) raacuteno a večer
Na zaacutevěr sestav přehlednou tabulku všech vyacutesledků
2 Reakčniacute doba řidiče je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute
udaacutelosti do řidičovy reakce Jejiacute doba se pohybuje kolem 2 sekund ale vždy
zaacuteležiacute na pozornosti řidiče jeho věku fyzickeacute kondici a dalšiacutech faktorech Do
reakčniacute doby se však nezapočiacutetaacutevaacute doba prodlevy a naacuteběhu brzd Pamatujte
proto na bezpečnou vzdaacutelenost mezi vozidly a udržujte odstup
3 Zkuste chytit bankovku puštěnou druhyacutem člověkem dvěma prsty (pokud ji
chytnete je vaše) Proč ji nelze chytit
- 18 -
Veličiny a jejich měřeniacute
14 RYCHLOST
Fyzikaacutelniacute princip
Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme
v metrech za sekundu m
s
nebo v kilometrech za hodinu km
h
U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se
rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT
- 19 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 3 s
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost pohybu
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a potom se
přibližovat a daacutele se naopak vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost
chůze člověka (0 až 6 m)
- 20 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho
miacuteče od senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem
papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho autiacutečka (viz foto vyacuteše) vlaacutečkuhellip
5 Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
- 21 -
Veličiny a jejich měřeniacute
15 DRAacuteHA
Fyzikaacutelniacute princip
Draacuteha s je deacutelka trajektorie Trajektorie je křivka kterou těleso opisuje při
sveacutem pohybu
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru draacutehu kterou uraziacute těleso
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo
- 22 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od
senzoru ke stropu k tabuli k zemi k ruce hellip
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat
se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se
člověka od senzoru (0 až 6 m)
- 23 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od
senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem
papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka vlaacutečku hellip
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
2 Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je
funkciacute času
- 24 -
Veličiny a jejich měřeniacute
16 TEPLOTA
Fyzikaacutelniacute princip
Teplota je fyzikaacutelniacute veličina t kterou použiacutevaacuteme k popisu stavu tělesa (rychlost
pohybu atomů) Jednotkou je Celsiův stupeň (degC) Teplota tajiacuteciacuteho ledu je 0 degC
Bod varu vody je 100 degC Stupeň Fahrenheita (degF) je jednotka teploty
pojmenovanaacute po německeacutem fyzikovi Gabrielu Fahrenheitovi Dnes se použiacutevaacute
hlavně v USA
- 25 -
Ciacutel
Odhadnout teplotu a pak odhad ověřit teploměrem Ověřit teplotu tajiacuteciacuteho ledu
Ověřit teplotu varu vody Změřit jak se měniacute teplota v průběhu dne a při
ohřiacutevaacuteniacute nebo ochlazovaacuteniacute tělesa
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA teploměr STS-BTA PET laacutehve
- 26 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměr STS-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
2 Do několika naacutedob z PET lahviacute připraviacuteme vodu o různeacute teplotě ndash prvniacute
přidaacuteme led a u ostatniacutech postupně viacutece a viacutece horkeacute vody z elektrovarneacute
konvice
3 Zapneme LabQuest a můžeme měřit teplotu Nejdřiacuteve zkusiacuteme odhadnout
teplotu a potom ověřiacuteme pomociacute teploměru teplotu různyacutech těles
a) vzduch v miacutestnosti (u podlahy uprostřed u stropu)
b) vzduch na ulici
c) teplaacute voda
d) studenaacute voda
e) horkaacute voda
f) tajiacuteciacute led
g) tajiacuteciacute led a sůl
- 27 -
h) vařiacuteciacute voda
i) teplota lidskeacuteho těla
j) teplota v chladničce (dole nahoře v mraziciacutem boxu)
k)
4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 60 čteniacuteh Trvaacuteniacute 24 h
5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme venku za oknem
tak aby se nedotyacutekal žaacutedneacuteho tělesa
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu
vzduchu v průběhu 24 hodin Dalšiacute den ve stejnou dobu ukončiacuteme měřeniacute
7 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
8 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutemin Trvaacuteniacute 24 min
9 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme do kaacutedinky se
studenou vodou a začneme ohřiacutevat lihovyacutem kahanem
10 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu vody
v průběhu 12 minut (ohřiacutevaacuteniacute) Pak zahasiacuteme kahan a měřiacuteme dalšiacutech12 minut
(ochlazovaacuteniacute) Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 120 čteniacutemin Trvaacuteniacute 3 min
2 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu uchopiacuteme senzor
teploměru do ruky a pozorujeme změnu teploty Stejneacute měřeniacute provedeme
s teploměrem TMP-BTA a teploměrem STS-BTA Proč se lišiacute průběhy obou
grafů Kde toho lze využiacutet
4 Zapoj do LabQuestu dva teploměry Vezmi si dvě naacutedoby s vodou
o různyacutech teplotaacutech ndash studenaacute a teplaacute Měř jejich teploty (tlačiacutetko START)
- 28 -
Přelej vodu z prvniacute naacutedoby do druheacute a současně přendej teploměr z prvniacute
naacutedoby do druheacute Popiš co pozoruješ Z grafu urči teploty před smiacutechaacuteniacutem
a teplotu po smiacutechaacuteniacute
5 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vody ve zkumavce v různyacutech
hloubkaacutech
a) budeš-li vodu ohřiacutevat u dna
b) budeš-li vodu ohřiacutevat u hrdla
6 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vzduchu ve zkumavce v různyacutech
hloubkaacutech
- 29 -
Siacutely a jejich vlastnosti
17 SIacuteLA
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se
piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N
Ciacutel
Určit velikosti různyacutech sil Určit hmotnost zaacutevažiacute ktereacute je přitahovaacuteno k zemi
silou 1 N Určit siacutelu stisku ruky a siacutelu stisku mezi dvěma prsty Určit velikost
siacutely kterou člověk působiacute na zem
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA plošnyacute siloměr FP-BTA senzor siacutely stisku ruky
HD-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma
- 30 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)
2 Zapneme LabQuest
3 Zavěšujeme postupně různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g ) na siloměr
Naměřeneacute uacutedaje zapisujeme do tabulky
4 Na siloměr zavěsiacuteme pružinu Vynulujeme siloměr Zavěšujeme postupně
různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 ghellip) na pružinu a měřiacuteme prodlouženiacute
pružiny y Sestrojiacuteme graf F = f(y) Určiacuteme konstantu přiacutemeacute uacuteměrnosti
5 Zavěsiacuteme na siloměr misku z rovnoramennyacutech vah a vynulujeme siloměr ndash
menu Senzory ndash Vynulovat Postupně na misku přidaacutevaacuteme zaacutevažiacute až siloměr
ukazuje přesně siacutelu 1 N Vyacutesledek (hmotnost zaacutevažiacute) zapiacutešeme do tabulky
6 K LabQuestu připojiacuteme senzor siacutely stisku ruky HD-BTA Měřiacuteme
postupně siacutelu stisku ruky pro pravou a levou ruku
7 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Měřiacuteme siacutelu stisku ruky
po dobu 60 sekund ndash nepřerušovaně držiacuteme Sledujeme jak siacutela stisku
v průběhu času ochabuje
9 Bod 5 6 a 7 opakujeme pro siacutelu stisku mezi prsty
- 31 -
10 K LabQuestu připojiacuteme plošnyacute siloměr FP-BTA Přepneme na většiacute
rozsah 0 ndash 3 500 N Postaviacuteme se na tento siloměr Změřiacuteme siacutelu kterou člověk
působiacute na zem (tiacuteha G) Zapiacutešeme do tabulky Určiacuteme hmotnost člověka
11 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
12 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sledujeme jak se
měniacute tlakovaacute siacutela při dřepu kliku vyacuteskoku při běžneacute chůzi (jedna noha střiacutedaacute
druhou) při přitisknutiacute senzoru ke stěněhellip
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute jak se měniacute siacutela působiacuteciacute na plošnyacute siloměr FP-BTA při
jiacutezdě vyacutetahem když na něm stojiacuteme (vliv zrychlovaacuteniacute zpomalovaacuteniacute)
2 Polož plošnyacute siloměr na židli sedni si na něj a vyzkoušej jakou silou
působiacuteš na židli
3 Na siloměr DFS-BTA zavěsiacuteme hranol Určiacuteme velikost siacutely kterou
přitahuje Země hranol Taacutehneme tento hranol po podložce a změřiacuteme velikost
tahoveacute siacutely Porovnaacuteme tyto dvě siacutely
4 Proveďte statistickyacute průzkum ve třiacutedě o kolik je u pravaacutekůlevaacuteků silnějšiacute
pravaacutelevaacute ruka (holekkluků) Vypočiacutetejte průměrneacute hodnoty
- 32 -
Elektrickeacute vlastnosti laacutetek
18 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovaacuteniacute těles
Jeho jednotkou je coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při
pokusech ve třiacutedě pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů)
1 nC je přibližně 6 000 000 000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj
elektronuhellip) Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj
(na skleněneacute tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně
nabiteacute těleso maacute viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute
protony K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič
naacuteboje
Ciacutel
Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute
při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute
Pomůcky
LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA tělesa (plechovka na polystyreacutenu kovoveacute
kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute
těles
- 33 -
Scheacutema
Postup
1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou
krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku
připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou
zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě
kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru
zvoliacuteme rozsah plusmn 100 nC
2 Zapneme LabQuest
- 34 -
3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem
ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj
Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky
5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence
2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj
z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute
naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)
Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky
9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute
tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)
10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu
3times3 mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle
Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm
Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je
11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech
(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)
- 35 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pouze přibližujeme a vzdalujeme nabitou tyč (ebonitovou nebo skleněnou)
k tělesu (plechovce) a sledujeme jak se měniacute naacuteboj O jakyacute jev se jednaacute Čiacutem
je způsoben
2 Plechovku připojiacuteme ke zdroji kladneacuteho vn napětiacute (nabije se kladně) Měřič
naacuteboje připojiacuteme ke kovoveacute kuličce na izolovaneacutem držaacuteku Zapneme měřeniacute
a přejiacuteždiacuteme plynule v okoliacute svisleacute stěny plechovky (nedotyacutekaacuteme se) přibližně
ve stejneacute vzdaacutelenosti Sledujeme naměřeneacute hodnoty Co můžeme usoudit
o rozloženiacute naacuteboje na povrchu plechovky
- 36 -
Magnetismus 19 MAGNETICKAacute INDUKCE
MAGNETICKEacute POLE
Fyzikaacutelniacute princip
Magnetickou indukciacute nazyacutevaacuteme jev při ktereacutem se tělesa s feromagnetickyacutemi
vlastnostmi v bliacutezkosti magnetu zmagnetujiacute Magnet vytvaacuteřiacute ve sveacutem okoliacute
magnetickeacute pole ktereacute můžeme znaacutezornit soustavou magnetickyacutech
indukčniacutech čar Pomociacute magnetky (malyacute magnet) můžeme bdquozmapovatldquo
magnetickeacute pole ndash určit směr indukčniacutech čar Mnohem rychleji lze obrazec
indukčniacutech čar určit pomociacute železnyacutech pilin
Magnetickeacute pole popisuje veličina magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji
v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou indukci měřiacuteme teslametrem Zemskeacute
magnetickeacute pole v ČR maacute magnetickou indukci 0048 mT
Ciacutel
Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute permanentniacuteho
magnetu Změřit magnetickou indukci magnetickeacuteho pole Země
- 37 -
Pomůcky
LabQuest teslametr MG-BTA permanentniacute magnet
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Na teslametru
nastaviacuteme rozsah 64 mT Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 38 -
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k severniacutemu poacutelu magnetu
a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi
5 sekund)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k jižniacutemu poacutelu magnetu
a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi
5 sekund)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně pohybujeme (asi 5 sekund) teslametrem kolmo k podeacutelneacute ose
magnetu k jižniacutemu poacutelu magnetu a potom pomalu vzdalujeme teslametr od
severniacuteho poacutelu magnetu (asi 5 sekund) Uložiacuteme měřeniacute
6
7 Otevřeme novyacute soubor a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve
vodorovneacute rovině otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země
Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum (N a S magnetickyacute poacutel)
- 39 -
Z maximaacutelniacutech hodnot odečteme vodorovnou amplitudu magnetickeacute indukce B
Země
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve
svisleacute rovině (N-S směr) otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země
Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum Maximaacutelniacute hodnota je
hodnotou magnetickeacute indukce B Země
9
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Urči sklon indukčniacute čaacutery magnetickeacuteho pole u naacutes v ČR vzhledem
k povrchu země
- 40 -
Elektrickyacute obvod 110 ELEKTRICKYacute PROUD
ELEKTRICKEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute proud je uspořaacutedanyacute pohyb nabityacutech čaacutestic Elektrickyacute proud se
označuje piacutesmenem I Jeho jednotkou je ampeacuter (A)
Elektrickeacute napětiacute se označuje piacutesmenem U Jednotkou elektrickeacuteho napětiacute je
volt (V)
Elektrickyacute proud měřiacuteme ampeacutermetrem a napětiacute voltmetrem
Ciacutel
Změřit proud prochaacutezejiacuteciacute žaacuterovkou Změřit napětiacute na žaacuterovce Pozorovat jak
žaacuterovka sviacutetiacute při různyacutech hodnotaacutech proudu (uacutečinky proudu)
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat
100 Ω žaacuterovka 35 V03 A
- 41 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x
zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat ndash
Ampeacutermetr Reostat 100 Ω nastaviacuteme na min hodnoty odporu (napětiacute)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 42 -
5 Reostatem 100 Ω pomalu (20 s) zvětšujeme proud (směrem k max) až ho
vytočiacuteme do krajniacute polohy (max) Hodnota proudu nesmiacute překročit 06 A
Zobrazuje se tzv V-A charakteristika žaacuterovky Po vykresleniacute celeacuteho grafu
zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro různeacute žaacuterovky
7 Vysloviacuteme zaacutevěr (při jakeacute hodnotě proudu žaacuterovka začiacutenaacute sviacutetit)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř V-A charakteristiku pro rezistor 100 Ω a 50 Ω
- 43 -
Elektrickeacute pole 111 ZDROJE ELEKTRICKEacuteHO
NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Zdroje elektrickeacuteho napětiacute jsou elektraacuterny galvanickeacute člaacutenky a akumulaacutetory
- 44 -
Ciacutel
Změřit jak se měniacute napětiacute při vybiacutejeniacute (použiacutevaacuteniacute) zdroje ndash vybiacutejeciacute křivku
Pomůcky
LabQuest držaacutek baterie a rezistor ampeacutermetr DCP-BTA voltmetr VP-BTA
zdroj elektrickeacuteho napětiacute ndash galvanickyacute člaacutenek akumulaacutetor
- 45 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 a voltmetr VP-BTA ke
vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
12 h Frekvence 300 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat (spiacutenač je vypnutyacute)
4 Sepneme spiacutenač Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na
LabQuestu
5 Když začne napětiacute klesat pod 1V zastaviacuteme měřeniacute
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vytvoř si jednoduchyacute galvanickyacute
člaacutenek z jablka (nebo citronu)
železneacuteho hřebiacuteku a měděneacuteho draacutetu
podle obraacutezku Změř voltmetrem
zaacutevislost napětiacute v zaacutevislosti na čase
(připoj rezistor 1 000 Ω)
- 46 -
2 Změř vybiacutejeciacute křivku pro různeacute zdroje Urči kapacitu člaacutenku Porovnej
se jmenovitou kapacitou
3 Jakeacute vyacutehody maacute elektrickeacute napětiacute z bateriiacute oproti napětiacute ze zaacutesuvek Jakeacute
nevyacutehody naopak majiacute baterie
- 47 -
Elektrickyacute obvod 112 UacuteČINKY ELEKTRICKEacuteHO
PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute proud maacute pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute
uacutečinky Jednoducheacute spotřebiče můžeme rozdělit podle uacutečinků elektrickeacuteho
proudu na pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute spotřebiče
Ciacutel
Ověřit pohyboveacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na elektromotor
Ověřit světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
Ověřit magnetickeacute uacutečinky (magnetickaacute indukce) elektrickeacuteho proudu
prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
Ověřit chemickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho kapalinou
(vodou)
Ověřit tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA
teploměr TMP-BTA ciacutevka 166 a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu
a napětiacute BK 127 žaacuterovka 12 V spiraacutela luxmetr LS-BTA voltmetr 30 V-BTA
- 48 -
Scheacutema
a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
- 49 -
b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
Postup
a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
1 Připojiacuteme luxmetr LS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-
BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematuj ndash spiacutenač je
rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr
- 50 -
a voltmetr Žaacuterovku s luxmetrem můžeme zakryacutet krabiciacute aby luxmetr neměřil
osvětleniacute pozadiacute
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06A Na ose y zvoliacuteme Osvětleniacute a Spojovat body
Dole 0 a Nahoře 600 lx
4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme
napětiacute Vlevo 0 Vpravo 16 V Na ose y zvoliacuteme Proud a Spojovat body Dole
0 a Nahoře 04 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme
spiacutenač
6 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (do 12 V) Kontrolujeme proud
ndash max 06A Luxmetrem měřiacuteme osvětleniacute způsobeneacute žaacuterovkou
b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
- 51 -
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max
06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky
c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-
BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu ndash spiacutenač je
rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr
a voltmetr Teploměr se spiraacutelou vložiacuteme do kaacutedinky s vodou
- 52 -
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 000 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Napětiacute a Spojovat body
Dole 0 a Nahoře 25 V
4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme
čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Teplota a Spojovat body
Dole 20 a Nahoře 35 degC Regulovatelnyacutem zdrojem nastaviacuteme napětiacute (na
20 V) Kontrolujeme proud ndash max 10 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme
spiacutenač
6 Teploměrem měřiacuteme teplotu vody zahřiacutevaneacute spiraacutelou
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakeacute jsou uacutečinky elektrickeacuteho proudu v jednotlivyacutech
přiacutepadech
- 53 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ve ktereacutem elektrickeacutem přiacutestroji se projevuje současně několik uacutečinků
elektrickeacuteho proudu
2 Jakyacutech uacutečinků elektrickeacuteho proudu využiacutevaacute elektrickyacute zvonek
3 Změř jak zaacutevisiacute siacutela F přitahujiacuteciacute jaacutedro na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho
ciacutevkou Kde se toho daacute využiacutet
4 Chemickeacute uacutečinky viz uacuteloha 116 Elektrickyacute proud v kapalinaacutech
5 Změř pohyboveacute uacutečinky el proudu na otaacutečeniacute elektromotoru Pohyb můžeš
sniacutemat luxmetrem
- 54 -
Elektrickyacute obvod 113 MAGNETICKEacute VLASTNOSTI
ELEKTRICKEacuteHO PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Prochaacuteziacute-li vodičem elektrickyacute proud vznikaacute v jeho okoliacute magnetickeacute pole
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar kružnic Kružnice ležiacute v rovinaacutech kolmyacutech
na vodič a majiacute středy v bodech vodiče Magnetickeacute pole popisuje veličina
magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou
indukci měřiacuteme teslametrem
Ciacutel
Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute vodiče v zaacutevislosti na
velikosti elektrickeacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest teslametr MG-BTA ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj
napětiacute vodič
- 55 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu a ampeacutermetr
HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Na teslametru nastaviacuteme rozsah 64 mT
Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 56 -
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 5 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Teslametr umiacutestiacuteme bliacutezko vodiče (1 cm) Stiskneme tlačiacutetko START
(měřeniacute) na LabQuestu a pomalu rovnoměrně zvětšujeme napětiacute
(proud) na zdroji Uložiacuteme měřeniacute
5 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce na velikosti proudu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Velikost magnetickeacute indukce okolo rovneacuteho dlouheacuteho vodiče ve vzdaacutelenosti
d můžeme vypočiacutetat pomociacute Biot-Savartova zaacutekona (někdy teacutež Biot-Savart-
Laplaceova)
7 74π 10 2 102π 2π
I I IB
d d d (přibližně ve vzduchu)
2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale v zaacutevislosti na vzdaacutelenosti d ndash měřiacuteme
praviacutetkem a vklaacutedaacuteme po jednotlivyacutech krociacutech Nastaviacuteme určitou hodnotu
proudu
- 57 -
Elektrickyacute obvod 114 MAGNETICKEacute POLE CIacuteVKY
Fyzikaacutelniacute princip
Ciacutevka vznikne když vodič navineme na povrch vaacutelce nebo hranolu
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery uvnitř ciacutevky jsou rovnoběžneacute s jejiacute osou
Magnetickaacute indukce uvnitř velmi dlouheacute ciacutevky maacute velikost NI
Bl
kde I
je velikost proudu N je celkovyacute počet zaacutevitů a l je deacutelka ciacutevky
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce B na velikosti proudu I prochaacutezejiacuteciacuteho
ciacutevkou
Pomůcky
LabQuest rezistor 10Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA ciacutevka 166
a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127
- 58 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 59 -
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max
06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky
6 Vysloviacuteme zaacutevěr - jak zaacutevisiacute mag indukce B na velikosti elektrickeacute
proudu I
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ze znalosti počtu zaacutevitů deacutelky ciacutevky a proudu spočiacutetej magnetickou
indukci
2 Změň ciacutevku a opakuj měřeniacute
3 Změř jak se měniacute magnetickaacute indukce po podeacutelneacute ose ciacutevky při daneacute
hodnotě proudu
- 60 -
Elektrickyacute obvod 115 ZKRAT
Fyzikaacutelniacute princip
Zkrat v elektrickeacutem obvodu je vodiveacute spojeniacute vodičů ktereacute vyřadiacute z obvodu
spotřebič Obvod se chraacuteniacute proti zkratu pojistkou nebo jističem Tavnaacute
pojistka je založena na tepelnyacutech uacutečinciacutech elektrickeacuteho proudu Jistiacuteciacutem
prvkem je tenkyacute draacutetek kteryacute se průchodem zkratoveacuteho proudu přepaacuteliacute a tiacutem
přerušiacute elektrickyacute obvod
Ciacutel
Ověřit funkci tavneacute pojistky Určit velikost zkratoveacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute tenkyacute
vodič tavnaacute trubičkovaacute pojistka ndash různeacute hodnoty proudu
- 61 -
Scheacutema
- 62 -
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme
obvod dle scheacutematu Spiacutenač je rozpojen Jako pojistku použijeme napřiacuteklad
tavnou trubičkovou pojistku 800 mA Jako zdroj plochou baterii
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Způsobiacuteme
ZKRAT
5 Vysloviacuteme zaacutevěr Jak rychle bdquozareagujeldquo tavnaacute pojistka
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus změřit pomociacute mikrometru průměr draacutetku a zkratovyacute proud tiacutemto
draacutetkem Změř draacutetky různyacutech průměrů Jak zaacutevisiacute hodnota zkratoveacuteho
proudu na průměru draacutetku
2 Proč nemůžeš použiacutet jako tavnou pojistku hřebiacutek
3 Zkus různeacute druhy materiaacutelů tavnyacutech draacutetků ndash Fe Cuhellip Jakyacute to maacute vliv na
velikost bdquozkratovaciacuteholdquo proudu
- 63 -
4 Zkus změřit dvě stejneacute pojistky (např 800 mA) ale jedna je bdquopomalaacuteldquo
a druhaacute bdquorychlaacuteldquo
5 Zkus změřit zkrat se dvěma paralelně zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi Jakyacute
maacute vliv kvalita zdroje na velikost zkratovaciacuteho proudu Změniacute se doba
přetaveniacute draacutetku
6 Zkus změřit zkrat se dvěma seacuteriově zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi
7 Proč při bdquoletmeacutem dotekuldquo (viz obraacutezek) před zkratem nenastal zkrat Proč
nastal až při staacuteleacutem doteku
- 64 -
Elektrickyacute obvod 116 ELEKTRICKYacute PROUD
V KAPALINAacuteCH
Fyzikaacutelniacute princip
Podmiacutenkou vodivosti kapalin je přiacutetomnost iontů Ionty vznikajiacute v kapalinaacutech
nejčastěji při rozpouštěniacute soliacute a kyselin
Ciacutel
Ověřit vznik iontů rozpouštěniacutem soli ve vodě měřeniacutem elektrickeacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr DCP-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute žaacuterovka
vanička a elektrody
- 65 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme
obvod dle scheacutema Spiacutenač je rozpojen
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
600 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Po
10 sekundaacutech nasypeme sůl do vody Pozorujeme jak se měniacute proud při
rozpouštěniacute soli v roztoku vody a soli jak vznikajiacute ionty
5 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus proveacutest stejneacute měřeniacute s různyacutem množstviacutem soli ndash 1 lžička 2 lžičkyhellip
2 Zkus různeacute druhy materiaacutelů elektrod ndash Fe Cu Zn C Pbhellip
3 Vyzkoušej různeacute soli
4 Vyzkoušej takeacute cukr
- 66 -
Pohyb tělesa 21 RYCHLOST POHYBU
Fyzikaacutelniacute princip
Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme
v metrech za sekundu m
s
nebo v kilometrech za hodinu km
h
U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se
rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)
Průměrnaacute rychlost je podiacutel celkoveacute draacutehy s a celkoveacute doby t za kterou těleso
draacutehu urazilo Průměrnaacute rychlost určenaacute ve velmi kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku se
nazyacutevaacute okamžitaacute rychlost Měřiacuteme ji tachometrem
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT
- 67 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 20 s
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute (knihou) nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost
pohybu dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a pak se
přibližovat a naacutesledně se vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost
chůze člověka (0 až 6 m)
- 68 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho
miacuteče od senzoru
f) Stejneacute jako za e) ale s mělkyacutem
papiacuterovyacutem kornoutem nebo
mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho
autiacutečka vlaacutečkuhellip
h) Měřiacuteme rychlost voziacutečku na
voziacutečkoveacute draacuteze VDS (vodorovneacute
šikmeacute)
5 Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
2 Překreslete grafy v = f(t) na grafy s = f(t) a naopak
3 Nakreslete graf v = f(t) a potom se podle něj pohybujte (viz 4 b)
- 69 -
Pohyb tělesa 22 DRAacuteHA ROVNOMĚRNEacuteHO
A NEROVNOMĚRNEacuteHO POHYBU
Fyzikaacutelniacute princip
Těleso se pohybuje rovnoměrnyacutem pohybem jestliže se pohybuje staacutele stejnou
rychlostiacute Těleso se pohybuje nerovnoměrnyacutem pohybem jestliže se jeho
rychlost měniacute
Draacutehu rovnoměrneacuteho i nerovnoměrneacuteho pohybu můžeme určit z grafu
časoveacuteho průběhu rychlosti jako plochu mezi tiacutemto grafem a časovou osou
(osou x)
Ciacutel
Určit zda danyacute pohyb je rovnoměrnyacute nebo nerovnoměrnyacute a draacutehu tohoto
pohybu
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD voziacuteček draacuteha pro mechaniku VDS
- 70 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
LabQuestu a ten přes USB do PC Pomociacute digitaacutelniacutech vah určiacuteme hmotnost
voziacutečku
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Draacuteha je velmi miacuterně nakloněnaacute
3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme k PC Přepiacutenač ultrazvukoveacuteho senzoru
přepneme na voziacuteček
- 71 -
4 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Deacutelka
10 s Vzorkovaciacute frekvence 20 vzorkůsekunda
5 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru pustiacuteme ho
a současně zapneme sběr dat Voziacuteček bude střiacutedavě sjiacuteždět a vyjiacuteždět
(po odrazu od magnetickeacuteho naacuterazniacuteku) po draacuteze Uložiacuteme měřeniacute
6 Draacutehu postaviacuteme vodorovně (můžeme zkontrolovat vodovaacutehou)
7 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru uvedeme ho do
pohybu a současně zapneme sběr dat
8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy se pohyboval voziacuteček rovnoměrně a kdy
nerovnoměrně
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Určiacuteme draacutehu - plochu pod grafem časoveacuteho průběhu rychlosti
2 Můžeme proveacutest stejnaacute měřeniacute s miacutečem
- 72 -
Siacutely a jejich vlastnosti
23 MĚŘENIacute SIacuteLY ndash ŠPEJLE
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se
piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N
Ciacutel
Změřit průhyb volneacuteho konce d špejle na působiacuteciacute siacutele F Měřeniacute proveacutest pro
různeacute deacutelky l
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma špejle
- 73 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)
2 Zapneme LabQuest
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty
Naacutezev deacutelka
Jednotky cm
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf K siloměru připevniacuteme konec špejle (viz
scheacutema) ndash špejle ukazuje na měřiacutetku 0 cm Siloměr bdquovynulujemeldquo
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
7 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 74 -
8 Siloměr posuneme tak aby ohnutaacute špejle ukazovala na měřiacutetku 1 cm
9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK
11 Opakujeme body 8 a 9 pro 2 cm 3 cm 4 cm a 5 cm
12 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
13 Měřeniacute zopakujeme pro různeacute deacutelky špejle
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro různeacute špejle (tloušťka tvar) Jak zaacutevisiacute průhyb špejle
na jejiacutem tvaru Kde a jak se toho využiacutevaacute
- 75 -
Siacutely a jejich vlastnosti
24 II NEWTONŮV POHYBOVYacute ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Čiacutem je většiacute siacutela F tiacutem jsou vyacuteraznějšiacute i změny rychlosti v pohybu tělesa Čiacutem
je většiacute hmotnost m tělesa tiacutem jsou změny rychlosti v pohybu tělesa menšiacute
Ciacutel
Ověřit II Newtonův pohybovyacute zaacutekon ndash zaacutekon siacutely
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA akcelerometr LGA-BTA senzor polohy
a pohybu MD-BTD souprava pro mechaniku VDS
- 76 -
Scheacutema
Postup
1 Senzor polohy a pohybu MD-BTD zapojiacuteme do konektoru DIG 1
LabQuestu Na voziacuteček připojiacuteme vlaacutekno a na něj zavěsiacuteme zaacutevažiacute o hmotnosti
10 g
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pustiacuteme voziacuteček
Zachytiacuteme jej těsně před koncem voziacutečkoveacute draacutehy Měřiacuteme rychlost pohybu
voziacutečku
5 Měřeniacute opakujeme se zaacutevažiacutem 20 g
6 Porovnaacuteme oba grafy
a) Jak se voziacuteček pohybuje (druh pohybu)
b) Jakyacute maacute vliv velikost siacutely F na pohyb voziacutečku
7 Na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g) ndash viz fotografie vyacuteše
8 Zopakujeme měřeniacute v bodech 1 až 6
- 77 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Na voziacuteček připevni siloměr a akcelerometr Změř jak zaacutevisiacute změna
rychlosti v (zrychleniacute) na velikost siacutely F Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam
dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence 20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Tahaacuteme za siloměr tam
a zpět (voziacuteček se pohybuje) Sledujeme jak zaacutevisiacute změna rychlosti v
(zrychleniacute) na velikost siacutely F
2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g)
Porovnaacuteme obě měřeniacute
- 78 -
Siacutely a jejich vlastnosti
25 SMYKOVEacute TŘENIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Smykoveacute třeniacute vznikaacute když se dvě tělesa z pevnyacutech laacutetek po sobě smyacutekajiacute
Siacutela kteraacute braacuteniacute posouvaacuteniacute těles se nazyacutevaacute třeciacute siacutela Abychom uvedli těleso
do rovnoměrneacuteho pohybu musiacuteme vynaložit většiacute siacutelu tzv klidovou třeciacute siacutelu
Siacutelu kterou těleso tlačiacute na podložku nazyacutevaacuteme tlakovou siacutelu
Ciacutel
Určit třeciacute siacutelu klidovou třeciacute siacutelu tlakovou siacutelu a poměr tlakoveacute a třeciacute siacutely
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA stejnaacute tělesa (kvaacutedry učebnicehellip)
- 79 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se pomalu
a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce
- 80 -
4 Na grafu jsou pro naacutes dvě zajiacutemaveacute oblasti V zeleneacute oblasti je maximaacutelniacute
siacutela ndash klidovaacute třeciacute siacutela Ft0 = N V modreacute oblasti je pohybovaacute třeciacute siacutela
Ft = N Obě ziacuteskaacuteme tak že na dotykoveacute obrazovce označiacuteme taženiacutem
danou oblast a v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika Ft0 bude maximaacutelniacute siacutela
a Ft středniacute siacutela v modreacute oblasti
5 Tlakovou siacutelu Fn určiacuteme tak že těleso zavěsiacuteme na siloměr a změřiacuteme siacutelu
6 Potom vypočiacutetaacuteme poměr třeciacute siacutely Ft
a tlakoveacute siacutely Fn Označiacuteme jej f ndash součinitel
smykoveacuteho třeniacute
7 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři
kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute měřeniacute si
můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit
Naacutesledně zobrazit všechna tři měřeniacute naraacutez
- 81 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute je poměr velikostiacute třeciacutech sil v jednotlivyacutech měřeniacutech (jeden dva tři
kvaacutedry)
2 Vyzkoušej jineacute materiaacutely (těleso podložka)
3 Zkus pohyb kvaacutedru nerovnoměrnyacutem pohybem Jak se změniacute vyacutesledek
měřeniacute Naacutepověda Zopakuj si Newtonovy zaacutekony
4 Vyzkoušej si jako těleso (a) Zlateacute straacutenky
5 Zkus založit jednotliveacute listy dvou Zlatyacutech straacutenek (dvou učebnic) a zkus je
od sebe vysunout
6 Na čem zaacutevisiacute velikost třeciacute siacutely
- 82 -
Kapaliny 26 POVRCHOVEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vlastnosti povrchoveacute blaacuteny se nazyacutevaacute
povrchoveacute napětiacute Čiacutem je povrchoveacute napětiacute většiacute tiacutem snaacuteze se na jeho povrchu
mohou udržet různaacute tělesa Hodnoty povrchoveacuteho napětiacute lze naleacutezt v tabulkaacutech
Povrchoveacute napětiacute rtuti je 7kraacutet většiacute než povrchoveacute napětiacute vody ktereacute 2-3kraacutet
většiacute než povrchoveacute napětiacute lihu či petroleje
- 83 -
Ciacutel
Určit přibližně velikost povrchoveacute siacutely Fp pro různeacute deacutelky dřevěneacute špejle
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA dřevěnaacute špejle plochaacute naacutedoba s vodou nit
Scheacutema
- 84 -
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do CH 1 LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Na siloměr zavěsiacuteme špejli o deacutelce 30 cm na niti (viz scheacutema) Špejli
položiacuteme na hladinu kapaliny (vody)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Taacutehneme siloměrem
špejli z povrchu kapaliny
6 Z grafu odečteme rozdiacutel maximaacutelniacute hodnoty siacutely (kdy dochaacuteziacute k odtrženiacute
špejle z povrchu kapaliny) a siacutely kdy špejle visiacute na niti ndash viz obraacutezek
7 Vypočiacutetaacuteme poměr teacuteto siacutely a dvojnaacutesobku deacutelky špejle (deacutelka okraje
povrchoveacute blaacuteny) což je hodnota povrchoveacuteho napětiacute σ (Nm)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro jineacute kapaliny (liacuteh hellip) Přiacutepadně pro jineacute deacutelky špejliacute
- 85 -
Kapaliny 27 HYDROSTATICKYacute TLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Hydrostatickyacute tlak ph v hloubce h je roven součinu hloubky hustoty kapaliny
ρ a tiacutehoveacuteho zrychleniacute g
hp h g
Ciacutel
Změřit hydrostatickyacute tlak v hloubce h
Pomůcky
LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA odměrnyacute vaacutelec s měřiacutetkem
- 86 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru
přišroubujeme hadičku kterou můžeme izolepou přilepit na praviacutetko s uměleacute
hmoty tak že začaacutetek hadičky bude na bdquonuleldquo praviacutetka Tiacutem můžeme měřit
deacutelku ponořeniacute hadičky ndash hloubku v kapalině
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30 s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Ponořujeme pomalu rovnoměrnyacutem pohybem konec hadičky do hloubky
20 cm do vody v odměrneacutem vaacutelci a zpět POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do
senzoru
- 87 -
5 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 V menu Senzory ndash Zaacuteznam nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + hodnoty Naacutezev
Hloubka Jednotka cm
7 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
8 Hadička neniacute ponořenaacute Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na
LabQuestu
9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
11 Ponořiacuteme konec do hloubky 1 cm (sledujeme na stupnici praviacutetka)
12 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
13 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK
14 Opakujeme body 11 12 a 13 pro hodnoty uacutehlu 2 cm 3 cmhellip 20 cm
15 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme
16 Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice
(nebo soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)
Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute pro jinou kapalinu (liacuteh hellip)
2 Vyzkoušej měřeniacutem nezaacutevislost tlaku v kapalině na směru
3 Ověř měřeniacutem že tlak kapaliny v naacutedobě nezaacutevisiacute na tvaru naacutedoby
- 88 -
Kapaliny 28 ARCHIMEDŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Vztlakovaacute siacutela Fvz působiacuteciacute na těleso v kapalině je rovna tiacutehoveacute siacutele kteraacute by
působila na kapalinu s objemem ponořeneacute čaacutesti tělesa
Pro vztlakovou siacutelu platiacute Fvz = Vρg V je objem ponořeneacute čaacutesti tělesa ρ je
hustota kapaliny g je konstanta (tiacutehoveacute zrychleniacute)
Ciacutel
Určit vztlakovou siacutelu Určit objem tělesa z Archimedova zaacutekona
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA naacutedoba s vodou těleso stojan
- 89 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence
5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute)
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Asi po 6 sekundaacutech
ponořiacuteme těleso do vody (nadzvedneme kaacutedinku s vodou a podsuneme pod
kaacutedinku podložku) a nechaacuteme dokončit měřeniacute
- 90 -
7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika
a stejně i vyacuteslednou siacutelu F (zaacutevažiacute ve vodě)
8 Vypočiacutetaacuteme vztlakovou siacutelu Fvz = FG ndash F
9 Vypočiacutetaacuteme objem tělesa ze vztlakoveacute siacutely
10 Ověřiacuteme určeniacute objemu tělesa vyacutepočtem (objem vaacutelce) nebo měřeniacutem
v odměrneacutem vaacutelci
11 Ověřiacuteme určeniacute tiacutehoveacute siacutely zvaacuteženiacutem tělesa
12 Vypočiacutetaacuteme hustotu tělesa a ověřiacuteme ji v tabulkaacutech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro jinaacute tělesa
- 91 -
Kapaliny 29 PASCALŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Působiacute-li na kapalinu v uzavřeneacute naacutedobě vnějšiacute tlakovaacute siacutela zvyacutešiacute se tlak ve
všech miacutestech stejně (Pascalův zaacutekon)
Ciacutel
Změřit hydrostatickyacute tlak v různyacutech hloubkaacutech při změně vnějšiacute tlakoveacute siacutely
Pomůcky
LabQuest 2ks tlakoveacute čidlo GPS-BTA PET laacutehev s měřiacutetkem
- 92 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakovaacute čidla GPS-BTA ke vstupům CH1 a CH2 LabQuestu
(nebo LabQuest Mini) K senzorům přišroubujeme hadičky ktereacute vedou přes
gumovou zaacutetku do PET laacutehve tak že konce hadiček budou v různyacutech
hloubkaacutech (rozdiacutel asi 20 cm) Tiacutem dosaacutehneme toho že počaacutetečniacute tlak bude
u obou senzorů různyacute
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Vynulujeme oba
tlaky (hadičky nejsou ponořeny ve vodě)
3 Napustiacuteme PET laacutehev vodou a zasuneme hadičky do PET (senzory musiacute byacutet
vyacuteše než je PET laacutehev ndash POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do senzoru)
Utěsniacuteme zaacutetku
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Malou silou stlačujeme rukou PET laacutehev
6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
- 93 -
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak se měniacute tlak v různyacutech hloubkaacutech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute PET laacutehev položenou vodorovně
2 Provedeme měřeniacute pro spojeneacute naacutedoby ndash dvě PET laacutehve nebo dvě injekčniacute
střiacutekačky
- 94 -
Plyny 210 ATMOSFEacuteRICKYacute TLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře
probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute
meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkosthellip
Atmosfeacuterickyacute tlak je tlak vzduchu na zemskyacute povrch a značiacuteme ho pa
Atmosfeacuterickyacute tlak měřiacuteme barometrem Hodnota atmosfeacuterickeacuteho tlaku zaacutevisiacute
na počasiacute a na nadmořskeacute vyacutešce
Ciacutel
Určit jak se měniacute atmosfeacuterickyacute tlak v troposfeacuteře
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA
- 95 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme barometr BAR-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 96 -
3 Senzor (barometr) umiacutestiacuteme těsně nad povrchem země
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pomalu
zvedaacuteme senzor (v miacutestnosti) vzhůru ke stropu (miacutestnosti) a přiacutepadně zase dolů
5 Provedeme analyacutezu naměřenyacutech hodnot a porovnaacuteme je s tabulkovyacutemi
hodnotami
6 Můžeme proveacutest delšiacute měřeniacute na jednom miacutestě Nastaviacuteme v menu Senzory
ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 72 h (3 dny) Frekvence 20 čteniacuteh Zvoliacuteme zobrazeniacute
Graf
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Vyslov zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak zaacutevisiacute změna tlaku na nadmořskeacute vyacutešce můžeme zkoumat takeacute při
pohybu na schodech nebo ve vyacutetahu Přitom můžeme ještě zadaacutevat změnu
nadmořskeacute vyacutešky
2 Připojeniacutem teploměru a vlhkoměru můžeme zkoumat jak spolu souvisiacute
teplota tlak vlhkost v průběhu dne
3 Daacutele můžeme zkoumat jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute
4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom
miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty
5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď
stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem
- 97 -
- 98 -
Pracovniacute list pro žaacuteky
Plyny 211 ZAacuteKLADY METEOROLOGIE
Fyzikaacutelniacute princip
Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře
probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute
meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkost hellip
Připojeniacutem teploměru barometru vlhkoměru k LabQuestu (počiacutetači)
ziacuteskaacuteme termograf barografhellip
Ciacutel
Určit jak se měniacute teplota tlak vlhkost v troposfeacuteře
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA
- 99 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA
barometr BAR-BTA a vlhkoměr RH-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
72 h Frekvence 20 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Senzory umiacutestiacuteme 2 m nad povrchem země nejleacutepe do stiacutenu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 V průběhu sledujeme jak se měniacute počasiacute
6 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute podmiacutenky ndash ročniacute obdobiacute
nadmořskaacute vyacuteškahellip Vyslov zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak spolu souvisiacute teplota tlak vlhkost Zdůvodni
2 Jak se měniacute teplota tlak a vlhkost v průběhu dne Zdůvodni
3 Jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute
4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom
miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty
5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď
stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem
- 100 -
- 101 -
Plyny 212 PŘETLAK A PODTLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Plyn maacute v naacutedobě podtlak jestliže je tento tlak nižšiacute než atmosfeacuterickyacute Plyn
maacute v naacutedobě přetlak jestliže je tento tlak většiacute než atmosfeacuterickyacute
Ciacutel
Změřit přetlak a podtlak plynu v naacutedobě
Pomůcky
LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA barometr BAR-BTA PET laacutehev
nafukovaciacute dětskyacute baloacutenek
- 102 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru
přišroubujeme injekčniacute střiacutekačku s nastavenou hodnotou objemu bdquo10 mlldquo dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Tlakem na piacutest vyvolaacutevaacuteme přetlak a podtlak a přetlak
- 103 -
5 Měřeniacute uložiacuteme
6 K senzoru připojiacuteme (našroubujeme) skleněnou baňku naplněnou
vzduchem Teplota plynu uvnitř je stejnaacute jako v okoliacute
7 Opakujeme předchoziacute měřeniacute s tiacutem že baňku (tiacutem i plyn) ohřiacutevaacuteme v tepleacute
vodě a ochlazujeme ve studeneacute (kostky ledu) vodě Pozorujeme jak se měniacute
tlak
8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy nastaacutevaacute přetlak a kdy podtlak
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak můžeme přetlak a podtlak vytvořit
2 Kde se přetlak a kde se podtlak využiacutevaacute
3 Změř přetlak v baloacutenku Jak se měniacute s průměrem baloacutenku
4 Připoj k senzoru PET laacutehev Zkus mačkat laacutehev a měřit hodnotu přetlaku
5 Ohřej plyn v PET laacutehvi (horkou vodou) Uzavři PET laacutehev a ochlazuj laacutehev
(plyn) Měř podtlak uvnitř laacutehve
- 104 -
SVĚTELNEacute JEVY 213 STIacuteN A POLOSTIacuteN
Fyzikaacutelniacute princip
Stiacuten je prostor za tělesem do něhož nepronikaacute světlo ze zdroje Polostiacuten je
prostor za tělesem do ktereacuteho pronikaacute světlo pouze z čaacutesti zdroje
Ciacutel
Pomociacute senzoru světla určit intenzitu osvětleniacute v oblasti stiacutenu a polostiacutenu
Pomůcky
LabQuest žaacuterovka 12 V20 W světelnyacute senzor TILT-BTA nebo luxmetr LS-
BTA těleso
- 105 -
Scheacutema
Postup
1 Světelnyacute senzor TILT-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu
3 Zapneme LabQuest
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence 10 sndash1
Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Senzorem
světla TILT-BTA plynule pohybujeme nad oblastiacute stiacutenu a polostiacutenu z jedneacute
strany na druhou (viz scheacutema asi 10 s)
- 106 -
6 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakaacute intenzita osvětleniacute v jednotlivyacutech oblastech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Měřeniacute opakujeme se dvěma zdroji světla
2 Měřeniacute opakujeme s jinyacutem tělesem (jinyacute tvar)
- 107 -
SVĚTELNEacute JEVY 214 BARVY SVĚTLA
Fyzikaacutelniacute princip
Biacuteleacute světlo se při průchodu skleněnyacutem hranolem rozklaacutedaacute na jednoducheacute barvy
ndash vznikaacute tak spektrum
Jsou v něm tyto barvy fialovaacute indigovaacute modraacute žlutaacute oranžovaacute a červenaacute
- 108 -
Ciacutel
Pomociacute spektrofotometru určit spektrum biacuteleacuteho světla (slunečniacuteho) Daacutele určit
spektrum odraženeacuteho světla různyacutech barevnyacutech papiacuterů
Pomůcky
LabQuest spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem různě barevneacute
papiacutery
- 109 -
Scheacutema
Postup
1 Spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem zapojiacuteme do USB konektoru
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 V menu Senzory ndash Změnit jednotky ndash USB Spektrometr zvoliacuteme Intenzita
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Optickeacute vlaacutekno namiacuteřiacuteme na nebe (ve dne)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Změřiacuteme
emisniacute spektrum bdquobiacuteleacuteho světlaldquo
6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
7 Zopakujeme a uklaacutedaacuteme měřeniacute s tiacutem že těsně před optickeacute vlaacutekno
vklaacutedaacuteme různě barevneacute papiacutery (tělesa)
- 110 -
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pomociacute spektrofotometru změř spektra barev na monitoru Vyslov zaacutevěr
- 111 -
Praacutece a energie 31 PRAacuteCE
Fyzikaacutelniacute princip
Praacutece je fyzikaacutelniacute veličina Označuje se piacutesmenem W a jejiacute jednotkou je joule
(značka J) Je-li F siacutela působiacuteciacute na těleso ve směru trajektorie vykonaacute se při
přesunutiacute tělesa o draacutehu s praacutece W = Fs
Ciacutel
Určit praacuteci při přesunutiacute tělesa
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA senzor polohy MD-BTD stejnaacute tělesa (kvaacutedry
učebnicehellip)
- 112 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N Senzor polohy zapojiacuteme do konektoru
DIG 1
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes
3 Zvoliacuteme zaacuteložku tabulka V menu Tabulka zvoliacuteme Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute
sloupec Naacutezev ndash Praacutece Jednotka ndash J Tvar vyacuterazu XY Sloupec pro X ndash Siacutela
Sloupec pro Y ndash Poloha
4 Sestaviacuteme měřeniacute podle scheacutema Vynulujeme oba senzory ndash menu Senzory
ndash Vynulovat ndash Čidlo polohy a pohybu Siloměr Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se
pomalu a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce
- 113 -
6 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute
měřeniacute si můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit
7 Zaacutevěr ndash vyhodnotiacuteme jednotliveacute grafy a vykonanou praacuteci
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Kdy je praacutece nulovaacute (viz graf)
2 Kdy se praacutece konaacute (viz graf)
3 Vyzkoušej vykonat praacuteci při natahovaacuteniacute pružiny
4 Vyzkoušej vykonat praacuteci při zvedaacuteniacute tělesa
5 Vyzkoušej vykonat praacuteci při překlaacutepěniacute tělesa
- 114 -
Praacutece a energie 32 ENERGIE POLOHOVAacute
A POHYBOVAacute
Fyzikaacutelniacute princip
Polohovaacute energie Ep je druh mechanickeacute energie kterou těleso ziacuteskaacute při
zvyšovaacuteniacute sveacute nadmořskeacute vyacutešky Vypočiacutetaacuteme ji Ep= mgh Pohybovaacute energie
Ek je druh mechanickeacute energie kterou maacute pohybujiacuteciacute se těleso Vypočiacutetaacuteme ji
Ek= frac12mv2
Ciacutel
Pohybovou a polohovou energii kmitaveacuteho pohybu
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT těleso (zaacutevažiacute)
pružina stojan metr
- 115 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
LabQuestu
2 Určiacuteme tuhost použiacutevaneacute pružiny
- 116 -
3 Zapneme LabQuest
4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 10 s
5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Zvaacutežiacuteme zaacutevažiacute na digitaacutelniacutech vahaacutech a zavěsiacuteme ho na pružinu a pod
zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor a budeme měřit vzdaacutelenost a rychlost
kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině
7 Uvedeme zaacutevažiacute do kmitaveacuteho pohybu
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 117 -
9 Soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu
10 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku
a rovnici pro Ek
11 V menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku
jednotku a rovnici pro Ep
- 118 -
12 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku
a rovnici pro E
- 119 -
13 Zobraziacuteme grafy pro průběhy energiiacute
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změniacuteme dobu trvaacuteniacute na 300 s Opakujeme měřeniacute Co pozorujeme Jak se
měniacute energie
2 Jinyacute postup určeniacute tuhosti pružiny k
a) Na siloměr zavěsiacuteme pružinu
b) Vyznačiacuteme na pozadiacute (tabule) konec pružiny bdquoznačku ndash 0 cmldquo Daacutele si
pomociacute praviacutetka vyznačiacuteme značky 5 10 15 20 hellip cm
c) V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty
Naacutezev Prodlouženiacute Jednotky cm
- 120 -
d) Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
e) Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
f) Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
g) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
h) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
i) Prodloužiacuteme pružinu o 5 cm
j) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
k) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 5 cm a stiskneme OK
l) Opakujeme body i) j) a k) pro 10 15 20 hellipcm
m) Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
n) Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice
Přiacutemaacute uacuteměrnost
o) Z grafu určiacuteme tuhost pružiny k ndash je směrnice polopřiacutemky A vynaacutesobenaacute
100 (protože l jsme zadaacutevali v cm)
3 Opakujeme pro jineacute zaacutevažiacute nebo jinou pružinu
- 121 -
Praacutece a energie 33 UacuteČINNOST
Fyzikaacutelniacute princip
Uacutečinnost je podiacutel vykonaneacute praacutece W a dodaneacute energie E W
E
Ciacutel
Určit uacutečinnost při ohřiacutevaacuteniacute vody lihovyacutem kahanem
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA kaacutedinka voda digitaacutelniacute vaacutehy lihovyacute kahan
laboratorniacute stojan
- 122 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 200 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Teploměr upevniacuteme do stojanu
4 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme praacutezdnou kaacutedinku mk = kg
5 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme vodu (např 200 ml) v kaacutedince m = kg
6 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme lihovyacute kahan mk0 = kg
7 Kaacutedinku upevniacuteme do stojanu postaviacuteme pod kaacutedinku kahan a zapaacuteliacuteme
ho
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 123 -
9 Po skončeniacute měřeniacute (1 200 s = 20 min) zvaacutežiacuteme znovu lihovyacute kahan
mk1 = kg a odečteme z grafu počaacutetečniacute teplotu vody t0 =hellip degC
a konečnou teplotu t1 = degC
10 Vypočiacutetaacuteme vykonanou praacuteci W = Q = cmt = 4 180 middot middot =
J
11 Vypočiacutetaacuteme dodanou energii E = Q = hm = h(mk0 ndash mk1) = 28 865 000 middot
E = J
12 Vypočiacutetaacuteme uacutečinnost
100
W
E
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
Vyacutehřevnost ethanolu je 28 865 000 Jmiddotkgndash1
1 Vypočiacutetej kolik dodaneacute energie přijme kaacutedinka ndash sklo
(c = 670 Jmiddotkgndash1
middot Kndash1
)
- 124 -
2 Kolik procent dodaneacute energie se bdquoztratiacuteldquo
3 Znaacuteš uacutečinnějšiacute způsob ohřiacutevaacuteniacute vody Jakou maacute uacutečinnost
( httpfyzwebczclankyindexphpid=132 )
4 Proč na grafu v okamžiku zamiacutechaacuteniacute s ohřiacutevanou vodou vznikajiacute nerovnosti
(viz vyacuteše) Proč teplota nejdřiacuteve rychleji stoupaacute a pak chviacuteli klesaacute
(po zamiacutechaacuteniacute) Proč teplota pak roste přibližně rovnoměrně
5 Proč graf (viz vyacuteše) neniacute lineaacuterniacute Čiacutem je to způsobeno
6 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-
202
- 125 -
Praacutece a energie 34 NAKLONĚNAacute ROVINA
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela potřebnaacute k pohybu tělesa po nakloněneacute rovině je tolikraacutet menšiacute než tiacutehovaacute
siacutela kolikraacutet je deacutelka roviny většiacute než jejiacute vyacuteška G
hF F
s Tiacutehovou siacutelu
vypočiacutetaacuteme FG = mg
Ciacutel
Ověřit platnost funkce h
F fs
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA digitaacutelniacute vaacutehy voziacuteček se zaacutevažiacutem nakloněnaacute
rovina deacutelkoveacute měřidlo
- 126 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme siloměr DFS-BTA do vstupu CH1 Změřiacuteme deacutelku nakloněneacute
roviny s = cm Zvaacutežiacuteme voziacuteček m = kg Vypočiacutetaacuteme velikost tiacutehoveacute
siacutely FG K siloměru připojiacuteme voziacuteček
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim
Udaacutelosti + Hodnoty Naacutezev Vyacuteška Jednotka cm OK Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute
grafu
- 127 -
3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute Siacutely (N) a na
vodorovneacute ose times Vyacuteška (cm)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Zvedneme
nakloněnou rovinu do vyacutešky 10 cm a stiskneme bdquospoušťldquo pro zadaacuteniacute teacuteto
hodnoty Opakujeme pro 20 cm 30 cm 40 cm
5 Ukončiacuteme měřeniacute
6 V menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Siacutela vybereme lineaacuterniacute rovnici
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proč graf funkce h
F fs
neprochaacuteziacute počaacutetkem Tzn když h = 0 pak
F = 0
2 Zkus změřit funkci h
F fs
pomociacute plynuleacuteho zvedaacuteniacute nakloněneacute
roviny Je potřeba nastavit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim Časovaacute
zaacutekladna
- 128 -
Tepelneacute jevy 35 KALORIMETRICKAacute ROVNICE
Fyzikaacutelniacute princip
Při tepelneacute vyacuteměně mezi dvěma tělesy platiacute kalorimetrickaacute rovnice Q1 = Q2
Po dosazeniacute
c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2) Index 1 je přiřazen teplejšiacutemu tělesu a index 2
chladnějšiacutemu tělesu
Ciacutel
Ověřit platnost kalorimetrickeacute rovnice c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2)
Pomůcky
LabQuest dva teploměry TMP-BTA dvě seřiacuteznuteacute PET laacutehve digitaacutelniacute vaacutehy
- 129 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 a druhyacute teploměr TMP-
BTA do vstupu CH2 LabQuestu Do naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme teplou
vodu o hmotnosti m1 a teplotě t1 Do druheacute naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme
studenou vodu o hmotnosti m2 a teplotě t2 Hmotnosti určiacuteme pomociacute digitaacutelniacute
vaacutehy Do prvniacute naacutedoby vložiacuteme prvniacute teploměr a do druheacute naacutedoby druhyacute
teploměr Teploměry můžeme upevnit do stojanů
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
120 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 130 -
3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute obou teplot a na
vodorovneacute ose x ponechaacuteme čas
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Přeložiacuteme teploměr
z naacutedoby se studenou vodou do naacutedoby s teplou vodou a současně přelijeme
studenou vodu do tepleacute a počkaacuteme až nastane rovnovaacutežnyacute stav
5 Ukončiacuteme měřeniacute
6 Z grafů odečteme teploty před tepelnou vyacuteměnou (t1 a t2) a po tepelneacute
vyacuteměně (t)
7 Vypočiacutetaacuteme teplo odevzdaneacute Q1 a teplo přijateacute Q2
8 Porovnaacuteme vyacutesledneacute hodnoty
9 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proč měřeniacute nevychaacuteziacute uacuteplně přesně Čiacutem je to způsobeno
2 Zkus stejneacute měřeniacute pro jedno kapalneacute těleso (voda) a jedno pevneacute těleso
(mosaznyacute vaacuteleček železnyacute vaacutelečekhellip)
3 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy
OHSP-202
- 131 -
Tepelneacute jevy 36 VEDENIacute TEPLA
Fyzikaacutelniacute princip
Zahřiacutevaacuteme-li jednu čaacutest podeacutelneacuteho tělesa z pevneacute laacutetky přenaacutešiacute se rychlejšiacute
pohyb atomů na dalšiacute a dalšiacute atomy Tiacutem se zvyšuje i teplota dalšiacutech čaacutestiacute
Tento jev se nazyacutevaacute vedeniacute tepla Laacutetky děliacuteme na tepelneacute vodiče (měď
hliniacutek hellip) a tepelneacute izolanty (vzduch plasty dřevo hellip)
Ciacutel
Ověřit šiacuteřeniacute tepla tepelnyacutem vodičem
Pomůcky
LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA tlustšiacute Cu vodič lihovyacute kahan dva
laboratorniacute stojany
- 132 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme čtyři teploměry TMP-BTA do vstupů CH1 až CH4 LabQuestu
LabQuest připojiacuteme k PC přes USB konektor Teploměry můžeme upevnit do
smyček vytvořenyacutech z tlustšiacuteho měděneacuteho draacutetu ndash viz scheacutema
2 Zapneme LabQuest V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat
nastaviacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzorek sekundu Zatrhneme Nepřerušenyacute
sběr dat
3 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a postaviacuteme ho pod konec Cu vodiče ndash viz scheacutema
4 V programu LoggerPro zvoliacuteme Sběr dat Nechaacuteme určitou
dobu běžet měřeniacute
5 Ukončiacuteme měřeniacute ndash v programu LoggerPro zvoliacuteme Zastavit
6 Porovnaacuteme naměřeneacute grafy
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
- 133 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus měřeniacute pro jinyacute pevnyacute tepelnyacute vodič
2 Zkus stejneacute měřeniacute pro kapalneacute těleso (voda v naacutedobě)
- 134 -
Termika 37 SOUTĚŽ TEPLOMĚRŮ
Fyzikaacutelniacute princip
Teplota popisuje stav tělesa Teplotu měřiacuteme teploměrem Teplota tělesa
zaacutevisiacute i na miacuteře ochlazovaacuteniacute Miacutera ochlazovaacuteniacute zaacutevisiacute i na vlhkosti povrchu
tělesa (podobně ochlazovaacuteniacute lidskeacuteho těla) Vypařujiacuteciacute se kapalina odvaacutediacute čaacutest
vnitřniacute energie tělesa ndash ochlazuje ho Miacutera ochlazovaacuteniacute tělesa zaacutevisiacute i na
odvaacuteděniacute vznikajiacuteciacutech par
Ciacutel
Porovnej rychlost ochlazovaacuteniacute tělesa na povrchu sucheacuteho a mokreacuteho tělesa
Pomůcky
LabQuest teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA rychlovarnaacute konvice s horkou
vodou utěrka
- 135 -
Scheacutema
Postup
1 V konvici si ohřejeme vodu
2 Teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1
LabQuestu
3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
4 Zastrčiacuteme teploměr do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute je
praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme
tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem nepohybujeme
- 136 -
5 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash
menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Zastrčiacuteme teploměr opět do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute
je praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme
tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem budeme nyniacute maacutevat
7 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash
menu Graf ndash Uložit měřeniacute
8 Body 4 až 7 znovu opakujeme ale s tiacutem že po vytaženiacute teploměru
z konvice teploměr rychle utřeme utěrkou
9 Zobraziacuteme všechny čtyři naměřeneacute grafy ndash menu Graf ndash Ukaacutezat graf ndash
Všechny grafy
10 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus stejneacute měřeniacute s vlažnou vodou
2 Vyzkoušej jinou kapalinu
3 Pokud maacuteme čtyři teploměry můžeme proveacutest měřeniacute bdquonajednouldquo
- 137 -
Tepelneacute jevy 38 VAR
Fyzikaacutelniacute princip
Var je děj při ktereacutem se kapalina přeměňuje v plyn v celeacutem objemu Teplota
při ktereacute dochaacuteziacute k varu se nazyacutevaacute teplota varu Jejiacute hodnota zaacutevisiacute nejen na
chemickeacutem složeniacute kapaliny ale takeacute na tlaku nad povrchem kapaliny Voda
vře za normaacutelniacuteho tlaku (1 013 hPa) při 100 degC Zaacutevislost teploty varu vody
na tlaku lze přibližně vyjaacutedřit rovniciacute 5
716 2810
pt
Ciacutel
Ověřit teplotu varu za normaacutelniacuteho tlaku Ověřit zaacutevislost teploty varu na tlaku
- 138 -
Pomůcky
LabQuest teploměr GoTemp nebo TMP-BTA baňka voda lihovyacute kahan
laboratorniacute stojan odměrnyacute vaacutelec
Scheacutema
- 139 -
Postup
1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr GoTemp nebo TMP-
BTA Do baňky nalijeme horkou vodu Sestaviacuteme pomůcky podle scheacutema
V odměrneacutem vaacutelci kteryacute určuje hodnotu tlaku par nad volnyacutem povrchem vařiacuteciacute
vody neniacute voda Tzn že nad vodou v baňce je atmosfeacuterickyacute tlak
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Režim
Udaacutelosti a hodnoty Naacutezev Tlak Jednotka Pa
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a ohřiacutevaacuteme vodu v baňce až dosaacutehne teploty varu
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Paacutery vznikajiacuteciacute nad volnyacutem povrchem v baňce mohou volně odchaacutezet
hadiciacute kteraacute uacutestiacute nad dnem odměrneacuteho vaacutelce
7 Při dosaženiacute teploty varu stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
8 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku (odečteme
z barometru) a stiskneme OK
- 140 -
9 Přilijeme do odměrneacuteho vaacutelce vodu do vyacutešky 5 cm nad uacutestiacutem hadice
10 Při dosaženiacute teploty varu (poznaacuteme to podle bublinek ktereacute budou
vystupovat do vody v odměrneacutem vaacutelci) stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
11 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku zvětšenou
o hodnotu hydrostatickeacuteho tlaku a stiskneme OK
12 Opakujeme body 9 10 a 11 pro hodnoty vyacutešky hladiny vody v odměrneacutem
vaacutelci 10 cm 15 cm 20 cm a 25 cm
13 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
14 Provedeme analyacutezu grafu Jakaacute je to funkce Porovnaacuteme vyacutesledky
s vyacutesledky v MFCh tabulkaacutech Určiacuteme rovnici lineaacuterniacute funkce t = f(p)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Na čem zaacutevisiacute teplota varu určiteacute kapaliny
2 Čiacutem se lišiacute var vody v otevřeneacutem a v uzavřeneacutem tlakoveacutem hrnci
3 Může voda vařit i při nižšiacute teplotě než 100 degC
4 Pomociacute vyacutevěvy změř teploty varu při nižšiacutem tlaku než je atmosfeacuterickyacute
- 141 -
Zvukoveacute jevy 39 KMITAVYacute POHYB
Fyzikaacutelniacute princip
Kmitaveacute pohyby se nazyacutevajiacute pohyby při kteryacutech vyacutechylka opakovaně roste
a klesaacute Kmit je periodicky se opakujiacuteciacute čaacutest kmitaveacuteho pohybu doba jeho
trvaacuteniacute je perioda T a počet kmitů za jednotku času je frekvence 1
fT
Ciacutel
Určit periodu T a frekvenci f kmitaveacuteho pohybu
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA těleso (zaacutevažiacute) pružina stojan metr
- 142 -
Scheacutema
- 143 -
Postup
1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest Na siloměr zavěsiacuteme pružinu
3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
50 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute) Těleso je v klidu
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika
Určiacuteme hmotnost tělesa Ověřiacuteme na digitaacutelniacutech vahaacutech
8 Uvedeme těleso do kmitaveacuteho pohybu
9 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Provedeme
analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice (nebo soubor
nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)
- 144 -
10 Z grafu určiacuteme periodu T a vyacutepočtem frekvenci f
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Určete periodu a kmitočet joja
2 Určete periodu a kmitočet zaacutevažiacute ponořeneacuteho v kapalině
3 Určete periodu a kmitočet kmitaacuteniacute praviacutetka
4 Měř kmitavyacute pohyb delšiacute dobu Co pozoruješ
- 145 -
Zvukoveacute jevy 310 ZVUK
Fyzikaacutelniacute princip
Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz
Ciacutel
Určit časovyacute diagram některyacutech zdrojů zvuku ndash ladičky klaacuteves hudebniacutech
naacutestrojůhellip
Určit frekvenci (vyacutešku) toacutenů c1 d
1 e
1 c
2 Určit hudebniacute intervaly těchto
toacutenů Předveacutest barvu toacutenů
Pomůcky
LabQuest mikrofon MCA-BTA zdroje zvuku (hudebniacute naacutestroje) ladičky
- 146 -
Scheacutema
Postup
1 Zapneme LabQuest
2 Připojiacuteme mikrofon MCA-BTA do vstupu CH1 LabQuestu nebo v menu
Senzory ndash Nastaveniacute senzorů zvoliacuteme INT ndash Vnitřniacute mikrofon
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Rozezvučiacuteme zdroj zvuku ndash hlaacuteska bdquoaldquo bdquoeldquo bdquosldquo
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Uklaacutedaacuteme naměřeneacute zvuky v menu Graf ndash Uložit měřeniacute nebo zvoliacuteme
Pomociacute kalkulačky určujeme kmitočty periodickyacutech zvuků Uložiacuteme soubor
- 147 -
- 148 -
7 Opakujeme body 4 5 a 6 pro toacuteny c1 d
1 e
1 c
2 Určujeme kmitočet
těchto toacutenů (změřiacuteme periodu a kmitočet vypočiacutetaacuteme) a jejich hudebniacute
intervaly
8 Naměřeneacute kmitočty toacutenů a vypočiacutetaneacute hodnoty hudebniacutech intervalů
porovnaacuteme s hodnotami v tabulce
Toacuten c1 d1 e1 f1 g1 a1 h1 c2
Laděniacute absolutniacute vyacuteška (Hz)
temperovaneacute 262 294 330 349 392 440 494 524
přirozeneacute 264 297 330 352 396 440 495 528
Hudebniacute interval 11 98 54 43 32 53 158 21
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkoušiacuteme měřit časoveacute diagramy různyacutech hudebniacutech naacutestrojů
2 Zkus změřit stejneacute toacuteny různyacutech hudebniacutech naacutestrojů Co je barva toacutenů
- 149 -
Zvukoveacute jevy 311 RYCHLOST ZVUKU VE
VZDUCHU
Fyzikaacutelniacute princip
Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz Rychlost zvuku
můžeme změřit přiacutemou metodou tak že změřiacuteme vzdaacutelenost kterou zvuk urazil
a dobu za kterou mu to trvalo
Ciacutel
Určit rychlost zvuku ve vzduchu při daneacute teplotě
Pomůcky
LabQuest dva mikrofony MCA-BTA zdroj zvuku ndash dřevěneacute hůlky (hudebniacute
naacutestroj)
- 150 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 a CH 2 LabQuestu připojiacuteme dva mikrofony MCA-BTA
2 Mikrofony nastaviacuteme dle scheacutematu na jeden až dva metry od sebe Změřiacuteme
vzdaacutelenost s = m
3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
003 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute
přes 25 Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu měřeniacute neprobiacutehaacute čekaacute
na bdquospoušťldquo
5 U praveacuteho mikrofonu ťukneme do dřevěnyacutech hůlek Tiacutem se zapne
(bdquospoušťldquo) měřeniacute a oba mikrofony zaznamenajiacute zvuk Levyacute mikrofon
s určityacutem zpožděniacutem ktereacute odpoviacutedaacute vzdaacutelenosti obou mikrofonů a rychlosti
zvuku
6 Na dotykoveacute obrazovce si zvětšiacuteme miacutesto kde začiacutenaacute druhyacute zvuk ndash
označiacuteme perem a menu Graf ndash Zvětšit Daacutele označiacuteme co nejpřesněji miacutesto
kde začiacutenaacute druhyacute zpožděnyacute zvuk odečteme čas zpožděniacute t = s
- 151 -
7 Vypočiacutetaacuteme rychlost zvuku v = st = m sndash1
8 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute vzdaacutelenosti
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pokud stejneacute měřeniacute bude dělat viacutece studentů je potřeba se domluvit aby
nedošlo k vzaacutejemneacutemu rušeniacute
2 Porovnej rychlost zvuku s tabulkovou hodnotou a s hodnotami v jinyacutech
laacutetkaacutech Kde je největšiacute
3 Vypočiacutetej podle vzorce z tabulek jakaacute je rychlost zvuku při daneacute teplotě
vzduchu t = degC
4 Zkus se zamyslet nad průběhem grafů ndash jak se musiacute chvět zdroj zvuku
Zkus změřit rychlost zvuku pomociacute odrazu Naacutevod
K měřeniacute je použita odpadniacute trubka HTEM zakoupenaacute v OBI (deacutelka 1 2 nebo
3m takeacute je možneacute zakoupit viacutece stejnyacutech metrovyacutech kusů ktereacute je možno
zasouvat do sebe) K ucpaacuteniacute trubky je možneacute koupit tzv zaacutetku kteraacute se nasadiacute
- 152 -
na konec trubky Mikrofon je umiacutestěn těsně u uacutestiacute trubky K měřeniacute stačiacute pouze
jeden mikrofon K měřeniacute je potřeba stejneacute nastaveniacute (včetně bdquospouštěldquo)
5 Měřeniacute zkus nejdřiacuteve bez odpadniacute trubky a potom s trubkou
6 Jakou vzdaacutelenost musiacuteš dosadit do vzorce
7 Zkus stejneacute měřeniacute ale oddělej zaacutetku Zkus vysvětlit to co jsi naměřil
8 Nyniacute můžeš zkusit i ohřaacutet vzduch v trubce pomociacute feacutenu nebo teplovzdušneacute
pistole a teploměrem TMP-BTA měřit jeho teplotu Jak se změniacute rychlost
zvuku Co to způsobilo
- 153 -
Zvukoveacute jevy 312 VNIacuteMAacuteNIacute ZVUKU HLASITOST
Fyzikaacutelniacute princip
Praacuteh slyšitelnosti je nejmenšiacute intenzita zvuku kterou je schopen vniacutemat
pozorovatel s normaacutelniacutem sluchem (I0 = 10ndash12
W mndash2
) Praacuteh bolesti je
nejmenšiacute intenzita zvuku kteraacute vyvolaacute pocit bolesti (I0 = 10 W mndash2
) Hladina
intenzity zvuku L (v decibelech) je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute vyjadřuje kolikraacutet
je vniacutemanyacute zvuk silnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti (10kraacutet o 10 dB 100kraacutet
o 20 dB 1 000kraacutet o 30 dB hellip)
Ciacutel
Určit pomociacute hlukoměru SLM-BTA hladinu intenzity zvuku lidskeacuteho hlasu
zařiacutezeniacute a strojů kolem naacutes (pračka vysavač televize raacutedio reprodukovanaacute
hudba ulice hřiště přestaacutevka ve školehellip ticho)
- 154 -
Pomůcky
LabQuest hlukoměr SLM-BTA
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme hlukoměr SLM-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
120 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 155 -
3 Nastaveniacute hlukoměru SLM-BTA Time Weiting ndash S (slow) Maximum
Level Hold ndash RESET (průběžně zobrazuje) Frequency Weighting ndash A (pomaleacute
změny)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a postupně v 10 s
intervalech zkoušiacuteme různeacute zvuky ticho ndash potlesk ndash tlumenyacute hovor ndash hlasityacute
hovor ndash velmi hlasityacute hovor ndash křik
5 Podobně zkoušiacuteme změřit
a) hluk celeacuteho praciacuteho cyklu pračky
b) hluk různyacutech spotřebičů kolem naacutes ndash televize raacutedio zvuk ze sluchaacutetek
(přiloženiacutem hlukoměru ke sluchaacutetkům) zvuk mobilniacuteho telefonu hluk varneacute
konvice
c) hluk ve škole ndash ve třiacutedě na chodbě hellip
d) ticho ndash ve dne v noci
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Kolikraacutet je bdquoticholdquo hlučnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti
2 Vyzkoušej jak velkeacute je bdquoticholdquo uvnitř krabice
- 156 -
3 Jakeacute je bdquoticholdquo před oknem a za oknem
4 Vyzkoušej odraz zvuku ndash v miacutestnosti na louce
5 Změř jak se měniacute hladina intenzity zvuku za bouřky
6 Zkoumej jak zvuk pohlcujiacute různeacute materiaacutely
7 Vyzkoušej odraz zvuku pomociacute desky Např
8 Vyzkoušej naměřit v jeskyni hlasitost ozvěny
- 157 -
9 U reproduktoroveacute soustavy (stereo) zkus naleacutezt miacutesto s nejsilnějšiacute hlasitostiacute
10 Změř zaacutevislost hlasitosti na uacutehlu naacuteklonu odrazneacute desky Sestroj graf
11 Změř směrovou charakteristiku reproduktoru
( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=393)
12 Změř frekvenčniacute charakteristiku reproduktoru
( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=392)
- 158 -
Elektrickeacute vlastnosti laacutetek
313 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ ELEKTRICKYacute PROUD
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovanyacutech
těles kteryacute se projevuje silovyacutem působeniacutem na jinaacute tělesa Jeho jednotkou je
coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při pokusech ve třiacutedě
pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů) 1 nC je přibližně
6000000000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj elektronu hellip)
Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj (na skleněneacute
tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně nabiteacute těleso maacute
viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute protony
K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič naacuteboje
Elektrickyacute proud I je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličinou Jeho jednotkou je ampeacuter
(A) Můžeme jej vyjaacutedřit pomociacute naacuteboje Q kteryacute projde vodičem za jednotku
času Q
It
Ciacutel
Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute
při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute
Změřit proud I v zaacutevislosti na čase t a určit velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute
a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru
- 159 -
Pomůcky
LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA ampeacutermetr DCP-BTA tělesa (plechovka
na polystyreacutenu kovoveacute kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem
držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute těles kondenzaacutetor 15 mF16 V plochaacute baterie
45 V žaacuterovka 35 V 01 A přepiacutenač
- 160 -
Scheacutema
Postup
1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou
krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku
připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou
zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě
- 161 -
kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru
zvoliacuteme rozsah plusmn100 nC (scheacutema a))
2 Zapneme LabQuest
3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem
ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj
Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky
5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence
2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj
z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute
naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)
Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky
9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute
tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)
10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu 3times3
mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle
- 162 -
Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm
Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je
11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech
(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)
12 Sestaviacuteme obvod podle scheacutema b)
13 Změřiacuteme časovyacute průběh proudu při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru
- 163 -
14 Určiacuteme velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru pomociacute
funkce menu Analyacuteza volba Integraacutel
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zopakuj měřeniacute v bodech 13 a 14 pro různaacute zapojeniacute dvou nebo viacutece
kondenzaacutetorů
- 164 -
Elektrickyacute proud 314 OHMŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Ohmův zaacutekon Pokud maacute kovovyacute vodič staacutelou teplotu je elektrickyacute proud
prochaacutezejiacuteciacute vodičem přiacutemo uacuteměrnyacute napětiacute na vodiče (r 1826 G S Ohm)
Grafem přiacutemeacute uacuteměrnostiacute je přiacutemka prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem
Ciacutel
Ověřit Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky a rezistory 12 Ω 33 Ω
a 100 Ω
Pomůcky
LabQuest rezistor 33 Ω a 100 Ω žaacuterovka 6 V03 A voltmetr DVP-BTA
ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat
- 165 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
napětiacute Vlevo 0 Vpravo 6 V Na ose y zvoliacuteme Elektrickyacute proud a Spojovat
body Dole 0 a Nahoře 06 A V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Reostatem pomalu zvyšujeme napětiacute a proud Hodnota napětiacute nesmiacute
překročit 5 V a proudu 06 A Zobrazuje se tzv voltampeacuterovaacute charakteristika
Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro rezistor 33 Ω a pro žaacuterovku
- 166 -
7 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Platiacute Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky
2 Porovnej voltampeacuteroveacute charakteristiky rezistorů s různyacutemi hodnotami
odporů
3 Zkus vymyslet jak ověřiacuteš že Ohmův zaacutekon platiacute i pro wolframoveacute vlaacutekno
žaacuterovky
- 167 -
Elektrickyacute proud 315 ODPOR
Fyzikaacutelniacute princip
Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou
elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše
přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita
ρ a na teplotě t vodiče
Ciacutel
Změřit odpor bdquošpatneacuteholdquo vodiče ndash rezistoru Ověřit jak zaacutevisiacute odpor vodiče na
deacutelce
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) různeacute rezistory tahovyacute
potenciometr 10 kΩ počiacutetač s programem Logger Pro
- 168 -
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 K ohmmetru připojiacuteme tahovyacute potenciometr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se
vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 169 -
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm
2 cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute
potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute
exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute
14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Měřiacuteme odpor různyacutech rezistorů a jejich zapojeniacute
2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů
3 Změř jak zaacutevisiacute odpor potenciometru na uacutehlu natočeniacute u otočneacuteho
potenciometru
- 170 -
Elektrickyacute proud 316 ZAacuteVISLOST ODPORU NA
TEPLOTĚ
Fyzikaacutelniacute princip
Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou
elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše
přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita
ρ a na teplotě t vodiče
Na teplotě zaacutevisiacute odpor vodičů i polovodičů Odpor vodičů se vzrůstajiacuteciacute
teplotou stoupaacute (kladnyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) kdežto odpor
polovodičů uhliacuteku a některyacutech speciaacutelniacutech slitin kovů se vzrůstajiacuteciacute teplotou
klesaacute (zaacutepornyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) Elektrickyacute odpor maacute
vždy kladnou hodnotu Dobreacute vodiče kladou malyacute odpor špatneacute vodiče kladou
velkyacute odpor
Pozistor je dvoupoacutelovaacute elektrickaacute součaacutestka Jednaacute se o typ termistoru
s pozitivniacute teplotniacute zaacutevislostiacute (tzn s rostouciacute teplotou roste odpor) proto se
použiacutevaacute i označeniacute PTC termistor (positive temperature coefficient) Vyraacutebějiacute
se z polykrystalickeacute feroelektrickeacute keramiky (titaničitan barnatyacute BaTiO3)
Odpor pozistoru s růstem teploty nejprve miacuterně klesaacute nad Curieovu teplotu
poteacute prudce vzrůstaacute asi o 3 řaacutedy a pak opět miacuterně klesaacute Oblast naacuterůstu je
možneacute chemickyacutem složeniacutem ovlivňovat a tak vytvořit např sadu teploměrů
s odstupňovanyacutem teplotniacutem rozsahem (nejčastěji po 10 degC)
- 171 -
Ciacutel
Změřit jak zaacutevisiacute odpor pozistoru na teplotě
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA
pozistor kaacutedinka stojan počiacutetač s programem Logger Pro
- 172 -
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 a teploměr TMP-BTA do
konektoru CH 2 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Teploměr a pozistor jsou společně
upevněny zkroucenyacutem draacutetkem
3 K ohmmetru připojiacuteme pozistor
4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
5 Zapneme LabQuest
6 V programu LoggerPro na ose x zvoliacuteme teplotu a na ose y zvoliacuteme odpor
Tzn R = f(t)
7 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
8 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme
Nepřerušenyacute sběr dat
9 Do kaacutedinky nalijeme horkou vodu z konvice
- 173 -
10 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat Měřeniacute
nechaacuteme běžet delšiacute dobu (90 min) Pokud nemaacuteme čas můžeme měřeniacute
urychlit postupnyacutem ochlazovaacuteniacutem (přileacutevaacuteme studenou vodu nebo led)
11 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
12 Opakujeme měřeniacute pro různeacute pozistory
13 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z grafů určete teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu Porovnej jeho
velikost s hodnotami různyacutech kovů v tabulkaacutech
2 K čemu se použiacutevajiacute pozistory
- 174 -
Elektrickyacute proud 317 REOSTAT A POTENCIOMETR
Fyzikaacutelniacute princip
Plynulou změnu proudu spotřebičem umožňujiacute součaacutestky s proměnnyacutem
odporem ndash potenciometry Podle pohybu při ovlaacutedaacuteniacute je děliacuteme na tahoveacute
a otočneacute
K regulaci velkyacutech proudů použiacutevaacuteme reostat
Ciacutel
Ověřit funkci potenciometru jako děliče napětiacute a regulaacutetoru proudu
- 175 -
Pomůcky
LabQuest různeacute potenciometry počiacutetač s programem Logger Pro voltmetr
VP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA rezistor 100 Ω plochaacute baterie
- 176 -
Scheacutema
Postup
1 Voltmetr VP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 Potenciometr zapojiacuteme jako dělič napětiacute (viz scheacutema)
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment zvoliacuteme Sběr dat Moacuted
Udaacutelosti se vstupy Naacutezev sloupce deacutelka Značka d Jednotka cm
6 Na ose x zvoliacuteme veličinu deacutelka Na ose y veličinu napětiacute
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 177 -
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm
2cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute
potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko U otočneacuteho potenciometru měřiacuteme
a zadaacutevaacuteme jednotku uacutehlu
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute
exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
15 Stejneacute měřeniacute provedeme pro zapojeniacute potenciometru jako regulaacutetoru
proudu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 K čemu si využiacutevajiacute obě zapojeniacute Jakyacute je mezi nimi rozdiacutel
2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů
- 178 -
Elektrickyacute proud 318 VNITŘNIacute ODPOR ZDROJE
Fyzikaacutelniacute princip
Součet všech odporů kteryacutemi musiacute prochaacutezet proud uvnitř zdroje se nazyacutevaacute
vnitřniacute odpor zdroje Proud v uzavřeneacutem obvodu je roven podiacutelu
elektromotorickeacuteho napětiacute U0 zdroje a celkoveacuteho odporu R + Ri kde Ri je
vnitřniacute odpor zdroje
0
i
UI
R R
Ciacutel
Ověřit Ohmův zaacutekon pro uzavřenyacute obvod
Pomůcky
LabQuest rezistor 10 Ω voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute
baterie reostat 100 Ω a 10 kΩ
- 179 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x
zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat -
Ampeacutermetr Reostat 100 Ω a 10 kΩ nastaviacuteme na max hodnoty odporu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme spiacutenač
5 Reostatem 10 kΩ pomalu (10 s) zvětšujeme proud (hodnota odporu na
min) Jakmile reostat 10 kΩ vytočiacuteme do krajniacute polohy (min) pokračujeme
stejně reostatem 100 Ω do krajniacute polohy (min) Hodnota proudu nesmiacute
překročit 06 A což při napětiacute 45 V zajistiacute rezistor 10 Ω Zobrazuje se tzv
zatěžovaciacute charakteristika zdroje Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu
Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro různě stareacute plocheacute baterie
- 180 -
7 Provedeme analyacutezu jednotlivyacutech grafů V menu Analyacuteza zvoliacuteme Fitovat
křivku Napětiacute Vybereme typ rovnice Lineaacuterniacute Určiacuteme koeficienty lineaacuterniacute
funkce Opakujeme pro všechny grafy
8 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona pro uzavřenyacute obvod)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z koeficientů lineaacuterniacutech funkciacute určete napětiacute napraacutezdno U0 a zkratovyacute
proud Ik Daacutele určete vnitřniacute odpor Ri plocheacute baterie noveacute a stareacute
2 Vnitřniacute odpor plocheacute baterie se staacuteřiacutem zvětšuje Jak se to projevuje na
zatěžovaciacute charakteristice
- 181 -
Elektrickyacute proud 319 VYacuteKON ELEKTRICKEacuteHO
PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Vyacutekon P elektrickeacuteho proudu vypočiacutetaacuteme jako součin napětiacute na spotřebiči
a proudu kteryacute spotřebičem proteacutekaacute P = U I U spotřebičů je spraacutevneacute označovat
dodaacutevanyacute vyacutekon jako přiacutekon P0 Napřiacuteklad u žaacuterovky je světelnyacute vyacutekon
zlomkem elektrickeacuteho přiacutekonu
Ciacutel
Pomociacute wattmetru určit přiacutekon některyacutech spotřebičů Změřit přiacutekon v zaacutevislosti
na čase u některyacutech spotřebičů
Pomůcky
LabQuest wattmetr WU-PRO-I spotřebiče
- 182 -
Scheacutema
Postup
1 Wattmetr WU-PRO-I zapojiacuteme do USB konektoru LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 600 s Frekvence
1 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Připojiacuteme spotřebič k wattmetru
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) nebo po stisknutiacute tlačiacutetka (ukončit
měřeniacute) uložiacuteme soubor
- 183 -
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus změřit přiacutekon ledničky po dobu 24 hodin s teploměrem uvnitř Vyslov
zaacutevěr
2 Zkus změřit přiacutekon mikrovlnneacute trouby při ohřevu potravin (vody ndash změř
teplotu před začaacutetkem a po skončeniacute ohřiacutevaacuteniacute) Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče
3 Zkus změřit přiacutekon elektrovarneacute konvice nebo indukčniacuteho vařiče
s teploměrem Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče
- 184 -
Tepelneacute jevy 320 TERMOHRNEK
Fyzikaacutelniacute princip
Termosky a termohrnky jsou speciaacutelně vyrobeneacute naacutedoby ktereacute sloužiacute
k uchovaacuteniacute teploty tekutiny uvnitř Termoska byla vynalezena v roce 1982
Zaacutekladniacutem principem termosky je dvojitaacute vnitřniacute naacutedoba s lesklyacutemi dvojityacutemi
stěnami a z mezery mezi stěnami obou naacutedob je odčerpaacuten veškeryacute vzduch Přes
toto vakuoveacute prostřediacute nemůže tepelnaacute energie pronikat vedeniacutem tepelneacute
zaacuteřeniacute se odraacutežiacute zpět od lesklyacutech stěn u naacutedoby opatřeneacute zaacutetkou je omezen
i přenos prouděniacutem Diacuteky tomuto principu zůstaacutevaacute tekutina v naacutedobě teplaacute
nebo chladnaacute až po dobu několika hodin Většinou se dodaacutevajiacute termosky
s hrniacutečkem nebo sloužiacute jako hrniacuteček viacutečko laacutehve Různeacute firmy takeacute nabiacutezejiacute
možnost potisku vašiacute termosky
Ciacutel
Ověřit schopnost termohrnku udržet naacutepoj teplyacute po určitou dobu
Pomůcky
LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA různeacute termohrnky
- 185 -
Scheacutema
Postup
1 Teploměry zapojiacuteme do konektorů CH 1 až CH 4 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute (viz scheacutema) Dva termohrnky majiacute viacutečka Termohrnek
vpravo je bez viacutečka Vlevo je obyčejnyacute porcelaacutenovyacute hrnek
3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme ho přes USB k PC V programu LoggerPro
v menu Experiment ndash Sběr dat zatrhneme Nepřerušenyacute sběr dat
4 Do všech termohrnků nalijeme stejneacute množstviacute horkeacute vody z konvice
5 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
- 186 -
6 Po určiteacute době (např 2 až tři hodiny) zastaviacuteme měřeniacute
7 Vysloviacuteme zaacutevěr Co vše maacute vliv na udrženiacute tepleacuteho naacutepoje
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Opakujeme měřeniacute u všech termohrnků bez viacuteček
2 Opakujeme měřeniacute u všech hrnků s viacutečky
3 Opakujeme měřeniacute se studenyacutem naacutepojem Využijeme při tom kostky ledu
- 187 -
Elektrodynamika 41 MAGNETICKEacute POLE VODIČE
Fyzikaacutelniacute princip
Roku 1820 Hans Christian Oersted prokaacutezal že vodič jiacutemž prochaacuteziacute
elektrickyacute proud vytvaacuteřiacute kolem sebe magnetickeacute pole
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar soustřednyacutech kružnic ležiacuteciacutech v rovinaacutech
kolmyacutech na vodič Orientace indukčniacutech čar zaacutevisiacute na směru proudu a k jejiacutemu
určeniacute použiacutevaacuteme Ampeacuterovo pravidlo praveacute ruky Naznačiacuteme uchopeniacute
vodiče do praveacute ruky tak aby palec ukazoval dohodnutyacute směr proudu ve
vodiči prsty pak ukazujiacute orientaci magnetickyacutech indukčniacutech čar
- 188 -
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho
vodičem a na vzdaacutelenosti od vodiče
Pomůcky
LabQuest rezistor 10 Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA vodič
regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127
- 189 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash
max 06A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci v okoliacute vodiče
6 Potom nastaviacuteme konstantniacute hodnotu proudu a pohybujeme teslametrem
v kolmeacutem směru k ose vodiče
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce B na velikosti
elektrickeacuteho proudu I a na vzdaacutelenosti
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ze znalosti velikosti proudu a vzdaacutelenosti od vodiče spočiacutetej magnetickou
indukci
2π
IB
d kde μ0 = 4πmiddot10
ndash7NmiddotA
ndash2
- 190 -
Elektrodynamika 42 SIacuteLA PŮSOBIacuteCIacute NA VODIČ
V MAGNETICKEacuteM POLI
Fyzikaacutelniacute princip
Na vodič o deacutelce l kteryacutem prochaacuteziacute proud I a je umiacutestěnyacute v magnetickeacutem poli
trvaleacuteho magnetu s indukciacute B působiacute siacutela F = BIl
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost siacutely působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli na velikosti proudu
prochaacutezejiacuteciacuteho vodičem
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA ampeacutermetr HCS-BTA vodič magnet
regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute KXN-305D rezistor 2 Ω-10 W
- 191 -
Scheacutema
- 192 -
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
siloměr DFS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo ndash5 A Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Siacutela a Spojovat body
Dole ndash003 N a Nahoře 003 N V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash
max 5 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Regulovatelnyacutem zdrojem zmenšujeme napětiacute (proud) na 0 V (0 A)
Přepoacutelujeme zapojeniacute zdroje Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute
(proud) Kontrolujeme proud ndash max 5 A Graf se vykresluje na opačnou stranu
osy y Siloměrem měřiacuteme siacutelu působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli
7 Provedeme analyacutezu grafu ndash proložiacuteme lineaacuterniacute funkci
8
9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute siacutela na velikosti elektrickeacuteho proudu I
- 193 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vypočiacutetej velikost siacutely ze znaacutemyacutech hodnot B I a l F BIl Magnetickou
indukci B změř teslametrem uvnitř magnetickeacuteho pole magnetu
2 Miacutesto jednoducheacuteho vodiče použij několik zaacutevitů vodiče (viz scheacutema)
Porovnej vyacutesledky měřeniacute
3 Měřeniacute uspořaacutedej vodorovnyacutem směrem Siloměr bude zavěšenyacute svisle
a ciacutevka bude otočně upevněnaacute uprostřed Ktereacute uspořaacutedaacuteniacute je vyacutehodnějšiacute
- 194 -
Elektrodynamika 43 ELEKTROMAGNETICKAacute
INDUKCE
Fyzikaacutelniacute princip
Elektromagnetickaacute indukce je jev při ktereacutem vznikaacute elektrickeacute napětiacute ve
vodiči změnou magnetickeacuteho pole v okoliacute vodiče (ciacutevky) Indukovaneacute napětiacute
zaacutevisiacute na velikosti změny magnetickeacuteho pole i na rychlosti jeho změny
Ciacutel
Změřit indukovaneacute napětiacute Ověřit na čem zaacutevisiacute
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA ciacutevka s jaacutedrem permanentniacute magnet
- 195 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod
dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 5 s
Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Roztočiacuteme
permanentniacute magnet v těsneacutem okoliacute ciacutevky (jaacutedra)
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 196 -
4 Opakujeme měřeniacute s rychlejšiacutem (pomalejšiacutem) otaacutečeniacutem magnetu
5 Vyměniacuteme magnet za bdquosilnějšiacuteldquo
6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash na čem zaacutevisiacute indukovaneacute napětiacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus ciacutevku s jinyacutem počtem zaacutevitů
2 Zkus pohybovat membraacutenou reproduktoru a měřit indukovaneacute napětiacute
3 Zkus napjatou strunu umiacutestit do magnetickeacuteho pole a na niacute měřit velikost
indukovaneacuteho napětiacute
- 197 -
Elektrodynamika 44 STŘIacuteDAVYacute PROUD
Fyzikaacutelniacute princip
Střiacutedavyacute proud (napětiacute) je proud kteryacute staacutele měniacute svoji velikost i směr Časovyacute
průběh různyacutech střiacutedavyacutech proudů (napětiacute) může byacutet harmonickyacute (sinusoida)
obdeacutelniacutekovyacute trojuacutehelniacutekovyacutehellip
Z časoveacuteho průběhu harmonickeacuteho proudu (napětiacute) můžeme určit periodu
frekvenci a amplitudu
Ciacutel
Změř časovyacute průběh harmonickeacuteho napětiacute a urči jeho efektivniacute hodnotu
periodu frekvenci a amplitudu Urči vztahy mezi nimi
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA (+ndash10 V) zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute do 5 V
multimetr
- 198 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme voltmetr VP-BTA (+ndash10 V)
2 Do školniacuteho zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute (max 5 V stř) připojiacuteme rezistor
100 Ω
3 Paralelně k tomuto rezistoru připojiacuteme multimetr zapojenyacute jako střiacutedavyacute
voltmetr Zkontrolujeme že napětiacute neniacute většiacute než 5 V (efektivniacute hodnota)
4 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
01 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute
přes 001 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
5 Připojiacuteme vyacutevody voltmetru k rezistoru a stiskneme tlačiacutetko START
(měřeniacute) na LabQuestu
6 Po proběhleacutem měřeniacute v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika ndash Napětiacute
7 Z tabulky Statistika můžeme odečiacutest max hodnotu napětiacute = amplituda
Umax = V
8 Na voltmetru odečteme efektivniacute hodnotu napětiacute Uef = V
- 199 -
9 Vzhledem k tomu že jsme zadali dobu měřeniacute 01 s tak se zobrazilo přesně
5 period Tzn že jedna perioda je T = 002 s a frekvence je f = 50 Hz
10 Vypočiacutetaacuteme poměr Umax Uef =
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jako zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute můžeme
použiacutet samotnyacute LabQuest s vyacutekonovyacutem
zesilovačem PAMP kteryacute připojiacuteme
k LabQuestu a v aplikaci Zesilovač (generaacutetor
funkciacute) můžeme nastavovat druh střiacutedaveacuteho
signaacutelu (sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek pila)
frekvenci a amplitudu Pomociacute druheacuteho
LabQuestu můžeme kontrolovat ndash měřit tento
střiacutedavyacute signaacutel
2 Jako jinyacute zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute (proudu)
můžeme použiacutet generaacutetor funkciacute NTL I u něj
je možneacute nastavovat druh střiacutedaveacuteho signaacutelu
(sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek) frekvenci
a amplitudu kterou můžeme pomociacute
LabQuestu měřit
3 Kde se využiacutevaacute střiacutedaveacute napětiacute (proud) S jakyacutem průběhem
4 Zkus změřit střiacutedaveacute napětiacute v nějakeacutem přiacutestroji např na reproduktoru
baterioveacuteho raacutedia Pozor střiacutedaveacute napětiacute musiacute byacutet menšiacute než plusmn10 V Ověř
nejdřiacuteve stř voltmetrem
- 200 -
Elektrodynamika 45 TŘIacuteFAacuteZOVEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Třiacutefaacutezoveacute napětiacute vznikaacute otaacutečeniacutem magnetu v soustavě třiacute ciacutevek Maacuteme tedy tři
zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute ndash faacuteze Třiacutefaacutezovyacute rozvod lze využiacutet k zapojeniacute do
hvězdy nebo k zapojeniacute do trojuacutehelniacuteku Faacutezoveacute napětiacute (u1 u2 u3) je napětiacute
(v našich domaacutecnostech 230 V) mezi středniacutem vodičem (N) a faacutezovyacutem
vodičem (L1 L2 L3) Sdruženeacute napětiacute (u12 u13 u23) je napětiacute (v našich
domaacutecnostech 400 V) mezi libovolnyacutemi dvěma faacutezovyacutemi vodiči
Ciacutel
Změřit časovyacute průběh napětiacute třiacute faacuteziacute v zapojeniacute do hvězdy Ověřit že součet
napětiacute v každeacutem čase je nulovyacute Ověřit že poměr sdruženeacuteho a faacutezoveacuteho
napětiacute je 173kraacutet většiacute
Pomůcky
LabQuest zdroj třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute 3 rezistory 100 Ω 3 voltmetry VP-BTA
- 201 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme 3 voltmetry VP-BTA ke vstupům CH1 CH2 a CH3 LabQuestu
Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu Na zdroji třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute nastaviacuteme hodnotu
faacutezoveacuteho napětiacute do 5 V
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
005 s Frekvence 10 000 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Uložiacuteme měřeniacute
- 202 -
5 Provedeme analyacutezu grafu Odečiacutetaacuteme v každeacutem časoveacutem okamžiku
okamžiteacute hodnoty napětiacute u1 u2 a u3 a provaacutediacuteme jejich součet ndash ověřujeme že
součet je nulovyacute
6 Střiacutedavyacutem voltmetrem změřiacuteme sdruženeacute a faacutezoveacute napětiacute (efektivniacute
hodnoty) a vypočiacutetaacuteme jejich poměr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z grafu ndash časoveacuteho průběhu napětiacute urči o jakou čaacutest periody jsou
posunuta napětiacute
2 Z grafu urči jakyacute je frekvence a perioda střiacutedavyacutech napětiacute
3 Jakyacute je poměr efektivniacute a maximaacutelniacute hodnoty faacutezoveacuteho střiacutedaveacuteho napětiacute
ktereacute jsi naměřil
4 Z grafu urči amplitudu sdruženeacuteho napětiacute a amplitudu faacutezoveacuteho napětiacute
Jakyacute je jejich poměr
- 203 -
Elektrodynamika 46 ELEKTROMAGNETICKEacute VLNY
Fyzikaacutelniacute princip
Magnetickeacute pole můžeme znaacutezornit pomociacute indukčniacutech čar
Elektrickeacute pole popisujeme elektrickyacutemi siločarami
Elektrickeacute a magnetickeacute pole spolu často souvisejiacute Mluviacuteme pak
o elektromagnetickeacutem poli Elektromagnetickeacute vlny jsou přiacutečneacute a šiacuteřiacute se i ve
vakuu Šiacuteřiacute se rychlostiacute světla Elektromagnetickyacutemi vlnami se přenaacutešejiacute
signaacutely rozhlasu televize mobilniacutech telefonů atd I světlo je elektromagnetickeacute
vlněniacute (zaacuteřeniacute)
- 204 -
Mezi frekvenciacute f vlnovou deacutelkou λ a rychlostiacute šiacuteřeniacute elektromagnetickeacuteho
vlněniacute c (světla) platiacute vzorecc
f
Ciacutel
Změřit vlnovou deacutelku elektromagnetickeacuteho vlněniacute Prokaacutezat polarizaci
elektromagnetickeacute vlny
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA bezdraacutetovyacute zvonek ndash tlačiacutetko pracujiacuteciacute na
frekvenci 43392 MHz přijiacutemač s půlvlnnyacutem dipoacutelem (viz přiacutespěvek O
Lepila)
Scheacutema
- 205 -
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod
dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Pohybujeme rovnoměrnyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema pohyb 1)
5 Z poloh maxim a minim určiacuteme vlnovou deacutelku
6 Uložiacuteme měřeniacute
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pohybujeme rovnoměrnyacutem otaacutečivyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema
pohyb 2)
9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash vlnovaacute deacutelka a polarizace elektromagnetickeacuteho vlněniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vyzkoušej jak zaacutevisiacute velikost naměřeneacuteho napětiacute na vzdaacutelenosti vysiacutelače od
přijiacutemače
2 Pomociacute mřiacutežky nebo plechu vyzkoušej odraz vlněniacute (a interferenci)
- 206 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
47 TERMISTOR
Fyzikaacutelniacute princip
Termistor je polovodičovaacute součaacutestka jejiacutež odpor zaacutevisiacute na teplotě
Ciacutel
Změř zaacutevislost odporu termistoru na teplotě Urči o jakou zaacutevislost se jednaacute
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA
rychlovarnaacute konvice s horkou vodou termistory se jmenovitou hodnotou
odporu 4k7 10k 15k počiacutetač s programem Logger Pro
- 207 -
Scheacutema
Postup
1 V konvici si ohřejeme vodu
2 Teploměr TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 2 a ohmmetr do
konektoru CH 1 LabQuestu
3 K ohmmetru připojiacuteme termistor (10k) kteryacute zastrčiacuteme společně
s teploměrem do kaacutedinky
- 208 -
4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
5 Zapneme LabQuest
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Experiment ndash Sběr dat Trvaacuteniacute
300 s Frekvence 1 čteniacutes
8 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu na
osu y Odpor a na osu x Teplotu
9 Nalejeme horkou vodu z konvice do kaacutedinky s teploměrem a termistorem
a zapneme Sběr dat v programu LoggerPro
10 Voda postupně chladne a počiacutetač vykresluje graf zaacutevislosti R = f(t)
Ochlazovaacuteniacute můžeme pomalu urychlovat opatrnyacutem přileacutevaacuteniacutem studeneacute vody
a současnyacutem miacutechaacuteniacutem Pro hlubšiacute ochlazeniacute můžeme použiacutet kousek ledu
11 Po skončeniacute měřeniacute (300 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti ndash menu
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute a můžeme opakovat měřeniacute pro dalšiacute
termistor Nebo při měřeniacute použiacutet současně dva ohmmetry (CH 2 a CH 3) a dva
termistory
12 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
- 209 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z programu Logger Pro z tabulky můžeme naměřenaacute data pomociacute Ctrl+C
a Ctrl+V zkopiacuterovat do programu Excel a tam je daacutele zpracovaacutevat ndash sestrojit
graf proložit funkci
2 V programu Logger Pro můžeme v menu Analyacuteza ndash Curve Fit zkusit
proložit funkci kterou si vybereme ze seznamu Ověř vyacutepočtem (Excel
kalkulačka) že zvolenaacute funkce bdquofungujeldquo
3 Zdůvodněte proč odpor termistoru klesaacute s rostouciacute teplotou Kde se toho
využiacutevaacute
- 210 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
48 FOTOREZISTOR
Fyzikaacutelniacute princip
Fotorezistor (dřiacuteve označovaacuten jako fotoodpor) je pasivniacute elektrotechnickaacute
součaacutestka bez PN přechodu jejiacutež elektrickyacute odpor R se snižuje se zvyšujiacuteciacutem
se osvětleniacutem E
Princip fotorezistoru je založen na vnitřniacutem fotoelektrickeacutem jevu světlo
(foton) naraziacute do elektronu ve valenčniacute sfeacuteře a předaacute mu svoji energii tiacutem
elektron ziacuteskaacute dostatek energie k překonaacuteniacute zakaacutezaneacuteho paacutesu a skočiacute
z valenčniacuteho paacutesu do vodivostniacuteho Tiacutem opustiacute svůj atom a pohybuje se jako
volnyacute elektron prostorem krystaloveacute mřiacutežky Na jeho miacutestě vznikla diacutera Takto
vznikleacute volneacute elektrony přispiacutevajiacute ke sniacuteženiacute elektrickeacuteho odporu R (zvyacutešeniacute
elektrickeacute vodivosti G) Čiacutem viacutece světla na fotorezistor dopadaacute tiacutem vznikaacute viacutece
volnyacutech elektronů a zvyšuje se tiacutem elektrickaacute vodivost
Ciacutel
Změřit zaacutevislost odporu fotorezistoru na vzdaacutelenosti od zdroje světla
(žaacuterovky) Analyzovat funkčniacute zaacutevislost
- 211 -
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) fotorezistor počiacutetač
s programem Logger Pro
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 K ohmmetru připojiacuteme fotorezistor
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se
vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Fotorezistor (upevněnyacute v trubičce) nastaviacuteme 10 cm od žaacuterovky
- 212 -
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 10 cm a stiskneme OK
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 20 cm 30 cmhellip
150 cm
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute fotorezistory
14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Připoj k LabQuestu luxmetr a změř zaacutevislost odporu na osvětleniacute
- 213 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
49 TRANZISTOR JAKO SPIacuteNAČ A ZESILOVAČ
Fyzikaacutelniacute princip
Tranzistor je polovodičovaacute součaacutestka se dvěma přechody PN Středniacute čaacutest
krystalu polovodiče je baacuteze B a přechody PN ji oddělujiacute od oblasti s opačnyacutem
typem vodivosti kolektorem C a emitorem E Podle druhu vodivosti
jednotlivyacutech čaacutestiacute označujeme tranzistory jako typy NPN a PNP
Zaacutekladniacute funkce tranzistoru Maleacute napětiacute v obvodu baacuteze vzbuzuje proud
kteryacute je přiacutečinou mnohokraacutet většiacuteho proudu v obvodu kolektoroveacutem Tranzistor
se použiacutevaacute jako bdquoelektronickyacute spiacutenačldquo a bdquozesilovačldquo
- 214 -
Ciacutel
Ověřit činnost tranzistoroveacuteho spiacutenače a tranzistoroveacuteho zesilovače
Pomůcky
LabQuest dva voltmetry VP-BTA zapojeniacute tranzistoru jako spiacutenače
a zesilovače (podle scheacutema) generaacutetor signaacutelu baterie 45 V
Scheacutema
a) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquospiacutenačeldquo
- 215 -
b) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquozesilovačeldquo
Postup
1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 a CH 2 LabQuestu
2 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquospiacutenačldquo dle scheacutema a) Voltmetry měřiacuteme napětiacute
UBE (U1) a UCE (U2)
3 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme trojuacutehelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 5V
4 Voltmetr U1 připojiacuteme mezi baacutezi a emitor (UBE) Voltmetr U2 připojiacuteme
mezi kolektor a emitor (UCE)
5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
3 s Frekvence 10 000 čteniacutes
6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
- 216 -
Tranzistor jako bdquospiacutenačldquo
7 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
8 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquozesilovačldquo dle scheacutema b) Voltmetry měřiacuteme
napětiacute UBE (U1) a UCE (U2) Potenciometrem P nastaviacuteme bdquopracovniacute bod
tranzistoruldquo ndash UCE bude miacutet polovičniacute hodnotu napaacutejeciacuteho napětiacute
9 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme sinusovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 015 V
10 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 01 s Frekvence 10 000 čteniacutes
11 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
- 217 -
12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
13 Určiacuteme jakyacute je poměr UCEUBE
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Při jakeacutem napětiacute UBE tranzistor bdquosepneldquo Jak dlouho probiacutehaacute bdquosepnutiacuteldquo
2 Zkus měnit kmitočet vstupniacuteho napětiacute zesilovače
3 Zkus měnit nastaveniacute pracovniacuteho bodu Jakyacute to maacute vliv na vyacutestupniacute signaacutel
4 Zkus měnit velikost střiacutedaveacuteho vstupniacuteho napětiacute Jakyacute to maacute vliv na tvar
vyacutestupniacuteho napětiacute
- 218 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
410 INTEGROVANYacute OBVOD
Fyzikaacutelniacute princip
Prvniacute integrovanyacute obvod zkonstruoval Jack Kilby koncem srpna 1958 (r 2000
Nobelova cena za fyziku) Integrovaneacute obvody jsou součaacutestky ktereacute v jednom
pouzdře obsahujiacute velkeacute množstviacute vodičů rezistorů kondenzaacutetorů diod
a tranzistorů Děliacuteme je na čiacuteslicoveacute analogoveacute hellip
- 219 -
Ciacutel
Ověřit činnost integrovaneacuteho obvodu (čiacuteslicovyacute analogovyacute hellip)
Pomůcky
LabQuest tři voltmetry VP-BTA moduly zapojeniacute integrovanyacutech obvodů
LabQuest jako generaacutetor signaacutelu nebo jinyacute generaacutetor signaacutelu
- 220 -
Scheacutema
a) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo
b) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo
- 221 -
Postup
1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu
2 Zapojiacuteme čiacuteslicovyacute integrovanyacute obvod MH 7400 jako bdquoANDldquo bdquoORldquo hellip
dle scheacutematu a) b)
3 Na dvou generaacutetorech signaacutelu nastaviacuteme
obdeacutelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 45 V
4 Na prvniacutem generaacutetoru nastaviacuteme kmitočet
2 Hz a na druheacutem 3 Hz Připojiacuteme je na
vstupy A a B a připojiacuteme k nim voltmetry 1
a 2 K vyacutestupu Y připojiacuteme 3 voltmetr
5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 s Frekvence 200 čteniacutes
6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme
- 222 -
Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo
Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute
funkce bdquoNANDldquo
2 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute
funkce bdquoNORldquo
3 Zkus dalšiacute logickeacute funkce
4 Vyzkoušej funkci jinyacutech čiacuteslicovyacutech integrovanyacutech obvodů Např MH
7493 MH 74153 hellip
5 Vyzkoušej funkci jinyacutech analogovyacutech integrovanyacutech obvodů Např NE
555 hellip
- 223 -
Atomy a zaacuteřeniacute 411 RADIOAKTIVITA A OCHRANA
PŘED ZAacuteŘENIacuteM
Fyzikaacutelniacute princip
Radioaktivita je samovolnaacute přeměna jader Při přeměnaacutech jader vznikaacute zaacuteřeniacute
alfa beta gama a dalšiacute Poločas přeměny je doba za kterou se přeměniacute
polovina původniacuteho počtu radioaktivniacutech jader Ionizujiacuteciacute zaacuteřeniacute škodiacute všem
živyacutem buňkaacutem a je potřeba se před niacutem chraacutenit
Ciacutel
Změř uacuteroveň pozadiacute v miacutestnosti a na louce Ověř uacutečinek ozaacuteřeniacute detektoru od
zdroje zaacuteřeniacute na vzdaacutelenosti době tloušťce stiacuteněniacute a materiaacutelu stiacuteněniacute Ověř
zaacutekon radioaktivniacute přeměny Urči poločas přeměny baria 137m
Ba
Pomůcky
LabQuest souprava GAMABETA (GABEset-1) kabel k propojeniacute detektoru
s LabQuestem (viz doplňkovyacute text) souprava GABEset-2 přiacutepadně detektor
zaacuteřeniacute DRM-BTD
- 224 -
Scheacutema
Postup
1 Propojiacuteme detektor zaacuteřeniacute DRM-BTD (od firmy Vernier) nebo indikaacutetor
zaacuteřeniacute IRA ze soupravy GAMABETA 2007 (staršiacute GABEset-1) do konektoru
DIG 1 LabQuestu V druheacutem přiacutepadě musiacuteme požiacutet propojovaciacute kabel (viz
doplňkovyacute text nebo httpwwwvernierczclankypropojeni-gamabety-s-
labquestem)
2 Zapneme LabQuest V menu Senzor ndash Nastaveniacute senzorů vybereme pro
DIG 1 Detektor radiace Je vyacutehodneacute připojit dva detektory současně Druhyacute do
DIG 2 Oba umiacutestiacuteme na různaacute miacutesta (ne vedle sebe)
- 225 -
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Frekvence 01 čteniacutes a Trvaacuteniacute
100s
4 V menu Graf ndash Parametry grafu zvoliacuteme Automatickeacute měřiacutetko od nuly
5 Detektor (y) zaacuteřeniacute postaviacuteme volně na stůl Nepoužiacutevaacuteme žaacutednyacute zdroj
zaacuteřeniacute
6 Zapneme Sběr dat Měřeniacute bude probiacutehat 100 s v 10-ti sekundovyacutech
intervalech Vykresluje (iacute) se křivka (y) kteraacute (eacute) znaacutezorňuje (iacute) radioaktivitu
kolem naacutes (pozadiacute) v miacutestnosti nebo na louce Radioaktivita je přirozenou
součaacutestiacute našeho života Pokud použijeme dva detektory současně vidiacuteme že na
různyacutech miacutestech je jinyacute naacutepočet Radioaktivniacute přeměny majiacute statistickou
povahu
7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme (menu Graf ndash Uložit měřeniacute)
8 Pro dalšiacute měřeniacute můžeme změnit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme
Frekvence 001 čteniacutes a Trvaacuteniacute 1 000 s
9 V dalšiacutech měřeniacutech postupujeme stejně (bod 6 a 7) ale můžeme plnit
různeacute uacutekoly
a) Stanovit uacutečinek vzdalovaacuteniacute detektoru od zdroje zaacuteřeniacute (použijeme školniacute
zdroj zaacuteřeniacute ze soupravy GAMABETA) Pokud použijeme dva detektory
současně jeden nechaacuteme samostatně a druhyacute budeme ozařovat zdrojem zaacuteřeniacute
z různyacutech vzdaacutelenostiacute a v 10-ti (přiacutepadně při změně nastaveniacute bod 8 ndash 100)
sekundovyacutech intervalech budeme zdroj zaacuteřeniacute postupně po 2 cm vzdalovat od
detektoru
b) Stanovit miacuteru absorpce zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na tloušťce vrstvy
stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu Jeden detektor ozařujeme zaacuteřeniacutem beta a druhyacute zaacuteřeniacutem
gama (ze školniacuteho zdroje zaacuteřeniacute) Přitom v danyacutech časovyacutech intervalech
měniacuteme tloušťku měděneacute destičky (viz naacutevod k soupravě GAMABETA)
Vzhledem k tomu že je možno nastavit 6 různyacutech tlouštěk destičky (ek) potom
je vhodneacute dobu trvaacuteniacute změnit na 60 přiacutepadně 600 sekund
c) Stanovit rozdiacutel v absorpci zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na protonoveacutem
čiacutesle stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu shodneacute tloušťky Souprava GAMABETA obsahuje
destičky různyacutech materiaacutelů hliniacutek železo ciacuten měď olovo Prvniacute měřeniacute
provaacutediacuteme bez absorpčniacute destičky a potom postupně vystřiacutedaacuteme destičky
z různyacutech materiaacutelů Pro měřeniacute b) a c) je vhodnějšiacute doba trvaacuteniacute 600 s protože
- 226 -
změna tloušťky nebo materiaacutelu vyžaduje dvě sekundy a tiacutem zmenšiacuteme chybu
měřeniacute v jednotlivyacutech intervalech
d) Ověřeniacute zaacutekona radioaktivniacute přeměny Pro měřeniacute je potřeba ještě
souprava GABEset-2 kteraacute umožňuje přiacutepravu eluaacutetu baria k určeniacute poločasu
přeměny baria 137m
Ba (cca 150 s) K měřeniacute musiacuteme proveacutest nastaveniacute v bodě
8 (viz vyacuteše) Postupujeme podle naacutevodu v soupravě GABEset-2
10 Vysloviacuteme zaacutevěry
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus vyacuteše uvedenaacute měřeniacute proveacutest s připojenyacutem LabQuestem k PC
v programu Logger Pro Zde je možno nastavit zobrazeniacute grafu v sloupečciacutech
ndash menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu ndash Graph options ndash Bar graph
2 Zkus proměřit poločas přeměny s připojenyacutem LabQuestem k PC
v programu Logger Pro Pro detektor 1 můžeme proveacutest analyacutezu grafu
Analyacuteza ndash CurveFit ndash Natural exponent (proložit exponenciaacutelniacute funkci)
Poločas rozpadu je pak převraacutecenou hodnotou koeficientu C (viz niacuteže graf)
- 227 -
Atomy a zaacuteřeniacute 412 SLUNCE ndash SDIacuteLENIacute TEPLA
SAacuteLAacuteNIacuteM
Fyzikaacutelniacute princip
Slunce vysiacutelaacute elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute do prostoru Dopadne-li toto zaacuteřeniacute na
nějakeacute jineacute těleso a dojde-li k pohlceniacute tohoto zaacuteřeniacute zvyacutešiacute se vnitřniacute energie
tohoto tělesa Souhrnně se vzaacutejemneacute saacutelaacuteniacute a pohlcovaacuteniacute při dvou nebo i viacutece
tělesech s různyacutemi teplotami nazyacutevaacute sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem Dopadne-li toto
zaacuteřeniacute na jineacute těleso je čaacutestečně pohlceno čaacutest se odraacutežiacute a čaacutest prochaacuteziacute
tělesem Pohlceneacute zaacuteřeniacute způsobuje zvyacutešeniacute vnitřniacute energie tělesa odraženeacute
zaacuteřeniacute dopadaacute na jinaacute tělesa a prochaacutezejiacuteciacute zaacuteřeniacute přechaacuteziacute na jinaacute tělesa
Pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa zaacutevisiacute předevšiacutem na jakosti povrchu
a takeacute na barvě povrchu V praxi maacute tento poznatek vyacuteznam předevšiacutem při
konstrukci různyacutech zařiacutezeniacute např biacuteleacute chladničky a mrazaacuteky (aby se co nejviacutece
zaacuteřeniacute odrazilo) v leacutetě nosiacuteme předevšiacutem světleacute oblečeniacute Chceme-li naopak
aby se co nejviacutece zaacuteřeniacute pohltilo voliacuteme černou barvu povrchu
Ciacutel
Ověřit pohltivost různyacutech povrchů
Pomůcky
LabQuest 4 ks teploměr TMP-BTA 4 ks PET laacutehviacute s různyacutem povrchem
žaacuterovka 100 W 300 W
- 228 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměry TMP-BTA ke vstupům CH1 až CH4 LabQuestu
Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
600 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Zapneme žaacuterovku 300 W
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 229 -
5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa na
jakosti povrchu a takeacute na barvě povrchu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute se 100 W žaacuterovkou
2 Provedeme měřeniacute pro jineacute barvy a povrchy
- 230 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
413 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK I
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na osvětleniacute E
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)
- 231 -
Scheacutema
- 232 -
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E
solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 Na ose x zvoliacuteme Osvětleniacute (Illumination (lux)) a na ose y Vyacutekon (mW)
6 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzoreks
daacutele zatrhneme volbu Nepřerušenyacute sběr dat
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Plynule přibližujeme (přiacutepadně vzdalujeme) žaacuterovku k solaacuterniacutem člaacutenkům
Měřiacuteme zaacutevislost P = f(E)
9 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
10 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků zapojenyacutech seacuteriově a paralelně
- 233 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
414 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK II
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na uacutehlu natočeniacute solaacuterniacutech člaacutenků
vzhledem ke zdroji světla
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)
- 234 -
Scheacutema
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E
solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
- 235 -
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev
sloupce Uacutehel Značka α Jednotky deg
6 Na ose x zvoliacuteme Uacutehel (deg) a na ose y Vyacutekon (mW)
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute
panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky
9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu uacutehlu 0deg
10 Natočiacuteme solaacuterniacute panel o 10deg od směru šiacuteřeniacute světla Využijeme uacutehloměr na
stavebnici solaacuterniacutech panelů Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu
uacutehlu 10deg
11 Opakujeme postup pro dalšiacute hodnoty uacutehlů 20deg 30deg hellip 90deg
12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
13 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků osvětlenyacutech Sluncem
- 236 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
415 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK III
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na vlnoveacute deacutelce světla - filtru
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad) barevneacute filtry ze
stavebnice
- 237 -
Scheacutema
- 238 -
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev
sloupce Barva filtru Značka λ Jednotky nm
6 Na ose x zvoliacuteme Barva filtru (nm) a na ose y Vyacutekon (mW)
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute
panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky Před solaacuterniacute
člaacutenky vložiacuteme bdquomodryacute filtrldquo
- 239 -
9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu vlnoveacute deacutelky modreacuteho
světla ndash 460 nm
10 Opakujeme postup pro zelenyacute žlutyacute a červenyacute filtr
11 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
12 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pomociacute spektrofotometru změř vlnovou deacutelku světla ktereacute projde přes danyacute
barevnyacute filtr
2 Vyzkoušej jineacute barevneacute filtry
Mgr Vaacuteclav Pazdera
Měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier
Vydal Repronis v Ostravě roku 2012
Technickaacute uacuteprava textu doc RNDr Oldřich Lepil CSc
Naacutevrh obaacutelky
Tisk Repronis s r o Ostrava
Počet stran 240
Naacuteklad 150 ks
Vydaacuteniacute prvniacute
ISBN 978-80-7329-
- 7 -
Uacutevod
Fyzikaacutelniacute veličina je jakaacutekoliv objektivniacute vlastnost hmoty jejiacutež hodnotu lze
změřit nebo spočiacutetat Měřeniacute fyzikaacutelniacute veličiny je praktickyacute postup zjištěniacute
hodnoty fyzikaacutelniacute veličiny Metody měřeniacute lze rozdělit na absolutniacute a relativniacute
přiacutemeacute a nepřiacutemeacute
Tento sborniacutek pracovniacutech listů je věnovaacuten měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin měřiacuteciacutem
systeacutemem Vernier Samozřejmě lze stejneacute uacutelohy měřit i s pomociacute jinyacutech
měřiacuteciacutech systeacutemů
Sborniacutek je určen pro studenty a učitele
1 čaacutest (tento sborniacutek) pokryacutevaacute učivo nižšiacuteho gymnaacutezia a jim odpoviacutedajiacuteciacutem
ročniacutekům zaacutekladniacutech škol a 2 čaacutest pokryacutevaacute učivo fyziky pro vyššiacute stupeň
gymnaacutezia nebo středniacute školy
Uvedenyacute soubor pracovniacutech listů vznikl na zaacutekladě zkušenostiacute ktereacute jsem
ziacuteskal při častyacutech měřeniacutech pro žaacuteky zaacutekladniacutech a středniacutech škol a na mnoha
seminaacuteřiacutech pro učitele fyziky kde jsem byl jako uacutečastniacutek nebo jako lektor
U každeacuteho pracovniacuteho listu je uvedena stručnaacute fyzikaacutelniacute teorie seznam
potřebnyacutech pomůcek scheacutema zapojeniacute stručnyacute postup jednoducheacute nastaveniacute
měřiacuteciacuteho systeacutemu ukaacutezka naměřenyacutech hodnot a přiacutepadně dalšiacute naacuteměty
k měřeniacute
Byl bych raacuted kdyby sborniacutek (1 a 2 čaacutest) pomohl studentům a učitelům fyziky
při objevovaacuteniacute kraacutes vědy zvaneacute fyzika a vyacutehod ktereacute nabiacuteziacute měřeniacute fyzikaacutelniacutech
- 8 -
veličin pomociacute měřiacuteciacutech systeacutemů ve spojeniacute s PC
Jakeacute jsou vyacutehody měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier (nebo
jinyacutech)
K měřiciacutemu systeacutemu můžeme připojit až 60 různyacutech senzorů
Všechna měřeniacute různyacutech fyzikaacutelniacutech veličin se ovlaacutedajiacute stejně což přinaacutešiacute
meacuteně stresu viacutece času a radosti z měřeniacute
Při použitiacute dataprojektoru maacuteme obrovskyacute měřiciacute přiacutestroj
Měřeniacute můžeme provaacutedět ve třiacutedě i v tereacutenu
Měřeniacute lehce zvlaacutednou bdquomaliacuteldquo i bdquovelciacuteldquo
Můžeme měřit několik veličin současně a v zaacutevislosti na sobě
Naměřeneacute hodnoty lze přenaacutešet i do jinyacutech programů
Naměřeneacute hodnoty lze uložit pro dalšiacute měřeniacute nebo zpracovaacuteniacute
Lze měřit i obtiacutežně měřeneacute veličiny a lze měřit i dopočiacutetaacutevaneacute veličiny
Lze měřit velmi rychleacute děje a velmi pomaleacute děje
Pořiacutezeniacute měřiacuteciacuteho systeacutemu neniacute draheacute
Maacuteme k dispozici hodně naacutemětů k měřeniacute
Vyacutesledek měřeniacute naacutes někdy překvapiacute a hellip poučiacute
Ve většině měřeniacute je vyacutestupem bdquografldquo ndash velmi naacutezorně se buduje vniacutemaacuteniacute
fyzikaacutelniacutech vztahů mezi veličinami
hellip
Přeji mnoho zdaru při měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin a hodně radosti z naměřenyacutech
vyacutesledků
Olomouc 2012 Vaacuteclav Pazdera
- 9 -
Veličiny a jejich měřeniacute
11 DEacuteLKA
Fyzikaacutelniacute princip
Rozměry těles přiacutepadně vzdaacutelenosti mezi tělesy určujeme zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute
veličinou ktereacute řiacutekaacuteme deacutelka l Zaacutekladniacute jednotkou deacutelky je metr
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru vzdaacutelenost mezi tělesy
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo
Scheacutema
- 10 -
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od
senzoru ke stropu k tabuli k zemi k rucehellip
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat
se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se
člověka od senzoru (0 až 6 m)
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu ndash kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od
senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od
senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem
kornoutem nebo mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka
vlaacutečkuhellip
6 Ukončiacuteme měřeniacute
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je funkciacute
času
- 11 -
Veličiny a jejich měřeniacute
12 HMOTNOST
Fyzikaacutelniacute princip
Množstviacute laacutetek v tělese popisujeme hmotnostiacute m Jednotkou hmotnosti je
kilogram kg Hmotnost tělesa můžeme určit vaacuteženiacutem pomociacute vaacutehy
Ciacutel
Zkontrolovat hmotnost přesnyacutech zaacutevažiacute ze sady zaacutevažiacute Určit hmotnost m
různyacutech těles minciacute hmotnost bdquostejnyacutechldquo zaacutevažiacute CO2 vzduchu hořiacuteciacuteho
kahanu hořiacuteciacute sviacutečky laacutehve s vodouhellip
Pomůcky
Počiacutetač program LoggerPro digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 teploměr GoTemp
sada zaacutevažiacute sada stejnyacutech krychliček z různyacutech materiaacutelů kahan sviacutečka PET
laacutehev mince
- 12 -
Scheacutema
Postup
1 Digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 (rozsah 0 až 4 000 g) zapojiacuteme do konektoru
USB počiacutetače
2 Spustiacuteme program LoggerPro
3 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g hellip) a
kontrolujeme zda vaacutehy ukazujiacute spraacutevnou hmotnost Naměřeneacute hmotnosti
zapisujeme do tabulky
4 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme stejneacute krychličky 1cm3 (nebo zaacutevažiacute)
z různyacutech materiaacutelů (Al Fe Zn Cu Pb dřevahellip) Naměřeneacute hmotnosti
zapisujeme do tabulky
5 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme mince (1 Kč 2 Kč 5 Kčhellip) Naměřeneacute
hmotnosti zapisujeme do tabulky
6 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Trvaacuteniacute
200 s Frekvence 1 čteniacutes
7 Na digitaacutelniacute vaacutehu postaviacuteme PET laacutehev s uzavřenyacutem odtokem
- 13 -
8 Uvolniacuteme odtok a současně stiskneme tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Měřiacuteme
jak se měniacute hmotnost kapalneacuteho tělesa po dobu 200 sekund Pokud je otvor
malyacute (voda vyteacutekaacute deacutele než je nastavenaacute doba) tak prodloužiacuteme dobu trvaacuteniacute
měřeniacute Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme naměřenyacute graf a přiacutepadně vyhodnotiacuteme
jeho průběh
9 Stejneacute měřeniacute (ad 8)) ale na hrdle PET laacutehve je našroubovaacuten vršek
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proveď analyacutezu naměřeneacuteho grafu ndash menu Analyacuteza ndash Proložit křivku nebo
Analyacuteza ndash Statistika
2 Stejneacute měřeniacute (ad 7) můžeme proveacutest s hořiacuteciacute sviacutečkou nebo s přiteacutekajiacuteciacute
vodou do PET laacutehve
3 Do PET laacutehve postaveneacute na digitaacutelniacute vaacuteze daacuteme určiteacute množstviacute octa (1dl)
můžeme takeacute přidat teploměr GoTemp zapneme měřeniacute a přisypeme saacuteček
sody Měřiacuteme zda se zmenšiacute hmotnost reagujiacuteciacute směsi (unikaacute plyn CO2)
Sledujeme i teplotu reagujiacuteciacutech laacutetek Zůstaacutevaacute hmotnost stejnaacute nebo se měniacute
Pokud maacuteme senzor pH můžeme při reakci sledovat i tuto vlastnost
4 Dvoulitrovou praacutezdnou PET laacutehev (uřiacuteznuteacute hrdlo) postav na digitaacutelniacute vaacutehu
V programu LoggerPro stiskni tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Naleacutevej do praacutezdneacute
laacutehve oxid uhličityacute (vyrobenyacute reakciacute octa a sody nebo z bombičky sifonu)
Pozoruj jak se měniacute hmotnost Nech měřeniacute běžet delšiacute dobu a pozoruj jak se
měniacute hmotnost Vyhodnoť měřeniacute Z naměřenyacutech hodnot a ze znalosti hustoty
vzduchu (129 kgm3) urči hustotu oxidu uhličiteacuteho Jakou maacute oxid uhličityacute
hustotu v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu
- 14 -
Veličiny a jejich měřeniacute
13 ČAS REAKČNIacute DOBA
Fyzikaacutelniacute princip
Čas je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličina kteraacute se nejčastěji označuje malyacutem
piacutesmenem t Jednotkou času je sekunda s
Reakčniacute doba člověka je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute
udaacutelosti do jeho reakce Mnoho faktorů ovlivňuje reakčniacute dobu člověka
Ciacutel
Změřit časoveacute uacuteseky různyacutech dějů pomociacute stopek LabQuestu
Změřit reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět
Pomůcky
LabQuest ultrazvukoveacute měřidlo vzdaacutelenosti GoMotion 2 ks voltmetry VP-
BTA deacutelkoveacute měřidlo
- 15 -
Scheacutema
Postup
1 Zapneme LabQuest a v dolniacute naacutestrojoveacute liště klikneme na ikonu domeček
2 V zobrazeneacute nabiacutedce zvoliacuteme Stopky
3 Stopky ovlaacutedaacuteme třemi tlačiacutetky ndash startstop vynulovaacuteniacute a zkopiacuterovaacuteniacute
aktuaacutelniacuteho uacutedaje z displeje např do kalkulačky Vyzkoušej si to
4 Změřiacuteme časoveacute uacuteseky různyacutech dějů
a) dobu mezi dvěma zvuky (generujeme pomociacute programu na PC ndash lze
přesně nastavit dobu dvě tlesknutiacute)
b) dobu kmitu kyvadla (dvěma po sobě jdouciacutem kyvům řiacutekaacuteme kmit)
c) dobu volneacuteho paacutedu tělesa z vyacutešky 2 metry můžeme ověřit pomociacute
GoMotion
d) dobu volneacuteho paacutedu dřevěneacute tyčky s deskou kterou jeden člověk pustiacute a
druhyacute chytiacute můžeme ověřit pomociacute GoMotion
- 16 -
e) dobu pohybu tělesa (autiacutečko vlaacuteček) po vodorovneacute podložce
f)
5 Změřiacuteme reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět
a) Světelnyacute ndash k LabQuestu připojiacuteme dva voltmetry VP-BTA prvniacute
připojiacuteme na LED (žaacuterovku) kteraacute je zapojena do obvodu s tlačiacutetkem
druhyacute připojiacuteme na rezistor zapojenyacute v obvodu s tlačiacutetkem prvniacute student
stiskne tlačiacutetko v prvniacutem obvodu a druhyacute stiskne v reakci na rozsviacutecenou
LED-ku (žaacuterovku) tlačiacutetko v druheacutem obvodu na LabQuestu
vyhodnotiacuteme dobu mezi napěťovyacutemi impulzy
b) Zvukovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze miacutesto LED-ky je zapojen bzučaacutek
a druhyacute student maacute zavřeneacute oči a reaguje na zvuk
c) Dotykovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze s tiacutem že prvniacute student se druheacuteho
dotkne rukou
6 Poznaacutemka
a) U všech třiacute měřeniacute v ad 5) je potřeba nastavit na LabQuestu v menu
Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 2 s Frekvence 1 000 čteniacutes Trigger
nastaviacuteme na Zapnuto a je rostouciacute přes 1 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute
Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
b) Miacutesto druheacuteho obvodu a voltmetru můžeme použiacutet senzor stisku ruky
HD-BTA
c) Při připojeniacute (ad 4c))ultrazvukoveacuteho senzoru MD-BTD nebo GO-MOT
do vstupu DIG 1 nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim
Časovaacute zaacutekladna Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
- 17 -
7 Ukončiacuteme měřeniacute
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkuste změřit reakčniacute dobu
a) opakovaně u jednoho studenta
b) u diacutevek a chlapců
c) mladyacutech a staryacutech lidiacute
d) raacuteno a večer
Na zaacutevěr sestav přehlednou tabulku všech vyacutesledků
2 Reakčniacute doba řidiče je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute
udaacutelosti do řidičovy reakce Jejiacute doba se pohybuje kolem 2 sekund ale vždy
zaacuteležiacute na pozornosti řidiče jeho věku fyzickeacute kondici a dalšiacutech faktorech Do
reakčniacute doby se však nezapočiacutetaacutevaacute doba prodlevy a naacuteběhu brzd Pamatujte
proto na bezpečnou vzdaacutelenost mezi vozidly a udržujte odstup
3 Zkuste chytit bankovku puštěnou druhyacutem člověkem dvěma prsty (pokud ji
chytnete je vaše) Proč ji nelze chytit
- 18 -
Veličiny a jejich měřeniacute
14 RYCHLOST
Fyzikaacutelniacute princip
Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme
v metrech za sekundu m
s
nebo v kilometrech za hodinu km
h
U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se
rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT
- 19 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 3 s
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost pohybu
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a potom se
přibližovat a daacutele se naopak vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost
chůze člověka (0 až 6 m)
- 20 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho
miacuteče od senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem
papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho autiacutečka (viz foto vyacuteše) vlaacutečkuhellip
5 Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
- 21 -
Veličiny a jejich měřeniacute
15 DRAacuteHA
Fyzikaacutelniacute princip
Draacuteha s je deacutelka trajektorie Trajektorie je křivka kterou těleso opisuje při
sveacutem pohybu
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru draacutehu kterou uraziacute těleso
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo
- 22 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od
senzoru ke stropu k tabuli k zemi k ruce hellip
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat
se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se
člověka od senzoru (0 až 6 m)
- 23 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od
senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem
papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka vlaacutečku hellip
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
2 Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je
funkciacute času
- 24 -
Veličiny a jejich měřeniacute
16 TEPLOTA
Fyzikaacutelniacute princip
Teplota je fyzikaacutelniacute veličina t kterou použiacutevaacuteme k popisu stavu tělesa (rychlost
pohybu atomů) Jednotkou je Celsiův stupeň (degC) Teplota tajiacuteciacuteho ledu je 0 degC
Bod varu vody je 100 degC Stupeň Fahrenheita (degF) je jednotka teploty
pojmenovanaacute po německeacutem fyzikovi Gabrielu Fahrenheitovi Dnes se použiacutevaacute
hlavně v USA
- 25 -
Ciacutel
Odhadnout teplotu a pak odhad ověřit teploměrem Ověřit teplotu tajiacuteciacuteho ledu
Ověřit teplotu varu vody Změřit jak se měniacute teplota v průběhu dne a při
ohřiacutevaacuteniacute nebo ochlazovaacuteniacute tělesa
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA teploměr STS-BTA PET laacutehve
- 26 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměr STS-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
2 Do několika naacutedob z PET lahviacute připraviacuteme vodu o různeacute teplotě ndash prvniacute
přidaacuteme led a u ostatniacutech postupně viacutece a viacutece horkeacute vody z elektrovarneacute
konvice
3 Zapneme LabQuest a můžeme měřit teplotu Nejdřiacuteve zkusiacuteme odhadnout
teplotu a potom ověřiacuteme pomociacute teploměru teplotu různyacutech těles
a) vzduch v miacutestnosti (u podlahy uprostřed u stropu)
b) vzduch na ulici
c) teplaacute voda
d) studenaacute voda
e) horkaacute voda
f) tajiacuteciacute led
g) tajiacuteciacute led a sůl
- 27 -
h) vařiacuteciacute voda
i) teplota lidskeacuteho těla
j) teplota v chladničce (dole nahoře v mraziciacutem boxu)
k)
4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 60 čteniacuteh Trvaacuteniacute 24 h
5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme venku za oknem
tak aby se nedotyacutekal žaacutedneacuteho tělesa
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu
vzduchu v průběhu 24 hodin Dalšiacute den ve stejnou dobu ukončiacuteme měřeniacute
7 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
8 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutemin Trvaacuteniacute 24 min
9 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme do kaacutedinky se
studenou vodou a začneme ohřiacutevat lihovyacutem kahanem
10 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu vody
v průběhu 12 minut (ohřiacutevaacuteniacute) Pak zahasiacuteme kahan a měřiacuteme dalšiacutech12 minut
(ochlazovaacuteniacute) Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 120 čteniacutemin Trvaacuteniacute 3 min
2 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu uchopiacuteme senzor
teploměru do ruky a pozorujeme změnu teploty Stejneacute měřeniacute provedeme
s teploměrem TMP-BTA a teploměrem STS-BTA Proč se lišiacute průběhy obou
grafů Kde toho lze využiacutet
4 Zapoj do LabQuestu dva teploměry Vezmi si dvě naacutedoby s vodou
o různyacutech teplotaacutech ndash studenaacute a teplaacute Měř jejich teploty (tlačiacutetko START)
- 28 -
Přelej vodu z prvniacute naacutedoby do druheacute a současně přendej teploměr z prvniacute
naacutedoby do druheacute Popiš co pozoruješ Z grafu urči teploty před smiacutechaacuteniacutem
a teplotu po smiacutechaacuteniacute
5 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vody ve zkumavce v různyacutech
hloubkaacutech
a) budeš-li vodu ohřiacutevat u dna
b) budeš-li vodu ohřiacutevat u hrdla
6 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vzduchu ve zkumavce v různyacutech
hloubkaacutech
- 29 -
Siacutely a jejich vlastnosti
17 SIacuteLA
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se
piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N
Ciacutel
Určit velikosti různyacutech sil Určit hmotnost zaacutevažiacute ktereacute je přitahovaacuteno k zemi
silou 1 N Určit siacutelu stisku ruky a siacutelu stisku mezi dvěma prsty Určit velikost
siacutely kterou člověk působiacute na zem
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA plošnyacute siloměr FP-BTA senzor siacutely stisku ruky
HD-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma
- 30 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)
2 Zapneme LabQuest
3 Zavěšujeme postupně různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g ) na siloměr
Naměřeneacute uacutedaje zapisujeme do tabulky
4 Na siloměr zavěsiacuteme pružinu Vynulujeme siloměr Zavěšujeme postupně
různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 ghellip) na pružinu a měřiacuteme prodlouženiacute
pružiny y Sestrojiacuteme graf F = f(y) Určiacuteme konstantu přiacutemeacute uacuteměrnosti
5 Zavěsiacuteme na siloměr misku z rovnoramennyacutech vah a vynulujeme siloměr ndash
menu Senzory ndash Vynulovat Postupně na misku přidaacutevaacuteme zaacutevažiacute až siloměr
ukazuje přesně siacutelu 1 N Vyacutesledek (hmotnost zaacutevažiacute) zapiacutešeme do tabulky
6 K LabQuestu připojiacuteme senzor siacutely stisku ruky HD-BTA Měřiacuteme
postupně siacutelu stisku ruky pro pravou a levou ruku
7 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Měřiacuteme siacutelu stisku ruky
po dobu 60 sekund ndash nepřerušovaně držiacuteme Sledujeme jak siacutela stisku
v průběhu času ochabuje
9 Bod 5 6 a 7 opakujeme pro siacutelu stisku mezi prsty
- 31 -
10 K LabQuestu připojiacuteme plošnyacute siloměr FP-BTA Přepneme na většiacute
rozsah 0 ndash 3 500 N Postaviacuteme se na tento siloměr Změřiacuteme siacutelu kterou člověk
působiacute na zem (tiacuteha G) Zapiacutešeme do tabulky Určiacuteme hmotnost člověka
11 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
12 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sledujeme jak se
měniacute tlakovaacute siacutela při dřepu kliku vyacuteskoku při běžneacute chůzi (jedna noha střiacutedaacute
druhou) při přitisknutiacute senzoru ke stěněhellip
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute jak se měniacute siacutela působiacuteciacute na plošnyacute siloměr FP-BTA při
jiacutezdě vyacutetahem když na něm stojiacuteme (vliv zrychlovaacuteniacute zpomalovaacuteniacute)
2 Polož plošnyacute siloměr na židli sedni si na něj a vyzkoušej jakou silou
působiacuteš na židli
3 Na siloměr DFS-BTA zavěsiacuteme hranol Určiacuteme velikost siacutely kterou
přitahuje Země hranol Taacutehneme tento hranol po podložce a změřiacuteme velikost
tahoveacute siacutely Porovnaacuteme tyto dvě siacutely
4 Proveďte statistickyacute průzkum ve třiacutedě o kolik je u pravaacutekůlevaacuteků silnějšiacute
pravaacutelevaacute ruka (holekkluků) Vypočiacutetejte průměrneacute hodnoty
- 32 -
Elektrickeacute vlastnosti laacutetek
18 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovaacuteniacute těles
Jeho jednotkou je coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při
pokusech ve třiacutedě pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů)
1 nC je přibližně 6 000 000 000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj
elektronuhellip) Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj
(na skleněneacute tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně
nabiteacute těleso maacute viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute
protony K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič
naacuteboje
Ciacutel
Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute
při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute
Pomůcky
LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA tělesa (plechovka na polystyreacutenu kovoveacute
kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute
těles
- 33 -
Scheacutema
Postup
1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou
krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku
připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou
zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě
kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru
zvoliacuteme rozsah plusmn 100 nC
2 Zapneme LabQuest
- 34 -
3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem
ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj
Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky
5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence
2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj
z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute
naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)
Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky
9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute
tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)
10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu
3times3 mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle
Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm
Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je
11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech
(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)
- 35 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pouze přibližujeme a vzdalujeme nabitou tyč (ebonitovou nebo skleněnou)
k tělesu (plechovce) a sledujeme jak se měniacute naacuteboj O jakyacute jev se jednaacute Čiacutem
je způsoben
2 Plechovku připojiacuteme ke zdroji kladneacuteho vn napětiacute (nabije se kladně) Měřič
naacuteboje připojiacuteme ke kovoveacute kuličce na izolovaneacutem držaacuteku Zapneme měřeniacute
a přejiacuteždiacuteme plynule v okoliacute svisleacute stěny plechovky (nedotyacutekaacuteme se) přibližně
ve stejneacute vzdaacutelenosti Sledujeme naměřeneacute hodnoty Co můžeme usoudit
o rozloženiacute naacuteboje na povrchu plechovky
- 36 -
Magnetismus 19 MAGNETICKAacute INDUKCE
MAGNETICKEacute POLE
Fyzikaacutelniacute princip
Magnetickou indukciacute nazyacutevaacuteme jev při ktereacutem se tělesa s feromagnetickyacutemi
vlastnostmi v bliacutezkosti magnetu zmagnetujiacute Magnet vytvaacuteřiacute ve sveacutem okoliacute
magnetickeacute pole ktereacute můžeme znaacutezornit soustavou magnetickyacutech
indukčniacutech čar Pomociacute magnetky (malyacute magnet) můžeme bdquozmapovatldquo
magnetickeacute pole ndash určit směr indukčniacutech čar Mnohem rychleji lze obrazec
indukčniacutech čar určit pomociacute železnyacutech pilin
Magnetickeacute pole popisuje veličina magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji
v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou indukci měřiacuteme teslametrem Zemskeacute
magnetickeacute pole v ČR maacute magnetickou indukci 0048 mT
Ciacutel
Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute permanentniacuteho
magnetu Změřit magnetickou indukci magnetickeacuteho pole Země
- 37 -
Pomůcky
LabQuest teslametr MG-BTA permanentniacute magnet
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Na teslametru
nastaviacuteme rozsah 64 mT Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 38 -
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k severniacutemu poacutelu magnetu
a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi
5 sekund)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k jižniacutemu poacutelu magnetu
a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi
5 sekund)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně pohybujeme (asi 5 sekund) teslametrem kolmo k podeacutelneacute ose
magnetu k jižniacutemu poacutelu magnetu a potom pomalu vzdalujeme teslametr od
severniacuteho poacutelu magnetu (asi 5 sekund) Uložiacuteme měřeniacute
6
7 Otevřeme novyacute soubor a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve
vodorovneacute rovině otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země
Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum (N a S magnetickyacute poacutel)
- 39 -
Z maximaacutelniacutech hodnot odečteme vodorovnou amplitudu magnetickeacute indukce B
Země
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve
svisleacute rovině (N-S směr) otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země
Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum Maximaacutelniacute hodnota je
hodnotou magnetickeacute indukce B Země
9
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Urči sklon indukčniacute čaacutery magnetickeacuteho pole u naacutes v ČR vzhledem
k povrchu země
- 40 -
Elektrickyacute obvod 110 ELEKTRICKYacute PROUD
ELEKTRICKEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute proud je uspořaacutedanyacute pohyb nabityacutech čaacutestic Elektrickyacute proud se
označuje piacutesmenem I Jeho jednotkou je ampeacuter (A)
Elektrickeacute napětiacute se označuje piacutesmenem U Jednotkou elektrickeacuteho napětiacute je
volt (V)
Elektrickyacute proud měřiacuteme ampeacutermetrem a napětiacute voltmetrem
Ciacutel
Změřit proud prochaacutezejiacuteciacute žaacuterovkou Změřit napětiacute na žaacuterovce Pozorovat jak
žaacuterovka sviacutetiacute při různyacutech hodnotaacutech proudu (uacutečinky proudu)
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat
100 Ω žaacuterovka 35 V03 A
- 41 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x
zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat ndash
Ampeacutermetr Reostat 100 Ω nastaviacuteme na min hodnoty odporu (napětiacute)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 42 -
5 Reostatem 100 Ω pomalu (20 s) zvětšujeme proud (směrem k max) až ho
vytočiacuteme do krajniacute polohy (max) Hodnota proudu nesmiacute překročit 06 A
Zobrazuje se tzv V-A charakteristika žaacuterovky Po vykresleniacute celeacuteho grafu
zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro různeacute žaacuterovky
7 Vysloviacuteme zaacutevěr (při jakeacute hodnotě proudu žaacuterovka začiacutenaacute sviacutetit)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř V-A charakteristiku pro rezistor 100 Ω a 50 Ω
- 43 -
Elektrickeacute pole 111 ZDROJE ELEKTRICKEacuteHO
NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Zdroje elektrickeacuteho napětiacute jsou elektraacuterny galvanickeacute člaacutenky a akumulaacutetory
- 44 -
Ciacutel
Změřit jak se měniacute napětiacute při vybiacutejeniacute (použiacutevaacuteniacute) zdroje ndash vybiacutejeciacute křivku
Pomůcky
LabQuest držaacutek baterie a rezistor ampeacutermetr DCP-BTA voltmetr VP-BTA
zdroj elektrickeacuteho napětiacute ndash galvanickyacute člaacutenek akumulaacutetor
- 45 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 a voltmetr VP-BTA ke
vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
12 h Frekvence 300 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat (spiacutenač je vypnutyacute)
4 Sepneme spiacutenač Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na
LabQuestu
5 Když začne napětiacute klesat pod 1V zastaviacuteme měřeniacute
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vytvoř si jednoduchyacute galvanickyacute
člaacutenek z jablka (nebo citronu)
železneacuteho hřebiacuteku a měděneacuteho draacutetu
podle obraacutezku Změř voltmetrem
zaacutevislost napětiacute v zaacutevislosti na čase
(připoj rezistor 1 000 Ω)
- 46 -
2 Změř vybiacutejeciacute křivku pro různeacute zdroje Urči kapacitu člaacutenku Porovnej
se jmenovitou kapacitou
3 Jakeacute vyacutehody maacute elektrickeacute napětiacute z bateriiacute oproti napětiacute ze zaacutesuvek Jakeacute
nevyacutehody naopak majiacute baterie
- 47 -
Elektrickyacute obvod 112 UacuteČINKY ELEKTRICKEacuteHO
PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute proud maacute pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute
uacutečinky Jednoducheacute spotřebiče můžeme rozdělit podle uacutečinků elektrickeacuteho
proudu na pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute spotřebiče
Ciacutel
Ověřit pohyboveacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na elektromotor
Ověřit světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
Ověřit magnetickeacute uacutečinky (magnetickaacute indukce) elektrickeacuteho proudu
prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
Ověřit chemickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho kapalinou
(vodou)
Ověřit tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA
teploměr TMP-BTA ciacutevka 166 a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu
a napětiacute BK 127 žaacuterovka 12 V spiraacutela luxmetr LS-BTA voltmetr 30 V-BTA
- 48 -
Scheacutema
a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
- 49 -
b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
Postup
a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
1 Připojiacuteme luxmetr LS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-
BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematuj ndash spiacutenač je
rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr
- 50 -
a voltmetr Žaacuterovku s luxmetrem můžeme zakryacutet krabiciacute aby luxmetr neměřil
osvětleniacute pozadiacute
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06A Na ose y zvoliacuteme Osvětleniacute a Spojovat body
Dole 0 a Nahoře 600 lx
4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme
napětiacute Vlevo 0 Vpravo 16 V Na ose y zvoliacuteme Proud a Spojovat body Dole
0 a Nahoře 04 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme
spiacutenač
6 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (do 12 V) Kontrolujeme proud
ndash max 06A Luxmetrem měřiacuteme osvětleniacute způsobeneacute žaacuterovkou
b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
- 51 -
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max
06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky
c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-
BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu ndash spiacutenač je
rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr
a voltmetr Teploměr se spiraacutelou vložiacuteme do kaacutedinky s vodou
- 52 -
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 000 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Napětiacute a Spojovat body
Dole 0 a Nahoře 25 V
4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme
čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Teplota a Spojovat body
Dole 20 a Nahoře 35 degC Regulovatelnyacutem zdrojem nastaviacuteme napětiacute (na
20 V) Kontrolujeme proud ndash max 10 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme
spiacutenač
6 Teploměrem měřiacuteme teplotu vody zahřiacutevaneacute spiraacutelou
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakeacute jsou uacutečinky elektrickeacuteho proudu v jednotlivyacutech
přiacutepadech
- 53 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ve ktereacutem elektrickeacutem přiacutestroji se projevuje současně několik uacutečinků
elektrickeacuteho proudu
2 Jakyacutech uacutečinků elektrickeacuteho proudu využiacutevaacute elektrickyacute zvonek
3 Změř jak zaacutevisiacute siacutela F přitahujiacuteciacute jaacutedro na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho
ciacutevkou Kde se toho daacute využiacutet
4 Chemickeacute uacutečinky viz uacuteloha 116 Elektrickyacute proud v kapalinaacutech
5 Změř pohyboveacute uacutečinky el proudu na otaacutečeniacute elektromotoru Pohyb můžeš
sniacutemat luxmetrem
- 54 -
Elektrickyacute obvod 113 MAGNETICKEacute VLASTNOSTI
ELEKTRICKEacuteHO PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Prochaacuteziacute-li vodičem elektrickyacute proud vznikaacute v jeho okoliacute magnetickeacute pole
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar kružnic Kružnice ležiacute v rovinaacutech kolmyacutech
na vodič a majiacute středy v bodech vodiče Magnetickeacute pole popisuje veličina
magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou
indukci měřiacuteme teslametrem
Ciacutel
Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute vodiče v zaacutevislosti na
velikosti elektrickeacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest teslametr MG-BTA ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj
napětiacute vodič
- 55 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu a ampeacutermetr
HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Na teslametru nastaviacuteme rozsah 64 mT
Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 56 -
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 5 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Teslametr umiacutestiacuteme bliacutezko vodiče (1 cm) Stiskneme tlačiacutetko START
(měřeniacute) na LabQuestu a pomalu rovnoměrně zvětšujeme napětiacute
(proud) na zdroji Uložiacuteme měřeniacute
5 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce na velikosti proudu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Velikost magnetickeacute indukce okolo rovneacuteho dlouheacuteho vodiče ve vzdaacutelenosti
d můžeme vypočiacutetat pomociacute Biot-Savartova zaacutekona (někdy teacutež Biot-Savart-
Laplaceova)
7 74π 10 2 102π 2π
I I IB
d d d (přibližně ve vzduchu)
2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale v zaacutevislosti na vzdaacutelenosti d ndash měřiacuteme
praviacutetkem a vklaacutedaacuteme po jednotlivyacutech krociacutech Nastaviacuteme určitou hodnotu
proudu
- 57 -
Elektrickyacute obvod 114 MAGNETICKEacute POLE CIacuteVKY
Fyzikaacutelniacute princip
Ciacutevka vznikne když vodič navineme na povrch vaacutelce nebo hranolu
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery uvnitř ciacutevky jsou rovnoběžneacute s jejiacute osou
Magnetickaacute indukce uvnitř velmi dlouheacute ciacutevky maacute velikost NI
Bl
kde I
je velikost proudu N je celkovyacute počet zaacutevitů a l je deacutelka ciacutevky
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce B na velikosti proudu I prochaacutezejiacuteciacuteho
ciacutevkou
Pomůcky
LabQuest rezistor 10Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA ciacutevka 166
a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127
- 58 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 59 -
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max
06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky
6 Vysloviacuteme zaacutevěr - jak zaacutevisiacute mag indukce B na velikosti elektrickeacute
proudu I
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ze znalosti počtu zaacutevitů deacutelky ciacutevky a proudu spočiacutetej magnetickou
indukci
2 Změň ciacutevku a opakuj měřeniacute
3 Změř jak se měniacute magnetickaacute indukce po podeacutelneacute ose ciacutevky při daneacute
hodnotě proudu
- 60 -
Elektrickyacute obvod 115 ZKRAT
Fyzikaacutelniacute princip
Zkrat v elektrickeacutem obvodu je vodiveacute spojeniacute vodičů ktereacute vyřadiacute z obvodu
spotřebič Obvod se chraacuteniacute proti zkratu pojistkou nebo jističem Tavnaacute
pojistka je založena na tepelnyacutech uacutečinciacutech elektrickeacuteho proudu Jistiacuteciacutem
prvkem je tenkyacute draacutetek kteryacute se průchodem zkratoveacuteho proudu přepaacuteliacute a tiacutem
přerušiacute elektrickyacute obvod
Ciacutel
Ověřit funkci tavneacute pojistky Určit velikost zkratoveacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute tenkyacute
vodič tavnaacute trubičkovaacute pojistka ndash různeacute hodnoty proudu
- 61 -
Scheacutema
- 62 -
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme
obvod dle scheacutematu Spiacutenač je rozpojen Jako pojistku použijeme napřiacuteklad
tavnou trubičkovou pojistku 800 mA Jako zdroj plochou baterii
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Způsobiacuteme
ZKRAT
5 Vysloviacuteme zaacutevěr Jak rychle bdquozareagujeldquo tavnaacute pojistka
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus změřit pomociacute mikrometru průměr draacutetku a zkratovyacute proud tiacutemto
draacutetkem Změř draacutetky různyacutech průměrů Jak zaacutevisiacute hodnota zkratoveacuteho
proudu na průměru draacutetku
2 Proč nemůžeš použiacutet jako tavnou pojistku hřebiacutek
3 Zkus různeacute druhy materiaacutelů tavnyacutech draacutetků ndash Fe Cuhellip Jakyacute to maacute vliv na
velikost bdquozkratovaciacuteholdquo proudu
- 63 -
4 Zkus změřit dvě stejneacute pojistky (např 800 mA) ale jedna je bdquopomalaacuteldquo
a druhaacute bdquorychlaacuteldquo
5 Zkus změřit zkrat se dvěma paralelně zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi Jakyacute
maacute vliv kvalita zdroje na velikost zkratovaciacuteho proudu Změniacute se doba
přetaveniacute draacutetku
6 Zkus změřit zkrat se dvěma seacuteriově zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi
7 Proč při bdquoletmeacutem dotekuldquo (viz obraacutezek) před zkratem nenastal zkrat Proč
nastal až při staacuteleacutem doteku
- 64 -
Elektrickyacute obvod 116 ELEKTRICKYacute PROUD
V KAPALINAacuteCH
Fyzikaacutelniacute princip
Podmiacutenkou vodivosti kapalin je přiacutetomnost iontů Ionty vznikajiacute v kapalinaacutech
nejčastěji při rozpouštěniacute soliacute a kyselin
Ciacutel
Ověřit vznik iontů rozpouštěniacutem soli ve vodě měřeniacutem elektrickeacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr DCP-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute žaacuterovka
vanička a elektrody
- 65 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme
obvod dle scheacutema Spiacutenač je rozpojen
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
600 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Po
10 sekundaacutech nasypeme sůl do vody Pozorujeme jak se měniacute proud při
rozpouštěniacute soli v roztoku vody a soli jak vznikajiacute ionty
5 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus proveacutest stejneacute měřeniacute s různyacutem množstviacutem soli ndash 1 lžička 2 lžičkyhellip
2 Zkus různeacute druhy materiaacutelů elektrod ndash Fe Cu Zn C Pbhellip
3 Vyzkoušej různeacute soli
4 Vyzkoušej takeacute cukr
- 66 -
Pohyb tělesa 21 RYCHLOST POHYBU
Fyzikaacutelniacute princip
Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme
v metrech za sekundu m
s
nebo v kilometrech za hodinu km
h
U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se
rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)
Průměrnaacute rychlost je podiacutel celkoveacute draacutehy s a celkoveacute doby t za kterou těleso
draacutehu urazilo Průměrnaacute rychlost určenaacute ve velmi kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku se
nazyacutevaacute okamžitaacute rychlost Měřiacuteme ji tachometrem
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT
- 67 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 20 s
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute (knihou) nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost
pohybu dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a pak se
přibližovat a naacutesledně se vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost
chůze člověka (0 až 6 m)
- 68 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho
miacuteče od senzoru
f) Stejneacute jako za e) ale s mělkyacutem
papiacuterovyacutem kornoutem nebo
mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho
autiacutečka vlaacutečkuhellip
h) Měřiacuteme rychlost voziacutečku na
voziacutečkoveacute draacuteze VDS (vodorovneacute
šikmeacute)
5 Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
2 Překreslete grafy v = f(t) na grafy s = f(t) a naopak
3 Nakreslete graf v = f(t) a potom se podle něj pohybujte (viz 4 b)
- 69 -
Pohyb tělesa 22 DRAacuteHA ROVNOMĚRNEacuteHO
A NEROVNOMĚRNEacuteHO POHYBU
Fyzikaacutelniacute princip
Těleso se pohybuje rovnoměrnyacutem pohybem jestliže se pohybuje staacutele stejnou
rychlostiacute Těleso se pohybuje nerovnoměrnyacutem pohybem jestliže se jeho
rychlost měniacute
Draacutehu rovnoměrneacuteho i nerovnoměrneacuteho pohybu můžeme určit z grafu
časoveacuteho průběhu rychlosti jako plochu mezi tiacutemto grafem a časovou osou
(osou x)
Ciacutel
Určit zda danyacute pohyb je rovnoměrnyacute nebo nerovnoměrnyacute a draacutehu tohoto
pohybu
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD voziacuteček draacuteha pro mechaniku VDS
- 70 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
LabQuestu a ten přes USB do PC Pomociacute digitaacutelniacutech vah určiacuteme hmotnost
voziacutečku
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Draacuteha je velmi miacuterně nakloněnaacute
3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme k PC Přepiacutenač ultrazvukoveacuteho senzoru
přepneme na voziacuteček
- 71 -
4 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Deacutelka
10 s Vzorkovaciacute frekvence 20 vzorkůsekunda
5 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru pustiacuteme ho
a současně zapneme sběr dat Voziacuteček bude střiacutedavě sjiacuteždět a vyjiacuteždět
(po odrazu od magnetickeacuteho naacuterazniacuteku) po draacuteze Uložiacuteme měřeniacute
6 Draacutehu postaviacuteme vodorovně (můžeme zkontrolovat vodovaacutehou)
7 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru uvedeme ho do
pohybu a současně zapneme sběr dat
8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy se pohyboval voziacuteček rovnoměrně a kdy
nerovnoměrně
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Určiacuteme draacutehu - plochu pod grafem časoveacuteho průběhu rychlosti
2 Můžeme proveacutest stejnaacute měřeniacute s miacutečem
- 72 -
Siacutely a jejich vlastnosti
23 MĚŘENIacute SIacuteLY ndash ŠPEJLE
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se
piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N
Ciacutel
Změřit průhyb volneacuteho konce d špejle na působiacuteciacute siacutele F Měřeniacute proveacutest pro
různeacute deacutelky l
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma špejle
- 73 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)
2 Zapneme LabQuest
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty
Naacutezev deacutelka
Jednotky cm
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf K siloměru připevniacuteme konec špejle (viz
scheacutema) ndash špejle ukazuje na měřiacutetku 0 cm Siloměr bdquovynulujemeldquo
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
7 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 74 -
8 Siloměr posuneme tak aby ohnutaacute špejle ukazovala na měřiacutetku 1 cm
9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK
11 Opakujeme body 8 a 9 pro 2 cm 3 cm 4 cm a 5 cm
12 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
13 Měřeniacute zopakujeme pro různeacute deacutelky špejle
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro různeacute špejle (tloušťka tvar) Jak zaacutevisiacute průhyb špejle
na jejiacutem tvaru Kde a jak se toho využiacutevaacute
- 75 -
Siacutely a jejich vlastnosti
24 II NEWTONŮV POHYBOVYacute ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Čiacutem je většiacute siacutela F tiacutem jsou vyacuteraznějšiacute i změny rychlosti v pohybu tělesa Čiacutem
je většiacute hmotnost m tělesa tiacutem jsou změny rychlosti v pohybu tělesa menšiacute
Ciacutel
Ověřit II Newtonův pohybovyacute zaacutekon ndash zaacutekon siacutely
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA akcelerometr LGA-BTA senzor polohy
a pohybu MD-BTD souprava pro mechaniku VDS
- 76 -
Scheacutema
Postup
1 Senzor polohy a pohybu MD-BTD zapojiacuteme do konektoru DIG 1
LabQuestu Na voziacuteček připojiacuteme vlaacutekno a na něj zavěsiacuteme zaacutevažiacute o hmotnosti
10 g
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pustiacuteme voziacuteček
Zachytiacuteme jej těsně před koncem voziacutečkoveacute draacutehy Měřiacuteme rychlost pohybu
voziacutečku
5 Měřeniacute opakujeme se zaacutevažiacutem 20 g
6 Porovnaacuteme oba grafy
a) Jak se voziacuteček pohybuje (druh pohybu)
b) Jakyacute maacute vliv velikost siacutely F na pohyb voziacutečku
7 Na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g) ndash viz fotografie vyacuteše
8 Zopakujeme měřeniacute v bodech 1 až 6
- 77 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Na voziacuteček připevni siloměr a akcelerometr Změř jak zaacutevisiacute změna
rychlosti v (zrychleniacute) na velikost siacutely F Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam
dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence 20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Tahaacuteme za siloměr tam
a zpět (voziacuteček se pohybuje) Sledujeme jak zaacutevisiacute změna rychlosti v
(zrychleniacute) na velikost siacutely F
2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g)
Porovnaacuteme obě měřeniacute
- 78 -
Siacutely a jejich vlastnosti
25 SMYKOVEacute TŘENIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Smykoveacute třeniacute vznikaacute když se dvě tělesa z pevnyacutech laacutetek po sobě smyacutekajiacute
Siacutela kteraacute braacuteniacute posouvaacuteniacute těles se nazyacutevaacute třeciacute siacutela Abychom uvedli těleso
do rovnoměrneacuteho pohybu musiacuteme vynaložit většiacute siacutelu tzv klidovou třeciacute siacutelu
Siacutelu kterou těleso tlačiacute na podložku nazyacutevaacuteme tlakovou siacutelu
Ciacutel
Určit třeciacute siacutelu klidovou třeciacute siacutelu tlakovou siacutelu a poměr tlakoveacute a třeciacute siacutely
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA stejnaacute tělesa (kvaacutedry učebnicehellip)
- 79 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se pomalu
a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce
- 80 -
4 Na grafu jsou pro naacutes dvě zajiacutemaveacute oblasti V zeleneacute oblasti je maximaacutelniacute
siacutela ndash klidovaacute třeciacute siacutela Ft0 = N V modreacute oblasti je pohybovaacute třeciacute siacutela
Ft = N Obě ziacuteskaacuteme tak že na dotykoveacute obrazovce označiacuteme taženiacutem
danou oblast a v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika Ft0 bude maximaacutelniacute siacutela
a Ft středniacute siacutela v modreacute oblasti
5 Tlakovou siacutelu Fn určiacuteme tak že těleso zavěsiacuteme na siloměr a změřiacuteme siacutelu
6 Potom vypočiacutetaacuteme poměr třeciacute siacutely Ft
a tlakoveacute siacutely Fn Označiacuteme jej f ndash součinitel
smykoveacuteho třeniacute
7 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři
kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute měřeniacute si
můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit
Naacutesledně zobrazit všechna tři měřeniacute naraacutez
- 81 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute je poměr velikostiacute třeciacutech sil v jednotlivyacutech měřeniacutech (jeden dva tři
kvaacutedry)
2 Vyzkoušej jineacute materiaacutely (těleso podložka)
3 Zkus pohyb kvaacutedru nerovnoměrnyacutem pohybem Jak se změniacute vyacutesledek
měřeniacute Naacutepověda Zopakuj si Newtonovy zaacutekony
4 Vyzkoušej si jako těleso (a) Zlateacute straacutenky
5 Zkus založit jednotliveacute listy dvou Zlatyacutech straacutenek (dvou učebnic) a zkus je
od sebe vysunout
6 Na čem zaacutevisiacute velikost třeciacute siacutely
- 82 -
Kapaliny 26 POVRCHOVEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vlastnosti povrchoveacute blaacuteny se nazyacutevaacute
povrchoveacute napětiacute Čiacutem je povrchoveacute napětiacute většiacute tiacutem snaacuteze se na jeho povrchu
mohou udržet různaacute tělesa Hodnoty povrchoveacuteho napětiacute lze naleacutezt v tabulkaacutech
Povrchoveacute napětiacute rtuti je 7kraacutet většiacute než povrchoveacute napětiacute vody ktereacute 2-3kraacutet
většiacute než povrchoveacute napětiacute lihu či petroleje
- 83 -
Ciacutel
Určit přibližně velikost povrchoveacute siacutely Fp pro různeacute deacutelky dřevěneacute špejle
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA dřevěnaacute špejle plochaacute naacutedoba s vodou nit
Scheacutema
- 84 -
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do CH 1 LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Na siloměr zavěsiacuteme špejli o deacutelce 30 cm na niti (viz scheacutema) Špejli
položiacuteme na hladinu kapaliny (vody)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Taacutehneme siloměrem
špejli z povrchu kapaliny
6 Z grafu odečteme rozdiacutel maximaacutelniacute hodnoty siacutely (kdy dochaacuteziacute k odtrženiacute
špejle z povrchu kapaliny) a siacutely kdy špejle visiacute na niti ndash viz obraacutezek
7 Vypočiacutetaacuteme poměr teacuteto siacutely a dvojnaacutesobku deacutelky špejle (deacutelka okraje
povrchoveacute blaacuteny) což je hodnota povrchoveacuteho napětiacute σ (Nm)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro jineacute kapaliny (liacuteh hellip) Přiacutepadně pro jineacute deacutelky špejliacute
- 85 -
Kapaliny 27 HYDROSTATICKYacute TLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Hydrostatickyacute tlak ph v hloubce h je roven součinu hloubky hustoty kapaliny
ρ a tiacutehoveacuteho zrychleniacute g
hp h g
Ciacutel
Změřit hydrostatickyacute tlak v hloubce h
Pomůcky
LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA odměrnyacute vaacutelec s měřiacutetkem
- 86 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru
přišroubujeme hadičku kterou můžeme izolepou přilepit na praviacutetko s uměleacute
hmoty tak že začaacutetek hadičky bude na bdquonuleldquo praviacutetka Tiacutem můžeme měřit
deacutelku ponořeniacute hadičky ndash hloubku v kapalině
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30 s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Ponořujeme pomalu rovnoměrnyacutem pohybem konec hadičky do hloubky
20 cm do vody v odměrneacutem vaacutelci a zpět POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do
senzoru
- 87 -
5 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 V menu Senzory ndash Zaacuteznam nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + hodnoty Naacutezev
Hloubka Jednotka cm
7 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
8 Hadička neniacute ponořenaacute Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na
LabQuestu
9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
11 Ponořiacuteme konec do hloubky 1 cm (sledujeme na stupnici praviacutetka)
12 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
13 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK
14 Opakujeme body 11 12 a 13 pro hodnoty uacutehlu 2 cm 3 cmhellip 20 cm
15 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme
16 Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice
(nebo soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)
Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute pro jinou kapalinu (liacuteh hellip)
2 Vyzkoušej měřeniacutem nezaacutevislost tlaku v kapalině na směru
3 Ověř měřeniacutem že tlak kapaliny v naacutedobě nezaacutevisiacute na tvaru naacutedoby
- 88 -
Kapaliny 28 ARCHIMEDŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Vztlakovaacute siacutela Fvz působiacuteciacute na těleso v kapalině je rovna tiacutehoveacute siacutele kteraacute by
působila na kapalinu s objemem ponořeneacute čaacutesti tělesa
Pro vztlakovou siacutelu platiacute Fvz = Vρg V je objem ponořeneacute čaacutesti tělesa ρ je
hustota kapaliny g je konstanta (tiacutehoveacute zrychleniacute)
Ciacutel
Určit vztlakovou siacutelu Určit objem tělesa z Archimedova zaacutekona
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA naacutedoba s vodou těleso stojan
- 89 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence
5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute)
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Asi po 6 sekundaacutech
ponořiacuteme těleso do vody (nadzvedneme kaacutedinku s vodou a podsuneme pod
kaacutedinku podložku) a nechaacuteme dokončit měřeniacute
- 90 -
7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika
a stejně i vyacuteslednou siacutelu F (zaacutevažiacute ve vodě)
8 Vypočiacutetaacuteme vztlakovou siacutelu Fvz = FG ndash F
9 Vypočiacutetaacuteme objem tělesa ze vztlakoveacute siacutely
10 Ověřiacuteme určeniacute objemu tělesa vyacutepočtem (objem vaacutelce) nebo měřeniacutem
v odměrneacutem vaacutelci
11 Ověřiacuteme určeniacute tiacutehoveacute siacutely zvaacuteženiacutem tělesa
12 Vypočiacutetaacuteme hustotu tělesa a ověřiacuteme ji v tabulkaacutech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro jinaacute tělesa
- 91 -
Kapaliny 29 PASCALŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Působiacute-li na kapalinu v uzavřeneacute naacutedobě vnějšiacute tlakovaacute siacutela zvyacutešiacute se tlak ve
všech miacutestech stejně (Pascalův zaacutekon)
Ciacutel
Změřit hydrostatickyacute tlak v různyacutech hloubkaacutech při změně vnějšiacute tlakoveacute siacutely
Pomůcky
LabQuest 2ks tlakoveacute čidlo GPS-BTA PET laacutehev s měřiacutetkem
- 92 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakovaacute čidla GPS-BTA ke vstupům CH1 a CH2 LabQuestu
(nebo LabQuest Mini) K senzorům přišroubujeme hadičky ktereacute vedou přes
gumovou zaacutetku do PET laacutehve tak že konce hadiček budou v různyacutech
hloubkaacutech (rozdiacutel asi 20 cm) Tiacutem dosaacutehneme toho že počaacutetečniacute tlak bude
u obou senzorů různyacute
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Vynulujeme oba
tlaky (hadičky nejsou ponořeny ve vodě)
3 Napustiacuteme PET laacutehev vodou a zasuneme hadičky do PET (senzory musiacute byacutet
vyacuteše než je PET laacutehev ndash POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do senzoru)
Utěsniacuteme zaacutetku
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Malou silou stlačujeme rukou PET laacutehev
6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
- 93 -
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak se měniacute tlak v různyacutech hloubkaacutech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute PET laacutehev položenou vodorovně
2 Provedeme měřeniacute pro spojeneacute naacutedoby ndash dvě PET laacutehve nebo dvě injekčniacute
střiacutekačky
- 94 -
Plyny 210 ATMOSFEacuteRICKYacute TLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře
probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute
meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkosthellip
Atmosfeacuterickyacute tlak je tlak vzduchu na zemskyacute povrch a značiacuteme ho pa
Atmosfeacuterickyacute tlak měřiacuteme barometrem Hodnota atmosfeacuterickeacuteho tlaku zaacutevisiacute
na počasiacute a na nadmořskeacute vyacutešce
Ciacutel
Určit jak se měniacute atmosfeacuterickyacute tlak v troposfeacuteře
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA
- 95 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme barometr BAR-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 96 -
3 Senzor (barometr) umiacutestiacuteme těsně nad povrchem země
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pomalu
zvedaacuteme senzor (v miacutestnosti) vzhůru ke stropu (miacutestnosti) a přiacutepadně zase dolů
5 Provedeme analyacutezu naměřenyacutech hodnot a porovnaacuteme je s tabulkovyacutemi
hodnotami
6 Můžeme proveacutest delšiacute měřeniacute na jednom miacutestě Nastaviacuteme v menu Senzory
ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 72 h (3 dny) Frekvence 20 čteniacuteh Zvoliacuteme zobrazeniacute
Graf
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Vyslov zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak zaacutevisiacute změna tlaku na nadmořskeacute vyacutešce můžeme zkoumat takeacute při
pohybu na schodech nebo ve vyacutetahu Přitom můžeme ještě zadaacutevat změnu
nadmořskeacute vyacutešky
2 Připojeniacutem teploměru a vlhkoměru můžeme zkoumat jak spolu souvisiacute
teplota tlak vlhkost v průběhu dne
3 Daacutele můžeme zkoumat jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute
4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom
miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty
5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď
stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem
- 97 -
- 98 -
Pracovniacute list pro žaacuteky
Plyny 211 ZAacuteKLADY METEOROLOGIE
Fyzikaacutelniacute princip
Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře
probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute
meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkost hellip
Připojeniacutem teploměru barometru vlhkoměru k LabQuestu (počiacutetači)
ziacuteskaacuteme termograf barografhellip
Ciacutel
Určit jak se měniacute teplota tlak vlhkost v troposfeacuteře
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA
- 99 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA
barometr BAR-BTA a vlhkoměr RH-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
72 h Frekvence 20 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Senzory umiacutestiacuteme 2 m nad povrchem země nejleacutepe do stiacutenu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 V průběhu sledujeme jak se měniacute počasiacute
6 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute podmiacutenky ndash ročniacute obdobiacute
nadmořskaacute vyacuteškahellip Vyslov zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak spolu souvisiacute teplota tlak vlhkost Zdůvodni
2 Jak se měniacute teplota tlak a vlhkost v průběhu dne Zdůvodni
3 Jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute
4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom
miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty
5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď
stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem
- 100 -
- 101 -
Plyny 212 PŘETLAK A PODTLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Plyn maacute v naacutedobě podtlak jestliže je tento tlak nižšiacute než atmosfeacuterickyacute Plyn
maacute v naacutedobě přetlak jestliže je tento tlak většiacute než atmosfeacuterickyacute
Ciacutel
Změřit přetlak a podtlak plynu v naacutedobě
Pomůcky
LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA barometr BAR-BTA PET laacutehev
nafukovaciacute dětskyacute baloacutenek
- 102 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru
přišroubujeme injekčniacute střiacutekačku s nastavenou hodnotou objemu bdquo10 mlldquo dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Tlakem na piacutest vyvolaacutevaacuteme přetlak a podtlak a přetlak
- 103 -
5 Měřeniacute uložiacuteme
6 K senzoru připojiacuteme (našroubujeme) skleněnou baňku naplněnou
vzduchem Teplota plynu uvnitř je stejnaacute jako v okoliacute
7 Opakujeme předchoziacute měřeniacute s tiacutem že baňku (tiacutem i plyn) ohřiacutevaacuteme v tepleacute
vodě a ochlazujeme ve studeneacute (kostky ledu) vodě Pozorujeme jak se měniacute
tlak
8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy nastaacutevaacute přetlak a kdy podtlak
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak můžeme přetlak a podtlak vytvořit
2 Kde se přetlak a kde se podtlak využiacutevaacute
3 Změř přetlak v baloacutenku Jak se měniacute s průměrem baloacutenku
4 Připoj k senzoru PET laacutehev Zkus mačkat laacutehev a měřit hodnotu přetlaku
5 Ohřej plyn v PET laacutehvi (horkou vodou) Uzavři PET laacutehev a ochlazuj laacutehev
(plyn) Měř podtlak uvnitř laacutehve
- 104 -
SVĚTELNEacute JEVY 213 STIacuteN A POLOSTIacuteN
Fyzikaacutelniacute princip
Stiacuten je prostor za tělesem do něhož nepronikaacute světlo ze zdroje Polostiacuten je
prostor za tělesem do ktereacuteho pronikaacute světlo pouze z čaacutesti zdroje
Ciacutel
Pomociacute senzoru světla určit intenzitu osvětleniacute v oblasti stiacutenu a polostiacutenu
Pomůcky
LabQuest žaacuterovka 12 V20 W světelnyacute senzor TILT-BTA nebo luxmetr LS-
BTA těleso
- 105 -
Scheacutema
Postup
1 Světelnyacute senzor TILT-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu
3 Zapneme LabQuest
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence 10 sndash1
Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Senzorem
světla TILT-BTA plynule pohybujeme nad oblastiacute stiacutenu a polostiacutenu z jedneacute
strany na druhou (viz scheacutema asi 10 s)
- 106 -
6 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakaacute intenzita osvětleniacute v jednotlivyacutech oblastech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Měřeniacute opakujeme se dvěma zdroji světla
2 Měřeniacute opakujeme s jinyacutem tělesem (jinyacute tvar)
- 107 -
SVĚTELNEacute JEVY 214 BARVY SVĚTLA
Fyzikaacutelniacute princip
Biacuteleacute světlo se při průchodu skleněnyacutem hranolem rozklaacutedaacute na jednoducheacute barvy
ndash vznikaacute tak spektrum
Jsou v něm tyto barvy fialovaacute indigovaacute modraacute žlutaacute oranžovaacute a červenaacute
- 108 -
Ciacutel
Pomociacute spektrofotometru určit spektrum biacuteleacuteho světla (slunečniacuteho) Daacutele určit
spektrum odraženeacuteho světla různyacutech barevnyacutech papiacuterů
Pomůcky
LabQuest spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem různě barevneacute
papiacutery
- 109 -
Scheacutema
Postup
1 Spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem zapojiacuteme do USB konektoru
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 V menu Senzory ndash Změnit jednotky ndash USB Spektrometr zvoliacuteme Intenzita
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Optickeacute vlaacutekno namiacuteřiacuteme na nebe (ve dne)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Změřiacuteme
emisniacute spektrum bdquobiacuteleacuteho světlaldquo
6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
7 Zopakujeme a uklaacutedaacuteme měřeniacute s tiacutem že těsně před optickeacute vlaacutekno
vklaacutedaacuteme různě barevneacute papiacutery (tělesa)
- 110 -
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pomociacute spektrofotometru změř spektra barev na monitoru Vyslov zaacutevěr
- 111 -
Praacutece a energie 31 PRAacuteCE
Fyzikaacutelniacute princip
Praacutece je fyzikaacutelniacute veličina Označuje se piacutesmenem W a jejiacute jednotkou je joule
(značka J) Je-li F siacutela působiacuteciacute na těleso ve směru trajektorie vykonaacute se při
přesunutiacute tělesa o draacutehu s praacutece W = Fs
Ciacutel
Určit praacuteci při přesunutiacute tělesa
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA senzor polohy MD-BTD stejnaacute tělesa (kvaacutedry
učebnicehellip)
- 112 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N Senzor polohy zapojiacuteme do konektoru
DIG 1
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes
3 Zvoliacuteme zaacuteložku tabulka V menu Tabulka zvoliacuteme Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute
sloupec Naacutezev ndash Praacutece Jednotka ndash J Tvar vyacuterazu XY Sloupec pro X ndash Siacutela
Sloupec pro Y ndash Poloha
4 Sestaviacuteme měřeniacute podle scheacutema Vynulujeme oba senzory ndash menu Senzory
ndash Vynulovat ndash Čidlo polohy a pohybu Siloměr Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se
pomalu a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce
- 113 -
6 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute
měřeniacute si můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit
7 Zaacutevěr ndash vyhodnotiacuteme jednotliveacute grafy a vykonanou praacuteci
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Kdy je praacutece nulovaacute (viz graf)
2 Kdy se praacutece konaacute (viz graf)
3 Vyzkoušej vykonat praacuteci při natahovaacuteniacute pružiny
4 Vyzkoušej vykonat praacuteci při zvedaacuteniacute tělesa
5 Vyzkoušej vykonat praacuteci při překlaacutepěniacute tělesa
- 114 -
Praacutece a energie 32 ENERGIE POLOHOVAacute
A POHYBOVAacute
Fyzikaacutelniacute princip
Polohovaacute energie Ep je druh mechanickeacute energie kterou těleso ziacuteskaacute při
zvyšovaacuteniacute sveacute nadmořskeacute vyacutešky Vypočiacutetaacuteme ji Ep= mgh Pohybovaacute energie
Ek je druh mechanickeacute energie kterou maacute pohybujiacuteciacute se těleso Vypočiacutetaacuteme ji
Ek= frac12mv2
Ciacutel
Pohybovou a polohovou energii kmitaveacuteho pohybu
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT těleso (zaacutevažiacute)
pružina stojan metr
- 115 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
LabQuestu
2 Určiacuteme tuhost použiacutevaneacute pružiny
- 116 -
3 Zapneme LabQuest
4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 10 s
5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Zvaacutežiacuteme zaacutevažiacute na digitaacutelniacutech vahaacutech a zavěsiacuteme ho na pružinu a pod
zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor a budeme měřit vzdaacutelenost a rychlost
kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině
7 Uvedeme zaacutevažiacute do kmitaveacuteho pohybu
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 117 -
9 Soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu
10 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku
a rovnici pro Ek
11 V menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku
jednotku a rovnici pro Ep
- 118 -
12 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku
a rovnici pro E
- 119 -
13 Zobraziacuteme grafy pro průběhy energiiacute
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změniacuteme dobu trvaacuteniacute na 300 s Opakujeme měřeniacute Co pozorujeme Jak se
měniacute energie
2 Jinyacute postup určeniacute tuhosti pružiny k
a) Na siloměr zavěsiacuteme pružinu
b) Vyznačiacuteme na pozadiacute (tabule) konec pružiny bdquoznačku ndash 0 cmldquo Daacutele si
pomociacute praviacutetka vyznačiacuteme značky 5 10 15 20 hellip cm
c) V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty
Naacutezev Prodlouženiacute Jednotky cm
- 120 -
d) Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
e) Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
f) Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
g) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
h) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
i) Prodloužiacuteme pružinu o 5 cm
j) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
k) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 5 cm a stiskneme OK
l) Opakujeme body i) j) a k) pro 10 15 20 hellipcm
m) Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
n) Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice
Přiacutemaacute uacuteměrnost
o) Z grafu určiacuteme tuhost pružiny k ndash je směrnice polopřiacutemky A vynaacutesobenaacute
100 (protože l jsme zadaacutevali v cm)
3 Opakujeme pro jineacute zaacutevažiacute nebo jinou pružinu
- 121 -
Praacutece a energie 33 UacuteČINNOST
Fyzikaacutelniacute princip
Uacutečinnost je podiacutel vykonaneacute praacutece W a dodaneacute energie E W
E
Ciacutel
Určit uacutečinnost při ohřiacutevaacuteniacute vody lihovyacutem kahanem
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA kaacutedinka voda digitaacutelniacute vaacutehy lihovyacute kahan
laboratorniacute stojan
- 122 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 200 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Teploměr upevniacuteme do stojanu
4 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme praacutezdnou kaacutedinku mk = kg
5 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme vodu (např 200 ml) v kaacutedince m = kg
6 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme lihovyacute kahan mk0 = kg
7 Kaacutedinku upevniacuteme do stojanu postaviacuteme pod kaacutedinku kahan a zapaacuteliacuteme
ho
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 123 -
9 Po skončeniacute měřeniacute (1 200 s = 20 min) zvaacutežiacuteme znovu lihovyacute kahan
mk1 = kg a odečteme z grafu počaacutetečniacute teplotu vody t0 =hellip degC
a konečnou teplotu t1 = degC
10 Vypočiacutetaacuteme vykonanou praacuteci W = Q = cmt = 4 180 middot middot =
J
11 Vypočiacutetaacuteme dodanou energii E = Q = hm = h(mk0 ndash mk1) = 28 865 000 middot
E = J
12 Vypočiacutetaacuteme uacutečinnost
100
W
E
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
Vyacutehřevnost ethanolu je 28 865 000 Jmiddotkgndash1
1 Vypočiacutetej kolik dodaneacute energie přijme kaacutedinka ndash sklo
(c = 670 Jmiddotkgndash1
middot Kndash1
)
- 124 -
2 Kolik procent dodaneacute energie se bdquoztratiacuteldquo
3 Znaacuteš uacutečinnějšiacute způsob ohřiacutevaacuteniacute vody Jakou maacute uacutečinnost
( httpfyzwebczclankyindexphpid=132 )
4 Proč na grafu v okamžiku zamiacutechaacuteniacute s ohřiacutevanou vodou vznikajiacute nerovnosti
(viz vyacuteše) Proč teplota nejdřiacuteve rychleji stoupaacute a pak chviacuteli klesaacute
(po zamiacutechaacuteniacute) Proč teplota pak roste přibližně rovnoměrně
5 Proč graf (viz vyacuteše) neniacute lineaacuterniacute Čiacutem je to způsobeno
6 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-
202
- 125 -
Praacutece a energie 34 NAKLONĚNAacute ROVINA
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela potřebnaacute k pohybu tělesa po nakloněneacute rovině je tolikraacutet menšiacute než tiacutehovaacute
siacutela kolikraacutet je deacutelka roviny většiacute než jejiacute vyacuteška G
hF F
s Tiacutehovou siacutelu
vypočiacutetaacuteme FG = mg
Ciacutel
Ověřit platnost funkce h
F fs
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA digitaacutelniacute vaacutehy voziacuteček se zaacutevažiacutem nakloněnaacute
rovina deacutelkoveacute měřidlo
- 126 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme siloměr DFS-BTA do vstupu CH1 Změřiacuteme deacutelku nakloněneacute
roviny s = cm Zvaacutežiacuteme voziacuteček m = kg Vypočiacutetaacuteme velikost tiacutehoveacute
siacutely FG K siloměru připojiacuteme voziacuteček
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim
Udaacutelosti + Hodnoty Naacutezev Vyacuteška Jednotka cm OK Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute
grafu
- 127 -
3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute Siacutely (N) a na
vodorovneacute ose times Vyacuteška (cm)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Zvedneme
nakloněnou rovinu do vyacutešky 10 cm a stiskneme bdquospoušťldquo pro zadaacuteniacute teacuteto
hodnoty Opakujeme pro 20 cm 30 cm 40 cm
5 Ukončiacuteme měřeniacute
6 V menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Siacutela vybereme lineaacuterniacute rovnici
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proč graf funkce h
F fs
neprochaacuteziacute počaacutetkem Tzn když h = 0 pak
F = 0
2 Zkus změřit funkci h
F fs
pomociacute plynuleacuteho zvedaacuteniacute nakloněneacute
roviny Je potřeba nastavit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim Časovaacute
zaacutekladna
- 128 -
Tepelneacute jevy 35 KALORIMETRICKAacute ROVNICE
Fyzikaacutelniacute princip
Při tepelneacute vyacuteměně mezi dvěma tělesy platiacute kalorimetrickaacute rovnice Q1 = Q2
Po dosazeniacute
c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2) Index 1 je přiřazen teplejšiacutemu tělesu a index 2
chladnějšiacutemu tělesu
Ciacutel
Ověřit platnost kalorimetrickeacute rovnice c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2)
Pomůcky
LabQuest dva teploměry TMP-BTA dvě seřiacuteznuteacute PET laacutehve digitaacutelniacute vaacutehy
- 129 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 a druhyacute teploměr TMP-
BTA do vstupu CH2 LabQuestu Do naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme teplou
vodu o hmotnosti m1 a teplotě t1 Do druheacute naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme
studenou vodu o hmotnosti m2 a teplotě t2 Hmotnosti určiacuteme pomociacute digitaacutelniacute
vaacutehy Do prvniacute naacutedoby vložiacuteme prvniacute teploměr a do druheacute naacutedoby druhyacute
teploměr Teploměry můžeme upevnit do stojanů
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
120 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 130 -
3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute obou teplot a na
vodorovneacute ose x ponechaacuteme čas
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Přeložiacuteme teploměr
z naacutedoby se studenou vodou do naacutedoby s teplou vodou a současně přelijeme
studenou vodu do tepleacute a počkaacuteme až nastane rovnovaacutežnyacute stav
5 Ukončiacuteme měřeniacute
6 Z grafů odečteme teploty před tepelnou vyacuteměnou (t1 a t2) a po tepelneacute
vyacuteměně (t)
7 Vypočiacutetaacuteme teplo odevzdaneacute Q1 a teplo přijateacute Q2
8 Porovnaacuteme vyacutesledneacute hodnoty
9 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proč měřeniacute nevychaacuteziacute uacuteplně přesně Čiacutem je to způsobeno
2 Zkus stejneacute měřeniacute pro jedno kapalneacute těleso (voda) a jedno pevneacute těleso
(mosaznyacute vaacuteleček železnyacute vaacutelečekhellip)
3 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy
OHSP-202
- 131 -
Tepelneacute jevy 36 VEDENIacute TEPLA
Fyzikaacutelniacute princip
Zahřiacutevaacuteme-li jednu čaacutest podeacutelneacuteho tělesa z pevneacute laacutetky přenaacutešiacute se rychlejšiacute
pohyb atomů na dalšiacute a dalšiacute atomy Tiacutem se zvyšuje i teplota dalšiacutech čaacutestiacute
Tento jev se nazyacutevaacute vedeniacute tepla Laacutetky děliacuteme na tepelneacute vodiče (měď
hliniacutek hellip) a tepelneacute izolanty (vzduch plasty dřevo hellip)
Ciacutel
Ověřit šiacuteřeniacute tepla tepelnyacutem vodičem
Pomůcky
LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA tlustšiacute Cu vodič lihovyacute kahan dva
laboratorniacute stojany
- 132 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme čtyři teploměry TMP-BTA do vstupů CH1 až CH4 LabQuestu
LabQuest připojiacuteme k PC přes USB konektor Teploměry můžeme upevnit do
smyček vytvořenyacutech z tlustšiacuteho měděneacuteho draacutetu ndash viz scheacutema
2 Zapneme LabQuest V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat
nastaviacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzorek sekundu Zatrhneme Nepřerušenyacute
sběr dat
3 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a postaviacuteme ho pod konec Cu vodiče ndash viz scheacutema
4 V programu LoggerPro zvoliacuteme Sběr dat Nechaacuteme určitou
dobu běžet měřeniacute
5 Ukončiacuteme měřeniacute ndash v programu LoggerPro zvoliacuteme Zastavit
6 Porovnaacuteme naměřeneacute grafy
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
- 133 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus měřeniacute pro jinyacute pevnyacute tepelnyacute vodič
2 Zkus stejneacute měřeniacute pro kapalneacute těleso (voda v naacutedobě)
- 134 -
Termika 37 SOUTĚŽ TEPLOMĚRŮ
Fyzikaacutelniacute princip
Teplota popisuje stav tělesa Teplotu měřiacuteme teploměrem Teplota tělesa
zaacutevisiacute i na miacuteře ochlazovaacuteniacute Miacutera ochlazovaacuteniacute zaacutevisiacute i na vlhkosti povrchu
tělesa (podobně ochlazovaacuteniacute lidskeacuteho těla) Vypařujiacuteciacute se kapalina odvaacutediacute čaacutest
vnitřniacute energie tělesa ndash ochlazuje ho Miacutera ochlazovaacuteniacute tělesa zaacutevisiacute i na
odvaacuteděniacute vznikajiacuteciacutech par
Ciacutel
Porovnej rychlost ochlazovaacuteniacute tělesa na povrchu sucheacuteho a mokreacuteho tělesa
Pomůcky
LabQuest teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA rychlovarnaacute konvice s horkou
vodou utěrka
- 135 -
Scheacutema
Postup
1 V konvici si ohřejeme vodu
2 Teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1
LabQuestu
3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
4 Zastrčiacuteme teploměr do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute je
praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme
tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem nepohybujeme
- 136 -
5 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash
menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Zastrčiacuteme teploměr opět do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute
je praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme
tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem budeme nyniacute maacutevat
7 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash
menu Graf ndash Uložit měřeniacute
8 Body 4 až 7 znovu opakujeme ale s tiacutem že po vytaženiacute teploměru
z konvice teploměr rychle utřeme utěrkou
9 Zobraziacuteme všechny čtyři naměřeneacute grafy ndash menu Graf ndash Ukaacutezat graf ndash
Všechny grafy
10 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus stejneacute měřeniacute s vlažnou vodou
2 Vyzkoušej jinou kapalinu
3 Pokud maacuteme čtyři teploměry můžeme proveacutest měřeniacute bdquonajednouldquo
- 137 -
Tepelneacute jevy 38 VAR
Fyzikaacutelniacute princip
Var je děj při ktereacutem se kapalina přeměňuje v plyn v celeacutem objemu Teplota
při ktereacute dochaacuteziacute k varu se nazyacutevaacute teplota varu Jejiacute hodnota zaacutevisiacute nejen na
chemickeacutem složeniacute kapaliny ale takeacute na tlaku nad povrchem kapaliny Voda
vře za normaacutelniacuteho tlaku (1 013 hPa) při 100 degC Zaacutevislost teploty varu vody
na tlaku lze přibližně vyjaacutedřit rovniciacute 5
716 2810
pt
Ciacutel
Ověřit teplotu varu za normaacutelniacuteho tlaku Ověřit zaacutevislost teploty varu na tlaku
- 138 -
Pomůcky
LabQuest teploměr GoTemp nebo TMP-BTA baňka voda lihovyacute kahan
laboratorniacute stojan odměrnyacute vaacutelec
Scheacutema
- 139 -
Postup
1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr GoTemp nebo TMP-
BTA Do baňky nalijeme horkou vodu Sestaviacuteme pomůcky podle scheacutema
V odměrneacutem vaacutelci kteryacute určuje hodnotu tlaku par nad volnyacutem povrchem vařiacuteciacute
vody neniacute voda Tzn že nad vodou v baňce je atmosfeacuterickyacute tlak
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Režim
Udaacutelosti a hodnoty Naacutezev Tlak Jednotka Pa
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a ohřiacutevaacuteme vodu v baňce až dosaacutehne teploty varu
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Paacutery vznikajiacuteciacute nad volnyacutem povrchem v baňce mohou volně odchaacutezet
hadiciacute kteraacute uacutestiacute nad dnem odměrneacuteho vaacutelce
7 Při dosaženiacute teploty varu stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
8 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku (odečteme
z barometru) a stiskneme OK
- 140 -
9 Přilijeme do odměrneacuteho vaacutelce vodu do vyacutešky 5 cm nad uacutestiacutem hadice
10 Při dosaženiacute teploty varu (poznaacuteme to podle bublinek ktereacute budou
vystupovat do vody v odměrneacutem vaacutelci) stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
11 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku zvětšenou
o hodnotu hydrostatickeacuteho tlaku a stiskneme OK
12 Opakujeme body 9 10 a 11 pro hodnoty vyacutešky hladiny vody v odměrneacutem
vaacutelci 10 cm 15 cm 20 cm a 25 cm
13 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
14 Provedeme analyacutezu grafu Jakaacute je to funkce Porovnaacuteme vyacutesledky
s vyacutesledky v MFCh tabulkaacutech Určiacuteme rovnici lineaacuterniacute funkce t = f(p)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Na čem zaacutevisiacute teplota varu určiteacute kapaliny
2 Čiacutem se lišiacute var vody v otevřeneacutem a v uzavřeneacutem tlakoveacutem hrnci
3 Může voda vařit i při nižšiacute teplotě než 100 degC
4 Pomociacute vyacutevěvy změř teploty varu při nižšiacutem tlaku než je atmosfeacuterickyacute
- 141 -
Zvukoveacute jevy 39 KMITAVYacute POHYB
Fyzikaacutelniacute princip
Kmitaveacute pohyby se nazyacutevajiacute pohyby při kteryacutech vyacutechylka opakovaně roste
a klesaacute Kmit je periodicky se opakujiacuteciacute čaacutest kmitaveacuteho pohybu doba jeho
trvaacuteniacute je perioda T a počet kmitů za jednotku času je frekvence 1
fT
Ciacutel
Určit periodu T a frekvenci f kmitaveacuteho pohybu
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA těleso (zaacutevažiacute) pružina stojan metr
- 142 -
Scheacutema
- 143 -
Postup
1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest Na siloměr zavěsiacuteme pružinu
3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
50 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute) Těleso je v klidu
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika
Určiacuteme hmotnost tělesa Ověřiacuteme na digitaacutelniacutech vahaacutech
8 Uvedeme těleso do kmitaveacuteho pohybu
9 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Provedeme
analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice (nebo soubor
nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)
- 144 -
10 Z grafu určiacuteme periodu T a vyacutepočtem frekvenci f
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Určete periodu a kmitočet joja
2 Určete periodu a kmitočet zaacutevažiacute ponořeneacuteho v kapalině
3 Určete periodu a kmitočet kmitaacuteniacute praviacutetka
4 Měř kmitavyacute pohyb delšiacute dobu Co pozoruješ
- 145 -
Zvukoveacute jevy 310 ZVUK
Fyzikaacutelniacute princip
Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz
Ciacutel
Určit časovyacute diagram některyacutech zdrojů zvuku ndash ladičky klaacuteves hudebniacutech
naacutestrojůhellip
Určit frekvenci (vyacutešku) toacutenů c1 d
1 e
1 c
2 Určit hudebniacute intervaly těchto
toacutenů Předveacutest barvu toacutenů
Pomůcky
LabQuest mikrofon MCA-BTA zdroje zvuku (hudebniacute naacutestroje) ladičky
- 146 -
Scheacutema
Postup
1 Zapneme LabQuest
2 Připojiacuteme mikrofon MCA-BTA do vstupu CH1 LabQuestu nebo v menu
Senzory ndash Nastaveniacute senzorů zvoliacuteme INT ndash Vnitřniacute mikrofon
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Rozezvučiacuteme zdroj zvuku ndash hlaacuteska bdquoaldquo bdquoeldquo bdquosldquo
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Uklaacutedaacuteme naměřeneacute zvuky v menu Graf ndash Uložit měřeniacute nebo zvoliacuteme
Pomociacute kalkulačky určujeme kmitočty periodickyacutech zvuků Uložiacuteme soubor
- 147 -
- 148 -
7 Opakujeme body 4 5 a 6 pro toacuteny c1 d
1 e
1 c
2 Určujeme kmitočet
těchto toacutenů (změřiacuteme periodu a kmitočet vypočiacutetaacuteme) a jejich hudebniacute
intervaly
8 Naměřeneacute kmitočty toacutenů a vypočiacutetaneacute hodnoty hudebniacutech intervalů
porovnaacuteme s hodnotami v tabulce
Toacuten c1 d1 e1 f1 g1 a1 h1 c2
Laděniacute absolutniacute vyacuteška (Hz)
temperovaneacute 262 294 330 349 392 440 494 524
přirozeneacute 264 297 330 352 396 440 495 528
Hudebniacute interval 11 98 54 43 32 53 158 21
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkoušiacuteme měřit časoveacute diagramy různyacutech hudebniacutech naacutestrojů
2 Zkus změřit stejneacute toacuteny různyacutech hudebniacutech naacutestrojů Co je barva toacutenů
- 149 -
Zvukoveacute jevy 311 RYCHLOST ZVUKU VE
VZDUCHU
Fyzikaacutelniacute princip
Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz Rychlost zvuku
můžeme změřit přiacutemou metodou tak že změřiacuteme vzdaacutelenost kterou zvuk urazil
a dobu za kterou mu to trvalo
Ciacutel
Určit rychlost zvuku ve vzduchu při daneacute teplotě
Pomůcky
LabQuest dva mikrofony MCA-BTA zdroj zvuku ndash dřevěneacute hůlky (hudebniacute
naacutestroj)
- 150 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 a CH 2 LabQuestu připojiacuteme dva mikrofony MCA-BTA
2 Mikrofony nastaviacuteme dle scheacutematu na jeden až dva metry od sebe Změřiacuteme
vzdaacutelenost s = m
3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
003 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute
přes 25 Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu měřeniacute neprobiacutehaacute čekaacute
na bdquospoušťldquo
5 U praveacuteho mikrofonu ťukneme do dřevěnyacutech hůlek Tiacutem se zapne
(bdquospoušťldquo) měřeniacute a oba mikrofony zaznamenajiacute zvuk Levyacute mikrofon
s určityacutem zpožděniacutem ktereacute odpoviacutedaacute vzdaacutelenosti obou mikrofonů a rychlosti
zvuku
6 Na dotykoveacute obrazovce si zvětšiacuteme miacutesto kde začiacutenaacute druhyacute zvuk ndash
označiacuteme perem a menu Graf ndash Zvětšit Daacutele označiacuteme co nejpřesněji miacutesto
kde začiacutenaacute druhyacute zpožděnyacute zvuk odečteme čas zpožděniacute t = s
- 151 -
7 Vypočiacutetaacuteme rychlost zvuku v = st = m sndash1
8 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute vzdaacutelenosti
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pokud stejneacute měřeniacute bude dělat viacutece studentů je potřeba se domluvit aby
nedošlo k vzaacutejemneacutemu rušeniacute
2 Porovnej rychlost zvuku s tabulkovou hodnotou a s hodnotami v jinyacutech
laacutetkaacutech Kde je největšiacute
3 Vypočiacutetej podle vzorce z tabulek jakaacute je rychlost zvuku při daneacute teplotě
vzduchu t = degC
4 Zkus se zamyslet nad průběhem grafů ndash jak se musiacute chvět zdroj zvuku
Zkus změřit rychlost zvuku pomociacute odrazu Naacutevod
K měřeniacute je použita odpadniacute trubka HTEM zakoupenaacute v OBI (deacutelka 1 2 nebo
3m takeacute je možneacute zakoupit viacutece stejnyacutech metrovyacutech kusů ktereacute je možno
zasouvat do sebe) K ucpaacuteniacute trubky je možneacute koupit tzv zaacutetku kteraacute se nasadiacute
- 152 -
na konec trubky Mikrofon je umiacutestěn těsně u uacutestiacute trubky K měřeniacute stačiacute pouze
jeden mikrofon K měřeniacute je potřeba stejneacute nastaveniacute (včetně bdquospouštěldquo)
5 Měřeniacute zkus nejdřiacuteve bez odpadniacute trubky a potom s trubkou
6 Jakou vzdaacutelenost musiacuteš dosadit do vzorce
7 Zkus stejneacute měřeniacute ale oddělej zaacutetku Zkus vysvětlit to co jsi naměřil
8 Nyniacute můžeš zkusit i ohřaacutet vzduch v trubce pomociacute feacutenu nebo teplovzdušneacute
pistole a teploměrem TMP-BTA měřit jeho teplotu Jak se změniacute rychlost
zvuku Co to způsobilo
- 153 -
Zvukoveacute jevy 312 VNIacuteMAacuteNIacute ZVUKU HLASITOST
Fyzikaacutelniacute princip
Praacuteh slyšitelnosti je nejmenšiacute intenzita zvuku kterou je schopen vniacutemat
pozorovatel s normaacutelniacutem sluchem (I0 = 10ndash12
W mndash2
) Praacuteh bolesti je
nejmenšiacute intenzita zvuku kteraacute vyvolaacute pocit bolesti (I0 = 10 W mndash2
) Hladina
intenzity zvuku L (v decibelech) je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute vyjadřuje kolikraacutet
je vniacutemanyacute zvuk silnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti (10kraacutet o 10 dB 100kraacutet
o 20 dB 1 000kraacutet o 30 dB hellip)
Ciacutel
Určit pomociacute hlukoměru SLM-BTA hladinu intenzity zvuku lidskeacuteho hlasu
zařiacutezeniacute a strojů kolem naacutes (pračka vysavač televize raacutedio reprodukovanaacute
hudba ulice hřiště přestaacutevka ve školehellip ticho)
- 154 -
Pomůcky
LabQuest hlukoměr SLM-BTA
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme hlukoměr SLM-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
120 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 155 -
3 Nastaveniacute hlukoměru SLM-BTA Time Weiting ndash S (slow) Maximum
Level Hold ndash RESET (průběžně zobrazuje) Frequency Weighting ndash A (pomaleacute
změny)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a postupně v 10 s
intervalech zkoušiacuteme různeacute zvuky ticho ndash potlesk ndash tlumenyacute hovor ndash hlasityacute
hovor ndash velmi hlasityacute hovor ndash křik
5 Podobně zkoušiacuteme změřit
a) hluk celeacuteho praciacuteho cyklu pračky
b) hluk různyacutech spotřebičů kolem naacutes ndash televize raacutedio zvuk ze sluchaacutetek
(přiloženiacutem hlukoměru ke sluchaacutetkům) zvuk mobilniacuteho telefonu hluk varneacute
konvice
c) hluk ve škole ndash ve třiacutedě na chodbě hellip
d) ticho ndash ve dne v noci
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Kolikraacutet je bdquoticholdquo hlučnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti
2 Vyzkoušej jak velkeacute je bdquoticholdquo uvnitř krabice
- 156 -
3 Jakeacute je bdquoticholdquo před oknem a za oknem
4 Vyzkoušej odraz zvuku ndash v miacutestnosti na louce
5 Změř jak se měniacute hladina intenzity zvuku za bouřky
6 Zkoumej jak zvuk pohlcujiacute různeacute materiaacutely
7 Vyzkoušej odraz zvuku pomociacute desky Např
8 Vyzkoušej naměřit v jeskyni hlasitost ozvěny
- 157 -
9 U reproduktoroveacute soustavy (stereo) zkus naleacutezt miacutesto s nejsilnějšiacute hlasitostiacute
10 Změř zaacutevislost hlasitosti na uacutehlu naacuteklonu odrazneacute desky Sestroj graf
11 Změř směrovou charakteristiku reproduktoru
( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=393)
12 Změř frekvenčniacute charakteristiku reproduktoru
( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=392)
- 158 -
Elektrickeacute vlastnosti laacutetek
313 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ ELEKTRICKYacute PROUD
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovanyacutech
těles kteryacute se projevuje silovyacutem působeniacutem na jinaacute tělesa Jeho jednotkou je
coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při pokusech ve třiacutedě
pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů) 1 nC je přibližně
6000000000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj elektronu hellip)
Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj (na skleněneacute
tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně nabiteacute těleso maacute
viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute protony
K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič naacuteboje
Elektrickyacute proud I je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličinou Jeho jednotkou je ampeacuter
(A) Můžeme jej vyjaacutedřit pomociacute naacuteboje Q kteryacute projde vodičem za jednotku
času Q
It
Ciacutel
Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute
při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute
Změřit proud I v zaacutevislosti na čase t a určit velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute
a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru
- 159 -
Pomůcky
LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA ampeacutermetr DCP-BTA tělesa (plechovka
na polystyreacutenu kovoveacute kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem
držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute těles kondenzaacutetor 15 mF16 V plochaacute baterie
45 V žaacuterovka 35 V 01 A přepiacutenač
- 160 -
Scheacutema
Postup
1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou
krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku
připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou
zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě
- 161 -
kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru
zvoliacuteme rozsah plusmn100 nC (scheacutema a))
2 Zapneme LabQuest
3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem
ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj
Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky
5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence
2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj
z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute
naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)
Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky
9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute
tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)
10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu 3times3
mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle
- 162 -
Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm
Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je
11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech
(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)
12 Sestaviacuteme obvod podle scheacutema b)
13 Změřiacuteme časovyacute průběh proudu při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru
- 163 -
14 Určiacuteme velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru pomociacute
funkce menu Analyacuteza volba Integraacutel
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zopakuj měřeniacute v bodech 13 a 14 pro různaacute zapojeniacute dvou nebo viacutece
kondenzaacutetorů
- 164 -
Elektrickyacute proud 314 OHMŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Ohmův zaacutekon Pokud maacute kovovyacute vodič staacutelou teplotu je elektrickyacute proud
prochaacutezejiacuteciacute vodičem přiacutemo uacuteměrnyacute napětiacute na vodiče (r 1826 G S Ohm)
Grafem přiacutemeacute uacuteměrnostiacute je přiacutemka prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem
Ciacutel
Ověřit Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky a rezistory 12 Ω 33 Ω
a 100 Ω
Pomůcky
LabQuest rezistor 33 Ω a 100 Ω žaacuterovka 6 V03 A voltmetr DVP-BTA
ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat
- 165 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
napětiacute Vlevo 0 Vpravo 6 V Na ose y zvoliacuteme Elektrickyacute proud a Spojovat
body Dole 0 a Nahoře 06 A V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Reostatem pomalu zvyšujeme napětiacute a proud Hodnota napětiacute nesmiacute
překročit 5 V a proudu 06 A Zobrazuje se tzv voltampeacuterovaacute charakteristika
Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro rezistor 33 Ω a pro žaacuterovku
- 166 -
7 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Platiacute Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky
2 Porovnej voltampeacuteroveacute charakteristiky rezistorů s různyacutemi hodnotami
odporů
3 Zkus vymyslet jak ověřiacuteš že Ohmův zaacutekon platiacute i pro wolframoveacute vlaacutekno
žaacuterovky
- 167 -
Elektrickyacute proud 315 ODPOR
Fyzikaacutelniacute princip
Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou
elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše
přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita
ρ a na teplotě t vodiče
Ciacutel
Změřit odpor bdquošpatneacuteholdquo vodiče ndash rezistoru Ověřit jak zaacutevisiacute odpor vodiče na
deacutelce
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) různeacute rezistory tahovyacute
potenciometr 10 kΩ počiacutetač s programem Logger Pro
- 168 -
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 K ohmmetru připojiacuteme tahovyacute potenciometr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se
vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 169 -
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm
2 cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute
potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute
exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute
14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Měřiacuteme odpor různyacutech rezistorů a jejich zapojeniacute
2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů
3 Změř jak zaacutevisiacute odpor potenciometru na uacutehlu natočeniacute u otočneacuteho
potenciometru
- 170 -
Elektrickyacute proud 316 ZAacuteVISLOST ODPORU NA
TEPLOTĚ
Fyzikaacutelniacute princip
Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou
elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše
přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita
ρ a na teplotě t vodiče
Na teplotě zaacutevisiacute odpor vodičů i polovodičů Odpor vodičů se vzrůstajiacuteciacute
teplotou stoupaacute (kladnyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) kdežto odpor
polovodičů uhliacuteku a některyacutech speciaacutelniacutech slitin kovů se vzrůstajiacuteciacute teplotou
klesaacute (zaacutepornyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) Elektrickyacute odpor maacute
vždy kladnou hodnotu Dobreacute vodiče kladou malyacute odpor špatneacute vodiče kladou
velkyacute odpor
Pozistor je dvoupoacutelovaacute elektrickaacute součaacutestka Jednaacute se o typ termistoru
s pozitivniacute teplotniacute zaacutevislostiacute (tzn s rostouciacute teplotou roste odpor) proto se
použiacutevaacute i označeniacute PTC termistor (positive temperature coefficient) Vyraacutebějiacute
se z polykrystalickeacute feroelektrickeacute keramiky (titaničitan barnatyacute BaTiO3)
Odpor pozistoru s růstem teploty nejprve miacuterně klesaacute nad Curieovu teplotu
poteacute prudce vzrůstaacute asi o 3 řaacutedy a pak opět miacuterně klesaacute Oblast naacuterůstu je
možneacute chemickyacutem složeniacutem ovlivňovat a tak vytvořit např sadu teploměrů
s odstupňovanyacutem teplotniacutem rozsahem (nejčastěji po 10 degC)
- 171 -
Ciacutel
Změřit jak zaacutevisiacute odpor pozistoru na teplotě
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA
pozistor kaacutedinka stojan počiacutetač s programem Logger Pro
- 172 -
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 a teploměr TMP-BTA do
konektoru CH 2 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Teploměr a pozistor jsou společně
upevněny zkroucenyacutem draacutetkem
3 K ohmmetru připojiacuteme pozistor
4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
5 Zapneme LabQuest
6 V programu LoggerPro na ose x zvoliacuteme teplotu a na ose y zvoliacuteme odpor
Tzn R = f(t)
7 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
8 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme
Nepřerušenyacute sběr dat
9 Do kaacutedinky nalijeme horkou vodu z konvice
- 173 -
10 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat Měřeniacute
nechaacuteme běžet delšiacute dobu (90 min) Pokud nemaacuteme čas můžeme měřeniacute
urychlit postupnyacutem ochlazovaacuteniacutem (přileacutevaacuteme studenou vodu nebo led)
11 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
12 Opakujeme měřeniacute pro různeacute pozistory
13 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z grafů určete teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu Porovnej jeho
velikost s hodnotami různyacutech kovů v tabulkaacutech
2 K čemu se použiacutevajiacute pozistory
- 174 -
Elektrickyacute proud 317 REOSTAT A POTENCIOMETR
Fyzikaacutelniacute princip
Plynulou změnu proudu spotřebičem umožňujiacute součaacutestky s proměnnyacutem
odporem ndash potenciometry Podle pohybu při ovlaacutedaacuteniacute je děliacuteme na tahoveacute
a otočneacute
K regulaci velkyacutech proudů použiacutevaacuteme reostat
Ciacutel
Ověřit funkci potenciometru jako děliče napětiacute a regulaacutetoru proudu
- 175 -
Pomůcky
LabQuest různeacute potenciometry počiacutetač s programem Logger Pro voltmetr
VP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA rezistor 100 Ω plochaacute baterie
- 176 -
Scheacutema
Postup
1 Voltmetr VP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 Potenciometr zapojiacuteme jako dělič napětiacute (viz scheacutema)
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment zvoliacuteme Sběr dat Moacuted
Udaacutelosti se vstupy Naacutezev sloupce deacutelka Značka d Jednotka cm
6 Na ose x zvoliacuteme veličinu deacutelka Na ose y veličinu napětiacute
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 177 -
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm
2cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute
potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko U otočneacuteho potenciometru měřiacuteme
a zadaacutevaacuteme jednotku uacutehlu
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute
exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
15 Stejneacute měřeniacute provedeme pro zapojeniacute potenciometru jako regulaacutetoru
proudu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 K čemu si využiacutevajiacute obě zapojeniacute Jakyacute je mezi nimi rozdiacutel
2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů
- 178 -
Elektrickyacute proud 318 VNITŘNIacute ODPOR ZDROJE
Fyzikaacutelniacute princip
Součet všech odporů kteryacutemi musiacute prochaacutezet proud uvnitř zdroje se nazyacutevaacute
vnitřniacute odpor zdroje Proud v uzavřeneacutem obvodu je roven podiacutelu
elektromotorickeacuteho napětiacute U0 zdroje a celkoveacuteho odporu R + Ri kde Ri je
vnitřniacute odpor zdroje
0
i
UI
R R
Ciacutel
Ověřit Ohmův zaacutekon pro uzavřenyacute obvod
Pomůcky
LabQuest rezistor 10 Ω voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute
baterie reostat 100 Ω a 10 kΩ
- 179 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x
zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat -
Ampeacutermetr Reostat 100 Ω a 10 kΩ nastaviacuteme na max hodnoty odporu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme spiacutenač
5 Reostatem 10 kΩ pomalu (10 s) zvětšujeme proud (hodnota odporu na
min) Jakmile reostat 10 kΩ vytočiacuteme do krajniacute polohy (min) pokračujeme
stejně reostatem 100 Ω do krajniacute polohy (min) Hodnota proudu nesmiacute
překročit 06 A což při napětiacute 45 V zajistiacute rezistor 10 Ω Zobrazuje se tzv
zatěžovaciacute charakteristika zdroje Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu
Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro různě stareacute plocheacute baterie
- 180 -
7 Provedeme analyacutezu jednotlivyacutech grafů V menu Analyacuteza zvoliacuteme Fitovat
křivku Napětiacute Vybereme typ rovnice Lineaacuterniacute Určiacuteme koeficienty lineaacuterniacute
funkce Opakujeme pro všechny grafy
8 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona pro uzavřenyacute obvod)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z koeficientů lineaacuterniacutech funkciacute určete napětiacute napraacutezdno U0 a zkratovyacute
proud Ik Daacutele určete vnitřniacute odpor Ri plocheacute baterie noveacute a stareacute
2 Vnitřniacute odpor plocheacute baterie se staacuteřiacutem zvětšuje Jak se to projevuje na
zatěžovaciacute charakteristice
- 181 -
Elektrickyacute proud 319 VYacuteKON ELEKTRICKEacuteHO
PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Vyacutekon P elektrickeacuteho proudu vypočiacutetaacuteme jako součin napětiacute na spotřebiči
a proudu kteryacute spotřebičem proteacutekaacute P = U I U spotřebičů je spraacutevneacute označovat
dodaacutevanyacute vyacutekon jako přiacutekon P0 Napřiacuteklad u žaacuterovky je světelnyacute vyacutekon
zlomkem elektrickeacuteho přiacutekonu
Ciacutel
Pomociacute wattmetru určit přiacutekon některyacutech spotřebičů Změřit přiacutekon v zaacutevislosti
na čase u některyacutech spotřebičů
Pomůcky
LabQuest wattmetr WU-PRO-I spotřebiče
- 182 -
Scheacutema
Postup
1 Wattmetr WU-PRO-I zapojiacuteme do USB konektoru LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 600 s Frekvence
1 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Připojiacuteme spotřebič k wattmetru
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) nebo po stisknutiacute tlačiacutetka (ukončit
měřeniacute) uložiacuteme soubor
- 183 -
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus změřit přiacutekon ledničky po dobu 24 hodin s teploměrem uvnitř Vyslov
zaacutevěr
2 Zkus změřit přiacutekon mikrovlnneacute trouby při ohřevu potravin (vody ndash změř
teplotu před začaacutetkem a po skončeniacute ohřiacutevaacuteniacute) Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče
3 Zkus změřit přiacutekon elektrovarneacute konvice nebo indukčniacuteho vařiče
s teploměrem Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče
- 184 -
Tepelneacute jevy 320 TERMOHRNEK
Fyzikaacutelniacute princip
Termosky a termohrnky jsou speciaacutelně vyrobeneacute naacutedoby ktereacute sloužiacute
k uchovaacuteniacute teploty tekutiny uvnitř Termoska byla vynalezena v roce 1982
Zaacutekladniacutem principem termosky je dvojitaacute vnitřniacute naacutedoba s lesklyacutemi dvojityacutemi
stěnami a z mezery mezi stěnami obou naacutedob je odčerpaacuten veškeryacute vzduch Přes
toto vakuoveacute prostřediacute nemůže tepelnaacute energie pronikat vedeniacutem tepelneacute
zaacuteřeniacute se odraacutežiacute zpět od lesklyacutech stěn u naacutedoby opatřeneacute zaacutetkou je omezen
i přenos prouděniacutem Diacuteky tomuto principu zůstaacutevaacute tekutina v naacutedobě teplaacute
nebo chladnaacute až po dobu několika hodin Většinou se dodaacutevajiacute termosky
s hrniacutečkem nebo sloužiacute jako hrniacuteček viacutečko laacutehve Různeacute firmy takeacute nabiacutezejiacute
možnost potisku vašiacute termosky
Ciacutel
Ověřit schopnost termohrnku udržet naacutepoj teplyacute po určitou dobu
Pomůcky
LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA různeacute termohrnky
- 185 -
Scheacutema
Postup
1 Teploměry zapojiacuteme do konektorů CH 1 až CH 4 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute (viz scheacutema) Dva termohrnky majiacute viacutečka Termohrnek
vpravo je bez viacutečka Vlevo je obyčejnyacute porcelaacutenovyacute hrnek
3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme ho přes USB k PC V programu LoggerPro
v menu Experiment ndash Sběr dat zatrhneme Nepřerušenyacute sběr dat
4 Do všech termohrnků nalijeme stejneacute množstviacute horkeacute vody z konvice
5 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
- 186 -
6 Po určiteacute době (např 2 až tři hodiny) zastaviacuteme měřeniacute
7 Vysloviacuteme zaacutevěr Co vše maacute vliv na udrženiacute tepleacuteho naacutepoje
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Opakujeme měřeniacute u všech termohrnků bez viacuteček
2 Opakujeme měřeniacute u všech hrnků s viacutečky
3 Opakujeme měřeniacute se studenyacutem naacutepojem Využijeme při tom kostky ledu
- 187 -
Elektrodynamika 41 MAGNETICKEacute POLE VODIČE
Fyzikaacutelniacute princip
Roku 1820 Hans Christian Oersted prokaacutezal že vodič jiacutemž prochaacuteziacute
elektrickyacute proud vytvaacuteřiacute kolem sebe magnetickeacute pole
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar soustřednyacutech kružnic ležiacuteciacutech v rovinaacutech
kolmyacutech na vodič Orientace indukčniacutech čar zaacutevisiacute na směru proudu a k jejiacutemu
určeniacute použiacutevaacuteme Ampeacuterovo pravidlo praveacute ruky Naznačiacuteme uchopeniacute
vodiče do praveacute ruky tak aby palec ukazoval dohodnutyacute směr proudu ve
vodiči prsty pak ukazujiacute orientaci magnetickyacutech indukčniacutech čar
- 188 -
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho
vodičem a na vzdaacutelenosti od vodiče
Pomůcky
LabQuest rezistor 10 Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA vodič
regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127
- 189 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash
max 06A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci v okoliacute vodiče
6 Potom nastaviacuteme konstantniacute hodnotu proudu a pohybujeme teslametrem
v kolmeacutem směru k ose vodiče
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce B na velikosti
elektrickeacuteho proudu I a na vzdaacutelenosti
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ze znalosti velikosti proudu a vzdaacutelenosti od vodiče spočiacutetej magnetickou
indukci
2π
IB
d kde μ0 = 4πmiddot10
ndash7NmiddotA
ndash2
- 190 -
Elektrodynamika 42 SIacuteLA PŮSOBIacuteCIacute NA VODIČ
V MAGNETICKEacuteM POLI
Fyzikaacutelniacute princip
Na vodič o deacutelce l kteryacutem prochaacuteziacute proud I a je umiacutestěnyacute v magnetickeacutem poli
trvaleacuteho magnetu s indukciacute B působiacute siacutela F = BIl
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost siacutely působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli na velikosti proudu
prochaacutezejiacuteciacuteho vodičem
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA ampeacutermetr HCS-BTA vodič magnet
regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute KXN-305D rezistor 2 Ω-10 W
- 191 -
Scheacutema
- 192 -
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
siloměr DFS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo ndash5 A Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Siacutela a Spojovat body
Dole ndash003 N a Nahoře 003 N V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash
max 5 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Regulovatelnyacutem zdrojem zmenšujeme napětiacute (proud) na 0 V (0 A)
Přepoacutelujeme zapojeniacute zdroje Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute
(proud) Kontrolujeme proud ndash max 5 A Graf se vykresluje na opačnou stranu
osy y Siloměrem měřiacuteme siacutelu působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli
7 Provedeme analyacutezu grafu ndash proložiacuteme lineaacuterniacute funkci
8
9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute siacutela na velikosti elektrickeacuteho proudu I
- 193 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vypočiacutetej velikost siacutely ze znaacutemyacutech hodnot B I a l F BIl Magnetickou
indukci B změř teslametrem uvnitř magnetickeacuteho pole magnetu
2 Miacutesto jednoducheacuteho vodiče použij několik zaacutevitů vodiče (viz scheacutema)
Porovnej vyacutesledky měřeniacute
3 Měřeniacute uspořaacutedej vodorovnyacutem směrem Siloměr bude zavěšenyacute svisle
a ciacutevka bude otočně upevněnaacute uprostřed Ktereacute uspořaacutedaacuteniacute je vyacutehodnějšiacute
- 194 -
Elektrodynamika 43 ELEKTROMAGNETICKAacute
INDUKCE
Fyzikaacutelniacute princip
Elektromagnetickaacute indukce je jev při ktereacutem vznikaacute elektrickeacute napětiacute ve
vodiči změnou magnetickeacuteho pole v okoliacute vodiče (ciacutevky) Indukovaneacute napětiacute
zaacutevisiacute na velikosti změny magnetickeacuteho pole i na rychlosti jeho změny
Ciacutel
Změřit indukovaneacute napětiacute Ověřit na čem zaacutevisiacute
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA ciacutevka s jaacutedrem permanentniacute magnet
- 195 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod
dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 5 s
Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Roztočiacuteme
permanentniacute magnet v těsneacutem okoliacute ciacutevky (jaacutedra)
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 196 -
4 Opakujeme měřeniacute s rychlejšiacutem (pomalejšiacutem) otaacutečeniacutem magnetu
5 Vyměniacuteme magnet za bdquosilnějšiacuteldquo
6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash na čem zaacutevisiacute indukovaneacute napětiacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus ciacutevku s jinyacutem počtem zaacutevitů
2 Zkus pohybovat membraacutenou reproduktoru a měřit indukovaneacute napětiacute
3 Zkus napjatou strunu umiacutestit do magnetickeacuteho pole a na niacute měřit velikost
indukovaneacuteho napětiacute
- 197 -
Elektrodynamika 44 STŘIacuteDAVYacute PROUD
Fyzikaacutelniacute princip
Střiacutedavyacute proud (napětiacute) je proud kteryacute staacutele měniacute svoji velikost i směr Časovyacute
průběh různyacutech střiacutedavyacutech proudů (napětiacute) může byacutet harmonickyacute (sinusoida)
obdeacutelniacutekovyacute trojuacutehelniacutekovyacutehellip
Z časoveacuteho průběhu harmonickeacuteho proudu (napětiacute) můžeme určit periodu
frekvenci a amplitudu
Ciacutel
Změř časovyacute průběh harmonickeacuteho napětiacute a urči jeho efektivniacute hodnotu
periodu frekvenci a amplitudu Urči vztahy mezi nimi
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA (+ndash10 V) zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute do 5 V
multimetr
- 198 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme voltmetr VP-BTA (+ndash10 V)
2 Do školniacuteho zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute (max 5 V stř) připojiacuteme rezistor
100 Ω
3 Paralelně k tomuto rezistoru připojiacuteme multimetr zapojenyacute jako střiacutedavyacute
voltmetr Zkontrolujeme že napětiacute neniacute většiacute než 5 V (efektivniacute hodnota)
4 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
01 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute
přes 001 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
5 Připojiacuteme vyacutevody voltmetru k rezistoru a stiskneme tlačiacutetko START
(měřeniacute) na LabQuestu
6 Po proběhleacutem měřeniacute v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika ndash Napětiacute
7 Z tabulky Statistika můžeme odečiacutest max hodnotu napětiacute = amplituda
Umax = V
8 Na voltmetru odečteme efektivniacute hodnotu napětiacute Uef = V
- 199 -
9 Vzhledem k tomu že jsme zadali dobu měřeniacute 01 s tak se zobrazilo přesně
5 period Tzn že jedna perioda je T = 002 s a frekvence je f = 50 Hz
10 Vypočiacutetaacuteme poměr Umax Uef =
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jako zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute můžeme
použiacutet samotnyacute LabQuest s vyacutekonovyacutem
zesilovačem PAMP kteryacute připojiacuteme
k LabQuestu a v aplikaci Zesilovač (generaacutetor
funkciacute) můžeme nastavovat druh střiacutedaveacuteho
signaacutelu (sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek pila)
frekvenci a amplitudu Pomociacute druheacuteho
LabQuestu můžeme kontrolovat ndash měřit tento
střiacutedavyacute signaacutel
2 Jako jinyacute zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute (proudu)
můžeme použiacutet generaacutetor funkciacute NTL I u něj
je možneacute nastavovat druh střiacutedaveacuteho signaacutelu
(sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek) frekvenci
a amplitudu kterou můžeme pomociacute
LabQuestu měřit
3 Kde se využiacutevaacute střiacutedaveacute napětiacute (proud) S jakyacutem průběhem
4 Zkus změřit střiacutedaveacute napětiacute v nějakeacutem přiacutestroji např na reproduktoru
baterioveacuteho raacutedia Pozor střiacutedaveacute napětiacute musiacute byacutet menšiacute než plusmn10 V Ověř
nejdřiacuteve stř voltmetrem
- 200 -
Elektrodynamika 45 TŘIacuteFAacuteZOVEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Třiacutefaacutezoveacute napětiacute vznikaacute otaacutečeniacutem magnetu v soustavě třiacute ciacutevek Maacuteme tedy tři
zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute ndash faacuteze Třiacutefaacutezovyacute rozvod lze využiacutet k zapojeniacute do
hvězdy nebo k zapojeniacute do trojuacutehelniacuteku Faacutezoveacute napětiacute (u1 u2 u3) je napětiacute
(v našich domaacutecnostech 230 V) mezi středniacutem vodičem (N) a faacutezovyacutem
vodičem (L1 L2 L3) Sdruženeacute napětiacute (u12 u13 u23) je napětiacute (v našich
domaacutecnostech 400 V) mezi libovolnyacutemi dvěma faacutezovyacutemi vodiči
Ciacutel
Změřit časovyacute průběh napětiacute třiacute faacuteziacute v zapojeniacute do hvězdy Ověřit že součet
napětiacute v každeacutem čase je nulovyacute Ověřit že poměr sdruženeacuteho a faacutezoveacuteho
napětiacute je 173kraacutet většiacute
Pomůcky
LabQuest zdroj třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute 3 rezistory 100 Ω 3 voltmetry VP-BTA
- 201 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme 3 voltmetry VP-BTA ke vstupům CH1 CH2 a CH3 LabQuestu
Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu Na zdroji třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute nastaviacuteme hodnotu
faacutezoveacuteho napětiacute do 5 V
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
005 s Frekvence 10 000 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Uložiacuteme měřeniacute
- 202 -
5 Provedeme analyacutezu grafu Odečiacutetaacuteme v každeacutem časoveacutem okamžiku
okamžiteacute hodnoty napětiacute u1 u2 a u3 a provaacutediacuteme jejich součet ndash ověřujeme že
součet je nulovyacute
6 Střiacutedavyacutem voltmetrem změřiacuteme sdruženeacute a faacutezoveacute napětiacute (efektivniacute
hodnoty) a vypočiacutetaacuteme jejich poměr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z grafu ndash časoveacuteho průběhu napětiacute urči o jakou čaacutest periody jsou
posunuta napětiacute
2 Z grafu urči jakyacute je frekvence a perioda střiacutedavyacutech napětiacute
3 Jakyacute je poměr efektivniacute a maximaacutelniacute hodnoty faacutezoveacuteho střiacutedaveacuteho napětiacute
ktereacute jsi naměřil
4 Z grafu urči amplitudu sdruženeacuteho napětiacute a amplitudu faacutezoveacuteho napětiacute
Jakyacute je jejich poměr
- 203 -
Elektrodynamika 46 ELEKTROMAGNETICKEacute VLNY
Fyzikaacutelniacute princip
Magnetickeacute pole můžeme znaacutezornit pomociacute indukčniacutech čar
Elektrickeacute pole popisujeme elektrickyacutemi siločarami
Elektrickeacute a magnetickeacute pole spolu často souvisejiacute Mluviacuteme pak
o elektromagnetickeacutem poli Elektromagnetickeacute vlny jsou přiacutečneacute a šiacuteřiacute se i ve
vakuu Šiacuteřiacute se rychlostiacute světla Elektromagnetickyacutemi vlnami se přenaacutešejiacute
signaacutely rozhlasu televize mobilniacutech telefonů atd I světlo je elektromagnetickeacute
vlněniacute (zaacuteřeniacute)
- 204 -
Mezi frekvenciacute f vlnovou deacutelkou λ a rychlostiacute šiacuteřeniacute elektromagnetickeacuteho
vlněniacute c (světla) platiacute vzorecc
f
Ciacutel
Změřit vlnovou deacutelku elektromagnetickeacuteho vlněniacute Prokaacutezat polarizaci
elektromagnetickeacute vlny
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA bezdraacutetovyacute zvonek ndash tlačiacutetko pracujiacuteciacute na
frekvenci 43392 MHz přijiacutemač s půlvlnnyacutem dipoacutelem (viz přiacutespěvek O
Lepila)
Scheacutema
- 205 -
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod
dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Pohybujeme rovnoměrnyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema pohyb 1)
5 Z poloh maxim a minim určiacuteme vlnovou deacutelku
6 Uložiacuteme měřeniacute
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pohybujeme rovnoměrnyacutem otaacutečivyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema
pohyb 2)
9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash vlnovaacute deacutelka a polarizace elektromagnetickeacuteho vlněniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vyzkoušej jak zaacutevisiacute velikost naměřeneacuteho napětiacute na vzdaacutelenosti vysiacutelače od
přijiacutemače
2 Pomociacute mřiacutežky nebo plechu vyzkoušej odraz vlněniacute (a interferenci)
- 206 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
47 TERMISTOR
Fyzikaacutelniacute princip
Termistor je polovodičovaacute součaacutestka jejiacutež odpor zaacutevisiacute na teplotě
Ciacutel
Změř zaacutevislost odporu termistoru na teplotě Urči o jakou zaacutevislost se jednaacute
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA
rychlovarnaacute konvice s horkou vodou termistory se jmenovitou hodnotou
odporu 4k7 10k 15k počiacutetač s programem Logger Pro
- 207 -
Scheacutema
Postup
1 V konvici si ohřejeme vodu
2 Teploměr TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 2 a ohmmetr do
konektoru CH 1 LabQuestu
3 K ohmmetru připojiacuteme termistor (10k) kteryacute zastrčiacuteme společně
s teploměrem do kaacutedinky
- 208 -
4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
5 Zapneme LabQuest
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Experiment ndash Sběr dat Trvaacuteniacute
300 s Frekvence 1 čteniacutes
8 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu na
osu y Odpor a na osu x Teplotu
9 Nalejeme horkou vodu z konvice do kaacutedinky s teploměrem a termistorem
a zapneme Sběr dat v programu LoggerPro
10 Voda postupně chladne a počiacutetač vykresluje graf zaacutevislosti R = f(t)
Ochlazovaacuteniacute můžeme pomalu urychlovat opatrnyacutem přileacutevaacuteniacutem studeneacute vody
a současnyacutem miacutechaacuteniacutem Pro hlubšiacute ochlazeniacute můžeme použiacutet kousek ledu
11 Po skončeniacute měřeniacute (300 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti ndash menu
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute a můžeme opakovat měřeniacute pro dalšiacute
termistor Nebo při měřeniacute použiacutet současně dva ohmmetry (CH 2 a CH 3) a dva
termistory
12 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
- 209 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z programu Logger Pro z tabulky můžeme naměřenaacute data pomociacute Ctrl+C
a Ctrl+V zkopiacuterovat do programu Excel a tam je daacutele zpracovaacutevat ndash sestrojit
graf proložit funkci
2 V programu Logger Pro můžeme v menu Analyacuteza ndash Curve Fit zkusit
proložit funkci kterou si vybereme ze seznamu Ověř vyacutepočtem (Excel
kalkulačka) že zvolenaacute funkce bdquofungujeldquo
3 Zdůvodněte proč odpor termistoru klesaacute s rostouciacute teplotou Kde se toho
využiacutevaacute
- 210 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
48 FOTOREZISTOR
Fyzikaacutelniacute princip
Fotorezistor (dřiacuteve označovaacuten jako fotoodpor) je pasivniacute elektrotechnickaacute
součaacutestka bez PN přechodu jejiacutež elektrickyacute odpor R se snižuje se zvyšujiacuteciacutem
se osvětleniacutem E
Princip fotorezistoru je založen na vnitřniacutem fotoelektrickeacutem jevu světlo
(foton) naraziacute do elektronu ve valenčniacute sfeacuteře a předaacute mu svoji energii tiacutem
elektron ziacuteskaacute dostatek energie k překonaacuteniacute zakaacutezaneacuteho paacutesu a skočiacute
z valenčniacuteho paacutesu do vodivostniacuteho Tiacutem opustiacute svůj atom a pohybuje se jako
volnyacute elektron prostorem krystaloveacute mřiacutežky Na jeho miacutestě vznikla diacutera Takto
vznikleacute volneacute elektrony přispiacutevajiacute ke sniacuteženiacute elektrickeacuteho odporu R (zvyacutešeniacute
elektrickeacute vodivosti G) Čiacutem viacutece světla na fotorezistor dopadaacute tiacutem vznikaacute viacutece
volnyacutech elektronů a zvyšuje se tiacutem elektrickaacute vodivost
Ciacutel
Změřit zaacutevislost odporu fotorezistoru na vzdaacutelenosti od zdroje světla
(žaacuterovky) Analyzovat funkčniacute zaacutevislost
- 211 -
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) fotorezistor počiacutetač
s programem Logger Pro
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 K ohmmetru připojiacuteme fotorezistor
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se
vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Fotorezistor (upevněnyacute v trubičce) nastaviacuteme 10 cm od žaacuterovky
- 212 -
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 10 cm a stiskneme OK
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 20 cm 30 cmhellip
150 cm
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute fotorezistory
14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Připoj k LabQuestu luxmetr a změř zaacutevislost odporu na osvětleniacute
- 213 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
49 TRANZISTOR JAKO SPIacuteNAČ A ZESILOVAČ
Fyzikaacutelniacute princip
Tranzistor je polovodičovaacute součaacutestka se dvěma přechody PN Středniacute čaacutest
krystalu polovodiče je baacuteze B a přechody PN ji oddělujiacute od oblasti s opačnyacutem
typem vodivosti kolektorem C a emitorem E Podle druhu vodivosti
jednotlivyacutech čaacutestiacute označujeme tranzistory jako typy NPN a PNP
Zaacutekladniacute funkce tranzistoru Maleacute napětiacute v obvodu baacuteze vzbuzuje proud
kteryacute je přiacutečinou mnohokraacutet většiacuteho proudu v obvodu kolektoroveacutem Tranzistor
se použiacutevaacute jako bdquoelektronickyacute spiacutenačldquo a bdquozesilovačldquo
- 214 -
Ciacutel
Ověřit činnost tranzistoroveacuteho spiacutenače a tranzistoroveacuteho zesilovače
Pomůcky
LabQuest dva voltmetry VP-BTA zapojeniacute tranzistoru jako spiacutenače
a zesilovače (podle scheacutema) generaacutetor signaacutelu baterie 45 V
Scheacutema
a) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquospiacutenačeldquo
- 215 -
b) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquozesilovačeldquo
Postup
1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 a CH 2 LabQuestu
2 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquospiacutenačldquo dle scheacutema a) Voltmetry měřiacuteme napětiacute
UBE (U1) a UCE (U2)
3 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme trojuacutehelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 5V
4 Voltmetr U1 připojiacuteme mezi baacutezi a emitor (UBE) Voltmetr U2 připojiacuteme
mezi kolektor a emitor (UCE)
5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
3 s Frekvence 10 000 čteniacutes
6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
- 216 -
Tranzistor jako bdquospiacutenačldquo
7 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
8 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquozesilovačldquo dle scheacutema b) Voltmetry měřiacuteme
napětiacute UBE (U1) a UCE (U2) Potenciometrem P nastaviacuteme bdquopracovniacute bod
tranzistoruldquo ndash UCE bude miacutet polovičniacute hodnotu napaacutejeciacuteho napětiacute
9 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme sinusovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 015 V
10 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 01 s Frekvence 10 000 čteniacutes
11 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
- 217 -
12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
13 Určiacuteme jakyacute je poměr UCEUBE
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Při jakeacutem napětiacute UBE tranzistor bdquosepneldquo Jak dlouho probiacutehaacute bdquosepnutiacuteldquo
2 Zkus měnit kmitočet vstupniacuteho napětiacute zesilovače
3 Zkus měnit nastaveniacute pracovniacuteho bodu Jakyacute to maacute vliv na vyacutestupniacute signaacutel
4 Zkus měnit velikost střiacutedaveacuteho vstupniacuteho napětiacute Jakyacute to maacute vliv na tvar
vyacutestupniacuteho napětiacute
- 218 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
410 INTEGROVANYacute OBVOD
Fyzikaacutelniacute princip
Prvniacute integrovanyacute obvod zkonstruoval Jack Kilby koncem srpna 1958 (r 2000
Nobelova cena za fyziku) Integrovaneacute obvody jsou součaacutestky ktereacute v jednom
pouzdře obsahujiacute velkeacute množstviacute vodičů rezistorů kondenzaacutetorů diod
a tranzistorů Děliacuteme je na čiacuteslicoveacute analogoveacute hellip
- 219 -
Ciacutel
Ověřit činnost integrovaneacuteho obvodu (čiacuteslicovyacute analogovyacute hellip)
Pomůcky
LabQuest tři voltmetry VP-BTA moduly zapojeniacute integrovanyacutech obvodů
LabQuest jako generaacutetor signaacutelu nebo jinyacute generaacutetor signaacutelu
- 220 -
Scheacutema
a) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo
b) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo
- 221 -
Postup
1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu
2 Zapojiacuteme čiacuteslicovyacute integrovanyacute obvod MH 7400 jako bdquoANDldquo bdquoORldquo hellip
dle scheacutematu a) b)
3 Na dvou generaacutetorech signaacutelu nastaviacuteme
obdeacutelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 45 V
4 Na prvniacutem generaacutetoru nastaviacuteme kmitočet
2 Hz a na druheacutem 3 Hz Připojiacuteme je na
vstupy A a B a připojiacuteme k nim voltmetry 1
a 2 K vyacutestupu Y připojiacuteme 3 voltmetr
5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 s Frekvence 200 čteniacutes
6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme
- 222 -
Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo
Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute
funkce bdquoNANDldquo
2 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute
funkce bdquoNORldquo
3 Zkus dalšiacute logickeacute funkce
4 Vyzkoušej funkci jinyacutech čiacuteslicovyacutech integrovanyacutech obvodů Např MH
7493 MH 74153 hellip
5 Vyzkoušej funkci jinyacutech analogovyacutech integrovanyacutech obvodů Např NE
555 hellip
- 223 -
Atomy a zaacuteřeniacute 411 RADIOAKTIVITA A OCHRANA
PŘED ZAacuteŘENIacuteM
Fyzikaacutelniacute princip
Radioaktivita je samovolnaacute přeměna jader Při přeměnaacutech jader vznikaacute zaacuteřeniacute
alfa beta gama a dalšiacute Poločas přeměny je doba za kterou se přeměniacute
polovina původniacuteho počtu radioaktivniacutech jader Ionizujiacuteciacute zaacuteřeniacute škodiacute všem
živyacutem buňkaacutem a je potřeba se před niacutem chraacutenit
Ciacutel
Změř uacuteroveň pozadiacute v miacutestnosti a na louce Ověř uacutečinek ozaacuteřeniacute detektoru od
zdroje zaacuteřeniacute na vzdaacutelenosti době tloušťce stiacuteněniacute a materiaacutelu stiacuteněniacute Ověř
zaacutekon radioaktivniacute přeměny Urči poločas přeměny baria 137m
Ba
Pomůcky
LabQuest souprava GAMABETA (GABEset-1) kabel k propojeniacute detektoru
s LabQuestem (viz doplňkovyacute text) souprava GABEset-2 přiacutepadně detektor
zaacuteřeniacute DRM-BTD
- 224 -
Scheacutema
Postup
1 Propojiacuteme detektor zaacuteřeniacute DRM-BTD (od firmy Vernier) nebo indikaacutetor
zaacuteřeniacute IRA ze soupravy GAMABETA 2007 (staršiacute GABEset-1) do konektoru
DIG 1 LabQuestu V druheacutem přiacutepadě musiacuteme požiacutet propojovaciacute kabel (viz
doplňkovyacute text nebo httpwwwvernierczclankypropojeni-gamabety-s-
labquestem)
2 Zapneme LabQuest V menu Senzor ndash Nastaveniacute senzorů vybereme pro
DIG 1 Detektor radiace Je vyacutehodneacute připojit dva detektory současně Druhyacute do
DIG 2 Oba umiacutestiacuteme na různaacute miacutesta (ne vedle sebe)
- 225 -
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Frekvence 01 čteniacutes a Trvaacuteniacute
100s
4 V menu Graf ndash Parametry grafu zvoliacuteme Automatickeacute měřiacutetko od nuly
5 Detektor (y) zaacuteřeniacute postaviacuteme volně na stůl Nepoužiacutevaacuteme žaacutednyacute zdroj
zaacuteřeniacute
6 Zapneme Sběr dat Měřeniacute bude probiacutehat 100 s v 10-ti sekundovyacutech
intervalech Vykresluje (iacute) se křivka (y) kteraacute (eacute) znaacutezorňuje (iacute) radioaktivitu
kolem naacutes (pozadiacute) v miacutestnosti nebo na louce Radioaktivita je přirozenou
součaacutestiacute našeho života Pokud použijeme dva detektory současně vidiacuteme že na
různyacutech miacutestech je jinyacute naacutepočet Radioaktivniacute přeměny majiacute statistickou
povahu
7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme (menu Graf ndash Uložit měřeniacute)
8 Pro dalšiacute měřeniacute můžeme změnit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme
Frekvence 001 čteniacutes a Trvaacuteniacute 1 000 s
9 V dalšiacutech měřeniacutech postupujeme stejně (bod 6 a 7) ale můžeme plnit
různeacute uacutekoly
a) Stanovit uacutečinek vzdalovaacuteniacute detektoru od zdroje zaacuteřeniacute (použijeme školniacute
zdroj zaacuteřeniacute ze soupravy GAMABETA) Pokud použijeme dva detektory
současně jeden nechaacuteme samostatně a druhyacute budeme ozařovat zdrojem zaacuteřeniacute
z různyacutech vzdaacutelenostiacute a v 10-ti (přiacutepadně při změně nastaveniacute bod 8 ndash 100)
sekundovyacutech intervalech budeme zdroj zaacuteřeniacute postupně po 2 cm vzdalovat od
detektoru
b) Stanovit miacuteru absorpce zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na tloušťce vrstvy
stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu Jeden detektor ozařujeme zaacuteřeniacutem beta a druhyacute zaacuteřeniacutem
gama (ze školniacuteho zdroje zaacuteřeniacute) Přitom v danyacutech časovyacutech intervalech
měniacuteme tloušťku měděneacute destičky (viz naacutevod k soupravě GAMABETA)
Vzhledem k tomu že je možno nastavit 6 různyacutech tlouštěk destičky (ek) potom
je vhodneacute dobu trvaacuteniacute změnit na 60 přiacutepadně 600 sekund
c) Stanovit rozdiacutel v absorpci zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na protonoveacutem
čiacutesle stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu shodneacute tloušťky Souprava GAMABETA obsahuje
destičky různyacutech materiaacutelů hliniacutek železo ciacuten měď olovo Prvniacute měřeniacute
provaacutediacuteme bez absorpčniacute destičky a potom postupně vystřiacutedaacuteme destičky
z různyacutech materiaacutelů Pro měřeniacute b) a c) je vhodnějšiacute doba trvaacuteniacute 600 s protože
- 226 -
změna tloušťky nebo materiaacutelu vyžaduje dvě sekundy a tiacutem zmenšiacuteme chybu
měřeniacute v jednotlivyacutech intervalech
d) Ověřeniacute zaacutekona radioaktivniacute přeměny Pro měřeniacute je potřeba ještě
souprava GABEset-2 kteraacute umožňuje přiacutepravu eluaacutetu baria k určeniacute poločasu
přeměny baria 137m
Ba (cca 150 s) K měřeniacute musiacuteme proveacutest nastaveniacute v bodě
8 (viz vyacuteše) Postupujeme podle naacutevodu v soupravě GABEset-2
10 Vysloviacuteme zaacutevěry
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus vyacuteše uvedenaacute měřeniacute proveacutest s připojenyacutem LabQuestem k PC
v programu Logger Pro Zde je možno nastavit zobrazeniacute grafu v sloupečciacutech
ndash menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu ndash Graph options ndash Bar graph
2 Zkus proměřit poločas přeměny s připojenyacutem LabQuestem k PC
v programu Logger Pro Pro detektor 1 můžeme proveacutest analyacutezu grafu
Analyacuteza ndash CurveFit ndash Natural exponent (proložit exponenciaacutelniacute funkci)
Poločas rozpadu je pak převraacutecenou hodnotou koeficientu C (viz niacuteže graf)
- 227 -
Atomy a zaacuteřeniacute 412 SLUNCE ndash SDIacuteLENIacute TEPLA
SAacuteLAacuteNIacuteM
Fyzikaacutelniacute princip
Slunce vysiacutelaacute elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute do prostoru Dopadne-li toto zaacuteřeniacute na
nějakeacute jineacute těleso a dojde-li k pohlceniacute tohoto zaacuteřeniacute zvyacutešiacute se vnitřniacute energie
tohoto tělesa Souhrnně se vzaacutejemneacute saacutelaacuteniacute a pohlcovaacuteniacute při dvou nebo i viacutece
tělesech s různyacutemi teplotami nazyacutevaacute sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem Dopadne-li toto
zaacuteřeniacute na jineacute těleso je čaacutestečně pohlceno čaacutest se odraacutežiacute a čaacutest prochaacuteziacute
tělesem Pohlceneacute zaacuteřeniacute způsobuje zvyacutešeniacute vnitřniacute energie tělesa odraženeacute
zaacuteřeniacute dopadaacute na jinaacute tělesa a prochaacutezejiacuteciacute zaacuteřeniacute přechaacuteziacute na jinaacute tělesa
Pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa zaacutevisiacute předevšiacutem na jakosti povrchu
a takeacute na barvě povrchu V praxi maacute tento poznatek vyacuteznam předevšiacutem při
konstrukci různyacutech zařiacutezeniacute např biacuteleacute chladničky a mrazaacuteky (aby se co nejviacutece
zaacuteřeniacute odrazilo) v leacutetě nosiacuteme předevšiacutem světleacute oblečeniacute Chceme-li naopak
aby se co nejviacutece zaacuteřeniacute pohltilo voliacuteme černou barvu povrchu
Ciacutel
Ověřit pohltivost různyacutech povrchů
Pomůcky
LabQuest 4 ks teploměr TMP-BTA 4 ks PET laacutehviacute s různyacutem povrchem
žaacuterovka 100 W 300 W
- 228 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměry TMP-BTA ke vstupům CH1 až CH4 LabQuestu
Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
600 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Zapneme žaacuterovku 300 W
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 229 -
5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa na
jakosti povrchu a takeacute na barvě povrchu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute se 100 W žaacuterovkou
2 Provedeme měřeniacute pro jineacute barvy a povrchy
- 230 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
413 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK I
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na osvětleniacute E
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)
- 231 -
Scheacutema
- 232 -
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E
solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 Na ose x zvoliacuteme Osvětleniacute (Illumination (lux)) a na ose y Vyacutekon (mW)
6 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzoreks
daacutele zatrhneme volbu Nepřerušenyacute sběr dat
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Plynule přibližujeme (přiacutepadně vzdalujeme) žaacuterovku k solaacuterniacutem člaacutenkům
Měřiacuteme zaacutevislost P = f(E)
9 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
10 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků zapojenyacutech seacuteriově a paralelně
- 233 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
414 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK II
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na uacutehlu natočeniacute solaacuterniacutech člaacutenků
vzhledem ke zdroji světla
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)
- 234 -
Scheacutema
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E
solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
- 235 -
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev
sloupce Uacutehel Značka α Jednotky deg
6 Na ose x zvoliacuteme Uacutehel (deg) a na ose y Vyacutekon (mW)
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute
panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky
9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu uacutehlu 0deg
10 Natočiacuteme solaacuterniacute panel o 10deg od směru šiacuteřeniacute světla Využijeme uacutehloměr na
stavebnici solaacuterniacutech panelů Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu
uacutehlu 10deg
11 Opakujeme postup pro dalšiacute hodnoty uacutehlů 20deg 30deg hellip 90deg
12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
13 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků osvětlenyacutech Sluncem
- 236 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
415 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK III
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na vlnoveacute deacutelce světla - filtru
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad) barevneacute filtry ze
stavebnice
- 237 -
Scheacutema
- 238 -
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev
sloupce Barva filtru Značka λ Jednotky nm
6 Na ose x zvoliacuteme Barva filtru (nm) a na ose y Vyacutekon (mW)
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute
panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky Před solaacuterniacute
člaacutenky vložiacuteme bdquomodryacute filtrldquo
- 239 -
9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu vlnoveacute deacutelky modreacuteho
světla ndash 460 nm
10 Opakujeme postup pro zelenyacute žlutyacute a červenyacute filtr
11 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
12 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pomociacute spektrofotometru změř vlnovou deacutelku světla ktereacute projde přes danyacute
barevnyacute filtr
2 Vyzkoušej jineacute barevneacute filtry
Mgr Vaacuteclav Pazdera
Měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier
Vydal Repronis v Ostravě roku 2012
Technickaacute uacuteprava textu doc RNDr Oldřich Lepil CSc
Naacutevrh obaacutelky
Tisk Repronis s r o Ostrava
Počet stran 240
Naacuteklad 150 ks
Vydaacuteniacute prvniacute
ISBN 978-80-7329-
- 8 -
veličin pomociacute měřiacuteciacutech systeacutemů ve spojeniacute s PC
Jakeacute jsou vyacutehody měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier (nebo
jinyacutech)
K měřiciacutemu systeacutemu můžeme připojit až 60 různyacutech senzorů
Všechna měřeniacute různyacutech fyzikaacutelniacutech veličin se ovlaacutedajiacute stejně což přinaacutešiacute
meacuteně stresu viacutece času a radosti z měřeniacute
Při použitiacute dataprojektoru maacuteme obrovskyacute měřiciacute přiacutestroj
Měřeniacute můžeme provaacutedět ve třiacutedě i v tereacutenu
Měřeniacute lehce zvlaacutednou bdquomaliacuteldquo i bdquovelciacuteldquo
Můžeme měřit několik veličin současně a v zaacutevislosti na sobě
Naměřeneacute hodnoty lze přenaacutešet i do jinyacutech programů
Naměřeneacute hodnoty lze uložit pro dalšiacute měřeniacute nebo zpracovaacuteniacute
Lze měřit i obtiacutežně měřeneacute veličiny a lze měřit i dopočiacutetaacutevaneacute veličiny
Lze měřit velmi rychleacute děje a velmi pomaleacute děje
Pořiacutezeniacute měřiacuteciacuteho systeacutemu neniacute draheacute
Maacuteme k dispozici hodně naacutemětů k měřeniacute
Vyacutesledek měřeniacute naacutes někdy překvapiacute a hellip poučiacute
Ve většině měřeniacute je vyacutestupem bdquografldquo ndash velmi naacutezorně se buduje vniacutemaacuteniacute
fyzikaacutelniacutech vztahů mezi veličinami
hellip
Přeji mnoho zdaru při měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin a hodně radosti z naměřenyacutech
vyacutesledků
Olomouc 2012 Vaacuteclav Pazdera
- 9 -
Veličiny a jejich měřeniacute
11 DEacuteLKA
Fyzikaacutelniacute princip
Rozměry těles přiacutepadně vzdaacutelenosti mezi tělesy určujeme zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute
veličinou ktereacute řiacutekaacuteme deacutelka l Zaacutekladniacute jednotkou deacutelky je metr
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru vzdaacutelenost mezi tělesy
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo
Scheacutema
- 10 -
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od
senzoru ke stropu k tabuli k zemi k rucehellip
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat
se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se
člověka od senzoru (0 až 6 m)
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu ndash kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od
senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od
senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem
kornoutem nebo mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka
vlaacutečkuhellip
6 Ukončiacuteme měřeniacute
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je funkciacute
času
- 11 -
Veličiny a jejich měřeniacute
12 HMOTNOST
Fyzikaacutelniacute princip
Množstviacute laacutetek v tělese popisujeme hmotnostiacute m Jednotkou hmotnosti je
kilogram kg Hmotnost tělesa můžeme určit vaacuteženiacutem pomociacute vaacutehy
Ciacutel
Zkontrolovat hmotnost přesnyacutech zaacutevažiacute ze sady zaacutevažiacute Určit hmotnost m
různyacutech těles minciacute hmotnost bdquostejnyacutechldquo zaacutevažiacute CO2 vzduchu hořiacuteciacuteho
kahanu hořiacuteciacute sviacutečky laacutehve s vodouhellip
Pomůcky
Počiacutetač program LoggerPro digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 teploměr GoTemp
sada zaacutevažiacute sada stejnyacutech krychliček z různyacutech materiaacutelů kahan sviacutečka PET
laacutehev mince
- 12 -
Scheacutema
Postup
1 Digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 (rozsah 0 až 4 000 g) zapojiacuteme do konektoru
USB počiacutetače
2 Spustiacuteme program LoggerPro
3 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g hellip) a
kontrolujeme zda vaacutehy ukazujiacute spraacutevnou hmotnost Naměřeneacute hmotnosti
zapisujeme do tabulky
4 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme stejneacute krychličky 1cm3 (nebo zaacutevažiacute)
z různyacutech materiaacutelů (Al Fe Zn Cu Pb dřevahellip) Naměřeneacute hmotnosti
zapisujeme do tabulky
5 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme mince (1 Kč 2 Kč 5 Kčhellip) Naměřeneacute
hmotnosti zapisujeme do tabulky
6 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Trvaacuteniacute
200 s Frekvence 1 čteniacutes
7 Na digitaacutelniacute vaacutehu postaviacuteme PET laacutehev s uzavřenyacutem odtokem
- 13 -
8 Uvolniacuteme odtok a současně stiskneme tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Měřiacuteme
jak se měniacute hmotnost kapalneacuteho tělesa po dobu 200 sekund Pokud je otvor
malyacute (voda vyteacutekaacute deacutele než je nastavenaacute doba) tak prodloužiacuteme dobu trvaacuteniacute
měřeniacute Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme naměřenyacute graf a přiacutepadně vyhodnotiacuteme
jeho průběh
9 Stejneacute měřeniacute (ad 8)) ale na hrdle PET laacutehve je našroubovaacuten vršek
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proveď analyacutezu naměřeneacuteho grafu ndash menu Analyacuteza ndash Proložit křivku nebo
Analyacuteza ndash Statistika
2 Stejneacute měřeniacute (ad 7) můžeme proveacutest s hořiacuteciacute sviacutečkou nebo s přiteacutekajiacuteciacute
vodou do PET laacutehve
3 Do PET laacutehve postaveneacute na digitaacutelniacute vaacuteze daacuteme určiteacute množstviacute octa (1dl)
můžeme takeacute přidat teploměr GoTemp zapneme měřeniacute a přisypeme saacuteček
sody Měřiacuteme zda se zmenšiacute hmotnost reagujiacuteciacute směsi (unikaacute plyn CO2)
Sledujeme i teplotu reagujiacuteciacutech laacutetek Zůstaacutevaacute hmotnost stejnaacute nebo se měniacute
Pokud maacuteme senzor pH můžeme při reakci sledovat i tuto vlastnost
4 Dvoulitrovou praacutezdnou PET laacutehev (uřiacuteznuteacute hrdlo) postav na digitaacutelniacute vaacutehu
V programu LoggerPro stiskni tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Naleacutevej do praacutezdneacute
laacutehve oxid uhličityacute (vyrobenyacute reakciacute octa a sody nebo z bombičky sifonu)
Pozoruj jak se měniacute hmotnost Nech měřeniacute běžet delšiacute dobu a pozoruj jak se
měniacute hmotnost Vyhodnoť měřeniacute Z naměřenyacutech hodnot a ze znalosti hustoty
vzduchu (129 kgm3) urči hustotu oxidu uhličiteacuteho Jakou maacute oxid uhličityacute
hustotu v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu
- 14 -
Veličiny a jejich měřeniacute
13 ČAS REAKČNIacute DOBA
Fyzikaacutelniacute princip
Čas je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličina kteraacute se nejčastěji označuje malyacutem
piacutesmenem t Jednotkou času je sekunda s
Reakčniacute doba člověka je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute
udaacutelosti do jeho reakce Mnoho faktorů ovlivňuje reakčniacute dobu člověka
Ciacutel
Změřit časoveacute uacuteseky různyacutech dějů pomociacute stopek LabQuestu
Změřit reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět
Pomůcky
LabQuest ultrazvukoveacute měřidlo vzdaacutelenosti GoMotion 2 ks voltmetry VP-
BTA deacutelkoveacute měřidlo
- 15 -
Scheacutema
Postup
1 Zapneme LabQuest a v dolniacute naacutestrojoveacute liště klikneme na ikonu domeček
2 V zobrazeneacute nabiacutedce zvoliacuteme Stopky
3 Stopky ovlaacutedaacuteme třemi tlačiacutetky ndash startstop vynulovaacuteniacute a zkopiacuterovaacuteniacute
aktuaacutelniacuteho uacutedaje z displeje např do kalkulačky Vyzkoušej si to
4 Změřiacuteme časoveacute uacuteseky různyacutech dějů
a) dobu mezi dvěma zvuky (generujeme pomociacute programu na PC ndash lze
přesně nastavit dobu dvě tlesknutiacute)
b) dobu kmitu kyvadla (dvěma po sobě jdouciacutem kyvům řiacutekaacuteme kmit)
c) dobu volneacuteho paacutedu tělesa z vyacutešky 2 metry můžeme ověřit pomociacute
GoMotion
d) dobu volneacuteho paacutedu dřevěneacute tyčky s deskou kterou jeden člověk pustiacute a
druhyacute chytiacute můžeme ověřit pomociacute GoMotion
- 16 -
e) dobu pohybu tělesa (autiacutečko vlaacuteček) po vodorovneacute podložce
f)
5 Změřiacuteme reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět
a) Světelnyacute ndash k LabQuestu připojiacuteme dva voltmetry VP-BTA prvniacute
připojiacuteme na LED (žaacuterovku) kteraacute je zapojena do obvodu s tlačiacutetkem
druhyacute připojiacuteme na rezistor zapojenyacute v obvodu s tlačiacutetkem prvniacute student
stiskne tlačiacutetko v prvniacutem obvodu a druhyacute stiskne v reakci na rozsviacutecenou
LED-ku (žaacuterovku) tlačiacutetko v druheacutem obvodu na LabQuestu
vyhodnotiacuteme dobu mezi napěťovyacutemi impulzy
b) Zvukovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze miacutesto LED-ky je zapojen bzučaacutek
a druhyacute student maacute zavřeneacute oči a reaguje na zvuk
c) Dotykovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze s tiacutem že prvniacute student se druheacuteho
dotkne rukou
6 Poznaacutemka
a) U všech třiacute měřeniacute v ad 5) je potřeba nastavit na LabQuestu v menu
Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 2 s Frekvence 1 000 čteniacutes Trigger
nastaviacuteme na Zapnuto a je rostouciacute přes 1 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute
Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
b) Miacutesto druheacuteho obvodu a voltmetru můžeme použiacutet senzor stisku ruky
HD-BTA
c) Při připojeniacute (ad 4c))ultrazvukoveacuteho senzoru MD-BTD nebo GO-MOT
do vstupu DIG 1 nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim
Časovaacute zaacutekladna Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
- 17 -
7 Ukončiacuteme měřeniacute
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkuste změřit reakčniacute dobu
a) opakovaně u jednoho studenta
b) u diacutevek a chlapců
c) mladyacutech a staryacutech lidiacute
d) raacuteno a večer
Na zaacutevěr sestav přehlednou tabulku všech vyacutesledků
2 Reakčniacute doba řidiče je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute
udaacutelosti do řidičovy reakce Jejiacute doba se pohybuje kolem 2 sekund ale vždy
zaacuteležiacute na pozornosti řidiče jeho věku fyzickeacute kondici a dalšiacutech faktorech Do
reakčniacute doby se však nezapočiacutetaacutevaacute doba prodlevy a naacuteběhu brzd Pamatujte
proto na bezpečnou vzdaacutelenost mezi vozidly a udržujte odstup
3 Zkuste chytit bankovku puštěnou druhyacutem člověkem dvěma prsty (pokud ji
chytnete je vaše) Proč ji nelze chytit
- 18 -
Veličiny a jejich měřeniacute
14 RYCHLOST
Fyzikaacutelniacute princip
Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme
v metrech za sekundu m
s
nebo v kilometrech za hodinu km
h
U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se
rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT
- 19 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 3 s
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost pohybu
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a potom se
přibližovat a daacutele se naopak vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost
chůze člověka (0 až 6 m)
- 20 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho
miacuteče od senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem
papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho autiacutečka (viz foto vyacuteše) vlaacutečkuhellip
5 Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
- 21 -
Veličiny a jejich měřeniacute
15 DRAacuteHA
Fyzikaacutelniacute princip
Draacuteha s je deacutelka trajektorie Trajektorie je křivka kterou těleso opisuje při
sveacutem pohybu
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru draacutehu kterou uraziacute těleso
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo
- 22 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od
senzoru ke stropu k tabuli k zemi k ruce hellip
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat
se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se
člověka od senzoru (0 až 6 m)
- 23 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od
senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem
papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka vlaacutečku hellip
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
2 Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je
funkciacute času
- 24 -
Veličiny a jejich měřeniacute
16 TEPLOTA
Fyzikaacutelniacute princip
Teplota je fyzikaacutelniacute veličina t kterou použiacutevaacuteme k popisu stavu tělesa (rychlost
pohybu atomů) Jednotkou je Celsiův stupeň (degC) Teplota tajiacuteciacuteho ledu je 0 degC
Bod varu vody je 100 degC Stupeň Fahrenheita (degF) je jednotka teploty
pojmenovanaacute po německeacutem fyzikovi Gabrielu Fahrenheitovi Dnes se použiacutevaacute
hlavně v USA
- 25 -
Ciacutel
Odhadnout teplotu a pak odhad ověřit teploměrem Ověřit teplotu tajiacuteciacuteho ledu
Ověřit teplotu varu vody Změřit jak se měniacute teplota v průběhu dne a při
ohřiacutevaacuteniacute nebo ochlazovaacuteniacute tělesa
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA teploměr STS-BTA PET laacutehve
- 26 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměr STS-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
2 Do několika naacutedob z PET lahviacute připraviacuteme vodu o různeacute teplotě ndash prvniacute
přidaacuteme led a u ostatniacutech postupně viacutece a viacutece horkeacute vody z elektrovarneacute
konvice
3 Zapneme LabQuest a můžeme měřit teplotu Nejdřiacuteve zkusiacuteme odhadnout
teplotu a potom ověřiacuteme pomociacute teploměru teplotu různyacutech těles
a) vzduch v miacutestnosti (u podlahy uprostřed u stropu)
b) vzduch na ulici
c) teplaacute voda
d) studenaacute voda
e) horkaacute voda
f) tajiacuteciacute led
g) tajiacuteciacute led a sůl
- 27 -
h) vařiacuteciacute voda
i) teplota lidskeacuteho těla
j) teplota v chladničce (dole nahoře v mraziciacutem boxu)
k)
4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 60 čteniacuteh Trvaacuteniacute 24 h
5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme venku za oknem
tak aby se nedotyacutekal žaacutedneacuteho tělesa
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu
vzduchu v průběhu 24 hodin Dalšiacute den ve stejnou dobu ukončiacuteme měřeniacute
7 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
8 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutemin Trvaacuteniacute 24 min
9 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme do kaacutedinky se
studenou vodou a začneme ohřiacutevat lihovyacutem kahanem
10 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu vody
v průběhu 12 minut (ohřiacutevaacuteniacute) Pak zahasiacuteme kahan a měřiacuteme dalšiacutech12 minut
(ochlazovaacuteniacute) Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 120 čteniacutemin Trvaacuteniacute 3 min
2 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu uchopiacuteme senzor
teploměru do ruky a pozorujeme změnu teploty Stejneacute měřeniacute provedeme
s teploměrem TMP-BTA a teploměrem STS-BTA Proč se lišiacute průběhy obou
grafů Kde toho lze využiacutet
4 Zapoj do LabQuestu dva teploměry Vezmi si dvě naacutedoby s vodou
o různyacutech teplotaacutech ndash studenaacute a teplaacute Měř jejich teploty (tlačiacutetko START)
- 28 -
Přelej vodu z prvniacute naacutedoby do druheacute a současně přendej teploměr z prvniacute
naacutedoby do druheacute Popiš co pozoruješ Z grafu urči teploty před smiacutechaacuteniacutem
a teplotu po smiacutechaacuteniacute
5 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vody ve zkumavce v různyacutech
hloubkaacutech
a) budeš-li vodu ohřiacutevat u dna
b) budeš-li vodu ohřiacutevat u hrdla
6 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vzduchu ve zkumavce v různyacutech
hloubkaacutech
- 29 -
Siacutely a jejich vlastnosti
17 SIacuteLA
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se
piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N
Ciacutel
Určit velikosti různyacutech sil Určit hmotnost zaacutevažiacute ktereacute je přitahovaacuteno k zemi
silou 1 N Určit siacutelu stisku ruky a siacutelu stisku mezi dvěma prsty Určit velikost
siacutely kterou člověk působiacute na zem
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA plošnyacute siloměr FP-BTA senzor siacutely stisku ruky
HD-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma
- 30 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)
2 Zapneme LabQuest
3 Zavěšujeme postupně různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g ) na siloměr
Naměřeneacute uacutedaje zapisujeme do tabulky
4 Na siloměr zavěsiacuteme pružinu Vynulujeme siloměr Zavěšujeme postupně
různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 ghellip) na pružinu a měřiacuteme prodlouženiacute
pružiny y Sestrojiacuteme graf F = f(y) Určiacuteme konstantu přiacutemeacute uacuteměrnosti
5 Zavěsiacuteme na siloměr misku z rovnoramennyacutech vah a vynulujeme siloměr ndash
menu Senzory ndash Vynulovat Postupně na misku přidaacutevaacuteme zaacutevažiacute až siloměr
ukazuje přesně siacutelu 1 N Vyacutesledek (hmotnost zaacutevažiacute) zapiacutešeme do tabulky
6 K LabQuestu připojiacuteme senzor siacutely stisku ruky HD-BTA Měřiacuteme
postupně siacutelu stisku ruky pro pravou a levou ruku
7 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Měřiacuteme siacutelu stisku ruky
po dobu 60 sekund ndash nepřerušovaně držiacuteme Sledujeme jak siacutela stisku
v průběhu času ochabuje
9 Bod 5 6 a 7 opakujeme pro siacutelu stisku mezi prsty
- 31 -
10 K LabQuestu připojiacuteme plošnyacute siloměr FP-BTA Přepneme na většiacute
rozsah 0 ndash 3 500 N Postaviacuteme se na tento siloměr Změřiacuteme siacutelu kterou člověk
působiacute na zem (tiacuteha G) Zapiacutešeme do tabulky Určiacuteme hmotnost člověka
11 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
12 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sledujeme jak se
měniacute tlakovaacute siacutela při dřepu kliku vyacuteskoku při běžneacute chůzi (jedna noha střiacutedaacute
druhou) při přitisknutiacute senzoru ke stěněhellip
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute jak se měniacute siacutela působiacuteciacute na plošnyacute siloměr FP-BTA při
jiacutezdě vyacutetahem když na něm stojiacuteme (vliv zrychlovaacuteniacute zpomalovaacuteniacute)
2 Polož plošnyacute siloměr na židli sedni si na něj a vyzkoušej jakou silou
působiacuteš na židli
3 Na siloměr DFS-BTA zavěsiacuteme hranol Určiacuteme velikost siacutely kterou
přitahuje Země hranol Taacutehneme tento hranol po podložce a změřiacuteme velikost
tahoveacute siacutely Porovnaacuteme tyto dvě siacutely
4 Proveďte statistickyacute průzkum ve třiacutedě o kolik je u pravaacutekůlevaacuteků silnějšiacute
pravaacutelevaacute ruka (holekkluků) Vypočiacutetejte průměrneacute hodnoty
- 32 -
Elektrickeacute vlastnosti laacutetek
18 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovaacuteniacute těles
Jeho jednotkou je coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při
pokusech ve třiacutedě pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů)
1 nC je přibližně 6 000 000 000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj
elektronuhellip) Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj
(na skleněneacute tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně
nabiteacute těleso maacute viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute
protony K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič
naacuteboje
Ciacutel
Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute
při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute
Pomůcky
LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA tělesa (plechovka na polystyreacutenu kovoveacute
kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute
těles
- 33 -
Scheacutema
Postup
1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou
krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku
připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou
zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě
kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru
zvoliacuteme rozsah plusmn 100 nC
2 Zapneme LabQuest
- 34 -
3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem
ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj
Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky
5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence
2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj
z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute
naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)
Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky
9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute
tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)
10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu
3times3 mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle
Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm
Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je
11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech
(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)
- 35 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pouze přibližujeme a vzdalujeme nabitou tyč (ebonitovou nebo skleněnou)
k tělesu (plechovce) a sledujeme jak se měniacute naacuteboj O jakyacute jev se jednaacute Čiacutem
je způsoben
2 Plechovku připojiacuteme ke zdroji kladneacuteho vn napětiacute (nabije se kladně) Měřič
naacuteboje připojiacuteme ke kovoveacute kuličce na izolovaneacutem držaacuteku Zapneme měřeniacute
a přejiacuteždiacuteme plynule v okoliacute svisleacute stěny plechovky (nedotyacutekaacuteme se) přibližně
ve stejneacute vzdaacutelenosti Sledujeme naměřeneacute hodnoty Co můžeme usoudit
o rozloženiacute naacuteboje na povrchu plechovky
- 36 -
Magnetismus 19 MAGNETICKAacute INDUKCE
MAGNETICKEacute POLE
Fyzikaacutelniacute princip
Magnetickou indukciacute nazyacutevaacuteme jev při ktereacutem se tělesa s feromagnetickyacutemi
vlastnostmi v bliacutezkosti magnetu zmagnetujiacute Magnet vytvaacuteřiacute ve sveacutem okoliacute
magnetickeacute pole ktereacute můžeme znaacutezornit soustavou magnetickyacutech
indukčniacutech čar Pomociacute magnetky (malyacute magnet) můžeme bdquozmapovatldquo
magnetickeacute pole ndash určit směr indukčniacutech čar Mnohem rychleji lze obrazec
indukčniacutech čar určit pomociacute železnyacutech pilin
Magnetickeacute pole popisuje veličina magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji
v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou indukci měřiacuteme teslametrem Zemskeacute
magnetickeacute pole v ČR maacute magnetickou indukci 0048 mT
Ciacutel
Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute permanentniacuteho
magnetu Změřit magnetickou indukci magnetickeacuteho pole Země
- 37 -
Pomůcky
LabQuest teslametr MG-BTA permanentniacute magnet
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Na teslametru
nastaviacuteme rozsah 64 mT Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 38 -
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k severniacutemu poacutelu magnetu
a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi
5 sekund)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k jižniacutemu poacutelu magnetu
a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi
5 sekund)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně pohybujeme (asi 5 sekund) teslametrem kolmo k podeacutelneacute ose
magnetu k jižniacutemu poacutelu magnetu a potom pomalu vzdalujeme teslametr od
severniacuteho poacutelu magnetu (asi 5 sekund) Uložiacuteme měřeniacute
6
7 Otevřeme novyacute soubor a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve
vodorovneacute rovině otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země
Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum (N a S magnetickyacute poacutel)
- 39 -
Z maximaacutelniacutech hodnot odečteme vodorovnou amplitudu magnetickeacute indukce B
Země
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve
svisleacute rovině (N-S směr) otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země
Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum Maximaacutelniacute hodnota je
hodnotou magnetickeacute indukce B Země
9
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Urči sklon indukčniacute čaacutery magnetickeacuteho pole u naacutes v ČR vzhledem
k povrchu země
- 40 -
Elektrickyacute obvod 110 ELEKTRICKYacute PROUD
ELEKTRICKEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute proud je uspořaacutedanyacute pohyb nabityacutech čaacutestic Elektrickyacute proud se
označuje piacutesmenem I Jeho jednotkou je ampeacuter (A)
Elektrickeacute napětiacute se označuje piacutesmenem U Jednotkou elektrickeacuteho napětiacute je
volt (V)
Elektrickyacute proud měřiacuteme ampeacutermetrem a napětiacute voltmetrem
Ciacutel
Změřit proud prochaacutezejiacuteciacute žaacuterovkou Změřit napětiacute na žaacuterovce Pozorovat jak
žaacuterovka sviacutetiacute při různyacutech hodnotaacutech proudu (uacutečinky proudu)
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat
100 Ω žaacuterovka 35 V03 A
- 41 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x
zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat ndash
Ampeacutermetr Reostat 100 Ω nastaviacuteme na min hodnoty odporu (napětiacute)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 42 -
5 Reostatem 100 Ω pomalu (20 s) zvětšujeme proud (směrem k max) až ho
vytočiacuteme do krajniacute polohy (max) Hodnota proudu nesmiacute překročit 06 A
Zobrazuje se tzv V-A charakteristika žaacuterovky Po vykresleniacute celeacuteho grafu
zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro různeacute žaacuterovky
7 Vysloviacuteme zaacutevěr (při jakeacute hodnotě proudu žaacuterovka začiacutenaacute sviacutetit)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř V-A charakteristiku pro rezistor 100 Ω a 50 Ω
- 43 -
Elektrickeacute pole 111 ZDROJE ELEKTRICKEacuteHO
NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Zdroje elektrickeacuteho napětiacute jsou elektraacuterny galvanickeacute člaacutenky a akumulaacutetory
- 44 -
Ciacutel
Změřit jak se měniacute napětiacute při vybiacutejeniacute (použiacutevaacuteniacute) zdroje ndash vybiacutejeciacute křivku
Pomůcky
LabQuest držaacutek baterie a rezistor ampeacutermetr DCP-BTA voltmetr VP-BTA
zdroj elektrickeacuteho napětiacute ndash galvanickyacute člaacutenek akumulaacutetor
- 45 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 a voltmetr VP-BTA ke
vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
12 h Frekvence 300 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat (spiacutenač je vypnutyacute)
4 Sepneme spiacutenač Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na
LabQuestu
5 Když začne napětiacute klesat pod 1V zastaviacuteme měřeniacute
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vytvoř si jednoduchyacute galvanickyacute
člaacutenek z jablka (nebo citronu)
železneacuteho hřebiacuteku a měděneacuteho draacutetu
podle obraacutezku Změř voltmetrem
zaacutevislost napětiacute v zaacutevislosti na čase
(připoj rezistor 1 000 Ω)
- 46 -
2 Změř vybiacutejeciacute křivku pro různeacute zdroje Urči kapacitu člaacutenku Porovnej
se jmenovitou kapacitou
3 Jakeacute vyacutehody maacute elektrickeacute napětiacute z bateriiacute oproti napětiacute ze zaacutesuvek Jakeacute
nevyacutehody naopak majiacute baterie
- 47 -
Elektrickyacute obvod 112 UacuteČINKY ELEKTRICKEacuteHO
PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute proud maacute pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute
uacutečinky Jednoducheacute spotřebiče můžeme rozdělit podle uacutečinků elektrickeacuteho
proudu na pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute spotřebiče
Ciacutel
Ověřit pohyboveacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na elektromotor
Ověřit světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
Ověřit magnetickeacute uacutečinky (magnetickaacute indukce) elektrickeacuteho proudu
prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
Ověřit chemickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho kapalinou
(vodou)
Ověřit tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA
teploměr TMP-BTA ciacutevka 166 a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu
a napětiacute BK 127 žaacuterovka 12 V spiraacutela luxmetr LS-BTA voltmetr 30 V-BTA
- 48 -
Scheacutema
a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
- 49 -
b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
Postup
a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
1 Připojiacuteme luxmetr LS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-
BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematuj ndash spiacutenač je
rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr
- 50 -
a voltmetr Žaacuterovku s luxmetrem můžeme zakryacutet krabiciacute aby luxmetr neměřil
osvětleniacute pozadiacute
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06A Na ose y zvoliacuteme Osvětleniacute a Spojovat body
Dole 0 a Nahoře 600 lx
4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme
napětiacute Vlevo 0 Vpravo 16 V Na ose y zvoliacuteme Proud a Spojovat body Dole
0 a Nahoře 04 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme
spiacutenač
6 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (do 12 V) Kontrolujeme proud
ndash max 06A Luxmetrem měřiacuteme osvětleniacute způsobeneacute žaacuterovkou
b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
- 51 -
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max
06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky
c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-
BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu ndash spiacutenač je
rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr
a voltmetr Teploměr se spiraacutelou vložiacuteme do kaacutedinky s vodou
- 52 -
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 000 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Napětiacute a Spojovat body
Dole 0 a Nahoře 25 V
4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme
čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Teplota a Spojovat body
Dole 20 a Nahoře 35 degC Regulovatelnyacutem zdrojem nastaviacuteme napětiacute (na
20 V) Kontrolujeme proud ndash max 10 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme
spiacutenač
6 Teploměrem měřiacuteme teplotu vody zahřiacutevaneacute spiraacutelou
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakeacute jsou uacutečinky elektrickeacuteho proudu v jednotlivyacutech
přiacutepadech
- 53 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ve ktereacutem elektrickeacutem přiacutestroji se projevuje současně několik uacutečinků
elektrickeacuteho proudu
2 Jakyacutech uacutečinků elektrickeacuteho proudu využiacutevaacute elektrickyacute zvonek
3 Změř jak zaacutevisiacute siacutela F přitahujiacuteciacute jaacutedro na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho
ciacutevkou Kde se toho daacute využiacutet
4 Chemickeacute uacutečinky viz uacuteloha 116 Elektrickyacute proud v kapalinaacutech
5 Změř pohyboveacute uacutečinky el proudu na otaacutečeniacute elektromotoru Pohyb můžeš
sniacutemat luxmetrem
- 54 -
Elektrickyacute obvod 113 MAGNETICKEacute VLASTNOSTI
ELEKTRICKEacuteHO PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Prochaacuteziacute-li vodičem elektrickyacute proud vznikaacute v jeho okoliacute magnetickeacute pole
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar kružnic Kružnice ležiacute v rovinaacutech kolmyacutech
na vodič a majiacute středy v bodech vodiče Magnetickeacute pole popisuje veličina
magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou
indukci měřiacuteme teslametrem
Ciacutel
Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute vodiče v zaacutevislosti na
velikosti elektrickeacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest teslametr MG-BTA ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj
napětiacute vodič
- 55 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu a ampeacutermetr
HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Na teslametru nastaviacuteme rozsah 64 mT
Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 56 -
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 5 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Teslametr umiacutestiacuteme bliacutezko vodiče (1 cm) Stiskneme tlačiacutetko START
(měřeniacute) na LabQuestu a pomalu rovnoměrně zvětšujeme napětiacute
(proud) na zdroji Uložiacuteme měřeniacute
5 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce na velikosti proudu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Velikost magnetickeacute indukce okolo rovneacuteho dlouheacuteho vodiče ve vzdaacutelenosti
d můžeme vypočiacutetat pomociacute Biot-Savartova zaacutekona (někdy teacutež Biot-Savart-
Laplaceova)
7 74π 10 2 102π 2π
I I IB
d d d (přibližně ve vzduchu)
2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale v zaacutevislosti na vzdaacutelenosti d ndash měřiacuteme
praviacutetkem a vklaacutedaacuteme po jednotlivyacutech krociacutech Nastaviacuteme určitou hodnotu
proudu
- 57 -
Elektrickyacute obvod 114 MAGNETICKEacute POLE CIacuteVKY
Fyzikaacutelniacute princip
Ciacutevka vznikne když vodič navineme na povrch vaacutelce nebo hranolu
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery uvnitř ciacutevky jsou rovnoběžneacute s jejiacute osou
Magnetickaacute indukce uvnitř velmi dlouheacute ciacutevky maacute velikost NI
Bl
kde I
je velikost proudu N je celkovyacute počet zaacutevitů a l je deacutelka ciacutevky
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce B na velikosti proudu I prochaacutezejiacuteciacuteho
ciacutevkou
Pomůcky
LabQuest rezistor 10Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA ciacutevka 166
a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127
- 58 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 59 -
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max
06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky
6 Vysloviacuteme zaacutevěr - jak zaacutevisiacute mag indukce B na velikosti elektrickeacute
proudu I
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ze znalosti počtu zaacutevitů deacutelky ciacutevky a proudu spočiacutetej magnetickou
indukci
2 Změň ciacutevku a opakuj měřeniacute
3 Změř jak se měniacute magnetickaacute indukce po podeacutelneacute ose ciacutevky při daneacute
hodnotě proudu
- 60 -
Elektrickyacute obvod 115 ZKRAT
Fyzikaacutelniacute princip
Zkrat v elektrickeacutem obvodu je vodiveacute spojeniacute vodičů ktereacute vyřadiacute z obvodu
spotřebič Obvod se chraacuteniacute proti zkratu pojistkou nebo jističem Tavnaacute
pojistka je založena na tepelnyacutech uacutečinciacutech elektrickeacuteho proudu Jistiacuteciacutem
prvkem je tenkyacute draacutetek kteryacute se průchodem zkratoveacuteho proudu přepaacuteliacute a tiacutem
přerušiacute elektrickyacute obvod
Ciacutel
Ověřit funkci tavneacute pojistky Určit velikost zkratoveacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute tenkyacute
vodič tavnaacute trubičkovaacute pojistka ndash různeacute hodnoty proudu
- 61 -
Scheacutema
- 62 -
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme
obvod dle scheacutematu Spiacutenač je rozpojen Jako pojistku použijeme napřiacuteklad
tavnou trubičkovou pojistku 800 mA Jako zdroj plochou baterii
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Způsobiacuteme
ZKRAT
5 Vysloviacuteme zaacutevěr Jak rychle bdquozareagujeldquo tavnaacute pojistka
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus změřit pomociacute mikrometru průměr draacutetku a zkratovyacute proud tiacutemto
draacutetkem Změř draacutetky různyacutech průměrů Jak zaacutevisiacute hodnota zkratoveacuteho
proudu na průměru draacutetku
2 Proč nemůžeš použiacutet jako tavnou pojistku hřebiacutek
3 Zkus různeacute druhy materiaacutelů tavnyacutech draacutetků ndash Fe Cuhellip Jakyacute to maacute vliv na
velikost bdquozkratovaciacuteholdquo proudu
- 63 -
4 Zkus změřit dvě stejneacute pojistky (např 800 mA) ale jedna je bdquopomalaacuteldquo
a druhaacute bdquorychlaacuteldquo
5 Zkus změřit zkrat se dvěma paralelně zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi Jakyacute
maacute vliv kvalita zdroje na velikost zkratovaciacuteho proudu Změniacute se doba
přetaveniacute draacutetku
6 Zkus změřit zkrat se dvěma seacuteriově zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi
7 Proč při bdquoletmeacutem dotekuldquo (viz obraacutezek) před zkratem nenastal zkrat Proč
nastal až při staacuteleacutem doteku
- 64 -
Elektrickyacute obvod 116 ELEKTRICKYacute PROUD
V KAPALINAacuteCH
Fyzikaacutelniacute princip
Podmiacutenkou vodivosti kapalin je přiacutetomnost iontů Ionty vznikajiacute v kapalinaacutech
nejčastěji při rozpouštěniacute soliacute a kyselin
Ciacutel
Ověřit vznik iontů rozpouštěniacutem soli ve vodě měřeniacutem elektrickeacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr DCP-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute žaacuterovka
vanička a elektrody
- 65 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme
obvod dle scheacutema Spiacutenač je rozpojen
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
600 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Po
10 sekundaacutech nasypeme sůl do vody Pozorujeme jak se měniacute proud při
rozpouštěniacute soli v roztoku vody a soli jak vznikajiacute ionty
5 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus proveacutest stejneacute měřeniacute s různyacutem množstviacutem soli ndash 1 lžička 2 lžičkyhellip
2 Zkus různeacute druhy materiaacutelů elektrod ndash Fe Cu Zn C Pbhellip
3 Vyzkoušej různeacute soli
4 Vyzkoušej takeacute cukr
- 66 -
Pohyb tělesa 21 RYCHLOST POHYBU
Fyzikaacutelniacute princip
Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme
v metrech za sekundu m
s
nebo v kilometrech za hodinu km
h
U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se
rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)
Průměrnaacute rychlost je podiacutel celkoveacute draacutehy s a celkoveacute doby t za kterou těleso
draacutehu urazilo Průměrnaacute rychlost určenaacute ve velmi kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku se
nazyacutevaacute okamžitaacute rychlost Měřiacuteme ji tachometrem
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT
- 67 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 20 s
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute (knihou) nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost
pohybu dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a pak se
přibližovat a naacutesledně se vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost
chůze člověka (0 až 6 m)
- 68 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho
miacuteče od senzoru
f) Stejneacute jako za e) ale s mělkyacutem
papiacuterovyacutem kornoutem nebo
mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho
autiacutečka vlaacutečkuhellip
h) Měřiacuteme rychlost voziacutečku na
voziacutečkoveacute draacuteze VDS (vodorovneacute
šikmeacute)
5 Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
2 Překreslete grafy v = f(t) na grafy s = f(t) a naopak
3 Nakreslete graf v = f(t) a potom se podle něj pohybujte (viz 4 b)
- 69 -
Pohyb tělesa 22 DRAacuteHA ROVNOMĚRNEacuteHO
A NEROVNOMĚRNEacuteHO POHYBU
Fyzikaacutelniacute princip
Těleso se pohybuje rovnoměrnyacutem pohybem jestliže se pohybuje staacutele stejnou
rychlostiacute Těleso se pohybuje nerovnoměrnyacutem pohybem jestliže se jeho
rychlost měniacute
Draacutehu rovnoměrneacuteho i nerovnoměrneacuteho pohybu můžeme určit z grafu
časoveacuteho průběhu rychlosti jako plochu mezi tiacutemto grafem a časovou osou
(osou x)
Ciacutel
Určit zda danyacute pohyb je rovnoměrnyacute nebo nerovnoměrnyacute a draacutehu tohoto
pohybu
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD voziacuteček draacuteha pro mechaniku VDS
- 70 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
LabQuestu a ten přes USB do PC Pomociacute digitaacutelniacutech vah určiacuteme hmotnost
voziacutečku
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Draacuteha je velmi miacuterně nakloněnaacute
3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme k PC Přepiacutenač ultrazvukoveacuteho senzoru
přepneme na voziacuteček
- 71 -
4 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Deacutelka
10 s Vzorkovaciacute frekvence 20 vzorkůsekunda
5 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru pustiacuteme ho
a současně zapneme sběr dat Voziacuteček bude střiacutedavě sjiacuteždět a vyjiacuteždět
(po odrazu od magnetickeacuteho naacuterazniacuteku) po draacuteze Uložiacuteme měřeniacute
6 Draacutehu postaviacuteme vodorovně (můžeme zkontrolovat vodovaacutehou)
7 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru uvedeme ho do
pohybu a současně zapneme sběr dat
8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy se pohyboval voziacuteček rovnoměrně a kdy
nerovnoměrně
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Určiacuteme draacutehu - plochu pod grafem časoveacuteho průběhu rychlosti
2 Můžeme proveacutest stejnaacute měřeniacute s miacutečem
- 72 -
Siacutely a jejich vlastnosti
23 MĚŘENIacute SIacuteLY ndash ŠPEJLE
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se
piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N
Ciacutel
Změřit průhyb volneacuteho konce d špejle na působiacuteciacute siacutele F Měřeniacute proveacutest pro
různeacute deacutelky l
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma špejle
- 73 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)
2 Zapneme LabQuest
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty
Naacutezev deacutelka
Jednotky cm
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf K siloměru připevniacuteme konec špejle (viz
scheacutema) ndash špejle ukazuje na měřiacutetku 0 cm Siloměr bdquovynulujemeldquo
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
7 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 74 -
8 Siloměr posuneme tak aby ohnutaacute špejle ukazovala na měřiacutetku 1 cm
9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK
11 Opakujeme body 8 a 9 pro 2 cm 3 cm 4 cm a 5 cm
12 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
13 Měřeniacute zopakujeme pro různeacute deacutelky špejle
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro různeacute špejle (tloušťka tvar) Jak zaacutevisiacute průhyb špejle
na jejiacutem tvaru Kde a jak se toho využiacutevaacute
- 75 -
Siacutely a jejich vlastnosti
24 II NEWTONŮV POHYBOVYacute ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Čiacutem je většiacute siacutela F tiacutem jsou vyacuteraznějšiacute i změny rychlosti v pohybu tělesa Čiacutem
je většiacute hmotnost m tělesa tiacutem jsou změny rychlosti v pohybu tělesa menšiacute
Ciacutel
Ověřit II Newtonův pohybovyacute zaacutekon ndash zaacutekon siacutely
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA akcelerometr LGA-BTA senzor polohy
a pohybu MD-BTD souprava pro mechaniku VDS
- 76 -
Scheacutema
Postup
1 Senzor polohy a pohybu MD-BTD zapojiacuteme do konektoru DIG 1
LabQuestu Na voziacuteček připojiacuteme vlaacutekno a na něj zavěsiacuteme zaacutevažiacute o hmotnosti
10 g
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pustiacuteme voziacuteček
Zachytiacuteme jej těsně před koncem voziacutečkoveacute draacutehy Měřiacuteme rychlost pohybu
voziacutečku
5 Měřeniacute opakujeme se zaacutevažiacutem 20 g
6 Porovnaacuteme oba grafy
a) Jak se voziacuteček pohybuje (druh pohybu)
b) Jakyacute maacute vliv velikost siacutely F na pohyb voziacutečku
7 Na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g) ndash viz fotografie vyacuteše
8 Zopakujeme měřeniacute v bodech 1 až 6
- 77 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Na voziacuteček připevni siloměr a akcelerometr Změř jak zaacutevisiacute změna
rychlosti v (zrychleniacute) na velikost siacutely F Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam
dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence 20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Tahaacuteme za siloměr tam
a zpět (voziacuteček se pohybuje) Sledujeme jak zaacutevisiacute změna rychlosti v
(zrychleniacute) na velikost siacutely F
2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g)
Porovnaacuteme obě měřeniacute
- 78 -
Siacutely a jejich vlastnosti
25 SMYKOVEacute TŘENIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Smykoveacute třeniacute vznikaacute když se dvě tělesa z pevnyacutech laacutetek po sobě smyacutekajiacute
Siacutela kteraacute braacuteniacute posouvaacuteniacute těles se nazyacutevaacute třeciacute siacutela Abychom uvedli těleso
do rovnoměrneacuteho pohybu musiacuteme vynaložit většiacute siacutelu tzv klidovou třeciacute siacutelu
Siacutelu kterou těleso tlačiacute na podložku nazyacutevaacuteme tlakovou siacutelu
Ciacutel
Určit třeciacute siacutelu klidovou třeciacute siacutelu tlakovou siacutelu a poměr tlakoveacute a třeciacute siacutely
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA stejnaacute tělesa (kvaacutedry učebnicehellip)
- 79 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se pomalu
a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce
- 80 -
4 Na grafu jsou pro naacutes dvě zajiacutemaveacute oblasti V zeleneacute oblasti je maximaacutelniacute
siacutela ndash klidovaacute třeciacute siacutela Ft0 = N V modreacute oblasti je pohybovaacute třeciacute siacutela
Ft = N Obě ziacuteskaacuteme tak že na dotykoveacute obrazovce označiacuteme taženiacutem
danou oblast a v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika Ft0 bude maximaacutelniacute siacutela
a Ft středniacute siacutela v modreacute oblasti
5 Tlakovou siacutelu Fn určiacuteme tak že těleso zavěsiacuteme na siloměr a změřiacuteme siacutelu
6 Potom vypočiacutetaacuteme poměr třeciacute siacutely Ft
a tlakoveacute siacutely Fn Označiacuteme jej f ndash součinitel
smykoveacuteho třeniacute
7 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři
kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute měřeniacute si
můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit
Naacutesledně zobrazit všechna tři měřeniacute naraacutez
- 81 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute je poměr velikostiacute třeciacutech sil v jednotlivyacutech měřeniacutech (jeden dva tři
kvaacutedry)
2 Vyzkoušej jineacute materiaacutely (těleso podložka)
3 Zkus pohyb kvaacutedru nerovnoměrnyacutem pohybem Jak se změniacute vyacutesledek
měřeniacute Naacutepověda Zopakuj si Newtonovy zaacutekony
4 Vyzkoušej si jako těleso (a) Zlateacute straacutenky
5 Zkus založit jednotliveacute listy dvou Zlatyacutech straacutenek (dvou učebnic) a zkus je
od sebe vysunout
6 Na čem zaacutevisiacute velikost třeciacute siacutely
- 82 -
Kapaliny 26 POVRCHOVEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vlastnosti povrchoveacute blaacuteny se nazyacutevaacute
povrchoveacute napětiacute Čiacutem je povrchoveacute napětiacute většiacute tiacutem snaacuteze se na jeho povrchu
mohou udržet různaacute tělesa Hodnoty povrchoveacuteho napětiacute lze naleacutezt v tabulkaacutech
Povrchoveacute napětiacute rtuti je 7kraacutet většiacute než povrchoveacute napětiacute vody ktereacute 2-3kraacutet
většiacute než povrchoveacute napětiacute lihu či petroleje
- 83 -
Ciacutel
Určit přibližně velikost povrchoveacute siacutely Fp pro různeacute deacutelky dřevěneacute špejle
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA dřevěnaacute špejle plochaacute naacutedoba s vodou nit
Scheacutema
- 84 -
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do CH 1 LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Na siloměr zavěsiacuteme špejli o deacutelce 30 cm na niti (viz scheacutema) Špejli
položiacuteme na hladinu kapaliny (vody)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Taacutehneme siloměrem
špejli z povrchu kapaliny
6 Z grafu odečteme rozdiacutel maximaacutelniacute hodnoty siacutely (kdy dochaacuteziacute k odtrženiacute
špejle z povrchu kapaliny) a siacutely kdy špejle visiacute na niti ndash viz obraacutezek
7 Vypočiacutetaacuteme poměr teacuteto siacutely a dvojnaacutesobku deacutelky špejle (deacutelka okraje
povrchoveacute blaacuteny) což je hodnota povrchoveacuteho napětiacute σ (Nm)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro jineacute kapaliny (liacuteh hellip) Přiacutepadně pro jineacute deacutelky špejliacute
- 85 -
Kapaliny 27 HYDROSTATICKYacute TLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Hydrostatickyacute tlak ph v hloubce h je roven součinu hloubky hustoty kapaliny
ρ a tiacutehoveacuteho zrychleniacute g
hp h g
Ciacutel
Změřit hydrostatickyacute tlak v hloubce h
Pomůcky
LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA odměrnyacute vaacutelec s měřiacutetkem
- 86 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru
přišroubujeme hadičku kterou můžeme izolepou přilepit na praviacutetko s uměleacute
hmoty tak že začaacutetek hadičky bude na bdquonuleldquo praviacutetka Tiacutem můžeme měřit
deacutelku ponořeniacute hadičky ndash hloubku v kapalině
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30 s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Ponořujeme pomalu rovnoměrnyacutem pohybem konec hadičky do hloubky
20 cm do vody v odměrneacutem vaacutelci a zpět POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do
senzoru
- 87 -
5 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 V menu Senzory ndash Zaacuteznam nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + hodnoty Naacutezev
Hloubka Jednotka cm
7 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
8 Hadička neniacute ponořenaacute Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na
LabQuestu
9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
11 Ponořiacuteme konec do hloubky 1 cm (sledujeme na stupnici praviacutetka)
12 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
13 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK
14 Opakujeme body 11 12 a 13 pro hodnoty uacutehlu 2 cm 3 cmhellip 20 cm
15 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme
16 Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice
(nebo soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)
Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute pro jinou kapalinu (liacuteh hellip)
2 Vyzkoušej měřeniacutem nezaacutevislost tlaku v kapalině na směru
3 Ověř měřeniacutem že tlak kapaliny v naacutedobě nezaacutevisiacute na tvaru naacutedoby
- 88 -
Kapaliny 28 ARCHIMEDŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Vztlakovaacute siacutela Fvz působiacuteciacute na těleso v kapalině je rovna tiacutehoveacute siacutele kteraacute by
působila na kapalinu s objemem ponořeneacute čaacutesti tělesa
Pro vztlakovou siacutelu platiacute Fvz = Vρg V je objem ponořeneacute čaacutesti tělesa ρ je
hustota kapaliny g je konstanta (tiacutehoveacute zrychleniacute)
Ciacutel
Určit vztlakovou siacutelu Určit objem tělesa z Archimedova zaacutekona
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA naacutedoba s vodou těleso stojan
- 89 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence
5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute)
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Asi po 6 sekundaacutech
ponořiacuteme těleso do vody (nadzvedneme kaacutedinku s vodou a podsuneme pod
kaacutedinku podložku) a nechaacuteme dokončit měřeniacute
- 90 -
7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika
a stejně i vyacuteslednou siacutelu F (zaacutevažiacute ve vodě)
8 Vypočiacutetaacuteme vztlakovou siacutelu Fvz = FG ndash F
9 Vypočiacutetaacuteme objem tělesa ze vztlakoveacute siacutely
10 Ověřiacuteme určeniacute objemu tělesa vyacutepočtem (objem vaacutelce) nebo měřeniacutem
v odměrneacutem vaacutelci
11 Ověřiacuteme určeniacute tiacutehoveacute siacutely zvaacuteženiacutem tělesa
12 Vypočiacutetaacuteme hustotu tělesa a ověřiacuteme ji v tabulkaacutech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro jinaacute tělesa
- 91 -
Kapaliny 29 PASCALŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Působiacute-li na kapalinu v uzavřeneacute naacutedobě vnějšiacute tlakovaacute siacutela zvyacutešiacute se tlak ve
všech miacutestech stejně (Pascalův zaacutekon)
Ciacutel
Změřit hydrostatickyacute tlak v různyacutech hloubkaacutech při změně vnějšiacute tlakoveacute siacutely
Pomůcky
LabQuest 2ks tlakoveacute čidlo GPS-BTA PET laacutehev s měřiacutetkem
- 92 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakovaacute čidla GPS-BTA ke vstupům CH1 a CH2 LabQuestu
(nebo LabQuest Mini) K senzorům přišroubujeme hadičky ktereacute vedou přes
gumovou zaacutetku do PET laacutehve tak že konce hadiček budou v různyacutech
hloubkaacutech (rozdiacutel asi 20 cm) Tiacutem dosaacutehneme toho že počaacutetečniacute tlak bude
u obou senzorů různyacute
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Vynulujeme oba
tlaky (hadičky nejsou ponořeny ve vodě)
3 Napustiacuteme PET laacutehev vodou a zasuneme hadičky do PET (senzory musiacute byacutet
vyacuteše než je PET laacutehev ndash POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do senzoru)
Utěsniacuteme zaacutetku
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Malou silou stlačujeme rukou PET laacutehev
6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
- 93 -
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak se měniacute tlak v různyacutech hloubkaacutech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute PET laacutehev položenou vodorovně
2 Provedeme měřeniacute pro spojeneacute naacutedoby ndash dvě PET laacutehve nebo dvě injekčniacute
střiacutekačky
- 94 -
Plyny 210 ATMOSFEacuteRICKYacute TLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře
probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute
meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkosthellip
Atmosfeacuterickyacute tlak je tlak vzduchu na zemskyacute povrch a značiacuteme ho pa
Atmosfeacuterickyacute tlak měřiacuteme barometrem Hodnota atmosfeacuterickeacuteho tlaku zaacutevisiacute
na počasiacute a na nadmořskeacute vyacutešce
Ciacutel
Určit jak se měniacute atmosfeacuterickyacute tlak v troposfeacuteře
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA
- 95 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme barometr BAR-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 96 -
3 Senzor (barometr) umiacutestiacuteme těsně nad povrchem země
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pomalu
zvedaacuteme senzor (v miacutestnosti) vzhůru ke stropu (miacutestnosti) a přiacutepadně zase dolů
5 Provedeme analyacutezu naměřenyacutech hodnot a porovnaacuteme je s tabulkovyacutemi
hodnotami
6 Můžeme proveacutest delšiacute měřeniacute na jednom miacutestě Nastaviacuteme v menu Senzory
ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 72 h (3 dny) Frekvence 20 čteniacuteh Zvoliacuteme zobrazeniacute
Graf
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Vyslov zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak zaacutevisiacute změna tlaku na nadmořskeacute vyacutešce můžeme zkoumat takeacute při
pohybu na schodech nebo ve vyacutetahu Přitom můžeme ještě zadaacutevat změnu
nadmořskeacute vyacutešky
2 Připojeniacutem teploměru a vlhkoměru můžeme zkoumat jak spolu souvisiacute
teplota tlak vlhkost v průběhu dne
3 Daacutele můžeme zkoumat jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute
4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom
miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty
5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď
stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem
- 97 -
- 98 -
Pracovniacute list pro žaacuteky
Plyny 211 ZAacuteKLADY METEOROLOGIE
Fyzikaacutelniacute princip
Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře
probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute
meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkost hellip
Připojeniacutem teploměru barometru vlhkoměru k LabQuestu (počiacutetači)
ziacuteskaacuteme termograf barografhellip
Ciacutel
Určit jak se měniacute teplota tlak vlhkost v troposfeacuteře
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA
- 99 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA
barometr BAR-BTA a vlhkoměr RH-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
72 h Frekvence 20 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Senzory umiacutestiacuteme 2 m nad povrchem země nejleacutepe do stiacutenu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 V průběhu sledujeme jak se měniacute počasiacute
6 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute podmiacutenky ndash ročniacute obdobiacute
nadmořskaacute vyacuteškahellip Vyslov zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak spolu souvisiacute teplota tlak vlhkost Zdůvodni
2 Jak se měniacute teplota tlak a vlhkost v průběhu dne Zdůvodni
3 Jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute
4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom
miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty
5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď
stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem
- 100 -
- 101 -
Plyny 212 PŘETLAK A PODTLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Plyn maacute v naacutedobě podtlak jestliže je tento tlak nižšiacute než atmosfeacuterickyacute Plyn
maacute v naacutedobě přetlak jestliže je tento tlak většiacute než atmosfeacuterickyacute
Ciacutel
Změřit přetlak a podtlak plynu v naacutedobě
Pomůcky
LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA barometr BAR-BTA PET laacutehev
nafukovaciacute dětskyacute baloacutenek
- 102 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru
přišroubujeme injekčniacute střiacutekačku s nastavenou hodnotou objemu bdquo10 mlldquo dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Tlakem na piacutest vyvolaacutevaacuteme přetlak a podtlak a přetlak
- 103 -
5 Měřeniacute uložiacuteme
6 K senzoru připojiacuteme (našroubujeme) skleněnou baňku naplněnou
vzduchem Teplota plynu uvnitř je stejnaacute jako v okoliacute
7 Opakujeme předchoziacute měřeniacute s tiacutem že baňku (tiacutem i plyn) ohřiacutevaacuteme v tepleacute
vodě a ochlazujeme ve studeneacute (kostky ledu) vodě Pozorujeme jak se měniacute
tlak
8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy nastaacutevaacute přetlak a kdy podtlak
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak můžeme přetlak a podtlak vytvořit
2 Kde se přetlak a kde se podtlak využiacutevaacute
3 Změř přetlak v baloacutenku Jak se měniacute s průměrem baloacutenku
4 Připoj k senzoru PET laacutehev Zkus mačkat laacutehev a měřit hodnotu přetlaku
5 Ohřej plyn v PET laacutehvi (horkou vodou) Uzavři PET laacutehev a ochlazuj laacutehev
(plyn) Měř podtlak uvnitř laacutehve
- 104 -
SVĚTELNEacute JEVY 213 STIacuteN A POLOSTIacuteN
Fyzikaacutelniacute princip
Stiacuten je prostor za tělesem do něhož nepronikaacute světlo ze zdroje Polostiacuten je
prostor za tělesem do ktereacuteho pronikaacute světlo pouze z čaacutesti zdroje
Ciacutel
Pomociacute senzoru světla určit intenzitu osvětleniacute v oblasti stiacutenu a polostiacutenu
Pomůcky
LabQuest žaacuterovka 12 V20 W světelnyacute senzor TILT-BTA nebo luxmetr LS-
BTA těleso
- 105 -
Scheacutema
Postup
1 Světelnyacute senzor TILT-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu
3 Zapneme LabQuest
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence 10 sndash1
Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Senzorem
světla TILT-BTA plynule pohybujeme nad oblastiacute stiacutenu a polostiacutenu z jedneacute
strany na druhou (viz scheacutema asi 10 s)
- 106 -
6 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakaacute intenzita osvětleniacute v jednotlivyacutech oblastech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Měřeniacute opakujeme se dvěma zdroji světla
2 Měřeniacute opakujeme s jinyacutem tělesem (jinyacute tvar)
- 107 -
SVĚTELNEacute JEVY 214 BARVY SVĚTLA
Fyzikaacutelniacute princip
Biacuteleacute světlo se při průchodu skleněnyacutem hranolem rozklaacutedaacute na jednoducheacute barvy
ndash vznikaacute tak spektrum
Jsou v něm tyto barvy fialovaacute indigovaacute modraacute žlutaacute oranžovaacute a červenaacute
- 108 -
Ciacutel
Pomociacute spektrofotometru určit spektrum biacuteleacuteho světla (slunečniacuteho) Daacutele určit
spektrum odraženeacuteho světla různyacutech barevnyacutech papiacuterů
Pomůcky
LabQuest spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem různě barevneacute
papiacutery
- 109 -
Scheacutema
Postup
1 Spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem zapojiacuteme do USB konektoru
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 V menu Senzory ndash Změnit jednotky ndash USB Spektrometr zvoliacuteme Intenzita
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Optickeacute vlaacutekno namiacuteřiacuteme na nebe (ve dne)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Změřiacuteme
emisniacute spektrum bdquobiacuteleacuteho světlaldquo
6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
7 Zopakujeme a uklaacutedaacuteme měřeniacute s tiacutem že těsně před optickeacute vlaacutekno
vklaacutedaacuteme různě barevneacute papiacutery (tělesa)
- 110 -
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pomociacute spektrofotometru změř spektra barev na monitoru Vyslov zaacutevěr
- 111 -
Praacutece a energie 31 PRAacuteCE
Fyzikaacutelniacute princip
Praacutece je fyzikaacutelniacute veličina Označuje se piacutesmenem W a jejiacute jednotkou je joule
(značka J) Je-li F siacutela působiacuteciacute na těleso ve směru trajektorie vykonaacute se při
přesunutiacute tělesa o draacutehu s praacutece W = Fs
Ciacutel
Určit praacuteci při přesunutiacute tělesa
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA senzor polohy MD-BTD stejnaacute tělesa (kvaacutedry
učebnicehellip)
- 112 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N Senzor polohy zapojiacuteme do konektoru
DIG 1
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes
3 Zvoliacuteme zaacuteložku tabulka V menu Tabulka zvoliacuteme Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute
sloupec Naacutezev ndash Praacutece Jednotka ndash J Tvar vyacuterazu XY Sloupec pro X ndash Siacutela
Sloupec pro Y ndash Poloha
4 Sestaviacuteme měřeniacute podle scheacutema Vynulujeme oba senzory ndash menu Senzory
ndash Vynulovat ndash Čidlo polohy a pohybu Siloměr Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se
pomalu a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce
- 113 -
6 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute
měřeniacute si můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit
7 Zaacutevěr ndash vyhodnotiacuteme jednotliveacute grafy a vykonanou praacuteci
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Kdy je praacutece nulovaacute (viz graf)
2 Kdy se praacutece konaacute (viz graf)
3 Vyzkoušej vykonat praacuteci při natahovaacuteniacute pružiny
4 Vyzkoušej vykonat praacuteci při zvedaacuteniacute tělesa
5 Vyzkoušej vykonat praacuteci při překlaacutepěniacute tělesa
- 114 -
Praacutece a energie 32 ENERGIE POLOHOVAacute
A POHYBOVAacute
Fyzikaacutelniacute princip
Polohovaacute energie Ep je druh mechanickeacute energie kterou těleso ziacuteskaacute při
zvyšovaacuteniacute sveacute nadmořskeacute vyacutešky Vypočiacutetaacuteme ji Ep= mgh Pohybovaacute energie
Ek je druh mechanickeacute energie kterou maacute pohybujiacuteciacute se těleso Vypočiacutetaacuteme ji
Ek= frac12mv2
Ciacutel
Pohybovou a polohovou energii kmitaveacuteho pohybu
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT těleso (zaacutevažiacute)
pružina stojan metr
- 115 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
LabQuestu
2 Určiacuteme tuhost použiacutevaneacute pružiny
- 116 -
3 Zapneme LabQuest
4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 10 s
5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Zvaacutežiacuteme zaacutevažiacute na digitaacutelniacutech vahaacutech a zavěsiacuteme ho na pružinu a pod
zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor a budeme měřit vzdaacutelenost a rychlost
kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině
7 Uvedeme zaacutevažiacute do kmitaveacuteho pohybu
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 117 -
9 Soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu
10 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku
a rovnici pro Ek
11 V menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku
jednotku a rovnici pro Ep
- 118 -
12 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku
a rovnici pro E
- 119 -
13 Zobraziacuteme grafy pro průběhy energiiacute
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změniacuteme dobu trvaacuteniacute na 300 s Opakujeme měřeniacute Co pozorujeme Jak se
měniacute energie
2 Jinyacute postup určeniacute tuhosti pružiny k
a) Na siloměr zavěsiacuteme pružinu
b) Vyznačiacuteme na pozadiacute (tabule) konec pružiny bdquoznačku ndash 0 cmldquo Daacutele si
pomociacute praviacutetka vyznačiacuteme značky 5 10 15 20 hellip cm
c) V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty
Naacutezev Prodlouženiacute Jednotky cm
- 120 -
d) Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
e) Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
f) Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
g) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
h) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
i) Prodloužiacuteme pružinu o 5 cm
j) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
k) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 5 cm a stiskneme OK
l) Opakujeme body i) j) a k) pro 10 15 20 hellipcm
m) Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
n) Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice
Přiacutemaacute uacuteměrnost
o) Z grafu určiacuteme tuhost pružiny k ndash je směrnice polopřiacutemky A vynaacutesobenaacute
100 (protože l jsme zadaacutevali v cm)
3 Opakujeme pro jineacute zaacutevažiacute nebo jinou pružinu
- 121 -
Praacutece a energie 33 UacuteČINNOST
Fyzikaacutelniacute princip
Uacutečinnost je podiacutel vykonaneacute praacutece W a dodaneacute energie E W
E
Ciacutel
Určit uacutečinnost při ohřiacutevaacuteniacute vody lihovyacutem kahanem
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA kaacutedinka voda digitaacutelniacute vaacutehy lihovyacute kahan
laboratorniacute stojan
- 122 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 200 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Teploměr upevniacuteme do stojanu
4 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme praacutezdnou kaacutedinku mk = kg
5 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme vodu (např 200 ml) v kaacutedince m = kg
6 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme lihovyacute kahan mk0 = kg
7 Kaacutedinku upevniacuteme do stojanu postaviacuteme pod kaacutedinku kahan a zapaacuteliacuteme
ho
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 123 -
9 Po skončeniacute měřeniacute (1 200 s = 20 min) zvaacutežiacuteme znovu lihovyacute kahan
mk1 = kg a odečteme z grafu počaacutetečniacute teplotu vody t0 =hellip degC
a konečnou teplotu t1 = degC
10 Vypočiacutetaacuteme vykonanou praacuteci W = Q = cmt = 4 180 middot middot =
J
11 Vypočiacutetaacuteme dodanou energii E = Q = hm = h(mk0 ndash mk1) = 28 865 000 middot
E = J
12 Vypočiacutetaacuteme uacutečinnost
100
W
E
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
Vyacutehřevnost ethanolu je 28 865 000 Jmiddotkgndash1
1 Vypočiacutetej kolik dodaneacute energie přijme kaacutedinka ndash sklo
(c = 670 Jmiddotkgndash1
middot Kndash1
)
- 124 -
2 Kolik procent dodaneacute energie se bdquoztratiacuteldquo
3 Znaacuteš uacutečinnějšiacute způsob ohřiacutevaacuteniacute vody Jakou maacute uacutečinnost
( httpfyzwebczclankyindexphpid=132 )
4 Proč na grafu v okamžiku zamiacutechaacuteniacute s ohřiacutevanou vodou vznikajiacute nerovnosti
(viz vyacuteše) Proč teplota nejdřiacuteve rychleji stoupaacute a pak chviacuteli klesaacute
(po zamiacutechaacuteniacute) Proč teplota pak roste přibližně rovnoměrně
5 Proč graf (viz vyacuteše) neniacute lineaacuterniacute Čiacutem je to způsobeno
6 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-
202
- 125 -
Praacutece a energie 34 NAKLONĚNAacute ROVINA
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela potřebnaacute k pohybu tělesa po nakloněneacute rovině je tolikraacutet menšiacute než tiacutehovaacute
siacutela kolikraacutet je deacutelka roviny většiacute než jejiacute vyacuteška G
hF F
s Tiacutehovou siacutelu
vypočiacutetaacuteme FG = mg
Ciacutel
Ověřit platnost funkce h
F fs
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA digitaacutelniacute vaacutehy voziacuteček se zaacutevažiacutem nakloněnaacute
rovina deacutelkoveacute měřidlo
- 126 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme siloměr DFS-BTA do vstupu CH1 Změřiacuteme deacutelku nakloněneacute
roviny s = cm Zvaacutežiacuteme voziacuteček m = kg Vypočiacutetaacuteme velikost tiacutehoveacute
siacutely FG K siloměru připojiacuteme voziacuteček
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim
Udaacutelosti + Hodnoty Naacutezev Vyacuteška Jednotka cm OK Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute
grafu
- 127 -
3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute Siacutely (N) a na
vodorovneacute ose times Vyacuteška (cm)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Zvedneme
nakloněnou rovinu do vyacutešky 10 cm a stiskneme bdquospoušťldquo pro zadaacuteniacute teacuteto
hodnoty Opakujeme pro 20 cm 30 cm 40 cm
5 Ukončiacuteme měřeniacute
6 V menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Siacutela vybereme lineaacuterniacute rovnici
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proč graf funkce h
F fs
neprochaacuteziacute počaacutetkem Tzn když h = 0 pak
F = 0
2 Zkus změřit funkci h
F fs
pomociacute plynuleacuteho zvedaacuteniacute nakloněneacute
roviny Je potřeba nastavit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim Časovaacute
zaacutekladna
- 128 -
Tepelneacute jevy 35 KALORIMETRICKAacute ROVNICE
Fyzikaacutelniacute princip
Při tepelneacute vyacuteměně mezi dvěma tělesy platiacute kalorimetrickaacute rovnice Q1 = Q2
Po dosazeniacute
c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2) Index 1 je přiřazen teplejšiacutemu tělesu a index 2
chladnějšiacutemu tělesu
Ciacutel
Ověřit platnost kalorimetrickeacute rovnice c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2)
Pomůcky
LabQuest dva teploměry TMP-BTA dvě seřiacuteznuteacute PET laacutehve digitaacutelniacute vaacutehy
- 129 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 a druhyacute teploměr TMP-
BTA do vstupu CH2 LabQuestu Do naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme teplou
vodu o hmotnosti m1 a teplotě t1 Do druheacute naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme
studenou vodu o hmotnosti m2 a teplotě t2 Hmotnosti určiacuteme pomociacute digitaacutelniacute
vaacutehy Do prvniacute naacutedoby vložiacuteme prvniacute teploměr a do druheacute naacutedoby druhyacute
teploměr Teploměry můžeme upevnit do stojanů
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
120 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 130 -
3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute obou teplot a na
vodorovneacute ose x ponechaacuteme čas
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Přeložiacuteme teploměr
z naacutedoby se studenou vodou do naacutedoby s teplou vodou a současně přelijeme
studenou vodu do tepleacute a počkaacuteme až nastane rovnovaacutežnyacute stav
5 Ukončiacuteme měřeniacute
6 Z grafů odečteme teploty před tepelnou vyacuteměnou (t1 a t2) a po tepelneacute
vyacuteměně (t)
7 Vypočiacutetaacuteme teplo odevzdaneacute Q1 a teplo přijateacute Q2
8 Porovnaacuteme vyacutesledneacute hodnoty
9 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proč měřeniacute nevychaacuteziacute uacuteplně přesně Čiacutem je to způsobeno
2 Zkus stejneacute měřeniacute pro jedno kapalneacute těleso (voda) a jedno pevneacute těleso
(mosaznyacute vaacuteleček železnyacute vaacutelečekhellip)
3 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy
OHSP-202
- 131 -
Tepelneacute jevy 36 VEDENIacute TEPLA
Fyzikaacutelniacute princip
Zahřiacutevaacuteme-li jednu čaacutest podeacutelneacuteho tělesa z pevneacute laacutetky přenaacutešiacute se rychlejšiacute
pohyb atomů na dalšiacute a dalšiacute atomy Tiacutem se zvyšuje i teplota dalšiacutech čaacutestiacute
Tento jev se nazyacutevaacute vedeniacute tepla Laacutetky děliacuteme na tepelneacute vodiče (měď
hliniacutek hellip) a tepelneacute izolanty (vzduch plasty dřevo hellip)
Ciacutel
Ověřit šiacuteřeniacute tepla tepelnyacutem vodičem
Pomůcky
LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA tlustšiacute Cu vodič lihovyacute kahan dva
laboratorniacute stojany
- 132 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme čtyři teploměry TMP-BTA do vstupů CH1 až CH4 LabQuestu
LabQuest připojiacuteme k PC přes USB konektor Teploměry můžeme upevnit do
smyček vytvořenyacutech z tlustšiacuteho měděneacuteho draacutetu ndash viz scheacutema
2 Zapneme LabQuest V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat
nastaviacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzorek sekundu Zatrhneme Nepřerušenyacute
sběr dat
3 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a postaviacuteme ho pod konec Cu vodiče ndash viz scheacutema
4 V programu LoggerPro zvoliacuteme Sběr dat Nechaacuteme určitou
dobu běžet měřeniacute
5 Ukončiacuteme měřeniacute ndash v programu LoggerPro zvoliacuteme Zastavit
6 Porovnaacuteme naměřeneacute grafy
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
- 133 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus měřeniacute pro jinyacute pevnyacute tepelnyacute vodič
2 Zkus stejneacute měřeniacute pro kapalneacute těleso (voda v naacutedobě)
- 134 -
Termika 37 SOUTĚŽ TEPLOMĚRŮ
Fyzikaacutelniacute princip
Teplota popisuje stav tělesa Teplotu měřiacuteme teploměrem Teplota tělesa
zaacutevisiacute i na miacuteře ochlazovaacuteniacute Miacutera ochlazovaacuteniacute zaacutevisiacute i na vlhkosti povrchu
tělesa (podobně ochlazovaacuteniacute lidskeacuteho těla) Vypařujiacuteciacute se kapalina odvaacutediacute čaacutest
vnitřniacute energie tělesa ndash ochlazuje ho Miacutera ochlazovaacuteniacute tělesa zaacutevisiacute i na
odvaacuteděniacute vznikajiacuteciacutech par
Ciacutel
Porovnej rychlost ochlazovaacuteniacute tělesa na povrchu sucheacuteho a mokreacuteho tělesa
Pomůcky
LabQuest teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA rychlovarnaacute konvice s horkou
vodou utěrka
- 135 -
Scheacutema
Postup
1 V konvici si ohřejeme vodu
2 Teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1
LabQuestu
3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
4 Zastrčiacuteme teploměr do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute je
praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme
tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem nepohybujeme
- 136 -
5 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash
menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Zastrčiacuteme teploměr opět do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute
je praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme
tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem budeme nyniacute maacutevat
7 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash
menu Graf ndash Uložit měřeniacute
8 Body 4 až 7 znovu opakujeme ale s tiacutem že po vytaženiacute teploměru
z konvice teploměr rychle utřeme utěrkou
9 Zobraziacuteme všechny čtyři naměřeneacute grafy ndash menu Graf ndash Ukaacutezat graf ndash
Všechny grafy
10 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus stejneacute měřeniacute s vlažnou vodou
2 Vyzkoušej jinou kapalinu
3 Pokud maacuteme čtyři teploměry můžeme proveacutest měřeniacute bdquonajednouldquo
- 137 -
Tepelneacute jevy 38 VAR
Fyzikaacutelniacute princip
Var je děj při ktereacutem se kapalina přeměňuje v plyn v celeacutem objemu Teplota
při ktereacute dochaacuteziacute k varu se nazyacutevaacute teplota varu Jejiacute hodnota zaacutevisiacute nejen na
chemickeacutem složeniacute kapaliny ale takeacute na tlaku nad povrchem kapaliny Voda
vře za normaacutelniacuteho tlaku (1 013 hPa) při 100 degC Zaacutevislost teploty varu vody
na tlaku lze přibližně vyjaacutedřit rovniciacute 5
716 2810
pt
Ciacutel
Ověřit teplotu varu za normaacutelniacuteho tlaku Ověřit zaacutevislost teploty varu na tlaku
- 138 -
Pomůcky
LabQuest teploměr GoTemp nebo TMP-BTA baňka voda lihovyacute kahan
laboratorniacute stojan odměrnyacute vaacutelec
Scheacutema
- 139 -
Postup
1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr GoTemp nebo TMP-
BTA Do baňky nalijeme horkou vodu Sestaviacuteme pomůcky podle scheacutema
V odměrneacutem vaacutelci kteryacute určuje hodnotu tlaku par nad volnyacutem povrchem vařiacuteciacute
vody neniacute voda Tzn že nad vodou v baňce je atmosfeacuterickyacute tlak
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Režim
Udaacutelosti a hodnoty Naacutezev Tlak Jednotka Pa
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a ohřiacutevaacuteme vodu v baňce až dosaacutehne teploty varu
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Paacutery vznikajiacuteciacute nad volnyacutem povrchem v baňce mohou volně odchaacutezet
hadiciacute kteraacute uacutestiacute nad dnem odměrneacuteho vaacutelce
7 Při dosaženiacute teploty varu stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
8 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku (odečteme
z barometru) a stiskneme OK
- 140 -
9 Přilijeme do odměrneacuteho vaacutelce vodu do vyacutešky 5 cm nad uacutestiacutem hadice
10 Při dosaženiacute teploty varu (poznaacuteme to podle bublinek ktereacute budou
vystupovat do vody v odměrneacutem vaacutelci) stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
11 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku zvětšenou
o hodnotu hydrostatickeacuteho tlaku a stiskneme OK
12 Opakujeme body 9 10 a 11 pro hodnoty vyacutešky hladiny vody v odměrneacutem
vaacutelci 10 cm 15 cm 20 cm a 25 cm
13 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
14 Provedeme analyacutezu grafu Jakaacute je to funkce Porovnaacuteme vyacutesledky
s vyacutesledky v MFCh tabulkaacutech Určiacuteme rovnici lineaacuterniacute funkce t = f(p)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Na čem zaacutevisiacute teplota varu určiteacute kapaliny
2 Čiacutem se lišiacute var vody v otevřeneacutem a v uzavřeneacutem tlakoveacutem hrnci
3 Může voda vařit i při nižšiacute teplotě než 100 degC
4 Pomociacute vyacutevěvy změř teploty varu při nižšiacutem tlaku než je atmosfeacuterickyacute
- 141 -
Zvukoveacute jevy 39 KMITAVYacute POHYB
Fyzikaacutelniacute princip
Kmitaveacute pohyby se nazyacutevajiacute pohyby při kteryacutech vyacutechylka opakovaně roste
a klesaacute Kmit je periodicky se opakujiacuteciacute čaacutest kmitaveacuteho pohybu doba jeho
trvaacuteniacute je perioda T a počet kmitů za jednotku času je frekvence 1
fT
Ciacutel
Určit periodu T a frekvenci f kmitaveacuteho pohybu
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA těleso (zaacutevažiacute) pružina stojan metr
- 142 -
Scheacutema
- 143 -
Postup
1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest Na siloměr zavěsiacuteme pružinu
3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
50 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute) Těleso je v klidu
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika
Určiacuteme hmotnost tělesa Ověřiacuteme na digitaacutelniacutech vahaacutech
8 Uvedeme těleso do kmitaveacuteho pohybu
9 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Provedeme
analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice (nebo soubor
nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)
- 144 -
10 Z grafu určiacuteme periodu T a vyacutepočtem frekvenci f
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Určete periodu a kmitočet joja
2 Určete periodu a kmitočet zaacutevažiacute ponořeneacuteho v kapalině
3 Určete periodu a kmitočet kmitaacuteniacute praviacutetka
4 Měř kmitavyacute pohyb delšiacute dobu Co pozoruješ
- 145 -
Zvukoveacute jevy 310 ZVUK
Fyzikaacutelniacute princip
Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz
Ciacutel
Určit časovyacute diagram některyacutech zdrojů zvuku ndash ladičky klaacuteves hudebniacutech
naacutestrojůhellip
Určit frekvenci (vyacutešku) toacutenů c1 d
1 e
1 c
2 Určit hudebniacute intervaly těchto
toacutenů Předveacutest barvu toacutenů
Pomůcky
LabQuest mikrofon MCA-BTA zdroje zvuku (hudebniacute naacutestroje) ladičky
- 146 -
Scheacutema
Postup
1 Zapneme LabQuest
2 Připojiacuteme mikrofon MCA-BTA do vstupu CH1 LabQuestu nebo v menu
Senzory ndash Nastaveniacute senzorů zvoliacuteme INT ndash Vnitřniacute mikrofon
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Rozezvučiacuteme zdroj zvuku ndash hlaacuteska bdquoaldquo bdquoeldquo bdquosldquo
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Uklaacutedaacuteme naměřeneacute zvuky v menu Graf ndash Uložit měřeniacute nebo zvoliacuteme
Pomociacute kalkulačky určujeme kmitočty periodickyacutech zvuků Uložiacuteme soubor
- 147 -
- 148 -
7 Opakujeme body 4 5 a 6 pro toacuteny c1 d
1 e
1 c
2 Určujeme kmitočet
těchto toacutenů (změřiacuteme periodu a kmitočet vypočiacutetaacuteme) a jejich hudebniacute
intervaly
8 Naměřeneacute kmitočty toacutenů a vypočiacutetaneacute hodnoty hudebniacutech intervalů
porovnaacuteme s hodnotami v tabulce
Toacuten c1 d1 e1 f1 g1 a1 h1 c2
Laděniacute absolutniacute vyacuteška (Hz)
temperovaneacute 262 294 330 349 392 440 494 524
přirozeneacute 264 297 330 352 396 440 495 528
Hudebniacute interval 11 98 54 43 32 53 158 21
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkoušiacuteme měřit časoveacute diagramy různyacutech hudebniacutech naacutestrojů
2 Zkus změřit stejneacute toacuteny různyacutech hudebniacutech naacutestrojů Co je barva toacutenů
- 149 -
Zvukoveacute jevy 311 RYCHLOST ZVUKU VE
VZDUCHU
Fyzikaacutelniacute princip
Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz Rychlost zvuku
můžeme změřit přiacutemou metodou tak že změřiacuteme vzdaacutelenost kterou zvuk urazil
a dobu za kterou mu to trvalo
Ciacutel
Určit rychlost zvuku ve vzduchu při daneacute teplotě
Pomůcky
LabQuest dva mikrofony MCA-BTA zdroj zvuku ndash dřevěneacute hůlky (hudebniacute
naacutestroj)
- 150 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 a CH 2 LabQuestu připojiacuteme dva mikrofony MCA-BTA
2 Mikrofony nastaviacuteme dle scheacutematu na jeden až dva metry od sebe Změřiacuteme
vzdaacutelenost s = m
3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
003 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute
přes 25 Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu měřeniacute neprobiacutehaacute čekaacute
na bdquospoušťldquo
5 U praveacuteho mikrofonu ťukneme do dřevěnyacutech hůlek Tiacutem se zapne
(bdquospoušťldquo) měřeniacute a oba mikrofony zaznamenajiacute zvuk Levyacute mikrofon
s určityacutem zpožděniacutem ktereacute odpoviacutedaacute vzdaacutelenosti obou mikrofonů a rychlosti
zvuku
6 Na dotykoveacute obrazovce si zvětšiacuteme miacutesto kde začiacutenaacute druhyacute zvuk ndash
označiacuteme perem a menu Graf ndash Zvětšit Daacutele označiacuteme co nejpřesněji miacutesto
kde začiacutenaacute druhyacute zpožděnyacute zvuk odečteme čas zpožděniacute t = s
- 151 -
7 Vypočiacutetaacuteme rychlost zvuku v = st = m sndash1
8 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute vzdaacutelenosti
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pokud stejneacute měřeniacute bude dělat viacutece studentů je potřeba se domluvit aby
nedošlo k vzaacutejemneacutemu rušeniacute
2 Porovnej rychlost zvuku s tabulkovou hodnotou a s hodnotami v jinyacutech
laacutetkaacutech Kde je největšiacute
3 Vypočiacutetej podle vzorce z tabulek jakaacute je rychlost zvuku při daneacute teplotě
vzduchu t = degC
4 Zkus se zamyslet nad průběhem grafů ndash jak se musiacute chvět zdroj zvuku
Zkus změřit rychlost zvuku pomociacute odrazu Naacutevod
K měřeniacute je použita odpadniacute trubka HTEM zakoupenaacute v OBI (deacutelka 1 2 nebo
3m takeacute je možneacute zakoupit viacutece stejnyacutech metrovyacutech kusů ktereacute je možno
zasouvat do sebe) K ucpaacuteniacute trubky je možneacute koupit tzv zaacutetku kteraacute se nasadiacute
- 152 -
na konec trubky Mikrofon je umiacutestěn těsně u uacutestiacute trubky K měřeniacute stačiacute pouze
jeden mikrofon K měřeniacute je potřeba stejneacute nastaveniacute (včetně bdquospouštěldquo)
5 Měřeniacute zkus nejdřiacuteve bez odpadniacute trubky a potom s trubkou
6 Jakou vzdaacutelenost musiacuteš dosadit do vzorce
7 Zkus stejneacute měřeniacute ale oddělej zaacutetku Zkus vysvětlit to co jsi naměřil
8 Nyniacute můžeš zkusit i ohřaacutet vzduch v trubce pomociacute feacutenu nebo teplovzdušneacute
pistole a teploměrem TMP-BTA měřit jeho teplotu Jak se změniacute rychlost
zvuku Co to způsobilo
- 153 -
Zvukoveacute jevy 312 VNIacuteMAacuteNIacute ZVUKU HLASITOST
Fyzikaacutelniacute princip
Praacuteh slyšitelnosti je nejmenšiacute intenzita zvuku kterou je schopen vniacutemat
pozorovatel s normaacutelniacutem sluchem (I0 = 10ndash12
W mndash2
) Praacuteh bolesti je
nejmenšiacute intenzita zvuku kteraacute vyvolaacute pocit bolesti (I0 = 10 W mndash2
) Hladina
intenzity zvuku L (v decibelech) je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute vyjadřuje kolikraacutet
je vniacutemanyacute zvuk silnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti (10kraacutet o 10 dB 100kraacutet
o 20 dB 1 000kraacutet o 30 dB hellip)
Ciacutel
Určit pomociacute hlukoměru SLM-BTA hladinu intenzity zvuku lidskeacuteho hlasu
zařiacutezeniacute a strojů kolem naacutes (pračka vysavač televize raacutedio reprodukovanaacute
hudba ulice hřiště přestaacutevka ve školehellip ticho)
- 154 -
Pomůcky
LabQuest hlukoměr SLM-BTA
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme hlukoměr SLM-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
120 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 155 -
3 Nastaveniacute hlukoměru SLM-BTA Time Weiting ndash S (slow) Maximum
Level Hold ndash RESET (průběžně zobrazuje) Frequency Weighting ndash A (pomaleacute
změny)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a postupně v 10 s
intervalech zkoušiacuteme různeacute zvuky ticho ndash potlesk ndash tlumenyacute hovor ndash hlasityacute
hovor ndash velmi hlasityacute hovor ndash křik
5 Podobně zkoušiacuteme změřit
a) hluk celeacuteho praciacuteho cyklu pračky
b) hluk různyacutech spotřebičů kolem naacutes ndash televize raacutedio zvuk ze sluchaacutetek
(přiloženiacutem hlukoměru ke sluchaacutetkům) zvuk mobilniacuteho telefonu hluk varneacute
konvice
c) hluk ve škole ndash ve třiacutedě na chodbě hellip
d) ticho ndash ve dne v noci
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Kolikraacutet je bdquoticholdquo hlučnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti
2 Vyzkoušej jak velkeacute je bdquoticholdquo uvnitř krabice
- 156 -
3 Jakeacute je bdquoticholdquo před oknem a za oknem
4 Vyzkoušej odraz zvuku ndash v miacutestnosti na louce
5 Změř jak se měniacute hladina intenzity zvuku za bouřky
6 Zkoumej jak zvuk pohlcujiacute různeacute materiaacutely
7 Vyzkoušej odraz zvuku pomociacute desky Např
8 Vyzkoušej naměřit v jeskyni hlasitost ozvěny
- 157 -
9 U reproduktoroveacute soustavy (stereo) zkus naleacutezt miacutesto s nejsilnějšiacute hlasitostiacute
10 Změř zaacutevislost hlasitosti na uacutehlu naacuteklonu odrazneacute desky Sestroj graf
11 Změř směrovou charakteristiku reproduktoru
( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=393)
12 Změř frekvenčniacute charakteristiku reproduktoru
( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=392)
- 158 -
Elektrickeacute vlastnosti laacutetek
313 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ ELEKTRICKYacute PROUD
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovanyacutech
těles kteryacute se projevuje silovyacutem působeniacutem na jinaacute tělesa Jeho jednotkou je
coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při pokusech ve třiacutedě
pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů) 1 nC je přibližně
6000000000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj elektronu hellip)
Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj (na skleněneacute
tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně nabiteacute těleso maacute
viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute protony
K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič naacuteboje
Elektrickyacute proud I je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličinou Jeho jednotkou je ampeacuter
(A) Můžeme jej vyjaacutedřit pomociacute naacuteboje Q kteryacute projde vodičem za jednotku
času Q
It
Ciacutel
Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute
při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute
Změřit proud I v zaacutevislosti na čase t a určit velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute
a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru
- 159 -
Pomůcky
LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA ampeacutermetr DCP-BTA tělesa (plechovka
na polystyreacutenu kovoveacute kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem
držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute těles kondenzaacutetor 15 mF16 V plochaacute baterie
45 V žaacuterovka 35 V 01 A přepiacutenač
- 160 -
Scheacutema
Postup
1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou
krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku
připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou
zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě
- 161 -
kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru
zvoliacuteme rozsah plusmn100 nC (scheacutema a))
2 Zapneme LabQuest
3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem
ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj
Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky
5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence
2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj
z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute
naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)
Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky
9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute
tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)
10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu 3times3
mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle
- 162 -
Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm
Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je
11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech
(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)
12 Sestaviacuteme obvod podle scheacutema b)
13 Změřiacuteme časovyacute průběh proudu při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru
- 163 -
14 Určiacuteme velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru pomociacute
funkce menu Analyacuteza volba Integraacutel
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zopakuj měřeniacute v bodech 13 a 14 pro různaacute zapojeniacute dvou nebo viacutece
kondenzaacutetorů
- 164 -
Elektrickyacute proud 314 OHMŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Ohmův zaacutekon Pokud maacute kovovyacute vodič staacutelou teplotu je elektrickyacute proud
prochaacutezejiacuteciacute vodičem přiacutemo uacuteměrnyacute napětiacute na vodiče (r 1826 G S Ohm)
Grafem přiacutemeacute uacuteměrnostiacute je přiacutemka prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem
Ciacutel
Ověřit Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky a rezistory 12 Ω 33 Ω
a 100 Ω
Pomůcky
LabQuest rezistor 33 Ω a 100 Ω žaacuterovka 6 V03 A voltmetr DVP-BTA
ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat
- 165 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
napětiacute Vlevo 0 Vpravo 6 V Na ose y zvoliacuteme Elektrickyacute proud a Spojovat
body Dole 0 a Nahoře 06 A V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Reostatem pomalu zvyšujeme napětiacute a proud Hodnota napětiacute nesmiacute
překročit 5 V a proudu 06 A Zobrazuje se tzv voltampeacuterovaacute charakteristika
Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro rezistor 33 Ω a pro žaacuterovku
- 166 -
7 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Platiacute Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky
2 Porovnej voltampeacuteroveacute charakteristiky rezistorů s různyacutemi hodnotami
odporů
3 Zkus vymyslet jak ověřiacuteš že Ohmův zaacutekon platiacute i pro wolframoveacute vlaacutekno
žaacuterovky
- 167 -
Elektrickyacute proud 315 ODPOR
Fyzikaacutelniacute princip
Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou
elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše
přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita
ρ a na teplotě t vodiče
Ciacutel
Změřit odpor bdquošpatneacuteholdquo vodiče ndash rezistoru Ověřit jak zaacutevisiacute odpor vodiče na
deacutelce
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) různeacute rezistory tahovyacute
potenciometr 10 kΩ počiacutetač s programem Logger Pro
- 168 -
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 K ohmmetru připojiacuteme tahovyacute potenciometr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se
vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 169 -
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm
2 cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute
potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute
exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute
14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Měřiacuteme odpor různyacutech rezistorů a jejich zapojeniacute
2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů
3 Změř jak zaacutevisiacute odpor potenciometru na uacutehlu natočeniacute u otočneacuteho
potenciometru
- 170 -
Elektrickyacute proud 316 ZAacuteVISLOST ODPORU NA
TEPLOTĚ
Fyzikaacutelniacute princip
Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou
elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše
přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita
ρ a na teplotě t vodiče
Na teplotě zaacutevisiacute odpor vodičů i polovodičů Odpor vodičů se vzrůstajiacuteciacute
teplotou stoupaacute (kladnyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) kdežto odpor
polovodičů uhliacuteku a některyacutech speciaacutelniacutech slitin kovů se vzrůstajiacuteciacute teplotou
klesaacute (zaacutepornyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) Elektrickyacute odpor maacute
vždy kladnou hodnotu Dobreacute vodiče kladou malyacute odpor špatneacute vodiče kladou
velkyacute odpor
Pozistor je dvoupoacutelovaacute elektrickaacute součaacutestka Jednaacute se o typ termistoru
s pozitivniacute teplotniacute zaacutevislostiacute (tzn s rostouciacute teplotou roste odpor) proto se
použiacutevaacute i označeniacute PTC termistor (positive temperature coefficient) Vyraacutebějiacute
se z polykrystalickeacute feroelektrickeacute keramiky (titaničitan barnatyacute BaTiO3)
Odpor pozistoru s růstem teploty nejprve miacuterně klesaacute nad Curieovu teplotu
poteacute prudce vzrůstaacute asi o 3 řaacutedy a pak opět miacuterně klesaacute Oblast naacuterůstu je
možneacute chemickyacutem složeniacutem ovlivňovat a tak vytvořit např sadu teploměrů
s odstupňovanyacutem teplotniacutem rozsahem (nejčastěji po 10 degC)
- 171 -
Ciacutel
Změřit jak zaacutevisiacute odpor pozistoru na teplotě
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA
pozistor kaacutedinka stojan počiacutetač s programem Logger Pro
- 172 -
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 a teploměr TMP-BTA do
konektoru CH 2 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Teploměr a pozistor jsou společně
upevněny zkroucenyacutem draacutetkem
3 K ohmmetru připojiacuteme pozistor
4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
5 Zapneme LabQuest
6 V programu LoggerPro na ose x zvoliacuteme teplotu a na ose y zvoliacuteme odpor
Tzn R = f(t)
7 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
8 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme
Nepřerušenyacute sběr dat
9 Do kaacutedinky nalijeme horkou vodu z konvice
- 173 -
10 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat Měřeniacute
nechaacuteme běžet delšiacute dobu (90 min) Pokud nemaacuteme čas můžeme měřeniacute
urychlit postupnyacutem ochlazovaacuteniacutem (přileacutevaacuteme studenou vodu nebo led)
11 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
12 Opakujeme měřeniacute pro různeacute pozistory
13 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z grafů určete teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu Porovnej jeho
velikost s hodnotami různyacutech kovů v tabulkaacutech
2 K čemu se použiacutevajiacute pozistory
- 174 -
Elektrickyacute proud 317 REOSTAT A POTENCIOMETR
Fyzikaacutelniacute princip
Plynulou změnu proudu spotřebičem umožňujiacute součaacutestky s proměnnyacutem
odporem ndash potenciometry Podle pohybu při ovlaacutedaacuteniacute je děliacuteme na tahoveacute
a otočneacute
K regulaci velkyacutech proudů použiacutevaacuteme reostat
Ciacutel
Ověřit funkci potenciometru jako děliče napětiacute a regulaacutetoru proudu
- 175 -
Pomůcky
LabQuest různeacute potenciometry počiacutetač s programem Logger Pro voltmetr
VP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA rezistor 100 Ω plochaacute baterie
- 176 -
Scheacutema
Postup
1 Voltmetr VP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 Potenciometr zapojiacuteme jako dělič napětiacute (viz scheacutema)
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment zvoliacuteme Sběr dat Moacuted
Udaacutelosti se vstupy Naacutezev sloupce deacutelka Značka d Jednotka cm
6 Na ose x zvoliacuteme veličinu deacutelka Na ose y veličinu napětiacute
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 177 -
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm
2cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute
potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko U otočneacuteho potenciometru měřiacuteme
a zadaacutevaacuteme jednotku uacutehlu
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute
exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
15 Stejneacute měřeniacute provedeme pro zapojeniacute potenciometru jako regulaacutetoru
proudu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 K čemu si využiacutevajiacute obě zapojeniacute Jakyacute je mezi nimi rozdiacutel
2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů
- 178 -
Elektrickyacute proud 318 VNITŘNIacute ODPOR ZDROJE
Fyzikaacutelniacute princip
Součet všech odporů kteryacutemi musiacute prochaacutezet proud uvnitř zdroje se nazyacutevaacute
vnitřniacute odpor zdroje Proud v uzavřeneacutem obvodu je roven podiacutelu
elektromotorickeacuteho napětiacute U0 zdroje a celkoveacuteho odporu R + Ri kde Ri je
vnitřniacute odpor zdroje
0
i
UI
R R
Ciacutel
Ověřit Ohmův zaacutekon pro uzavřenyacute obvod
Pomůcky
LabQuest rezistor 10 Ω voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute
baterie reostat 100 Ω a 10 kΩ
- 179 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x
zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat -
Ampeacutermetr Reostat 100 Ω a 10 kΩ nastaviacuteme na max hodnoty odporu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme spiacutenač
5 Reostatem 10 kΩ pomalu (10 s) zvětšujeme proud (hodnota odporu na
min) Jakmile reostat 10 kΩ vytočiacuteme do krajniacute polohy (min) pokračujeme
stejně reostatem 100 Ω do krajniacute polohy (min) Hodnota proudu nesmiacute
překročit 06 A což při napětiacute 45 V zajistiacute rezistor 10 Ω Zobrazuje se tzv
zatěžovaciacute charakteristika zdroje Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu
Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro různě stareacute plocheacute baterie
- 180 -
7 Provedeme analyacutezu jednotlivyacutech grafů V menu Analyacuteza zvoliacuteme Fitovat
křivku Napětiacute Vybereme typ rovnice Lineaacuterniacute Určiacuteme koeficienty lineaacuterniacute
funkce Opakujeme pro všechny grafy
8 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona pro uzavřenyacute obvod)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z koeficientů lineaacuterniacutech funkciacute určete napětiacute napraacutezdno U0 a zkratovyacute
proud Ik Daacutele určete vnitřniacute odpor Ri plocheacute baterie noveacute a stareacute
2 Vnitřniacute odpor plocheacute baterie se staacuteřiacutem zvětšuje Jak se to projevuje na
zatěžovaciacute charakteristice
- 181 -
Elektrickyacute proud 319 VYacuteKON ELEKTRICKEacuteHO
PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Vyacutekon P elektrickeacuteho proudu vypočiacutetaacuteme jako součin napětiacute na spotřebiči
a proudu kteryacute spotřebičem proteacutekaacute P = U I U spotřebičů je spraacutevneacute označovat
dodaacutevanyacute vyacutekon jako přiacutekon P0 Napřiacuteklad u žaacuterovky je světelnyacute vyacutekon
zlomkem elektrickeacuteho přiacutekonu
Ciacutel
Pomociacute wattmetru určit přiacutekon některyacutech spotřebičů Změřit přiacutekon v zaacutevislosti
na čase u některyacutech spotřebičů
Pomůcky
LabQuest wattmetr WU-PRO-I spotřebiče
- 182 -
Scheacutema
Postup
1 Wattmetr WU-PRO-I zapojiacuteme do USB konektoru LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 600 s Frekvence
1 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Připojiacuteme spotřebič k wattmetru
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) nebo po stisknutiacute tlačiacutetka (ukončit
měřeniacute) uložiacuteme soubor
- 183 -
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus změřit přiacutekon ledničky po dobu 24 hodin s teploměrem uvnitř Vyslov
zaacutevěr
2 Zkus změřit přiacutekon mikrovlnneacute trouby při ohřevu potravin (vody ndash změř
teplotu před začaacutetkem a po skončeniacute ohřiacutevaacuteniacute) Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče
3 Zkus změřit přiacutekon elektrovarneacute konvice nebo indukčniacuteho vařiče
s teploměrem Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče
- 184 -
Tepelneacute jevy 320 TERMOHRNEK
Fyzikaacutelniacute princip
Termosky a termohrnky jsou speciaacutelně vyrobeneacute naacutedoby ktereacute sloužiacute
k uchovaacuteniacute teploty tekutiny uvnitř Termoska byla vynalezena v roce 1982
Zaacutekladniacutem principem termosky je dvojitaacute vnitřniacute naacutedoba s lesklyacutemi dvojityacutemi
stěnami a z mezery mezi stěnami obou naacutedob je odčerpaacuten veškeryacute vzduch Přes
toto vakuoveacute prostřediacute nemůže tepelnaacute energie pronikat vedeniacutem tepelneacute
zaacuteřeniacute se odraacutežiacute zpět od lesklyacutech stěn u naacutedoby opatřeneacute zaacutetkou je omezen
i přenos prouděniacutem Diacuteky tomuto principu zůstaacutevaacute tekutina v naacutedobě teplaacute
nebo chladnaacute až po dobu několika hodin Většinou se dodaacutevajiacute termosky
s hrniacutečkem nebo sloužiacute jako hrniacuteček viacutečko laacutehve Různeacute firmy takeacute nabiacutezejiacute
možnost potisku vašiacute termosky
Ciacutel
Ověřit schopnost termohrnku udržet naacutepoj teplyacute po určitou dobu
Pomůcky
LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA různeacute termohrnky
- 185 -
Scheacutema
Postup
1 Teploměry zapojiacuteme do konektorů CH 1 až CH 4 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute (viz scheacutema) Dva termohrnky majiacute viacutečka Termohrnek
vpravo je bez viacutečka Vlevo je obyčejnyacute porcelaacutenovyacute hrnek
3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme ho přes USB k PC V programu LoggerPro
v menu Experiment ndash Sběr dat zatrhneme Nepřerušenyacute sběr dat
4 Do všech termohrnků nalijeme stejneacute množstviacute horkeacute vody z konvice
5 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
- 186 -
6 Po určiteacute době (např 2 až tři hodiny) zastaviacuteme měřeniacute
7 Vysloviacuteme zaacutevěr Co vše maacute vliv na udrženiacute tepleacuteho naacutepoje
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Opakujeme měřeniacute u všech termohrnků bez viacuteček
2 Opakujeme měřeniacute u všech hrnků s viacutečky
3 Opakujeme měřeniacute se studenyacutem naacutepojem Využijeme při tom kostky ledu
- 187 -
Elektrodynamika 41 MAGNETICKEacute POLE VODIČE
Fyzikaacutelniacute princip
Roku 1820 Hans Christian Oersted prokaacutezal že vodič jiacutemž prochaacuteziacute
elektrickyacute proud vytvaacuteřiacute kolem sebe magnetickeacute pole
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar soustřednyacutech kružnic ležiacuteciacutech v rovinaacutech
kolmyacutech na vodič Orientace indukčniacutech čar zaacutevisiacute na směru proudu a k jejiacutemu
určeniacute použiacutevaacuteme Ampeacuterovo pravidlo praveacute ruky Naznačiacuteme uchopeniacute
vodiče do praveacute ruky tak aby palec ukazoval dohodnutyacute směr proudu ve
vodiči prsty pak ukazujiacute orientaci magnetickyacutech indukčniacutech čar
- 188 -
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho
vodičem a na vzdaacutelenosti od vodiče
Pomůcky
LabQuest rezistor 10 Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA vodič
regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127
- 189 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash
max 06A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci v okoliacute vodiče
6 Potom nastaviacuteme konstantniacute hodnotu proudu a pohybujeme teslametrem
v kolmeacutem směru k ose vodiče
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce B na velikosti
elektrickeacuteho proudu I a na vzdaacutelenosti
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ze znalosti velikosti proudu a vzdaacutelenosti od vodiče spočiacutetej magnetickou
indukci
2π
IB
d kde μ0 = 4πmiddot10
ndash7NmiddotA
ndash2
- 190 -
Elektrodynamika 42 SIacuteLA PŮSOBIacuteCIacute NA VODIČ
V MAGNETICKEacuteM POLI
Fyzikaacutelniacute princip
Na vodič o deacutelce l kteryacutem prochaacuteziacute proud I a je umiacutestěnyacute v magnetickeacutem poli
trvaleacuteho magnetu s indukciacute B působiacute siacutela F = BIl
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost siacutely působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli na velikosti proudu
prochaacutezejiacuteciacuteho vodičem
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA ampeacutermetr HCS-BTA vodič magnet
regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute KXN-305D rezistor 2 Ω-10 W
- 191 -
Scheacutema
- 192 -
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
siloměr DFS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo ndash5 A Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Siacutela a Spojovat body
Dole ndash003 N a Nahoře 003 N V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash
max 5 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Regulovatelnyacutem zdrojem zmenšujeme napětiacute (proud) na 0 V (0 A)
Přepoacutelujeme zapojeniacute zdroje Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute
(proud) Kontrolujeme proud ndash max 5 A Graf se vykresluje na opačnou stranu
osy y Siloměrem měřiacuteme siacutelu působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli
7 Provedeme analyacutezu grafu ndash proložiacuteme lineaacuterniacute funkci
8
9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute siacutela na velikosti elektrickeacuteho proudu I
- 193 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vypočiacutetej velikost siacutely ze znaacutemyacutech hodnot B I a l F BIl Magnetickou
indukci B změř teslametrem uvnitř magnetickeacuteho pole magnetu
2 Miacutesto jednoducheacuteho vodiče použij několik zaacutevitů vodiče (viz scheacutema)
Porovnej vyacutesledky měřeniacute
3 Měřeniacute uspořaacutedej vodorovnyacutem směrem Siloměr bude zavěšenyacute svisle
a ciacutevka bude otočně upevněnaacute uprostřed Ktereacute uspořaacutedaacuteniacute je vyacutehodnějšiacute
- 194 -
Elektrodynamika 43 ELEKTROMAGNETICKAacute
INDUKCE
Fyzikaacutelniacute princip
Elektromagnetickaacute indukce je jev při ktereacutem vznikaacute elektrickeacute napětiacute ve
vodiči změnou magnetickeacuteho pole v okoliacute vodiče (ciacutevky) Indukovaneacute napětiacute
zaacutevisiacute na velikosti změny magnetickeacuteho pole i na rychlosti jeho změny
Ciacutel
Změřit indukovaneacute napětiacute Ověřit na čem zaacutevisiacute
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA ciacutevka s jaacutedrem permanentniacute magnet
- 195 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod
dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 5 s
Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Roztočiacuteme
permanentniacute magnet v těsneacutem okoliacute ciacutevky (jaacutedra)
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 196 -
4 Opakujeme měřeniacute s rychlejšiacutem (pomalejšiacutem) otaacutečeniacutem magnetu
5 Vyměniacuteme magnet za bdquosilnějšiacuteldquo
6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash na čem zaacutevisiacute indukovaneacute napětiacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus ciacutevku s jinyacutem počtem zaacutevitů
2 Zkus pohybovat membraacutenou reproduktoru a měřit indukovaneacute napětiacute
3 Zkus napjatou strunu umiacutestit do magnetickeacuteho pole a na niacute měřit velikost
indukovaneacuteho napětiacute
- 197 -
Elektrodynamika 44 STŘIacuteDAVYacute PROUD
Fyzikaacutelniacute princip
Střiacutedavyacute proud (napětiacute) je proud kteryacute staacutele měniacute svoji velikost i směr Časovyacute
průběh různyacutech střiacutedavyacutech proudů (napětiacute) může byacutet harmonickyacute (sinusoida)
obdeacutelniacutekovyacute trojuacutehelniacutekovyacutehellip
Z časoveacuteho průběhu harmonickeacuteho proudu (napětiacute) můžeme určit periodu
frekvenci a amplitudu
Ciacutel
Změř časovyacute průběh harmonickeacuteho napětiacute a urči jeho efektivniacute hodnotu
periodu frekvenci a amplitudu Urči vztahy mezi nimi
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA (+ndash10 V) zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute do 5 V
multimetr
- 198 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme voltmetr VP-BTA (+ndash10 V)
2 Do školniacuteho zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute (max 5 V stř) připojiacuteme rezistor
100 Ω
3 Paralelně k tomuto rezistoru připojiacuteme multimetr zapojenyacute jako střiacutedavyacute
voltmetr Zkontrolujeme že napětiacute neniacute většiacute než 5 V (efektivniacute hodnota)
4 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
01 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute
přes 001 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
5 Připojiacuteme vyacutevody voltmetru k rezistoru a stiskneme tlačiacutetko START
(měřeniacute) na LabQuestu
6 Po proběhleacutem měřeniacute v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika ndash Napětiacute
7 Z tabulky Statistika můžeme odečiacutest max hodnotu napětiacute = amplituda
Umax = V
8 Na voltmetru odečteme efektivniacute hodnotu napětiacute Uef = V
- 199 -
9 Vzhledem k tomu že jsme zadali dobu měřeniacute 01 s tak se zobrazilo přesně
5 period Tzn že jedna perioda je T = 002 s a frekvence je f = 50 Hz
10 Vypočiacutetaacuteme poměr Umax Uef =
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jako zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute můžeme
použiacutet samotnyacute LabQuest s vyacutekonovyacutem
zesilovačem PAMP kteryacute připojiacuteme
k LabQuestu a v aplikaci Zesilovač (generaacutetor
funkciacute) můžeme nastavovat druh střiacutedaveacuteho
signaacutelu (sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek pila)
frekvenci a amplitudu Pomociacute druheacuteho
LabQuestu můžeme kontrolovat ndash měřit tento
střiacutedavyacute signaacutel
2 Jako jinyacute zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute (proudu)
můžeme použiacutet generaacutetor funkciacute NTL I u něj
je možneacute nastavovat druh střiacutedaveacuteho signaacutelu
(sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek) frekvenci
a amplitudu kterou můžeme pomociacute
LabQuestu měřit
3 Kde se využiacutevaacute střiacutedaveacute napětiacute (proud) S jakyacutem průběhem
4 Zkus změřit střiacutedaveacute napětiacute v nějakeacutem přiacutestroji např na reproduktoru
baterioveacuteho raacutedia Pozor střiacutedaveacute napětiacute musiacute byacutet menšiacute než plusmn10 V Ověř
nejdřiacuteve stř voltmetrem
- 200 -
Elektrodynamika 45 TŘIacuteFAacuteZOVEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Třiacutefaacutezoveacute napětiacute vznikaacute otaacutečeniacutem magnetu v soustavě třiacute ciacutevek Maacuteme tedy tři
zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute ndash faacuteze Třiacutefaacutezovyacute rozvod lze využiacutet k zapojeniacute do
hvězdy nebo k zapojeniacute do trojuacutehelniacuteku Faacutezoveacute napětiacute (u1 u2 u3) je napětiacute
(v našich domaacutecnostech 230 V) mezi středniacutem vodičem (N) a faacutezovyacutem
vodičem (L1 L2 L3) Sdruženeacute napětiacute (u12 u13 u23) je napětiacute (v našich
domaacutecnostech 400 V) mezi libovolnyacutemi dvěma faacutezovyacutemi vodiči
Ciacutel
Změřit časovyacute průběh napětiacute třiacute faacuteziacute v zapojeniacute do hvězdy Ověřit že součet
napětiacute v každeacutem čase je nulovyacute Ověřit že poměr sdruženeacuteho a faacutezoveacuteho
napětiacute je 173kraacutet většiacute
Pomůcky
LabQuest zdroj třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute 3 rezistory 100 Ω 3 voltmetry VP-BTA
- 201 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme 3 voltmetry VP-BTA ke vstupům CH1 CH2 a CH3 LabQuestu
Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu Na zdroji třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute nastaviacuteme hodnotu
faacutezoveacuteho napětiacute do 5 V
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
005 s Frekvence 10 000 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Uložiacuteme měřeniacute
- 202 -
5 Provedeme analyacutezu grafu Odečiacutetaacuteme v každeacutem časoveacutem okamžiku
okamžiteacute hodnoty napětiacute u1 u2 a u3 a provaacutediacuteme jejich součet ndash ověřujeme že
součet je nulovyacute
6 Střiacutedavyacutem voltmetrem změřiacuteme sdruženeacute a faacutezoveacute napětiacute (efektivniacute
hodnoty) a vypočiacutetaacuteme jejich poměr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z grafu ndash časoveacuteho průběhu napětiacute urči o jakou čaacutest periody jsou
posunuta napětiacute
2 Z grafu urči jakyacute je frekvence a perioda střiacutedavyacutech napětiacute
3 Jakyacute je poměr efektivniacute a maximaacutelniacute hodnoty faacutezoveacuteho střiacutedaveacuteho napětiacute
ktereacute jsi naměřil
4 Z grafu urči amplitudu sdruženeacuteho napětiacute a amplitudu faacutezoveacuteho napětiacute
Jakyacute je jejich poměr
- 203 -
Elektrodynamika 46 ELEKTROMAGNETICKEacute VLNY
Fyzikaacutelniacute princip
Magnetickeacute pole můžeme znaacutezornit pomociacute indukčniacutech čar
Elektrickeacute pole popisujeme elektrickyacutemi siločarami
Elektrickeacute a magnetickeacute pole spolu často souvisejiacute Mluviacuteme pak
o elektromagnetickeacutem poli Elektromagnetickeacute vlny jsou přiacutečneacute a šiacuteřiacute se i ve
vakuu Šiacuteřiacute se rychlostiacute světla Elektromagnetickyacutemi vlnami se přenaacutešejiacute
signaacutely rozhlasu televize mobilniacutech telefonů atd I světlo je elektromagnetickeacute
vlněniacute (zaacuteřeniacute)
- 204 -
Mezi frekvenciacute f vlnovou deacutelkou λ a rychlostiacute šiacuteřeniacute elektromagnetickeacuteho
vlněniacute c (světla) platiacute vzorecc
f
Ciacutel
Změřit vlnovou deacutelku elektromagnetickeacuteho vlněniacute Prokaacutezat polarizaci
elektromagnetickeacute vlny
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA bezdraacutetovyacute zvonek ndash tlačiacutetko pracujiacuteciacute na
frekvenci 43392 MHz přijiacutemač s půlvlnnyacutem dipoacutelem (viz přiacutespěvek O
Lepila)
Scheacutema
- 205 -
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod
dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Pohybujeme rovnoměrnyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema pohyb 1)
5 Z poloh maxim a minim určiacuteme vlnovou deacutelku
6 Uložiacuteme měřeniacute
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pohybujeme rovnoměrnyacutem otaacutečivyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema
pohyb 2)
9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash vlnovaacute deacutelka a polarizace elektromagnetickeacuteho vlněniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vyzkoušej jak zaacutevisiacute velikost naměřeneacuteho napětiacute na vzdaacutelenosti vysiacutelače od
přijiacutemače
2 Pomociacute mřiacutežky nebo plechu vyzkoušej odraz vlněniacute (a interferenci)
- 206 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
47 TERMISTOR
Fyzikaacutelniacute princip
Termistor je polovodičovaacute součaacutestka jejiacutež odpor zaacutevisiacute na teplotě
Ciacutel
Změř zaacutevislost odporu termistoru na teplotě Urči o jakou zaacutevislost se jednaacute
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA
rychlovarnaacute konvice s horkou vodou termistory se jmenovitou hodnotou
odporu 4k7 10k 15k počiacutetač s programem Logger Pro
- 207 -
Scheacutema
Postup
1 V konvici si ohřejeme vodu
2 Teploměr TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 2 a ohmmetr do
konektoru CH 1 LabQuestu
3 K ohmmetru připojiacuteme termistor (10k) kteryacute zastrčiacuteme společně
s teploměrem do kaacutedinky
- 208 -
4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
5 Zapneme LabQuest
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Experiment ndash Sběr dat Trvaacuteniacute
300 s Frekvence 1 čteniacutes
8 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu na
osu y Odpor a na osu x Teplotu
9 Nalejeme horkou vodu z konvice do kaacutedinky s teploměrem a termistorem
a zapneme Sběr dat v programu LoggerPro
10 Voda postupně chladne a počiacutetač vykresluje graf zaacutevislosti R = f(t)
Ochlazovaacuteniacute můžeme pomalu urychlovat opatrnyacutem přileacutevaacuteniacutem studeneacute vody
a současnyacutem miacutechaacuteniacutem Pro hlubšiacute ochlazeniacute můžeme použiacutet kousek ledu
11 Po skončeniacute měřeniacute (300 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti ndash menu
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute a můžeme opakovat měřeniacute pro dalšiacute
termistor Nebo při měřeniacute použiacutet současně dva ohmmetry (CH 2 a CH 3) a dva
termistory
12 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
- 209 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z programu Logger Pro z tabulky můžeme naměřenaacute data pomociacute Ctrl+C
a Ctrl+V zkopiacuterovat do programu Excel a tam je daacutele zpracovaacutevat ndash sestrojit
graf proložit funkci
2 V programu Logger Pro můžeme v menu Analyacuteza ndash Curve Fit zkusit
proložit funkci kterou si vybereme ze seznamu Ověř vyacutepočtem (Excel
kalkulačka) že zvolenaacute funkce bdquofungujeldquo
3 Zdůvodněte proč odpor termistoru klesaacute s rostouciacute teplotou Kde se toho
využiacutevaacute
- 210 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
48 FOTOREZISTOR
Fyzikaacutelniacute princip
Fotorezistor (dřiacuteve označovaacuten jako fotoodpor) je pasivniacute elektrotechnickaacute
součaacutestka bez PN přechodu jejiacutež elektrickyacute odpor R se snižuje se zvyšujiacuteciacutem
se osvětleniacutem E
Princip fotorezistoru je založen na vnitřniacutem fotoelektrickeacutem jevu světlo
(foton) naraziacute do elektronu ve valenčniacute sfeacuteře a předaacute mu svoji energii tiacutem
elektron ziacuteskaacute dostatek energie k překonaacuteniacute zakaacutezaneacuteho paacutesu a skočiacute
z valenčniacuteho paacutesu do vodivostniacuteho Tiacutem opustiacute svůj atom a pohybuje se jako
volnyacute elektron prostorem krystaloveacute mřiacutežky Na jeho miacutestě vznikla diacutera Takto
vznikleacute volneacute elektrony přispiacutevajiacute ke sniacuteženiacute elektrickeacuteho odporu R (zvyacutešeniacute
elektrickeacute vodivosti G) Čiacutem viacutece světla na fotorezistor dopadaacute tiacutem vznikaacute viacutece
volnyacutech elektronů a zvyšuje se tiacutem elektrickaacute vodivost
Ciacutel
Změřit zaacutevislost odporu fotorezistoru na vzdaacutelenosti od zdroje světla
(žaacuterovky) Analyzovat funkčniacute zaacutevislost
- 211 -
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) fotorezistor počiacutetač
s programem Logger Pro
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 K ohmmetru připojiacuteme fotorezistor
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se
vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Fotorezistor (upevněnyacute v trubičce) nastaviacuteme 10 cm od žaacuterovky
- 212 -
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 10 cm a stiskneme OK
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 20 cm 30 cmhellip
150 cm
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute fotorezistory
14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Připoj k LabQuestu luxmetr a změř zaacutevislost odporu na osvětleniacute
- 213 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
49 TRANZISTOR JAKO SPIacuteNAČ A ZESILOVAČ
Fyzikaacutelniacute princip
Tranzistor je polovodičovaacute součaacutestka se dvěma přechody PN Středniacute čaacutest
krystalu polovodiče je baacuteze B a přechody PN ji oddělujiacute od oblasti s opačnyacutem
typem vodivosti kolektorem C a emitorem E Podle druhu vodivosti
jednotlivyacutech čaacutestiacute označujeme tranzistory jako typy NPN a PNP
Zaacutekladniacute funkce tranzistoru Maleacute napětiacute v obvodu baacuteze vzbuzuje proud
kteryacute je přiacutečinou mnohokraacutet většiacuteho proudu v obvodu kolektoroveacutem Tranzistor
se použiacutevaacute jako bdquoelektronickyacute spiacutenačldquo a bdquozesilovačldquo
- 214 -
Ciacutel
Ověřit činnost tranzistoroveacuteho spiacutenače a tranzistoroveacuteho zesilovače
Pomůcky
LabQuest dva voltmetry VP-BTA zapojeniacute tranzistoru jako spiacutenače
a zesilovače (podle scheacutema) generaacutetor signaacutelu baterie 45 V
Scheacutema
a) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquospiacutenačeldquo
- 215 -
b) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquozesilovačeldquo
Postup
1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 a CH 2 LabQuestu
2 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquospiacutenačldquo dle scheacutema a) Voltmetry měřiacuteme napětiacute
UBE (U1) a UCE (U2)
3 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme trojuacutehelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 5V
4 Voltmetr U1 připojiacuteme mezi baacutezi a emitor (UBE) Voltmetr U2 připojiacuteme
mezi kolektor a emitor (UCE)
5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
3 s Frekvence 10 000 čteniacutes
6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
- 216 -
Tranzistor jako bdquospiacutenačldquo
7 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
8 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquozesilovačldquo dle scheacutema b) Voltmetry měřiacuteme
napětiacute UBE (U1) a UCE (U2) Potenciometrem P nastaviacuteme bdquopracovniacute bod
tranzistoruldquo ndash UCE bude miacutet polovičniacute hodnotu napaacutejeciacuteho napětiacute
9 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme sinusovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 015 V
10 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 01 s Frekvence 10 000 čteniacutes
11 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
- 217 -
12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
13 Určiacuteme jakyacute je poměr UCEUBE
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Při jakeacutem napětiacute UBE tranzistor bdquosepneldquo Jak dlouho probiacutehaacute bdquosepnutiacuteldquo
2 Zkus měnit kmitočet vstupniacuteho napětiacute zesilovače
3 Zkus měnit nastaveniacute pracovniacuteho bodu Jakyacute to maacute vliv na vyacutestupniacute signaacutel
4 Zkus měnit velikost střiacutedaveacuteho vstupniacuteho napětiacute Jakyacute to maacute vliv na tvar
vyacutestupniacuteho napětiacute
- 218 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
410 INTEGROVANYacute OBVOD
Fyzikaacutelniacute princip
Prvniacute integrovanyacute obvod zkonstruoval Jack Kilby koncem srpna 1958 (r 2000
Nobelova cena za fyziku) Integrovaneacute obvody jsou součaacutestky ktereacute v jednom
pouzdře obsahujiacute velkeacute množstviacute vodičů rezistorů kondenzaacutetorů diod
a tranzistorů Děliacuteme je na čiacuteslicoveacute analogoveacute hellip
- 219 -
Ciacutel
Ověřit činnost integrovaneacuteho obvodu (čiacuteslicovyacute analogovyacute hellip)
Pomůcky
LabQuest tři voltmetry VP-BTA moduly zapojeniacute integrovanyacutech obvodů
LabQuest jako generaacutetor signaacutelu nebo jinyacute generaacutetor signaacutelu
- 220 -
Scheacutema
a) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo
b) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo
- 221 -
Postup
1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu
2 Zapojiacuteme čiacuteslicovyacute integrovanyacute obvod MH 7400 jako bdquoANDldquo bdquoORldquo hellip
dle scheacutematu a) b)
3 Na dvou generaacutetorech signaacutelu nastaviacuteme
obdeacutelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 45 V
4 Na prvniacutem generaacutetoru nastaviacuteme kmitočet
2 Hz a na druheacutem 3 Hz Připojiacuteme je na
vstupy A a B a připojiacuteme k nim voltmetry 1
a 2 K vyacutestupu Y připojiacuteme 3 voltmetr
5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 s Frekvence 200 čteniacutes
6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme
- 222 -
Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo
Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute
funkce bdquoNANDldquo
2 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute
funkce bdquoNORldquo
3 Zkus dalšiacute logickeacute funkce
4 Vyzkoušej funkci jinyacutech čiacuteslicovyacutech integrovanyacutech obvodů Např MH
7493 MH 74153 hellip
5 Vyzkoušej funkci jinyacutech analogovyacutech integrovanyacutech obvodů Např NE
555 hellip
- 223 -
Atomy a zaacuteřeniacute 411 RADIOAKTIVITA A OCHRANA
PŘED ZAacuteŘENIacuteM
Fyzikaacutelniacute princip
Radioaktivita je samovolnaacute přeměna jader Při přeměnaacutech jader vznikaacute zaacuteřeniacute
alfa beta gama a dalšiacute Poločas přeměny je doba za kterou se přeměniacute
polovina původniacuteho počtu radioaktivniacutech jader Ionizujiacuteciacute zaacuteřeniacute škodiacute všem
živyacutem buňkaacutem a je potřeba se před niacutem chraacutenit
Ciacutel
Změř uacuteroveň pozadiacute v miacutestnosti a na louce Ověř uacutečinek ozaacuteřeniacute detektoru od
zdroje zaacuteřeniacute na vzdaacutelenosti době tloušťce stiacuteněniacute a materiaacutelu stiacuteněniacute Ověř
zaacutekon radioaktivniacute přeměny Urči poločas přeměny baria 137m
Ba
Pomůcky
LabQuest souprava GAMABETA (GABEset-1) kabel k propojeniacute detektoru
s LabQuestem (viz doplňkovyacute text) souprava GABEset-2 přiacutepadně detektor
zaacuteřeniacute DRM-BTD
- 224 -
Scheacutema
Postup
1 Propojiacuteme detektor zaacuteřeniacute DRM-BTD (od firmy Vernier) nebo indikaacutetor
zaacuteřeniacute IRA ze soupravy GAMABETA 2007 (staršiacute GABEset-1) do konektoru
DIG 1 LabQuestu V druheacutem přiacutepadě musiacuteme požiacutet propojovaciacute kabel (viz
doplňkovyacute text nebo httpwwwvernierczclankypropojeni-gamabety-s-
labquestem)
2 Zapneme LabQuest V menu Senzor ndash Nastaveniacute senzorů vybereme pro
DIG 1 Detektor radiace Je vyacutehodneacute připojit dva detektory současně Druhyacute do
DIG 2 Oba umiacutestiacuteme na různaacute miacutesta (ne vedle sebe)
- 225 -
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Frekvence 01 čteniacutes a Trvaacuteniacute
100s
4 V menu Graf ndash Parametry grafu zvoliacuteme Automatickeacute měřiacutetko od nuly
5 Detektor (y) zaacuteřeniacute postaviacuteme volně na stůl Nepoužiacutevaacuteme žaacutednyacute zdroj
zaacuteřeniacute
6 Zapneme Sběr dat Měřeniacute bude probiacutehat 100 s v 10-ti sekundovyacutech
intervalech Vykresluje (iacute) se křivka (y) kteraacute (eacute) znaacutezorňuje (iacute) radioaktivitu
kolem naacutes (pozadiacute) v miacutestnosti nebo na louce Radioaktivita je přirozenou
součaacutestiacute našeho života Pokud použijeme dva detektory současně vidiacuteme že na
různyacutech miacutestech je jinyacute naacutepočet Radioaktivniacute přeměny majiacute statistickou
povahu
7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme (menu Graf ndash Uložit měřeniacute)
8 Pro dalšiacute měřeniacute můžeme změnit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme
Frekvence 001 čteniacutes a Trvaacuteniacute 1 000 s
9 V dalšiacutech měřeniacutech postupujeme stejně (bod 6 a 7) ale můžeme plnit
různeacute uacutekoly
a) Stanovit uacutečinek vzdalovaacuteniacute detektoru od zdroje zaacuteřeniacute (použijeme školniacute
zdroj zaacuteřeniacute ze soupravy GAMABETA) Pokud použijeme dva detektory
současně jeden nechaacuteme samostatně a druhyacute budeme ozařovat zdrojem zaacuteřeniacute
z různyacutech vzdaacutelenostiacute a v 10-ti (přiacutepadně při změně nastaveniacute bod 8 ndash 100)
sekundovyacutech intervalech budeme zdroj zaacuteřeniacute postupně po 2 cm vzdalovat od
detektoru
b) Stanovit miacuteru absorpce zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na tloušťce vrstvy
stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu Jeden detektor ozařujeme zaacuteřeniacutem beta a druhyacute zaacuteřeniacutem
gama (ze školniacuteho zdroje zaacuteřeniacute) Přitom v danyacutech časovyacutech intervalech
měniacuteme tloušťku měděneacute destičky (viz naacutevod k soupravě GAMABETA)
Vzhledem k tomu že je možno nastavit 6 různyacutech tlouštěk destičky (ek) potom
je vhodneacute dobu trvaacuteniacute změnit na 60 přiacutepadně 600 sekund
c) Stanovit rozdiacutel v absorpci zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na protonoveacutem
čiacutesle stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu shodneacute tloušťky Souprava GAMABETA obsahuje
destičky různyacutech materiaacutelů hliniacutek železo ciacuten měď olovo Prvniacute měřeniacute
provaacutediacuteme bez absorpčniacute destičky a potom postupně vystřiacutedaacuteme destičky
z různyacutech materiaacutelů Pro měřeniacute b) a c) je vhodnějšiacute doba trvaacuteniacute 600 s protože
- 226 -
změna tloušťky nebo materiaacutelu vyžaduje dvě sekundy a tiacutem zmenšiacuteme chybu
měřeniacute v jednotlivyacutech intervalech
d) Ověřeniacute zaacutekona radioaktivniacute přeměny Pro měřeniacute je potřeba ještě
souprava GABEset-2 kteraacute umožňuje přiacutepravu eluaacutetu baria k určeniacute poločasu
přeměny baria 137m
Ba (cca 150 s) K měřeniacute musiacuteme proveacutest nastaveniacute v bodě
8 (viz vyacuteše) Postupujeme podle naacutevodu v soupravě GABEset-2
10 Vysloviacuteme zaacutevěry
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus vyacuteše uvedenaacute měřeniacute proveacutest s připojenyacutem LabQuestem k PC
v programu Logger Pro Zde je možno nastavit zobrazeniacute grafu v sloupečciacutech
ndash menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu ndash Graph options ndash Bar graph
2 Zkus proměřit poločas přeměny s připojenyacutem LabQuestem k PC
v programu Logger Pro Pro detektor 1 můžeme proveacutest analyacutezu grafu
Analyacuteza ndash CurveFit ndash Natural exponent (proložit exponenciaacutelniacute funkci)
Poločas rozpadu je pak převraacutecenou hodnotou koeficientu C (viz niacuteže graf)
- 227 -
Atomy a zaacuteřeniacute 412 SLUNCE ndash SDIacuteLENIacute TEPLA
SAacuteLAacuteNIacuteM
Fyzikaacutelniacute princip
Slunce vysiacutelaacute elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute do prostoru Dopadne-li toto zaacuteřeniacute na
nějakeacute jineacute těleso a dojde-li k pohlceniacute tohoto zaacuteřeniacute zvyacutešiacute se vnitřniacute energie
tohoto tělesa Souhrnně se vzaacutejemneacute saacutelaacuteniacute a pohlcovaacuteniacute při dvou nebo i viacutece
tělesech s různyacutemi teplotami nazyacutevaacute sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem Dopadne-li toto
zaacuteřeniacute na jineacute těleso je čaacutestečně pohlceno čaacutest se odraacutežiacute a čaacutest prochaacuteziacute
tělesem Pohlceneacute zaacuteřeniacute způsobuje zvyacutešeniacute vnitřniacute energie tělesa odraženeacute
zaacuteřeniacute dopadaacute na jinaacute tělesa a prochaacutezejiacuteciacute zaacuteřeniacute přechaacuteziacute na jinaacute tělesa
Pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa zaacutevisiacute předevšiacutem na jakosti povrchu
a takeacute na barvě povrchu V praxi maacute tento poznatek vyacuteznam předevšiacutem při
konstrukci různyacutech zařiacutezeniacute např biacuteleacute chladničky a mrazaacuteky (aby se co nejviacutece
zaacuteřeniacute odrazilo) v leacutetě nosiacuteme předevšiacutem světleacute oblečeniacute Chceme-li naopak
aby se co nejviacutece zaacuteřeniacute pohltilo voliacuteme černou barvu povrchu
Ciacutel
Ověřit pohltivost různyacutech povrchů
Pomůcky
LabQuest 4 ks teploměr TMP-BTA 4 ks PET laacutehviacute s různyacutem povrchem
žaacuterovka 100 W 300 W
- 228 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměry TMP-BTA ke vstupům CH1 až CH4 LabQuestu
Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
600 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Zapneme žaacuterovku 300 W
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 229 -
5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa na
jakosti povrchu a takeacute na barvě povrchu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute se 100 W žaacuterovkou
2 Provedeme měřeniacute pro jineacute barvy a povrchy
- 230 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
413 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK I
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na osvětleniacute E
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)
- 231 -
Scheacutema
- 232 -
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E
solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 Na ose x zvoliacuteme Osvětleniacute (Illumination (lux)) a na ose y Vyacutekon (mW)
6 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzoreks
daacutele zatrhneme volbu Nepřerušenyacute sběr dat
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Plynule přibližujeme (přiacutepadně vzdalujeme) žaacuterovku k solaacuterniacutem člaacutenkům
Měřiacuteme zaacutevislost P = f(E)
9 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
10 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků zapojenyacutech seacuteriově a paralelně
- 233 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
414 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK II
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na uacutehlu natočeniacute solaacuterniacutech člaacutenků
vzhledem ke zdroji světla
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)
- 234 -
Scheacutema
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E
solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
- 235 -
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev
sloupce Uacutehel Značka α Jednotky deg
6 Na ose x zvoliacuteme Uacutehel (deg) a na ose y Vyacutekon (mW)
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute
panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky
9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu uacutehlu 0deg
10 Natočiacuteme solaacuterniacute panel o 10deg od směru šiacuteřeniacute světla Využijeme uacutehloměr na
stavebnici solaacuterniacutech panelů Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu
uacutehlu 10deg
11 Opakujeme postup pro dalšiacute hodnoty uacutehlů 20deg 30deg hellip 90deg
12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
13 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků osvětlenyacutech Sluncem
- 236 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
415 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK III
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na vlnoveacute deacutelce světla - filtru
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad) barevneacute filtry ze
stavebnice
- 237 -
Scheacutema
- 238 -
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev
sloupce Barva filtru Značka λ Jednotky nm
6 Na ose x zvoliacuteme Barva filtru (nm) a na ose y Vyacutekon (mW)
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute
panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky Před solaacuterniacute
člaacutenky vložiacuteme bdquomodryacute filtrldquo
- 239 -
9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu vlnoveacute deacutelky modreacuteho
světla ndash 460 nm
10 Opakujeme postup pro zelenyacute žlutyacute a červenyacute filtr
11 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
12 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pomociacute spektrofotometru změř vlnovou deacutelku světla ktereacute projde přes danyacute
barevnyacute filtr
2 Vyzkoušej jineacute barevneacute filtry
Mgr Vaacuteclav Pazdera
Měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier
Vydal Repronis v Ostravě roku 2012
Technickaacute uacuteprava textu doc RNDr Oldřich Lepil CSc
Naacutevrh obaacutelky
Tisk Repronis s r o Ostrava
Počet stran 240
Naacuteklad 150 ks
Vydaacuteniacute prvniacute
ISBN 978-80-7329-
- 9 -
Veličiny a jejich měřeniacute
11 DEacuteLKA
Fyzikaacutelniacute princip
Rozměry těles přiacutepadně vzdaacutelenosti mezi tělesy určujeme zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute
veličinou ktereacute řiacutekaacuteme deacutelka l Zaacutekladniacute jednotkou deacutelky je metr
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru vzdaacutelenost mezi tělesy
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo
Scheacutema
- 10 -
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od
senzoru ke stropu k tabuli k zemi k rucehellip
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat
se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se
člověka od senzoru (0 až 6 m)
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu ndash kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od
senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od
senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem
kornoutem nebo mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka
vlaacutečkuhellip
6 Ukončiacuteme měřeniacute
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je funkciacute
času
- 11 -
Veličiny a jejich měřeniacute
12 HMOTNOST
Fyzikaacutelniacute princip
Množstviacute laacutetek v tělese popisujeme hmotnostiacute m Jednotkou hmotnosti je
kilogram kg Hmotnost tělesa můžeme určit vaacuteženiacutem pomociacute vaacutehy
Ciacutel
Zkontrolovat hmotnost přesnyacutech zaacutevažiacute ze sady zaacutevažiacute Určit hmotnost m
různyacutech těles minciacute hmotnost bdquostejnyacutechldquo zaacutevažiacute CO2 vzduchu hořiacuteciacuteho
kahanu hořiacuteciacute sviacutečky laacutehve s vodouhellip
Pomůcky
Počiacutetač program LoggerPro digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 teploměr GoTemp
sada zaacutevažiacute sada stejnyacutech krychliček z různyacutech materiaacutelů kahan sviacutečka PET
laacutehev mince
- 12 -
Scheacutema
Postup
1 Digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 (rozsah 0 až 4 000 g) zapojiacuteme do konektoru
USB počiacutetače
2 Spustiacuteme program LoggerPro
3 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g hellip) a
kontrolujeme zda vaacutehy ukazujiacute spraacutevnou hmotnost Naměřeneacute hmotnosti
zapisujeme do tabulky
4 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme stejneacute krychličky 1cm3 (nebo zaacutevažiacute)
z různyacutech materiaacutelů (Al Fe Zn Cu Pb dřevahellip) Naměřeneacute hmotnosti
zapisujeme do tabulky
5 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme mince (1 Kč 2 Kč 5 Kčhellip) Naměřeneacute
hmotnosti zapisujeme do tabulky
6 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Trvaacuteniacute
200 s Frekvence 1 čteniacutes
7 Na digitaacutelniacute vaacutehu postaviacuteme PET laacutehev s uzavřenyacutem odtokem
- 13 -
8 Uvolniacuteme odtok a současně stiskneme tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Měřiacuteme
jak se měniacute hmotnost kapalneacuteho tělesa po dobu 200 sekund Pokud je otvor
malyacute (voda vyteacutekaacute deacutele než je nastavenaacute doba) tak prodloužiacuteme dobu trvaacuteniacute
měřeniacute Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme naměřenyacute graf a přiacutepadně vyhodnotiacuteme
jeho průběh
9 Stejneacute měřeniacute (ad 8)) ale na hrdle PET laacutehve je našroubovaacuten vršek
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proveď analyacutezu naměřeneacuteho grafu ndash menu Analyacuteza ndash Proložit křivku nebo
Analyacuteza ndash Statistika
2 Stejneacute měřeniacute (ad 7) můžeme proveacutest s hořiacuteciacute sviacutečkou nebo s přiteacutekajiacuteciacute
vodou do PET laacutehve
3 Do PET laacutehve postaveneacute na digitaacutelniacute vaacuteze daacuteme určiteacute množstviacute octa (1dl)
můžeme takeacute přidat teploměr GoTemp zapneme měřeniacute a přisypeme saacuteček
sody Měřiacuteme zda se zmenšiacute hmotnost reagujiacuteciacute směsi (unikaacute plyn CO2)
Sledujeme i teplotu reagujiacuteciacutech laacutetek Zůstaacutevaacute hmotnost stejnaacute nebo se měniacute
Pokud maacuteme senzor pH můžeme při reakci sledovat i tuto vlastnost
4 Dvoulitrovou praacutezdnou PET laacutehev (uřiacuteznuteacute hrdlo) postav na digitaacutelniacute vaacutehu
V programu LoggerPro stiskni tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Naleacutevej do praacutezdneacute
laacutehve oxid uhličityacute (vyrobenyacute reakciacute octa a sody nebo z bombičky sifonu)
Pozoruj jak se měniacute hmotnost Nech měřeniacute běžet delšiacute dobu a pozoruj jak se
měniacute hmotnost Vyhodnoť měřeniacute Z naměřenyacutech hodnot a ze znalosti hustoty
vzduchu (129 kgm3) urči hustotu oxidu uhličiteacuteho Jakou maacute oxid uhličityacute
hustotu v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu
- 14 -
Veličiny a jejich měřeniacute
13 ČAS REAKČNIacute DOBA
Fyzikaacutelniacute princip
Čas je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličina kteraacute se nejčastěji označuje malyacutem
piacutesmenem t Jednotkou času je sekunda s
Reakčniacute doba člověka je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute
udaacutelosti do jeho reakce Mnoho faktorů ovlivňuje reakčniacute dobu člověka
Ciacutel
Změřit časoveacute uacuteseky různyacutech dějů pomociacute stopek LabQuestu
Změřit reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět
Pomůcky
LabQuest ultrazvukoveacute měřidlo vzdaacutelenosti GoMotion 2 ks voltmetry VP-
BTA deacutelkoveacute měřidlo
- 15 -
Scheacutema
Postup
1 Zapneme LabQuest a v dolniacute naacutestrojoveacute liště klikneme na ikonu domeček
2 V zobrazeneacute nabiacutedce zvoliacuteme Stopky
3 Stopky ovlaacutedaacuteme třemi tlačiacutetky ndash startstop vynulovaacuteniacute a zkopiacuterovaacuteniacute
aktuaacutelniacuteho uacutedaje z displeje např do kalkulačky Vyzkoušej si to
4 Změřiacuteme časoveacute uacuteseky různyacutech dějů
a) dobu mezi dvěma zvuky (generujeme pomociacute programu na PC ndash lze
přesně nastavit dobu dvě tlesknutiacute)
b) dobu kmitu kyvadla (dvěma po sobě jdouciacutem kyvům řiacutekaacuteme kmit)
c) dobu volneacuteho paacutedu tělesa z vyacutešky 2 metry můžeme ověřit pomociacute
GoMotion
d) dobu volneacuteho paacutedu dřevěneacute tyčky s deskou kterou jeden člověk pustiacute a
druhyacute chytiacute můžeme ověřit pomociacute GoMotion
- 16 -
e) dobu pohybu tělesa (autiacutečko vlaacuteček) po vodorovneacute podložce
f)
5 Změřiacuteme reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět
a) Světelnyacute ndash k LabQuestu připojiacuteme dva voltmetry VP-BTA prvniacute
připojiacuteme na LED (žaacuterovku) kteraacute je zapojena do obvodu s tlačiacutetkem
druhyacute připojiacuteme na rezistor zapojenyacute v obvodu s tlačiacutetkem prvniacute student
stiskne tlačiacutetko v prvniacutem obvodu a druhyacute stiskne v reakci na rozsviacutecenou
LED-ku (žaacuterovku) tlačiacutetko v druheacutem obvodu na LabQuestu
vyhodnotiacuteme dobu mezi napěťovyacutemi impulzy
b) Zvukovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze miacutesto LED-ky je zapojen bzučaacutek
a druhyacute student maacute zavřeneacute oči a reaguje na zvuk
c) Dotykovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze s tiacutem že prvniacute student se druheacuteho
dotkne rukou
6 Poznaacutemka
a) U všech třiacute měřeniacute v ad 5) je potřeba nastavit na LabQuestu v menu
Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 2 s Frekvence 1 000 čteniacutes Trigger
nastaviacuteme na Zapnuto a je rostouciacute přes 1 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute
Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
b) Miacutesto druheacuteho obvodu a voltmetru můžeme použiacutet senzor stisku ruky
HD-BTA
c) Při připojeniacute (ad 4c))ultrazvukoveacuteho senzoru MD-BTD nebo GO-MOT
do vstupu DIG 1 nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim
Časovaacute zaacutekladna Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
- 17 -
7 Ukončiacuteme měřeniacute
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkuste změřit reakčniacute dobu
a) opakovaně u jednoho studenta
b) u diacutevek a chlapců
c) mladyacutech a staryacutech lidiacute
d) raacuteno a večer
Na zaacutevěr sestav přehlednou tabulku všech vyacutesledků
2 Reakčniacute doba řidiče je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute
udaacutelosti do řidičovy reakce Jejiacute doba se pohybuje kolem 2 sekund ale vždy
zaacuteležiacute na pozornosti řidiče jeho věku fyzickeacute kondici a dalšiacutech faktorech Do
reakčniacute doby se však nezapočiacutetaacutevaacute doba prodlevy a naacuteběhu brzd Pamatujte
proto na bezpečnou vzdaacutelenost mezi vozidly a udržujte odstup
3 Zkuste chytit bankovku puštěnou druhyacutem člověkem dvěma prsty (pokud ji
chytnete je vaše) Proč ji nelze chytit
- 18 -
Veličiny a jejich měřeniacute
14 RYCHLOST
Fyzikaacutelniacute princip
Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme
v metrech za sekundu m
s
nebo v kilometrech za hodinu km
h
U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se
rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT
- 19 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 3 s
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost pohybu
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a potom se
přibližovat a daacutele se naopak vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost
chůze člověka (0 až 6 m)
- 20 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho
miacuteče od senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem
papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho autiacutečka (viz foto vyacuteše) vlaacutečkuhellip
5 Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
- 21 -
Veličiny a jejich měřeniacute
15 DRAacuteHA
Fyzikaacutelniacute princip
Draacuteha s je deacutelka trajektorie Trajektorie je křivka kterou těleso opisuje při
sveacutem pohybu
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru draacutehu kterou uraziacute těleso
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo
- 22 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od
senzoru ke stropu k tabuli k zemi k ruce hellip
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat
se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se
člověka od senzoru (0 až 6 m)
- 23 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od
senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem
papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka vlaacutečku hellip
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
2 Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je
funkciacute času
- 24 -
Veličiny a jejich měřeniacute
16 TEPLOTA
Fyzikaacutelniacute princip
Teplota je fyzikaacutelniacute veličina t kterou použiacutevaacuteme k popisu stavu tělesa (rychlost
pohybu atomů) Jednotkou je Celsiův stupeň (degC) Teplota tajiacuteciacuteho ledu je 0 degC
Bod varu vody je 100 degC Stupeň Fahrenheita (degF) je jednotka teploty
pojmenovanaacute po německeacutem fyzikovi Gabrielu Fahrenheitovi Dnes se použiacutevaacute
hlavně v USA
- 25 -
Ciacutel
Odhadnout teplotu a pak odhad ověřit teploměrem Ověřit teplotu tajiacuteciacuteho ledu
Ověřit teplotu varu vody Změřit jak se měniacute teplota v průběhu dne a při
ohřiacutevaacuteniacute nebo ochlazovaacuteniacute tělesa
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA teploměr STS-BTA PET laacutehve
- 26 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměr STS-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
2 Do několika naacutedob z PET lahviacute připraviacuteme vodu o různeacute teplotě ndash prvniacute
přidaacuteme led a u ostatniacutech postupně viacutece a viacutece horkeacute vody z elektrovarneacute
konvice
3 Zapneme LabQuest a můžeme měřit teplotu Nejdřiacuteve zkusiacuteme odhadnout
teplotu a potom ověřiacuteme pomociacute teploměru teplotu různyacutech těles
a) vzduch v miacutestnosti (u podlahy uprostřed u stropu)
b) vzduch na ulici
c) teplaacute voda
d) studenaacute voda
e) horkaacute voda
f) tajiacuteciacute led
g) tajiacuteciacute led a sůl
- 27 -
h) vařiacuteciacute voda
i) teplota lidskeacuteho těla
j) teplota v chladničce (dole nahoře v mraziciacutem boxu)
k)
4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 60 čteniacuteh Trvaacuteniacute 24 h
5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme venku za oknem
tak aby se nedotyacutekal žaacutedneacuteho tělesa
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu
vzduchu v průběhu 24 hodin Dalšiacute den ve stejnou dobu ukončiacuteme měřeniacute
7 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
8 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutemin Trvaacuteniacute 24 min
9 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme do kaacutedinky se
studenou vodou a začneme ohřiacutevat lihovyacutem kahanem
10 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu vody
v průběhu 12 minut (ohřiacutevaacuteniacute) Pak zahasiacuteme kahan a měřiacuteme dalšiacutech12 minut
(ochlazovaacuteniacute) Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 120 čteniacutemin Trvaacuteniacute 3 min
2 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu uchopiacuteme senzor
teploměru do ruky a pozorujeme změnu teploty Stejneacute měřeniacute provedeme
s teploměrem TMP-BTA a teploměrem STS-BTA Proč se lišiacute průběhy obou
grafů Kde toho lze využiacutet
4 Zapoj do LabQuestu dva teploměry Vezmi si dvě naacutedoby s vodou
o různyacutech teplotaacutech ndash studenaacute a teplaacute Měř jejich teploty (tlačiacutetko START)
- 28 -
Přelej vodu z prvniacute naacutedoby do druheacute a současně přendej teploměr z prvniacute
naacutedoby do druheacute Popiš co pozoruješ Z grafu urči teploty před smiacutechaacuteniacutem
a teplotu po smiacutechaacuteniacute
5 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vody ve zkumavce v různyacutech
hloubkaacutech
a) budeš-li vodu ohřiacutevat u dna
b) budeš-li vodu ohřiacutevat u hrdla
6 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vzduchu ve zkumavce v různyacutech
hloubkaacutech
- 29 -
Siacutely a jejich vlastnosti
17 SIacuteLA
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se
piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N
Ciacutel
Určit velikosti různyacutech sil Určit hmotnost zaacutevažiacute ktereacute je přitahovaacuteno k zemi
silou 1 N Určit siacutelu stisku ruky a siacutelu stisku mezi dvěma prsty Určit velikost
siacutely kterou člověk působiacute na zem
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA plošnyacute siloměr FP-BTA senzor siacutely stisku ruky
HD-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma
- 30 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)
2 Zapneme LabQuest
3 Zavěšujeme postupně různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g ) na siloměr
Naměřeneacute uacutedaje zapisujeme do tabulky
4 Na siloměr zavěsiacuteme pružinu Vynulujeme siloměr Zavěšujeme postupně
různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 ghellip) na pružinu a měřiacuteme prodlouženiacute
pružiny y Sestrojiacuteme graf F = f(y) Určiacuteme konstantu přiacutemeacute uacuteměrnosti
5 Zavěsiacuteme na siloměr misku z rovnoramennyacutech vah a vynulujeme siloměr ndash
menu Senzory ndash Vynulovat Postupně na misku přidaacutevaacuteme zaacutevažiacute až siloměr
ukazuje přesně siacutelu 1 N Vyacutesledek (hmotnost zaacutevažiacute) zapiacutešeme do tabulky
6 K LabQuestu připojiacuteme senzor siacutely stisku ruky HD-BTA Měřiacuteme
postupně siacutelu stisku ruky pro pravou a levou ruku
7 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Měřiacuteme siacutelu stisku ruky
po dobu 60 sekund ndash nepřerušovaně držiacuteme Sledujeme jak siacutela stisku
v průběhu času ochabuje
9 Bod 5 6 a 7 opakujeme pro siacutelu stisku mezi prsty
- 31 -
10 K LabQuestu připojiacuteme plošnyacute siloměr FP-BTA Přepneme na většiacute
rozsah 0 ndash 3 500 N Postaviacuteme se na tento siloměr Změřiacuteme siacutelu kterou člověk
působiacute na zem (tiacuteha G) Zapiacutešeme do tabulky Určiacuteme hmotnost člověka
11 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
12 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sledujeme jak se
měniacute tlakovaacute siacutela při dřepu kliku vyacuteskoku při běžneacute chůzi (jedna noha střiacutedaacute
druhou) při přitisknutiacute senzoru ke stěněhellip
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute jak se měniacute siacutela působiacuteciacute na plošnyacute siloměr FP-BTA při
jiacutezdě vyacutetahem když na něm stojiacuteme (vliv zrychlovaacuteniacute zpomalovaacuteniacute)
2 Polož plošnyacute siloměr na židli sedni si na něj a vyzkoušej jakou silou
působiacuteš na židli
3 Na siloměr DFS-BTA zavěsiacuteme hranol Určiacuteme velikost siacutely kterou
přitahuje Země hranol Taacutehneme tento hranol po podložce a změřiacuteme velikost
tahoveacute siacutely Porovnaacuteme tyto dvě siacutely
4 Proveďte statistickyacute průzkum ve třiacutedě o kolik je u pravaacutekůlevaacuteků silnějšiacute
pravaacutelevaacute ruka (holekkluků) Vypočiacutetejte průměrneacute hodnoty
- 32 -
Elektrickeacute vlastnosti laacutetek
18 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovaacuteniacute těles
Jeho jednotkou je coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při
pokusech ve třiacutedě pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů)
1 nC je přibližně 6 000 000 000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj
elektronuhellip) Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj
(na skleněneacute tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně
nabiteacute těleso maacute viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute
protony K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič
naacuteboje
Ciacutel
Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute
při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute
Pomůcky
LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA tělesa (plechovka na polystyreacutenu kovoveacute
kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute
těles
- 33 -
Scheacutema
Postup
1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou
krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku
připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou
zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě
kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru
zvoliacuteme rozsah plusmn 100 nC
2 Zapneme LabQuest
- 34 -
3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem
ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj
Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky
5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence
2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj
z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute
naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)
Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky
9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute
tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)
10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu
3times3 mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle
Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm
Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je
11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech
(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)
- 35 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pouze přibližujeme a vzdalujeme nabitou tyč (ebonitovou nebo skleněnou)
k tělesu (plechovce) a sledujeme jak se měniacute naacuteboj O jakyacute jev se jednaacute Čiacutem
je způsoben
2 Plechovku připojiacuteme ke zdroji kladneacuteho vn napětiacute (nabije se kladně) Měřič
naacuteboje připojiacuteme ke kovoveacute kuličce na izolovaneacutem držaacuteku Zapneme měřeniacute
a přejiacuteždiacuteme plynule v okoliacute svisleacute stěny plechovky (nedotyacutekaacuteme se) přibližně
ve stejneacute vzdaacutelenosti Sledujeme naměřeneacute hodnoty Co můžeme usoudit
o rozloženiacute naacuteboje na povrchu plechovky
- 36 -
Magnetismus 19 MAGNETICKAacute INDUKCE
MAGNETICKEacute POLE
Fyzikaacutelniacute princip
Magnetickou indukciacute nazyacutevaacuteme jev při ktereacutem se tělesa s feromagnetickyacutemi
vlastnostmi v bliacutezkosti magnetu zmagnetujiacute Magnet vytvaacuteřiacute ve sveacutem okoliacute
magnetickeacute pole ktereacute můžeme znaacutezornit soustavou magnetickyacutech
indukčniacutech čar Pomociacute magnetky (malyacute magnet) můžeme bdquozmapovatldquo
magnetickeacute pole ndash určit směr indukčniacutech čar Mnohem rychleji lze obrazec
indukčniacutech čar určit pomociacute železnyacutech pilin
Magnetickeacute pole popisuje veličina magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji
v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou indukci měřiacuteme teslametrem Zemskeacute
magnetickeacute pole v ČR maacute magnetickou indukci 0048 mT
Ciacutel
Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute permanentniacuteho
magnetu Změřit magnetickou indukci magnetickeacuteho pole Země
- 37 -
Pomůcky
LabQuest teslametr MG-BTA permanentniacute magnet
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Na teslametru
nastaviacuteme rozsah 64 mT Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 38 -
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k severniacutemu poacutelu magnetu
a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi
5 sekund)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k jižniacutemu poacutelu magnetu
a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi
5 sekund)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně pohybujeme (asi 5 sekund) teslametrem kolmo k podeacutelneacute ose
magnetu k jižniacutemu poacutelu magnetu a potom pomalu vzdalujeme teslametr od
severniacuteho poacutelu magnetu (asi 5 sekund) Uložiacuteme měřeniacute
6
7 Otevřeme novyacute soubor a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve
vodorovneacute rovině otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země
Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum (N a S magnetickyacute poacutel)
- 39 -
Z maximaacutelniacutech hodnot odečteme vodorovnou amplitudu magnetickeacute indukce B
Země
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve
svisleacute rovině (N-S směr) otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země
Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum Maximaacutelniacute hodnota je
hodnotou magnetickeacute indukce B Země
9
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Urči sklon indukčniacute čaacutery magnetickeacuteho pole u naacutes v ČR vzhledem
k povrchu země
- 40 -
Elektrickyacute obvod 110 ELEKTRICKYacute PROUD
ELEKTRICKEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute proud je uspořaacutedanyacute pohyb nabityacutech čaacutestic Elektrickyacute proud se
označuje piacutesmenem I Jeho jednotkou je ampeacuter (A)
Elektrickeacute napětiacute se označuje piacutesmenem U Jednotkou elektrickeacuteho napětiacute je
volt (V)
Elektrickyacute proud měřiacuteme ampeacutermetrem a napětiacute voltmetrem
Ciacutel
Změřit proud prochaacutezejiacuteciacute žaacuterovkou Změřit napětiacute na žaacuterovce Pozorovat jak
žaacuterovka sviacutetiacute při různyacutech hodnotaacutech proudu (uacutečinky proudu)
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat
100 Ω žaacuterovka 35 V03 A
- 41 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x
zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat ndash
Ampeacutermetr Reostat 100 Ω nastaviacuteme na min hodnoty odporu (napětiacute)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 42 -
5 Reostatem 100 Ω pomalu (20 s) zvětšujeme proud (směrem k max) až ho
vytočiacuteme do krajniacute polohy (max) Hodnota proudu nesmiacute překročit 06 A
Zobrazuje se tzv V-A charakteristika žaacuterovky Po vykresleniacute celeacuteho grafu
zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro různeacute žaacuterovky
7 Vysloviacuteme zaacutevěr (při jakeacute hodnotě proudu žaacuterovka začiacutenaacute sviacutetit)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř V-A charakteristiku pro rezistor 100 Ω a 50 Ω
- 43 -
Elektrickeacute pole 111 ZDROJE ELEKTRICKEacuteHO
NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Zdroje elektrickeacuteho napětiacute jsou elektraacuterny galvanickeacute člaacutenky a akumulaacutetory
- 44 -
Ciacutel
Změřit jak se měniacute napětiacute při vybiacutejeniacute (použiacutevaacuteniacute) zdroje ndash vybiacutejeciacute křivku
Pomůcky
LabQuest držaacutek baterie a rezistor ampeacutermetr DCP-BTA voltmetr VP-BTA
zdroj elektrickeacuteho napětiacute ndash galvanickyacute člaacutenek akumulaacutetor
- 45 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 a voltmetr VP-BTA ke
vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
12 h Frekvence 300 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat (spiacutenač je vypnutyacute)
4 Sepneme spiacutenač Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na
LabQuestu
5 Když začne napětiacute klesat pod 1V zastaviacuteme měřeniacute
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vytvoř si jednoduchyacute galvanickyacute
člaacutenek z jablka (nebo citronu)
železneacuteho hřebiacuteku a měděneacuteho draacutetu
podle obraacutezku Změř voltmetrem
zaacutevislost napětiacute v zaacutevislosti na čase
(připoj rezistor 1 000 Ω)
- 46 -
2 Změř vybiacutejeciacute křivku pro různeacute zdroje Urči kapacitu člaacutenku Porovnej
se jmenovitou kapacitou
3 Jakeacute vyacutehody maacute elektrickeacute napětiacute z bateriiacute oproti napětiacute ze zaacutesuvek Jakeacute
nevyacutehody naopak majiacute baterie
- 47 -
Elektrickyacute obvod 112 UacuteČINKY ELEKTRICKEacuteHO
PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute proud maacute pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute
uacutečinky Jednoducheacute spotřebiče můžeme rozdělit podle uacutečinků elektrickeacuteho
proudu na pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute spotřebiče
Ciacutel
Ověřit pohyboveacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na elektromotor
Ověřit světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
Ověřit magnetickeacute uacutečinky (magnetickaacute indukce) elektrickeacuteho proudu
prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
Ověřit chemickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho kapalinou
(vodou)
Ověřit tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA
teploměr TMP-BTA ciacutevka 166 a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu
a napětiacute BK 127 žaacuterovka 12 V spiraacutela luxmetr LS-BTA voltmetr 30 V-BTA
- 48 -
Scheacutema
a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
- 49 -
b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
Postup
a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
1 Připojiacuteme luxmetr LS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-
BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematuj ndash spiacutenač je
rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr
- 50 -
a voltmetr Žaacuterovku s luxmetrem můžeme zakryacutet krabiciacute aby luxmetr neměřil
osvětleniacute pozadiacute
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06A Na ose y zvoliacuteme Osvětleniacute a Spojovat body
Dole 0 a Nahoře 600 lx
4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme
napětiacute Vlevo 0 Vpravo 16 V Na ose y zvoliacuteme Proud a Spojovat body Dole
0 a Nahoře 04 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme
spiacutenač
6 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (do 12 V) Kontrolujeme proud
ndash max 06A Luxmetrem měřiacuteme osvětleniacute způsobeneacute žaacuterovkou
b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
- 51 -
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max
06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky
c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-
BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu ndash spiacutenač je
rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr
a voltmetr Teploměr se spiraacutelou vložiacuteme do kaacutedinky s vodou
- 52 -
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 000 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Napětiacute a Spojovat body
Dole 0 a Nahoře 25 V
4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme
čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Teplota a Spojovat body
Dole 20 a Nahoře 35 degC Regulovatelnyacutem zdrojem nastaviacuteme napětiacute (na
20 V) Kontrolujeme proud ndash max 10 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme
spiacutenač
6 Teploměrem měřiacuteme teplotu vody zahřiacutevaneacute spiraacutelou
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakeacute jsou uacutečinky elektrickeacuteho proudu v jednotlivyacutech
přiacutepadech
- 53 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ve ktereacutem elektrickeacutem přiacutestroji se projevuje současně několik uacutečinků
elektrickeacuteho proudu
2 Jakyacutech uacutečinků elektrickeacuteho proudu využiacutevaacute elektrickyacute zvonek
3 Změř jak zaacutevisiacute siacutela F přitahujiacuteciacute jaacutedro na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho
ciacutevkou Kde se toho daacute využiacutet
4 Chemickeacute uacutečinky viz uacuteloha 116 Elektrickyacute proud v kapalinaacutech
5 Změř pohyboveacute uacutečinky el proudu na otaacutečeniacute elektromotoru Pohyb můžeš
sniacutemat luxmetrem
- 54 -
Elektrickyacute obvod 113 MAGNETICKEacute VLASTNOSTI
ELEKTRICKEacuteHO PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Prochaacuteziacute-li vodičem elektrickyacute proud vznikaacute v jeho okoliacute magnetickeacute pole
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar kružnic Kružnice ležiacute v rovinaacutech kolmyacutech
na vodič a majiacute středy v bodech vodiče Magnetickeacute pole popisuje veličina
magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou
indukci měřiacuteme teslametrem
Ciacutel
Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute vodiče v zaacutevislosti na
velikosti elektrickeacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest teslametr MG-BTA ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj
napětiacute vodič
- 55 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu a ampeacutermetr
HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Na teslametru nastaviacuteme rozsah 64 mT
Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 56 -
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 5 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Teslametr umiacutestiacuteme bliacutezko vodiče (1 cm) Stiskneme tlačiacutetko START
(měřeniacute) na LabQuestu a pomalu rovnoměrně zvětšujeme napětiacute
(proud) na zdroji Uložiacuteme měřeniacute
5 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce na velikosti proudu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Velikost magnetickeacute indukce okolo rovneacuteho dlouheacuteho vodiče ve vzdaacutelenosti
d můžeme vypočiacutetat pomociacute Biot-Savartova zaacutekona (někdy teacutež Biot-Savart-
Laplaceova)
7 74π 10 2 102π 2π
I I IB
d d d (přibližně ve vzduchu)
2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale v zaacutevislosti na vzdaacutelenosti d ndash měřiacuteme
praviacutetkem a vklaacutedaacuteme po jednotlivyacutech krociacutech Nastaviacuteme určitou hodnotu
proudu
- 57 -
Elektrickyacute obvod 114 MAGNETICKEacute POLE CIacuteVKY
Fyzikaacutelniacute princip
Ciacutevka vznikne když vodič navineme na povrch vaacutelce nebo hranolu
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery uvnitř ciacutevky jsou rovnoběžneacute s jejiacute osou
Magnetickaacute indukce uvnitř velmi dlouheacute ciacutevky maacute velikost NI
Bl
kde I
je velikost proudu N je celkovyacute počet zaacutevitů a l je deacutelka ciacutevky
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce B na velikosti proudu I prochaacutezejiacuteciacuteho
ciacutevkou
Pomůcky
LabQuest rezistor 10Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA ciacutevka 166
a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127
- 58 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 59 -
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max
06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky
6 Vysloviacuteme zaacutevěr - jak zaacutevisiacute mag indukce B na velikosti elektrickeacute
proudu I
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ze znalosti počtu zaacutevitů deacutelky ciacutevky a proudu spočiacutetej magnetickou
indukci
2 Změň ciacutevku a opakuj měřeniacute
3 Změř jak se měniacute magnetickaacute indukce po podeacutelneacute ose ciacutevky při daneacute
hodnotě proudu
- 60 -
Elektrickyacute obvod 115 ZKRAT
Fyzikaacutelniacute princip
Zkrat v elektrickeacutem obvodu je vodiveacute spojeniacute vodičů ktereacute vyřadiacute z obvodu
spotřebič Obvod se chraacuteniacute proti zkratu pojistkou nebo jističem Tavnaacute
pojistka je založena na tepelnyacutech uacutečinciacutech elektrickeacuteho proudu Jistiacuteciacutem
prvkem je tenkyacute draacutetek kteryacute se průchodem zkratoveacuteho proudu přepaacuteliacute a tiacutem
přerušiacute elektrickyacute obvod
Ciacutel
Ověřit funkci tavneacute pojistky Určit velikost zkratoveacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute tenkyacute
vodič tavnaacute trubičkovaacute pojistka ndash různeacute hodnoty proudu
- 61 -
Scheacutema
- 62 -
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme
obvod dle scheacutematu Spiacutenač je rozpojen Jako pojistku použijeme napřiacuteklad
tavnou trubičkovou pojistku 800 mA Jako zdroj plochou baterii
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Způsobiacuteme
ZKRAT
5 Vysloviacuteme zaacutevěr Jak rychle bdquozareagujeldquo tavnaacute pojistka
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus změřit pomociacute mikrometru průměr draacutetku a zkratovyacute proud tiacutemto
draacutetkem Změř draacutetky různyacutech průměrů Jak zaacutevisiacute hodnota zkratoveacuteho
proudu na průměru draacutetku
2 Proč nemůžeš použiacutet jako tavnou pojistku hřebiacutek
3 Zkus různeacute druhy materiaacutelů tavnyacutech draacutetků ndash Fe Cuhellip Jakyacute to maacute vliv na
velikost bdquozkratovaciacuteholdquo proudu
- 63 -
4 Zkus změřit dvě stejneacute pojistky (např 800 mA) ale jedna je bdquopomalaacuteldquo
a druhaacute bdquorychlaacuteldquo
5 Zkus změřit zkrat se dvěma paralelně zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi Jakyacute
maacute vliv kvalita zdroje na velikost zkratovaciacuteho proudu Změniacute se doba
přetaveniacute draacutetku
6 Zkus změřit zkrat se dvěma seacuteriově zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi
7 Proč při bdquoletmeacutem dotekuldquo (viz obraacutezek) před zkratem nenastal zkrat Proč
nastal až při staacuteleacutem doteku
- 64 -
Elektrickyacute obvod 116 ELEKTRICKYacute PROUD
V KAPALINAacuteCH
Fyzikaacutelniacute princip
Podmiacutenkou vodivosti kapalin je přiacutetomnost iontů Ionty vznikajiacute v kapalinaacutech
nejčastěji při rozpouštěniacute soliacute a kyselin
Ciacutel
Ověřit vznik iontů rozpouštěniacutem soli ve vodě měřeniacutem elektrickeacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr DCP-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute žaacuterovka
vanička a elektrody
- 65 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme
obvod dle scheacutema Spiacutenač je rozpojen
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
600 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Po
10 sekundaacutech nasypeme sůl do vody Pozorujeme jak se měniacute proud při
rozpouštěniacute soli v roztoku vody a soli jak vznikajiacute ionty
5 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus proveacutest stejneacute měřeniacute s různyacutem množstviacutem soli ndash 1 lžička 2 lžičkyhellip
2 Zkus různeacute druhy materiaacutelů elektrod ndash Fe Cu Zn C Pbhellip
3 Vyzkoušej různeacute soli
4 Vyzkoušej takeacute cukr
- 66 -
Pohyb tělesa 21 RYCHLOST POHYBU
Fyzikaacutelniacute princip
Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme
v metrech za sekundu m
s
nebo v kilometrech za hodinu km
h
U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se
rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)
Průměrnaacute rychlost je podiacutel celkoveacute draacutehy s a celkoveacute doby t za kterou těleso
draacutehu urazilo Průměrnaacute rychlost určenaacute ve velmi kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku se
nazyacutevaacute okamžitaacute rychlost Měřiacuteme ji tachometrem
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT
- 67 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 20 s
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute (knihou) nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost
pohybu dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a pak se
přibližovat a naacutesledně se vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost
chůze člověka (0 až 6 m)
- 68 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho
miacuteče od senzoru
f) Stejneacute jako za e) ale s mělkyacutem
papiacuterovyacutem kornoutem nebo
mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho
autiacutečka vlaacutečkuhellip
h) Měřiacuteme rychlost voziacutečku na
voziacutečkoveacute draacuteze VDS (vodorovneacute
šikmeacute)
5 Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
2 Překreslete grafy v = f(t) na grafy s = f(t) a naopak
3 Nakreslete graf v = f(t) a potom se podle něj pohybujte (viz 4 b)
- 69 -
Pohyb tělesa 22 DRAacuteHA ROVNOMĚRNEacuteHO
A NEROVNOMĚRNEacuteHO POHYBU
Fyzikaacutelniacute princip
Těleso se pohybuje rovnoměrnyacutem pohybem jestliže se pohybuje staacutele stejnou
rychlostiacute Těleso se pohybuje nerovnoměrnyacutem pohybem jestliže se jeho
rychlost měniacute
Draacutehu rovnoměrneacuteho i nerovnoměrneacuteho pohybu můžeme určit z grafu
časoveacuteho průběhu rychlosti jako plochu mezi tiacutemto grafem a časovou osou
(osou x)
Ciacutel
Určit zda danyacute pohyb je rovnoměrnyacute nebo nerovnoměrnyacute a draacutehu tohoto
pohybu
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD voziacuteček draacuteha pro mechaniku VDS
- 70 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
LabQuestu a ten přes USB do PC Pomociacute digitaacutelniacutech vah určiacuteme hmotnost
voziacutečku
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Draacuteha je velmi miacuterně nakloněnaacute
3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme k PC Přepiacutenač ultrazvukoveacuteho senzoru
přepneme na voziacuteček
- 71 -
4 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Deacutelka
10 s Vzorkovaciacute frekvence 20 vzorkůsekunda
5 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru pustiacuteme ho
a současně zapneme sběr dat Voziacuteček bude střiacutedavě sjiacuteždět a vyjiacuteždět
(po odrazu od magnetickeacuteho naacuterazniacuteku) po draacuteze Uložiacuteme měřeniacute
6 Draacutehu postaviacuteme vodorovně (můžeme zkontrolovat vodovaacutehou)
7 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru uvedeme ho do
pohybu a současně zapneme sběr dat
8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy se pohyboval voziacuteček rovnoměrně a kdy
nerovnoměrně
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Určiacuteme draacutehu - plochu pod grafem časoveacuteho průběhu rychlosti
2 Můžeme proveacutest stejnaacute měřeniacute s miacutečem
- 72 -
Siacutely a jejich vlastnosti
23 MĚŘENIacute SIacuteLY ndash ŠPEJLE
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se
piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N
Ciacutel
Změřit průhyb volneacuteho konce d špejle na působiacuteciacute siacutele F Měřeniacute proveacutest pro
různeacute deacutelky l
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma špejle
- 73 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)
2 Zapneme LabQuest
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty
Naacutezev deacutelka
Jednotky cm
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf K siloměru připevniacuteme konec špejle (viz
scheacutema) ndash špejle ukazuje na měřiacutetku 0 cm Siloměr bdquovynulujemeldquo
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
7 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 74 -
8 Siloměr posuneme tak aby ohnutaacute špejle ukazovala na měřiacutetku 1 cm
9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK
11 Opakujeme body 8 a 9 pro 2 cm 3 cm 4 cm a 5 cm
12 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
13 Měřeniacute zopakujeme pro různeacute deacutelky špejle
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro různeacute špejle (tloušťka tvar) Jak zaacutevisiacute průhyb špejle
na jejiacutem tvaru Kde a jak se toho využiacutevaacute
- 75 -
Siacutely a jejich vlastnosti
24 II NEWTONŮV POHYBOVYacute ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Čiacutem je většiacute siacutela F tiacutem jsou vyacuteraznějšiacute i změny rychlosti v pohybu tělesa Čiacutem
je většiacute hmotnost m tělesa tiacutem jsou změny rychlosti v pohybu tělesa menšiacute
Ciacutel
Ověřit II Newtonův pohybovyacute zaacutekon ndash zaacutekon siacutely
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA akcelerometr LGA-BTA senzor polohy
a pohybu MD-BTD souprava pro mechaniku VDS
- 76 -
Scheacutema
Postup
1 Senzor polohy a pohybu MD-BTD zapojiacuteme do konektoru DIG 1
LabQuestu Na voziacuteček připojiacuteme vlaacutekno a na něj zavěsiacuteme zaacutevažiacute o hmotnosti
10 g
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pustiacuteme voziacuteček
Zachytiacuteme jej těsně před koncem voziacutečkoveacute draacutehy Měřiacuteme rychlost pohybu
voziacutečku
5 Měřeniacute opakujeme se zaacutevažiacutem 20 g
6 Porovnaacuteme oba grafy
a) Jak se voziacuteček pohybuje (druh pohybu)
b) Jakyacute maacute vliv velikost siacutely F na pohyb voziacutečku
7 Na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g) ndash viz fotografie vyacuteše
8 Zopakujeme měřeniacute v bodech 1 až 6
- 77 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Na voziacuteček připevni siloměr a akcelerometr Změř jak zaacutevisiacute změna
rychlosti v (zrychleniacute) na velikost siacutely F Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam
dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence 20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Tahaacuteme za siloměr tam
a zpět (voziacuteček se pohybuje) Sledujeme jak zaacutevisiacute změna rychlosti v
(zrychleniacute) na velikost siacutely F
2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g)
Porovnaacuteme obě měřeniacute
- 78 -
Siacutely a jejich vlastnosti
25 SMYKOVEacute TŘENIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Smykoveacute třeniacute vznikaacute když se dvě tělesa z pevnyacutech laacutetek po sobě smyacutekajiacute
Siacutela kteraacute braacuteniacute posouvaacuteniacute těles se nazyacutevaacute třeciacute siacutela Abychom uvedli těleso
do rovnoměrneacuteho pohybu musiacuteme vynaložit většiacute siacutelu tzv klidovou třeciacute siacutelu
Siacutelu kterou těleso tlačiacute na podložku nazyacutevaacuteme tlakovou siacutelu
Ciacutel
Určit třeciacute siacutelu klidovou třeciacute siacutelu tlakovou siacutelu a poměr tlakoveacute a třeciacute siacutely
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA stejnaacute tělesa (kvaacutedry učebnicehellip)
- 79 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se pomalu
a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce
- 80 -
4 Na grafu jsou pro naacutes dvě zajiacutemaveacute oblasti V zeleneacute oblasti je maximaacutelniacute
siacutela ndash klidovaacute třeciacute siacutela Ft0 = N V modreacute oblasti je pohybovaacute třeciacute siacutela
Ft = N Obě ziacuteskaacuteme tak že na dotykoveacute obrazovce označiacuteme taženiacutem
danou oblast a v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika Ft0 bude maximaacutelniacute siacutela
a Ft středniacute siacutela v modreacute oblasti
5 Tlakovou siacutelu Fn určiacuteme tak že těleso zavěsiacuteme na siloměr a změřiacuteme siacutelu
6 Potom vypočiacutetaacuteme poměr třeciacute siacutely Ft
a tlakoveacute siacutely Fn Označiacuteme jej f ndash součinitel
smykoveacuteho třeniacute
7 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři
kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute měřeniacute si
můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit
Naacutesledně zobrazit všechna tři měřeniacute naraacutez
- 81 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute je poměr velikostiacute třeciacutech sil v jednotlivyacutech měřeniacutech (jeden dva tři
kvaacutedry)
2 Vyzkoušej jineacute materiaacutely (těleso podložka)
3 Zkus pohyb kvaacutedru nerovnoměrnyacutem pohybem Jak se změniacute vyacutesledek
měřeniacute Naacutepověda Zopakuj si Newtonovy zaacutekony
4 Vyzkoušej si jako těleso (a) Zlateacute straacutenky
5 Zkus založit jednotliveacute listy dvou Zlatyacutech straacutenek (dvou učebnic) a zkus je
od sebe vysunout
6 Na čem zaacutevisiacute velikost třeciacute siacutely
- 82 -
Kapaliny 26 POVRCHOVEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vlastnosti povrchoveacute blaacuteny se nazyacutevaacute
povrchoveacute napětiacute Čiacutem je povrchoveacute napětiacute většiacute tiacutem snaacuteze se na jeho povrchu
mohou udržet různaacute tělesa Hodnoty povrchoveacuteho napětiacute lze naleacutezt v tabulkaacutech
Povrchoveacute napětiacute rtuti je 7kraacutet většiacute než povrchoveacute napětiacute vody ktereacute 2-3kraacutet
většiacute než povrchoveacute napětiacute lihu či petroleje
- 83 -
Ciacutel
Určit přibližně velikost povrchoveacute siacutely Fp pro různeacute deacutelky dřevěneacute špejle
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA dřevěnaacute špejle plochaacute naacutedoba s vodou nit
Scheacutema
- 84 -
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do CH 1 LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Na siloměr zavěsiacuteme špejli o deacutelce 30 cm na niti (viz scheacutema) Špejli
položiacuteme na hladinu kapaliny (vody)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Taacutehneme siloměrem
špejli z povrchu kapaliny
6 Z grafu odečteme rozdiacutel maximaacutelniacute hodnoty siacutely (kdy dochaacuteziacute k odtrženiacute
špejle z povrchu kapaliny) a siacutely kdy špejle visiacute na niti ndash viz obraacutezek
7 Vypočiacutetaacuteme poměr teacuteto siacutely a dvojnaacutesobku deacutelky špejle (deacutelka okraje
povrchoveacute blaacuteny) což je hodnota povrchoveacuteho napětiacute σ (Nm)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro jineacute kapaliny (liacuteh hellip) Přiacutepadně pro jineacute deacutelky špejliacute
- 85 -
Kapaliny 27 HYDROSTATICKYacute TLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Hydrostatickyacute tlak ph v hloubce h je roven součinu hloubky hustoty kapaliny
ρ a tiacutehoveacuteho zrychleniacute g
hp h g
Ciacutel
Změřit hydrostatickyacute tlak v hloubce h
Pomůcky
LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA odměrnyacute vaacutelec s měřiacutetkem
- 86 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru
přišroubujeme hadičku kterou můžeme izolepou přilepit na praviacutetko s uměleacute
hmoty tak že začaacutetek hadičky bude na bdquonuleldquo praviacutetka Tiacutem můžeme měřit
deacutelku ponořeniacute hadičky ndash hloubku v kapalině
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30 s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Ponořujeme pomalu rovnoměrnyacutem pohybem konec hadičky do hloubky
20 cm do vody v odměrneacutem vaacutelci a zpět POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do
senzoru
- 87 -
5 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 V menu Senzory ndash Zaacuteznam nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + hodnoty Naacutezev
Hloubka Jednotka cm
7 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
8 Hadička neniacute ponořenaacute Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na
LabQuestu
9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
11 Ponořiacuteme konec do hloubky 1 cm (sledujeme na stupnici praviacutetka)
12 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
13 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK
14 Opakujeme body 11 12 a 13 pro hodnoty uacutehlu 2 cm 3 cmhellip 20 cm
15 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme
16 Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice
(nebo soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)
Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute pro jinou kapalinu (liacuteh hellip)
2 Vyzkoušej měřeniacutem nezaacutevislost tlaku v kapalině na směru
3 Ověř měřeniacutem že tlak kapaliny v naacutedobě nezaacutevisiacute na tvaru naacutedoby
- 88 -
Kapaliny 28 ARCHIMEDŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Vztlakovaacute siacutela Fvz působiacuteciacute na těleso v kapalině je rovna tiacutehoveacute siacutele kteraacute by
působila na kapalinu s objemem ponořeneacute čaacutesti tělesa
Pro vztlakovou siacutelu platiacute Fvz = Vρg V je objem ponořeneacute čaacutesti tělesa ρ je
hustota kapaliny g je konstanta (tiacutehoveacute zrychleniacute)
Ciacutel
Určit vztlakovou siacutelu Určit objem tělesa z Archimedova zaacutekona
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA naacutedoba s vodou těleso stojan
- 89 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence
5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute)
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Asi po 6 sekundaacutech
ponořiacuteme těleso do vody (nadzvedneme kaacutedinku s vodou a podsuneme pod
kaacutedinku podložku) a nechaacuteme dokončit měřeniacute
- 90 -
7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika
a stejně i vyacuteslednou siacutelu F (zaacutevažiacute ve vodě)
8 Vypočiacutetaacuteme vztlakovou siacutelu Fvz = FG ndash F
9 Vypočiacutetaacuteme objem tělesa ze vztlakoveacute siacutely
10 Ověřiacuteme určeniacute objemu tělesa vyacutepočtem (objem vaacutelce) nebo měřeniacutem
v odměrneacutem vaacutelci
11 Ověřiacuteme určeniacute tiacutehoveacute siacutely zvaacuteženiacutem tělesa
12 Vypočiacutetaacuteme hustotu tělesa a ověřiacuteme ji v tabulkaacutech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro jinaacute tělesa
- 91 -
Kapaliny 29 PASCALŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Působiacute-li na kapalinu v uzavřeneacute naacutedobě vnějšiacute tlakovaacute siacutela zvyacutešiacute se tlak ve
všech miacutestech stejně (Pascalův zaacutekon)
Ciacutel
Změřit hydrostatickyacute tlak v různyacutech hloubkaacutech při změně vnějšiacute tlakoveacute siacutely
Pomůcky
LabQuest 2ks tlakoveacute čidlo GPS-BTA PET laacutehev s měřiacutetkem
- 92 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakovaacute čidla GPS-BTA ke vstupům CH1 a CH2 LabQuestu
(nebo LabQuest Mini) K senzorům přišroubujeme hadičky ktereacute vedou přes
gumovou zaacutetku do PET laacutehve tak že konce hadiček budou v různyacutech
hloubkaacutech (rozdiacutel asi 20 cm) Tiacutem dosaacutehneme toho že počaacutetečniacute tlak bude
u obou senzorů různyacute
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Vynulujeme oba
tlaky (hadičky nejsou ponořeny ve vodě)
3 Napustiacuteme PET laacutehev vodou a zasuneme hadičky do PET (senzory musiacute byacutet
vyacuteše než je PET laacutehev ndash POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do senzoru)
Utěsniacuteme zaacutetku
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Malou silou stlačujeme rukou PET laacutehev
6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
- 93 -
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak se měniacute tlak v různyacutech hloubkaacutech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute PET laacutehev položenou vodorovně
2 Provedeme měřeniacute pro spojeneacute naacutedoby ndash dvě PET laacutehve nebo dvě injekčniacute
střiacutekačky
- 94 -
Plyny 210 ATMOSFEacuteRICKYacute TLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře
probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute
meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkosthellip
Atmosfeacuterickyacute tlak je tlak vzduchu na zemskyacute povrch a značiacuteme ho pa
Atmosfeacuterickyacute tlak měřiacuteme barometrem Hodnota atmosfeacuterickeacuteho tlaku zaacutevisiacute
na počasiacute a na nadmořskeacute vyacutešce
Ciacutel
Určit jak se měniacute atmosfeacuterickyacute tlak v troposfeacuteře
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA
- 95 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme barometr BAR-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 96 -
3 Senzor (barometr) umiacutestiacuteme těsně nad povrchem země
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pomalu
zvedaacuteme senzor (v miacutestnosti) vzhůru ke stropu (miacutestnosti) a přiacutepadně zase dolů
5 Provedeme analyacutezu naměřenyacutech hodnot a porovnaacuteme je s tabulkovyacutemi
hodnotami
6 Můžeme proveacutest delšiacute měřeniacute na jednom miacutestě Nastaviacuteme v menu Senzory
ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 72 h (3 dny) Frekvence 20 čteniacuteh Zvoliacuteme zobrazeniacute
Graf
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Vyslov zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak zaacutevisiacute změna tlaku na nadmořskeacute vyacutešce můžeme zkoumat takeacute při
pohybu na schodech nebo ve vyacutetahu Přitom můžeme ještě zadaacutevat změnu
nadmořskeacute vyacutešky
2 Připojeniacutem teploměru a vlhkoměru můžeme zkoumat jak spolu souvisiacute
teplota tlak vlhkost v průběhu dne
3 Daacutele můžeme zkoumat jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute
4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom
miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty
5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď
stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem
- 97 -
- 98 -
Pracovniacute list pro žaacuteky
Plyny 211 ZAacuteKLADY METEOROLOGIE
Fyzikaacutelniacute princip
Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře
probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute
meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkost hellip
Připojeniacutem teploměru barometru vlhkoměru k LabQuestu (počiacutetači)
ziacuteskaacuteme termograf barografhellip
Ciacutel
Určit jak se měniacute teplota tlak vlhkost v troposfeacuteře
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA
- 99 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA
barometr BAR-BTA a vlhkoměr RH-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
72 h Frekvence 20 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Senzory umiacutestiacuteme 2 m nad povrchem země nejleacutepe do stiacutenu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 V průběhu sledujeme jak se měniacute počasiacute
6 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute podmiacutenky ndash ročniacute obdobiacute
nadmořskaacute vyacuteškahellip Vyslov zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak spolu souvisiacute teplota tlak vlhkost Zdůvodni
2 Jak se měniacute teplota tlak a vlhkost v průběhu dne Zdůvodni
3 Jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute
4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom
miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty
5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď
stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem
- 100 -
- 101 -
Plyny 212 PŘETLAK A PODTLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Plyn maacute v naacutedobě podtlak jestliže je tento tlak nižšiacute než atmosfeacuterickyacute Plyn
maacute v naacutedobě přetlak jestliže je tento tlak většiacute než atmosfeacuterickyacute
Ciacutel
Změřit přetlak a podtlak plynu v naacutedobě
Pomůcky
LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA barometr BAR-BTA PET laacutehev
nafukovaciacute dětskyacute baloacutenek
- 102 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru
přišroubujeme injekčniacute střiacutekačku s nastavenou hodnotou objemu bdquo10 mlldquo dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Tlakem na piacutest vyvolaacutevaacuteme přetlak a podtlak a přetlak
- 103 -
5 Měřeniacute uložiacuteme
6 K senzoru připojiacuteme (našroubujeme) skleněnou baňku naplněnou
vzduchem Teplota plynu uvnitř je stejnaacute jako v okoliacute
7 Opakujeme předchoziacute měřeniacute s tiacutem že baňku (tiacutem i plyn) ohřiacutevaacuteme v tepleacute
vodě a ochlazujeme ve studeneacute (kostky ledu) vodě Pozorujeme jak se měniacute
tlak
8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy nastaacutevaacute přetlak a kdy podtlak
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak můžeme přetlak a podtlak vytvořit
2 Kde se přetlak a kde se podtlak využiacutevaacute
3 Změř přetlak v baloacutenku Jak se měniacute s průměrem baloacutenku
4 Připoj k senzoru PET laacutehev Zkus mačkat laacutehev a měřit hodnotu přetlaku
5 Ohřej plyn v PET laacutehvi (horkou vodou) Uzavři PET laacutehev a ochlazuj laacutehev
(plyn) Měř podtlak uvnitř laacutehve
- 104 -
SVĚTELNEacute JEVY 213 STIacuteN A POLOSTIacuteN
Fyzikaacutelniacute princip
Stiacuten je prostor za tělesem do něhož nepronikaacute světlo ze zdroje Polostiacuten je
prostor za tělesem do ktereacuteho pronikaacute světlo pouze z čaacutesti zdroje
Ciacutel
Pomociacute senzoru světla určit intenzitu osvětleniacute v oblasti stiacutenu a polostiacutenu
Pomůcky
LabQuest žaacuterovka 12 V20 W světelnyacute senzor TILT-BTA nebo luxmetr LS-
BTA těleso
- 105 -
Scheacutema
Postup
1 Světelnyacute senzor TILT-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu
3 Zapneme LabQuest
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence 10 sndash1
Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Senzorem
světla TILT-BTA plynule pohybujeme nad oblastiacute stiacutenu a polostiacutenu z jedneacute
strany na druhou (viz scheacutema asi 10 s)
- 106 -
6 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakaacute intenzita osvětleniacute v jednotlivyacutech oblastech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Měřeniacute opakujeme se dvěma zdroji světla
2 Měřeniacute opakujeme s jinyacutem tělesem (jinyacute tvar)
- 107 -
SVĚTELNEacute JEVY 214 BARVY SVĚTLA
Fyzikaacutelniacute princip
Biacuteleacute světlo se při průchodu skleněnyacutem hranolem rozklaacutedaacute na jednoducheacute barvy
ndash vznikaacute tak spektrum
Jsou v něm tyto barvy fialovaacute indigovaacute modraacute žlutaacute oranžovaacute a červenaacute
- 108 -
Ciacutel
Pomociacute spektrofotometru určit spektrum biacuteleacuteho světla (slunečniacuteho) Daacutele určit
spektrum odraženeacuteho světla různyacutech barevnyacutech papiacuterů
Pomůcky
LabQuest spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem různě barevneacute
papiacutery
- 109 -
Scheacutema
Postup
1 Spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem zapojiacuteme do USB konektoru
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 V menu Senzory ndash Změnit jednotky ndash USB Spektrometr zvoliacuteme Intenzita
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Optickeacute vlaacutekno namiacuteřiacuteme na nebe (ve dne)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Změřiacuteme
emisniacute spektrum bdquobiacuteleacuteho světlaldquo
6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
7 Zopakujeme a uklaacutedaacuteme měřeniacute s tiacutem že těsně před optickeacute vlaacutekno
vklaacutedaacuteme různě barevneacute papiacutery (tělesa)
- 110 -
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pomociacute spektrofotometru změř spektra barev na monitoru Vyslov zaacutevěr
- 111 -
Praacutece a energie 31 PRAacuteCE
Fyzikaacutelniacute princip
Praacutece je fyzikaacutelniacute veličina Označuje se piacutesmenem W a jejiacute jednotkou je joule
(značka J) Je-li F siacutela působiacuteciacute na těleso ve směru trajektorie vykonaacute se při
přesunutiacute tělesa o draacutehu s praacutece W = Fs
Ciacutel
Určit praacuteci při přesunutiacute tělesa
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA senzor polohy MD-BTD stejnaacute tělesa (kvaacutedry
učebnicehellip)
- 112 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N Senzor polohy zapojiacuteme do konektoru
DIG 1
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes
3 Zvoliacuteme zaacuteložku tabulka V menu Tabulka zvoliacuteme Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute
sloupec Naacutezev ndash Praacutece Jednotka ndash J Tvar vyacuterazu XY Sloupec pro X ndash Siacutela
Sloupec pro Y ndash Poloha
4 Sestaviacuteme měřeniacute podle scheacutema Vynulujeme oba senzory ndash menu Senzory
ndash Vynulovat ndash Čidlo polohy a pohybu Siloměr Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se
pomalu a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce
- 113 -
6 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute
měřeniacute si můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit
7 Zaacutevěr ndash vyhodnotiacuteme jednotliveacute grafy a vykonanou praacuteci
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Kdy je praacutece nulovaacute (viz graf)
2 Kdy se praacutece konaacute (viz graf)
3 Vyzkoušej vykonat praacuteci při natahovaacuteniacute pružiny
4 Vyzkoušej vykonat praacuteci při zvedaacuteniacute tělesa
5 Vyzkoušej vykonat praacuteci při překlaacutepěniacute tělesa
- 114 -
Praacutece a energie 32 ENERGIE POLOHOVAacute
A POHYBOVAacute
Fyzikaacutelniacute princip
Polohovaacute energie Ep je druh mechanickeacute energie kterou těleso ziacuteskaacute při
zvyšovaacuteniacute sveacute nadmořskeacute vyacutešky Vypočiacutetaacuteme ji Ep= mgh Pohybovaacute energie
Ek je druh mechanickeacute energie kterou maacute pohybujiacuteciacute se těleso Vypočiacutetaacuteme ji
Ek= frac12mv2
Ciacutel
Pohybovou a polohovou energii kmitaveacuteho pohybu
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT těleso (zaacutevažiacute)
pružina stojan metr
- 115 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
LabQuestu
2 Určiacuteme tuhost použiacutevaneacute pružiny
- 116 -
3 Zapneme LabQuest
4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 10 s
5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Zvaacutežiacuteme zaacutevažiacute na digitaacutelniacutech vahaacutech a zavěsiacuteme ho na pružinu a pod
zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor a budeme měřit vzdaacutelenost a rychlost
kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině
7 Uvedeme zaacutevažiacute do kmitaveacuteho pohybu
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 117 -
9 Soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu
10 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku
a rovnici pro Ek
11 V menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku
jednotku a rovnici pro Ep
- 118 -
12 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku
a rovnici pro E
- 119 -
13 Zobraziacuteme grafy pro průběhy energiiacute
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změniacuteme dobu trvaacuteniacute na 300 s Opakujeme měřeniacute Co pozorujeme Jak se
měniacute energie
2 Jinyacute postup určeniacute tuhosti pružiny k
a) Na siloměr zavěsiacuteme pružinu
b) Vyznačiacuteme na pozadiacute (tabule) konec pružiny bdquoznačku ndash 0 cmldquo Daacutele si
pomociacute praviacutetka vyznačiacuteme značky 5 10 15 20 hellip cm
c) V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty
Naacutezev Prodlouženiacute Jednotky cm
- 120 -
d) Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
e) Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
f) Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
g) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
h) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
i) Prodloužiacuteme pružinu o 5 cm
j) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
k) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 5 cm a stiskneme OK
l) Opakujeme body i) j) a k) pro 10 15 20 hellipcm
m) Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
n) Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice
Přiacutemaacute uacuteměrnost
o) Z grafu určiacuteme tuhost pružiny k ndash je směrnice polopřiacutemky A vynaacutesobenaacute
100 (protože l jsme zadaacutevali v cm)
3 Opakujeme pro jineacute zaacutevažiacute nebo jinou pružinu
- 121 -
Praacutece a energie 33 UacuteČINNOST
Fyzikaacutelniacute princip
Uacutečinnost je podiacutel vykonaneacute praacutece W a dodaneacute energie E W
E
Ciacutel
Určit uacutečinnost při ohřiacutevaacuteniacute vody lihovyacutem kahanem
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA kaacutedinka voda digitaacutelniacute vaacutehy lihovyacute kahan
laboratorniacute stojan
- 122 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 200 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Teploměr upevniacuteme do stojanu
4 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme praacutezdnou kaacutedinku mk = kg
5 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme vodu (např 200 ml) v kaacutedince m = kg
6 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme lihovyacute kahan mk0 = kg
7 Kaacutedinku upevniacuteme do stojanu postaviacuteme pod kaacutedinku kahan a zapaacuteliacuteme
ho
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 123 -
9 Po skončeniacute měřeniacute (1 200 s = 20 min) zvaacutežiacuteme znovu lihovyacute kahan
mk1 = kg a odečteme z grafu počaacutetečniacute teplotu vody t0 =hellip degC
a konečnou teplotu t1 = degC
10 Vypočiacutetaacuteme vykonanou praacuteci W = Q = cmt = 4 180 middot middot =
J
11 Vypočiacutetaacuteme dodanou energii E = Q = hm = h(mk0 ndash mk1) = 28 865 000 middot
E = J
12 Vypočiacutetaacuteme uacutečinnost
100
W
E
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
Vyacutehřevnost ethanolu je 28 865 000 Jmiddotkgndash1
1 Vypočiacutetej kolik dodaneacute energie přijme kaacutedinka ndash sklo
(c = 670 Jmiddotkgndash1
middot Kndash1
)
- 124 -
2 Kolik procent dodaneacute energie se bdquoztratiacuteldquo
3 Znaacuteš uacutečinnějšiacute způsob ohřiacutevaacuteniacute vody Jakou maacute uacutečinnost
( httpfyzwebczclankyindexphpid=132 )
4 Proč na grafu v okamžiku zamiacutechaacuteniacute s ohřiacutevanou vodou vznikajiacute nerovnosti
(viz vyacuteše) Proč teplota nejdřiacuteve rychleji stoupaacute a pak chviacuteli klesaacute
(po zamiacutechaacuteniacute) Proč teplota pak roste přibližně rovnoměrně
5 Proč graf (viz vyacuteše) neniacute lineaacuterniacute Čiacutem je to způsobeno
6 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-
202
- 125 -
Praacutece a energie 34 NAKLONĚNAacute ROVINA
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela potřebnaacute k pohybu tělesa po nakloněneacute rovině je tolikraacutet menšiacute než tiacutehovaacute
siacutela kolikraacutet je deacutelka roviny většiacute než jejiacute vyacuteška G
hF F
s Tiacutehovou siacutelu
vypočiacutetaacuteme FG = mg
Ciacutel
Ověřit platnost funkce h
F fs
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA digitaacutelniacute vaacutehy voziacuteček se zaacutevažiacutem nakloněnaacute
rovina deacutelkoveacute měřidlo
- 126 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme siloměr DFS-BTA do vstupu CH1 Změřiacuteme deacutelku nakloněneacute
roviny s = cm Zvaacutežiacuteme voziacuteček m = kg Vypočiacutetaacuteme velikost tiacutehoveacute
siacutely FG K siloměru připojiacuteme voziacuteček
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim
Udaacutelosti + Hodnoty Naacutezev Vyacuteška Jednotka cm OK Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute
grafu
- 127 -
3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute Siacutely (N) a na
vodorovneacute ose times Vyacuteška (cm)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Zvedneme
nakloněnou rovinu do vyacutešky 10 cm a stiskneme bdquospoušťldquo pro zadaacuteniacute teacuteto
hodnoty Opakujeme pro 20 cm 30 cm 40 cm
5 Ukončiacuteme měřeniacute
6 V menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Siacutela vybereme lineaacuterniacute rovnici
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proč graf funkce h
F fs
neprochaacuteziacute počaacutetkem Tzn když h = 0 pak
F = 0
2 Zkus změřit funkci h
F fs
pomociacute plynuleacuteho zvedaacuteniacute nakloněneacute
roviny Je potřeba nastavit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim Časovaacute
zaacutekladna
- 128 -
Tepelneacute jevy 35 KALORIMETRICKAacute ROVNICE
Fyzikaacutelniacute princip
Při tepelneacute vyacuteměně mezi dvěma tělesy platiacute kalorimetrickaacute rovnice Q1 = Q2
Po dosazeniacute
c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2) Index 1 je přiřazen teplejšiacutemu tělesu a index 2
chladnějšiacutemu tělesu
Ciacutel
Ověřit platnost kalorimetrickeacute rovnice c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2)
Pomůcky
LabQuest dva teploměry TMP-BTA dvě seřiacuteznuteacute PET laacutehve digitaacutelniacute vaacutehy
- 129 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 a druhyacute teploměr TMP-
BTA do vstupu CH2 LabQuestu Do naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme teplou
vodu o hmotnosti m1 a teplotě t1 Do druheacute naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme
studenou vodu o hmotnosti m2 a teplotě t2 Hmotnosti určiacuteme pomociacute digitaacutelniacute
vaacutehy Do prvniacute naacutedoby vložiacuteme prvniacute teploměr a do druheacute naacutedoby druhyacute
teploměr Teploměry můžeme upevnit do stojanů
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
120 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 130 -
3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute obou teplot a na
vodorovneacute ose x ponechaacuteme čas
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Přeložiacuteme teploměr
z naacutedoby se studenou vodou do naacutedoby s teplou vodou a současně přelijeme
studenou vodu do tepleacute a počkaacuteme až nastane rovnovaacutežnyacute stav
5 Ukončiacuteme měřeniacute
6 Z grafů odečteme teploty před tepelnou vyacuteměnou (t1 a t2) a po tepelneacute
vyacuteměně (t)
7 Vypočiacutetaacuteme teplo odevzdaneacute Q1 a teplo přijateacute Q2
8 Porovnaacuteme vyacutesledneacute hodnoty
9 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proč měřeniacute nevychaacuteziacute uacuteplně přesně Čiacutem je to způsobeno
2 Zkus stejneacute měřeniacute pro jedno kapalneacute těleso (voda) a jedno pevneacute těleso
(mosaznyacute vaacuteleček železnyacute vaacutelečekhellip)
3 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy
OHSP-202
- 131 -
Tepelneacute jevy 36 VEDENIacute TEPLA
Fyzikaacutelniacute princip
Zahřiacutevaacuteme-li jednu čaacutest podeacutelneacuteho tělesa z pevneacute laacutetky přenaacutešiacute se rychlejšiacute
pohyb atomů na dalšiacute a dalšiacute atomy Tiacutem se zvyšuje i teplota dalšiacutech čaacutestiacute
Tento jev se nazyacutevaacute vedeniacute tepla Laacutetky děliacuteme na tepelneacute vodiče (měď
hliniacutek hellip) a tepelneacute izolanty (vzduch plasty dřevo hellip)
Ciacutel
Ověřit šiacuteřeniacute tepla tepelnyacutem vodičem
Pomůcky
LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA tlustšiacute Cu vodič lihovyacute kahan dva
laboratorniacute stojany
- 132 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme čtyři teploměry TMP-BTA do vstupů CH1 až CH4 LabQuestu
LabQuest připojiacuteme k PC přes USB konektor Teploměry můžeme upevnit do
smyček vytvořenyacutech z tlustšiacuteho měděneacuteho draacutetu ndash viz scheacutema
2 Zapneme LabQuest V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat
nastaviacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzorek sekundu Zatrhneme Nepřerušenyacute
sběr dat
3 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a postaviacuteme ho pod konec Cu vodiče ndash viz scheacutema
4 V programu LoggerPro zvoliacuteme Sběr dat Nechaacuteme určitou
dobu běžet měřeniacute
5 Ukončiacuteme měřeniacute ndash v programu LoggerPro zvoliacuteme Zastavit
6 Porovnaacuteme naměřeneacute grafy
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
- 133 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus měřeniacute pro jinyacute pevnyacute tepelnyacute vodič
2 Zkus stejneacute měřeniacute pro kapalneacute těleso (voda v naacutedobě)
- 134 -
Termika 37 SOUTĚŽ TEPLOMĚRŮ
Fyzikaacutelniacute princip
Teplota popisuje stav tělesa Teplotu měřiacuteme teploměrem Teplota tělesa
zaacutevisiacute i na miacuteře ochlazovaacuteniacute Miacutera ochlazovaacuteniacute zaacutevisiacute i na vlhkosti povrchu
tělesa (podobně ochlazovaacuteniacute lidskeacuteho těla) Vypařujiacuteciacute se kapalina odvaacutediacute čaacutest
vnitřniacute energie tělesa ndash ochlazuje ho Miacutera ochlazovaacuteniacute tělesa zaacutevisiacute i na
odvaacuteděniacute vznikajiacuteciacutech par
Ciacutel
Porovnej rychlost ochlazovaacuteniacute tělesa na povrchu sucheacuteho a mokreacuteho tělesa
Pomůcky
LabQuest teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA rychlovarnaacute konvice s horkou
vodou utěrka
- 135 -
Scheacutema
Postup
1 V konvici si ohřejeme vodu
2 Teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1
LabQuestu
3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
4 Zastrčiacuteme teploměr do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute je
praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme
tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem nepohybujeme
- 136 -
5 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash
menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Zastrčiacuteme teploměr opět do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute
je praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme
tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem budeme nyniacute maacutevat
7 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash
menu Graf ndash Uložit měřeniacute
8 Body 4 až 7 znovu opakujeme ale s tiacutem že po vytaženiacute teploměru
z konvice teploměr rychle utřeme utěrkou
9 Zobraziacuteme všechny čtyři naměřeneacute grafy ndash menu Graf ndash Ukaacutezat graf ndash
Všechny grafy
10 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus stejneacute měřeniacute s vlažnou vodou
2 Vyzkoušej jinou kapalinu
3 Pokud maacuteme čtyři teploměry můžeme proveacutest měřeniacute bdquonajednouldquo
- 137 -
Tepelneacute jevy 38 VAR
Fyzikaacutelniacute princip
Var je děj při ktereacutem se kapalina přeměňuje v plyn v celeacutem objemu Teplota
při ktereacute dochaacuteziacute k varu se nazyacutevaacute teplota varu Jejiacute hodnota zaacutevisiacute nejen na
chemickeacutem složeniacute kapaliny ale takeacute na tlaku nad povrchem kapaliny Voda
vře za normaacutelniacuteho tlaku (1 013 hPa) při 100 degC Zaacutevislost teploty varu vody
na tlaku lze přibližně vyjaacutedřit rovniciacute 5
716 2810
pt
Ciacutel
Ověřit teplotu varu za normaacutelniacuteho tlaku Ověřit zaacutevislost teploty varu na tlaku
- 138 -
Pomůcky
LabQuest teploměr GoTemp nebo TMP-BTA baňka voda lihovyacute kahan
laboratorniacute stojan odměrnyacute vaacutelec
Scheacutema
- 139 -
Postup
1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr GoTemp nebo TMP-
BTA Do baňky nalijeme horkou vodu Sestaviacuteme pomůcky podle scheacutema
V odměrneacutem vaacutelci kteryacute určuje hodnotu tlaku par nad volnyacutem povrchem vařiacuteciacute
vody neniacute voda Tzn že nad vodou v baňce je atmosfeacuterickyacute tlak
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Režim
Udaacutelosti a hodnoty Naacutezev Tlak Jednotka Pa
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a ohřiacutevaacuteme vodu v baňce až dosaacutehne teploty varu
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Paacutery vznikajiacuteciacute nad volnyacutem povrchem v baňce mohou volně odchaacutezet
hadiciacute kteraacute uacutestiacute nad dnem odměrneacuteho vaacutelce
7 Při dosaženiacute teploty varu stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
8 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku (odečteme
z barometru) a stiskneme OK
- 140 -
9 Přilijeme do odměrneacuteho vaacutelce vodu do vyacutešky 5 cm nad uacutestiacutem hadice
10 Při dosaženiacute teploty varu (poznaacuteme to podle bublinek ktereacute budou
vystupovat do vody v odměrneacutem vaacutelci) stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
11 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku zvětšenou
o hodnotu hydrostatickeacuteho tlaku a stiskneme OK
12 Opakujeme body 9 10 a 11 pro hodnoty vyacutešky hladiny vody v odměrneacutem
vaacutelci 10 cm 15 cm 20 cm a 25 cm
13 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
14 Provedeme analyacutezu grafu Jakaacute je to funkce Porovnaacuteme vyacutesledky
s vyacutesledky v MFCh tabulkaacutech Určiacuteme rovnici lineaacuterniacute funkce t = f(p)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Na čem zaacutevisiacute teplota varu určiteacute kapaliny
2 Čiacutem se lišiacute var vody v otevřeneacutem a v uzavřeneacutem tlakoveacutem hrnci
3 Může voda vařit i při nižšiacute teplotě než 100 degC
4 Pomociacute vyacutevěvy změř teploty varu při nižšiacutem tlaku než je atmosfeacuterickyacute
- 141 -
Zvukoveacute jevy 39 KMITAVYacute POHYB
Fyzikaacutelniacute princip
Kmitaveacute pohyby se nazyacutevajiacute pohyby při kteryacutech vyacutechylka opakovaně roste
a klesaacute Kmit je periodicky se opakujiacuteciacute čaacutest kmitaveacuteho pohybu doba jeho
trvaacuteniacute je perioda T a počet kmitů za jednotku času je frekvence 1
fT
Ciacutel
Určit periodu T a frekvenci f kmitaveacuteho pohybu
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA těleso (zaacutevažiacute) pružina stojan metr
- 142 -
Scheacutema
- 143 -
Postup
1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest Na siloměr zavěsiacuteme pružinu
3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
50 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute) Těleso je v klidu
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika
Určiacuteme hmotnost tělesa Ověřiacuteme na digitaacutelniacutech vahaacutech
8 Uvedeme těleso do kmitaveacuteho pohybu
9 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Provedeme
analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice (nebo soubor
nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)
- 144 -
10 Z grafu určiacuteme periodu T a vyacutepočtem frekvenci f
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Určete periodu a kmitočet joja
2 Určete periodu a kmitočet zaacutevažiacute ponořeneacuteho v kapalině
3 Určete periodu a kmitočet kmitaacuteniacute praviacutetka
4 Měř kmitavyacute pohyb delšiacute dobu Co pozoruješ
- 145 -
Zvukoveacute jevy 310 ZVUK
Fyzikaacutelniacute princip
Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz
Ciacutel
Určit časovyacute diagram některyacutech zdrojů zvuku ndash ladičky klaacuteves hudebniacutech
naacutestrojůhellip
Určit frekvenci (vyacutešku) toacutenů c1 d
1 e
1 c
2 Určit hudebniacute intervaly těchto
toacutenů Předveacutest barvu toacutenů
Pomůcky
LabQuest mikrofon MCA-BTA zdroje zvuku (hudebniacute naacutestroje) ladičky
- 146 -
Scheacutema
Postup
1 Zapneme LabQuest
2 Připojiacuteme mikrofon MCA-BTA do vstupu CH1 LabQuestu nebo v menu
Senzory ndash Nastaveniacute senzorů zvoliacuteme INT ndash Vnitřniacute mikrofon
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Rozezvučiacuteme zdroj zvuku ndash hlaacuteska bdquoaldquo bdquoeldquo bdquosldquo
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Uklaacutedaacuteme naměřeneacute zvuky v menu Graf ndash Uložit měřeniacute nebo zvoliacuteme
Pomociacute kalkulačky určujeme kmitočty periodickyacutech zvuků Uložiacuteme soubor
- 147 -
- 148 -
7 Opakujeme body 4 5 a 6 pro toacuteny c1 d
1 e
1 c
2 Určujeme kmitočet
těchto toacutenů (změřiacuteme periodu a kmitočet vypočiacutetaacuteme) a jejich hudebniacute
intervaly
8 Naměřeneacute kmitočty toacutenů a vypočiacutetaneacute hodnoty hudebniacutech intervalů
porovnaacuteme s hodnotami v tabulce
Toacuten c1 d1 e1 f1 g1 a1 h1 c2
Laděniacute absolutniacute vyacuteška (Hz)
temperovaneacute 262 294 330 349 392 440 494 524
přirozeneacute 264 297 330 352 396 440 495 528
Hudebniacute interval 11 98 54 43 32 53 158 21
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkoušiacuteme měřit časoveacute diagramy různyacutech hudebniacutech naacutestrojů
2 Zkus změřit stejneacute toacuteny různyacutech hudebniacutech naacutestrojů Co je barva toacutenů
- 149 -
Zvukoveacute jevy 311 RYCHLOST ZVUKU VE
VZDUCHU
Fyzikaacutelniacute princip
Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz Rychlost zvuku
můžeme změřit přiacutemou metodou tak že změřiacuteme vzdaacutelenost kterou zvuk urazil
a dobu za kterou mu to trvalo
Ciacutel
Určit rychlost zvuku ve vzduchu při daneacute teplotě
Pomůcky
LabQuest dva mikrofony MCA-BTA zdroj zvuku ndash dřevěneacute hůlky (hudebniacute
naacutestroj)
- 150 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 a CH 2 LabQuestu připojiacuteme dva mikrofony MCA-BTA
2 Mikrofony nastaviacuteme dle scheacutematu na jeden až dva metry od sebe Změřiacuteme
vzdaacutelenost s = m
3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
003 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute
přes 25 Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu měřeniacute neprobiacutehaacute čekaacute
na bdquospoušťldquo
5 U praveacuteho mikrofonu ťukneme do dřevěnyacutech hůlek Tiacutem se zapne
(bdquospoušťldquo) měřeniacute a oba mikrofony zaznamenajiacute zvuk Levyacute mikrofon
s určityacutem zpožděniacutem ktereacute odpoviacutedaacute vzdaacutelenosti obou mikrofonů a rychlosti
zvuku
6 Na dotykoveacute obrazovce si zvětšiacuteme miacutesto kde začiacutenaacute druhyacute zvuk ndash
označiacuteme perem a menu Graf ndash Zvětšit Daacutele označiacuteme co nejpřesněji miacutesto
kde začiacutenaacute druhyacute zpožděnyacute zvuk odečteme čas zpožděniacute t = s
- 151 -
7 Vypočiacutetaacuteme rychlost zvuku v = st = m sndash1
8 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute vzdaacutelenosti
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pokud stejneacute měřeniacute bude dělat viacutece studentů je potřeba se domluvit aby
nedošlo k vzaacutejemneacutemu rušeniacute
2 Porovnej rychlost zvuku s tabulkovou hodnotou a s hodnotami v jinyacutech
laacutetkaacutech Kde je největšiacute
3 Vypočiacutetej podle vzorce z tabulek jakaacute je rychlost zvuku při daneacute teplotě
vzduchu t = degC
4 Zkus se zamyslet nad průběhem grafů ndash jak se musiacute chvět zdroj zvuku
Zkus změřit rychlost zvuku pomociacute odrazu Naacutevod
K měřeniacute je použita odpadniacute trubka HTEM zakoupenaacute v OBI (deacutelka 1 2 nebo
3m takeacute je možneacute zakoupit viacutece stejnyacutech metrovyacutech kusů ktereacute je možno
zasouvat do sebe) K ucpaacuteniacute trubky je možneacute koupit tzv zaacutetku kteraacute se nasadiacute
- 152 -
na konec trubky Mikrofon je umiacutestěn těsně u uacutestiacute trubky K měřeniacute stačiacute pouze
jeden mikrofon K měřeniacute je potřeba stejneacute nastaveniacute (včetně bdquospouštěldquo)
5 Měřeniacute zkus nejdřiacuteve bez odpadniacute trubky a potom s trubkou
6 Jakou vzdaacutelenost musiacuteš dosadit do vzorce
7 Zkus stejneacute měřeniacute ale oddělej zaacutetku Zkus vysvětlit to co jsi naměřil
8 Nyniacute můžeš zkusit i ohřaacutet vzduch v trubce pomociacute feacutenu nebo teplovzdušneacute
pistole a teploměrem TMP-BTA měřit jeho teplotu Jak se změniacute rychlost
zvuku Co to způsobilo
- 153 -
Zvukoveacute jevy 312 VNIacuteMAacuteNIacute ZVUKU HLASITOST
Fyzikaacutelniacute princip
Praacuteh slyšitelnosti je nejmenšiacute intenzita zvuku kterou je schopen vniacutemat
pozorovatel s normaacutelniacutem sluchem (I0 = 10ndash12
W mndash2
) Praacuteh bolesti je
nejmenšiacute intenzita zvuku kteraacute vyvolaacute pocit bolesti (I0 = 10 W mndash2
) Hladina
intenzity zvuku L (v decibelech) je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute vyjadřuje kolikraacutet
je vniacutemanyacute zvuk silnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti (10kraacutet o 10 dB 100kraacutet
o 20 dB 1 000kraacutet o 30 dB hellip)
Ciacutel
Určit pomociacute hlukoměru SLM-BTA hladinu intenzity zvuku lidskeacuteho hlasu
zařiacutezeniacute a strojů kolem naacutes (pračka vysavač televize raacutedio reprodukovanaacute
hudba ulice hřiště přestaacutevka ve školehellip ticho)
- 154 -
Pomůcky
LabQuest hlukoměr SLM-BTA
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme hlukoměr SLM-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
120 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 155 -
3 Nastaveniacute hlukoměru SLM-BTA Time Weiting ndash S (slow) Maximum
Level Hold ndash RESET (průběžně zobrazuje) Frequency Weighting ndash A (pomaleacute
změny)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a postupně v 10 s
intervalech zkoušiacuteme různeacute zvuky ticho ndash potlesk ndash tlumenyacute hovor ndash hlasityacute
hovor ndash velmi hlasityacute hovor ndash křik
5 Podobně zkoušiacuteme změřit
a) hluk celeacuteho praciacuteho cyklu pračky
b) hluk různyacutech spotřebičů kolem naacutes ndash televize raacutedio zvuk ze sluchaacutetek
(přiloženiacutem hlukoměru ke sluchaacutetkům) zvuk mobilniacuteho telefonu hluk varneacute
konvice
c) hluk ve škole ndash ve třiacutedě na chodbě hellip
d) ticho ndash ve dne v noci
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Kolikraacutet je bdquoticholdquo hlučnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti
2 Vyzkoušej jak velkeacute je bdquoticholdquo uvnitř krabice
- 156 -
3 Jakeacute je bdquoticholdquo před oknem a za oknem
4 Vyzkoušej odraz zvuku ndash v miacutestnosti na louce
5 Změř jak se měniacute hladina intenzity zvuku za bouřky
6 Zkoumej jak zvuk pohlcujiacute různeacute materiaacutely
7 Vyzkoušej odraz zvuku pomociacute desky Např
8 Vyzkoušej naměřit v jeskyni hlasitost ozvěny
- 157 -
9 U reproduktoroveacute soustavy (stereo) zkus naleacutezt miacutesto s nejsilnějšiacute hlasitostiacute
10 Změř zaacutevislost hlasitosti na uacutehlu naacuteklonu odrazneacute desky Sestroj graf
11 Změř směrovou charakteristiku reproduktoru
( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=393)
12 Změř frekvenčniacute charakteristiku reproduktoru
( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=392)
- 158 -
Elektrickeacute vlastnosti laacutetek
313 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ ELEKTRICKYacute PROUD
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovanyacutech
těles kteryacute se projevuje silovyacutem působeniacutem na jinaacute tělesa Jeho jednotkou je
coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při pokusech ve třiacutedě
pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů) 1 nC je přibližně
6000000000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj elektronu hellip)
Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj (na skleněneacute
tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně nabiteacute těleso maacute
viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute protony
K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič naacuteboje
Elektrickyacute proud I je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličinou Jeho jednotkou je ampeacuter
(A) Můžeme jej vyjaacutedřit pomociacute naacuteboje Q kteryacute projde vodičem za jednotku
času Q
It
Ciacutel
Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute
při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute
Změřit proud I v zaacutevislosti na čase t a určit velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute
a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru
- 159 -
Pomůcky
LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA ampeacutermetr DCP-BTA tělesa (plechovka
na polystyreacutenu kovoveacute kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem
držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute těles kondenzaacutetor 15 mF16 V plochaacute baterie
45 V žaacuterovka 35 V 01 A přepiacutenač
- 160 -
Scheacutema
Postup
1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou
krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku
připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou
zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě
- 161 -
kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru
zvoliacuteme rozsah plusmn100 nC (scheacutema a))
2 Zapneme LabQuest
3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem
ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj
Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky
5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence
2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj
z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute
naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)
Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky
9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute
tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)
10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu 3times3
mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle
- 162 -
Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm
Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je
11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech
(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)
12 Sestaviacuteme obvod podle scheacutema b)
13 Změřiacuteme časovyacute průběh proudu při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru
- 163 -
14 Určiacuteme velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru pomociacute
funkce menu Analyacuteza volba Integraacutel
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zopakuj měřeniacute v bodech 13 a 14 pro různaacute zapojeniacute dvou nebo viacutece
kondenzaacutetorů
- 164 -
Elektrickyacute proud 314 OHMŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Ohmův zaacutekon Pokud maacute kovovyacute vodič staacutelou teplotu je elektrickyacute proud
prochaacutezejiacuteciacute vodičem přiacutemo uacuteměrnyacute napětiacute na vodiče (r 1826 G S Ohm)
Grafem přiacutemeacute uacuteměrnostiacute je přiacutemka prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem
Ciacutel
Ověřit Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky a rezistory 12 Ω 33 Ω
a 100 Ω
Pomůcky
LabQuest rezistor 33 Ω a 100 Ω žaacuterovka 6 V03 A voltmetr DVP-BTA
ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat
- 165 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
napětiacute Vlevo 0 Vpravo 6 V Na ose y zvoliacuteme Elektrickyacute proud a Spojovat
body Dole 0 a Nahoře 06 A V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Reostatem pomalu zvyšujeme napětiacute a proud Hodnota napětiacute nesmiacute
překročit 5 V a proudu 06 A Zobrazuje se tzv voltampeacuterovaacute charakteristika
Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro rezistor 33 Ω a pro žaacuterovku
- 166 -
7 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Platiacute Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky
2 Porovnej voltampeacuteroveacute charakteristiky rezistorů s různyacutemi hodnotami
odporů
3 Zkus vymyslet jak ověřiacuteš že Ohmův zaacutekon platiacute i pro wolframoveacute vlaacutekno
žaacuterovky
- 167 -
Elektrickyacute proud 315 ODPOR
Fyzikaacutelniacute princip
Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou
elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše
přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita
ρ a na teplotě t vodiče
Ciacutel
Změřit odpor bdquošpatneacuteholdquo vodiče ndash rezistoru Ověřit jak zaacutevisiacute odpor vodiče na
deacutelce
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) různeacute rezistory tahovyacute
potenciometr 10 kΩ počiacutetač s programem Logger Pro
- 168 -
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 K ohmmetru připojiacuteme tahovyacute potenciometr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se
vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 169 -
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm
2 cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute
potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute
exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute
14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Měřiacuteme odpor různyacutech rezistorů a jejich zapojeniacute
2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů
3 Změř jak zaacutevisiacute odpor potenciometru na uacutehlu natočeniacute u otočneacuteho
potenciometru
- 170 -
Elektrickyacute proud 316 ZAacuteVISLOST ODPORU NA
TEPLOTĚ
Fyzikaacutelniacute princip
Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou
elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše
přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita
ρ a na teplotě t vodiče
Na teplotě zaacutevisiacute odpor vodičů i polovodičů Odpor vodičů se vzrůstajiacuteciacute
teplotou stoupaacute (kladnyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) kdežto odpor
polovodičů uhliacuteku a některyacutech speciaacutelniacutech slitin kovů se vzrůstajiacuteciacute teplotou
klesaacute (zaacutepornyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) Elektrickyacute odpor maacute
vždy kladnou hodnotu Dobreacute vodiče kladou malyacute odpor špatneacute vodiče kladou
velkyacute odpor
Pozistor je dvoupoacutelovaacute elektrickaacute součaacutestka Jednaacute se o typ termistoru
s pozitivniacute teplotniacute zaacutevislostiacute (tzn s rostouciacute teplotou roste odpor) proto se
použiacutevaacute i označeniacute PTC termistor (positive temperature coefficient) Vyraacutebějiacute
se z polykrystalickeacute feroelektrickeacute keramiky (titaničitan barnatyacute BaTiO3)
Odpor pozistoru s růstem teploty nejprve miacuterně klesaacute nad Curieovu teplotu
poteacute prudce vzrůstaacute asi o 3 řaacutedy a pak opět miacuterně klesaacute Oblast naacuterůstu je
možneacute chemickyacutem složeniacutem ovlivňovat a tak vytvořit např sadu teploměrů
s odstupňovanyacutem teplotniacutem rozsahem (nejčastěji po 10 degC)
- 171 -
Ciacutel
Změřit jak zaacutevisiacute odpor pozistoru na teplotě
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA
pozistor kaacutedinka stojan počiacutetač s programem Logger Pro
- 172 -
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 a teploměr TMP-BTA do
konektoru CH 2 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Teploměr a pozistor jsou společně
upevněny zkroucenyacutem draacutetkem
3 K ohmmetru připojiacuteme pozistor
4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
5 Zapneme LabQuest
6 V programu LoggerPro na ose x zvoliacuteme teplotu a na ose y zvoliacuteme odpor
Tzn R = f(t)
7 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
8 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme
Nepřerušenyacute sběr dat
9 Do kaacutedinky nalijeme horkou vodu z konvice
- 173 -
10 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat Měřeniacute
nechaacuteme běžet delšiacute dobu (90 min) Pokud nemaacuteme čas můžeme měřeniacute
urychlit postupnyacutem ochlazovaacuteniacutem (přileacutevaacuteme studenou vodu nebo led)
11 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
12 Opakujeme měřeniacute pro různeacute pozistory
13 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z grafů určete teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu Porovnej jeho
velikost s hodnotami různyacutech kovů v tabulkaacutech
2 K čemu se použiacutevajiacute pozistory
- 174 -
Elektrickyacute proud 317 REOSTAT A POTENCIOMETR
Fyzikaacutelniacute princip
Plynulou změnu proudu spotřebičem umožňujiacute součaacutestky s proměnnyacutem
odporem ndash potenciometry Podle pohybu při ovlaacutedaacuteniacute je děliacuteme na tahoveacute
a otočneacute
K regulaci velkyacutech proudů použiacutevaacuteme reostat
Ciacutel
Ověřit funkci potenciometru jako děliče napětiacute a regulaacutetoru proudu
- 175 -
Pomůcky
LabQuest různeacute potenciometry počiacutetač s programem Logger Pro voltmetr
VP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA rezistor 100 Ω plochaacute baterie
- 176 -
Scheacutema
Postup
1 Voltmetr VP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 Potenciometr zapojiacuteme jako dělič napětiacute (viz scheacutema)
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment zvoliacuteme Sběr dat Moacuted
Udaacutelosti se vstupy Naacutezev sloupce deacutelka Značka d Jednotka cm
6 Na ose x zvoliacuteme veličinu deacutelka Na ose y veličinu napětiacute
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 177 -
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm
2cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute
potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko U otočneacuteho potenciometru měřiacuteme
a zadaacutevaacuteme jednotku uacutehlu
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute
exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
15 Stejneacute měřeniacute provedeme pro zapojeniacute potenciometru jako regulaacutetoru
proudu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 K čemu si využiacutevajiacute obě zapojeniacute Jakyacute je mezi nimi rozdiacutel
2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů
- 178 -
Elektrickyacute proud 318 VNITŘNIacute ODPOR ZDROJE
Fyzikaacutelniacute princip
Součet všech odporů kteryacutemi musiacute prochaacutezet proud uvnitř zdroje se nazyacutevaacute
vnitřniacute odpor zdroje Proud v uzavřeneacutem obvodu je roven podiacutelu
elektromotorickeacuteho napětiacute U0 zdroje a celkoveacuteho odporu R + Ri kde Ri je
vnitřniacute odpor zdroje
0
i
UI
R R
Ciacutel
Ověřit Ohmův zaacutekon pro uzavřenyacute obvod
Pomůcky
LabQuest rezistor 10 Ω voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute
baterie reostat 100 Ω a 10 kΩ
- 179 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x
zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat -
Ampeacutermetr Reostat 100 Ω a 10 kΩ nastaviacuteme na max hodnoty odporu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme spiacutenač
5 Reostatem 10 kΩ pomalu (10 s) zvětšujeme proud (hodnota odporu na
min) Jakmile reostat 10 kΩ vytočiacuteme do krajniacute polohy (min) pokračujeme
stejně reostatem 100 Ω do krajniacute polohy (min) Hodnota proudu nesmiacute
překročit 06 A což při napětiacute 45 V zajistiacute rezistor 10 Ω Zobrazuje se tzv
zatěžovaciacute charakteristika zdroje Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu
Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro různě stareacute plocheacute baterie
- 180 -
7 Provedeme analyacutezu jednotlivyacutech grafů V menu Analyacuteza zvoliacuteme Fitovat
křivku Napětiacute Vybereme typ rovnice Lineaacuterniacute Určiacuteme koeficienty lineaacuterniacute
funkce Opakujeme pro všechny grafy
8 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona pro uzavřenyacute obvod)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z koeficientů lineaacuterniacutech funkciacute určete napětiacute napraacutezdno U0 a zkratovyacute
proud Ik Daacutele určete vnitřniacute odpor Ri plocheacute baterie noveacute a stareacute
2 Vnitřniacute odpor plocheacute baterie se staacuteřiacutem zvětšuje Jak se to projevuje na
zatěžovaciacute charakteristice
- 181 -
Elektrickyacute proud 319 VYacuteKON ELEKTRICKEacuteHO
PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Vyacutekon P elektrickeacuteho proudu vypočiacutetaacuteme jako součin napětiacute na spotřebiči
a proudu kteryacute spotřebičem proteacutekaacute P = U I U spotřebičů je spraacutevneacute označovat
dodaacutevanyacute vyacutekon jako přiacutekon P0 Napřiacuteklad u žaacuterovky je světelnyacute vyacutekon
zlomkem elektrickeacuteho přiacutekonu
Ciacutel
Pomociacute wattmetru určit přiacutekon některyacutech spotřebičů Změřit přiacutekon v zaacutevislosti
na čase u některyacutech spotřebičů
Pomůcky
LabQuest wattmetr WU-PRO-I spotřebiče
- 182 -
Scheacutema
Postup
1 Wattmetr WU-PRO-I zapojiacuteme do USB konektoru LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 600 s Frekvence
1 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Připojiacuteme spotřebič k wattmetru
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) nebo po stisknutiacute tlačiacutetka (ukončit
měřeniacute) uložiacuteme soubor
- 183 -
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus změřit přiacutekon ledničky po dobu 24 hodin s teploměrem uvnitř Vyslov
zaacutevěr
2 Zkus změřit přiacutekon mikrovlnneacute trouby při ohřevu potravin (vody ndash změř
teplotu před začaacutetkem a po skončeniacute ohřiacutevaacuteniacute) Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče
3 Zkus změřit přiacutekon elektrovarneacute konvice nebo indukčniacuteho vařiče
s teploměrem Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče
- 184 -
Tepelneacute jevy 320 TERMOHRNEK
Fyzikaacutelniacute princip
Termosky a termohrnky jsou speciaacutelně vyrobeneacute naacutedoby ktereacute sloužiacute
k uchovaacuteniacute teploty tekutiny uvnitř Termoska byla vynalezena v roce 1982
Zaacutekladniacutem principem termosky je dvojitaacute vnitřniacute naacutedoba s lesklyacutemi dvojityacutemi
stěnami a z mezery mezi stěnami obou naacutedob je odčerpaacuten veškeryacute vzduch Přes
toto vakuoveacute prostřediacute nemůže tepelnaacute energie pronikat vedeniacutem tepelneacute
zaacuteřeniacute se odraacutežiacute zpět od lesklyacutech stěn u naacutedoby opatřeneacute zaacutetkou je omezen
i přenos prouděniacutem Diacuteky tomuto principu zůstaacutevaacute tekutina v naacutedobě teplaacute
nebo chladnaacute až po dobu několika hodin Většinou se dodaacutevajiacute termosky
s hrniacutečkem nebo sloužiacute jako hrniacuteček viacutečko laacutehve Různeacute firmy takeacute nabiacutezejiacute
možnost potisku vašiacute termosky
Ciacutel
Ověřit schopnost termohrnku udržet naacutepoj teplyacute po určitou dobu
Pomůcky
LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA různeacute termohrnky
- 185 -
Scheacutema
Postup
1 Teploměry zapojiacuteme do konektorů CH 1 až CH 4 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute (viz scheacutema) Dva termohrnky majiacute viacutečka Termohrnek
vpravo je bez viacutečka Vlevo je obyčejnyacute porcelaacutenovyacute hrnek
3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme ho přes USB k PC V programu LoggerPro
v menu Experiment ndash Sběr dat zatrhneme Nepřerušenyacute sběr dat
4 Do všech termohrnků nalijeme stejneacute množstviacute horkeacute vody z konvice
5 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
- 186 -
6 Po určiteacute době (např 2 až tři hodiny) zastaviacuteme měřeniacute
7 Vysloviacuteme zaacutevěr Co vše maacute vliv na udrženiacute tepleacuteho naacutepoje
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Opakujeme měřeniacute u všech termohrnků bez viacuteček
2 Opakujeme měřeniacute u všech hrnků s viacutečky
3 Opakujeme měřeniacute se studenyacutem naacutepojem Využijeme při tom kostky ledu
- 187 -
Elektrodynamika 41 MAGNETICKEacute POLE VODIČE
Fyzikaacutelniacute princip
Roku 1820 Hans Christian Oersted prokaacutezal že vodič jiacutemž prochaacuteziacute
elektrickyacute proud vytvaacuteřiacute kolem sebe magnetickeacute pole
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar soustřednyacutech kružnic ležiacuteciacutech v rovinaacutech
kolmyacutech na vodič Orientace indukčniacutech čar zaacutevisiacute na směru proudu a k jejiacutemu
určeniacute použiacutevaacuteme Ampeacuterovo pravidlo praveacute ruky Naznačiacuteme uchopeniacute
vodiče do praveacute ruky tak aby palec ukazoval dohodnutyacute směr proudu ve
vodiči prsty pak ukazujiacute orientaci magnetickyacutech indukčniacutech čar
- 188 -
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho
vodičem a na vzdaacutelenosti od vodiče
Pomůcky
LabQuest rezistor 10 Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA vodič
regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127
- 189 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash
max 06A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci v okoliacute vodiče
6 Potom nastaviacuteme konstantniacute hodnotu proudu a pohybujeme teslametrem
v kolmeacutem směru k ose vodiče
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce B na velikosti
elektrickeacuteho proudu I a na vzdaacutelenosti
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ze znalosti velikosti proudu a vzdaacutelenosti od vodiče spočiacutetej magnetickou
indukci
2π
IB
d kde μ0 = 4πmiddot10
ndash7NmiddotA
ndash2
- 190 -
Elektrodynamika 42 SIacuteLA PŮSOBIacuteCIacute NA VODIČ
V MAGNETICKEacuteM POLI
Fyzikaacutelniacute princip
Na vodič o deacutelce l kteryacutem prochaacuteziacute proud I a je umiacutestěnyacute v magnetickeacutem poli
trvaleacuteho magnetu s indukciacute B působiacute siacutela F = BIl
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost siacutely působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli na velikosti proudu
prochaacutezejiacuteciacuteho vodičem
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA ampeacutermetr HCS-BTA vodič magnet
regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute KXN-305D rezistor 2 Ω-10 W
- 191 -
Scheacutema
- 192 -
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
siloměr DFS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo ndash5 A Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Siacutela a Spojovat body
Dole ndash003 N a Nahoře 003 N V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash
max 5 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Regulovatelnyacutem zdrojem zmenšujeme napětiacute (proud) na 0 V (0 A)
Přepoacutelujeme zapojeniacute zdroje Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute
(proud) Kontrolujeme proud ndash max 5 A Graf se vykresluje na opačnou stranu
osy y Siloměrem měřiacuteme siacutelu působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli
7 Provedeme analyacutezu grafu ndash proložiacuteme lineaacuterniacute funkci
8
9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute siacutela na velikosti elektrickeacuteho proudu I
- 193 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vypočiacutetej velikost siacutely ze znaacutemyacutech hodnot B I a l F BIl Magnetickou
indukci B změř teslametrem uvnitř magnetickeacuteho pole magnetu
2 Miacutesto jednoducheacuteho vodiče použij několik zaacutevitů vodiče (viz scheacutema)
Porovnej vyacutesledky měřeniacute
3 Měřeniacute uspořaacutedej vodorovnyacutem směrem Siloměr bude zavěšenyacute svisle
a ciacutevka bude otočně upevněnaacute uprostřed Ktereacute uspořaacutedaacuteniacute je vyacutehodnějšiacute
- 194 -
Elektrodynamika 43 ELEKTROMAGNETICKAacute
INDUKCE
Fyzikaacutelniacute princip
Elektromagnetickaacute indukce je jev při ktereacutem vznikaacute elektrickeacute napětiacute ve
vodiči změnou magnetickeacuteho pole v okoliacute vodiče (ciacutevky) Indukovaneacute napětiacute
zaacutevisiacute na velikosti změny magnetickeacuteho pole i na rychlosti jeho změny
Ciacutel
Změřit indukovaneacute napětiacute Ověřit na čem zaacutevisiacute
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA ciacutevka s jaacutedrem permanentniacute magnet
- 195 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod
dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 5 s
Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Roztočiacuteme
permanentniacute magnet v těsneacutem okoliacute ciacutevky (jaacutedra)
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 196 -
4 Opakujeme měřeniacute s rychlejšiacutem (pomalejšiacutem) otaacutečeniacutem magnetu
5 Vyměniacuteme magnet za bdquosilnějšiacuteldquo
6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash na čem zaacutevisiacute indukovaneacute napětiacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus ciacutevku s jinyacutem počtem zaacutevitů
2 Zkus pohybovat membraacutenou reproduktoru a měřit indukovaneacute napětiacute
3 Zkus napjatou strunu umiacutestit do magnetickeacuteho pole a na niacute měřit velikost
indukovaneacuteho napětiacute
- 197 -
Elektrodynamika 44 STŘIacuteDAVYacute PROUD
Fyzikaacutelniacute princip
Střiacutedavyacute proud (napětiacute) je proud kteryacute staacutele měniacute svoji velikost i směr Časovyacute
průběh různyacutech střiacutedavyacutech proudů (napětiacute) může byacutet harmonickyacute (sinusoida)
obdeacutelniacutekovyacute trojuacutehelniacutekovyacutehellip
Z časoveacuteho průběhu harmonickeacuteho proudu (napětiacute) můžeme určit periodu
frekvenci a amplitudu
Ciacutel
Změř časovyacute průběh harmonickeacuteho napětiacute a urči jeho efektivniacute hodnotu
periodu frekvenci a amplitudu Urči vztahy mezi nimi
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA (+ndash10 V) zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute do 5 V
multimetr
- 198 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme voltmetr VP-BTA (+ndash10 V)
2 Do školniacuteho zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute (max 5 V stř) připojiacuteme rezistor
100 Ω
3 Paralelně k tomuto rezistoru připojiacuteme multimetr zapojenyacute jako střiacutedavyacute
voltmetr Zkontrolujeme že napětiacute neniacute většiacute než 5 V (efektivniacute hodnota)
4 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
01 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute
přes 001 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
5 Připojiacuteme vyacutevody voltmetru k rezistoru a stiskneme tlačiacutetko START
(měřeniacute) na LabQuestu
6 Po proběhleacutem měřeniacute v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika ndash Napětiacute
7 Z tabulky Statistika můžeme odečiacutest max hodnotu napětiacute = amplituda
Umax = V
8 Na voltmetru odečteme efektivniacute hodnotu napětiacute Uef = V
- 199 -
9 Vzhledem k tomu že jsme zadali dobu měřeniacute 01 s tak se zobrazilo přesně
5 period Tzn že jedna perioda je T = 002 s a frekvence je f = 50 Hz
10 Vypočiacutetaacuteme poměr Umax Uef =
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jako zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute můžeme
použiacutet samotnyacute LabQuest s vyacutekonovyacutem
zesilovačem PAMP kteryacute připojiacuteme
k LabQuestu a v aplikaci Zesilovač (generaacutetor
funkciacute) můžeme nastavovat druh střiacutedaveacuteho
signaacutelu (sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek pila)
frekvenci a amplitudu Pomociacute druheacuteho
LabQuestu můžeme kontrolovat ndash měřit tento
střiacutedavyacute signaacutel
2 Jako jinyacute zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute (proudu)
můžeme použiacutet generaacutetor funkciacute NTL I u něj
je možneacute nastavovat druh střiacutedaveacuteho signaacutelu
(sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek) frekvenci
a amplitudu kterou můžeme pomociacute
LabQuestu měřit
3 Kde se využiacutevaacute střiacutedaveacute napětiacute (proud) S jakyacutem průběhem
4 Zkus změřit střiacutedaveacute napětiacute v nějakeacutem přiacutestroji např na reproduktoru
baterioveacuteho raacutedia Pozor střiacutedaveacute napětiacute musiacute byacutet menšiacute než plusmn10 V Ověř
nejdřiacuteve stř voltmetrem
- 200 -
Elektrodynamika 45 TŘIacuteFAacuteZOVEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Třiacutefaacutezoveacute napětiacute vznikaacute otaacutečeniacutem magnetu v soustavě třiacute ciacutevek Maacuteme tedy tři
zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute ndash faacuteze Třiacutefaacutezovyacute rozvod lze využiacutet k zapojeniacute do
hvězdy nebo k zapojeniacute do trojuacutehelniacuteku Faacutezoveacute napětiacute (u1 u2 u3) je napětiacute
(v našich domaacutecnostech 230 V) mezi středniacutem vodičem (N) a faacutezovyacutem
vodičem (L1 L2 L3) Sdruženeacute napětiacute (u12 u13 u23) je napětiacute (v našich
domaacutecnostech 400 V) mezi libovolnyacutemi dvěma faacutezovyacutemi vodiči
Ciacutel
Změřit časovyacute průběh napětiacute třiacute faacuteziacute v zapojeniacute do hvězdy Ověřit že součet
napětiacute v každeacutem čase je nulovyacute Ověřit že poměr sdruženeacuteho a faacutezoveacuteho
napětiacute je 173kraacutet většiacute
Pomůcky
LabQuest zdroj třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute 3 rezistory 100 Ω 3 voltmetry VP-BTA
- 201 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme 3 voltmetry VP-BTA ke vstupům CH1 CH2 a CH3 LabQuestu
Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu Na zdroji třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute nastaviacuteme hodnotu
faacutezoveacuteho napětiacute do 5 V
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
005 s Frekvence 10 000 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Uložiacuteme měřeniacute
- 202 -
5 Provedeme analyacutezu grafu Odečiacutetaacuteme v každeacutem časoveacutem okamžiku
okamžiteacute hodnoty napětiacute u1 u2 a u3 a provaacutediacuteme jejich součet ndash ověřujeme že
součet je nulovyacute
6 Střiacutedavyacutem voltmetrem změřiacuteme sdruženeacute a faacutezoveacute napětiacute (efektivniacute
hodnoty) a vypočiacutetaacuteme jejich poměr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z grafu ndash časoveacuteho průběhu napětiacute urči o jakou čaacutest periody jsou
posunuta napětiacute
2 Z grafu urči jakyacute je frekvence a perioda střiacutedavyacutech napětiacute
3 Jakyacute je poměr efektivniacute a maximaacutelniacute hodnoty faacutezoveacuteho střiacutedaveacuteho napětiacute
ktereacute jsi naměřil
4 Z grafu urči amplitudu sdruženeacuteho napětiacute a amplitudu faacutezoveacuteho napětiacute
Jakyacute je jejich poměr
- 203 -
Elektrodynamika 46 ELEKTROMAGNETICKEacute VLNY
Fyzikaacutelniacute princip
Magnetickeacute pole můžeme znaacutezornit pomociacute indukčniacutech čar
Elektrickeacute pole popisujeme elektrickyacutemi siločarami
Elektrickeacute a magnetickeacute pole spolu často souvisejiacute Mluviacuteme pak
o elektromagnetickeacutem poli Elektromagnetickeacute vlny jsou přiacutečneacute a šiacuteřiacute se i ve
vakuu Šiacuteřiacute se rychlostiacute světla Elektromagnetickyacutemi vlnami se přenaacutešejiacute
signaacutely rozhlasu televize mobilniacutech telefonů atd I světlo je elektromagnetickeacute
vlněniacute (zaacuteřeniacute)
- 204 -
Mezi frekvenciacute f vlnovou deacutelkou λ a rychlostiacute šiacuteřeniacute elektromagnetickeacuteho
vlněniacute c (světla) platiacute vzorecc
f
Ciacutel
Změřit vlnovou deacutelku elektromagnetickeacuteho vlněniacute Prokaacutezat polarizaci
elektromagnetickeacute vlny
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA bezdraacutetovyacute zvonek ndash tlačiacutetko pracujiacuteciacute na
frekvenci 43392 MHz přijiacutemač s půlvlnnyacutem dipoacutelem (viz přiacutespěvek O
Lepila)
Scheacutema
- 205 -
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod
dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Pohybujeme rovnoměrnyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema pohyb 1)
5 Z poloh maxim a minim určiacuteme vlnovou deacutelku
6 Uložiacuteme měřeniacute
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pohybujeme rovnoměrnyacutem otaacutečivyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema
pohyb 2)
9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash vlnovaacute deacutelka a polarizace elektromagnetickeacuteho vlněniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vyzkoušej jak zaacutevisiacute velikost naměřeneacuteho napětiacute na vzdaacutelenosti vysiacutelače od
přijiacutemače
2 Pomociacute mřiacutežky nebo plechu vyzkoušej odraz vlněniacute (a interferenci)
- 206 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
47 TERMISTOR
Fyzikaacutelniacute princip
Termistor je polovodičovaacute součaacutestka jejiacutež odpor zaacutevisiacute na teplotě
Ciacutel
Změř zaacutevislost odporu termistoru na teplotě Urči o jakou zaacutevislost se jednaacute
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA
rychlovarnaacute konvice s horkou vodou termistory se jmenovitou hodnotou
odporu 4k7 10k 15k počiacutetač s programem Logger Pro
- 207 -
Scheacutema
Postup
1 V konvici si ohřejeme vodu
2 Teploměr TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 2 a ohmmetr do
konektoru CH 1 LabQuestu
3 K ohmmetru připojiacuteme termistor (10k) kteryacute zastrčiacuteme společně
s teploměrem do kaacutedinky
- 208 -
4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
5 Zapneme LabQuest
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Experiment ndash Sběr dat Trvaacuteniacute
300 s Frekvence 1 čteniacutes
8 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu na
osu y Odpor a na osu x Teplotu
9 Nalejeme horkou vodu z konvice do kaacutedinky s teploměrem a termistorem
a zapneme Sběr dat v programu LoggerPro
10 Voda postupně chladne a počiacutetač vykresluje graf zaacutevislosti R = f(t)
Ochlazovaacuteniacute můžeme pomalu urychlovat opatrnyacutem přileacutevaacuteniacutem studeneacute vody
a současnyacutem miacutechaacuteniacutem Pro hlubšiacute ochlazeniacute můžeme použiacutet kousek ledu
11 Po skončeniacute měřeniacute (300 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti ndash menu
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute a můžeme opakovat měřeniacute pro dalšiacute
termistor Nebo při měřeniacute použiacutet současně dva ohmmetry (CH 2 a CH 3) a dva
termistory
12 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
- 209 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z programu Logger Pro z tabulky můžeme naměřenaacute data pomociacute Ctrl+C
a Ctrl+V zkopiacuterovat do programu Excel a tam je daacutele zpracovaacutevat ndash sestrojit
graf proložit funkci
2 V programu Logger Pro můžeme v menu Analyacuteza ndash Curve Fit zkusit
proložit funkci kterou si vybereme ze seznamu Ověř vyacutepočtem (Excel
kalkulačka) že zvolenaacute funkce bdquofungujeldquo
3 Zdůvodněte proč odpor termistoru klesaacute s rostouciacute teplotou Kde se toho
využiacutevaacute
- 210 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
48 FOTOREZISTOR
Fyzikaacutelniacute princip
Fotorezistor (dřiacuteve označovaacuten jako fotoodpor) je pasivniacute elektrotechnickaacute
součaacutestka bez PN přechodu jejiacutež elektrickyacute odpor R se snižuje se zvyšujiacuteciacutem
se osvětleniacutem E
Princip fotorezistoru je založen na vnitřniacutem fotoelektrickeacutem jevu světlo
(foton) naraziacute do elektronu ve valenčniacute sfeacuteře a předaacute mu svoji energii tiacutem
elektron ziacuteskaacute dostatek energie k překonaacuteniacute zakaacutezaneacuteho paacutesu a skočiacute
z valenčniacuteho paacutesu do vodivostniacuteho Tiacutem opustiacute svůj atom a pohybuje se jako
volnyacute elektron prostorem krystaloveacute mřiacutežky Na jeho miacutestě vznikla diacutera Takto
vznikleacute volneacute elektrony přispiacutevajiacute ke sniacuteženiacute elektrickeacuteho odporu R (zvyacutešeniacute
elektrickeacute vodivosti G) Čiacutem viacutece světla na fotorezistor dopadaacute tiacutem vznikaacute viacutece
volnyacutech elektronů a zvyšuje se tiacutem elektrickaacute vodivost
Ciacutel
Změřit zaacutevislost odporu fotorezistoru na vzdaacutelenosti od zdroje světla
(žaacuterovky) Analyzovat funkčniacute zaacutevislost
- 211 -
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) fotorezistor počiacutetač
s programem Logger Pro
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 K ohmmetru připojiacuteme fotorezistor
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se
vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Fotorezistor (upevněnyacute v trubičce) nastaviacuteme 10 cm od žaacuterovky
- 212 -
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 10 cm a stiskneme OK
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 20 cm 30 cmhellip
150 cm
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute fotorezistory
14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Připoj k LabQuestu luxmetr a změř zaacutevislost odporu na osvětleniacute
- 213 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
49 TRANZISTOR JAKO SPIacuteNAČ A ZESILOVAČ
Fyzikaacutelniacute princip
Tranzistor je polovodičovaacute součaacutestka se dvěma přechody PN Středniacute čaacutest
krystalu polovodiče je baacuteze B a přechody PN ji oddělujiacute od oblasti s opačnyacutem
typem vodivosti kolektorem C a emitorem E Podle druhu vodivosti
jednotlivyacutech čaacutestiacute označujeme tranzistory jako typy NPN a PNP
Zaacutekladniacute funkce tranzistoru Maleacute napětiacute v obvodu baacuteze vzbuzuje proud
kteryacute je přiacutečinou mnohokraacutet většiacuteho proudu v obvodu kolektoroveacutem Tranzistor
se použiacutevaacute jako bdquoelektronickyacute spiacutenačldquo a bdquozesilovačldquo
- 214 -
Ciacutel
Ověřit činnost tranzistoroveacuteho spiacutenače a tranzistoroveacuteho zesilovače
Pomůcky
LabQuest dva voltmetry VP-BTA zapojeniacute tranzistoru jako spiacutenače
a zesilovače (podle scheacutema) generaacutetor signaacutelu baterie 45 V
Scheacutema
a) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquospiacutenačeldquo
- 215 -
b) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquozesilovačeldquo
Postup
1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 a CH 2 LabQuestu
2 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquospiacutenačldquo dle scheacutema a) Voltmetry měřiacuteme napětiacute
UBE (U1) a UCE (U2)
3 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme trojuacutehelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 5V
4 Voltmetr U1 připojiacuteme mezi baacutezi a emitor (UBE) Voltmetr U2 připojiacuteme
mezi kolektor a emitor (UCE)
5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
3 s Frekvence 10 000 čteniacutes
6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
- 216 -
Tranzistor jako bdquospiacutenačldquo
7 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
8 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquozesilovačldquo dle scheacutema b) Voltmetry měřiacuteme
napětiacute UBE (U1) a UCE (U2) Potenciometrem P nastaviacuteme bdquopracovniacute bod
tranzistoruldquo ndash UCE bude miacutet polovičniacute hodnotu napaacutejeciacuteho napětiacute
9 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme sinusovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 015 V
10 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 01 s Frekvence 10 000 čteniacutes
11 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
- 217 -
12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
13 Určiacuteme jakyacute je poměr UCEUBE
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Při jakeacutem napětiacute UBE tranzistor bdquosepneldquo Jak dlouho probiacutehaacute bdquosepnutiacuteldquo
2 Zkus měnit kmitočet vstupniacuteho napětiacute zesilovače
3 Zkus měnit nastaveniacute pracovniacuteho bodu Jakyacute to maacute vliv na vyacutestupniacute signaacutel
4 Zkus měnit velikost střiacutedaveacuteho vstupniacuteho napětiacute Jakyacute to maacute vliv na tvar
vyacutestupniacuteho napětiacute
- 218 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
410 INTEGROVANYacute OBVOD
Fyzikaacutelniacute princip
Prvniacute integrovanyacute obvod zkonstruoval Jack Kilby koncem srpna 1958 (r 2000
Nobelova cena za fyziku) Integrovaneacute obvody jsou součaacutestky ktereacute v jednom
pouzdře obsahujiacute velkeacute množstviacute vodičů rezistorů kondenzaacutetorů diod
a tranzistorů Děliacuteme je na čiacuteslicoveacute analogoveacute hellip
- 219 -
Ciacutel
Ověřit činnost integrovaneacuteho obvodu (čiacuteslicovyacute analogovyacute hellip)
Pomůcky
LabQuest tři voltmetry VP-BTA moduly zapojeniacute integrovanyacutech obvodů
LabQuest jako generaacutetor signaacutelu nebo jinyacute generaacutetor signaacutelu
- 220 -
Scheacutema
a) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo
b) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo
- 221 -
Postup
1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu
2 Zapojiacuteme čiacuteslicovyacute integrovanyacute obvod MH 7400 jako bdquoANDldquo bdquoORldquo hellip
dle scheacutematu a) b)
3 Na dvou generaacutetorech signaacutelu nastaviacuteme
obdeacutelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 45 V
4 Na prvniacutem generaacutetoru nastaviacuteme kmitočet
2 Hz a na druheacutem 3 Hz Připojiacuteme je na
vstupy A a B a připojiacuteme k nim voltmetry 1
a 2 K vyacutestupu Y připojiacuteme 3 voltmetr
5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 s Frekvence 200 čteniacutes
6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme
- 222 -
Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo
Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute
funkce bdquoNANDldquo
2 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute
funkce bdquoNORldquo
3 Zkus dalšiacute logickeacute funkce
4 Vyzkoušej funkci jinyacutech čiacuteslicovyacutech integrovanyacutech obvodů Např MH
7493 MH 74153 hellip
5 Vyzkoušej funkci jinyacutech analogovyacutech integrovanyacutech obvodů Např NE
555 hellip
- 223 -
Atomy a zaacuteřeniacute 411 RADIOAKTIVITA A OCHRANA
PŘED ZAacuteŘENIacuteM
Fyzikaacutelniacute princip
Radioaktivita je samovolnaacute přeměna jader Při přeměnaacutech jader vznikaacute zaacuteřeniacute
alfa beta gama a dalšiacute Poločas přeměny je doba za kterou se přeměniacute
polovina původniacuteho počtu radioaktivniacutech jader Ionizujiacuteciacute zaacuteřeniacute škodiacute všem
živyacutem buňkaacutem a je potřeba se před niacutem chraacutenit
Ciacutel
Změř uacuteroveň pozadiacute v miacutestnosti a na louce Ověř uacutečinek ozaacuteřeniacute detektoru od
zdroje zaacuteřeniacute na vzdaacutelenosti době tloušťce stiacuteněniacute a materiaacutelu stiacuteněniacute Ověř
zaacutekon radioaktivniacute přeměny Urči poločas přeměny baria 137m
Ba
Pomůcky
LabQuest souprava GAMABETA (GABEset-1) kabel k propojeniacute detektoru
s LabQuestem (viz doplňkovyacute text) souprava GABEset-2 přiacutepadně detektor
zaacuteřeniacute DRM-BTD
- 224 -
Scheacutema
Postup
1 Propojiacuteme detektor zaacuteřeniacute DRM-BTD (od firmy Vernier) nebo indikaacutetor
zaacuteřeniacute IRA ze soupravy GAMABETA 2007 (staršiacute GABEset-1) do konektoru
DIG 1 LabQuestu V druheacutem přiacutepadě musiacuteme požiacutet propojovaciacute kabel (viz
doplňkovyacute text nebo httpwwwvernierczclankypropojeni-gamabety-s-
labquestem)
2 Zapneme LabQuest V menu Senzor ndash Nastaveniacute senzorů vybereme pro
DIG 1 Detektor radiace Je vyacutehodneacute připojit dva detektory současně Druhyacute do
DIG 2 Oba umiacutestiacuteme na různaacute miacutesta (ne vedle sebe)
- 225 -
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Frekvence 01 čteniacutes a Trvaacuteniacute
100s
4 V menu Graf ndash Parametry grafu zvoliacuteme Automatickeacute měřiacutetko od nuly
5 Detektor (y) zaacuteřeniacute postaviacuteme volně na stůl Nepoužiacutevaacuteme žaacutednyacute zdroj
zaacuteřeniacute
6 Zapneme Sběr dat Měřeniacute bude probiacutehat 100 s v 10-ti sekundovyacutech
intervalech Vykresluje (iacute) se křivka (y) kteraacute (eacute) znaacutezorňuje (iacute) radioaktivitu
kolem naacutes (pozadiacute) v miacutestnosti nebo na louce Radioaktivita je přirozenou
součaacutestiacute našeho života Pokud použijeme dva detektory současně vidiacuteme že na
různyacutech miacutestech je jinyacute naacutepočet Radioaktivniacute přeměny majiacute statistickou
povahu
7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme (menu Graf ndash Uložit měřeniacute)
8 Pro dalšiacute měřeniacute můžeme změnit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme
Frekvence 001 čteniacutes a Trvaacuteniacute 1 000 s
9 V dalšiacutech měřeniacutech postupujeme stejně (bod 6 a 7) ale můžeme plnit
různeacute uacutekoly
a) Stanovit uacutečinek vzdalovaacuteniacute detektoru od zdroje zaacuteřeniacute (použijeme školniacute
zdroj zaacuteřeniacute ze soupravy GAMABETA) Pokud použijeme dva detektory
současně jeden nechaacuteme samostatně a druhyacute budeme ozařovat zdrojem zaacuteřeniacute
z různyacutech vzdaacutelenostiacute a v 10-ti (přiacutepadně při změně nastaveniacute bod 8 ndash 100)
sekundovyacutech intervalech budeme zdroj zaacuteřeniacute postupně po 2 cm vzdalovat od
detektoru
b) Stanovit miacuteru absorpce zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na tloušťce vrstvy
stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu Jeden detektor ozařujeme zaacuteřeniacutem beta a druhyacute zaacuteřeniacutem
gama (ze školniacuteho zdroje zaacuteřeniacute) Přitom v danyacutech časovyacutech intervalech
měniacuteme tloušťku měděneacute destičky (viz naacutevod k soupravě GAMABETA)
Vzhledem k tomu že je možno nastavit 6 různyacutech tlouštěk destičky (ek) potom
je vhodneacute dobu trvaacuteniacute změnit na 60 přiacutepadně 600 sekund
c) Stanovit rozdiacutel v absorpci zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na protonoveacutem
čiacutesle stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu shodneacute tloušťky Souprava GAMABETA obsahuje
destičky různyacutech materiaacutelů hliniacutek železo ciacuten měď olovo Prvniacute měřeniacute
provaacutediacuteme bez absorpčniacute destičky a potom postupně vystřiacutedaacuteme destičky
z různyacutech materiaacutelů Pro měřeniacute b) a c) je vhodnějšiacute doba trvaacuteniacute 600 s protože
- 226 -
změna tloušťky nebo materiaacutelu vyžaduje dvě sekundy a tiacutem zmenšiacuteme chybu
měřeniacute v jednotlivyacutech intervalech
d) Ověřeniacute zaacutekona radioaktivniacute přeměny Pro měřeniacute je potřeba ještě
souprava GABEset-2 kteraacute umožňuje přiacutepravu eluaacutetu baria k určeniacute poločasu
přeměny baria 137m
Ba (cca 150 s) K měřeniacute musiacuteme proveacutest nastaveniacute v bodě
8 (viz vyacuteše) Postupujeme podle naacutevodu v soupravě GABEset-2
10 Vysloviacuteme zaacutevěry
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus vyacuteše uvedenaacute měřeniacute proveacutest s připojenyacutem LabQuestem k PC
v programu Logger Pro Zde je možno nastavit zobrazeniacute grafu v sloupečciacutech
ndash menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu ndash Graph options ndash Bar graph
2 Zkus proměřit poločas přeměny s připojenyacutem LabQuestem k PC
v programu Logger Pro Pro detektor 1 můžeme proveacutest analyacutezu grafu
Analyacuteza ndash CurveFit ndash Natural exponent (proložit exponenciaacutelniacute funkci)
Poločas rozpadu je pak převraacutecenou hodnotou koeficientu C (viz niacuteže graf)
- 227 -
Atomy a zaacuteřeniacute 412 SLUNCE ndash SDIacuteLENIacute TEPLA
SAacuteLAacuteNIacuteM
Fyzikaacutelniacute princip
Slunce vysiacutelaacute elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute do prostoru Dopadne-li toto zaacuteřeniacute na
nějakeacute jineacute těleso a dojde-li k pohlceniacute tohoto zaacuteřeniacute zvyacutešiacute se vnitřniacute energie
tohoto tělesa Souhrnně se vzaacutejemneacute saacutelaacuteniacute a pohlcovaacuteniacute při dvou nebo i viacutece
tělesech s různyacutemi teplotami nazyacutevaacute sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem Dopadne-li toto
zaacuteřeniacute na jineacute těleso je čaacutestečně pohlceno čaacutest se odraacutežiacute a čaacutest prochaacuteziacute
tělesem Pohlceneacute zaacuteřeniacute způsobuje zvyacutešeniacute vnitřniacute energie tělesa odraženeacute
zaacuteřeniacute dopadaacute na jinaacute tělesa a prochaacutezejiacuteciacute zaacuteřeniacute přechaacuteziacute na jinaacute tělesa
Pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa zaacutevisiacute předevšiacutem na jakosti povrchu
a takeacute na barvě povrchu V praxi maacute tento poznatek vyacuteznam předevšiacutem při
konstrukci různyacutech zařiacutezeniacute např biacuteleacute chladničky a mrazaacuteky (aby se co nejviacutece
zaacuteřeniacute odrazilo) v leacutetě nosiacuteme předevšiacutem světleacute oblečeniacute Chceme-li naopak
aby se co nejviacutece zaacuteřeniacute pohltilo voliacuteme černou barvu povrchu
Ciacutel
Ověřit pohltivost různyacutech povrchů
Pomůcky
LabQuest 4 ks teploměr TMP-BTA 4 ks PET laacutehviacute s různyacutem povrchem
žaacuterovka 100 W 300 W
- 228 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměry TMP-BTA ke vstupům CH1 až CH4 LabQuestu
Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
600 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Zapneme žaacuterovku 300 W
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 229 -
5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa na
jakosti povrchu a takeacute na barvě povrchu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute se 100 W žaacuterovkou
2 Provedeme měřeniacute pro jineacute barvy a povrchy
- 230 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
413 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK I
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na osvětleniacute E
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)
- 231 -
Scheacutema
- 232 -
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E
solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 Na ose x zvoliacuteme Osvětleniacute (Illumination (lux)) a na ose y Vyacutekon (mW)
6 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzoreks
daacutele zatrhneme volbu Nepřerušenyacute sběr dat
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Plynule přibližujeme (přiacutepadně vzdalujeme) žaacuterovku k solaacuterniacutem člaacutenkům
Měřiacuteme zaacutevislost P = f(E)
9 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
10 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků zapojenyacutech seacuteriově a paralelně
- 233 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
414 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK II
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na uacutehlu natočeniacute solaacuterniacutech člaacutenků
vzhledem ke zdroji světla
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)
- 234 -
Scheacutema
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E
solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
- 235 -
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev
sloupce Uacutehel Značka α Jednotky deg
6 Na ose x zvoliacuteme Uacutehel (deg) a na ose y Vyacutekon (mW)
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute
panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky
9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu uacutehlu 0deg
10 Natočiacuteme solaacuterniacute panel o 10deg od směru šiacuteřeniacute světla Využijeme uacutehloměr na
stavebnici solaacuterniacutech panelů Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu
uacutehlu 10deg
11 Opakujeme postup pro dalšiacute hodnoty uacutehlů 20deg 30deg hellip 90deg
12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
13 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků osvětlenyacutech Sluncem
- 236 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
415 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK III
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na vlnoveacute deacutelce světla - filtru
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad) barevneacute filtry ze
stavebnice
- 237 -
Scheacutema
- 238 -
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev
sloupce Barva filtru Značka λ Jednotky nm
6 Na ose x zvoliacuteme Barva filtru (nm) a na ose y Vyacutekon (mW)
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute
panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky Před solaacuterniacute
člaacutenky vložiacuteme bdquomodryacute filtrldquo
- 239 -
9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu vlnoveacute deacutelky modreacuteho
světla ndash 460 nm
10 Opakujeme postup pro zelenyacute žlutyacute a červenyacute filtr
11 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
12 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pomociacute spektrofotometru změř vlnovou deacutelku světla ktereacute projde přes danyacute
barevnyacute filtr
2 Vyzkoušej jineacute barevneacute filtry
Mgr Vaacuteclav Pazdera
Měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier
Vydal Repronis v Ostravě roku 2012
Technickaacute uacuteprava textu doc RNDr Oldřich Lepil CSc
Naacutevrh obaacutelky
Tisk Repronis s r o Ostrava
Počet stran 240
Naacuteklad 150 ks
Vydaacuteniacute prvniacute
ISBN 978-80-7329-
- 10 -
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od
senzoru ke stropu k tabuli k zemi k rucehellip
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat
se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se
člověka od senzoru (0 až 6 m)
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu ndash kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od
senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od
senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem
kornoutem nebo mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka
vlaacutečkuhellip
6 Ukončiacuteme měřeniacute
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je funkciacute
času
- 11 -
Veličiny a jejich měřeniacute
12 HMOTNOST
Fyzikaacutelniacute princip
Množstviacute laacutetek v tělese popisujeme hmotnostiacute m Jednotkou hmotnosti je
kilogram kg Hmotnost tělesa můžeme určit vaacuteženiacutem pomociacute vaacutehy
Ciacutel
Zkontrolovat hmotnost přesnyacutech zaacutevažiacute ze sady zaacutevažiacute Určit hmotnost m
různyacutech těles minciacute hmotnost bdquostejnyacutechldquo zaacutevažiacute CO2 vzduchu hořiacuteciacuteho
kahanu hořiacuteciacute sviacutečky laacutehve s vodouhellip
Pomůcky
Počiacutetač program LoggerPro digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 teploměr GoTemp
sada zaacutevažiacute sada stejnyacutech krychliček z různyacutech materiaacutelů kahan sviacutečka PET
laacutehev mince
- 12 -
Scheacutema
Postup
1 Digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 (rozsah 0 až 4 000 g) zapojiacuteme do konektoru
USB počiacutetače
2 Spustiacuteme program LoggerPro
3 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g hellip) a
kontrolujeme zda vaacutehy ukazujiacute spraacutevnou hmotnost Naměřeneacute hmotnosti
zapisujeme do tabulky
4 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme stejneacute krychličky 1cm3 (nebo zaacutevažiacute)
z různyacutech materiaacutelů (Al Fe Zn Cu Pb dřevahellip) Naměřeneacute hmotnosti
zapisujeme do tabulky
5 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme mince (1 Kč 2 Kč 5 Kčhellip) Naměřeneacute
hmotnosti zapisujeme do tabulky
6 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Trvaacuteniacute
200 s Frekvence 1 čteniacutes
7 Na digitaacutelniacute vaacutehu postaviacuteme PET laacutehev s uzavřenyacutem odtokem
- 13 -
8 Uvolniacuteme odtok a současně stiskneme tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Měřiacuteme
jak se měniacute hmotnost kapalneacuteho tělesa po dobu 200 sekund Pokud je otvor
malyacute (voda vyteacutekaacute deacutele než je nastavenaacute doba) tak prodloužiacuteme dobu trvaacuteniacute
měřeniacute Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme naměřenyacute graf a přiacutepadně vyhodnotiacuteme
jeho průběh
9 Stejneacute měřeniacute (ad 8)) ale na hrdle PET laacutehve je našroubovaacuten vršek
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proveď analyacutezu naměřeneacuteho grafu ndash menu Analyacuteza ndash Proložit křivku nebo
Analyacuteza ndash Statistika
2 Stejneacute měřeniacute (ad 7) můžeme proveacutest s hořiacuteciacute sviacutečkou nebo s přiteacutekajiacuteciacute
vodou do PET laacutehve
3 Do PET laacutehve postaveneacute na digitaacutelniacute vaacuteze daacuteme určiteacute množstviacute octa (1dl)
můžeme takeacute přidat teploměr GoTemp zapneme měřeniacute a přisypeme saacuteček
sody Měřiacuteme zda se zmenšiacute hmotnost reagujiacuteciacute směsi (unikaacute plyn CO2)
Sledujeme i teplotu reagujiacuteciacutech laacutetek Zůstaacutevaacute hmotnost stejnaacute nebo se měniacute
Pokud maacuteme senzor pH můžeme při reakci sledovat i tuto vlastnost
4 Dvoulitrovou praacutezdnou PET laacutehev (uřiacuteznuteacute hrdlo) postav na digitaacutelniacute vaacutehu
V programu LoggerPro stiskni tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Naleacutevej do praacutezdneacute
laacutehve oxid uhličityacute (vyrobenyacute reakciacute octa a sody nebo z bombičky sifonu)
Pozoruj jak se měniacute hmotnost Nech měřeniacute běžet delšiacute dobu a pozoruj jak se
měniacute hmotnost Vyhodnoť měřeniacute Z naměřenyacutech hodnot a ze znalosti hustoty
vzduchu (129 kgm3) urči hustotu oxidu uhličiteacuteho Jakou maacute oxid uhličityacute
hustotu v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu
- 14 -
Veličiny a jejich měřeniacute
13 ČAS REAKČNIacute DOBA
Fyzikaacutelniacute princip
Čas je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličina kteraacute se nejčastěji označuje malyacutem
piacutesmenem t Jednotkou času je sekunda s
Reakčniacute doba člověka je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute
udaacutelosti do jeho reakce Mnoho faktorů ovlivňuje reakčniacute dobu člověka
Ciacutel
Změřit časoveacute uacuteseky různyacutech dějů pomociacute stopek LabQuestu
Změřit reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět
Pomůcky
LabQuest ultrazvukoveacute měřidlo vzdaacutelenosti GoMotion 2 ks voltmetry VP-
BTA deacutelkoveacute měřidlo
- 15 -
Scheacutema
Postup
1 Zapneme LabQuest a v dolniacute naacutestrojoveacute liště klikneme na ikonu domeček
2 V zobrazeneacute nabiacutedce zvoliacuteme Stopky
3 Stopky ovlaacutedaacuteme třemi tlačiacutetky ndash startstop vynulovaacuteniacute a zkopiacuterovaacuteniacute
aktuaacutelniacuteho uacutedaje z displeje např do kalkulačky Vyzkoušej si to
4 Změřiacuteme časoveacute uacuteseky různyacutech dějů
a) dobu mezi dvěma zvuky (generujeme pomociacute programu na PC ndash lze
přesně nastavit dobu dvě tlesknutiacute)
b) dobu kmitu kyvadla (dvěma po sobě jdouciacutem kyvům řiacutekaacuteme kmit)
c) dobu volneacuteho paacutedu tělesa z vyacutešky 2 metry můžeme ověřit pomociacute
GoMotion
d) dobu volneacuteho paacutedu dřevěneacute tyčky s deskou kterou jeden člověk pustiacute a
druhyacute chytiacute můžeme ověřit pomociacute GoMotion
- 16 -
e) dobu pohybu tělesa (autiacutečko vlaacuteček) po vodorovneacute podložce
f)
5 Změřiacuteme reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět
a) Světelnyacute ndash k LabQuestu připojiacuteme dva voltmetry VP-BTA prvniacute
připojiacuteme na LED (žaacuterovku) kteraacute je zapojena do obvodu s tlačiacutetkem
druhyacute připojiacuteme na rezistor zapojenyacute v obvodu s tlačiacutetkem prvniacute student
stiskne tlačiacutetko v prvniacutem obvodu a druhyacute stiskne v reakci na rozsviacutecenou
LED-ku (žaacuterovku) tlačiacutetko v druheacutem obvodu na LabQuestu
vyhodnotiacuteme dobu mezi napěťovyacutemi impulzy
b) Zvukovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze miacutesto LED-ky je zapojen bzučaacutek
a druhyacute student maacute zavřeneacute oči a reaguje na zvuk
c) Dotykovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze s tiacutem že prvniacute student se druheacuteho
dotkne rukou
6 Poznaacutemka
a) U všech třiacute měřeniacute v ad 5) je potřeba nastavit na LabQuestu v menu
Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 2 s Frekvence 1 000 čteniacutes Trigger
nastaviacuteme na Zapnuto a je rostouciacute přes 1 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute
Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
b) Miacutesto druheacuteho obvodu a voltmetru můžeme použiacutet senzor stisku ruky
HD-BTA
c) Při připojeniacute (ad 4c))ultrazvukoveacuteho senzoru MD-BTD nebo GO-MOT
do vstupu DIG 1 nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim
Časovaacute zaacutekladna Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
- 17 -
7 Ukončiacuteme měřeniacute
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkuste změřit reakčniacute dobu
a) opakovaně u jednoho studenta
b) u diacutevek a chlapců
c) mladyacutech a staryacutech lidiacute
d) raacuteno a večer
Na zaacutevěr sestav přehlednou tabulku všech vyacutesledků
2 Reakčniacute doba řidiče je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute
udaacutelosti do řidičovy reakce Jejiacute doba se pohybuje kolem 2 sekund ale vždy
zaacuteležiacute na pozornosti řidiče jeho věku fyzickeacute kondici a dalšiacutech faktorech Do
reakčniacute doby se však nezapočiacutetaacutevaacute doba prodlevy a naacuteběhu brzd Pamatujte
proto na bezpečnou vzdaacutelenost mezi vozidly a udržujte odstup
3 Zkuste chytit bankovku puštěnou druhyacutem člověkem dvěma prsty (pokud ji
chytnete je vaše) Proč ji nelze chytit
- 18 -
Veličiny a jejich měřeniacute
14 RYCHLOST
Fyzikaacutelniacute princip
Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme
v metrech za sekundu m
s
nebo v kilometrech za hodinu km
h
U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se
rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT
- 19 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 3 s
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost pohybu
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a potom se
přibližovat a daacutele se naopak vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost
chůze člověka (0 až 6 m)
- 20 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho
miacuteče od senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem
papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho autiacutečka (viz foto vyacuteše) vlaacutečkuhellip
5 Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
- 21 -
Veličiny a jejich měřeniacute
15 DRAacuteHA
Fyzikaacutelniacute princip
Draacuteha s je deacutelka trajektorie Trajektorie je křivka kterou těleso opisuje při
sveacutem pohybu
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru draacutehu kterou uraziacute těleso
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo
- 22 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od
senzoru ke stropu k tabuli k zemi k ruce hellip
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat
se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se
člověka od senzoru (0 až 6 m)
- 23 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od
senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem
papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka vlaacutečku hellip
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
2 Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je
funkciacute času
- 24 -
Veličiny a jejich měřeniacute
16 TEPLOTA
Fyzikaacutelniacute princip
Teplota je fyzikaacutelniacute veličina t kterou použiacutevaacuteme k popisu stavu tělesa (rychlost
pohybu atomů) Jednotkou je Celsiův stupeň (degC) Teplota tajiacuteciacuteho ledu je 0 degC
Bod varu vody je 100 degC Stupeň Fahrenheita (degF) je jednotka teploty
pojmenovanaacute po německeacutem fyzikovi Gabrielu Fahrenheitovi Dnes se použiacutevaacute
hlavně v USA
- 25 -
Ciacutel
Odhadnout teplotu a pak odhad ověřit teploměrem Ověřit teplotu tajiacuteciacuteho ledu
Ověřit teplotu varu vody Změřit jak se měniacute teplota v průběhu dne a při
ohřiacutevaacuteniacute nebo ochlazovaacuteniacute tělesa
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA teploměr STS-BTA PET laacutehve
- 26 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměr STS-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
2 Do několika naacutedob z PET lahviacute připraviacuteme vodu o různeacute teplotě ndash prvniacute
přidaacuteme led a u ostatniacutech postupně viacutece a viacutece horkeacute vody z elektrovarneacute
konvice
3 Zapneme LabQuest a můžeme měřit teplotu Nejdřiacuteve zkusiacuteme odhadnout
teplotu a potom ověřiacuteme pomociacute teploměru teplotu různyacutech těles
a) vzduch v miacutestnosti (u podlahy uprostřed u stropu)
b) vzduch na ulici
c) teplaacute voda
d) studenaacute voda
e) horkaacute voda
f) tajiacuteciacute led
g) tajiacuteciacute led a sůl
- 27 -
h) vařiacuteciacute voda
i) teplota lidskeacuteho těla
j) teplota v chladničce (dole nahoře v mraziciacutem boxu)
k)
4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 60 čteniacuteh Trvaacuteniacute 24 h
5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme venku za oknem
tak aby se nedotyacutekal žaacutedneacuteho tělesa
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu
vzduchu v průběhu 24 hodin Dalšiacute den ve stejnou dobu ukončiacuteme měřeniacute
7 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
8 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutemin Trvaacuteniacute 24 min
9 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme do kaacutedinky se
studenou vodou a začneme ohřiacutevat lihovyacutem kahanem
10 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu vody
v průběhu 12 minut (ohřiacutevaacuteniacute) Pak zahasiacuteme kahan a měřiacuteme dalšiacutech12 minut
(ochlazovaacuteniacute) Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 120 čteniacutemin Trvaacuteniacute 3 min
2 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu uchopiacuteme senzor
teploměru do ruky a pozorujeme změnu teploty Stejneacute měřeniacute provedeme
s teploměrem TMP-BTA a teploměrem STS-BTA Proč se lišiacute průběhy obou
grafů Kde toho lze využiacutet
4 Zapoj do LabQuestu dva teploměry Vezmi si dvě naacutedoby s vodou
o různyacutech teplotaacutech ndash studenaacute a teplaacute Měř jejich teploty (tlačiacutetko START)
- 28 -
Přelej vodu z prvniacute naacutedoby do druheacute a současně přendej teploměr z prvniacute
naacutedoby do druheacute Popiš co pozoruješ Z grafu urči teploty před smiacutechaacuteniacutem
a teplotu po smiacutechaacuteniacute
5 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vody ve zkumavce v různyacutech
hloubkaacutech
a) budeš-li vodu ohřiacutevat u dna
b) budeš-li vodu ohřiacutevat u hrdla
6 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vzduchu ve zkumavce v různyacutech
hloubkaacutech
- 29 -
Siacutely a jejich vlastnosti
17 SIacuteLA
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se
piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N
Ciacutel
Určit velikosti různyacutech sil Určit hmotnost zaacutevažiacute ktereacute je přitahovaacuteno k zemi
silou 1 N Určit siacutelu stisku ruky a siacutelu stisku mezi dvěma prsty Určit velikost
siacutely kterou člověk působiacute na zem
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA plošnyacute siloměr FP-BTA senzor siacutely stisku ruky
HD-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma
- 30 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)
2 Zapneme LabQuest
3 Zavěšujeme postupně různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g ) na siloměr
Naměřeneacute uacutedaje zapisujeme do tabulky
4 Na siloměr zavěsiacuteme pružinu Vynulujeme siloměr Zavěšujeme postupně
různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 ghellip) na pružinu a měřiacuteme prodlouženiacute
pružiny y Sestrojiacuteme graf F = f(y) Určiacuteme konstantu přiacutemeacute uacuteměrnosti
5 Zavěsiacuteme na siloměr misku z rovnoramennyacutech vah a vynulujeme siloměr ndash
menu Senzory ndash Vynulovat Postupně na misku přidaacutevaacuteme zaacutevažiacute až siloměr
ukazuje přesně siacutelu 1 N Vyacutesledek (hmotnost zaacutevažiacute) zapiacutešeme do tabulky
6 K LabQuestu připojiacuteme senzor siacutely stisku ruky HD-BTA Měřiacuteme
postupně siacutelu stisku ruky pro pravou a levou ruku
7 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Měřiacuteme siacutelu stisku ruky
po dobu 60 sekund ndash nepřerušovaně držiacuteme Sledujeme jak siacutela stisku
v průběhu času ochabuje
9 Bod 5 6 a 7 opakujeme pro siacutelu stisku mezi prsty
- 31 -
10 K LabQuestu připojiacuteme plošnyacute siloměr FP-BTA Přepneme na většiacute
rozsah 0 ndash 3 500 N Postaviacuteme se na tento siloměr Změřiacuteme siacutelu kterou člověk
působiacute na zem (tiacuteha G) Zapiacutešeme do tabulky Určiacuteme hmotnost člověka
11 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
12 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sledujeme jak se
měniacute tlakovaacute siacutela při dřepu kliku vyacuteskoku při běžneacute chůzi (jedna noha střiacutedaacute
druhou) při přitisknutiacute senzoru ke stěněhellip
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute jak se měniacute siacutela působiacuteciacute na plošnyacute siloměr FP-BTA při
jiacutezdě vyacutetahem když na něm stojiacuteme (vliv zrychlovaacuteniacute zpomalovaacuteniacute)
2 Polož plošnyacute siloměr na židli sedni si na něj a vyzkoušej jakou silou
působiacuteš na židli
3 Na siloměr DFS-BTA zavěsiacuteme hranol Určiacuteme velikost siacutely kterou
přitahuje Země hranol Taacutehneme tento hranol po podložce a změřiacuteme velikost
tahoveacute siacutely Porovnaacuteme tyto dvě siacutely
4 Proveďte statistickyacute průzkum ve třiacutedě o kolik je u pravaacutekůlevaacuteků silnějšiacute
pravaacutelevaacute ruka (holekkluků) Vypočiacutetejte průměrneacute hodnoty
- 32 -
Elektrickeacute vlastnosti laacutetek
18 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovaacuteniacute těles
Jeho jednotkou je coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při
pokusech ve třiacutedě pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů)
1 nC je přibližně 6 000 000 000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj
elektronuhellip) Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj
(na skleněneacute tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně
nabiteacute těleso maacute viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute
protony K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič
naacuteboje
Ciacutel
Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute
při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute
Pomůcky
LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA tělesa (plechovka na polystyreacutenu kovoveacute
kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute
těles
- 33 -
Scheacutema
Postup
1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou
krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku
připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou
zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě
kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru
zvoliacuteme rozsah plusmn 100 nC
2 Zapneme LabQuest
- 34 -
3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem
ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj
Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky
5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence
2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj
z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute
naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)
Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky
9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute
tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)
10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu
3times3 mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle
Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm
Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je
11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech
(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)
- 35 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pouze přibližujeme a vzdalujeme nabitou tyč (ebonitovou nebo skleněnou)
k tělesu (plechovce) a sledujeme jak se měniacute naacuteboj O jakyacute jev se jednaacute Čiacutem
je způsoben
2 Plechovku připojiacuteme ke zdroji kladneacuteho vn napětiacute (nabije se kladně) Měřič
naacuteboje připojiacuteme ke kovoveacute kuličce na izolovaneacutem držaacuteku Zapneme měřeniacute
a přejiacuteždiacuteme plynule v okoliacute svisleacute stěny plechovky (nedotyacutekaacuteme se) přibližně
ve stejneacute vzdaacutelenosti Sledujeme naměřeneacute hodnoty Co můžeme usoudit
o rozloženiacute naacuteboje na povrchu plechovky
- 36 -
Magnetismus 19 MAGNETICKAacute INDUKCE
MAGNETICKEacute POLE
Fyzikaacutelniacute princip
Magnetickou indukciacute nazyacutevaacuteme jev při ktereacutem se tělesa s feromagnetickyacutemi
vlastnostmi v bliacutezkosti magnetu zmagnetujiacute Magnet vytvaacuteřiacute ve sveacutem okoliacute
magnetickeacute pole ktereacute můžeme znaacutezornit soustavou magnetickyacutech
indukčniacutech čar Pomociacute magnetky (malyacute magnet) můžeme bdquozmapovatldquo
magnetickeacute pole ndash určit směr indukčniacutech čar Mnohem rychleji lze obrazec
indukčniacutech čar určit pomociacute železnyacutech pilin
Magnetickeacute pole popisuje veličina magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji
v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou indukci měřiacuteme teslametrem Zemskeacute
magnetickeacute pole v ČR maacute magnetickou indukci 0048 mT
Ciacutel
Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute permanentniacuteho
magnetu Změřit magnetickou indukci magnetickeacuteho pole Země
- 37 -
Pomůcky
LabQuest teslametr MG-BTA permanentniacute magnet
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Na teslametru
nastaviacuteme rozsah 64 mT Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 38 -
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k severniacutemu poacutelu magnetu
a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi
5 sekund)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k jižniacutemu poacutelu magnetu
a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi
5 sekund)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně pohybujeme (asi 5 sekund) teslametrem kolmo k podeacutelneacute ose
magnetu k jižniacutemu poacutelu magnetu a potom pomalu vzdalujeme teslametr od
severniacuteho poacutelu magnetu (asi 5 sekund) Uložiacuteme měřeniacute
6
7 Otevřeme novyacute soubor a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve
vodorovneacute rovině otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země
Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum (N a S magnetickyacute poacutel)
- 39 -
Z maximaacutelniacutech hodnot odečteme vodorovnou amplitudu magnetickeacute indukce B
Země
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve
svisleacute rovině (N-S směr) otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země
Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum Maximaacutelniacute hodnota je
hodnotou magnetickeacute indukce B Země
9
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Urči sklon indukčniacute čaacutery magnetickeacuteho pole u naacutes v ČR vzhledem
k povrchu země
- 40 -
Elektrickyacute obvod 110 ELEKTRICKYacute PROUD
ELEKTRICKEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute proud je uspořaacutedanyacute pohyb nabityacutech čaacutestic Elektrickyacute proud se
označuje piacutesmenem I Jeho jednotkou je ampeacuter (A)
Elektrickeacute napětiacute se označuje piacutesmenem U Jednotkou elektrickeacuteho napětiacute je
volt (V)
Elektrickyacute proud měřiacuteme ampeacutermetrem a napětiacute voltmetrem
Ciacutel
Změřit proud prochaacutezejiacuteciacute žaacuterovkou Změřit napětiacute na žaacuterovce Pozorovat jak
žaacuterovka sviacutetiacute při různyacutech hodnotaacutech proudu (uacutečinky proudu)
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat
100 Ω žaacuterovka 35 V03 A
- 41 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x
zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat ndash
Ampeacutermetr Reostat 100 Ω nastaviacuteme na min hodnoty odporu (napětiacute)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 42 -
5 Reostatem 100 Ω pomalu (20 s) zvětšujeme proud (směrem k max) až ho
vytočiacuteme do krajniacute polohy (max) Hodnota proudu nesmiacute překročit 06 A
Zobrazuje se tzv V-A charakteristika žaacuterovky Po vykresleniacute celeacuteho grafu
zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro různeacute žaacuterovky
7 Vysloviacuteme zaacutevěr (při jakeacute hodnotě proudu žaacuterovka začiacutenaacute sviacutetit)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř V-A charakteristiku pro rezistor 100 Ω a 50 Ω
- 43 -
Elektrickeacute pole 111 ZDROJE ELEKTRICKEacuteHO
NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Zdroje elektrickeacuteho napětiacute jsou elektraacuterny galvanickeacute člaacutenky a akumulaacutetory
- 44 -
Ciacutel
Změřit jak se měniacute napětiacute při vybiacutejeniacute (použiacutevaacuteniacute) zdroje ndash vybiacutejeciacute křivku
Pomůcky
LabQuest držaacutek baterie a rezistor ampeacutermetr DCP-BTA voltmetr VP-BTA
zdroj elektrickeacuteho napětiacute ndash galvanickyacute člaacutenek akumulaacutetor
- 45 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 a voltmetr VP-BTA ke
vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
12 h Frekvence 300 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat (spiacutenač je vypnutyacute)
4 Sepneme spiacutenač Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na
LabQuestu
5 Když začne napětiacute klesat pod 1V zastaviacuteme měřeniacute
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vytvoř si jednoduchyacute galvanickyacute
člaacutenek z jablka (nebo citronu)
železneacuteho hřebiacuteku a měděneacuteho draacutetu
podle obraacutezku Změř voltmetrem
zaacutevislost napětiacute v zaacutevislosti na čase
(připoj rezistor 1 000 Ω)
- 46 -
2 Změř vybiacutejeciacute křivku pro různeacute zdroje Urči kapacitu člaacutenku Porovnej
se jmenovitou kapacitou
3 Jakeacute vyacutehody maacute elektrickeacute napětiacute z bateriiacute oproti napětiacute ze zaacutesuvek Jakeacute
nevyacutehody naopak majiacute baterie
- 47 -
Elektrickyacute obvod 112 UacuteČINKY ELEKTRICKEacuteHO
PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute proud maacute pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute
uacutečinky Jednoducheacute spotřebiče můžeme rozdělit podle uacutečinků elektrickeacuteho
proudu na pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute spotřebiče
Ciacutel
Ověřit pohyboveacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na elektromotor
Ověřit světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
Ověřit magnetickeacute uacutečinky (magnetickaacute indukce) elektrickeacuteho proudu
prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
Ověřit chemickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho kapalinou
(vodou)
Ověřit tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA
teploměr TMP-BTA ciacutevka 166 a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu
a napětiacute BK 127 žaacuterovka 12 V spiraacutela luxmetr LS-BTA voltmetr 30 V-BTA
- 48 -
Scheacutema
a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
- 49 -
b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
Postup
a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
1 Připojiacuteme luxmetr LS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-
BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematuj ndash spiacutenač je
rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr
- 50 -
a voltmetr Žaacuterovku s luxmetrem můžeme zakryacutet krabiciacute aby luxmetr neměřil
osvětleniacute pozadiacute
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06A Na ose y zvoliacuteme Osvětleniacute a Spojovat body
Dole 0 a Nahoře 600 lx
4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme
napětiacute Vlevo 0 Vpravo 16 V Na ose y zvoliacuteme Proud a Spojovat body Dole
0 a Nahoře 04 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme
spiacutenač
6 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (do 12 V) Kontrolujeme proud
ndash max 06A Luxmetrem měřiacuteme osvětleniacute způsobeneacute žaacuterovkou
b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
- 51 -
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max
06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky
c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-
BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu ndash spiacutenač je
rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr
a voltmetr Teploměr se spiraacutelou vložiacuteme do kaacutedinky s vodou
- 52 -
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 000 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Napětiacute a Spojovat body
Dole 0 a Nahoře 25 V
4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme
čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Teplota a Spojovat body
Dole 20 a Nahoře 35 degC Regulovatelnyacutem zdrojem nastaviacuteme napětiacute (na
20 V) Kontrolujeme proud ndash max 10 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme
spiacutenač
6 Teploměrem měřiacuteme teplotu vody zahřiacutevaneacute spiraacutelou
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakeacute jsou uacutečinky elektrickeacuteho proudu v jednotlivyacutech
přiacutepadech
- 53 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ve ktereacutem elektrickeacutem přiacutestroji se projevuje současně několik uacutečinků
elektrickeacuteho proudu
2 Jakyacutech uacutečinků elektrickeacuteho proudu využiacutevaacute elektrickyacute zvonek
3 Změř jak zaacutevisiacute siacutela F přitahujiacuteciacute jaacutedro na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho
ciacutevkou Kde se toho daacute využiacutet
4 Chemickeacute uacutečinky viz uacuteloha 116 Elektrickyacute proud v kapalinaacutech
5 Změř pohyboveacute uacutečinky el proudu na otaacutečeniacute elektromotoru Pohyb můžeš
sniacutemat luxmetrem
- 54 -
Elektrickyacute obvod 113 MAGNETICKEacute VLASTNOSTI
ELEKTRICKEacuteHO PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Prochaacuteziacute-li vodičem elektrickyacute proud vznikaacute v jeho okoliacute magnetickeacute pole
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar kružnic Kružnice ležiacute v rovinaacutech kolmyacutech
na vodič a majiacute středy v bodech vodiče Magnetickeacute pole popisuje veličina
magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou
indukci měřiacuteme teslametrem
Ciacutel
Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute vodiče v zaacutevislosti na
velikosti elektrickeacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest teslametr MG-BTA ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj
napětiacute vodič
- 55 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu a ampeacutermetr
HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Na teslametru nastaviacuteme rozsah 64 mT
Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 56 -
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 5 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Teslametr umiacutestiacuteme bliacutezko vodiče (1 cm) Stiskneme tlačiacutetko START
(měřeniacute) na LabQuestu a pomalu rovnoměrně zvětšujeme napětiacute
(proud) na zdroji Uložiacuteme měřeniacute
5 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce na velikosti proudu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Velikost magnetickeacute indukce okolo rovneacuteho dlouheacuteho vodiče ve vzdaacutelenosti
d můžeme vypočiacutetat pomociacute Biot-Savartova zaacutekona (někdy teacutež Biot-Savart-
Laplaceova)
7 74π 10 2 102π 2π
I I IB
d d d (přibližně ve vzduchu)
2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale v zaacutevislosti na vzdaacutelenosti d ndash měřiacuteme
praviacutetkem a vklaacutedaacuteme po jednotlivyacutech krociacutech Nastaviacuteme určitou hodnotu
proudu
- 57 -
Elektrickyacute obvod 114 MAGNETICKEacute POLE CIacuteVKY
Fyzikaacutelniacute princip
Ciacutevka vznikne když vodič navineme na povrch vaacutelce nebo hranolu
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery uvnitř ciacutevky jsou rovnoběžneacute s jejiacute osou
Magnetickaacute indukce uvnitř velmi dlouheacute ciacutevky maacute velikost NI
Bl
kde I
je velikost proudu N je celkovyacute počet zaacutevitů a l je deacutelka ciacutevky
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce B na velikosti proudu I prochaacutezejiacuteciacuteho
ciacutevkou
Pomůcky
LabQuest rezistor 10Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA ciacutevka 166
a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127
- 58 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 59 -
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max
06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky
6 Vysloviacuteme zaacutevěr - jak zaacutevisiacute mag indukce B na velikosti elektrickeacute
proudu I
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ze znalosti počtu zaacutevitů deacutelky ciacutevky a proudu spočiacutetej magnetickou
indukci
2 Změň ciacutevku a opakuj měřeniacute
3 Změř jak se měniacute magnetickaacute indukce po podeacutelneacute ose ciacutevky při daneacute
hodnotě proudu
- 60 -
Elektrickyacute obvod 115 ZKRAT
Fyzikaacutelniacute princip
Zkrat v elektrickeacutem obvodu je vodiveacute spojeniacute vodičů ktereacute vyřadiacute z obvodu
spotřebič Obvod se chraacuteniacute proti zkratu pojistkou nebo jističem Tavnaacute
pojistka je založena na tepelnyacutech uacutečinciacutech elektrickeacuteho proudu Jistiacuteciacutem
prvkem je tenkyacute draacutetek kteryacute se průchodem zkratoveacuteho proudu přepaacuteliacute a tiacutem
přerušiacute elektrickyacute obvod
Ciacutel
Ověřit funkci tavneacute pojistky Určit velikost zkratoveacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute tenkyacute
vodič tavnaacute trubičkovaacute pojistka ndash různeacute hodnoty proudu
- 61 -
Scheacutema
- 62 -
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme
obvod dle scheacutematu Spiacutenač je rozpojen Jako pojistku použijeme napřiacuteklad
tavnou trubičkovou pojistku 800 mA Jako zdroj plochou baterii
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Způsobiacuteme
ZKRAT
5 Vysloviacuteme zaacutevěr Jak rychle bdquozareagujeldquo tavnaacute pojistka
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus změřit pomociacute mikrometru průměr draacutetku a zkratovyacute proud tiacutemto
draacutetkem Změř draacutetky různyacutech průměrů Jak zaacutevisiacute hodnota zkratoveacuteho
proudu na průměru draacutetku
2 Proč nemůžeš použiacutet jako tavnou pojistku hřebiacutek
3 Zkus různeacute druhy materiaacutelů tavnyacutech draacutetků ndash Fe Cuhellip Jakyacute to maacute vliv na
velikost bdquozkratovaciacuteholdquo proudu
- 63 -
4 Zkus změřit dvě stejneacute pojistky (např 800 mA) ale jedna je bdquopomalaacuteldquo
a druhaacute bdquorychlaacuteldquo
5 Zkus změřit zkrat se dvěma paralelně zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi Jakyacute
maacute vliv kvalita zdroje na velikost zkratovaciacuteho proudu Změniacute se doba
přetaveniacute draacutetku
6 Zkus změřit zkrat se dvěma seacuteriově zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi
7 Proč při bdquoletmeacutem dotekuldquo (viz obraacutezek) před zkratem nenastal zkrat Proč
nastal až při staacuteleacutem doteku
- 64 -
Elektrickyacute obvod 116 ELEKTRICKYacute PROUD
V KAPALINAacuteCH
Fyzikaacutelniacute princip
Podmiacutenkou vodivosti kapalin je přiacutetomnost iontů Ionty vznikajiacute v kapalinaacutech
nejčastěji při rozpouštěniacute soliacute a kyselin
Ciacutel
Ověřit vznik iontů rozpouštěniacutem soli ve vodě měřeniacutem elektrickeacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr DCP-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute žaacuterovka
vanička a elektrody
- 65 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme
obvod dle scheacutema Spiacutenač je rozpojen
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
600 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Po
10 sekundaacutech nasypeme sůl do vody Pozorujeme jak se měniacute proud při
rozpouštěniacute soli v roztoku vody a soli jak vznikajiacute ionty
5 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus proveacutest stejneacute měřeniacute s různyacutem množstviacutem soli ndash 1 lžička 2 lžičkyhellip
2 Zkus různeacute druhy materiaacutelů elektrod ndash Fe Cu Zn C Pbhellip
3 Vyzkoušej různeacute soli
4 Vyzkoušej takeacute cukr
- 66 -
Pohyb tělesa 21 RYCHLOST POHYBU
Fyzikaacutelniacute princip
Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme
v metrech za sekundu m
s
nebo v kilometrech za hodinu km
h
U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se
rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)
Průměrnaacute rychlost je podiacutel celkoveacute draacutehy s a celkoveacute doby t za kterou těleso
draacutehu urazilo Průměrnaacute rychlost určenaacute ve velmi kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku se
nazyacutevaacute okamžitaacute rychlost Měřiacuteme ji tachometrem
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT
- 67 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 20 s
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute (knihou) nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost
pohybu dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a pak se
přibližovat a naacutesledně se vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost
chůze člověka (0 až 6 m)
- 68 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho
miacuteče od senzoru
f) Stejneacute jako za e) ale s mělkyacutem
papiacuterovyacutem kornoutem nebo
mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho
autiacutečka vlaacutečkuhellip
h) Měřiacuteme rychlost voziacutečku na
voziacutečkoveacute draacuteze VDS (vodorovneacute
šikmeacute)
5 Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
2 Překreslete grafy v = f(t) na grafy s = f(t) a naopak
3 Nakreslete graf v = f(t) a potom se podle něj pohybujte (viz 4 b)
- 69 -
Pohyb tělesa 22 DRAacuteHA ROVNOMĚRNEacuteHO
A NEROVNOMĚRNEacuteHO POHYBU
Fyzikaacutelniacute princip
Těleso se pohybuje rovnoměrnyacutem pohybem jestliže se pohybuje staacutele stejnou
rychlostiacute Těleso se pohybuje nerovnoměrnyacutem pohybem jestliže se jeho
rychlost měniacute
Draacutehu rovnoměrneacuteho i nerovnoměrneacuteho pohybu můžeme určit z grafu
časoveacuteho průběhu rychlosti jako plochu mezi tiacutemto grafem a časovou osou
(osou x)
Ciacutel
Určit zda danyacute pohyb je rovnoměrnyacute nebo nerovnoměrnyacute a draacutehu tohoto
pohybu
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD voziacuteček draacuteha pro mechaniku VDS
- 70 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
LabQuestu a ten přes USB do PC Pomociacute digitaacutelniacutech vah určiacuteme hmotnost
voziacutečku
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Draacuteha je velmi miacuterně nakloněnaacute
3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme k PC Přepiacutenač ultrazvukoveacuteho senzoru
přepneme na voziacuteček
- 71 -
4 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Deacutelka
10 s Vzorkovaciacute frekvence 20 vzorkůsekunda
5 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru pustiacuteme ho
a současně zapneme sběr dat Voziacuteček bude střiacutedavě sjiacuteždět a vyjiacuteždět
(po odrazu od magnetickeacuteho naacuterazniacuteku) po draacuteze Uložiacuteme měřeniacute
6 Draacutehu postaviacuteme vodorovně (můžeme zkontrolovat vodovaacutehou)
7 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru uvedeme ho do
pohybu a současně zapneme sběr dat
8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy se pohyboval voziacuteček rovnoměrně a kdy
nerovnoměrně
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Určiacuteme draacutehu - plochu pod grafem časoveacuteho průběhu rychlosti
2 Můžeme proveacutest stejnaacute měřeniacute s miacutečem
- 72 -
Siacutely a jejich vlastnosti
23 MĚŘENIacute SIacuteLY ndash ŠPEJLE
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se
piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N
Ciacutel
Změřit průhyb volneacuteho konce d špejle na působiacuteciacute siacutele F Měřeniacute proveacutest pro
různeacute deacutelky l
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma špejle
- 73 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)
2 Zapneme LabQuest
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty
Naacutezev deacutelka
Jednotky cm
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf K siloměru připevniacuteme konec špejle (viz
scheacutema) ndash špejle ukazuje na měřiacutetku 0 cm Siloměr bdquovynulujemeldquo
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
7 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 74 -
8 Siloměr posuneme tak aby ohnutaacute špejle ukazovala na měřiacutetku 1 cm
9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK
11 Opakujeme body 8 a 9 pro 2 cm 3 cm 4 cm a 5 cm
12 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
13 Měřeniacute zopakujeme pro různeacute deacutelky špejle
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro různeacute špejle (tloušťka tvar) Jak zaacutevisiacute průhyb špejle
na jejiacutem tvaru Kde a jak se toho využiacutevaacute
- 75 -
Siacutely a jejich vlastnosti
24 II NEWTONŮV POHYBOVYacute ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Čiacutem je většiacute siacutela F tiacutem jsou vyacuteraznějšiacute i změny rychlosti v pohybu tělesa Čiacutem
je většiacute hmotnost m tělesa tiacutem jsou změny rychlosti v pohybu tělesa menšiacute
Ciacutel
Ověřit II Newtonův pohybovyacute zaacutekon ndash zaacutekon siacutely
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA akcelerometr LGA-BTA senzor polohy
a pohybu MD-BTD souprava pro mechaniku VDS
- 76 -
Scheacutema
Postup
1 Senzor polohy a pohybu MD-BTD zapojiacuteme do konektoru DIG 1
LabQuestu Na voziacuteček připojiacuteme vlaacutekno a na něj zavěsiacuteme zaacutevažiacute o hmotnosti
10 g
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pustiacuteme voziacuteček
Zachytiacuteme jej těsně před koncem voziacutečkoveacute draacutehy Měřiacuteme rychlost pohybu
voziacutečku
5 Měřeniacute opakujeme se zaacutevažiacutem 20 g
6 Porovnaacuteme oba grafy
a) Jak se voziacuteček pohybuje (druh pohybu)
b) Jakyacute maacute vliv velikost siacutely F na pohyb voziacutečku
7 Na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g) ndash viz fotografie vyacuteše
8 Zopakujeme měřeniacute v bodech 1 až 6
- 77 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Na voziacuteček připevni siloměr a akcelerometr Změř jak zaacutevisiacute změna
rychlosti v (zrychleniacute) na velikost siacutely F Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam
dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence 20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Tahaacuteme za siloměr tam
a zpět (voziacuteček se pohybuje) Sledujeme jak zaacutevisiacute změna rychlosti v
(zrychleniacute) na velikost siacutely F
2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g)
Porovnaacuteme obě měřeniacute
- 78 -
Siacutely a jejich vlastnosti
25 SMYKOVEacute TŘENIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Smykoveacute třeniacute vznikaacute když se dvě tělesa z pevnyacutech laacutetek po sobě smyacutekajiacute
Siacutela kteraacute braacuteniacute posouvaacuteniacute těles se nazyacutevaacute třeciacute siacutela Abychom uvedli těleso
do rovnoměrneacuteho pohybu musiacuteme vynaložit většiacute siacutelu tzv klidovou třeciacute siacutelu
Siacutelu kterou těleso tlačiacute na podložku nazyacutevaacuteme tlakovou siacutelu
Ciacutel
Určit třeciacute siacutelu klidovou třeciacute siacutelu tlakovou siacutelu a poměr tlakoveacute a třeciacute siacutely
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA stejnaacute tělesa (kvaacutedry učebnicehellip)
- 79 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se pomalu
a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce
- 80 -
4 Na grafu jsou pro naacutes dvě zajiacutemaveacute oblasti V zeleneacute oblasti je maximaacutelniacute
siacutela ndash klidovaacute třeciacute siacutela Ft0 = N V modreacute oblasti je pohybovaacute třeciacute siacutela
Ft = N Obě ziacuteskaacuteme tak že na dotykoveacute obrazovce označiacuteme taženiacutem
danou oblast a v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika Ft0 bude maximaacutelniacute siacutela
a Ft středniacute siacutela v modreacute oblasti
5 Tlakovou siacutelu Fn určiacuteme tak že těleso zavěsiacuteme na siloměr a změřiacuteme siacutelu
6 Potom vypočiacutetaacuteme poměr třeciacute siacutely Ft
a tlakoveacute siacutely Fn Označiacuteme jej f ndash součinitel
smykoveacuteho třeniacute
7 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři
kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute měřeniacute si
můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit
Naacutesledně zobrazit všechna tři měřeniacute naraacutez
- 81 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute je poměr velikostiacute třeciacutech sil v jednotlivyacutech měřeniacutech (jeden dva tři
kvaacutedry)
2 Vyzkoušej jineacute materiaacutely (těleso podložka)
3 Zkus pohyb kvaacutedru nerovnoměrnyacutem pohybem Jak se změniacute vyacutesledek
měřeniacute Naacutepověda Zopakuj si Newtonovy zaacutekony
4 Vyzkoušej si jako těleso (a) Zlateacute straacutenky
5 Zkus založit jednotliveacute listy dvou Zlatyacutech straacutenek (dvou učebnic) a zkus je
od sebe vysunout
6 Na čem zaacutevisiacute velikost třeciacute siacutely
- 82 -
Kapaliny 26 POVRCHOVEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vlastnosti povrchoveacute blaacuteny se nazyacutevaacute
povrchoveacute napětiacute Čiacutem je povrchoveacute napětiacute většiacute tiacutem snaacuteze se na jeho povrchu
mohou udržet různaacute tělesa Hodnoty povrchoveacuteho napětiacute lze naleacutezt v tabulkaacutech
Povrchoveacute napětiacute rtuti je 7kraacutet většiacute než povrchoveacute napětiacute vody ktereacute 2-3kraacutet
většiacute než povrchoveacute napětiacute lihu či petroleje
- 83 -
Ciacutel
Určit přibližně velikost povrchoveacute siacutely Fp pro různeacute deacutelky dřevěneacute špejle
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA dřevěnaacute špejle plochaacute naacutedoba s vodou nit
Scheacutema
- 84 -
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do CH 1 LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Na siloměr zavěsiacuteme špejli o deacutelce 30 cm na niti (viz scheacutema) Špejli
položiacuteme na hladinu kapaliny (vody)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Taacutehneme siloměrem
špejli z povrchu kapaliny
6 Z grafu odečteme rozdiacutel maximaacutelniacute hodnoty siacutely (kdy dochaacuteziacute k odtrženiacute
špejle z povrchu kapaliny) a siacutely kdy špejle visiacute na niti ndash viz obraacutezek
7 Vypočiacutetaacuteme poměr teacuteto siacutely a dvojnaacutesobku deacutelky špejle (deacutelka okraje
povrchoveacute blaacuteny) což je hodnota povrchoveacuteho napětiacute σ (Nm)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro jineacute kapaliny (liacuteh hellip) Přiacutepadně pro jineacute deacutelky špejliacute
- 85 -
Kapaliny 27 HYDROSTATICKYacute TLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Hydrostatickyacute tlak ph v hloubce h je roven součinu hloubky hustoty kapaliny
ρ a tiacutehoveacuteho zrychleniacute g
hp h g
Ciacutel
Změřit hydrostatickyacute tlak v hloubce h
Pomůcky
LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA odměrnyacute vaacutelec s měřiacutetkem
- 86 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru
přišroubujeme hadičku kterou můžeme izolepou přilepit na praviacutetko s uměleacute
hmoty tak že začaacutetek hadičky bude na bdquonuleldquo praviacutetka Tiacutem můžeme měřit
deacutelku ponořeniacute hadičky ndash hloubku v kapalině
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30 s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Ponořujeme pomalu rovnoměrnyacutem pohybem konec hadičky do hloubky
20 cm do vody v odměrneacutem vaacutelci a zpět POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do
senzoru
- 87 -
5 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 V menu Senzory ndash Zaacuteznam nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + hodnoty Naacutezev
Hloubka Jednotka cm
7 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
8 Hadička neniacute ponořenaacute Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na
LabQuestu
9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
11 Ponořiacuteme konec do hloubky 1 cm (sledujeme na stupnici praviacutetka)
12 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
13 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK
14 Opakujeme body 11 12 a 13 pro hodnoty uacutehlu 2 cm 3 cmhellip 20 cm
15 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme
16 Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice
(nebo soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)
Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute pro jinou kapalinu (liacuteh hellip)
2 Vyzkoušej měřeniacutem nezaacutevislost tlaku v kapalině na směru
3 Ověř měřeniacutem že tlak kapaliny v naacutedobě nezaacutevisiacute na tvaru naacutedoby
- 88 -
Kapaliny 28 ARCHIMEDŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Vztlakovaacute siacutela Fvz působiacuteciacute na těleso v kapalině je rovna tiacutehoveacute siacutele kteraacute by
působila na kapalinu s objemem ponořeneacute čaacutesti tělesa
Pro vztlakovou siacutelu platiacute Fvz = Vρg V je objem ponořeneacute čaacutesti tělesa ρ je
hustota kapaliny g je konstanta (tiacutehoveacute zrychleniacute)
Ciacutel
Určit vztlakovou siacutelu Určit objem tělesa z Archimedova zaacutekona
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA naacutedoba s vodou těleso stojan
- 89 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence
5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute)
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Asi po 6 sekundaacutech
ponořiacuteme těleso do vody (nadzvedneme kaacutedinku s vodou a podsuneme pod
kaacutedinku podložku) a nechaacuteme dokončit měřeniacute
- 90 -
7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika
a stejně i vyacuteslednou siacutelu F (zaacutevažiacute ve vodě)
8 Vypočiacutetaacuteme vztlakovou siacutelu Fvz = FG ndash F
9 Vypočiacutetaacuteme objem tělesa ze vztlakoveacute siacutely
10 Ověřiacuteme určeniacute objemu tělesa vyacutepočtem (objem vaacutelce) nebo měřeniacutem
v odměrneacutem vaacutelci
11 Ověřiacuteme určeniacute tiacutehoveacute siacutely zvaacuteženiacutem tělesa
12 Vypočiacutetaacuteme hustotu tělesa a ověřiacuteme ji v tabulkaacutech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro jinaacute tělesa
- 91 -
Kapaliny 29 PASCALŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Působiacute-li na kapalinu v uzavřeneacute naacutedobě vnějšiacute tlakovaacute siacutela zvyacutešiacute se tlak ve
všech miacutestech stejně (Pascalův zaacutekon)
Ciacutel
Změřit hydrostatickyacute tlak v různyacutech hloubkaacutech při změně vnějšiacute tlakoveacute siacutely
Pomůcky
LabQuest 2ks tlakoveacute čidlo GPS-BTA PET laacutehev s měřiacutetkem
- 92 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakovaacute čidla GPS-BTA ke vstupům CH1 a CH2 LabQuestu
(nebo LabQuest Mini) K senzorům přišroubujeme hadičky ktereacute vedou přes
gumovou zaacutetku do PET laacutehve tak že konce hadiček budou v různyacutech
hloubkaacutech (rozdiacutel asi 20 cm) Tiacutem dosaacutehneme toho že počaacutetečniacute tlak bude
u obou senzorů různyacute
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Vynulujeme oba
tlaky (hadičky nejsou ponořeny ve vodě)
3 Napustiacuteme PET laacutehev vodou a zasuneme hadičky do PET (senzory musiacute byacutet
vyacuteše než je PET laacutehev ndash POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do senzoru)
Utěsniacuteme zaacutetku
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Malou silou stlačujeme rukou PET laacutehev
6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
- 93 -
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak se měniacute tlak v různyacutech hloubkaacutech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute PET laacutehev položenou vodorovně
2 Provedeme měřeniacute pro spojeneacute naacutedoby ndash dvě PET laacutehve nebo dvě injekčniacute
střiacutekačky
- 94 -
Plyny 210 ATMOSFEacuteRICKYacute TLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře
probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute
meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkosthellip
Atmosfeacuterickyacute tlak je tlak vzduchu na zemskyacute povrch a značiacuteme ho pa
Atmosfeacuterickyacute tlak měřiacuteme barometrem Hodnota atmosfeacuterickeacuteho tlaku zaacutevisiacute
na počasiacute a na nadmořskeacute vyacutešce
Ciacutel
Určit jak se měniacute atmosfeacuterickyacute tlak v troposfeacuteře
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA
- 95 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme barometr BAR-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 96 -
3 Senzor (barometr) umiacutestiacuteme těsně nad povrchem země
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pomalu
zvedaacuteme senzor (v miacutestnosti) vzhůru ke stropu (miacutestnosti) a přiacutepadně zase dolů
5 Provedeme analyacutezu naměřenyacutech hodnot a porovnaacuteme je s tabulkovyacutemi
hodnotami
6 Můžeme proveacutest delšiacute měřeniacute na jednom miacutestě Nastaviacuteme v menu Senzory
ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 72 h (3 dny) Frekvence 20 čteniacuteh Zvoliacuteme zobrazeniacute
Graf
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Vyslov zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak zaacutevisiacute změna tlaku na nadmořskeacute vyacutešce můžeme zkoumat takeacute při
pohybu na schodech nebo ve vyacutetahu Přitom můžeme ještě zadaacutevat změnu
nadmořskeacute vyacutešky
2 Připojeniacutem teploměru a vlhkoměru můžeme zkoumat jak spolu souvisiacute
teplota tlak vlhkost v průběhu dne
3 Daacutele můžeme zkoumat jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute
4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom
miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty
5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď
stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem
- 97 -
- 98 -
Pracovniacute list pro žaacuteky
Plyny 211 ZAacuteKLADY METEOROLOGIE
Fyzikaacutelniacute princip
Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře
probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute
meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkost hellip
Připojeniacutem teploměru barometru vlhkoměru k LabQuestu (počiacutetači)
ziacuteskaacuteme termograf barografhellip
Ciacutel
Určit jak se měniacute teplota tlak vlhkost v troposfeacuteře
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA
- 99 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA
barometr BAR-BTA a vlhkoměr RH-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
72 h Frekvence 20 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Senzory umiacutestiacuteme 2 m nad povrchem země nejleacutepe do stiacutenu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 V průběhu sledujeme jak se měniacute počasiacute
6 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute podmiacutenky ndash ročniacute obdobiacute
nadmořskaacute vyacuteškahellip Vyslov zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak spolu souvisiacute teplota tlak vlhkost Zdůvodni
2 Jak se měniacute teplota tlak a vlhkost v průběhu dne Zdůvodni
3 Jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute
4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom
miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty
5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď
stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem
- 100 -
- 101 -
Plyny 212 PŘETLAK A PODTLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Plyn maacute v naacutedobě podtlak jestliže je tento tlak nižšiacute než atmosfeacuterickyacute Plyn
maacute v naacutedobě přetlak jestliže je tento tlak většiacute než atmosfeacuterickyacute
Ciacutel
Změřit přetlak a podtlak plynu v naacutedobě
Pomůcky
LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA barometr BAR-BTA PET laacutehev
nafukovaciacute dětskyacute baloacutenek
- 102 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru
přišroubujeme injekčniacute střiacutekačku s nastavenou hodnotou objemu bdquo10 mlldquo dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Tlakem na piacutest vyvolaacutevaacuteme přetlak a podtlak a přetlak
- 103 -
5 Měřeniacute uložiacuteme
6 K senzoru připojiacuteme (našroubujeme) skleněnou baňku naplněnou
vzduchem Teplota plynu uvnitř je stejnaacute jako v okoliacute
7 Opakujeme předchoziacute měřeniacute s tiacutem že baňku (tiacutem i plyn) ohřiacutevaacuteme v tepleacute
vodě a ochlazujeme ve studeneacute (kostky ledu) vodě Pozorujeme jak se měniacute
tlak
8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy nastaacutevaacute přetlak a kdy podtlak
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak můžeme přetlak a podtlak vytvořit
2 Kde se přetlak a kde se podtlak využiacutevaacute
3 Změř přetlak v baloacutenku Jak se měniacute s průměrem baloacutenku
4 Připoj k senzoru PET laacutehev Zkus mačkat laacutehev a měřit hodnotu přetlaku
5 Ohřej plyn v PET laacutehvi (horkou vodou) Uzavři PET laacutehev a ochlazuj laacutehev
(plyn) Měř podtlak uvnitř laacutehve
- 104 -
SVĚTELNEacute JEVY 213 STIacuteN A POLOSTIacuteN
Fyzikaacutelniacute princip
Stiacuten je prostor za tělesem do něhož nepronikaacute světlo ze zdroje Polostiacuten je
prostor za tělesem do ktereacuteho pronikaacute světlo pouze z čaacutesti zdroje
Ciacutel
Pomociacute senzoru světla určit intenzitu osvětleniacute v oblasti stiacutenu a polostiacutenu
Pomůcky
LabQuest žaacuterovka 12 V20 W světelnyacute senzor TILT-BTA nebo luxmetr LS-
BTA těleso
- 105 -
Scheacutema
Postup
1 Světelnyacute senzor TILT-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu
3 Zapneme LabQuest
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence 10 sndash1
Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Senzorem
světla TILT-BTA plynule pohybujeme nad oblastiacute stiacutenu a polostiacutenu z jedneacute
strany na druhou (viz scheacutema asi 10 s)
- 106 -
6 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakaacute intenzita osvětleniacute v jednotlivyacutech oblastech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Měřeniacute opakujeme se dvěma zdroji světla
2 Měřeniacute opakujeme s jinyacutem tělesem (jinyacute tvar)
- 107 -
SVĚTELNEacute JEVY 214 BARVY SVĚTLA
Fyzikaacutelniacute princip
Biacuteleacute světlo se při průchodu skleněnyacutem hranolem rozklaacutedaacute na jednoducheacute barvy
ndash vznikaacute tak spektrum
Jsou v něm tyto barvy fialovaacute indigovaacute modraacute žlutaacute oranžovaacute a červenaacute
- 108 -
Ciacutel
Pomociacute spektrofotometru určit spektrum biacuteleacuteho světla (slunečniacuteho) Daacutele určit
spektrum odraženeacuteho světla různyacutech barevnyacutech papiacuterů
Pomůcky
LabQuest spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem různě barevneacute
papiacutery
- 109 -
Scheacutema
Postup
1 Spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem zapojiacuteme do USB konektoru
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 V menu Senzory ndash Změnit jednotky ndash USB Spektrometr zvoliacuteme Intenzita
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Optickeacute vlaacutekno namiacuteřiacuteme na nebe (ve dne)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Změřiacuteme
emisniacute spektrum bdquobiacuteleacuteho světlaldquo
6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
7 Zopakujeme a uklaacutedaacuteme měřeniacute s tiacutem že těsně před optickeacute vlaacutekno
vklaacutedaacuteme různě barevneacute papiacutery (tělesa)
- 110 -
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pomociacute spektrofotometru změř spektra barev na monitoru Vyslov zaacutevěr
- 111 -
Praacutece a energie 31 PRAacuteCE
Fyzikaacutelniacute princip
Praacutece je fyzikaacutelniacute veličina Označuje se piacutesmenem W a jejiacute jednotkou je joule
(značka J) Je-li F siacutela působiacuteciacute na těleso ve směru trajektorie vykonaacute se při
přesunutiacute tělesa o draacutehu s praacutece W = Fs
Ciacutel
Určit praacuteci při přesunutiacute tělesa
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA senzor polohy MD-BTD stejnaacute tělesa (kvaacutedry
učebnicehellip)
- 112 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N Senzor polohy zapojiacuteme do konektoru
DIG 1
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes
3 Zvoliacuteme zaacuteložku tabulka V menu Tabulka zvoliacuteme Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute
sloupec Naacutezev ndash Praacutece Jednotka ndash J Tvar vyacuterazu XY Sloupec pro X ndash Siacutela
Sloupec pro Y ndash Poloha
4 Sestaviacuteme měřeniacute podle scheacutema Vynulujeme oba senzory ndash menu Senzory
ndash Vynulovat ndash Čidlo polohy a pohybu Siloměr Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se
pomalu a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce
- 113 -
6 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute
měřeniacute si můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit
7 Zaacutevěr ndash vyhodnotiacuteme jednotliveacute grafy a vykonanou praacuteci
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Kdy je praacutece nulovaacute (viz graf)
2 Kdy se praacutece konaacute (viz graf)
3 Vyzkoušej vykonat praacuteci při natahovaacuteniacute pružiny
4 Vyzkoušej vykonat praacuteci při zvedaacuteniacute tělesa
5 Vyzkoušej vykonat praacuteci při překlaacutepěniacute tělesa
- 114 -
Praacutece a energie 32 ENERGIE POLOHOVAacute
A POHYBOVAacute
Fyzikaacutelniacute princip
Polohovaacute energie Ep je druh mechanickeacute energie kterou těleso ziacuteskaacute při
zvyšovaacuteniacute sveacute nadmořskeacute vyacutešky Vypočiacutetaacuteme ji Ep= mgh Pohybovaacute energie
Ek je druh mechanickeacute energie kterou maacute pohybujiacuteciacute se těleso Vypočiacutetaacuteme ji
Ek= frac12mv2
Ciacutel
Pohybovou a polohovou energii kmitaveacuteho pohybu
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT těleso (zaacutevažiacute)
pružina stojan metr
- 115 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
LabQuestu
2 Určiacuteme tuhost použiacutevaneacute pružiny
- 116 -
3 Zapneme LabQuest
4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 10 s
5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Zvaacutežiacuteme zaacutevažiacute na digitaacutelniacutech vahaacutech a zavěsiacuteme ho na pružinu a pod
zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor a budeme měřit vzdaacutelenost a rychlost
kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině
7 Uvedeme zaacutevažiacute do kmitaveacuteho pohybu
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 117 -
9 Soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu
10 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku
a rovnici pro Ek
11 V menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku
jednotku a rovnici pro Ep
- 118 -
12 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku
a rovnici pro E
- 119 -
13 Zobraziacuteme grafy pro průběhy energiiacute
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změniacuteme dobu trvaacuteniacute na 300 s Opakujeme měřeniacute Co pozorujeme Jak se
měniacute energie
2 Jinyacute postup určeniacute tuhosti pružiny k
a) Na siloměr zavěsiacuteme pružinu
b) Vyznačiacuteme na pozadiacute (tabule) konec pružiny bdquoznačku ndash 0 cmldquo Daacutele si
pomociacute praviacutetka vyznačiacuteme značky 5 10 15 20 hellip cm
c) V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty
Naacutezev Prodlouženiacute Jednotky cm
- 120 -
d) Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
e) Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
f) Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
g) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
h) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
i) Prodloužiacuteme pružinu o 5 cm
j) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
k) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 5 cm a stiskneme OK
l) Opakujeme body i) j) a k) pro 10 15 20 hellipcm
m) Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
n) Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice
Přiacutemaacute uacuteměrnost
o) Z grafu určiacuteme tuhost pružiny k ndash je směrnice polopřiacutemky A vynaacutesobenaacute
100 (protože l jsme zadaacutevali v cm)
3 Opakujeme pro jineacute zaacutevažiacute nebo jinou pružinu
- 121 -
Praacutece a energie 33 UacuteČINNOST
Fyzikaacutelniacute princip
Uacutečinnost je podiacutel vykonaneacute praacutece W a dodaneacute energie E W
E
Ciacutel
Určit uacutečinnost při ohřiacutevaacuteniacute vody lihovyacutem kahanem
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA kaacutedinka voda digitaacutelniacute vaacutehy lihovyacute kahan
laboratorniacute stojan
- 122 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 200 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Teploměr upevniacuteme do stojanu
4 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme praacutezdnou kaacutedinku mk = kg
5 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme vodu (např 200 ml) v kaacutedince m = kg
6 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme lihovyacute kahan mk0 = kg
7 Kaacutedinku upevniacuteme do stojanu postaviacuteme pod kaacutedinku kahan a zapaacuteliacuteme
ho
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 123 -
9 Po skončeniacute měřeniacute (1 200 s = 20 min) zvaacutežiacuteme znovu lihovyacute kahan
mk1 = kg a odečteme z grafu počaacutetečniacute teplotu vody t0 =hellip degC
a konečnou teplotu t1 = degC
10 Vypočiacutetaacuteme vykonanou praacuteci W = Q = cmt = 4 180 middot middot =
J
11 Vypočiacutetaacuteme dodanou energii E = Q = hm = h(mk0 ndash mk1) = 28 865 000 middot
E = J
12 Vypočiacutetaacuteme uacutečinnost
100
W
E
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
Vyacutehřevnost ethanolu je 28 865 000 Jmiddotkgndash1
1 Vypočiacutetej kolik dodaneacute energie přijme kaacutedinka ndash sklo
(c = 670 Jmiddotkgndash1
middot Kndash1
)
- 124 -
2 Kolik procent dodaneacute energie se bdquoztratiacuteldquo
3 Znaacuteš uacutečinnějšiacute způsob ohřiacutevaacuteniacute vody Jakou maacute uacutečinnost
( httpfyzwebczclankyindexphpid=132 )
4 Proč na grafu v okamžiku zamiacutechaacuteniacute s ohřiacutevanou vodou vznikajiacute nerovnosti
(viz vyacuteše) Proč teplota nejdřiacuteve rychleji stoupaacute a pak chviacuteli klesaacute
(po zamiacutechaacuteniacute) Proč teplota pak roste přibližně rovnoměrně
5 Proč graf (viz vyacuteše) neniacute lineaacuterniacute Čiacutem je to způsobeno
6 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-
202
- 125 -
Praacutece a energie 34 NAKLONĚNAacute ROVINA
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela potřebnaacute k pohybu tělesa po nakloněneacute rovině je tolikraacutet menšiacute než tiacutehovaacute
siacutela kolikraacutet je deacutelka roviny většiacute než jejiacute vyacuteška G
hF F
s Tiacutehovou siacutelu
vypočiacutetaacuteme FG = mg
Ciacutel
Ověřit platnost funkce h
F fs
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA digitaacutelniacute vaacutehy voziacuteček se zaacutevažiacutem nakloněnaacute
rovina deacutelkoveacute měřidlo
- 126 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme siloměr DFS-BTA do vstupu CH1 Změřiacuteme deacutelku nakloněneacute
roviny s = cm Zvaacutežiacuteme voziacuteček m = kg Vypočiacutetaacuteme velikost tiacutehoveacute
siacutely FG K siloměru připojiacuteme voziacuteček
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim
Udaacutelosti + Hodnoty Naacutezev Vyacuteška Jednotka cm OK Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute
grafu
- 127 -
3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute Siacutely (N) a na
vodorovneacute ose times Vyacuteška (cm)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Zvedneme
nakloněnou rovinu do vyacutešky 10 cm a stiskneme bdquospoušťldquo pro zadaacuteniacute teacuteto
hodnoty Opakujeme pro 20 cm 30 cm 40 cm
5 Ukončiacuteme měřeniacute
6 V menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Siacutela vybereme lineaacuterniacute rovnici
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proč graf funkce h
F fs
neprochaacuteziacute počaacutetkem Tzn když h = 0 pak
F = 0
2 Zkus změřit funkci h
F fs
pomociacute plynuleacuteho zvedaacuteniacute nakloněneacute
roviny Je potřeba nastavit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim Časovaacute
zaacutekladna
- 128 -
Tepelneacute jevy 35 KALORIMETRICKAacute ROVNICE
Fyzikaacutelniacute princip
Při tepelneacute vyacuteměně mezi dvěma tělesy platiacute kalorimetrickaacute rovnice Q1 = Q2
Po dosazeniacute
c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2) Index 1 je přiřazen teplejšiacutemu tělesu a index 2
chladnějšiacutemu tělesu
Ciacutel
Ověřit platnost kalorimetrickeacute rovnice c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2)
Pomůcky
LabQuest dva teploměry TMP-BTA dvě seřiacuteznuteacute PET laacutehve digitaacutelniacute vaacutehy
- 129 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 a druhyacute teploměr TMP-
BTA do vstupu CH2 LabQuestu Do naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme teplou
vodu o hmotnosti m1 a teplotě t1 Do druheacute naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme
studenou vodu o hmotnosti m2 a teplotě t2 Hmotnosti určiacuteme pomociacute digitaacutelniacute
vaacutehy Do prvniacute naacutedoby vložiacuteme prvniacute teploměr a do druheacute naacutedoby druhyacute
teploměr Teploměry můžeme upevnit do stojanů
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
120 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 130 -
3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute obou teplot a na
vodorovneacute ose x ponechaacuteme čas
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Přeložiacuteme teploměr
z naacutedoby se studenou vodou do naacutedoby s teplou vodou a současně přelijeme
studenou vodu do tepleacute a počkaacuteme až nastane rovnovaacutežnyacute stav
5 Ukončiacuteme měřeniacute
6 Z grafů odečteme teploty před tepelnou vyacuteměnou (t1 a t2) a po tepelneacute
vyacuteměně (t)
7 Vypočiacutetaacuteme teplo odevzdaneacute Q1 a teplo přijateacute Q2
8 Porovnaacuteme vyacutesledneacute hodnoty
9 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proč měřeniacute nevychaacuteziacute uacuteplně přesně Čiacutem je to způsobeno
2 Zkus stejneacute měřeniacute pro jedno kapalneacute těleso (voda) a jedno pevneacute těleso
(mosaznyacute vaacuteleček železnyacute vaacutelečekhellip)
3 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy
OHSP-202
- 131 -
Tepelneacute jevy 36 VEDENIacute TEPLA
Fyzikaacutelniacute princip
Zahřiacutevaacuteme-li jednu čaacutest podeacutelneacuteho tělesa z pevneacute laacutetky přenaacutešiacute se rychlejšiacute
pohyb atomů na dalšiacute a dalšiacute atomy Tiacutem se zvyšuje i teplota dalšiacutech čaacutestiacute
Tento jev se nazyacutevaacute vedeniacute tepla Laacutetky děliacuteme na tepelneacute vodiče (měď
hliniacutek hellip) a tepelneacute izolanty (vzduch plasty dřevo hellip)
Ciacutel
Ověřit šiacuteřeniacute tepla tepelnyacutem vodičem
Pomůcky
LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA tlustšiacute Cu vodič lihovyacute kahan dva
laboratorniacute stojany
- 132 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme čtyři teploměry TMP-BTA do vstupů CH1 až CH4 LabQuestu
LabQuest připojiacuteme k PC přes USB konektor Teploměry můžeme upevnit do
smyček vytvořenyacutech z tlustšiacuteho měděneacuteho draacutetu ndash viz scheacutema
2 Zapneme LabQuest V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat
nastaviacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzorek sekundu Zatrhneme Nepřerušenyacute
sběr dat
3 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a postaviacuteme ho pod konec Cu vodiče ndash viz scheacutema
4 V programu LoggerPro zvoliacuteme Sběr dat Nechaacuteme určitou
dobu běžet měřeniacute
5 Ukončiacuteme měřeniacute ndash v programu LoggerPro zvoliacuteme Zastavit
6 Porovnaacuteme naměřeneacute grafy
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
- 133 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus měřeniacute pro jinyacute pevnyacute tepelnyacute vodič
2 Zkus stejneacute měřeniacute pro kapalneacute těleso (voda v naacutedobě)
- 134 -
Termika 37 SOUTĚŽ TEPLOMĚRŮ
Fyzikaacutelniacute princip
Teplota popisuje stav tělesa Teplotu měřiacuteme teploměrem Teplota tělesa
zaacutevisiacute i na miacuteře ochlazovaacuteniacute Miacutera ochlazovaacuteniacute zaacutevisiacute i na vlhkosti povrchu
tělesa (podobně ochlazovaacuteniacute lidskeacuteho těla) Vypařujiacuteciacute se kapalina odvaacutediacute čaacutest
vnitřniacute energie tělesa ndash ochlazuje ho Miacutera ochlazovaacuteniacute tělesa zaacutevisiacute i na
odvaacuteděniacute vznikajiacuteciacutech par
Ciacutel
Porovnej rychlost ochlazovaacuteniacute tělesa na povrchu sucheacuteho a mokreacuteho tělesa
Pomůcky
LabQuest teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA rychlovarnaacute konvice s horkou
vodou utěrka
- 135 -
Scheacutema
Postup
1 V konvici si ohřejeme vodu
2 Teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1
LabQuestu
3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
4 Zastrčiacuteme teploměr do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute je
praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme
tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem nepohybujeme
- 136 -
5 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash
menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Zastrčiacuteme teploměr opět do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute
je praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme
tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem budeme nyniacute maacutevat
7 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash
menu Graf ndash Uložit měřeniacute
8 Body 4 až 7 znovu opakujeme ale s tiacutem že po vytaženiacute teploměru
z konvice teploměr rychle utřeme utěrkou
9 Zobraziacuteme všechny čtyři naměřeneacute grafy ndash menu Graf ndash Ukaacutezat graf ndash
Všechny grafy
10 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus stejneacute měřeniacute s vlažnou vodou
2 Vyzkoušej jinou kapalinu
3 Pokud maacuteme čtyři teploměry můžeme proveacutest měřeniacute bdquonajednouldquo
- 137 -
Tepelneacute jevy 38 VAR
Fyzikaacutelniacute princip
Var je děj při ktereacutem se kapalina přeměňuje v plyn v celeacutem objemu Teplota
při ktereacute dochaacuteziacute k varu se nazyacutevaacute teplota varu Jejiacute hodnota zaacutevisiacute nejen na
chemickeacutem složeniacute kapaliny ale takeacute na tlaku nad povrchem kapaliny Voda
vře za normaacutelniacuteho tlaku (1 013 hPa) při 100 degC Zaacutevislost teploty varu vody
na tlaku lze přibližně vyjaacutedřit rovniciacute 5
716 2810
pt
Ciacutel
Ověřit teplotu varu za normaacutelniacuteho tlaku Ověřit zaacutevislost teploty varu na tlaku
- 138 -
Pomůcky
LabQuest teploměr GoTemp nebo TMP-BTA baňka voda lihovyacute kahan
laboratorniacute stojan odměrnyacute vaacutelec
Scheacutema
- 139 -
Postup
1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr GoTemp nebo TMP-
BTA Do baňky nalijeme horkou vodu Sestaviacuteme pomůcky podle scheacutema
V odměrneacutem vaacutelci kteryacute určuje hodnotu tlaku par nad volnyacutem povrchem vařiacuteciacute
vody neniacute voda Tzn že nad vodou v baňce je atmosfeacuterickyacute tlak
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Režim
Udaacutelosti a hodnoty Naacutezev Tlak Jednotka Pa
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a ohřiacutevaacuteme vodu v baňce až dosaacutehne teploty varu
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Paacutery vznikajiacuteciacute nad volnyacutem povrchem v baňce mohou volně odchaacutezet
hadiciacute kteraacute uacutestiacute nad dnem odměrneacuteho vaacutelce
7 Při dosaženiacute teploty varu stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
8 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku (odečteme
z barometru) a stiskneme OK
- 140 -
9 Přilijeme do odměrneacuteho vaacutelce vodu do vyacutešky 5 cm nad uacutestiacutem hadice
10 Při dosaženiacute teploty varu (poznaacuteme to podle bublinek ktereacute budou
vystupovat do vody v odměrneacutem vaacutelci) stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
11 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku zvětšenou
o hodnotu hydrostatickeacuteho tlaku a stiskneme OK
12 Opakujeme body 9 10 a 11 pro hodnoty vyacutešky hladiny vody v odměrneacutem
vaacutelci 10 cm 15 cm 20 cm a 25 cm
13 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
14 Provedeme analyacutezu grafu Jakaacute je to funkce Porovnaacuteme vyacutesledky
s vyacutesledky v MFCh tabulkaacutech Určiacuteme rovnici lineaacuterniacute funkce t = f(p)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Na čem zaacutevisiacute teplota varu určiteacute kapaliny
2 Čiacutem se lišiacute var vody v otevřeneacutem a v uzavřeneacutem tlakoveacutem hrnci
3 Může voda vařit i při nižšiacute teplotě než 100 degC
4 Pomociacute vyacutevěvy změř teploty varu při nižšiacutem tlaku než je atmosfeacuterickyacute
- 141 -
Zvukoveacute jevy 39 KMITAVYacute POHYB
Fyzikaacutelniacute princip
Kmitaveacute pohyby se nazyacutevajiacute pohyby při kteryacutech vyacutechylka opakovaně roste
a klesaacute Kmit je periodicky se opakujiacuteciacute čaacutest kmitaveacuteho pohybu doba jeho
trvaacuteniacute je perioda T a počet kmitů za jednotku času je frekvence 1
fT
Ciacutel
Určit periodu T a frekvenci f kmitaveacuteho pohybu
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA těleso (zaacutevažiacute) pružina stojan metr
- 142 -
Scheacutema
- 143 -
Postup
1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest Na siloměr zavěsiacuteme pružinu
3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
50 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute) Těleso je v klidu
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika
Určiacuteme hmotnost tělesa Ověřiacuteme na digitaacutelniacutech vahaacutech
8 Uvedeme těleso do kmitaveacuteho pohybu
9 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Provedeme
analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice (nebo soubor
nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)
- 144 -
10 Z grafu určiacuteme periodu T a vyacutepočtem frekvenci f
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Určete periodu a kmitočet joja
2 Určete periodu a kmitočet zaacutevažiacute ponořeneacuteho v kapalině
3 Určete periodu a kmitočet kmitaacuteniacute praviacutetka
4 Měř kmitavyacute pohyb delšiacute dobu Co pozoruješ
- 145 -
Zvukoveacute jevy 310 ZVUK
Fyzikaacutelniacute princip
Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz
Ciacutel
Určit časovyacute diagram některyacutech zdrojů zvuku ndash ladičky klaacuteves hudebniacutech
naacutestrojůhellip
Určit frekvenci (vyacutešku) toacutenů c1 d
1 e
1 c
2 Určit hudebniacute intervaly těchto
toacutenů Předveacutest barvu toacutenů
Pomůcky
LabQuest mikrofon MCA-BTA zdroje zvuku (hudebniacute naacutestroje) ladičky
- 146 -
Scheacutema
Postup
1 Zapneme LabQuest
2 Připojiacuteme mikrofon MCA-BTA do vstupu CH1 LabQuestu nebo v menu
Senzory ndash Nastaveniacute senzorů zvoliacuteme INT ndash Vnitřniacute mikrofon
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Rozezvučiacuteme zdroj zvuku ndash hlaacuteska bdquoaldquo bdquoeldquo bdquosldquo
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Uklaacutedaacuteme naměřeneacute zvuky v menu Graf ndash Uložit měřeniacute nebo zvoliacuteme
Pomociacute kalkulačky určujeme kmitočty periodickyacutech zvuků Uložiacuteme soubor
- 147 -
- 148 -
7 Opakujeme body 4 5 a 6 pro toacuteny c1 d
1 e
1 c
2 Určujeme kmitočet
těchto toacutenů (změřiacuteme periodu a kmitočet vypočiacutetaacuteme) a jejich hudebniacute
intervaly
8 Naměřeneacute kmitočty toacutenů a vypočiacutetaneacute hodnoty hudebniacutech intervalů
porovnaacuteme s hodnotami v tabulce
Toacuten c1 d1 e1 f1 g1 a1 h1 c2
Laděniacute absolutniacute vyacuteška (Hz)
temperovaneacute 262 294 330 349 392 440 494 524
přirozeneacute 264 297 330 352 396 440 495 528
Hudebniacute interval 11 98 54 43 32 53 158 21
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkoušiacuteme měřit časoveacute diagramy různyacutech hudebniacutech naacutestrojů
2 Zkus změřit stejneacute toacuteny různyacutech hudebniacutech naacutestrojů Co je barva toacutenů
- 149 -
Zvukoveacute jevy 311 RYCHLOST ZVUKU VE
VZDUCHU
Fyzikaacutelniacute princip
Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz Rychlost zvuku
můžeme změřit přiacutemou metodou tak že změřiacuteme vzdaacutelenost kterou zvuk urazil
a dobu za kterou mu to trvalo
Ciacutel
Určit rychlost zvuku ve vzduchu při daneacute teplotě
Pomůcky
LabQuest dva mikrofony MCA-BTA zdroj zvuku ndash dřevěneacute hůlky (hudebniacute
naacutestroj)
- 150 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 a CH 2 LabQuestu připojiacuteme dva mikrofony MCA-BTA
2 Mikrofony nastaviacuteme dle scheacutematu na jeden až dva metry od sebe Změřiacuteme
vzdaacutelenost s = m
3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
003 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute
přes 25 Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu měřeniacute neprobiacutehaacute čekaacute
na bdquospoušťldquo
5 U praveacuteho mikrofonu ťukneme do dřevěnyacutech hůlek Tiacutem se zapne
(bdquospoušťldquo) měřeniacute a oba mikrofony zaznamenajiacute zvuk Levyacute mikrofon
s určityacutem zpožděniacutem ktereacute odpoviacutedaacute vzdaacutelenosti obou mikrofonů a rychlosti
zvuku
6 Na dotykoveacute obrazovce si zvětšiacuteme miacutesto kde začiacutenaacute druhyacute zvuk ndash
označiacuteme perem a menu Graf ndash Zvětšit Daacutele označiacuteme co nejpřesněji miacutesto
kde začiacutenaacute druhyacute zpožděnyacute zvuk odečteme čas zpožděniacute t = s
- 151 -
7 Vypočiacutetaacuteme rychlost zvuku v = st = m sndash1
8 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute vzdaacutelenosti
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pokud stejneacute měřeniacute bude dělat viacutece studentů je potřeba se domluvit aby
nedošlo k vzaacutejemneacutemu rušeniacute
2 Porovnej rychlost zvuku s tabulkovou hodnotou a s hodnotami v jinyacutech
laacutetkaacutech Kde je největšiacute
3 Vypočiacutetej podle vzorce z tabulek jakaacute je rychlost zvuku při daneacute teplotě
vzduchu t = degC
4 Zkus se zamyslet nad průběhem grafů ndash jak se musiacute chvět zdroj zvuku
Zkus změřit rychlost zvuku pomociacute odrazu Naacutevod
K měřeniacute je použita odpadniacute trubka HTEM zakoupenaacute v OBI (deacutelka 1 2 nebo
3m takeacute je možneacute zakoupit viacutece stejnyacutech metrovyacutech kusů ktereacute je možno
zasouvat do sebe) K ucpaacuteniacute trubky je možneacute koupit tzv zaacutetku kteraacute se nasadiacute
- 152 -
na konec trubky Mikrofon je umiacutestěn těsně u uacutestiacute trubky K měřeniacute stačiacute pouze
jeden mikrofon K měřeniacute je potřeba stejneacute nastaveniacute (včetně bdquospouštěldquo)
5 Měřeniacute zkus nejdřiacuteve bez odpadniacute trubky a potom s trubkou
6 Jakou vzdaacutelenost musiacuteš dosadit do vzorce
7 Zkus stejneacute měřeniacute ale oddělej zaacutetku Zkus vysvětlit to co jsi naměřil
8 Nyniacute můžeš zkusit i ohřaacutet vzduch v trubce pomociacute feacutenu nebo teplovzdušneacute
pistole a teploměrem TMP-BTA měřit jeho teplotu Jak se změniacute rychlost
zvuku Co to způsobilo
- 153 -
Zvukoveacute jevy 312 VNIacuteMAacuteNIacute ZVUKU HLASITOST
Fyzikaacutelniacute princip
Praacuteh slyšitelnosti je nejmenšiacute intenzita zvuku kterou je schopen vniacutemat
pozorovatel s normaacutelniacutem sluchem (I0 = 10ndash12
W mndash2
) Praacuteh bolesti je
nejmenšiacute intenzita zvuku kteraacute vyvolaacute pocit bolesti (I0 = 10 W mndash2
) Hladina
intenzity zvuku L (v decibelech) je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute vyjadřuje kolikraacutet
je vniacutemanyacute zvuk silnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti (10kraacutet o 10 dB 100kraacutet
o 20 dB 1 000kraacutet o 30 dB hellip)
Ciacutel
Určit pomociacute hlukoměru SLM-BTA hladinu intenzity zvuku lidskeacuteho hlasu
zařiacutezeniacute a strojů kolem naacutes (pračka vysavač televize raacutedio reprodukovanaacute
hudba ulice hřiště přestaacutevka ve školehellip ticho)
- 154 -
Pomůcky
LabQuest hlukoměr SLM-BTA
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme hlukoměr SLM-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
120 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 155 -
3 Nastaveniacute hlukoměru SLM-BTA Time Weiting ndash S (slow) Maximum
Level Hold ndash RESET (průběžně zobrazuje) Frequency Weighting ndash A (pomaleacute
změny)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a postupně v 10 s
intervalech zkoušiacuteme různeacute zvuky ticho ndash potlesk ndash tlumenyacute hovor ndash hlasityacute
hovor ndash velmi hlasityacute hovor ndash křik
5 Podobně zkoušiacuteme změřit
a) hluk celeacuteho praciacuteho cyklu pračky
b) hluk různyacutech spotřebičů kolem naacutes ndash televize raacutedio zvuk ze sluchaacutetek
(přiloženiacutem hlukoměru ke sluchaacutetkům) zvuk mobilniacuteho telefonu hluk varneacute
konvice
c) hluk ve škole ndash ve třiacutedě na chodbě hellip
d) ticho ndash ve dne v noci
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Kolikraacutet je bdquoticholdquo hlučnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti
2 Vyzkoušej jak velkeacute je bdquoticholdquo uvnitř krabice
- 156 -
3 Jakeacute je bdquoticholdquo před oknem a za oknem
4 Vyzkoušej odraz zvuku ndash v miacutestnosti na louce
5 Změř jak se měniacute hladina intenzity zvuku za bouřky
6 Zkoumej jak zvuk pohlcujiacute různeacute materiaacutely
7 Vyzkoušej odraz zvuku pomociacute desky Např
8 Vyzkoušej naměřit v jeskyni hlasitost ozvěny
- 157 -
9 U reproduktoroveacute soustavy (stereo) zkus naleacutezt miacutesto s nejsilnějšiacute hlasitostiacute
10 Změř zaacutevislost hlasitosti na uacutehlu naacuteklonu odrazneacute desky Sestroj graf
11 Změř směrovou charakteristiku reproduktoru
( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=393)
12 Změř frekvenčniacute charakteristiku reproduktoru
( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=392)
- 158 -
Elektrickeacute vlastnosti laacutetek
313 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ ELEKTRICKYacute PROUD
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovanyacutech
těles kteryacute se projevuje silovyacutem působeniacutem na jinaacute tělesa Jeho jednotkou je
coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při pokusech ve třiacutedě
pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů) 1 nC je přibližně
6000000000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj elektronu hellip)
Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj (na skleněneacute
tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně nabiteacute těleso maacute
viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute protony
K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič naacuteboje
Elektrickyacute proud I je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličinou Jeho jednotkou je ampeacuter
(A) Můžeme jej vyjaacutedřit pomociacute naacuteboje Q kteryacute projde vodičem za jednotku
času Q
It
Ciacutel
Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute
při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute
Změřit proud I v zaacutevislosti na čase t a určit velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute
a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru
- 159 -
Pomůcky
LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA ampeacutermetr DCP-BTA tělesa (plechovka
na polystyreacutenu kovoveacute kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem
držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute těles kondenzaacutetor 15 mF16 V plochaacute baterie
45 V žaacuterovka 35 V 01 A přepiacutenač
- 160 -
Scheacutema
Postup
1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou
krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku
připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou
zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě
- 161 -
kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru
zvoliacuteme rozsah plusmn100 nC (scheacutema a))
2 Zapneme LabQuest
3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem
ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj
Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky
5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence
2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj
z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute
naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)
Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky
9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute
tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)
10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu 3times3
mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle
- 162 -
Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm
Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je
11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech
(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)
12 Sestaviacuteme obvod podle scheacutema b)
13 Změřiacuteme časovyacute průběh proudu při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru
- 163 -
14 Určiacuteme velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru pomociacute
funkce menu Analyacuteza volba Integraacutel
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zopakuj měřeniacute v bodech 13 a 14 pro různaacute zapojeniacute dvou nebo viacutece
kondenzaacutetorů
- 164 -
Elektrickyacute proud 314 OHMŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Ohmův zaacutekon Pokud maacute kovovyacute vodič staacutelou teplotu je elektrickyacute proud
prochaacutezejiacuteciacute vodičem přiacutemo uacuteměrnyacute napětiacute na vodiče (r 1826 G S Ohm)
Grafem přiacutemeacute uacuteměrnostiacute je přiacutemka prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem
Ciacutel
Ověřit Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky a rezistory 12 Ω 33 Ω
a 100 Ω
Pomůcky
LabQuest rezistor 33 Ω a 100 Ω žaacuterovka 6 V03 A voltmetr DVP-BTA
ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat
- 165 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
napětiacute Vlevo 0 Vpravo 6 V Na ose y zvoliacuteme Elektrickyacute proud a Spojovat
body Dole 0 a Nahoře 06 A V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Reostatem pomalu zvyšujeme napětiacute a proud Hodnota napětiacute nesmiacute
překročit 5 V a proudu 06 A Zobrazuje se tzv voltampeacuterovaacute charakteristika
Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro rezistor 33 Ω a pro žaacuterovku
- 166 -
7 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Platiacute Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky
2 Porovnej voltampeacuteroveacute charakteristiky rezistorů s různyacutemi hodnotami
odporů
3 Zkus vymyslet jak ověřiacuteš že Ohmův zaacutekon platiacute i pro wolframoveacute vlaacutekno
žaacuterovky
- 167 -
Elektrickyacute proud 315 ODPOR
Fyzikaacutelniacute princip
Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou
elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše
přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita
ρ a na teplotě t vodiče
Ciacutel
Změřit odpor bdquošpatneacuteholdquo vodiče ndash rezistoru Ověřit jak zaacutevisiacute odpor vodiče na
deacutelce
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) různeacute rezistory tahovyacute
potenciometr 10 kΩ počiacutetač s programem Logger Pro
- 168 -
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 K ohmmetru připojiacuteme tahovyacute potenciometr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se
vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 169 -
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm
2 cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute
potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute
exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute
14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Měřiacuteme odpor různyacutech rezistorů a jejich zapojeniacute
2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů
3 Změř jak zaacutevisiacute odpor potenciometru na uacutehlu natočeniacute u otočneacuteho
potenciometru
- 170 -
Elektrickyacute proud 316 ZAacuteVISLOST ODPORU NA
TEPLOTĚ
Fyzikaacutelniacute princip
Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou
elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše
přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita
ρ a na teplotě t vodiče
Na teplotě zaacutevisiacute odpor vodičů i polovodičů Odpor vodičů se vzrůstajiacuteciacute
teplotou stoupaacute (kladnyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) kdežto odpor
polovodičů uhliacuteku a některyacutech speciaacutelniacutech slitin kovů se vzrůstajiacuteciacute teplotou
klesaacute (zaacutepornyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) Elektrickyacute odpor maacute
vždy kladnou hodnotu Dobreacute vodiče kladou malyacute odpor špatneacute vodiče kladou
velkyacute odpor
Pozistor je dvoupoacutelovaacute elektrickaacute součaacutestka Jednaacute se o typ termistoru
s pozitivniacute teplotniacute zaacutevislostiacute (tzn s rostouciacute teplotou roste odpor) proto se
použiacutevaacute i označeniacute PTC termistor (positive temperature coefficient) Vyraacutebějiacute
se z polykrystalickeacute feroelektrickeacute keramiky (titaničitan barnatyacute BaTiO3)
Odpor pozistoru s růstem teploty nejprve miacuterně klesaacute nad Curieovu teplotu
poteacute prudce vzrůstaacute asi o 3 řaacutedy a pak opět miacuterně klesaacute Oblast naacuterůstu je
možneacute chemickyacutem složeniacutem ovlivňovat a tak vytvořit např sadu teploměrů
s odstupňovanyacutem teplotniacutem rozsahem (nejčastěji po 10 degC)
- 171 -
Ciacutel
Změřit jak zaacutevisiacute odpor pozistoru na teplotě
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA
pozistor kaacutedinka stojan počiacutetač s programem Logger Pro
- 172 -
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 a teploměr TMP-BTA do
konektoru CH 2 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Teploměr a pozistor jsou společně
upevněny zkroucenyacutem draacutetkem
3 K ohmmetru připojiacuteme pozistor
4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
5 Zapneme LabQuest
6 V programu LoggerPro na ose x zvoliacuteme teplotu a na ose y zvoliacuteme odpor
Tzn R = f(t)
7 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
8 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme
Nepřerušenyacute sběr dat
9 Do kaacutedinky nalijeme horkou vodu z konvice
- 173 -
10 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat Měřeniacute
nechaacuteme běžet delšiacute dobu (90 min) Pokud nemaacuteme čas můžeme měřeniacute
urychlit postupnyacutem ochlazovaacuteniacutem (přileacutevaacuteme studenou vodu nebo led)
11 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
12 Opakujeme měřeniacute pro různeacute pozistory
13 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z grafů určete teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu Porovnej jeho
velikost s hodnotami různyacutech kovů v tabulkaacutech
2 K čemu se použiacutevajiacute pozistory
- 174 -
Elektrickyacute proud 317 REOSTAT A POTENCIOMETR
Fyzikaacutelniacute princip
Plynulou změnu proudu spotřebičem umožňujiacute součaacutestky s proměnnyacutem
odporem ndash potenciometry Podle pohybu při ovlaacutedaacuteniacute je děliacuteme na tahoveacute
a otočneacute
K regulaci velkyacutech proudů použiacutevaacuteme reostat
Ciacutel
Ověřit funkci potenciometru jako děliče napětiacute a regulaacutetoru proudu
- 175 -
Pomůcky
LabQuest různeacute potenciometry počiacutetač s programem Logger Pro voltmetr
VP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA rezistor 100 Ω plochaacute baterie
- 176 -
Scheacutema
Postup
1 Voltmetr VP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 Potenciometr zapojiacuteme jako dělič napětiacute (viz scheacutema)
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment zvoliacuteme Sběr dat Moacuted
Udaacutelosti se vstupy Naacutezev sloupce deacutelka Značka d Jednotka cm
6 Na ose x zvoliacuteme veličinu deacutelka Na ose y veličinu napětiacute
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 177 -
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm
2cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute
potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko U otočneacuteho potenciometru měřiacuteme
a zadaacutevaacuteme jednotku uacutehlu
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute
exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
15 Stejneacute měřeniacute provedeme pro zapojeniacute potenciometru jako regulaacutetoru
proudu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 K čemu si využiacutevajiacute obě zapojeniacute Jakyacute je mezi nimi rozdiacutel
2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů
- 178 -
Elektrickyacute proud 318 VNITŘNIacute ODPOR ZDROJE
Fyzikaacutelniacute princip
Součet všech odporů kteryacutemi musiacute prochaacutezet proud uvnitř zdroje se nazyacutevaacute
vnitřniacute odpor zdroje Proud v uzavřeneacutem obvodu je roven podiacutelu
elektromotorickeacuteho napětiacute U0 zdroje a celkoveacuteho odporu R + Ri kde Ri je
vnitřniacute odpor zdroje
0
i
UI
R R
Ciacutel
Ověřit Ohmův zaacutekon pro uzavřenyacute obvod
Pomůcky
LabQuest rezistor 10 Ω voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute
baterie reostat 100 Ω a 10 kΩ
- 179 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x
zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat -
Ampeacutermetr Reostat 100 Ω a 10 kΩ nastaviacuteme na max hodnoty odporu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme spiacutenač
5 Reostatem 10 kΩ pomalu (10 s) zvětšujeme proud (hodnota odporu na
min) Jakmile reostat 10 kΩ vytočiacuteme do krajniacute polohy (min) pokračujeme
stejně reostatem 100 Ω do krajniacute polohy (min) Hodnota proudu nesmiacute
překročit 06 A což při napětiacute 45 V zajistiacute rezistor 10 Ω Zobrazuje se tzv
zatěžovaciacute charakteristika zdroje Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu
Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro různě stareacute plocheacute baterie
- 180 -
7 Provedeme analyacutezu jednotlivyacutech grafů V menu Analyacuteza zvoliacuteme Fitovat
křivku Napětiacute Vybereme typ rovnice Lineaacuterniacute Určiacuteme koeficienty lineaacuterniacute
funkce Opakujeme pro všechny grafy
8 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona pro uzavřenyacute obvod)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z koeficientů lineaacuterniacutech funkciacute určete napětiacute napraacutezdno U0 a zkratovyacute
proud Ik Daacutele určete vnitřniacute odpor Ri plocheacute baterie noveacute a stareacute
2 Vnitřniacute odpor plocheacute baterie se staacuteřiacutem zvětšuje Jak se to projevuje na
zatěžovaciacute charakteristice
- 181 -
Elektrickyacute proud 319 VYacuteKON ELEKTRICKEacuteHO
PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Vyacutekon P elektrickeacuteho proudu vypočiacutetaacuteme jako součin napětiacute na spotřebiči
a proudu kteryacute spotřebičem proteacutekaacute P = U I U spotřebičů je spraacutevneacute označovat
dodaacutevanyacute vyacutekon jako přiacutekon P0 Napřiacuteklad u žaacuterovky je světelnyacute vyacutekon
zlomkem elektrickeacuteho přiacutekonu
Ciacutel
Pomociacute wattmetru určit přiacutekon některyacutech spotřebičů Změřit přiacutekon v zaacutevislosti
na čase u některyacutech spotřebičů
Pomůcky
LabQuest wattmetr WU-PRO-I spotřebiče
- 182 -
Scheacutema
Postup
1 Wattmetr WU-PRO-I zapojiacuteme do USB konektoru LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 600 s Frekvence
1 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Připojiacuteme spotřebič k wattmetru
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) nebo po stisknutiacute tlačiacutetka (ukončit
měřeniacute) uložiacuteme soubor
- 183 -
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus změřit přiacutekon ledničky po dobu 24 hodin s teploměrem uvnitř Vyslov
zaacutevěr
2 Zkus změřit přiacutekon mikrovlnneacute trouby při ohřevu potravin (vody ndash změř
teplotu před začaacutetkem a po skončeniacute ohřiacutevaacuteniacute) Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče
3 Zkus změřit přiacutekon elektrovarneacute konvice nebo indukčniacuteho vařiče
s teploměrem Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče
- 184 -
Tepelneacute jevy 320 TERMOHRNEK
Fyzikaacutelniacute princip
Termosky a termohrnky jsou speciaacutelně vyrobeneacute naacutedoby ktereacute sloužiacute
k uchovaacuteniacute teploty tekutiny uvnitř Termoska byla vynalezena v roce 1982
Zaacutekladniacutem principem termosky je dvojitaacute vnitřniacute naacutedoba s lesklyacutemi dvojityacutemi
stěnami a z mezery mezi stěnami obou naacutedob je odčerpaacuten veškeryacute vzduch Přes
toto vakuoveacute prostřediacute nemůže tepelnaacute energie pronikat vedeniacutem tepelneacute
zaacuteřeniacute se odraacutežiacute zpět od lesklyacutech stěn u naacutedoby opatřeneacute zaacutetkou je omezen
i přenos prouděniacutem Diacuteky tomuto principu zůstaacutevaacute tekutina v naacutedobě teplaacute
nebo chladnaacute až po dobu několika hodin Většinou se dodaacutevajiacute termosky
s hrniacutečkem nebo sloužiacute jako hrniacuteček viacutečko laacutehve Různeacute firmy takeacute nabiacutezejiacute
možnost potisku vašiacute termosky
Ciacutel
Ověřit schopnost termohrnku udržet naacutepoj teplyacute po určitou dobu
Pomůcky
LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA různeacute termohrnky
- 185 -
Scheacutema
Postup
1 Teploměry zapojiacuteme do konektorů CH 1 až CH 4 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute (viz scheacutema) Dva termohrnky majiacute viacutečka Termohrnek
vpravo je bez viacutečka Vlevo je obyčejnyacute porcelaacutenovyacute hrnek
3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme ho přes USB k PC V programu LoggerPro
v menu Experiment ndash Sběr dat zatrhneme Nepřerušenyacute sběr dat
4 Do všech termohrnků nalijeme stejneacute množstviacute horkeacute vody z konvice
5 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
- 186 -
6 Po určiteacute době (např 2 až tři hodiny) zastaviacuteme měřeniacute
7 Vysloviacuteme zaacutevěr Co vše maacute vliv na udrženiacute tepleacuteho naacutepoje
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Opakujeme měřeniacute u všech termohrnků bez viacuteček
2 Opakujeme měřeniacute u všech hrnků s viacutečky
3 Opakujeme měřeniacute se studenyacutem naacutepojem Využijeme při tom kostky ledu
- 187 -
Elektrodynamika 41 MAGNETICKEacute POLE VODIČE
Fyzikaacutelniacute princip
Roku 1820 Hans Christian Oersted prokaacutezal že vodič jiacutemž prochaacuteziacute
elektrickyacute proud vytvaacuteřiacute kolem sebe magnetickeacute pole
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar soustřednyacutech kružnic ležiacuteciacutech v rovinaacutech
kolmyacutech na vodič Orientace indukčniacutech čar zaacutevisiacute na směru proudu a k jejiacutemu
určeniacute použiacutevaacuteme Ampeacuterovo pravidlo praveacute ruky Naznačiacuteme uchopeniacute
vodiče do praveacute ruky tak aby palec ukazoval dohodnutyacute směr proudu ve
vodiči prsty pak ukazujiacute orientaci magnetickyacutech indukčniacutech čar
- 188 -
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho
vodičem a na vzdaacutelenosti od vodiče
Pomůcky
LabQuest rezistor 10 Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA vodič
regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127
- 189 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash
max 06A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci v okoliacute vodiče
6 Potom nastaviacuteme konstantniacute hodnotu proudu a pohybujeme teslametrem
v kolmeacutem směru k ose vodiče
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce B na velikosti
elektrickeacuteho proudu I a na vzdaacutelenosti
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ze znalosti velikosti proudu a vzdaacutelenosti od vodiče spočiacutetej magnetickou
indukci
2π
IB
d kde μ0 = 4πmiddot10
ndash7NmiddotA
ndash2
- 190 -
Elektrodynamika 42 SIacuteLA PŮSOBIacuteCIacute NA VODIČ
V MAGNETICKEacuteM POLI
Fyzikaacutelniacute princip
Na vodič o deacutelce l kteryacutem prochaacuteziacute proud I a je umiacutestěnyacute v magnetickeacutem poli
trvaleacuteho magnetu s indukciacute B působiacute siacutela F = BIl
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost siacutely působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli na velikosti proudu
prochaacutezejiacuteciacuteho vodičem
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA ampeacutermetr HCS-BTA vodič magnet
regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute KXN-305D rezistor 2 Ω-10 W
- 191 -
Scheacutema
- 192 -
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
siloměr DFS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo ndash5 A Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Siacutela a Spojovat body
Dole ndash003 N a Nahoře 003 N V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash
max 5 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Regulovatelnyacutem zdrojem zmenšujeme napětiacute (proud) na 0 V (0 A)
Přepoacutelujeme zapojeniacute zdroje Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute
(proud) Kontrolujeme proud ndash max 5 A Graf se vykresluje na opačnou stranu
osy y Siloměrem měřiacuteme siacutelu působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli
7 Provedeme analyacutezu grafu ndash proložiacuteme lineaacuterniacute funkci
8
9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute siacutela na velikosti elektrickeacuteho proudu I
- 193 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vypočiacutetej velikost siacutely ze znaacutemyacutech hodnot B I a l F BIl Magnetickou
indukci B změř teslametrem uvnitř magnetickeacuteho pole magnetu
2 Miacutesto jednoducheacuteho vodiče použij několik zaacutevitů vodiče (viz scheacutema)
Porovnej vyacutesledky měřeniacute
3 Měřeniacute uspořaacutedej vodorovnyacutem směrem Siloměr bude zavěšenyacute svisle
a ciacutevka bude otočně upevněnaacute uprostřed Ktereacute uspořaacutedaacuteniacute je vyacutehodnějšiacute
- 194 -
Elektrodynamika 43 ELEKTROMAGNETICKAacute
INDUKCE
Fyzikaacutelniacute princip
Elektromagnetickaacute indukce je jev při ktereacutem vznikaacute elektrickeacute napětiacute ve
vodiči změnou magnetickeacuteho pole v okoliacute vodiče (ciacutevky) Indukovaneacute napětiacute
zaacutevisiacute na velikosti změny magnetickeacuteho pole i na rychlosti jeho změny
Ciacutel
Změřit indukovaneacute napětiacute Ověřit na čem zaacutevisiacute
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA ciacutevka s jaacutedrem permanentniacute magnet
- 195 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod
dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 5 s
Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Roztočiacuteme
permanentniacute magnet v těsneacutem okoliacute ciacutevky (jaacutedra)
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 196 -
4 Opakujeme měřeniacute s rychlejšiacutem (pomalejšiacutem) otaacutečeniacutem magnetu
5 Vyměniacuteme magnet za bdquosilnějšiacuteldquo
6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash na čem zaacutevisiacute indukovaneacute napětiacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus ciacutevku s jinyacutem počtem zaacutevitů
2 Zkus pohybovat membraacutenou reproduktoru a měřit indukovaneacute napětiacute
3 Zkus napjatou strunu umiacutestit do magnetickeacuteho pole a na niacute měřit velikost
indukovaneacuteho napětiacute
- 197 -
Elektrodynamika 44 STŘIacuteDAVYacute PROUD
Fyzikaacutelniacute princip
Střiacutedavyacute proud (napětiacute) je proud kteryacute staacutele měniacute svoji velikost i směr Časovyacute
průběh různyacutech střiacutedavyacutech proudů (napětiacute) může byacutet harmonickyacute (sinusoida)
obdeacutelniacutekovyacute trojuacutehelniacutekovyacutehellip
Z časoveacuteho průběhu harmonickeacuteho proudu (napětiacute) můžeme určit periodu
frekvenci a amplitudu
Ciacutel
Změř časovyacute průběh harmonickeacuteho napětiacute a urči jeho efektivniacute hodnotu
periodu frekvenci a amplitudu Urči vztahy mezi nimi
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA (+ndash10 V) zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute do 5 V
multimetr
- 198 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme voltmetr VP-BTA (+ndash10 V)
2 Do školniacuteho zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute (max 5 V stř) připojiacuteme rezistor
100 Ω
3 Paralelně k tomuto rezistoru připojiacuteme multimetr zapojenyacute jako střiacutedavyacute
voltmetr Zkontrolujeme že napětiacute neniacute většiacute než 5 V (efektivniacute hodnota)
4 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
01 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute
přes 001 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
5 Připojiacuteme vyacutevody voltmetru k rezistoru a stiskneme tlačiacutetko START
(měřeniacute) na LabQuestu
6 Po proběhleacutem měřeniacute v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika ndash Napětiacute
7 Z tabulky Statistika můžeme odečiacutest max hodnotu napětiacute = amplituda
Umax = V
8 Na voltmetru odečteme efektivniacute hodnotu napětiacute Uef = V
- 199 -
9 Vzhledem k tomu že jsme zadali dobu měřeniacute 01 s tak se zobrazilo přesně
5 period Tzn že jedna perioda je T = 002 s a frekvence je f = 50 Hz
10 Vypočiacutetaacuteme poměr Umax Uef =
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jako zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute můžeme
použiacutet samotnyacute LabQuest s vyacutekonovyacutem
zesilovačem PAMP kteryacute připojiacuteme
k LabQuestu a v aplikaci Zesilovač (generaacutetor
funkciacute) můžeme nastavovat druh střiacutedaveacuteho
signaacutelu (sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek pila)
frekvenci a amplitudu Pomociacute druheacuteho
LabQuestu můžeme kontrolovat ndash měřit tento
střiacutedavyacute signaacutel
2 Jako jinyacute zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute (proudu)
můžeme použiacutet generaacutetor funkciacute NTL I u něj
je možneacute nastavovat druh střiacutedaveacuteho signaacutelu
(sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek) frekvenci
a amplitudu kterou můžeme pomociacute
LabQuestu měřit
3 Kde se využiacutevaacute střiacutedaveacute napětiacute (proud) S jakyacutem průběhem
4 Zkus změřit střiacutedaveacute napětiacute v nějakeacutem přiacutestroji např na reproduktoru
baterioveacuteho raacutedia Pozor střiacutedaveacute napětiacute musiacute byacutet menšiacute než plusmn10 V Ověř
nejdřiacuteve stř voltmetrem
- 200 -
Elektrodynamika 45 TŘIacuteFAacuteZOVEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Třiacutefaacutezoveacute napětiacute vznikaacute otaacutečeniacutem magnetu v soustavě třiacute ciacutevek Maacuteme tedy tři
zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute ndash faacuteze Třiacutefaacutezovyacute rozvod lze využiacutet k zapojeniacute do
hvězdy nebo k zapojeniacute do trojuacutehelniacuteku Faacutezoveacute napětiacute (u1 u2 u3) je napětiacute
(v našich domaacutecnostech 230 V) mezi středniacutem vodičem (N) a faacutezovyacutem
vodičem (L1 L2 L3) Sdruženeacute napětiacute (u12 u13 u23) je napětiacute (v našich
domaacutecnostech 400 V) mezi libovolnyacutemi dvěma faacutezovyacutemi vodiči
Ciacutel
Změřit časovyacute průběh napětiacute třiacute faacuteziacute v zapojeniacute do hvězdy Ověřit že součet
napětiacute v každeacutem čase je nulovyacute Ověřit že poměr sdruženeacuteho a faacutezoveacuteho
napětiacute je 173kraacutet většiacute
Pomůcky
LabQuest zdroj třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute 3 rezistory 100 Ω 3 voltmetry VP-BTA
- 201 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme 3 voltmetry VP-BTA ke vstupům CH1 CH2 a CH3 LabQuestu
Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu Na zdroji třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute nastaviacuteme hodnotu
faacutezoveacuteho napětiacute do 5 V
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
005 s Frekvence 10 000 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Uložiacuteme měřeniacute
- 202 -
5 Provedeme analyacutezu grafu Odečiacutetaacuteme v každeacutem časoveacutem okamžiku
okamžiteacute hodnoty napětiacute u1 u2 a u3 a provaacutediacuteme jejich součet ndash ověřujeme že
součet je nulovyacute
6 Střiacutedavyacutem voltmetrem změřiacuteme sdruženeacute a faacutezoveacute napětiacute (efektivniacute
hodnoty) a vypočiacutetaacuteme jejich poměr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z grafu ndash časoveacuteho průběhu napětiacute urči o jakou čaacutest periody jsou
posunuta napětiacute
2 Z grafu urči jakyacute je frekvence a perioda střiacutedavyacutech napětiacute
3 Jakyacute je poměr efektivniacute a maximaacutelniacute hodnoty faacutezoveacuteho střiacutedaveacuteho napětiacute
ktereacute jsi naměřil
4 Z grafu urči amplitudu sdruženeacuteho napětiacute a amplitudu faacutezoveacuteho napětiacute
Jakyacute je jejich poměr
- 203 -
Elektrodynamika 46 ELEKTROMAGNETICKEacute VLNY
Fyzikaacutelniacute princip
Magnetickeacute pole můžeme znaacutezornit pomociacute indukčniacutech čar
Elektrickeacute pole popisujeme elektrickyacutemi siločarami
Elektrickeacute a magnetickeacute pole spolu často souvisejiacute Mluviacuteme pak
o elektromagnetickeacutem poli Elektromagnetickeacute vlny jsou přiacutečneacute a šiacuteřiacute se i ve
vakuu Šiacuteřiacute se rychlostiacute světla Elektromagnetickyacutemi vlnami se přenaacutešejiacute
signaacutely rozhlasu televize mobilniacutech telefonů atd I světlo je elektromagnetickeacute
vlněniacute (zaacuteřeniacute)
- 204 -
Mezi frekvenciacute f vlnovou deacutelkou λ a rychlostiacute šiacuteřeniacute elektromagnetickeacuteho
vlněniacute c (světla) platiacute vzorecc
f
Ciacutel
Změřit vlnovou deacutelku elektromagnetickeacuteho vlněniacute Prokaacutezat polarizaci
elektromagnetickeacute vlny
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA bezdraacutetovyacute zvonek ndash tlačiacutetko pracujiacuteciacute na
frekvenci 43392 MHz přijiacutemač s půlvlnnyacutem dipoacutelem (viz přiacutespěvek O
Lepila)
Scheacutema
- 205 -
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod
dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Pohybujeme rovnoměrnyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema pohyb 1)
5 Z poloh maxim a minim určiacuteme vlnovou deacutelku
6 Uložiacuteme měřeniacute
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pohybujeme rovnoměrnyacutem otaacutečivyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema
pohyb 2)
9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash vlnovaacute deacutelka a polarizace elektromagnetickeacuteho vlněniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vyzkoušej jak zaacutevisiacute velikost naměřeneacuteho napětiacute na vzdaacutelenosti vysiacutelače od
přijiacutemače
2 Pomociacute mřiacutežky nebo plechu vyzkoušej odraz vlněniacute (a interferenci)
- 206 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
47 TERMISTOR
Fyzikaacutelniacute princip
Termistor je polovodičovaacute součaacutestka jejiacutež odpor zaacutevisiacute na teplotě
Ciacutel
Změř zaacutevislost odporu termistoru na teplotě Urči o jakou zaacutevislost se jednaacute
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA
rychlovarnaacute konvice s horkou vodou termistory se jmenovitou hodnotou
odporu 4k7 10k 15k počiacutetač s programem Logger Pro
- 207 -
Scheacutema
Postup
1 V konvici si ohřejeme vodu
2 Teploměr TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 2 a ohmmetr do
konektoru CH 1 LabQuestu
3 K ohmmetru připojiacuteme termistor (10k) kteryacute zastrčiacuteme společně
s teploměrem do kaacutedinky
- 208 -
4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
5 Zapneme LabQuest
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Experiment ndash Sběr dat Trvaacuteniacute
300 s Frekvence 1 čteniacutes
8 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu na
osu y Odpor a na osu x Teplotu
9 Nalejeme horkou vodu z konvice do kaacutedinky s teploměrem a termistorem
a zapneme Sběr dat v programu LoggerPro
10 Voda postupně chladne a počiacutetač vykresluje graf zaacutevislosti R = f(t)
Ochlazovaacuteniacute můžeme pomalu urychlovat opatrnyacutem přileacutevaacuteniacutem studeneacute vody
a současnyacutem miacutechaacuteniacutem Pro hlubšiacute ochlazeniacute můžeme použiacutet kousek ledu
11 Po skončeniacute měřeniacute (300 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti ndash menu
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute a můžeme opakovat měřeniacute pro dalšiacute
termistor Nebo při měřeniacute použiacutet současně dva ohmmetry (CH 2 a CH 3) a dva
termistory
12 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
- 209 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z programu Logger Pro z tabulky můžeme naměřenaacute data pomociacute Ctrl+C
a Ctrl+V zkopiacuterovat do programu Excel a tam je daacutele zpracovaacutevat ndash sestrojit
graf proložit funkci
2 V programu Logger Pro můžeme v menu Analyacuteza ndash Curve Fit zkusit
proložit funkci kterou si vybereme ze seznamu Ověř vyacutepočtem (Excel
kalkulačka) že zvolenaacute funkce bdquofungujeldquo
3 Zdůvodněte proč odpor termistoru klesaacute s rostouciacute teplotou Kde se toho
využiacutevaacute
- 210 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
48 FOTOREZISTOR
Fyzikaacutelniacute princip
Fotorezistor (dřiacuteve označovaacuten jako fotoodpor) je pasivniacute elektrotechnickaacute
součaacutestka bez PN přechodu jejiacutež elektrickyacute odpor R se snižuje se zvyšujiacuteciacutem
se osvětleniacutem E
Princip fotorezistoru je založen na vnitřniacutem fotoelektrickeacutem jevu světlo
(foton) naraziacute do elektronu ve valenčniacute sfeacuteře a předaacute mu svoji energii tiacutem
elektron ziacuteskaacute dostatek energie k překonaacuteniacute zakaacutezaneacuteho paacutesu a skočiacute
z valenčniacuteho paacutesu do vodivostniacuteho Tiacutem opustiacute svůj atom a pohybuje se jako
volnyacute elektron prostorem krystaloveacute mřiacutežky Na jeho miacutestě vznikla diacutera Takto
vznikleacute volneacute elektrony přispiacutevajiacute ke sniacuteženiacute elektrickeacuteho odporu R (zvyacutešeniacute
elektrickeacute vodivosti G) Čiacutem viacutece světla na fotorezistor dopadaacute tiacutem vznikaacute viacutece
volnyacutech elektronů a zvyšuje se tiacutem elektrickaacute vodivost
Ciacutel
Změřit zaacutevislost odporu fotorezistoru na vzdaacutelenosti od zdroje světla
(žaacuterovky) Analyzovat funkčniacute zaacutevislost
- 211 -
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) fotorezistor počiacutetač
s programem Logger Pro
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 K ohmmetru připojiacuteme fotorezistor
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se
vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Fotorezistor (upevněnyacute v trubičce) nastaviacuteme 10 cm od žaacuterovky
- 212 -
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 10 cm a stiskneme OK
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 20 cm 30 cmhellip
150 cm
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute fotorezistory
14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Připoj k LabQuestu luxmetr a změř zaacutevislost odporu na osvětleniacute
- 213 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
49 TRANZISTOR JAKO SPIacuteNAČ A ZESILOVAČ
Fyzikaacutelniacute princip
Tranzistor je polovodičovaacute součaacutestka se dvěma přechody PN Středniacute čaacutest
krystalu polovodiče je baacuteze B a přechody PN ji oddělujiacute od oblasti s opačnyacutem
typem vodivosti kolektorem C a emitorem E Podle druhu vodivosti
jednotlivyacutech čaacutestiacute označujeme tranzistory jako typy NPN a PNP
Zaacutekladniacute funkce tranzistoru Maleacute napětiacute v obvodu baacuteze vzbuzuje proud
kteryacute je přiacutečinou mnohokraacutet většiacuteho proudu v obvodu kolektoroveacutem Tranzistor
se použiacutevaacute jako bdquoelektronickyacute spiacutenačldquo a bdquozesilovačldquo
- 214 -
Ciacutel
Ověřit činnost tranzistoroveacuteho spiacutenače a tranzistoroveacuteho zesilovače
Pomůcky
LabQuest dva voltmetry VP-BTA zapojeniacute tranzistoru jako spiacutenače
a zesilovače (podle scheacutema) generaacutetor signaacutelu baterie 45 V
Scheacutema
a) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquospiacutenačeldquo
- 215 -
b) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquozesilovačeldquo
Postup
1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 a CH 2 LabQuestu
2 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquospiacutenačldquo dle scheacutema a) Voltmetry měřiacuteme napětiacute
UBE (U1) a UCE (U2)
3 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme trojuacutehelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 5V
4 Voltmetr U1 připojiacuteme mezi baacutezi a emitor (UBE) Voltmetr U2 připojiacuteme
mezi kolektor a emitor (UCE)
5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
3 s Frekvence 10 000 čteniacutes
6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
- 216 -
Tranzistor jako bdquospiacutenačldquo
7 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
8 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquozesilovačldquo dle scheacutema b) Voltmetry měřiacuteme
napětiacute UBE (U1) a UCE (U2) Potenciometrem P nastaviacuteme bdquopracovniacute bod
tranzistoruldquo ndash UCE bude miacutet polovičniacute hodnotu napaacutejeciacuteho napětiacute
9 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme sinusovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 015 V
10 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 01 s Frekvence 10 000 čteniacutes
11 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
- 217 -
12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
13 Určiacuteme jakyacute je poměr UCEUBE
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Při jakeacutem napětiacute UBE tranzistor bdquosepneldquo Jak dlouho probiacutehaacute bdquosepnutiacuteldquo
2 Zkus měnit kmitočet vstupniacuteho napětiacute zesilovače
3 Zkus měnit nastaveniacute pracovniacuteho bodu Jakyacute to maacute vliv na vyacutestupniacute signaacutel
4 Zkus měnit velikost střiacutedaveacuteho vstupniacuteho napětiacute Jakyacute to maacute vliv na tvar
vyacutestupniacuteho napětiacute
- 218 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
410 INTEGROVANYacute OBVOD
Fyzikaacutelniacute princip
Prvniacute integrovanyacute obvod zkonstruoval Jack Kilby koncem srpna 1958 (r 2000
Nobelova cena za fyziku) Integrovaneacute obvody jsou součaacutestky ktereacute v jednom
pouzdře obsahujiacute velkeacute množstviacute vodičů rezistorů kondenzaacutetorů diod
a tranzistorů Děliacuteme je na čiacuteslicoveacute analogoveacute hellip
- 219 -
Ciacutel
Ověřit činnost integrovaneacuteho obvodu (čiacuteslicovyacute analogovyacute hellip)
Pomůcky
LabQuest tři voltmetry VP-BTA moduly zapojeniacute integrovanyacutech obvodů
LabQuest jako generaacutetor signaacutelu nebo jinyacute generaacutetor signaacutelu
- 220 -
Scheacutema
a) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo
b) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo
- 221 -
Postup
1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu
2 Zapojiacuteme čiacuteslicovyacute integrovanyacute obvod MH 7400 jako bdquoANDldquo bdquoORldquo hellip
dle scheacutematu a) b)
3 Na dvou generaacutetorech signaacutelu nastaviacuteme
obdeacutelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 45 V
4 Na prvniacutem generaacutetoru nastaviacuteme kmitočet
2 Hz a na druheacutem 3 Hz Připojiacuteme je na
vstupy A a B a připojiacuteme k nim voltmetry 1
a 2 K vyacutestupu Y připojiacuteme 3 voltmetr
5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 s Frekvence 200 čteniacutes
6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme
- 222 -
Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo
Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute
funkce bdquoNANDldquo
2 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute
funkce bdquoNORldquo
3 Zkus dalšiacute logickeacute funkce
4 Vyzkoušej funkci jinyacutech čiacuteslicovyacutech integrovanyacutech obvodů Např MH
7493 MH 74153 hellip
5 Vyzkoušej funkci jinyacutech analogovyacutech integrovanyacutech obvodů Např NE
555 hellip
- 223 -
Atomy a zaacuteřeniacute 411 RADIOAKTIVITA A OCHRANA
PŘED ZAacuteŘENIacuteM
Fyzikaacutelniacute princip
Radioaktivita je samovolnaacute přeměna jader Při přeměnaacutech jader vznikaacute zaacuteřeniacute
alfa beta gama a dalšiacute Poločas přeměny je doba za kterou se přeměniacute
polovina původniacuteho počtu radioaktivniacutech jader Ionizujiacuteciacute zaacuteřeniacute škodiacute všem
živyacutem buňkaacutem a je potřeba se před niacutem chraacutenit
Ciacutel
Změř uacuteroveň pozadiacute v miacutestnosti a na louce Ověř uacutečinek ozaacuteřeniacute detektoru od
zdroje zaacuteřeniacute na vzdaacutelenosti době tloušťce stiacuteněniacute a materiaacutelu stiacuteněniacute Ověř
zaacutekon radioaktivniacute přeměny Urči poločas přeměny baria 137m
Ba
Pomůcky
LabQuest souprava GAMABETA (GABEset-1) kabel k propojeniacute detektoru
s LabQuestem (viz doplňkovyacute text) souprava GABEset-2 přiacutepadně detektor
zaacuteřeniacute DRM-BTD
- 224 -
Scheacutema
Postup
1 Propojiacuteme detektor zaacuteřeniacute DRM-BTD (od firmy Vernier) nebo indikaacutetor
zaacuteřeniacute IRA ze soupravy GAMABETA 2007 (staršiacute GABEset-1) do konektoru
DIG 1 LabQuestu V druheacutem přiacutepadě musiacuteme požiacutet propojovaciacute kabel (viz
doplňkovyacute text nebo httpwwwvernierczclankypropojeni-gamabety-s-
labquestem)
2 Zapneme LabQuest V menu Senzor ndash Nastaveniacute senzorů vybereme pro
DIG 1 Detektor radiace Je vyacutehodneacute připojit dva detektory současně Druhyacute do
DIG 2 Oba umiacutestiacuteme na různaacute miacutesta (ne vedle sebe)
- 225 -
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Frekvence 01 čteniacutes a Trvaacuteniacute
100s
4 V menu Graf ndash Parametry grafu zvoliacuteme Automatickeacute měřiacutetko od nuly
5 Detektor (y) zaacuteřeniacute postaviacuteme volně na stůl Nepoužiacutevaacuteme žaacutednyacute zdroj
zaacuteřeniacute
6 Zapneme Sběr dat Měřeniacute bude probiacutehat 100 s v 10-ti sekundovyacutech
intervalech Vykresluje (iacute) se křivka (y) kteraacute (eacute) znaacutezorňuje (iacute) radioaktivitu
kolem naacutes (pozadiacute) v miacutestnosti nebo na louce Radioaktivita je přirozenou
součaacutestiacute našeho života Pokud použijeme dva detektory současně vidiacuteme že na
různyacutech miacutestech je jinyacute naacutepočet Radioaktivniacute přeměny majiacute statistickou
povahu
7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme (menu Graf ndash Uložit měřeniacute)
8 Pro dalšiacute měřeniacute můžeme změnit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme
Frekvence 001 čteniacutes a Trvaacuteniacute 1 000 s
9 V dalšiacutech měřeniacutech postupujeme stejně (bod 6 a 7) ale můžeme plnit
různeacute uacutekoly
a) Stanovit uacutečinek vzdalovaacuteniacute detektoru od zdroje zaacuteřeniacute (použijeme školniacute
zdroj zaacuteřeniacute ze soupravy GAMABETA) Pokud použijeme dva detektory
současně jeden nechaacuteme samostatně a druhyacute budeme ozařovat zdrojem zaacuteřeniacute
z různyacutech vzdaacutelenostiacute a v 10-ti (přiacutepadně při změně nastaveniacute bod 8 ndash 100)
sekundovyacutech intervalech budeme zdroj zaacuteřeniacute postupně po 2 cm vzdalovat od
detektoru
b) Stanovit miacuteru absorpce zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na tloušťce vrstvy
stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu Jeden detektor ozařujeme zaacuteřeniacutem beta a druhyacute zaacuteřeniacutem
gama (ze školniacuteho zdroje zaacuteřeniacute) Přitom v danyacutech časovyacutech intervalech
měniacuteme tloušťku měděneacute destičky (viz naacutevod k soupravě GAMABETA)
Vzhledem k tomu že je možno nastavit 6 různyacutech tlouštěk destičky (ek) potom
je vhodneacute dobu trvaacuteniacute změnit na 60 přiacutepadně 600 sekund
c) Stanovit rozdiacutel v absorpci zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na protonoveacutem
čiacutesle stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu shodneacute tloušťky Souprava GAMABETA obsahuje
destičky různyacutech materiaacutelů hliniacutek železo ciacuten měď olovo Prvniacute měřeniacute
provaacutediacuteme bez absorpčniacute destičky a potom postupně vystřiacutedaacuteme destičky
z různyacutech materiaacutelů Pro měřeniacute b) a c) je vhodnějšiacute doba trvaacuteniacute 600 s protože
- 226 -
změna tloušťky nebo materiaacutelu vyžaduje dvě sekundy a tiacutem zmenšiacuteme chybu
měřeniacute v jednotlivyacutech intervalech
d) Ověřeniacute zaacutekona radioaktivniacute přeměny Pro měřeniacute je potřeba ještě
souprava GABEset-2 kteraacute umožňuje přiacutepravu eluaacutetu baria k určeniacute poločasu
přeměny baria 137m
Ba (cca 150 s) K měřeniacute musiacuteme proveacutest nastaveniacute v bodě
8 (viz vyacuteše) Postupujeme podle naacutevodu v soupravě GABEset-2
10 Vysloviacuteme zaacutevěry
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus vyacuteše uvedenaacute měřeniacute proveacutest s připojenyacutem LabQuestem k PC
v programu Logger Pro Zde je možno nastavit zobrazeniacute grafu v sloupečciacutech
ndash menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu ndash Graph options ndash Bar graph
2 Zkus proměřit poločas přeměny s připojenyacutem LabQuestem k PC
v programu Logger Pro Pro detektor 1 můžeme proveacutest analyacutezu grafu
Analyacuteza ndash CurveFit ndash Natural exponent (proložit exponenciaacutelniacute funkci)
Poločas rozpadu je pak převraacutecenou hodnotou koeficientu C (viz niacuteže graf)
- 227 -
Atomy a zaacuteřeniacute 412 SLUNCE ndash SDIacuteLENIacute TEPLA
SAacuteLAacuteNIacuteM
Fyzikaacutelniacute princip
Slunce vysiacutelaacute elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute do prostoru Dopadne-li toto zaacuteřeniacute na
nějakeacute jineacute těleso a dojde-li k pohlceniacute tohoto zaacuteřeniacute zvyacutešiacute se vnitřniacute energie
tohoto tělesa Souhrnně se vzaacutejemneacute saacutelaacuteniacute a pohlcovaacuteniacute při dvou nebo i viacutece
tělesech s různyacutemi teplotami nazyacutevaacute sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem Dopadne-li toto
zaacuteřeniacute na jineacute těleso je čaacutestečně pohlceno čaacutest se odraacutežiacute a čaacutest prochaacuteziacute
tělesem Pohlceneacute zaacuteřeniacute způsobuje zvyacutešeniacute vnitřniacute energie tělesa odraženeacute
zaacuteřeniacute dopadaacute na jinaacute tělesa a prochaacutezejiacuteciacute zaacuteřeniacute přechaacuteziacute na jinaacute tělesa
Pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa zaacutevisiacute předevšiacutem na jakosti povrchu
a takeacute na barvě povrchu V praxi maacute tento poznatek vyacuteznam předevšiacutem při
konstrukci různyacutech zařiacutezeniacute např biacuteleacute chladničky a mrazaacuteky (aby se co nejviacutece
zaacuteřeniacute odrazilo) v leacutetě nosiacuteme předevšiacutem světleacute oblečeniacute Chceme-li naopak
aby se co nejviacutece zaacuteřeniacute pohltilo voliacuteme černou barvu povrchu
Ciacutel
Ověřit pohltivost různyacutech povrchů
Pomůcky
LabQuest 4 ks teploměr TMP-BTA 4 ks PET laacutehviacute s různyacutem povrchem
žaacuterovka 100 W 300 W
- 228 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměry TMP-BTA ke vstupům CH1 až CH4 LabQuestu
Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
600 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Zapneme žaacuterovku 300 W
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 229 -
5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa na
jakosti povrchu a takeacute na barvě povrchu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute se 100 W žaacuterovkou
2 Provedeme měřeniacute pro jineacute barvy a povrchy
- 230 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
413 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK I
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na osvětleniacute E
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)
- 231 -
Scheacutema
- 232 -
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E
solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 Na ose x zvoliacuteme Osvětleniacute (Illumination (lux)) a na ose y Vyacutekon (mW)
6 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzoreks
daacutele zatrhneme volbu Nepřerušenyacute sběr dat
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Plynule přibližujeme (přiacutepadně vzdalujeme) žaacuterovku k solaacuterniacutem člaacutenkům
Měřiacuteme zaacutevislost P = f(E)
9 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
10 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků zapojenyacutech seacuteriově a paralelně
- 233 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
414 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK II
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na uacutehlu natočeniacute solaacuterniacutech člaacutenků
vzhledem ke zdroji světla
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)
- 234 -
Scheacutema
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E
solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
- 235 -
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev
sloupce Uacutehel Značka α Jednotky deg
6 Na ose x zvoliacuteme Uacutehel (deg) a na ose y Vyacutekon (mW)
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute
panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky
9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu uacutehlu 0deg
10 Natočiacuteme solaacuterniacute panel o 10deg od směru šiacuteřeniacute světla Využijeme uacutehloměr na
stavebnici solaacuterniacutech panelů Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu
uacutehlu 10deg
11 Opakujeme postup pro dalšiacute hodnoty uacutehlů 20deg 30deg hellip 90deg
12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
13 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků osvětlenyacutech Sluncem
- 236 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
415 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK III
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na vlnoveacute deacutelce světla - filtru
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad) barevneacute filtry ze
stavebnice
- 237 -
Scheacutema
- 238 -
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev
sloupce Barva filtru Značka λ Jednotky nm
6 Na ose x zvoliacuteme Barva filtru (nm) a na ose y Vyacutekon (mW)
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute
panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky Před solaacuterniacute
člaacutenky vložiacuteme bdquomodryacute filtrldquo
- 239 -
9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu vlnoveacute deacutelky modreacuteho
světla ndash 460 nm
10 Opakujeme postup pro zelenyacute žlutyacute a červenyacute filtr
11 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
12 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pomociacute spektrofotometru změř vlnovou deacutelku světla ktereacute projde přes danyacute
barevnyacute filtr
2 Vyzkoušej jineacute barevneacute filtry
Mgr Vaacuteclav Pazdera
Měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier
Vydal Repronis v Ostravě roku 2012
Technickaacute uacuteprava textu doc RNDr Oldřich Lepil CSc
Naacutevrh obaacutelky
Tisk Repronis s r o Ostrava
Počet stran 240
Naacuteklad 150 ks
Vydaacuteniacute prvniacute
ISBN 978-80-7329-
- 11 -
Veličiny a jejich měřeniacute
12 HMOTNOST
Fyzikaacutelniacute princip
Množstviacute laacutetek v tělese popisujeme hmotnostiacute m Jednotkou hmotnosti je
kilogram kg Hmotnost tělesa můžeme určit vaacuteženiacutem pomociacute vaacutehy
Ciacutel
Zkontrolovat hmotnost přesnyacutech zaacutevažiacute ze sady zaacutevažiacute Určit hmotnost m
různyacutech těles minciacute hmotnost bdquostejnyacutechldquo zaacutevažiacute CO2 vzduchu hořiacuteciacuteho
kahanu hořiacuteciacute sviacutečky laacutehve s vodouhellip
Pomůcky
Počiacutetač program LoggerPro digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 teploměr GoTemp
sada zaacutevažiacute sada stejnyacutech krychliček z různyacutech materiaacutelů kahan sviacutečka PET
laacutehev mince
- 12 -
Scheacutema
Postup
1 Digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 (rozsah 0 až 4 000 g) zapojiacuteme do konektoru
USB počiacutetače
2 Spustiacuteme program LoggerPro
3 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g hellip) a
kontrolujeme zda vaacutehy ukazujiacute spraacutevnou hmotnost Naměřeneacute hmotnosti
zapisujeme do tabulky
4 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme stejneacute krychličky 1cm3 (nebo zaacutevažiacute)
z různyacutech materiaacutelů (Al Fe Zn Cu Pb dřevahellip) Naměřeneacute hmotnosti
zapisujeme do tabulky
5 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme mince (1 Kč 2 Kč 5 Kčhellip) Naměřeneacute
hmotnosti zapisujeme do tabulky
6 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Trvaacuteniacute
200 s Frekvence 1 čteniacutes
7 Na digitaacutelniacute vaacutehu postaviacuteme PET laacutehev s uzavřenyacutem odtokem
- 13 -
8 Uvolniacuteme odtok a současně stiskneme tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Měřiacuteme
jak se měniacute hmotnost kapalneacuteho tělesa po dobu 200 sekund Pokud je otvor
malyacute (voda vyteacutekaacute deacutele než je nastavenaacute doba) tak prodloužiacuteme dobu trvaacuteniacute
měřeniacute Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme naměřenyacute graf a přiacutepadně vyhodnotiacuteme
jeho průběh
9 Stejneacute měřeniacute (ad 8)) ale na hrdle PET laacutehve je našroubovaacuten vršek
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proveď analyacutezu naměřeneacuteho grafu ndash menu Analyacuteza ndash Proložit křivku nebo
Analyacuteza ndash Statistika
2 Stejneacute měřeniacute (ad 7) můžeme proveacutest s hořiacuteciacute sviacutečkou nebo s přiteacutekajiacuteciacute
vodou do PET laacutehve
3 Do PET laacutehve postaveneacute na digitaacutelniacute vaacuteze daacuteme určiteacute množstviacute octa (1dl)
můžeme takeacute přidat teploměr GoTemp zapneme měřeniacute a přisypeme saacuteček
sody Měřiacuteme zda se zmenšiacute hmotnost reagujiacuteciacute směsi (unikaacute plyn CO2)
Sledujeme i teplotu reagujiacuteciacutech laacutetek Zůstaacutevaacute hmotnost stejnaacute nebo se měniacute
Pokud maacuteme senzor pH můžeme při reakci sledovat i tuto vlastnost
4 Dvoulitrovou praacutezdnou PET laacutehev (uřiacuteznuteacute hrdlo) postav na digitaacutelniacute vaacutehu
V programu LoggerPro stiskni tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Naleacutevej do praacutezdneacute
laacutehve oxid uhličityacute (vyrobenyacute reakciacute octa a sody nebo z bombičky sifonu)
Pozoruj jak se měniacute hmotnost Nech měřeniacute běžet delšiacute dobu a pozoruj jak se
měniacute hmotnost Vyhodnoť měřeniacute Z naměřenyacutech hodnot a ze znalosti hustoty
vzduchu (129 kgm3) urči hustotu oxidu uhličiteacuteho Jakou maacute oxid uhličityacute
hustotu v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu
- 14 -
Veličiny a jejich měřeniacute
13 ČAS REAKČNIacute DOBA
Fyzikaacutelniacute princip
Čas je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličina kteraacute se nejčastěji označuje malyacutem
piacutesmenem t Jednotkou času je sekunda s
Reakčniacute doba člověka je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute
udaacutelosti do jeho reakce Mnoho faktorů ovlivňuje reakčniacute dobu člověka
Ciacutel
Změřit časoveacute uacuteseky různyacutech dějů pomociacute stopek LabQuestu
Změřit reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět
Pomůcky
LabQuest ultrazvukoveacute měřidlo vzdaacutelenosti GoMotion 2 ks voltmetry VP-
BTA deacutelkoveacute měřidlo
- 15 -
Scheacutema
Postup
1 Zapneme LabQuest a v dolniacute naacutestrojoveacute liště klikneme na ikonu domeček
2 V zobrazeneacute nabiacutedce zvoliacuteme Stopky
3 Stopky ovlaacutedaacuteme třemi tlačiacutetky ndash startstop vynulovaacuteniacute a zkopiacuterovaacuteniacute
aktuaacutelniacuteho uacutedaje z displeje např do kalkulačky Vyzkoušej si to
4 Změřiacuteme časoveacute uacuteseky různyacutech dějů
a) dobu mezi dvěma zvuky (generujeme pomociacute programu na PC ndash lze
přesně nastavit dobu dvě tlesknutiacute)
b) dobu kmitu kyvadla (dvěma po sobě jdouciacutem kyvům řiacutekaacuteme kmit)
c) dobu volneacuteho paacutedu tělesa z vyacutešky 2 metry můžeme ověřit pomociacute
GoMotion
d) dobu volneacuteho paacutedu dřevěneacute tyčky s deskou kterou jeden člověk pustiacute a
druhyacute chytiacute můžeme ověřit pomociacute GoMotion
- 16 -
e) dobu pohybu tělesa (autiacutečko vlaacuteček) po vodorovneacute podložce
f)
5 Změřiacuteme reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět
a) Světelnyacute ndash k LabQuestu připojiacuteme dva voltmetry VP-BTA prvniacute
připojiacuteme na LED (žaacuterovku) kteraacute je zapojena do obvodu s tlačiacutetkem
druhyacute připojiacuteme na rezistor zapojenyacute v obvodu s tlačiacutetkem prvniacute student
stiskne tlačiacutetko v prvniacutem obvodu a druhyacute stiskne v reakci na rozsviacutecenou
LED-ku (žaacuterovku) tlačiacutetko v druheacutem obvodu na LabQuestu
vyhodnotiacuteme dobu mezi napěťovyacutemi impulzy
b) Zvukovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze miacutesto LED-ky je zapojen bzučaacutek
a druhyacute student maacute zavřeneacute oči a reaguje na zvuk
c) Dotykovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze s tiacutem že prvniacute student se druheacuteho
dotkne rukou
6 Poznaacutemka
a) U všech třiacute měřeniacute v ad 5) je potřeba nastavit na LabQuestu v menu
Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 2 s Frekvence 1 000 čteniacutes Trigger
nastaviacuteme na Zapnuto a je rostouciacute přes 1 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute
Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
b) Miacutesto druheacuteho obvodu a voltmetru můžeme použiacutet senzor stisku ruky
HD-BTA
c) Při připojeniacute (ad 4c))ultrazvukoveacuteho senzoru MD-BTD nebo GO-MOT
do vstupu DIG 1 nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim
Časovaacute zaacutekladna Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
- 17 -
7 Ukončiacuteme měřeniacute
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkuste změřit reakčniacute dobu
a) opakovaně u jednoho studenta
b) u diacutevek a chlapců
c) mladyacutech a staryacutech lidiacute
d) raacuteno a večer
Na zaacutevěr sestav přehlednou tabulku všech vyacutesledků
2 Reakčniacute doba řidiče je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute
udaacutelosti do řidičovy reakce Jejiacute doba se pohybuje kolem 2 sekund ale vždy
zaacuteležiacute na pozornosti řidiče jeho věku fyzickeacute kondici a dalšiacutech faktorech Do
reakčniacute doby se však nezapočiacutetaacutevaacute doba prodlevy a naacuteběhu brzd Pamatujte
proto na bezpečnou vzdaacutelenost mezi vozidly a udržujte odstup
3 Zkuste chytit bankovku puštěnou druhyacutem člověkem dvěma prsty (pokud ji
chytnete je vaše) Proč ji nelze chytit
- 18 -
Veličiny a jejich měřeniacute
14 RYCHLOST
Fyzikaacutelniacute princip
Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme
v metrech za sekundu m
s
nebo v kilometrech za hodinu km
h
U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se
rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT
- 19 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 3 s
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost pohybu
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a potom se
přibližovat a daacutele se naopak vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost
chůze člověka (0 až 6 m)
- 20 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho
miacuteče od senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem
papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho autiacutečka (viz foto vyacuteše) vlaacutečkuhellip
5 Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
- 21 -
Veličiny a jejich měřeniacute
15 DRAacuteHA
Fyzikaacutelniacute princip
Draacuteha s je deacutelka trajektorie Trajektorie je křivka kterou těleso opisuje při
sveacutem pohybu
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru draacutehu kterou uraziacute těleso
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo
- 22 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od
senzoru ke stropu k tabuli k zemi k ruce hellip
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat
se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se
člověka od senzoru (0 až 6 m)
- 23 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od
senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem
papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka vlaacutečku hellip
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
2 Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je
funkciacute času
- 24 -
Veličiny a jejich měřeniacute
16 TEPLOTA
Fyzikaacutelniacute princip
Teplota je fyzikaacutelniacute veličina t kterou použiacutevaacuteme k popisu stavu tělesa (rychlost
pohybu atomů) Jednotkou je Celsiův stupeň (degC) Teplota tajiacuteciacuteho ledu je 0 degC
Bod varu vody je 100 degC Stupeň Fahrenheita (degF) je jednotka teploty
pojmenovanaacute po německeacutem fyzikovi Gabrielu Fahrenheitovi Dnes se použiacutevaacute
hlavně v USA
- 25 -
Ciacutel
Odhadnout teplotu a pak odhad ověřit teploměrem Ověřit teplotu tajiacuteciacuteho ledu
Ověřit teplotu varu vody Změřit jak se měniacute teplota v průběhu dne a při
ohřiacutevaacuteniacute nebo ochlazovaacuteniacute tělesa
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA teploměr STS-BTA PET laacutehve
- 26 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměr STS-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
2 Do několika naacutedob z PET lahviacute připraviacuteme vodu o různeacute teplotě ndash prvniacute
přidaacuteme led a u ostatniacutech postupně viacutece a viacutece horkeacute vody z elektrovarneacute
konvice
3 Zapneme LabQuest a můžeme měřit teplotu Nejdřiacuteve zkusiacuteme odhadnout
teplotu a potom ověřiacuteme pomociacute teploměru teplotu různyacutech těles
a) vzduch v miacutestnosti (u podlahy uprostřed u stropu)
b) vzduch na ulici
c) teplaacute voda
d) studenaacute voda
e) horkaacute voda
f) tajiacuteciacute led
g) tajiacuteciacute led a sůl
- 27 -
h) vařiacuteciacute voda
i) teplota lidskeacuteho těla
j) teplota v chladničce (dole nahoře v mraziciacutem boxu)
k)
4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 60 čteniacuteh Trvaacuteniacute 24 h
5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme venku za oknem
tak aby se nedotyacutekal žaacutedneacuteho tělesa
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu
vzduchu v průběhu 24 hodin Dalšiacute den ve stejnou dobu ukončiacuteme měřeniacute
7 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
8 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutemin Trvaacuteniacute 24 min
9 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme do kaacutedinky se
studenou vodou a začneme ohřiacutevat lihovyacutem kahanem
10 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu vody
v průběhu 12 minut (ohřiacutevaacuteniacute) Pak zahasiacuteme kahan a měřiacuteme dalšiacutech12 minut
(ochlazovaacuteniacute) Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 120 čteniacutemin Trvaacuteniacute 3 min
2 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu uchopiacuteme senzor
teploměru do ruky a pozorujeme změnu teploty Stejneacute měřeniacute provedeme
s teploměrem TMP-BTA a teploměrem STS-BTA Proč se lišiacute průběhy obou
grafů Kde toho lze využiacutet
4 Zapoj do LabQuestu dva teploměry Vezmi si dvě naacutedoby s vodou
o různyacutech teplotaacutech ndash studenaacute a teplaacute Měř jejich teploty (tlačiacutetko START)
- 28 -
Přelej vodu z prvniacute naacutedoby do druheacute a současně přendej teploměr z prvniacute
naacutedoby do druheacute Popiš co pozoruješ Z grafu urči teploty před smiacutechaacuteniacutem
a teplotu po smiacutechaacuteniacute
5 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vody ve zkumavce v různyacutech
hloubkaacutech
a) budeš-li vodu ohřiacutevat u dna
b) budeš-li vodu ohřiacutevat u hrdla
6 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vzduchu ve zkumavce v různyacutech
hloubkaacutech
- 29 -
Siacutely a jejich vlastnosti
17 SIacuteLA
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se
piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N
Ciacutel
Určit velikosti různyacutech sil Určit hmotnost zaacutevažiacute ktereacute je přitahovaacuteno k zemi
silou 1 N Určit siacutelu stisku ruky a siacutelu stisku mezi dvěma prsty Určit velikost
siacutely kterou člověk působiacute na zem
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA plošnyacute siloměr FP-BTA senzor siacutely stisku ruky
HD-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma
- 30 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)
2 Zapneme LabQuest
3 Zavěšujeme postupně různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g ) na siloměr
Naměřeneacute uacutedaje zapisujeme do tabulky
4 Na siloměr zavěsiacuteme pružinu Vynulujeme siloměr Zavěšujeme postupně
různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 ghellip) na pružinu a měřiacuteme prodlouženiacute
pružiny y Sestrojiacuteme graf F = f(y) Určiacuteme konstantu přiacutemeacute uacuteměrnosti
5 Zavěsiacuteme na siloměr misku z rovnoramennyacutech vah a vynulujeme siloměr ndash
menu Senzory ndash Vynulovat Postupně na misku přidaacutevaacuteme zaacutevažiacute až siloměr
ukazuje přesně siacutelu 1 N Vyacutesledek (hmotnost zaacutevažiacute) zapiacutešeme do tabulky
6 K LabQuestu připojiacuteme senzor siacutely stisku ruky HD-BTA Měřiacuteme
postupně siacutelu stisku ruky pro pravou a levou ruku
7 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Měřiacuteme siacutelu stisku ruky
po dobu 60 sekund ndash nepřerušovaně držiacuteme Sledujeme jak siacutela stisku
v průběhu času ochabuje
9 Bod 5 6 a 7 opakujeme pro siacutelu stisku mezi prsty
- 31 -
10 K LabQuestu připojiacuteme plošnyacute siloměr FP-BTA Přepneme na většiacute
rozsah 0 ndash 3 500 N Postaviacuteme se na tento siloměr Změřiacuteme siacutelu kterou člověk
působiacute na zem (tiacuteha G) Zapiacutešeme do tabulky Určiacuteme hmotnost člověka
11 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
12 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sledujeme jak se
měniacute tlakovaacute siacutela při dřepu kliku vyacuteskoku při běžneacute chůzi (jedna noha střiacutedaacute
druhou) při přitisknutiacute senzoru ke stěněhellip
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute jak se měniacute siacutela působiacuteciacute na plošnyacute siloměr FP-BTA při
jiacutezdě vyacutetahem když na něm stojiacuteme (vliv zrychlovaacuteniacute zpomalovaacuteniacute)
2 Polož plošnyacute siloměr na židli sedni si na něj a vyzkoušej jakou silou
působiacuteš na židli
3 Na siloměr DFS-BTA zavěsiacuteme hranol Určiacuteme velikost siacutely kterou
přitahuje Země hranol Taacutehneme tento hranol po podložce a změřiacuteme velikost
tahoveacute siacutely Porovnaacuteme tyto dvě siacutely
4 Proveďte statistickyacute průzkum ve třiacutedě o kolik je u pravaacutekůlevaacuteků silnějšiacute
pravaacutelevaacute ruka (holekkluků) Vypočiacutetejte průměrneacute hodnoty
- 32 -
Elektrickeacute vlastnosti laacutetek
18 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovaacuteniacute těles
Jeho jednotkou je coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při
pokusech ve třiacutedě pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů)
1 nC je přibližně 6 000 000 000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj
elektronuhellip) Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj
(na skleněneacute tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně
nabiteacute těleso maacute viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute
protony K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič
naacuteboje
Ciacutel
Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute
při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute
Pomůcky
LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA tělesa (plechovka na polystyreacutenu kovoveacute
kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute
těles
- 33 -
Scheacutema
Postup
1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou
krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku
připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou
zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě
kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru
zvoliacuteme rozsah plusmn 100 nC
2 Zapneme LabQuest
- 34 -
3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem
ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj
Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky
5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence
2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj
z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute
naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)
Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky
9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute
tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)
10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu
3times3 mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle
Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm
Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je
11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech
(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)
- 35 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pouze přibližujeme a vzdalujeme nabitou tyč (ebonitovou nebo skleněnou)
k tělesu (plechovce) a sledujeme jak se měniacute naacuteboj O jakyacute jev se jednaacute Čiacutem
je způsoben
2 Plechovku připojiacuteme ke zdroji kladneacuteho vn napětiacute (nabije se kladně) Měřič
naacuteboje připojiacuteme ke kovoveacute kuličce na izolovaneacutem držaacuteku Zapneme měřeniacute
a přejiacuteždiacuteme plynule v okoliacute svisleacute stěny plechovky (nedotyacutekaacuteme se) přibližně
ve stejneacute vzdaacutelenosti Sledujeme naměřeneacute hodnoty Co můžeme usoudit
o rozloženiacute naacuteboje na povrchu plechovky
- 36 -
Magnetismus 19 MAGNETICKAacute INDUKCE
MAGNETICKEacute POLE
Fyzikaacutelniacute princip
Magnetickou indukciacute nazyacutevaacuteme jev při ktereacutem se tělesa s feromagnetickyacutemi
vlastnostmi v bliacutezkosti magnetu zmagnetujiacute Magnet vytvaacuteřiacute ve sveacutem okoliacute
magnetickeacute pole ktereacute můžeme znaacutezornit soustavou magnetickyacutech
indukčniacutech čar Pomociacute magnetky (malyacute magnet) můžeme bdquozmapovatldquo
magnetickeacute pole ndash určit směr indukčniacutech čar Mnohem rychleji lze obrazec
indukčniacutech čar určit pomociacute železnyacutech pilin
Magnetickeacute pole popisuje veličina magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji
v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou indukci měřiacuteme teslametrem Zemskeacute
magnetickeacute pole v ČR maacute magnetickou indukci 0048 mT
Ciacutel
Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute permanentniacuteho
magnetu Změřit magnetickou indukci magnetickeacuteho pole Země
- 37 -
Pomůcky
LabQuest teslametr MG-BTA permanentniacute magnet
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Na teslametru
nastaviacuteme rozsah 64 mT Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 38 -
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k severniacutemu poacutelu magnetu
a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi
5 sekund)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k jižniacutemu poacutelu magnetu
a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi
5 sekund)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně pohybujeme (asi 5 sekund) teslametrem kolmo k podeacutelneacute ose
magnetu k jižniacutemu poacutelu magnetu a potom pomalu vzdalujeme teslametr od
severniacuteho poacutelu magnetu (asi 5 sekund) Uložiacuteme měřeniacute
6
7 Otevřeme novyacute soubor a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve
vodorovneacute rovině otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země
Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum (N a S magnetickyacute poacutel)
- 39 -
Z maximaacutelniacutech hodnot odečteme vodorovnou amplitudu magnetickeacute indukce B
Země
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve
svisleacute rovině (N-S směr) otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země
Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum Maximaacutelniacute hodnota je
hodnotou magnetickeacute indukce B Země
9
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Urči sklon indukčniacute čaacutery magnetickeacuteho pole u naacutes v ČR vzhledem
k povrchu země
- 40 -
Elektrickyacute obvod 110 ELEKTRICKYacute PROUD
ELEKTRICKEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute proud je uspořaacutedanyacute pohyb nabityacutech čaacutestic Elektrickyacute proud se
označuje piacutesmenem I Jeho jednotkou je ampeacuter (A)
Elektrickeacute napětiacute se označuje piacutesmenem U Jednotkou elektrickeacuteho napětiacute je
volt (V)
Elektrickyacute proud měřiacuteme ampeacutermetrem a napětiacute voltmetrem
Ciacutel
Změřit proud prochaacutezejiacuteciacute žaacuterovkou Změřit napětiacute na žaacuterovce Pozorovat jak
žaacuterovka sviacutetiacute při různyacutech hodnotaacutech proudu (uacutečinky proudu)
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat
100 Ω žaacuterovka 35 V03 A
- 41 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x
zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat ndash
Ampeacutermetr Reostat 100 Ω nastaviacuteme na min hodnoty odporu (napětiacute)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 42 -
5 Reostatem 100 Ω pomalu (20 s) zvětšujeme proud (směrem k max) až ho
vytočiacuteme do krajniacute polohy (max) Hodnota proudu nesmiacute překročit 06 A
Zobrazuje se tzv V-A charakteristika žaacuterovky Po vykresleniacute celeacuteho grafu
zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro různeacute žaacuterovky
7 Vysloviacuteme zaacutevěr (při jakeacute hodnotě proudu žaacuterovka začiacutenaacute sviacutetit)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř V-A charakteristiku pro rezistor 100 Ω a 50 Ω
- 43 -
Elektrickeacute pole 111 ZDROJE ELEKTRICKEacuteHO
NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Zdroje elektrickeacuteho napětiacute jsou elektraacuterny galvanickeacute člaacutenky a akumulaacutetory
- 44 -
Ciacutel
Změřit jak se měniacute napětiacute při vybiacutejeniacute (použiacutevaacuteniacute) zdroje ndash vybiacutejeciacute křivku
Pomůcky
LabQuest držaacutek baterie a rezistor ampeacutermetr DCP-BTA voltmetr VP-BTA
zdroj elektrickeacuteho napětiacute ndash galvanickyacute člaacutenek akumulaacutetor
- 45 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 a voltmetr VP-BTA ke
vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
12 h Frekvence 300 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat (spiacutenač je vypnutyacute)
4 Sepneme spiacutenač Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na
LabQuestu
5 Když začne napětiacute klesat pod 1V zastaviacuteme měřeniacute
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vytvoř si jednoduchyacute galvanickyacute
člaacutenek z jablka (nebo citronu)
železneacuteho hřebiacuteku a měděneacuteho draacutetu
podle obraacutezku Změř voltmetrem
zaacutevislost napětiacute v zaacutevislosti na čase
(připoj rezistor 1 000 Ω)
- 46 -
2 Změř vybiacutejeciacute křivku pro různeacute zdroje Urči kapacitu člaacutenku Porovnej
se jmenovitou kapacitou
3 Jakeacute vyacutehody maacute elektrickeacute napětiacute z bateriiacute oproti napětiacute ze zaacutesuvek Jakeacute
nevyacutehody naopak majiacute baterie
- 47 -
Elektrickyacute obvod 112 UacuteČINKY ELEKTRICKEacuteHO
PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute proud maacute pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute
uacutečinky Jednoducheacute spotřebiče můžeme rozdělit podle uacutečinků elektrickeacuteho
proudu na pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute spotřebiče
Ciacutel
Ověřit pohyboveacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na elektromotor
Ověřit světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
Ověřit magnetickeacute uacutečinky (magnetickaacute indukce) elektrickeacuteho proudu
prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
Ověřit chemickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho kapalinou
(vodou)
Ověřit tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA
teploměr TMP-BTA ciacutevka 166 a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu
a napětiacute BK 127 žaacuterovka 12 V spiraacutela luxmetr LS-BTA voltmetr 30 V-BTA
- 48 -
Scheacutema
a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
- 49 -
b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
Postup
a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
1 Připojiacuteme luxmetr LS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-
BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematuj ndash spiacutenač je
rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr
- 50 -
a voltmetr Žaacuterovku s luxmetrem můžeme zakryacutet krabiciacute aby luxmetr neměřil
osvětleniacute pozadiacute
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06A Na ose y zvoliacuteme Osvětleniacute a Spojovat body
Dole 0 a Nahoře 600 lx
4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme
napětiacute Vlevo 0 Vpravo 16 V Na ose y zvoliacuteme Proud a Spojovat body Dole
0 a Nahoře 04 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme
spiacutenač
6 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (do 12 V) Kontrolujeme proud
ndash max 06A Luxmetrem měřiacuteme osvětleniacute způsobeneacute žaacuterovkou
b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
- 51 -
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max
06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky
c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-
BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu ndash spiacutenač je
rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr
a voltmetr Teploměr se spiraacutelou vložiacuteme do kaacutedinky s vodou
- 52 -
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 000 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Napětiacute a Spojovat body
Dole 0 a Nahoře 25 V
4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme
čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Teplota a Spojovat body
Dole 20 a Nahoře 35 degC Regulovatelnyacutem zdrojem nastaviacuteme napětiacute (na
20 V) Kontrolujeme proud ndash max 10 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme
spiacutenač
6 Teploměrem měřiacuteme teplotu vody zahřiacutevaneacute spiraacutelou
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakeacute jsou uacutečinky elektrickeacuteho proudu v jednotlivyacutech
přiacutepadech
- 53 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ve ktereacutem elektrickeacutem přiacutestroji se projevuje současně několik uacutečinků
elektrickeacuteho proudu
2 Jakyacutech uacutečinků elektrickeacuteho proudu využiacutevaacute elektrickyacute zvonek
3 Změř jak zaacutevisiacute siacutela F přitahujiacuteciacute jaacutedro na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho
ciacutevkou Kde se toho daacute využiacutet
4 Chemickeacute uacutečinky viz uacuteloha 116 Elektrickyacute proud v kapalinaacutech
5 Změř pohyboveacute uacutečinky el proudu na otaacutečeniacute elektromotoru Pohyb můžeš
sniacutemat luxmetrem
- 54 -
Elektrickyacute obvod 113 MAGNETICKEacute VLASTNOSTI
ELEKTRICKEacuteHO PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Prochaacuteziacute-li vodičem elektrickyacute proud vznikaacute v jeho okoliacute magnetickeacute pole
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar kružnic Kružnice ležiacute v rovinaacutech kolmyacutech
na vodič a majiacute středy v bodech vodiče Magnetickeacute pole popisuje veličina
magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou
indukci měřiacuteme teslametrem
Ciacutel
Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute vodiče v zaacutevislosti na
velikosti elektrickeacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest teslametr MG-BTA ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj
napětiacute vodič
- 55 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu a ampeacutermetr
HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Na teslametru nastaviacuteme rozsah 64 mT
Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 56 -
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 5 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Teslametr umiacutestiacuteme bliacutezko vodiče (1 cm) Stiskneme tlačiacutetko START
(měřeniacute) na LabQuestu a pomalu rovnoměrně zvětšujeme napětiacute
(proud) na zdroji Uložiacuteme měřeniacute
5 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce na velikosti proudu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Velikost magnetickeacute indukce okolo rovneacuteho dlouheacuteho vodiče ve vzdaacutelenosti
d můžeme vypočiacutetat pomociacute Biot-Savartova zaacutekona (někdy teacutež Biot-Savart-
Laplaceova)
7 74π 10 2 102π 2π
I I IB
d d d (přibližně ve vzduchu)
2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale v zaacutevislosti na vzdaacutelenosti d ndash měřiacuteme
praviacutetkem a vklaacutedaacuteme po jednotlivyacutech krociacutech Nastaviacuteme určitou hodnotu
proudu
- 57 -
Elektrickyacute obvod 114 MAGNETICKEacute POLE CIacuteVKY
Fyzikaacutelniacute princip
Ciacutevka vznikne když vodič navineme na povrch vaacutelce nebo hranolu
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery uvnitř ciacutevky jsou rovnoběžneacute s jejiacute osou
Magnetickaacute indukce uvnitř velmi dlouheacute ciacutevky maacute velikost NI
Bl
kde I
je velikost proudu N je celkovyacute počet zaacutevitů a l je deacutelka ciacutevky
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce B na velikosti proudu I prochaacutezejiacuteciacuteho
ciacutevkou
Pomůcky
LabQuest rezistor 10Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA ciacutevka 166
a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127
- 58 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 59 -
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max
06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky
6 Vysloviacuteme zaacutevěr - jak zaacutevisiacute mag indukce B na velikosti elektrickeacute
proudu I
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ze znalosti počtu zaacutevitů deacutelky ciacutevky a proudu spočiacutetej magnetickou
indukci
2 Změň ciacutevku a opakuj měřeniacute
3 Změř jak se měniacute magnetickaacute indukce po podeacutelneacute ose ciacutevky při daneacute
hodnotě proudu
- 60 -
Elektrickyacute obvod 115 ZKRAT
Fyzikaacutelniacute princip
Zkrat v elektrickeacutem obvodu je vodiveacute spojeniacute vodičů ktereacute vyřadiacute z obvodu
spotřebič Obvod se chraacuteniacute proti zkratu pojistkou nebo jističem Tavnaacute
pojistka je založena na tepelnyacutech uacutečinciacutech elektrickeacuteho proudu Jistiacuteciacutem
prvkem je tenkyacute draacutetek kteryacute se průchodem zkratoveacuteho proudu přepaacuteliacute a tiacutem
přerušiacute elektrickyacute obvod
Ciacutel
Ověřit funkci tavneacute pojistky Určit velikost zkratoveacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute tenkyacute
vodič tavnaacute trubičkovaacute pojistka ndash různeacute hodnoty proudu
- 61 -
Scheacutema
- 62 -
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme
obvod dle scheacutematu Spiacutenač je rozpojen Jako pojistku použijeme napřiacuteklad
tavnou trubičkovou pojistku 800 mA Jako zdroj plochou baterii
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Způsobiacuteme
ZKRAT
5 Vysloviacuteme zaacutevěr Jak rychle bdquozareagujeldquo tavnaacute pojistka
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus změřit pomociacute mikrometru průměr draacutetku a zkratovyacute proud tiacutemto
draacutetkem Změř draacutetky různyacutech průměrů Jak zaacutevisiacute hodnota zkratoveacuteho
proudu na průměru draacutetku
2 Proč nemůžeš použiacutet jako tavnou pojistku hřebiacutek
3 Zkus různeacute druhy materiaacutelů tavnyacutech draacutetků ndash Fe Cuhellip Jakyacute to maacute vliv na
velikost bdquozkratovaciacuteholdquo proudu
- 63 -
4 Zkus změřit dvě stejneacute pojistky (např 800 mA) ale jedna je bdquopomalaacuteldquo
a druhaacute bdquorychlaacuteldquo
5 Zkus změřit zkrat se dvěma paralelně zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi Jakyacute
maacute vliv kvalita zdroje na velikost zkratovaciacuteho proudu Změniacute se doba
přetaveniacute draacutetku
6 Zkus změřit zkrat se dvěma seacuteriově zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi
7 Proč při bdquoletmeacutem dotekuldquo (viz obraacutezek) před zkratem nenastal zkrat Proč
nastal až při staacuteleacutem doteku
- 64 -
Elektrickyacute obvod 116 ELEKTRICKYacute PROUD
V KAPALINAacuteCH
Fyzikaacutelniacute princip
Podmiacutenkou vodivosti kapalin je přiacutetomnost iontů Ionty vznikajiacute v kapalinaacutech
nejčastěji při rozpouštěniacute soliacute a kyselin
Ciacutel
Ověřit vznik iontů rozpouštěniacutem soli ve vodě měřeniacutem elektrickeacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr DCP-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute žaacuterovka
vanička a elektrody
- 65 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme
obvod dle scheacutema Spiacutenač je rozpojen
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
600 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Po
10 sekundaacutech nasypeme sůl do vody Pozorujeme jak se měniacute proud při
rozpouštěniacute soli v roztoku vody a soli jak vznikajiacute ionty
5 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus proveacutest stejneacute měřeniacute s různyacutem množstviacutem soli ndash 1 lžička 2 lžičkyhellip
2 Zkus různeacute druhy materiaacutelů elektrod ndash Fe Cu Zn C Pbhellip
3 Vyzkoušej různeacute soli
4 Vyzkoušej takeacute cukr
- 66 -
Pohyb tělesa 21 RYCHLOST POHYBU
Fyzikaacutelniacute princip
Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme
v metrech za sekundu m
s
nebo v kilometrech za hodinu km
h
U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se
rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)
Průměrnaacute rychlost je podiacutel celkoveacute draacutehy s a celkoveacute doby t za kterou těleso
draacutehu urazilo Průměrnaacute rychlost určenaacute ve velmi kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku se
nazyacutevaacute okamžitaacute rychlost Měřiacuteme ji tachometrem
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT
- 67 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 20 s
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute (knihou) nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost
pohybu dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a pak se
přibližovat a naacutesledně se vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost
chůze člověka (0 až 6 m)
- 68 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho
miacuteče od senzoru
f) Stejneacute jako za e) ale s mělkyacutem
papiacuterovyacutem kornoutem nebo
mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho
autiacutečka vlaacutečkuhellip
h) Měřiacuteme rychlost voziacutečku na
voziacutečkoveacute draacuteze VDS (vodorovneacute
šikmeacute)
5 Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
2 Překreslete grafy v = f(t) na grafy s = f(t) a naopak
3 Nakreslete graf v = f(t) a potom se podle něj pohybujte (viz 4 b)
- 69 -
Pohyb tělesa 22 DRAacuteHA ROVNOMĚRNEacuteHO
A NEROVNOMĚRNEacuteHO POHYBU
Fyzikaacutelniacute princip
Těleso se pohybuje rovnoměrnyacutem pohybem jestliže se pohybuje staacutele stejnou
rychlostiacute Těleso se pohybuje nerovnoměrnyacutem pohybem jestliže se jeho
rychlost měniacute
Draacutehu rovnoměrneacuteho i nerovnoměrneacuteho pohybu můžeme určit z grafu
časoveacuteho průběhu rychlosti jako plochu mezi tiacutemto grafem a časovou osou
(osou x)
Ciacutel
Určit zda danyacute pohyb je rovnoměrnyacute nebo nerovnoměrnyacute a draacutehu tohoto
pohybu
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD voziacuteček draacuteha pro mechaniku VDS
- 70 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
LabQuestu a ten přes USB do PC Pomociacute digitaacutelniacutech vah určiacuteme hmotnost
voziacutečku
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Draacuteha je velmi miacuterně nakloněnaacute
3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme k PC Přepiacutenač ultrazvukoveacuteho senzoru
přepneme na voziacuteček
- 71 -
4 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Deacutelka
10 s Vzorkovaciacute frekvence 20 vzorkůsekunda
5 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru pustiacuteme ho
a současně zapneme sběr dat Voziacuteček bude střiacutedavě sjiacuteždět a vyjiacuteždět
(po odrazu od magnetickeacuteho naacuterazniacuteku) po draacuteze Uložiacuteme měřeniacute
6 Draacutehu postaviacuteme vodorovně (můžeme zkontrolovat vodovaacutehou)
7 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru uvedeme ho do
pohybu a současně zapneme sběr dat
8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy se pohyboval voziacuteček rovnoměrně a kdy
nerovnoměrně
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Určiacuteme draacutehu - plochu pod grafem časoveacuteho průběhu rychlosti
2 Můžeme proveacutest stejnaacute měřeniacute s miacutečem
- 72 -
Siacutely a jejich vlastnosti
23 MĚŘENIacute SIacuteLY ndash ŠPEJLE
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se
piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N
Ciacutel
Změřit průhyb volneacuteho konce d špejle na působiacuteciacute siacutele F Měřeniacute proveacutest pro
různeacute deacutelky l
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma špejle
- 73 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)
2 Zapneme LabQuest
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty
Naacutezev deacutelka
Jednotky cm
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf K siloměru připevniacuteme konec špejle (viz
scheacutema) ndash špejle ukazuje na měřiacutetku 0 cm Siloměr bdquovynulujemeldquo
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
7 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 74 -
8 Siloměr posuneme tak aby ohnutaacute špejle ukazovala na měřiacutetku 1 cm
9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK
11 Opakujeme body 8 a 9 pro 2 cm 3 cm 4 cm a 5 cm
12 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
13 Měřeniacute zopakujeme pro různeacute deacutelky špejle
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro různeacute špejle (tloušťka tvar) Jak zaacutevisiacute průhyb špejle
na jejiacutem tvaru Kde a jak se toho využiacutevaacute
- 75 -
Siacutely a jejich vlastnosti
24 II NEWTONŮV POHYBOVYacute ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Čiacutem je většiacute siacutela F tiacutem jsou vyacuteraznějšiacute i změny rychlosti v pohybu tělesa Čiacutem
je většiacute hmotnost m tělesa tiacutem jsou změny rychlosti v pohybu tělesa menšiacute
Ciacutel
Ověřit II Newtonův pohybovyacute zaacutekon ndash zaacutekon siacutely
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA akcelerometr LGA-BTA senzor polohy
a pohybu MD-BTD souprava pro mechaniku VDS
- 76 -
Scheacutema
Postup
1 Senzor polohy a pohybu MD-BTD zapojiacuteme do konektoru DIG 1
LabQuestu Na voziacuteček připojiacuteme vlaacutekno a na něj zavěsiacuteme zaacutevažiacute o hmotnosti
10 g
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pustiacuteme voziacuteček
Zachytiacuteme jej těsně před koncem voziacutečkoveacute draacutehy Měřiacuteme rychlost pohybu
voziacutečku
5 Měřeniacute opakujeme se zaacutevažiacutem 20 g
6 Porovnaacuteme oba grafy
a) Jak se voziacuteček pohybuje (druh pohybu)
b) Jakyacute maacute vliv velikost siacutely F na pohyb voziacutečku
7 Na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g) ndash viz fotografie vyacuteše
8 Zopakujeme měřeniacute v bodech 1 až 6
- 77 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Na voziacuteček připevni siloměr a akcelerometr Změř jak zaacutevisiacute změna
rychlosti v (zrychleniacute) na velikost siacutely F Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam
dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence 20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Tahaacuteme za siloměr tam
a zpět (voziacuteček se pohybuje) Sledujeme jak zaacutevisiacute změna rychlosti v
(zrychleniacute) na velikost siacutely F
2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g)
Porovnaacuteme obě měřeniacute
- 78 -
Siacutely a jejich vlastnosti
25 SMYKOVEacute TŘENIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Smykoveacute třeniacute vznikaacute když se dvě tělesa z pevnyacutech laacutetek po sobě smyacutekajiacute
Siacutela kteraacute braacuteniacute posouvaacuteniacute těles se nazyacutevaacute třeciacute siacutela Abychom uvedli těleso
do rovnoměrneacuteho pohybu musiacuteme vynaložit většiacute siacutelu tzv klidovou třeciacute siacutelu
Siacutelu kterou těleso tlačiacute na podložku nazyacutevaacuteme tlakovou siacutelu
Ciacutel
Určit třeciacute siacutelu klidovou třeciacute siacutelu tlakovou siacutelu a poměr tlakoveacute a třeciacute siacutely
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA stejnaacute tělesa (kvaacutedry učebnicehellip)
- 79 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se pomalu
a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce
- 80 -
4 Na grafu jsou pro naacutes dvě zajiacutemaveacute oblasti V zeleneacute oblasti je maximaacutelniacute
siacutela ndash klidovaacute třeciacute siacutela Ft0 = N V modreacute oblasti je pohybovaacute třeciacute siacutela
Ft = N Obě ziacuteskaacuteme tak že na dotykoveacute obrazovce označiacuteme taženiacutem
danou oblast a v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika Ft0 bude maximaacutelniacute siacutela
a Ft středniacute siacutela v modreacute oblasti
5 Tlakovou siacutelu Fn určiacuteme tak že těleso zavěsiacuteme na siloměr a změřiacuteme siacutelu
6 Potom vypočiacutetaacuteme poměr třeciacute siacutely Ft
a tlakoveacute siacutely Fn Označiacuteme jej f ndash součinitel
smykoveacuteho třeniacute
7 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři
kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute měřeniacute si
můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit
Naacutesledně zobrazit všechna tři měřeniacute naraacutez
- 81 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute je poměr velikostiacute třeciacutech sil v jednotlivyacutech měřeniacutech (jeden dva tři
kvaacutedry)
2 Vyzkoušej jineacute materiaacutely (těleso podložka)
3 Zkus pohyb kvaacutedru nerovnoměrnyacutem pohybem Jak se změniacute vyacutesledek
měřeniacute Naacutepověda Zopakuj si Newtonovy zaacutekony
4 Vyzkoušej si jako těleso (a) Zlateacute straacutenky
5 Zkus založit jednotliveacute listy dvou Zlatyacutech straacutenek (dvou učebnic) a zkus je
od sebe vysunout
6 Na čem zaacutevisiacute velikost třeciacute siacutely
- 82 -
Kapaliny 26 POVRCHOVEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vlastnosti povrchoveacute blaacuteny se nazyacutevaacute
povrchoveacute napětiacute Čiacutem je povrchoveacute napětiacute většiacute tiacutem snaacuteze se na jeho povrchu
mohou udržet různaacute tělesa Hodnoty povrchoveacuteho napětiacute lze naleacutezt v tabulkaacutech
Povrchoveacute napětiacute rtuti je 7kraacutet většiacute než povrchoveacute napětiacute vody ktereacute 2-3kraacutet
většiacute než povrchoveacute napětiacute lihu či petroleje
- 83 -
Ciacutel
Určit přibližně velikost povrchoveacute siacutely Fp pro různeacute deacutelky dřevěneacute špejle
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA dřevěnaacute špejle plochaacute naacutedoba s vodou nit
Scheacutema
- 84 -
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do CH 1 LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Na siloměr zavěsiacuteme špejli o deacutelce 30 cm na niti (viz scheacutema) Špejli
položiacuteme na hladinu kapaliny (vody)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Taacutehneme siloměrem
špejli z povrchu kapaliny
6 Z grafu odečteme rozdiacutel maximaacutelniacute hodnoty siacutely (kdy dochaacuteziacute k odtrženiacute
špejle z povrchu kapaliny) a siacutely kdy špejle visiacute na niti ndash viz obraacutezek
7 Vypočiacutetaacuteme poměr teacuteto siacutely a dvojnaacutesobku deacutelky špejle (deacutelka okraje
povrchoveacute blaacuteny) což je hodnota povrchoveacuteho napětiacute σ (Nm)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro jineacute kapaliny (liacuteh hellip) Přiacutepadně pro jineacute deacutelky špejliacute
- 85 -
Kapaliny 27 HYDROSTATICKYacute TLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Hydrostatickyacute tlak ph v hloubce h je roven součinu hloubky hustoty kapaliny
ρ a tiacutehoveacuteho zrychleniacute g
hp h g
Ciacutel
Změřit hydrostatickyacute tlak v hloubce h
Pomůcky
LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA odměrnyacute vaacutelec s měřiacutetkem
- 86 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru
přišroubujeme hadičku kterou můžeme izolepou přilepit na praviacutetko s uměleacute
hmoty tak že začaacutetek hadičky bude na bdquonuleldquo praviacutetka Tiacutem můžeme měřit
deacutelku ponořeniacute hadičky ndash hloubku v kapalině
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30 s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Ponořujeme pomalu rovnoměrnyacutem pohybem konec hadičky do hloubky
20 cm do vody v odměrneacutem vaacutelci a zpět POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do
senzoru
- 87 -
5 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 V menu Senzory ndash Zaacuteznam nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + hodnoty Naacutezev
Hloubka Jednotka cm
7 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
8 Hadička neniacute ponořenaacute Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na
LabQuestu
9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
11 Ponořiacuteme konec do hloubky 1 cm (sledujeme na stupnici praviacutetka)
12 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
13 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK
14 Opakujeme body 11 12 a 13 pro hodnoty uacutehlu 2 cm 3 cmhellip 20 cm
15 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme
16 Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice
(nebo soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)
Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute pro jinou kapalinu (liacuteh hellip)
2 Vyzkoušej měřeniacutem nezaacutevislost tlaku v kapalině na směru
3 Ověř měřeniacutem že tlak kapaliny v naacutedobě nezaacutevisiacute na tvaru naacutedoby
- 88 -
Kapaliny 28 ARCHIMEDŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Vztlakovaacute siacutela Fvz působiacuteciacute na těleso v kapalině je rovna tiacutehoveacute siacutele kteraacute by
působila na kapalinu s objemem ponořeneacute čaacutesti tělesa
Pro vztlakovou siacutelu platiacute Fvz = Vρg V je objem ponořeneacute čaacutesti tělesa ρ je
hustota kapaliny g je konstanta (tiacutehoveacute zrychleniacute)
Ciacutel
Určit vztlakovou siacutelu Určit objem tělesa z Archimedova zaacutekona
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA naacutedoba s vodou těleso stojan
- 89 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence
5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute)
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Asi po 6 sekundaacutech
ponořiacuteme těleso do vody (nadzvedneme kaacutedinku s vodou a podsuneme pod
kaacutedinku podložku) a nechaacuteme dokončit měřeniacute
- 90 -
7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika
a stejně i vyacuteslednou siacutelu F (zaacutevažiacute ve vodě)
8 Vypočiacutetaacuteme vztlakovou siacutelu Fvz = FG ndash F
9 Vypočiacutetaacuteme objem tělesa ze vztlakoveacute siacutely
10 Ověřiacuteme určeniacute objemu tělesa vyacutepočtem (objem vaacutelce) nebo měřeniacutem
v odměrneacutem vaacutelci
11 Ověřiacuteme určeniacute tiacutehoveacute siacutely zvaacuteženiacutem tělesa
12 Vypočiacutetaacuteme hustotu tělesa a ověřiacuteme ji v tabulkaacutech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro jinaacute tělesa
- 91 -
Kapaliny 29 PASCALŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Působiacute-li na kapalinu v uzavřeneacute naacutedobě vnějšiacute tlakovaacute siacutela zvyacutešiacute se tlak ve
všech miacutestech stejně (Pascalův zaacutekon)
Ciacutel
Změřit hydrostatickyacute tlak v různyacutech hloubkaacutech při změně vnějšiacute tlakoveacute siacutely
Pomůcky
LabQuest 2ks tlakoveacute čidlo GPS-BTA PET laacutehev s měřiacutetkem
- 92 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakovaacute čidla GPS-BTA ke vstupům CH1 a CH2 LabQuestu
(nebo LabQuest Mini) K senzorům přišroubujeme hadičky ktereacute vedou přes
gumovou zaacutetku do PET laacutehve tak že konce hadiček budou v různyacutech
hloubkaacutech (rozdiacutel asi 20 cm) Tiacutem dosaacutehneme toho že počaacutetečniacute tlak bude
u obou senzorů různyacute
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Vynulujeme oba
tlaky (hadičky nejsou ponořeny ve vodě)
3 Napustiacuteme PET laacutehev vodou a zasuneme hadičky do PET (senzory musiacute byacutet
vyacuteše než je PET laacutehev ndash POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do senzoru)
Utěsniacuteme zaacutetku
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Malou silou stlačujeme rukou PET laacutehev
6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
- 93 -
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak se měniacute tlak v různyacutech hloubkaacutech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute PET laacutehev položenou vodorovně
2 Provedeme měřeniacute pro spojeneacute naacutedoby ndash dvě PET laacutehve nebo dvě injekčniacute
střiacutekačky
- 94 -
Plyny 210 ATMOSFEacuteRICKYacute TLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře
probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute
meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkosthellip
Atmosfeacuterickyacute tlak je tlak vzduchu na zemskyacute povrch a značiacuteme ho pa
Atmosfeacuterickyacute tlak měřiacuteme barometrem Hodnota atmosfeacuterickeacuteho tlaku zaacutevisiacute
na počasiacute a na nadmořskeacute vyacutešce
Ciacutel
Určit jak se měniacute atmosfeacuterickyacute tlak v troposfeacuteře
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA
- 95 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme barometr BAR-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 96 -
3 Senzor (barometr) umiacutestiacuteme těsně nad povrchem země
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pomalu
zvedaacuteme senzor (v miacutestnosti) vzhůru ke stropu (miacutestnosti) a přiacutepadně zase dolů
5 Provedeme analyacutezu naměřenyacutech hodnot a porovnaacuteme je s tabulkovyacutemi
hodnotami
6 Můžeme proveacutest delšiacute měřeniacute na jednom miacutestě Nastaviacuteme v menu Senzory
ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 72 h (3 dny) Frekvence 20 čteniacuteh Zvoliacuteme zobrazeniacute
Graf
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Vyslov zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak zaacutevisiacute změna tlaku na nadmořskeacute vyacutešce můžeme zkoumat takeacute při
pohybu na schodech nebo ve vyacutetahu Přitom můžeme ještě zadaacutevat změnu
nadmořskeacute vyacutešky
2 Připojeniacutem teploměru a vlhkoměru můžeme zkoumat jak spolu souvisiacute
teplota tlak vlhkost v průběhu dne
3 Daacutele můžeme zkoumat jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute
4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom
miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty
5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď
stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem
- 97 -
- 98 -
Pracovniacute list pro žaacuteky
Plyny 211 ZAacuteKLADY METEOROLOGIE
Fyzikaacutelniacute princip
Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře
probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute
meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkost hellip
Připojeniacutem teploměru barometru vlhkoměru k LabQuestu (počiacutetači)
ziacuteskaacuteme termograf barografhellip
Ciacutel
Určit jak se měniacute teplota tlak vlhkost v troposfeacuteře
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA
- 99 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA
barometr BAR-BTA a vlhkoměr RH-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
72 h Frekvence 20 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Senzory umiacutestiacuteme 2 m nad povrchem země nejleacutepe do stiacutenu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 V průběhu sledujeme jak se měniacute počasiacute
6 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute podmiacutenky ndash ročniacute obdobiacute
nadmořskaacute vyacuteškahellip Vyslov zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak spolu souvisiacute teplota tlak vlhkost Zdůvodni
2 Jak se měniacute teplota tlak a vlhkost v průběhu dne Zdůvodni
3 Jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute
4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom
miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty
5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď
stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem
- 100 -
- 101 -
Plyny 212 PŘETLAK A PODTLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Plyn maacute v naacutedobě podtlak jestliže je tento tlak nižšiacute než atmosfeacuterickyacute Plyn
maacute v naacutedobě přetlak jestliže je tento tlak většiacute než atmosfeacuterickyacute
Ciacutel
Změřit přetlak a podtlak plynu v naacutedobě
Pomůcky
LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA barometr BAR-BTA PET laacutehev
nafukovaciacute dětskyacute baloacutenek
- 102 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru
přišroubujeme injekčniacute střiacutekačku s nastavenou hodnotou objemu bdquo10 mlldquo dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Tlakem na piacutest vyvolaacutevaacuteme přetlak a podtlak a přetlak
- 103 -
5 Měřeniacute uložiacuteme
6 K senzoru připojiacuteme (našroubujeme) skleněnou baňku naplněnou
vzduchem Teplota plynu uvnitř je stejnaacute jako v okoliacute
7 Opakujeme předchoziacute měřeniacute s tiacutem že baňku (tiacutem i plyn) ohřiacutevaacuteme v tepleacute
vodě a ochlazujeme ve studeneacute (kostky ledu) vodě Pozorujeme jak se měniacute
tlak
8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy nastaacutevaacute přetlak a kdy podtlak
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak můžeme přetlak a podtlak vytvořit
2 Kde se přetlak a kde se podtlak využiacutevaacute
3 Změř přetlak v baloacutenku Jak se měniacute s průměrem baloacutenku
4 Připoj k senzoru PET laacutehev Zkus mačkat laacutehev a měřit hodnotu přetlaku
5 Ohřej plyn v PET laacutehvi (horkou vodou) Uzavři PET laacutehev a ochlazuj laacutehev
(plyn) Měř podtlak uvnitř laacutehve
- 104 -
SVĚTELNEacute JEVY 213 STIacuteN A POLOSTIacuteN
Fyzikaacutelniacute princip
Stiacuten je prostor za tělesem do něhož nepronikaacute světlo ze zdroje Polostiacuten je
prostor za tělesem do ktereacuteho pronikaacute světlo pouze z čaacutesti zdroje
Ciacutel
Pomociacute senzoru světla určit intenzitu osvětleniacute v oblasti stiacutenu a polostiacutenu
Pomůcky
LabQuest žaacuterovka 12 V20 W světelnyacute senzor TILT-BTA nebo luxmetr LS-
BTA těleso
- 105 -
Scheacutema
Postup
1 Světelnyacute senzor TILT-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu
3 Zapneme LabQuest
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence 10 sndash1
Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Senzorem
světla TILT-BTA plynule pohybujeme nad oblastiacute stiacutenu a polostiacutenu z jedneacute
strany na druhou (viz scheacutema asi 10 s)
- 106 -
6 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakaacute intenzita osvětleniacute v jednotlivyacutech oblastech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Měřeniacute opakujeme se dvěma zdroji světla
2 Měřeniacute opakujeme s jinyacutem tělesem (jinyacute tvar)
- 107 -
SVĚTELNEacute JEVY 214 BARVY SVĚTLA
Fyzikaacutelniacute princip
Biacuteleacute světlo se při průchodu skleněnyacutem hranolem rozklaacutedaacute na jednoducheacute barvy
ndash vznikaacute tak spektrum
Jsou v něm tyto barvy fialovaacute indigovaacute modraacute žlutaacute oranžovaacute a červenaacute
- 108 -
Ciacutel
Pomociacute spektrofotometru určit spektrum biacuteleacuteho světla (slunečniacuteho) Daacutele určit
spektrum odraženeacuteho světla různyacutech barevnyacutech papiacuterů
Pomůcky
LabQuest spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem různě barevneacute
papiacutery
- 109 -
Scheacutema
Postup
1 Spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem zapojiacuteme do USB konektoru
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 V menu Senzory ndash Změnit jednotky ndash USB Spektrometr zvoliacuteme Intenzita
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Optickeacute vlaacutekno namiacuteřiacuteme na nebe (ve dne)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Změřiacuteme
emisniacute spektrum bdquobiacuteleacuteho světlaldquo
6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
7 Zopakujeme a uklaacutedaacuteme měřeniacute s tiacutem že těsně před optickeacute vlaacutekno
vklaacutedaacuteme různě barevneacute papiacutery (tělesa)
- 110 -
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pomociacute spektrofotometru změř spektra barev na monitoru Vyslov zaacutevěr
- 111 -
Praacutece a energie 31 PRAacuteCE
Fyzikaacutelniacute princip
Praacutece je fyzikaacutelniacute veličina Označuje se piacutesmenem W a jejiacute jednotkou je joule
(značka J) Je-li F siacutela působiacuteciacute na těleso ve směru trajektorie vykonaacute se při
přesunutiacute tělesa o draacutehu s praacutece W = Fs
Ciacutel
Určit praacuteci při přesunutiacute tělesa
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA senzor polohy MD-BTD stejnaacute tělesa (kvaacutedry
učebnicehellip)
- 112 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N Senzor polohy zapojiacuteme do konektoru
DIG 1
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes
3 Zvoliacuteme zaacuteložku tabulka V menu Tabulka zvoliacuteme Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute
sloupec Naacutezev ndash Praacutece Jednotka ndash J Tvar vyacuterazu XY Sloupec pro X ndash Siacutela
Sloupec pro Y ndash Poloha
4 Sestaviacuteme měřeniacute podle scheacutema Vynulujeme oba senzory ndash menu Senzory
ndash Vynulovat ndash Čidlo polohy a pohybu Siloměr Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se
pomalu a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce
- 113 -
6 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute
měřeniacute si můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit
7 Zaacutevěr ndash vyhodnotiacuteme jednotliveacute grafy a vykonanou praacuteci
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Kdy je praacutece nulovaacute (viz graf)
2 Kdy se praacutece konaacute (viz graf)
3 Vyzkoušej vykonat praacuteci při natahovaacuteniacute pružiny
4 Vyzkoušej vykonat praacuteci při zvedaacuteniacute tělesa
5 Vyzkoušej vykonat praacuteci při překlaacutepěniacute tělesa
- 114 -
Praacutece a energie 32 ENERGIE POLOHOVAacute
A POHYBOVAacute
Fyzikaacutelniacute princip
Polohovaacute energie Ep je druh mechanickeacute energie kterou těleso ziacuteskaacute při
zvyšovaacuteniacute sveacute nadmořskeacute vyacutešky Vypočiacutetaacuteme ji Ep= mgh Pohybovaacute energie
Ek je druh mechanickeacute energie kterou maacute pohybujiacuteciacute se těleso Vypočiacutetaacuteme ji
Ek= frac12mv2
Ciacutel
Pohybovou a polohovou energii kmitaveacuteho pohybu
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT těleso (zaacutevažiacute)
pružina stojan metr
- 115 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
LabQuestu
2 Určiacuteme tuhost použiacutevaneacute pružiny
- 116 -
3 Zapneme LabQuest
4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 10 s
5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Zvaacutežiacuteme zaacutevažiacute na digitaacutelniacutech vahaacutech a zavěsiacuteme ho na pružinu a pod
zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor a budeme měřit vzdaacutelenost a rychlost
kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině
7 Uvedeme zaacutevažiacute do kmitaveacuteho pohybu
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 117 -
9 Soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu
10 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku
a rovnici pro Ek
11 V menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku
jednotku a rovnici pro Ep
- 118 -
12 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku
a rovnici pro E
- 119 -
13 Zobraziacuteme grafy pro průběhy energiiacute
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změniacuteme dobu trvaacuteniacute na 300 s Opakujeme měřeniacute Co pozorujeme Jak se
měniacute energie
2 Jinyacute postup určeniacute tuhosti pružiny k
a) Na siloměr zavěsiacuteme pružinu
b) Vyznačiacuteme na pozadiacute (tabule) konec pružiny bdquoznačku ndash 0 cmldquo Daacutele si
pomociacute praviacutetka vyznačiacuteme značky 5 10 15 20 hellip cm
c) V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty
Naacutezev Prodlouženiacute Jednotky cm
- 120 -
d) Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
e) Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
f) Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
g) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
h) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
i) Prodloužiacuteme pružinu o 5 cm
j) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
k) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 5 cm a stiskneme OK
l) Opakujeme body i) j) a k) pro 10 15 20 hellipcm
m) Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
n) Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice
Přiacutemaacute uacuteměrnost
o) Z grafu určiacuteme tuhost pružiny k ndash je směrnice polopřiacutemky A vynaacutesobenaacute
100 (protože l jsme zadaacutevali v cm)
3 Opakujeme pro jineacute zaacutevažiacute nebo jinou pružinu
- 121 -
Praacutece a energie 33 UacuteČINNOST
Fyzikaacutelniacute princip
Uacutečinnost je podiacutel vykonaneacute praacutece W a dodaneacute energie E W
E
Ciacutel
Určit uacutečinnost při ohřiacutevaacuteniacute vody lihovyacutem kahanem
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA kaacutedinka voda digitaacutelniacute vaacutehy lihovyacute kahan
laboratorniacute stojan
- 122 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 200 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Teploměr upevniacuteme do stojanu
4 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme praacutezdnou kaacutedinku mk = kg
5 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme vodu (např 200 ml) v kaacutedince m = kg
6 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme lihovyacute kahan mk0 = kg
7 Kaacutedinku upevniacuteme do stojanu postaviacuteme pod kaacutedinku kahan a zapaacuteliacuteme
ho
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 123 -
9 Po skončeniacute měřeniacute (1 200 s = 20 min) zvaacutežiacuteme znovu lihovyacute kahan
mk1 = kg a odečteme z grafu počaacutetečniacute teplotu vody t0 =hellip degC
a konečnou teplotu t1 = degC
10 Vypočiacutetaacuteme vykonanou praacuteci W = Q = cmt = 4 180 middot middot =
J
11 Vypočiacutetaacuteme dodanou energii E = Q = hm = h(mk0 ndash mk1) = 28 865 000 middot
E = J
12 Vypočiacutetaacuteme uacutečinnost
100
W
E
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
Vyacutehřevnost ethanolu je 28 865 000 Jmiddotkgndash1
1 Vypočiacutetej kolik dodaneacute energie přijme kaacutedinka ndash sklo
(c = 670 Jmiddotkgndash1
middot Kndash1
)
- 124 -
2 Kolik procent dodaneacute energie se bdquoztratiacuteldquo
3 Znaacuteš uacutečinnějšiacute způsob ohřiacutevaacuteniacute vody Jakou maacute uacutečinnost
( httpfyzwebczclankyindexphpid=132 )
4 Proč na grafu v okamžiku zamiacutechaacuteniacute s ohřiacutevanou vodou vznikajiacute nerovnosti
(viz vyacuteše) Proč teplota nejdřiacuteve rychleji stoupaacute a pak chviacuteli klesaacute
(po zamiacutechaacuteniacute) Proč teplota pak roste přibližně rovnoměrně
5 Proč graf (viz vyacuteše) neniacute lineaacuterniacute Čiacutem je to způsobeno
6 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-
202
- 125 -
Praacutece a energie 34 NAKLONĚNAacute ROVINA
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela potřebnaacute k pohybu tělesa po nakloněneacute rovině je tolikraacutet menšiacute než tiacutehovaacute
siacutela kolikraacutet je deacutelka roviny většiacute než jejiacute vyacuteška G
hF F
s Tiacutehovou siacutelu
vypočiacutetaacuteme FG = mg
Ciacutel
Ověřit platnost funkce h
F fs
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA digitaacutelniacute vaacutehy voziacuteček se zaacutevažiacutem nakloněnaacute
rovina deacutelkoveacute měřidlo
- 126 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme siloměr DFS-BTA do vstupu CH1 Změřiacuteme deacutelku nakloněneacute
roviny s = cm Zvaacutežiacuteme voziacuteček m = kg Vypočiacutetaacuteme velikost tiacutehoveacute
siacutely FG K siloměru připojiacuteme voziacuteček
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim
Udaacutelosti + Hodnoty Naacutezev Vyacuteška Jednotka cm OK Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute
grafu
- 127 -
3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute Siacutely (N) a na
vodorovneacute ose times Vyacuteška (cm)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Zvedneme
nakloněnou rovinu do vyacutešky 10 cm a stiskneme bdquospoušťldquo pro zadaacuteniacute teacuteto
hodnoty Opakujeme pro 20 cm 30 cm 40 cm
5 Ukončiacuteme měřeniacute
6 V menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Siacutela vybereme lineaacuterniacute rovnici
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proč graf funkce h
F fs
neprochaacuteziacute počaacutetkem Tzn když h = 0 pak
F = 0
2 Zkus změřit funkci h
F fs
pomociacute plynuleacuteho zvedaacuteniacute nakloněneacute
roviny Je potřeba nastavit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim Časovaacute
zaacutekladna
- 128 -
Tepelneacute jevy 35 KALORIMETRICKAacute ROVNICE
Fyzikaacutelniacute princip
Při tepelneacute vyacuteměně mezi dvěma tělesy platiacute kalorimetrickaacute rovnice Q1 = Q2
Po dosazeniacute
c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2) Index 1 je přiřazen teplejšiacutemu tělesu a index 2
chladnějšiacutemu tělesu
Ciacutel
Ověřit platnost kalorimetrickeacute rovnice c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2)
Pomůcky
LabQuest dva teploměry TMP-BTA dvě seřiacuteznuteacute PET laacutehve digitaacutelniacute vaacutehy
- 129 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 a druhyacute teploměr TMP-
BTA do vstupu CH2 LabQuestu Do naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme teplou
vodu o hmotnosti m1 a teplotě t1 Do druheacute naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme
studenou vodu o hmotnosti m2 a teplotě t2 Hmotnosti určiacuteme pomociacute digitaacutelniacute
vaacutehy Do prvniacute naacutedoby vložiacuteme prvniacute teploměr a do druheacute naacutedoby druhyacute
teploměr Teploměry můžeme upevnit do stojanů
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
120 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 130 -
3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute obou teplot a na
vodorovneacute ose x ponechaacuteme čas
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Přeložiacuteme teploměr
z naacutedoby se studenou vodou do naacutedoby s teplou vodou a současně přelijeme
studenou vodu do tepleacute a počkaacuteme až nastane rovnovaacutežnyacute stav
5 Ukončiacuteme měřeniacute
6 Z grafů odečteme teploty před tepelnou vyacuteměnou (t1 a t2) a po tepelneacute
vyacuteměně (t)
7 Vypočiacutetaacuteme teplo odevzdaneacute Q1 a teplo přijateacute Q2
8 Porovnaacuteme vyacutesledneacute hodnoty
9 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proč měřeniacute nevychaacuteziacute uacuteplně přesně Čiacutem je to způsobeno
2 Zkus stejneacute měřeniacute pro jedno kapalneacute těleso (voda) a jedno pevneacute těleso
(mosaznyacute vaacuteleček železnyacute vaacutelečekhellip)
3 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy
OHSP-202
- 131 -
Tepelneacute jevy 36 VEDENIacute TEPLA
Fyzikaacutelniacute princip
Zahřiacutevaacuteme-li jednu čaacutest podeacutelneacuteho tělesa z pevneacute laacutetky přenaacutešiacute se rychlejšiacute
pohyb atomů na dalšiacute a dalšiacute atomy Tiacutem se zvyšuje i teplota dalšiacutech čaacutestiacute
Tento jev se nazyacutevaacute vedeniacute tepla Laacutetky děliacuteme na tepelneacute vodiče (měď
hliniacutek hellip) a tepelneacute izolanty (vzduch plasty dřevo hellip)
Ciacutel
Ověřit šiacuteřeniacute tepla tepelnyacutem vodičem
Pomůcky
LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA tlustšiacute Cu vodič lihovyacute kahan dva
laboratorniacute stojany
- 132 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme čtyři teploměry TMP-BTA do vstupů CH1 až CH4 LabQuestu
LabQuest připojiacuteme k PC přes USB konektor Teploměry můžeme upevnit do
smyček vytvořenyacutech z tlustšiacuteho měděneacuteho draacutetu ndash viz scheacutema
2 Zapneme LabQuest V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat
nastaviacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzorek sekundu Zatrhneme Nepřerušenyacute
sběr dat
3 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a postaviacuteme ho pod konec Cu vodiče ndash viz scheacutema
4 V programu LoggerPro zvoliacuteme Sběr dat Nechaacuteme určitou
dobu běžet měřeniacute
5 Ukončiacuteme měřeniacute ndash v programu LoggerPro zvoliacuteme Zastavit
6 Porovnaacuteme naměřeneacute grafy
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
- 133 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus měřeniacute pro jinyacute pevnyacute tepelnyacute vodič
2 Zkus stejneacute měřeniacute pro kapalneacute těleso (voda v naacutedobě)
- 134 -
Termika 37 SOUTĚŽ TEPLOMĚRŮ
Fyzikaacutelniacute princip
Teplota popisuje stav tělesa Teplotu měřiacuteme teploměrem Teplota tělesa
zaacutevisiacute i na miacuteře ochlazovaacuteniacute Miacutera ochlazovaacuteniacute zaacutevisiacute i na vlhkosti povrchu
tělesa (podobně ochlazovaacuteniacute lidskeacuteho těla) Vypařujiacuteciacute se kapalina odvaacutediacute čaacutest
vnitřniacute energie tělesa ndash ochlazuje ho Miacutera ochlazovaacuteniacute tělesa zaacutevisiacute i na
odvaacuteděniacute vznikajiacuteciacutech par
Ciacutel
Porovnej rychlost ochlazovaacuteniacute tělesa na povrchu sucheacuteho a mokreacuteho tělesa
Pomůcky
LabQuest teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA rychlovarnaacute konvice s horkou
vodou utěrka
- 135 -
Scheacutema
Postup
1 V konvici si ohřejeme vodu
2 Teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1
LabQuestu
3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
4 Zastrčiacuteme teploměr do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute je
praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme
tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem nepohybujeme
- 136 -
5 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash
menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Zastrčiacuteme teploměr opět do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute
je praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme
tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem budeme nyniacute maacutevat
7 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash
menu Graf ndash Uložit měřeniacute
8 Body 4 až 7 znovu opakujeme ale s tiacutem že po vytaženiacute teploměru
z konvice teploměr rychle utřeme utěrkou
9 Zobraziacuteme všechny čtyři naměřeneacute grafy ndash menu Graf ndash Ukaacutezat graf ndash
Všechny grafy
10 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus stejneacute měřeniacute s vlažnou vodou
2 Vyzkoušej jinou kapalinu
3 Pokud maacuteme čtyři teploměry můžeme proveacutest měřeniacute bdquonajednouldquo
- 137 -
Tepelneacute jevy 38 VAR
Fyzikaacutelniacute princip
Var je děj při ktereacutem se kapalina přeměňuje v plyn v celeacutem objemu Teplota
při ktereacute dochaacuteziacute k varu se nazyacutevaacute teplota varu Jejiacute hodnota zaacutevisiacute nejen na
chemickeacutem složeniacute kapaliny ale takeacute na tlaku nad povrchem kapaliny Voda
vře za normaacutelniacuteho tlaku (1 013 hPa) při 100 degC Zaacutevislost teploty varu vody
na tlaku lze přibližně vyjaacutedřit rovniciacute 5
716 2810
pt
Ciacutel
Ověřit teplotu varu za normaacutelniacuteho tlaku Ověřit zaacutevislost teploty varu na tlaku
- 138 -
Pomůcky
LabQuest teploměr GoTemp nebo TMP-BTA baňka voda lihovyacute kahan
laboratorniacute stojan odměrnyacute vaacutelec
Scheacutema
- 139 -
Postup
1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr GoTemp nebo TMP-
BTA Do baňky nalijeme horkou vodu Sestaviacuteme pomůcky podle scheacutema
V odměrneacutem vaacutelci kteryacute určuje hodnotu tlaku par nad volnyacutem povrchem vařiacuteciacute
vody neniacute voda Tzn že nad vodou v baňce je atmosfeacuterickyacute tlak
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Režim
Udaacutelosti a hodnoty Naacutezev Tlak Jednotka Pa
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a ohřiacutevaacuteme vodu v baňce až dosaacutehne teploty varu
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Paacutery vznikajiacuteciacute nad volnyacutem povrchem v baňce mohou volně odchaacutezet
hadiciacute kteraacute uacutestiacute nad dnem odměrneacuteho vaacutelce
7 Při dosaženiacute teploty varu stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
8 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku (odečteme
z barometru) a stiskneme OK
- 140 -
9 Přilijeme do odměrneacuteho vaacutelce vodu do vyacutešky 5 cm nad uacutestiacutem hadice
10 Při dosaženiacute teploty varu (poznaacuteme to podle bublinek ktereacute budou
vystupovat do vody v odměrneacutem vaacutelci) stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
11 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku zvětšenou
o hodnotu hydrostatickeacuteho tlaku a stiskneme OK
12 Opakujeme body 9 10 a 11 pro hodnoty vyacutešky hladiny vody v odměrneacutem
vaacutelci 10 cm 15 cm 20 cm a 25 cm
13 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
14 Provedeme analyacutezu grafu Jakaacute je to funkce Porovnaacuteme vyacutesledky
s vyacutesledky v MFCh tabulkaacutech Určiacuteme rovnici lineaacuterniacute funkce t = f(p)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Na čem zaacutevisiacute teplota varu určiteacute kapaliny
2 Čiacutem se lišiacute var vody v otevřeneacutem a v uzavřeneacutem tlakoveacutem hrnci
3 Může voda vařit i při nižšiacute teplotě než 100 degC
4 Pomociacute vyacutevěvy změř teploty varu při nižšiacutem tlaku než je atmosfeacuterickyacute
- 141 -
Zvukoveacute jevy 39 KMITAVYacute POHYB
Fyzikaacutelniacute princip
Kmitaveacute pohyby se nazyacutevajiacute pohyby při kteryacutech vyacutechylka opakovaně roste
a klesaacute Kmit je periodicky se opakujiacuteciacute čaacutest kmitaveacuteho pohybu doba jeho
trvaacuteniacute je perioda T a počet kmitů za jednotku času je frekvence 1
fT
Ciacutel
Určit periodu T a frekvenci f kmitaveacuteho pohybu
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA těleso (zaacutevažiacute) pružina stojan metr
- 142 -
Scheacutema
- 143 -
Postup
1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest Na siloměr zavěsiacuteme pružinu
3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
50 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute) Těleso je v klidu
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika
Určiacuteme hmotnost tělesa Ověřiacuteme na digitaacutelniacutech vahaacutech
8 Uvedeme těleso do kmitaveacuteho pohybu
9 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Provedeme
analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice (nebo soubor
nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)
- 144 -
10 Z grafu určiacuteme periodu T a vyacutepočtem frekvenci f
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Určete periodu a kmitočet joja
2 Určete periodu a kmitočet zaacutevažiacute ponořeneacuteho v kapalině
3 Určete periodu a kmitočet kmitaacuteniacute praviacutetka
4 Měř kmitavyacute pohyb delšiacute dobu Co pozoruješ
- 145 -
Zvukoveacute jevy 310 ZVUK
Fyzikaacutelniacute princip
Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz
Ciacutel
Určit časovyacute diagram některyacutech zdrojů zvuku ndash ladičky klaacuteves hudebniacutech
naacutestrojůhellip
Určit frekvenci (vyacutešku) toacutenů c1 d
1 e
1 c
2 Určit hudebniacute intervaly těchto
toacutenů Předveacutest barvu toacutenů
Pomůcky
LabQuest mikrofon MCA-BTA zdroje zvuku (hudebniacute naacutestroje) ladičky
- 146 -
Scheacutema
Postup
1 Zapneme LabQuest
2 Připojiacuteme mikrofon MCA-BTA do vstupu CH1 LabQuestu nebo v menu
Senzory ndash Nastaveniacute senzorů zvoliacuteme INT ndash Vnitřniacute mikrofon
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Rozezvučiacuteme zdroj zvuku ndash hlaacuteska bdquoaldquo bdquoeldquo bdquosldquo
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Uklaacutedaacuteme naměřeneacute zvuky v menu Graf ndash Uložit měřeniacute nebo zvoliacuteme
Pomociacute kalkulačky určujeme kmitočty periodickyacutech zvuků Uložiacuteme soubor
- 147 -
- 148 -
7 Opakujeme body 4 5 a 6 pro toacuteny c1 d
1 e
1 c
2 Určujeme kmitočet
těchto toacutenů (změřiacuteme periodu a kmitočet vypočiacutetaacuteme) a jejich hudebniacute
intervaly
8 Naměřeneacute kmitočty toacutenů a vypočiacutetaneacute hodnoty hudebniacutech intervalů
porovnaacuteme s hodnotami v tabulce
Toacuten c1 d1 e1 f1 g1 a1 h1 c2
Laděniacute absolutniacute vyacuteška (Hz)
temperovaneacute 262 294 330 349 392 440 494 524
přirozeneacute 264 297 330 352 396 440 495 528
Hudebniacute interval 11 98 54 43 32 53 158 21
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkoušiacuteme měřit časoveacute diagramy různyacutech hudebniacutech naacutestrojů
2 Zkus změřit stejneacute toacuteny různyacutech hudebniacutech naacutestrojů Co je barva toacutenů
- 149 -
Zvukoveacute jevy 311 RYCHLOST ZVUKU VE
VZDUCHU
Fyzikaacutelniacute princip
Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz Rychlost zvuku
můžeme změřit přiacutemou metodou tak že změřiacuteme vzdaacutelenost kterou zvuk urazil
a dobu za kterou mu to trvalo
Ciacutel
Určit rychlost zvuku ve vzduchu při daneacute teplotě
Pomůcky
LabQuest dva mikrofony MCA-BTA zdroj zvuku ndash dřevěneacute hůlky (hudebniacute
naacutestroj)
- 150 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 a CH 2 LabQuestu připojiacuteme dva mikrofony MCA-BTA
2 Mikrofony nastaviacuteme dle scheacutematu na jeden až dva metry od sebe Změřiacuteme
vzdaacutelenost s = m
3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
003 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute
přes 25 Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu měřeniacute neprobiacutehaacute čekaacute
na bdquospoušťldquo
5 U praveacuteho mikrofonu ťukneme do dřevěnyacutech hůlek Tiacutem se zapne
(bdquospoušťldquo) měřeniacute a oba mikrofony zaznamenajiacute zvuk Levyacute mikrofon
s určityacutem zpožděniacutem ktereacute odpoviacutedaacute vzdaacutelenosti obou mikrofonů a rychlosti
zvuku
6 Na dotykoveacute obrazovce si zvětšiacuteme miacutesto kde začiacutenaacute druhyacute zvuk ndash
označiacuteme perem a menu Graf ndash Zvětšit Daacutele označiacuteme co nejpřesněji miacutesto
kde začiacutenaacute druhyacute zpožděnyacute zvuk odečteme čas zpožděniacute t = s
- 151 -
7 Vypočiacutetaacuteme rychlost zvuku v = st = m sndash1
8 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute vzdaacutelenosti
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pokud stejneacute měřeniacute bude dělat viacutece studentů je potřeba se domluvit aby
nedošlo k vzaacutejemneacutemu rušeniacute
2 Porovnej rychlost zvuku s tabulkovou hodnotou a s hodnotami v jinyacutech
laacutetkaacutech Kde je největšiacute
3 Vypočiacutetej podle vzorce z tabulek jakaacute je rychlost zvuku při daneacute teplotě
vzduchu t = degC
4 Zkus se zamyslet nad průběhem grafů ndash jak se musiacute chvět zdroj zvuku
Zkus změřit rychlost zvuku pomociacute odrazu Naacutevod
K měřeniacute je použita odpadniacute trubka HTEM zakoupenaacute v OBI (deacutelka 1 2 nebo
3m takeacute je možneacute zakoupit viacutece stejnyacutech metrovyacutech kusů ktereacute je možno
zasouvat do sebe) K ucpaacuteniacute trubky je možneacute koupit tzv zaacutetku kteraacute se nasadiacute
- 152 -
na konec trubky Mikrofon je umiacutestěn těsně u uacutestiacute trubky K měřeniacute stačiacute pouze
jeden mikrofon K měřeniacute je potřeba stejneacute nastaveniacute (včetně bdquospouštěldquo)
5 Měřeniacute zkus nejdřiacuteve bez odpadniacute trubky a potom s trubkou
6 Jakou vzdaacutelenost musiacuteš dosadit do vzorce
7 Zkus stejneacute měřeniacute ale oddělej zaacutetku Zkus vysvětlit to co jsi naměřil
8 Nyniacute můžeš zkusit i ohřaacutet vzduch v trubce pomociacute feacutenu nebo teplovzdušneacute
pistole a teploměrem TMP-BTA měřit jeho teplotu Jak se změniacute rychlost
zvuku Co to způsobilo
- 153 -
Zvukoveacute jevy 312 VNIacuteMAacuteNIacute ZVUKU HLASITOST
Fyzikaacutelniacute princip
Praacuteh slyšitelnosti je nejmenšiacute intenzita zvuku kterou je schopen vniacutemat
pozorovatel s normaacutelniacutem sluchem (I0 = 10ndash12
W mndash2
) Praacuteh bolesti je
nejmenšiacute intenzita zvuku kteraacute vyvolaacute pocit bolesti (I0 = 10 W mndash2
) Hladina
intenzity zvuku L (v decibelech) je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute vyjadřuje kolikraacutet
je vniacutemanyacute zvuk silnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti (10kraacutet o 10 dB 100kraacutet
o 20 dB 1 000kraacutet o 30 dB hellip)
Ciacutel
Určit pomociacute hlukoměru SLM-BTA hladinu intenzity zvuku lidskeacuteho hlasu
zařiacutezeniacute a strojů kolem naacutes (pračka vysavač televize raacutedio reprodukovanaacute
hudba ulice hřiště přestaacutevka ve školehellip ticho)
- 154 -
Pomůcky
LabQuest hlukoměr SLM-BTA
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme hlukoměr SLM-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
120 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 155 -
3 Nastaveniacute hlukoměru SLM-BTA Time Weiting ndash S (slow) Maximum
Level Hold ndash RESET (průběžně zobrazuje) Frequency Weighting ndash A (pomaleacute
změny)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a postupně v 10 s
intervalech zkoušiacuteme různeacute zvuky ticho ndash potlesk ndash tlumenyacute hovor ndash hlasityacute
hovor ndash velmi hlasityacute hovor ndash křik
5 Podobně zkoušiacuteme změřit
a) hluk celeacuteho praciacuteho cyklu pračky
b) hluk různyacutech spotřebičů kolem naacutes ndash televize raacutedio zvuk ze sluchaacutetek
(přiloženiacutem hlukoměru ke sluchaacutetkům) zvuk mobilniacuteho telefonu hluk varneacute
konvice
c) hluk ve škole ndash ve třiacutedě na chodbě hellip
d) ticho ndash ve dne v noci
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Kolikraacutet je bdquoticholdquo hlučnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti
2 Vyzkoušej jak velkeacute je bdquoticholdquo uvnitř krabice
- 156 -
3 Jakeacute je bdquoticholdquo před oknem a za oknem
4 Vyzkoušej odraz zvuku ndash v miacutestnosti na louce
5 Změř jak se měniacute hladina intenzity zvuku za bouřky
6 Zkoumej jak zvuk pohlcujiacute různeacute materiaacutely
7 Vyzkoušej odraz zvuku pomociacute desky Např
8 Vyzkoušej naměřit v jeskyni hlasitost ozvěny
- 157 -
9 U reproduktoroveacute soustavy (stereo) zkus naleacutezt miacutesto s nejsilnějšiacute hlasitostiacute
10 Změř zaacutevislost hlasitosti na uacutehlu naacuteklonu odrazneacute desky Sestroj graf
11 Změř směrovou charakteristiku reproduktoru
( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=393)
12 Změř frekvenčniacute charakteristiku reproduktoru
( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=392)
- 158 -
Elektrickeacute vlastnosti laacutetek
313 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ ELEKTRICKYacute PROUD
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovanyacutech
těles kteryacute se projevuje silovyacutem působeniacutem na jinaacute tělesa Jeho jednotkou je
coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při pokusech ve třiacutedě
pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů) 1 nC je přibližně
6000000000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj elektronu hellip)
Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj (na skleněneacute
tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně nabiteacute těleso maacute
viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute protony
K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič naacuteboje
Elektrickyacute proud I je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličinou Jeho jednotkou je ampeacuter
(A) Můžeme jej vyjaacutedřit pomociacute naacuteboje Q kteryacute projde vodičem za jednotku
času Q
It
Ciacutel
Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute
při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute
Změřit proud I v zaacutevislosti na čase t a určit velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute
a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru
- 159 -
Pomůcky
LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA ampeacutermetr DCP-BTA tělesa (plechovka
na polystyreacutenu kovoveacute kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem
držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute těles kondenzaacutetor 15 mF16 V plochaacute baterie
45 V žaacuterovka 35 V 01 A přepiacutenač
- 160 -
Scheacutema
Postup
1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou
krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku
připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou
zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě
- 161 -
kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru
zvoliacuteme rozsah plusmn100 nC (scheacutema a))
2 Zapneme LabQuest
3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem
ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj
Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky
5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence
2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj
z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute
naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)
Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky
9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute
tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)
10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu 3times3
mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle
- 162 -
Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm
Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je
11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech
(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)
12 Sestaviacuteme obvod podle scheacutema b)
13 Změřiacuteme časovyacute průběh proudu při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru
- 163 -
14 Určiacuteme velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru pomociacute
funkce menu Analyacuteza volba Integraacutel
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zopakuj měřeniacute v bodech 13 a 14 pro různaacute zapojeniacute dvou nebo viacutece
kondenzaacutetorů
- 164 -
Elektrickyacute proud 314 OHMŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Ohmův zaacutekon Pokud maacute kovovyacute vodič staacutelou teplotu je elektrickyacute proud
prochaacutezejiacuteciacute vodičem přiacutemo uacuteměrnyacute napětiacute na vodiče (r 1826 G S Ohm)
Grafem přiacutemeacute uacuteměrnostiacute je přiacutemka prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem
Ciacutel
Ověřit Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky a rezistory 12 Ω 33 Ω
a 100 Ω
Pomůcky
LabQuest rezistor 33 Ω a 100 Ω žaacuterovka 6 V03 A voltmetr DVP-BTA
ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat
- 165 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
napětiacute Vlevo 0 Vpravo 6 V Na ose y zvoliacuteme Elektrickyacute proud a Spojovat
body Dole 0 a Nahoře 06 A V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Reostatem pomalu zvyšujeme napětiacute a proud Hodnota napětiacute nesmiacute
překročit 5 V a proudu 06 A Zobrazuje se tzv voltampeacuterovaacute charakteristika
Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro rezistor 33 Ω a pro žaacuterovku
- 166 -
7 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Platiacute Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky
2 Porovnej voltampeacuteroveacute charakteristiky rezistorů s různyacutemi hodnotami
odporů
3 Zkus vymyslet jak ověřiacuteš že Ohmův zaacutekon platiacute i pro wolframoveacute vlaacutekno
žaacuterovky
- 167 -
Elektrickyacute proud 315 ODPOR
Fyzikaacutelniacute princip
Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou
elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše
přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita
ρ a na teplotě t vodiče
Ciacutel
Změřit odpor bdquošpatneacuteholdquo vodiče ndash rezistoru Ověřit jak zaacutevisiacute odpor vodiče na
deacutelce
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) různeacute rezistory tahovyacute
potenciometr 10 kΩ počiacutetač s programem Logger Pro
- 168 -
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 K ohmmetru připojiacuteme tahovyacute potenciometr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se
vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 169 -
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm
2 cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute
potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute
exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute
14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Měřiacuteme odpor různyacutech rezistorů a jejich zapojeniacute
2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů
3 Změř jak zaacutevisiacute odpor potenciometru na uacutehlu natočeniacute u otočneacuteho
potenciometru
- 170 -
Elektrickyacute proud 316 ZAacuteVISLOST ODPORU NA
TEPLOTĚ
Fyzikaacutelniacute princip
Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou
elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše
přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita
ρ a na teplotě t vodiče
Na teplotě zaacutevisiacute odpor vodičů i polovodičů Odpor vodičů se vzrůstajiacuteciacute
teplotou stoupaacute (kladnyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) kdežto odpor
polovodičů uhliacuteku a některyacutech speciaacutelniacutech slitin kovů se vzrůstajiacuteciacute teplotou
klesaacute (zaacutepornyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) Elektrickyacute odpor maacute
vždy kladnou hodnotu Dobreacute vodiče kladou malyacute odpor špatneacute vodiče kladou
velkyacute odpor
Pozistor je dvoupoacutelovaacute elektrickaacute součaacutestka Jednaacute se o typ termistoru
s pozitivniacute teplotniacute zaacutevislostiacute (tzn s rostouciacute teplotou roste odpor) proto se
použiacutevaacute i označeniacute PTC termistor (positive temperature coefficient) Vyraacutebějiacute
se z polykrystalickeacute feroelektrickeacute keramiky (titaničitan barnatyacute BaTiO3)
Odpor pozistoru s růstem teploty nejprve miacuterně klesaacute nad Curieovu teplotu
poteacute prudce vzrůstaacute asi o 3 řaacutedy a pak opět miacuterně klesaacute Oblast naacuterůstu je
možneacute chemickyacutem složeniacutem ovlivňovat a tak vytvořit např sadu teploměrů
s odstupňovanyacutem teplotniacutem rozsahem (nejčastěji po 10 degC)
- 171 -
Ciacutel
Změřit jak zaacutevisiacute odpor pozistoru na teplotě
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA
pozistor kaacutedinka stojan počiacutetač s programem Logger Pro
- 172 -
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 a teploměr TMP-BTA do
konektoru CH 2 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Teploměr a pozistor jsou společně
upevněny zkroucenyacutem draacutetkem
3 K ohmmetru připojiacuteme pozistor
4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
5 Zapneme LabQuest
6 V programu LoggerPro na ose x zvoliacuteme teplotu a na ose y zvoliacuteme odpor
Tzn R = f(t)
7 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
8 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme
Nepřerušenyacute sběr dat
9 Do kaacutedinky nalijeme horkou vodu z konvice
- 173 -
10 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat Měřeniacute
nechaacuteme běžet delšiacute dobu (90 min) Pokud nemaacuteme čas můžeme měřeniacute
urychlit postupnyacutem ochlazovaacuteniacutem (přileacutevaacuteme studenou vodu nebo led)
11 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
12 Opakujeme měřeniacute pro různeacute pozistory
13 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z grafů určete teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu Porovnej jeho
velikost s hodnotami různyacutech kovů v tabulkaacutech
2 K čemu se použiacutevajiacute pozistory
- 174 -
Elektrickyacute proud 317 REOSTAT A POTENCIOMETR
Fyzikaacutelniacute princip
Plynulou změnu proudu spotřebičem umožňujiacute součaacutestky s proměnnyacutem
odporem ndash potenciometry Podle pohybu při ovlaacutedaacuteniacute je děliacuteme na tahoveacute
a otočneacute
K regulaci velkyacutech proudů použiacutevaacuteme reostat
Ciacutel
Ověřit funkci potenciometru jako děliče napětiacute a regulaacutetoru proudu
- 175 -
Pomůcky
LabQuest různeacute potenciometry počiacutetač s programem Logger Pro voltmetr
VP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA rezistor 100 Ω plochaacute baterie
- 176 -
Scheacutema
Postup
1 Voltmetr VP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 Potenciometr zapojiacuteme jako dělič napětiacute (viz scheacutema)
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment zvoliacuteme Sběr dat Moacuted
Udaacutelosti se vstupy Naacutezev sloupce deacutelka Značka d Jednotka cm
6 Na ose x zvoliacuteme veličinu deacutelka Na ose y veličinu napětiacute
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 177 -
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm
2cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute
potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko U otočneacuteho potenciometru měřiacuteme
a zadaacutevaacuteme jednotku uacutehlu
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute
exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
15 Stejneacute měřeniacute provedeme pro zapojeniacute potenciometru jako regulaacutetoru
proudu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 K čemu si využiacutevajiacute obě zapojeniacute Jakyacute je mezi nimi rozdiacutel
2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů
- 178 -
Elektrickyacute proud 318 VNITŘNIacute ODPOR ZDROJE
Fyzikaacutelniacute princip
Součet všech odporů kteryacutemi musiacute prochaacutezet proud uvnitř zdroje se nazyacutevaacute
vnitřniacute odpor zdroje Proud v uzavřeneacutem obvodu je roven podiacutelu
elektromotorickeacuteho napětiacute U0 zdroje a celkoveacuteho odporu R + Ri kde Ri je
vnitřniacute odpor zdroje
0
i
UI
R R
Ciacutel
Ověřit Ohmův zaacutekon pro uzavřenyacute obvod
Pomůcky
LabQuest rezistor 10 Ω voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute
baterie reostat 100 Ω a 10 kΩ
- 179 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x
zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat -
Ampeacutermetr Reostat 100 Ω a 10 kΩ nastaviacuteme na max hodnoty odporu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme spiacutenač
5 Reostatem 10 kΩ pomalu (10 s) zvětšujeme proud (hodnota odporu na
min) Jakmile reostat 10 kΩ vytočiacuteme do krajniacute polohy (min) pokračujeme
stejně reostatem 100 Ω do krajniacute polohy (min) Hodnota proudu nesmiacute
překročit 06 A což při napětiacute 45 V zajistiacute rezistor 10 Ω Zobrazuje se tzv
zatěžovaciacute charakteristika zdroje Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu
Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro různě stareacute plocheacute baterie
- 180 -
7 Provedeme analyacutezu jednotlivyacutech grafů V menu Analyacuteza zvoliacuteme Fitovat
křivku Napětiacute Vybereme typ rovnice Lineaacuterniacute Určiacuteme koeficienty lineaacuterniacute
funkce Opakujeme pro všechny grafy
8 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona pro uzavřenyacute obvod)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z koeficientů lineaacuterniacutech funkciacute určete napětiacute napraacutezdno U0 a zkratovyacute
proud Ik Daacutele určete vnitřniacute odpor Ri plocheacute baterie noveacute a stareacute
2 Vnitřniacute odpor plocheacute baterie se staacuteřiacutem zvětšuje Jak se to projevuje na
zatěžovaciacute charakteristice
- 181 -
Elektrickyacute proud 319 VYacuteKON ELEKTRICKEacuteHO
PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Vyacutekon P elektrickeacuteho proudu vypočiacutetaacuteme jako součin napětiacute na spotřebiči
a proudu kteryacute spotřebičem proteacutekaacute P = U I U spotřebičů je spraacutevneacute označovat
dodaacutevanyacute vyacutekon jako přiacutekon P0 Napřiacuteklad u žaacuterovky je světelnyacute vyacutekon
zlomkem elektrickeacuteho přiacutekonu
Ciacutel
Pomociacute wattmetru určit přiacutekon některyacutech spotřebičů Změřit přiacutekon v zaacutevislosti
na čase u některyacutech spotřebičů
Pomůcky
LabQuest wattmetr WU-PRO-I spotřebiče
- 182 -
Scheacutema
Postup
1 Wattmetr WU-PRO-I zapojiacuteme do USB konektoru LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 600 s Frekvence
1 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Připojiacuteme spotřebič k wattmetru
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) nebo po stisknutiacute tlačiacutetka (ukončit
měřeniacute) uložiacuteme soubor
- 183 -
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus změřit přiacutekon ledničky po dobu 24 hodin s teploměrem uvnitř Vyslov
zaacutevěr
2 Zkus změřit přiacutekon mikrovlnneacute trouby při ohřevu potravin (vody ndash změř
teplotu před začaacutetkem a po skončeniacute ohřiacutevaacuteniacute) Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče
3 Zkus změřit přiacutekon elektrovarneacute konvice nebo indukčniacuteho vařiče
s teploměrem Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče
- 184 -
Tepelneacute jevy 320 TERMOHRNEK
Fyzikaacutelniacute princip
Termosky a termohrnky jsou speciaacutelně vyrobeneacute naacutedoby ktereacute sloužiacute
k uchovaacuteniacute teploty tekutiny uvnitř Termoska byla vynalezena v roce 1982
Zaacutekladniacutem principem termosky je dvojitaacute vnitřniacute naacutedoba s lesklyacutemi dvojityacutemi
stěnami a z mezery mezi stěnami obou naacutedob je odčerpaacuten veškeryacute vzduch Přes
toto vakuoveacute prostřediacute nemůže tepelnaacute energie pronikat vedeniacutem tepelneacute
zaacuteřeniacute se odraacutežiacute zpět od lesklyacutech stěn u naacutedoby opatřeneacute zaacutetkou je omezen
i přenos prouděniacutem Diacuteky tomuto principu zůstaacutevaacute tekutina v naacutedobě teplaacute
nebo chladnaacute až po dobu několika hodin Většinou se dodaacutevajiacute termosky
s hrniacutečkem nebo sloužiacute jako hrniacuteček viacutečko laacutehve Různeacute firmy takeacute nabiacutezejiacute
možnost potisku vašiacute termosky
Ciacutel
Ověřit schopnost termohrnku udržet naacutepoj teplyacute po určitou dobu
Pomůcky
LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA různeacute termohrnky
- 185 -
Scheacutema
Postup
1 Teploměry zapojiacuteme do konektorů CH 1 až CH 4 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute (viz scheacutema) Dva termohrnky majiacute viacutečka Termohrnek
vpravo je bez viacutečka Vlevo je obyčejnyacute porcelaacutenovyacute hrnek
3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme ho přes USB k PC V programu LoggerPro
v menu Experiment ndash Sběr dat zatrhneme Nepřerušenyacute sběr dat
4 Do všech termohrnků nalijeme stejneacute množstviacute horkeacute vody z konvice
5 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
- 186 -
6 Po určiteacute době (např 2 až tři hodiny) zastaviacuteme měřeniacute
7 Vysloviacuteme zaacutevěr Co vše maacute vliv na udrženiacute tepleacuteho naacutepoje
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Opakujeme měřeniacute u všech termohrnků bez viacuteček
2 Opakujeme měřeniacute u všech hrnků s viacutečky
3 Opakujeme měřeniacute se studenyacutem naacutepojem Využijeme při tom kostky ledu
- 187 -
Elektrodynamika 41 MAGNETICKEacute POLE VODIČE
Fyzikaacutelniacute princip
Roku 1820 Hans Christian Oersted prokaacutezal že vodič jiacutemž prochaacuteziacute
elektrickyacute proud vytvaacuteřiacute kolem sebe magnetickeacute pole
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar soustřednyacutech kružnic ležiacuteciacutech v rovinaacutech
kolmyacutech na vodič Orientace indukčniacutech čar zaacutevisiacute na směru proudu a k jejiacutemu
určeniacute použiacutevaacuteme Ampeacuterovo pravidlo praveacute ruky Naznačiacuteme uchopeniacute
vodiče do praveacute ruky tak aby palec ukazoval dohodnutyacute směr proudu ve
vodiči prsty pak ukazujiacute orientaci magnetickyacutech indukčniacutech čar
- 188 -
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho
vodičem a na vzdaacutelenosti od vodiče
Pomůcky
LabQuest rezistor 10 Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA vodič
regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127
- 189 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash
max 06A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci v okoliacute vodiče
6 Potom nastaviacuteme konstantniacute hodnotu proudu a pohybujeme teslametrem
v kolmeacutem směru k ose vodiče
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce B na velikosti
elektrickeacuteho proudu I a na vzdaacutelenosti
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ze znalosti velikosti proudu a vzdaacutelenosti od vodiče spočiacutetej magnetickou
indukci
2π
IB
d kde μ0 = 4πmiddot10
ndash7NmiddotA
ndash2
- 190 -
Elektrodynamika 42 SIacuteLA PŮSOBIacuteCIacute NA VODIČ
V MAGNETICKEacuteM POLI
Fyzikaacutelniacute princip
Na vodič o deacutelce l kteryacutem prochaacuteziacute proud I a je umiacutestěnyacute v magnetickeacutem poli
trvaleacuteho magnetu s indukciacute B působiacute siacutela F = BIl
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost siacutely působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli na velikosti proudu
prochaacutezejiacuteciacuteho vodičem
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA ampeacutermetr HCS-BTA vodič magnet
regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute KXN-305D rezistor 2 Ω-10 W
- 191 -
Scheacutema
- 192 -
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
siloměr DFS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo ndash5 A Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Siacutela a Spojovat body
Dole ndash003 N a Nahoře 003 N V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash
max 5 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Regulovatelnyacutem zdrojem zmenšujeme napětiacute (proud) na 0 V (0 A)
Přepoacutelujeme zapojeniacute zdroje Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute
(proud) Kontrolujeme proud ndash max 5 A Graf se vykresluje na opačnou stranu
osy y Siloměrem měřiacuteme siacutelu působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli
7 Provedeme analyacutezu grafu ndash proložiacuteme lineaacuterniacute funkci
8
9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute siacutela na velikosti elektrickeacuteho proudu I
- 193 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vypočiacutetej velikost siacutely ze znaacutemyacutech hodnot B I a l F BIl Magnetickou
indukci B změř teslametrem uvnitř magnetickeacuteho pole magnetu
2 Miacutesto jednoducheacuteho vodiče použij několik zaacutevitů vodiče (viz scheacutema)
Porovnej vyacutesledky měřeniacute
3 Měřeniacute uspořaacutedej vodorovnyacutem směrem Siloměr bude zavěšenyacute svisle
a ciacutevka bude otočně upevněnaacute uprostřed Ktereacute uspořaacutedaacuteniacute je vyacutehodnějšiacute
- 194 -
Elektrodynamika 43 ELEKTROMAGNETICKAacute
INDUKCE
Fyzikaacutelniacute princip
Elektromagnetickaacute indukce je jev při ktereacutem vznikaacute elektrickeacute napětiacute ve
vodiči změnou magnetickeacuteho pole v okoliacute vodiče (ciacutevky) Indukovaneacute napětiacute
zaacutevisiacute na velikosti změny magnetickeacuteho pole i na rychlosti jeho změny
Ciacutel
Změřit indukovaneacute napětiacute Ověřit na čem zaacutevisiacute
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA ciacutevka s jaacutedrem permanentniacute magnet
- 195 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod
dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 5 s
Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Roztočiacuteme
permanentniacute magnet v těsneacutem okoliacute ciacutevky (jaacutedra)
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 196 -
4 Opakujeme měřeniacute s rychlejšiacutem (pomalejšiacutem) otaacutečeniacutem magnetu
5 Vyměniacuteme magnet za bdquosilnějšiacuteldquo
6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash na čem zaacutevisiacute indukovaneacute napětiacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus ciacutevku s jinyacutem počtem zaacutevitů
2 Zkus pohybovat membraacutenou reproduktoru a měřit indukovaneacute napětiacute
3 Zkus napjatou strunu umiacutestit do magnetickeacuteho pole a na niacute měřit velikost
indukovaneacuteho napětiacute
- 197 -
Elektrodynamika 44 STŘIacuteDAVYacute PROUD
Fyzikaacutelniacute princip
Střiacutedavyacute proud (napětiacute) je proud kteryacute staacutele měniacute svoji velikost i směr Časovyacute
průběh různyacutech střiacutedavyacutech proudů (napětiacute) může byacutet harmonickyacute (sinusoida)
obdeacutelniacutekovyacute trojuacutehelniacutekovyacutehellip
Z časoveacuteho průběhu harmonickeacuteho proudu (napětiacute) můžeme určit periodu
frekvenci a amplitudu
Ciacutel
Změř časovyacute průběh harmonickeacuteho napětiacute a urči jeho efektivniacute hodnotu
periodu frekvenci a amplitudu Urči vztahy mezi nimi
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA (+ndash10 V) zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute do 5 V
multimetr
- 198 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme voltmetr VP-BTA (+ndash10 V)
2 Do školniacuteho zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute (max 5 V stř) připojiacuteme rezistor
100 Ω
3 Paralelně k tomuto rezistoru připojiacuteme multimetr zapojenyacute jako střiacutedavyacute
voltmetr Zkontrolujeme že napětiacute neniacute většiacute než 5 V (efektivniacute hodnota)
4 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
01 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute
přes 001 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
5 Připojiacuteme vyacutevody voltmetru k rezistoru a stiskneme tlačiacutetko START
(měřeniacute) na LabQuestu
6 Po proběhleacutem měřeniacute v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika ndash Napětiacute
7 Z tabulky Statistika můžeme odečiacutest max hodnotu napětiacute = amplituda
Umax = V
8 Na voltmetru odečteme efektivniacute hodnotu napětiacute Uef = V
- 199 -
9 Vzhledem k tomu že jsme zadali dobu měřeniacute 01 s tak se zobrazilo přesně
5 period Tzn že jedna perioda je T = 002 s a frekvence je f = 50 Hz
10 Vypočiacutetaacuteme poměr Umax Uef =
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jako zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute můžeme
použiacutet samotnyacute LabQuest s vyacutekonovyacutem
zesilovačem PAMP kteryacute připojiacuteme
k LabQuestu a v aplikaci Zesilovač (generaacutetor
funkciacute) můžeme nastavovat druh střiacutedaveacuteho
signaacutelu (sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek pila)
frekvenci a amplitudu Pomociacute druheacuteho
LabQuestu můžeme kontrolovat ndash měřit tento
střiacutedavyacute signaacutel
2 Jako jinyacute zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute (proudu)
můžeme použiacutet generaacutetor funkciacute NTL I u něj
je možneacute nastavovat druh střiacutedaveacuteho signaacutelu
(sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek) frekvenci
a amplitudu kterou můžeme pomociacute
LabQuestu měřit
3 Kde se využiacutevaacute střiacutedaveacute napětiacute (proud) S jakyacutem průběhem
4 Zkus změřit střiacutedaveacute napětiacute v nějakeacutem přiacutestroji např na reproduktoru
baterioveacuteho raacutedia Pozor střiacutedaveacute napětiacute musiacute byacutet menšiacute než plusmn10 V Ověř
nejdřiacuteve stř voltmetrem
- 200 -
Elektrodynamika 45 TŘIacuteFAacuteZOVEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Třiacutefaacutezoveacute napětiacute vznikaacute otaacutečeniacutem magnetu v soustavě třiacute ciacutevek Maacuteme tedy tři
zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute ndash faacuteze Třiacutefaacutezovyacute rozvod lze využiacutet k zapojeniacute do
hvězdy nebo k zapojeniacute do trojuacutehelniacuteku Faacutezoveacute napětiacute (u1 u2 u3) je napětiacute
(v našich domaacutecnostech 230 V) mezi středniacutem vodičem (N) a faacutezovyacutem
vodičem (L1 L2 L3) Sdruženeacute napětiacute (u12 u13 u23) je napětiacute (v našich
domaacutecnostech 400 V) mezi libovolnyacutemi dvěma faacutezovyacutemi vodiči
Ciacutel
Změřit časovyacute průběh napětiacute třiacute faacuteziacute v zapojeniacute do hvězdy Ověřit že součet
napětiacute v každeacutem čase je nulovyacute Ověřit že poměr sdruženeacuteho a faacutezoveacuteho
napětiacute je 173kraacutet většiacute
Pomůcky
LabQuest zdroj třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute 3 rezistory 100 Ω 3 voltmetry VP-BTA
- 201 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme 3 voltmetry VP-BTA ke vstupům CH1 CH2 a CH3 LabQuestu
Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu Na zdroji třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute nastaviacuteme hodnotu
faacutezoveacuteho napětiacute do 5 V
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
005 s Frekvence 10 000 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Uložiacuteme měřeniacute
- 202 -
5 Provedeme analyacutezu grafu Odečiacutetaacuteme v každeacutem časoveacutem okamžiku
okamžiteacute hodnoty napětiacute u1 u2 a u3 a provaacutediacuteme jejich součet ndash ověřujeme že
součet je nulovyacute
6 Střiacutedavyacutem voltmetrem změřiacuteme sdruženeacute a faacutezoveacute napětiacute (efektivniacute
hodnoty) a vypočiacutetaacuteme jejich poměr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z grafu ndash časoveacuteho průběhu napětiacute urči o jakou čaacutest periody jsou
posunuta napětiacute
2 Z grafu urči jakyacute je frekvence a perioda střiacutedavyacutech napětiacute
3 Jakyacute je poměr efektivniacute a maximaacutelniacute hodnoty faacutezoveacuteho střiacutedaveacuteho napětiacute
ktereacute jsi naměřil
4 Z grafu urči amplitudu sdruženeacuteho napětiacute a amplitudu faacutezoveacuteho napětiacute
Jakyacute je jejich poměr
- 203 -
Elektrodynamika 46 ELEKTROMAGNETICKEacute VLNY
Fyzikaacutelniacute princip
Magnetickeacute pole můžeme znaacutezornit pomociacute indukčniacutech čar
Elektrickeacute pole popisujeme elektrickyacutemi siločarami
Elektrickeacute a magnetickeacute pole spolu často souvisejiacute Mluviacuteme pak
o elektromagnetickeacutem poli Elektromagnetickeacute vlny jsou přiacutečneacute a šiacuteřiacute se i ve
vakuu Šiacuteřiacute se rychlostiacute světla Elektromagnetickyacutemi vlnami se přenaacutešejiacute
signaacutely rozhlasu televize mobilniacutech telefonů atd I světlo je elektromagnetickeacute
vlněniacute (zaacuteřeniacute)
- 204 -
Mezi frekvenciacute f vlnovou deacutelkou λ a rychlostiacute šiacuteřeniacute elektromagnetickeacuteho
vlněniacute c (světla) platiacute vzorecc
f
Ciacutel
Změřit vlnovou deacutelku elektromagnetickeacuteho vlněniacute Prokaacutezat polarizaci
elektromagnetickeacute vlny
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA bezdraacutetovyacute zvonek ndash tlačiacutetko pracujiacuteciacute na
frekvenci 43392 MHz přijiacutemač s půlvlnnyacutem dipoacutelem (viz přiacutespěvek O
Lepila)
Scheacutema
- 205 -
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod
dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Pohybujeme rovnoměrnyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema pohyb 1)
5 Z poloh maxim a minim určiacuteme vlnovou deacutelku
6 Uložiacuteme měřeniacute
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pohybujeme rovnoměrnyacutem otaacutečivyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema
pohyb 2)
9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash vlnovaacute deacutelka a polarizace elektromagnetickeacuteho vlněniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vyzkoušej jak zaacutevisiacute velikost naměřeneacuteho napětiacute na vzdaacutelenosti vysiacutelače od
přijiacutemače
2 Pomociacute mřiacutežky nebo plechu vyzkoušej odraz vlněniacute (a interferenci)
- 206 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
47 TERMISTOR
Fyzikaacutelniacute princip
Termistor je polovodičovaacute součaacutestka jejiacutež odpor zaacutevisiacute na teplotě
Ciacutel
Změř zaacutevislost odporu termistoru na teplotě Urči o jakou zaacutevislost se jednaacute
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA
rychlovarnaacute konvice s horkou vodou termistory se jmenovitou hodnotou
odporu 4k7 10k 15k počiacutetač s programem Logger Pro
- 207 -
Scheacutema
Postup
1 V konvici si ohřejeme vodu
2 Teploměr TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 2 a ohmmetr do
konektoru CH 1 LabQuestu
3 K ohmmetru připojiacuteme termistor (10k) kteryacute zastrčiacuteme společně
s teploměrem do kaacutedinky
- 208 -
4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
5 Zapneme LabQuest
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Experiment ndash Sběr dat Trvaacuteniacute
300 s Frekvence 1 čteniacutes
8 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu na
osu y Odpor a na osu x Teplotu
9 Nalejeme horkou vodu z konvice do kaacutedinky s teploměrem a termistorem
a zapneme Sběr dat v programu LoggerPro
10 Voda postupně chladne a počiacutetač vykresluje graf zaacutevislosti R = f(t)
Ochlazovaacuteniacute můžeme pomalu urychlovat opatrnyacutem přileacutevaacuteniacutem studeneacute vody
a současnyacutem miacutechaacuteniacutem Pro hlubšiacute ochlazeniacute můžeme použiacutet kousek ledu
11 Po skončeniacute měřeniacute (300 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti ndash menu
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute a můžeme opakovat měřeniacute pro dalšiacute
termistor Nebo při měřeniacute použiacutet současně dva ohmmetry (CH 2 a CH 3) a dva
termistory
12 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
- 209 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z programu Logger Pro z tabulky můžeme naměřenaacute data pomociacute Ctrl+C
a Ctrl+V zkopiacuterovat do programu Excel a tam je daacutele zpracovaacutevat ndash sestrojit
graf proložit funkci
2 V programu Logger Pro můžeme v menu Analyacuteza ndash Curve Fit zkusit
proložit funkci kterou si vybereme ze seznamu Ověř vyacutepočtem (Excel
kalkulačka) že zvolenaacute funkce bdquofungujeldquo
3 Zdůvodněte proč odpor termistoru klesaacute s rostouciacute teplotou Kde se toho
využiacutevaacute
- 210 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
48 FOTOREZISTOR
Fyzikaacutelniacute princip
Fotorezistor (dřiacuteve označovaacuten jako fotoodpor) je pasivniacute elektrotechnickaacute
součaacutestka bez PN přechodu jejiacutež elektrickyacute odpor R se snižuje se zvyšujiacuteciacutem
se osvětleniacutem E
Princip fotorezistoru je založen na vnitřniacutem fotoelektrickeacutem jevu světlo
(foton) naraziacute do elektronu ve valenčniacute sfeacuteře a předaacute mu svoji energii tiacutem
elektron ziacuteskaacute dostatek energie k překonaacuteniacute zakaacutezaneacuteho paacutesu a skočiacute
z valenčniacuteho paacutesu do vodivostniacuteho Tiacutem opustiacute svůj atom a pohybuje se jako
volnyacute elektron prostorem krystaloveacute mřiacutežky Na jeho miacutestě vznikla diacutera Takto
vznikleacute volneacute elektrony přispiacutevajiacute ke sniacuteženiacute elektrickeacuteho odporu R (zvyacutešeniacute
elektrickeacute vodivosti G) Čiacutem viacutece světla na fotorezistor dopadaacute tiacutem vznikaacute viacutece
volnyacutech elektronů a zvyšuje se tiacutem elektrickaacute vodivost
Ciacutel
Změřit zaacutevislost odporu fotorezistoru na vzdaacutelenosti od zdroje světla
(žaacuterovky) Analyzovat funkčniacute zaacutevislost
- 211 -
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) fotorezistor počiacutetač
s programem Logger Pro
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 K ohmmetru připojiacuteme fotorezistor
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se
vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Fotorezistor (upevněnyacute v trubičce) nastaviacuteme 10 cm od žaacuterovky
- 212 -
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 10 cm a stiskneme OK
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 20 cm 30 cmhellip
150 cm
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute fotorezistory
14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Připoj k LabQuestu luxmetr a změř zaacutevislost odporu na osvětleniacute
- 213 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
49 TRANZISTOR JAKO SPIacuteNAČ A ZESILOVAČ
Fyzikaacutelniacute princip
Tranzistor je polovodičovaacute součaacutestka se dvěma přechody PN Středniacute čaacutest
krystalu polovodiče je baacuteze B a přechody PN ji oddělujiacute od oblasti s opačnyacutem
typem vodivosti kolektorem C a emitorem E Podle druhu vodivosti
jednotlivyacutech čaacutestiacute označujeme tranzistory jako typy NPN a PNP
Zaacutekladniacute funkce tranzistoru Maleacute napětiacute v obvodu baacuteze vzbuzuje proud
kteryacute je přiacutečinou mnohokraacutet většiacuteho proudu v obvodu kolektoroveacutem Tranzistor
se použiacutevaacute jako bdquoelektronickyacute spiacutenačldquo a bdquozesilovačldquo
- 214 -
Ciacutel
Ověřit činnost tranzistoroveacuteho spiacutenače a tranzistoroveacuteho zesilovače
Pomůcky
LabQuest dva voltmetry VP-BTA zapojeniacute tranzistoru jako spiacutenače
a zesilovače (podle scheacutema) generaacutetor signaacutelu baterie 45 V
Scheacutema
a) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquospiacutenačeldquo
- 215 -
b) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquozesilovačeldquo
Postup
1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 a CH 2 LabQuestu
2 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquospiacutenačldquo dle scheacutema a) Voltmetry měřiacuteme napětiacute
UBE (U1) a UCE (U2)
3 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme trojuacutehelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 5V
4 Voltmetr U1 připojiacuteme mezi baacutezi a emitor (UBE) Voltmetr U2 připojiacuteme
mezi kolektor a emitor (UCE)
5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
3 s Frekvence 10 000 čteniacutes
6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
- 216 -
Tranzistor jako bdquospiacutenačldquo
7 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
8 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquozesilovačldquo dle scheacutema b) Voltmetry měřiacuteme
napětiacute UBE (U1) a UCE (U2) Potenciometrem P nastaviacuteme bdquopracovniacute bod
tranzistoruldquo ndash UCE bude miacutet polovičniacute hodnotu napaacutejeciacuteho napětiacute
9 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme sinusovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 015 V
10 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 01 s Frekvence 10 000 čteniacutes
11 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
- 217 -
12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
13 Určiacuteme jakyacute je poměr UCEUBE
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Při jakeacutem napětiacute UBE tranzistor bdquosepneldquo Jak dlouho probiacutehaacute bdquosepnutiacuteldquo
2 Zkus měnit kmitočet vstupniacuteho napětiacute zesilovače
3 Zkus měnit nastaveniacute pracovniacuteho bodu Jakyacute to maacute vliv na vyacutestupniacute signaacutel
4 Zkus měnit velikost střiacutedaveacuteho vstupniacuteho napětiacute Jakyacute to maacute vliv na tvar
vyacutestupniacuteho napětiacute
- 218 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
410 INTEGROVANYacute OBVOD
Fyzikaacutelniacute princip
Prvniacute integrovanyacute obvod zkonstruoval Jack Kilby koncem srpna 1958 (r 2000
Nobelova cena za fyziku) Integrovaneacute obvody jsou součaacutestky ktereacute v jednom
pouzdře obsahujiacute velkeacute množstviacute vodičů rezistorů kondenzaacutetorů diod
a tranzistorů Děliacuteme je na čiacuteslicoveacute analogoveacute hellip
- 219 -
Ciacutel
Ověřit činnost integrovaneacuteho obvodu (čiacuteslicovyacute analogovyacute hellip)
Pomůcky
LabQuest tři voltmetry VP-BTA moduly zapojeniacute integrovanyacutech obvodů
LabQuest jako generaacutetor signaacutelu nebo jinyacute generaacutetor signaacutelu
- 220 -
Scheacutema
a) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo
b) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo
- 221 -
Postup
1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu
2 Zapojiacuteme čiacuteslicovyacute integrovanyacute obvod MH 7400 jako bdquoANDldquo bdquoORldquo hellip
dle scheacutematu a) b)
3 Na dvou generaacutetorech signaacutelu nastaviacuteme
obdeacutelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 45 V
4 Na prvniacutem generaacutetoru nastaviacuteme kmitočet
2 Hz a na druheacutem 3 Hz Připojiacuteme je na
vstupy A a B a připojiacuteme k nim voltmetry 1
a 2 K vyacutestupu Y připojiacuteme 3 voltmetr
5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 s Frekvence 200 čteniacutes
6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme
- 222 -
Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo
Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute
funkce bdquoNANDldquo
2 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute
funkce bdquoNORldquo
3 Zkus dalšiacute logickeacute funkce
4 Vyzkoušej funkci jinyacutech čiacuteslicovyacutech integrovanyacutech obvodů Např MH
7493 MH 74153 hellip
5 Vyzkoušej funkci jinyacutech analogovyacutech integrovanyacutech obvodů Např NE
555 hellip
- 223 -
Atomy a zaacuteřeniacute 411 RADIOAKTIVITA A OCHRANA
PŘED ZAacuteŘENIacuteM
Fyzikaacutelniacute princip
Radioaktivita je samovolnaacute přeměna jader Při přeměnaacutech jader vznikaacute zaacuteřeniacute
alfa beta gama a dalšiacute Poločas přeměny je doba za kterou se přeměniacute
polovina původniacuteho počtu radioaktivniacutech jader Ionizujiacuteciacute zaacuteřeniacute škodiacute všem
živyacutem buňkaacutem a je potřeba se před niacutem chraacutenit
Ciacutel
Změř uacuteroveň pozadiacute v miacutestnosti a na louce Ověř uacutečinek ozaacuteřeniacute detektoru od
zdroje zaacuteřeniacute na vzdaacutelenosti době tloušťce stiacuteněniacute a materiaacutelu stiacuteněniacute Ověř
zaacutekon radioaktivniacute přeměny Urči poločas přeměny baria 137m
Ba
Pomůcky
LabQuest souprava GAMABETA (GABEset-1) kabel k propojeniacute detektoru
s LabQuestem (viz doplňkovyacute text) souprava GABEset-2 přiacutepadně detektor
zaacuteřeniacute DRM-BTD
- 224 -
Scheacutema
Postup
1 Propojiacuteme detektor zaacuteřeniacute DRM-BTD (od firmy Vernier) nebo indikaacutetor
zaacuteřeniacute IRA ze soupravy GAMABETA 2007 (staršiacute GABEset-1) do konektoru
DIG 1 LabQuestu V druheacutem přiacutepadě musiacuteme požiacutet propojovaciacute kabel (viz
doplňkovyacute text nebo httpwwwvernierczclankypropojeni-gamabety-s-
labquestem)
2 Zapneme LabQuest V menu Senzor ndash Nastaveniacute senzorů vybereme pro
DIG 1 Detektor radiace Je vyacutehodneacute připojit dva detektory současně Druhyacute do
DIG 2 Oba umiacutestiacuteme na různaacute miacutesta (ne vedle sebe)
- 225 -
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Frekvence 01 čteniacutes a Trvaacuteniacute
100s
4 V menu Graf ndash Parametry grafu zvoliacuteme Automatickeacute měřiacutetko od nuly
5 Detektor (y) zaacuteřeniacute postaviacuteme volně na stůl Nepoužiacutevaacuteme žaacutednyacute zdroj
zaacuteřeniacute
6 Zapneme Sběr dat Měřeniacute bude probiacutehat 100 s v 10-ti sekundovyacutech
intervalech Vykresluje (iacute) se křivka (y) kteraacute (eacute) znaacutezorňuje (iacute) radioaktivitu
kolem naacutes (pozadiacute) v miacutestnosti nebo na louce Radioaktivita je přirozenou
součaacutestiacute našeho života Pokud použijeme dva detektory současně vidiacuteme že na
různyacutech miacutestech je jinyacute naacutepočet Radioaktivniacute přeměny majiacute statistickou
povahu
7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme (menu Graf ndash Uložit měřeniacute)
8 Pro dalšiacute měřeniacute můžeme změnit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme
Frekvence 001 čteniacutes a Trvaacuteniacute 1 000 s
9 V dalšiacutech měřeniacutech postupujeme stejně (bod 6 a 7) ale můžeme plnit
různeacute uacutekoly
a) Stanovit uacutečinek vzdalovaacuteniacute detektoru od zdroje zaacuteřeniacute (použijeme školniacute
zdroj zaacuteřeniacute ze soupravy GAMABETA) Pokud použijeme dva detektory
současně jeden nechaacuteme samostatně a druhyacute budeme ozařovat zdrojem zaacuteřeniacute
z různyacutech vzdaacutelenostiacute a v 10-ti (přiacutepadně při změně nastaveniacute bod 8 ndash 100)
sekundovyacutech intervalech budeme zdroj zaacuteřeniacute postupně po 2 cm vzdalovat od
detektoru
b) Stanovit miacuteru absorpce zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na tloušťce vrstvy
stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu Jeden detektor ozařujeme zaacuteřeniacutem beta a druhyacute zaacuteřeniacutem
gama (ze školniacuteho zdroje zaacuteřeniacute) Přitom v danyacutech časovyacutech intervalech
měniacuteme tloušťku měděneacute destičky (viz naacutevod k soupravě GAMABETA)
Vzhledem k tomu že je možno nastavit 6 různyacutech tlouštěk destičky (ek) potom
je vhodneacute dobu trvaacuteniacute změnit na 60 přiacutepadně 600 sekund
c) Stanovit rozdiacutel v absorpci zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na protonoveacutem
čiacutesle stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu shodneacute tloušťky Souprava GAMABETA obsahuje
destičky různyacutech materiaacutelů hliniacutek železo ciacuten měď olovo Prvniacute měřeniacute
provaacutediacuteme bez absorpčniacute destičky a potom postupně vystřiacutedaacuteme destičky
z různyacutech materiaacutelů Pro měřeniacute b) a c) je vhodnějšiacute doba trvaacuteniacute 600 s protože
- 226 -
změna tloušťky nebo materiaacutelu vyžaduje dvě sekundy a tiacutem zmenšiacuteme chybu
měřeniacute v jednotlivyacutech intervalech
d) Ověřeniacute zaacutekona radioaktivniacute přeměny Pro měřeniacute je potřeba ještě
souprava GABEset-2 kteraacute umožňuje přiacutepravu eluaacutetu baria k určeniacute poločasu
přeměny baria 137m
Ba (cca 150 s) K měřeniacute musiacuteme proveacutest nastaveniacute v bodě
8 (viz vyacuteše) Postupujeme podle naacutevodu v soupravě GABEset-2
10 Vysloviacuteme zaacutevěry
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus vyacuteše uvedenaacute měřeniacute proveacutest s připojenyacutem LabQuestem k PC
v programu Logger Pro Zde je možno nastavit zobrazeniacute grafu v sloupečciacutech
ndash menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu ndash Graph options ndash Bar graph
2 Zkus proměřit poločas přeměny s připojenyacutem LabQuestem k PC
v programu Logger Pro Pro detektor 1 můžeme proveacutest analyacutezu grafu
Analyacuteza ndash CurveFit ndash Natural exponent (proložit exponenciaacutelniacute funkci)
Poločas rozpadu je pak převraacutecenou hodnotou koeficientu C (viz niacuteže graf)
- 227 -
Atomy a zaacuteřeniacute 412 SLUNCE ndash SDIacuteLENIacute TEPLA
SAacuteLAacuteNIacuteM
Fyzikaacutelniacute princip
Slunce vysiacutelaacute elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute do prostoru Dopadne-li toto zaacuteřeniacute na
nějakeacute jineacute těleso a dojde-li k pohlceniacute tohoto zaacuteřeniacute zvyacutešiacute se vnitřniacute energie
tohoto tělesa Souhrnně se vzaacutejemneacute saacutelaacuteniacute a pohlcovaacuteniacute při dvou nebo i viacutece
tělesech s různyacutemi teplotami nazyacutevaacute sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem Dopadne-li toto
zaacuteřeniacute na jineacute těleso je čaacutestečně pohlceno čaacutest se odraacutežiacute a čaacutest prochaacuteziacute
tělesem Pohlceneacute zaacuteřeniacute způsobuje zvyacutešeniacute vnitřniacute energie tělesa odraženeacute
zaacuteřeniacute dopadaacute na jinaacute tělesa a prochaacutezejiacuteciacute zaacuteřeniacute přechaacuteziacute na jinaacute tělesa
Pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa zaacutevisiacute předevšiacutem na jakosti povrchu
a takeacute na barvě povrchu V praxi maacute tento poznatek vyacuteznam předevšiacutem při
konstrukci různyacutech zařiacutezeniacute např biacuteleacute chladničky a mrazaacuteky (aby se co nejviacutece
zaacuteřeniacute odrazilo) v leacutetě nosiacuteme předevšiacutem světleacute oblečeniacute Chceme-li naopak
aby se co nejviacutece zaacuteřeniacute pohltilo voliacuteme černou barvu povrchu
Ciacutel
Ověřit pohltivost různyacutech povrchů
Pomůcky
LabQuest 4 ks teploměr TMP-BTA 4 ks PET laacutehviacute s různyacutem povrchem
žaacuterovka 100 W 300 W
- 228 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměry TMP-BTA ke vstupům CH1 až CH4 LabQuestu
Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
600 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Zapneme žaacuterovku 300 W
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 229 -
5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa na
jakosti povrchu a takeacute na barvě povrchu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute se 100 W žaacuterovkou
2 Provedeme měřeniacute pro jineacute barvy a povrchy
- 230 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
413 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK I
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na osvětleniacute E
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)
- 231 -
Scheacutema
- 232 -
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E
solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 Na ose x zvoliacuteme Osvětleniacute (Illumination (lux)) a na ose y Vyacutekon (mW)
6 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzoreks
daacutele zatrhneme volbu Nepřerušenyacute sběr dat
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Plynule přibližujeme (přiacutepadně vzdalujeme) žaacuterovku k solaacuterniacutem člaacutenkům
Měřiacuteme zaacutevislost P = f(E)
9 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
10 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků zapojenyacutech seacuteriově a paralelně
- 233 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
414 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK II
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na uacutehlu natočeniacute solaacuterniacutech člaacutenků
vzhledem ke zdroji světla
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)
- 234 -
Scheacutema
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E
solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
- 235 -
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev
sloupce Uacutehel Značka α Jednotky deg
6 Na ose x zvoliacuteme Uacutehel (deg) a na ose y Vyacutekon (mW)
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute
panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky
9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu uacutehlu 0deg
10 Natočiacuteme solaacuterniacute panel o 10deg od směru šiacuteřeniacute světla Využijeme uacutehloměr na
stavebnici solaacuterniacutech panelů Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu
uacutehlu 10deg
11 Opakujeme postup pro dalšiacute hodnoty uacutehlů 20deg 30deg hellip 90deg
12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
13 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků osvětlenyacutech Sluncem
- 236 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
415 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK III
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na vlnoveacute deacutelce světla - filtru
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad) barevneacute filtry ze
stavebnice
- 237 -
Scheacutema
- 238 -
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev
sloupce Barva filtru Značka λ Jednotky nm
6 Na ose x zvoliacuteme Barva filtru (nm) a na ose y Vyacutekon (mW)
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute
panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky Před solaacuterniacute
člaacutenky vložiacuteme bdquomodryacute filtrldquo
- 239 -
9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu vlnoveacute deacutelky modreacuteho
světla ndash 460 nm
10 Opakujeme postup pro zelenyacute žlutyacute a červenyacute filtr
11 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
12 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pomociacute spektrofotometru změř vlnovou deacutelku světla ktereacute projde přes danyacute
barevnyacute filtr
2 Vyzkoušej jineacute barevneacute filtry
Mgr Vaacuteclav Pazdera
Měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier
Vydal Repronis v Ostravě roku 2012
Technickaacute uacuteprava textu doc RNDr Oldřich Lepil CSc
Naacutevrh obaacutelky
Tisk Repronis s r o Ostrava
Počet stran 240
Naacuteklad 150 ks
Vydaacuteniacute prvniacute
ISBN 978-80-7329-
- 12 -
Scheacutema
Postup
1 Digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-4001 (rozsah 0 až 4 000 g) zapojiacuteme do konektoru
USB počiacutetače
2 Spustiacuteme program LoggerPro
3 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g hellip) a
kontrolujeme zda vaacutehy ukazujiacute spraacutevnou hmotnost Naměřeneacute hmotnosti
zapisujeme do tabulky
4 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme stejneacute krychličky 1cm3 (nebo zaacutevažiacute)
z různyacutech materiaacutelů (Al Fe Zn Cu Pb dřevahellip) Naměřeneacute hmotnosti
zapisujeme do tabulky
5 Na misku vah postupně poklaacutedaacuteme mince (1 Kč 2 Kč 5 Kčhellip) Naměřeneacute
hmotnosti zapisujeme do tabulky
6 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Trvaacuteniacute
200 s Frekvence 1 čteniacutes
7 Na digitaacutelniacute vaacutehu postaviacuteme PET laacutehev s uzavřenyacutem odtokem
- 13 -
8 Uvolniacuteme odtok a současně stiskneme tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Měřiacuteme
jak se měniacute hmotnost kapalneacuteho tělesa po dobu 200 sekund Pokud je otvor
malyacute (voda vyteacutekaacute deacutele než je nastavenaacute doba) tak prodloužiacuteme dobu trvaacuteniacute
měřeniacute Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme naměřenyacute graf a přiacutepadně vyhodnotiacuteme
jeho průběh
9 Stejneacute měřeniacute (ad 8)) ale na hrdle PET laacutehve je našroubovaacuten vršek
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proveď analyacutezu naměřeneacuteho grafu ndash menu Analyacuteza ndash Proložit křivku nebo
Analyacuteza ndash Statistika
2 Stejneacute měřeniacute (ad 7) můžeme proveacutest s hořiacuteciacute sviacutečkou nebo s přiteacutekajiacuteciacute
vodou do PET laacutehve
3 Do PET laacutehve postaveneacute na digitaacutelniacute vaacuteze daacuteme určiteacute množstviacute octa (1dl)
můžeme takeacute přidat teploměr GoTemp zapneme měřeniacute a přisypeme saacuteček
sody Měřiacuteme zda se zmenšiacute hmotnost reagujiacuteciacute směsi (unikaacute plyn CO2)
Sledujeme i teplotu reagujiacuteciacutech laacutetek Zůstaacutevaacute hmotnost stejnaacute nebo se měniacute
Pokud maacuteme senzor pH můžeme při reakci sledovat i tuto vlastnost
4 Dvoulitrovou praacutezdnou PET laacutehev (uřiacuteznuteacute hrdlo) postav na digitaacutelniacute vaacutehu
V programu LoggerPro stiskni tlačiacutetko Sběr dat (měřeniacute) Naleacutevej do praacutezdneacute
laacutehve oxid uhličityacute (vyrobenyacute reakciacute octa a sody nebo z bombičky sifonu)
Pozoruj jak se měniacute hmotnost Nech měřeniacute běžet delšiacute dobu a pozoruj jak se
měniacute hmotnost Vyhodnoť měřeniacute Z naměřenyacutech hodnot a ze znalosti hustoty
vzduchu (129 kgm3) urči hustotu oxidu uhličiteacuteho Jakou maacute oxid uhličityacute
hustotu v porovnaacuteniacute s hustotou vzduchu
- 14 -
Veličiny a jejich měřeniacute
13 ČAS REAKČNIacute DOBA
Fyzikaacutelniacute princip
Čas je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličina kteraacute se nejčastěji označuje malyacutem
piacutesmenem t Jednotkou času je sekunda s
Reakčniacute doba člověka je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute
udaacutelosti do jeho reakce Mnoho faktorů ovlivňuje reakčniacute dobu člověka
Ciacutel
Změřit časoveacute uacuteseky různyacutech dějů pomociacute stopek LabQuestu
Změřit reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět
Pomůcky
LabQuest ultrazvukoveacute měřidlo vzdaacutelenosti GoMotion 2 ks voltmetry VP-
BTA deacutelkoveacute měřidlo
- 15 -
Scheacutema
Postup
1 Zapneme LabQuest a v dolniacute naacutestrojoveacute liště klikneme na ikonu domeček
2 V zobrazeneacute nabiacutedce zvoliacuteme Stopky
3 Stopky ovlaacutedaacuteme třemi tlačiacutetky ndash startstop vynulovaacuteniacute a zkopiacuterovaacuteniacute
aktuaacutelniacuteho uacutedaje z displeje např do kalkulačky Vyzkoušej si to
4 Změřiacuteme časoveacute uacuteseky různyacutech dějů
a) dobu mezi dvěma zvuky (generujeme pomociacute programu na PC ndash lze
přesně nastavit dobu dvě tlesknutiacute)
b) dobu kmitu kyvadla (dvěma po sobě jdouciacutem kyvům řiacutekaacuteme kmit)
c) dobu volneacuteho paacutedu tělesa z vyacutešky 2 metry můžeme ověřit pomociacute
GoMotion
d) dobu volneacuteho paacutedu dřevěneacute tyčky s deskou kterou jeden člověk pustiacute a
druhyacute chytiacute můžeme ověřit pomociacute GoMotion
- 16 -
e) dobu pohybu tělesa (autiacutečko vlaacuteček) po vodorovneacute podložce
f)
5 Změřiacuteme reakčniacute dobu člověka na světelnyacute zvukovyacute a dotykovyacute podnět
a) Světelnyacute ndash k LabQuestu připojiacuteme dva voltmetry VP-BTA prvniacute
připojiacuteme na LED (žaacuterovku) kteraacute je zapojena do obvodu s tlačiacutetkem
druhyacute připojiacuteme na rezistor zapojenyacute v obvodu s tlačiacutetkem prvniacute student
stiskne tlačiacutetko v prvniacutem obvodu a druhyacute stiskne v reakci na rozsviacutecenou
LED-ku (žaacuterovku) tlačiacutetko v druheacutem obvodu na LabQuestu
vyhodnotiacuteme dobu mezi napěťovyacutemi impulzy
b) Zvukovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze miacutesto LED-ky je zapojen bzučaacutek
a druhyacute student maacute zavřeneacute oči a reaguje na zvuk
c) Dotykovyacute ndash stejneacute jako v ad a) pouze s tiacutem že prvniacute student se druheacuteho
dotkne rukou
6 Poznaacutemka
a) U všech třiacute měřeniacute v ad 5) je potřeba nastavit na LabQuestu v menu
Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 2 s Frekvence 1 000 čteniacutes Trigger
nastaviacuteme na Zapnuto a je rostouciacute přes 1 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute
Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
b) Miacutesto druheacuteho obvodu a voltmetru můžeme použiacutet senzor stisku ruky
HD-BTA
c) Při připojeniacute (ad 4c))ultrazvukoveacuteho senzoru MD-BTD nebo GO-MOT
do vstupu DIG 1 nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim
Časovaacute zaacutekladna Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
- 17 -
7 Ukončiacuteme měřeniacute
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkuste změřit reakčniacute dobu
a) opakovaně u jednoho studenta
b) u diacutevek a chlapců
c) mladyacutech a staryacutech lidiacute
d) raacuteno a večer
Na zaacutevěr sestav přehlednou tabulku všech vyacutesledků
2 Reakčniacute doba řidiče je časovyacute uacutesek kteryacute uplyne od vzniku nenadaacuteleacute
udaacutelosti do řidičovy reakce Jejiacute doba se pohybuje kolem 2 sekund ale vždy
zaacuteležiacute na pozornosti řidiče jeho věku fyzickeacute kondici a dalšiacutech faktorech Do
reakčniacute doby se však nezapočiacutetaacutevaacute doba prodlevy a naacuteběhu brzd Pamatujte
proto na bezpečnou vzdaacutelenost mezi vozidly a udržujte odstup
3 Zkuste chytit bankovku puštěnou druhyacutem člověkem dvěma prsty (pokud ji
chytnete je vaše) Proč ji nelze chytit
- 18 -
Veličiny a jejich měřeniacute
14 RYCHLOST
Fyzikaacutelniacute princip
Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme
v metrech za sekundu m
s
nebo v kilometrech za hodinu km
h
U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se
rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT
- 19 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 3 s
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost pohybu
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a potom se
přibližovat a daacutele se naopak vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost
chůze člověka (0 až 6 m)
- 20 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho
miacuteče od senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem
papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho autiacutečka (viz foto vyacuteše) vlaacutečkuhellip
5 Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
- 21 -
Veličiny a jejich měřeniacute
15 DRAacuteHA
Fyzikaacutelniacute princip
Draacuteha s je deacutelka trajektorie Trajektorie je křivka kterou těleso opisuje při
sveacutem pohybu
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru draacutehu kterou uraziacute těleso
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT deacutelkoveacute měřidlo
- 22 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 Zapneme LabQuest a okamžitě můžeme měřit různeacute vzdaacutelenosti ndash od
senzoru ke stropu k tabuli k zemi k ruce hellip
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 15 s
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme vzdaacutelenost od
dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a přibližovat
se a vzdalovat se od senzoru ndash měřiacuteme vzdaacutelenost pohybujiacuteciacuteho se
člověka od senzoru (0 až 6 m)
- 23 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme vzdaacutelenost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme vzdaacutelenost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme vzdaacutelenost miacuteče od
senzoru
f) Stejneacute jako za d) ale s mělkyacutem papiacuterovyacutem kornoutem nebo mělkyacutem
papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme vzdaacutelenost od jedouciacuteho autiacutečka vlaacutečku hellip
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakou veličinu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
2 Překresli jednotliveacute grafy (vyacuteše naměřeneacute) na grafy s = f(t) ndash draacuteha je
funkciacute času
- 24 -
Veličiny a jejich měřeniacute
16 TEPLOTA
Fyzikaacutelniacute princip
Teplota je fyzikaacutelniacute veličina t kterou použiacutevaacuteme k popisu stavu tělesa (rychlost
pohybu atomů) Jednotkou je Celsiův stupeň (degC) Teplota tajiacuteciacuteho ledu je 0 degC
Bod varu vody je 100 degC Stupeň Fahrenheita (degF) je jednotka teploty
pojmenovanaacute po německeacutem fyzikovi Gabrielu Fahrenheitovi Dnes se použiacutevaacute
hlavně v USA
- 25 -
Ciacutel
Odhadnout teplotu a pak odhad ověřit teploměrem Ověřit teplotu tajiacuteciacuteho ledu
Ověřit teplotu varu vody Změřit jak se měniacute teplota v průběhu dne a při
ohřiacutevaacuteniacute nebo ochlazovaacuteniacute tělesa
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA teploměr STS-BTA PET laacutehve
- 26 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměr STS-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
2 Do několika naacutedob z PET lahviacute připraviacuteme vodu o různeacute teplotě ndash prvniacute
přidaacuteme led a u ostatniacutech postupně viacutece a viacutece horkeacute vody z elektrovarneacute
konvice
3 Zapneme LabQuest a můžeme měřit teplotu Nejdřiacuteve zkusiacuteme odhadnout
teplotu a potom ověřiacuteme pomociacute teploměru teplotu různyacutech těles
a) vzduch v miacutestnosti (u podlahy uprostřed u stropu)
b) vzduch na ulici
c) teplaacute voda
d) studenaacute voda
e) horkaacute voda
f) tajiacuteciacute led
g) tajiacuteciacute led a sůl
- 27 -
h) vařiacuteciacute voda
i) teplota lidskeacuteho těla
j) teplota v chladničce (dole nahoře v mraziciacutem boxu)
k)
4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 60 čteniacuteh Trvaacuteniacute 24 h
5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme venku za oknem
tak aby se nedotyacutekal žaacutedneacuteho tělesa
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu
vzduchu v průběhu 24 hodin Dalšiacute den ve stejnou dobu ukončiacuteme měřeniacute
7 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
8 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutemin Trvaacuteniacute 24 min
9 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Senzor teploměru umiacutestiacuteme do kaacutedinky se
studenou vodou a začneme ohřiacutevat lihovyacutem kahanem
10 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a měřiacuteme teplotu vody
v průběhu 12 minut (ohřiacutevaacuteniacute) Pak zahasiacuteme kahan a měřiacuteme dalšiacutech12 minut
(ochlazovaacuteniacute) Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 120 čteniacutemin Trvaacuteniacute 3 min
2 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu uchopiacuteme senzor
teploměru do ruky a pozorujeme změnu teploty Stejneacute měřeniacute provedeme
s teploměrem TMP-BTA a teploměrem STS-BTA Proč se lišiacute průběhy obou
grafů Kde toho lze využiacutet
4 Zapoj do LabQuestu dva teploměry Vezmi si dvě naacutedoby s vodou
o různyacutech teplotaacutech ndash studenaacute a teplaacute Měř jejich teploty (tlačiacutetko START)
- 28 -
Přelej vodu z prvniacute naacutedoby do druheacute a současně přendej teploměr z prvniacute
naacutedoby do druheacute Popiš co pozoruješ Z grafu urči teploty před smiacutechaacuteniacutem
a teplotu po smiacutechaacuteniacute
5 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vody ve zkumavce v různyacutech
hloubkaacutech
a) budeš-li vodu ohřiacutevat u dna
b) budeš-li vodu ohřiacutevat u hrdla
6 Pomociacute teploměru STS-BTA změř teplotu vzduchu ve zkumavce v různyacutech
hloubkaacutech
- 29 -
Siacutely a jejich vlastnosti
17 SIacuteLA
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se
piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N
Ciacutel
Určit velikosti různyacutech sil Určit hmotnost zaacutevažiacute ktereacute je přitahovaacuteno k zemi
silou 1 N Určit siacutelu stisku ruky a siacutelu stisku mezi dvěma prsty Určit velikost
siacutely kterou člověk působiacute na zem
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA plošnyacute siloměr FP-BTA senzor siacutely stisku ruky
HD-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma
- 30 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)
2 Zapneme LabQuest
3 Zavěšujeme postupně různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 g ) na siloměr
Naměřeneacute uacutedaje zapisujeme do tabulky
4 Na siloměr zavěsiacuteme pružinu Vynulujeme siloměr Zavěšujeme postupně
různaacute zaacutevažiacute (100 g 150 g 200 ghellip) na pružinu a měřiacuteme prodlouženiacute
pružiny y Sestrojiacuteme graf F = f(y) Určiacuteme konstantu přiacutemeacute uacuteměrnosti
5 Zavěsiacuteme na siloměr misku z rovnoramennyacutech vah a vynulujeme siloměr ndash
menu Senzory ndash Vynulovat Postupně na misku přidaacutevaacuteme zaacutevažiacute až siloměr
ukazuje přesně siacutelu 1 N Vyacutesledek (hmotnost zaacutevažiacute) zapiacutešeme do tabulky
6 K LabQuestu připojiacuteme senzor siacutely stisku ruky HD-BTA Měřiacuteme
postupně siacutelu stisku ruky pro pravou a levou ruku
7 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Měřiacuteme siacutelu stisku ruky
po dobu 60 sekund ndash nepřerušovaně držiacuteme Sledujeme jak siacutela stisku
v průběhu času ochabuje
9 Bod 5 6 a 7 opakujeme pro siacutelu stisku mezi prsty
- 31 -
10 K LabQuestu připojiacuteme plošnyacute siloměr FP-BTA Přepneme na většiacute
rozsah 0 ndash 3 500 N Postaviacuteme se na tento siloměr Změřiacuteme siacutelu kterou člověk
působiacute na zem (tiacuteha G) Zapiacutešeme do tabulky Určiacuteme hmotnost člověka
11 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 60 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
12 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sledujeme jak se
měniacute tlakovaacute siacutela při dřepu kliku vyacuteskoku při běžneacute chůzi (jedna noha střiacutedaacute
druhou) při přitisknutiacute senzoru ke stěněhellip
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute jak se měniacute siacutela působiacuteciacute na plošnyacute siloměr FP-BTA při
jiacutezdě vyacutetahem když na něm stojiacuteme (vliv zrychlovaacuteniacute zpomalovaacuteniacute)
2 Polož plošnyacute siloměr na židli sedni si na něj a vyzkoušej jakou silou
působiacuteš na židli
3 Na siloměr DFS-BTA zavěsiacuteme hranol Určiacuteme velikost siacutely kterou
přitahuje Země hranol Taacutehneme tento hranol po podložce a změřiacuteme velikost
tahoveacute siacutely Porovnaacuteme tyto dvě siacutely
4 Proveďte statistickyacute průzkum ve třiacutedě o kolik je u pravaacutekůlevaacuteků silnějšiacute
pravaacutelevaacute ruka (holekkluků) Vypočiacutetejte průměrneacute hodnoty
- 32 -
Elektrickeacute vlastnosti laacutetek
18 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovaacuteniacute těles
Jeho jednotkou je coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při
pokusech ve třiacutedě pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů)
1 nC je přibližně 6 000 000 000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj
elektronuhellip) Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj
(na skleněneacute tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně
nabiteacute těleso maacute viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute
protony K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič
naacuteboje
Ciacutel
Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute
při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute
Pomůcky
LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA tělesa (plechovka na polystyreacutenu kovoveacute
kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute
těles
- 33 -
Scheacutema
Postup
1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou
krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku
připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou
zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě
kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru
zvoliacuteme rozsah plusmn 100 nC
2 Zapneme LabQuest
- 34 -
3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem
ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj
Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky
5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence
2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj
z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute
naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)
Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky
9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute
tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)
10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu
3times3 mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle
Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm
Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je
11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech
(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)
- 35 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pouze přibližujeme a vzdalujeme nabitou tyč (ebonitovou nebo skleněnou)
k tělesu (plechovce) a sledujeme jak se měniacute naacuteboj O jakyacute jev se jednaacute Čiacutem
je způsoben
2 Plechovku připojiacuteme ke zdroji kladneacuteho vn napětiacute (nabije se kladně) Měřič
naacuteboje připojiacuteme ke kovoveacute kuličce na izolovaneacutem držaacuteku Zapneme měřeniacute
a přejiacuteždiacuteme plynule v okoliacute svisleacute stěny plechovky (nedotyacutekaacuteme se) přibližně
ve stejneacute vzdaacutelenosti Sledujeme naměřeneacute hodnoty Co můžeme usoudit
o rozloženiacute naacuteboje na povrchu plechovky
- 36 -
Magnetismus 19 MAGNETICKAacute INDUKCE
MAGNETICKEacute POLE
Fyzikaacutelniacute princip
Magnetickou indukciacute nazyacutevaacuteme jev při ktereacutem se tělesa s feromagnetickyacutemi
vlastnostmi v bliacutezkosti magnetu zmagnetujiacute Magnet vytvaacuteřiacute ve sveacutem okoliacute
magnetickeacute pole ktereacute můžeme znaacutezornit soustavou magnetickyacutech
indukčniacutech čar Pomociacute magnetky (malyacute magnet) můžeme bdquozmapovatldquo
magnetickeacute pole ndash určit směr indukčniacutech čar Mnohem rychleji lze obrazec
indukčniacutech čar určit pomociacute železnyacutech pilin
Magnetickeacute pole popisuje veličina magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji
v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou indukci měřiacuteme teslametrem Zemskeacute
magnetickeacute pole v ČR maacute magnetickou indukci 0048 mT
Ciacutel
Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute permanentniacuteho
magnetu Změřit magnetickou indukci magnetickeacuteho pole Země
- 37 -
Pomůcky
LabQuest teslametr MG-BTA permanentniacute magnet
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Na teslametru
nastaviacuteme rozsah 64 mT Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 38 -
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k severniacutemu poacutelu magnetu
a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi
5 sekund)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně přibližujeme (asi 5 sekund) teslametr k jižniacutemu poacutelu magnetu
a potom pomalu vzdalujeme teslametr od severniacuteho poacutelu magnetu (asi
5 sekund)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu
rovnoměrně pohybujeme (asi 5 sekund) teslametrem kolmo k podeacutelneacute ose
magnetu k jižniacutemu poacutelu magnetu a potom pomalu vzdalujeme teslametr od
severniacuteho poacutelu magnetu (asi 5 sekund) Uložiacuteme měřeniacute
6
7 Otevřeme novyacute soubor a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve
vodorovneacute rovině otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země
Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum (N a S magnetickyacute poacutel)
- 39 -
Z maximaacutelniacutech hodnot odečteme vodorovnou amplitudu magnetickeacute indukce B
Země
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a pomalu ve
svisleacute rovině (N-S směr) otaacutečiacuteme teslametrem v magnetickeacutem poli Země
Pozorujeme kde je maximum a kde je minimum Maximaacutelniacute hodnota je
hodnotou magnetickeacute indukce B Země
9
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Urči sklon indukčniacute čaacutery magnetickeacuteho pole u naacutes v ČR vzhledem
k povrchu země
- 40 -
Elektrickyacute obvod 110 ELEKTRICKYacute PROUD
ELEKTRICKEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute proud je uspořaacutedanyacute pohyb nabityacutech čaacutestic Elektrickyacute proud se
označuje piacutesmenem I Jeho jednotkou je ampeacuter (A)
Elektrickeacute napětiacute se označuje piacutesmenem U Jednotkou elektrickeacuteho napětiacute je
volt (V)
Elektrickyacute proud měřiacuteme ampeacutermetrem a napětiacute voltmetrem
Ciacutel
Změřit proud prochaacutezejiacuteciacute žaacuterovkou Změřit napětiacute na žaacuterovce Pozorovat jak
žaacuterovka sviacutetiacute při různyacutech hodnotaacutech proudu (uacutečinky proudu)
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat
100 Ω žaacuterovka 35 V03 A
- 41 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x
zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat ndash
Ampeacutermetr Reostat 100 Ω nastaviacuteme na min hodnoty odporu (napětiacute)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 42 -
5 Reostatem 100 Ω pomalu (20 s) zvětšujeme proud (směrem k max) až ho
vytočiacuteme do krajniacute polohy (max) Hodnota proudu nesmiacute překročit 06 A
Zobrazuje se tzv V-A charakteristika žaacuterovky Po vykresleniacute celeacuteho grafu
zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro různeacute žaacuterovky
7 Vysloviacuteme zaacutevěr (při jakeacute hodnotě proudu žaacuterovka začiacutenaacute sviacutetit)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř V-A charakteristiku pro rezistor 100 Ω a 50 Ω
- 43 -
Elektrickeacute pole 111 ZDROJE ELEKTRICKEacuteHO
NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Zdroje elektrickeacuteho napětiacute jsou elektraacuterny galvanickeacute člaacutenky a akumulaacutetory
- 44 -
Ciacutel
Změřit jak se měniacute napětiacute při vybiacutejeniacute (použiacutevaacuteniacute) zdroje ndash vybiacutejeciacute křivku
Pomůcky
LabQuest držaacutek baterie a rezistor ampeacutermetr DCP-BTA voltmetr VP-BTA
zdroj elektrickeacuteho napětiacute ndash galvanickyacute člaacutenek akumulaacutetor
- 45 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 a voltmetr VP-BTA ke
vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
12 h Frekvence 300 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat (spiacutenač je vypnutyacute)
4 Sepneme spiacutenač Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na
LabQuestu
5 Když začne napětiacute klesat pod 1V zastaviacuteme měřeniacute
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vytvoř si jednoduchyacute galvanickyacute
člaacutenek z jablka (nebo citronu)
železneacuteho hřebiacuteku a měděneacuteho draacutetu
podle obraacutezku Změř voltmetrem
zaacutevislost napětiacute v zaacutevislosti na čase
(připoj rezistor 1 000 Ω)
- 46 -
2 Změř vybiacutejeciacute křivku pro různeacute zdroje Urči kapacitu člaacutenku Porovnej
se jmenovitou kapacitou
3 Jakeacute vyacutehody maacute elektrickeacute napětiacute z bateriiacute oproti napětiacute ze zaacutesuvek Jakeacute
nevyacutehody naopak majiacute baterie
- 47 -
Elektrickyacute obvod 112 UacuteČINKY ELEKTRICKEacuteHO
PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute proud maacute pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute
uacutečinky Jednoducheacute spotřebiče můžeme rozdělit podle uacutečinků elektrickeacuteho
proudu na pohyboveacute tepelneacute světelneacute magnetickeacute a chemickeacute spotřebiče
Ciacutel
Ověřit pohyboveacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na elektromotor
Ověřit světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
Ověřit magnetickeacute uacutečinky (magnetickaacute indukce) elektrickeacuteho proudu
prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
Ověřit chemickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho kapalinou
(vodou)
Ověřit tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA
teploměr TMP-BTA ciacutevka 166 a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu
a napětiacute BK 127 žaacuterovka 12 V spiraacutela luxmetr LS-BTA voltmetr 30 V-BTA
- 48 -
Scheacutema
a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
- 49 -
b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
Postup
a) světelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na žaacuterovku
1 Připojiacuteme luxmetr LS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-
BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematuj ndash spiacutenač je
rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr
- 50 -
a voltmetr Žaacuterovku s luxmetrem můžeme zakryacutet krabiciacute aby luxmetr neměřil
osvětleniacute pozadiacute
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06A Na ose y zvoliacuteme Osvětleniacute a Spojovat body
Dole 0 a Nahoře 600 lx
4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme
napětiacute Vlevo 0 Vpravo 16 V Na ose y zvoliacuteme Proud a Spojovat body Dole
0 a Nahoře 04 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme
spiacutenač
6 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (do 12 V) Kontrolujeme proud
ndash max 06A Luxmetrem měřiacuteme osvětleniacute způsobeneacute žaacuterovkou
b) magnetickeacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu prochaacutezejiacuteciacuteho ciacutevkou
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
- 51 -
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max
06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky
c) tepelneacute uacutečinky elektrickeacuteho proudu na teplotu vodiče kteryacutem proud
prochaacuteziacute
1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Připojiacuteme voltmetr 30 V-
BTA ke vstupu CH3 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu ndash spiacutenač je
rozepnutyacute V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Vynulujeme ampeacutermetr
a voltmetr Teploměr se spiraacutelou vložiacuteme do kaacutedinky s vodou
- 52 -
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 000 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Napětiacute a Spojovat body
Dole 0 a Nahoře 25 V
4 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 2 V menu graf na ose x zvoliacuteme
čas Vlevo 0 Vpravo 1 000 s Na ose y zvoliacuteme Teplota a Spojovat body
Dole 20 a Nahoře 35 degC Regulovatelnyacutem zdrojem nastaviacuteme napětiacute (na
20 V) Kontrolujeme proud ndash max 10 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme
spiacutenač
6 Teploměrem měřiacuteme teplotu vody zahřiacutevaneacute spiraacutelou
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakeacute jsou uacutečinky elektrickeacuteho proudu v jednotlivyacutech
přiacutepadech
- 53 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ve ktereacutem elektrickeacutem přiacutestroji se projevuje současně několik uacutečinků
elektrickeacuteho proudu
2 Jakyacutech uacutečinků elektrickeacuteho proudu využiacutevaacute elektrickyacute zvonek
3 Změř jak zaacutevisiacute siacutela F přitahujiacuteciacute jaacutedro na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho
ciacutevkou Kde se toho daacute využiacutet
4 Chemickeacute uacutečinky viz uacuteloha 116 Elektrickyacute proud v kapalinaacutech
5 Změř pohyboveacute uacutečinky el proudu na otaacutečeniacute elektromotoru Pohyb můžeš
sniacutemat luxmetrem
- 54 -
Elektrickyacute obvod 113 MAGNETICKEacute VLASTNOSTI
ELEKTRICKEacuteHO PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Prochaacuteziacute-li vodičem elektrickyacute proud vznikaacute v jeho okoliacute magnetickeacute pole
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar kružnic Kružnice ležiacute v rovinaacutech kolmyacutech
na vodič a majiacute středy v bodech vodiče Magnetickeacute pole popisuje veličina
magnetickaacute indukce B Měřiacuteme ji v jednotkaacutech tesla (T) Magnetickou
indukci měřiacuteme teslametrem
Ciacutel
Pomociacute teslametru změřit magnetickou indukci v okoliacute vodiče v zaacutevislosti na
velikosti elektrickeacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest teslametr MG-BTA ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj
napětiacute vodič
- 55 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teslametr MG-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu a ampeacutermetr
HCS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Na teslametru nastaviacuteme rozsah 64 mT
Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 56 -
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 5 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Teslametr umiacutestiacuteme bliacutezko vodiče (1 cm) Stiskneme tlačiacutetko START
(měřeniacute) na LabQuestu a pomalu rovnoměrně zvětšujeme napětiacute
(proud) na zdroji Uložiacuteme měřeniacute
5 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce na velikosti proudu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Velikost magnetickeacute indukce okolo rovneacuteho dlouheacuteho vodiče ve vzdaacutelenosti
d můžeme vypočiacutetat pomociacute Biot-Savartova zaacutekona (někdy teacutež Biot-Savart-
Laplaceova)
7 74π 10 2 102π 2π
I I IB
d d d (přibližně ve vzduchu)
2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale v zaacutevislosti na vzdaacutelenosti d ndash měřiacuteme
praviacutetkem a vklaacutedaacuteme po jednotlivyacutech krociacutech Nastaviacuteme určitou hodnotu
proudu
- 57 -
Elektrickyacute obvod 114 MAGNETICKEacute POLE CIacuteVKY
Fyzikaacutelniacute princip
Ciacutevka vznikne když vodič navineme na povrch vaacutelce nebo hranolu
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery uvnitř ciacutevky jsou rovnoběžneacute s jejiacute osou
Magnetickaacute indukce uvnitř velmi dlouheacute ciacutevky maacute velikost NI
Bl
kde I
je velikost proudu N je celkovyacute počet zaacutevitů a l je deacutelka ciacutevky
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce B na velikosti proudu I prochaacutezejiacuteciacuteho
ciacutevkou
Pomůcky
LabQuest rezistor 10Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA ciacutevka 166
a 332 zaacutevitů regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127
- 58 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 59 -
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute Kontrolujeme proud ndash max
06 A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci uvnitř ciacutevky
6 Vysloviacuteme zaacutevěr - jak zaacutevisiacute mag indukce B na velikosti elektrickeacute
proudu I
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ze znalosti počtu zaacutevitů deacutelky ciacutevky a proudu spočiacutetej magnetickou
indukci
2 Změň ciacutevku a opakuj měřeniacute
3 Změř jak se měniacute magnetickaacute indukce po podeacutelneacute ose ciacutevky při daneacute
hodnotě proudu
- 60 -
Elektrickyacute obvod 115 ZKRAT
Fyzikaacutelniacute princip
Zkrat v elektrickeacutem obvodu je vodiveacute spojeniacute vodičů ktereacute vyřadiacute z obvodu
spotřebič Obvod se chraacuteniacute proti zkratu pojistkou nebo jističem Tavnaacute
pojistka je založena na tepelnyacutech uacutečinciacutech elektrickeacuteho proudu Jistiacuteciacutem
prvkem je tenkyacute draacutetek kteryacute se průchodem zkratoveacuteho proudu přepaacuteliacute a tiacutem
přerušiacute elektrickyacute obvod
Ciacutel
Ověřit funkci tavneacute pojistky Určit velikost zkratoveacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr HCS-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute tenkyacute
vodič tavnaacute trubičkovaacute pojistka ndash různeacute hodnoty proudu
- 61 -
Scheacutema
- 62 -
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr HCS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme
obvod dle scheacutematu Spiacutenač je rozpojen Jako pojistku použijeme napřiacuteklad
tavnou trubičkovou pojistku 800 mA Jako zdroj plochou baterii
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Způsobiacuteme
ZKRAT
5 Vysloviacuteme zaacutevěr Jak rychle bdquozareagujeldquo tavnaacute pojistka
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus změřit pomociacute mikrometru průměr draacutetku a zkratovyacute proud tiacutemto
draacutetkem Změř draacutetky různyacutech průměrů Jak zaacutevisiacute hodnota zkratoveacuteho
proudu na průměru draacutetku
2 Proč nemůžeš použiacutet jako tavnou pojistku hřebiacutek
3 Zkus různeacute druhy materiaacutelů tavnyacutech draacutetků ndash Fe Cuhellip Jakyacute to maacute vliv na
velikost bdquozkratovaciacuteholdquo proudu
- 63 -
4 Zkus změřit dvě stejneacute pojistky (např 800 mA) ale jedna je bdquopomalaacuteldquo
a druhaacute bdquorychlaacuteldquo
5 Zkus změřit zkrat se dvěma paralelně zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi Jakyacute
maacute vliv kvalita zdroje na velikost zkratovaciacuteho proudu Změniacute se doba
přetaveniacute draacutetku
6 Zkus změřit zkrat se dvěma seacuteriově zapojenyacutemi plochyacutemi bateriemi
7 Proč při bdquoletmeacutem dotekuldquo (viz obraacutezek) před zkratem nenastal zkrat Proč
nastal až při staacuteleacutem doteku
- 64 -
Elektrickyacute obvod 116 ELEKTRICKYacute PROUD
V KAPALINAacuteCH
Fyzikaacutelniacute princip
Podmiacutenkou vodivosti kapalin je přiacutetomnost iontů Ionty vznikajiacute v kapalinaacutech
nejčastěji při rozpouštěniacute soliacute a kyselin
Ciacutel
Ověřit vznik iontů rozpouštěniacutem soli ve vodě měřeniacutem elektrickeacuteho proudu
Pomůcky
LabQuest ampeacutermetr DCP-BTA regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute žaacuterovka
vanička a elektrody
- 65 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme
obvod dle scheacutema Spiacutenač je rozpojen
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
600 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat Sepneme spiacutenač
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Po
10 sekundaacutech nasypeme sůl do vody Pozorujeme jak se měniacute proud při
rozpouštěniacute soli v roztoku vody a soli jak vznikajiacute ionty
5 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus proveacutest stejneacute měřeniacute s různyacutem množstviacutem soli ndash 1 lžička 2 lžičkyhellip
2 Zkus různeacute druhy materiaacutelů elektrod ndash Fe Cu Zn C Pbhellip
3 Vyzkoušej různeacute soli
4 Vyzkoušej takeacute cukr
- 66 -
Pohyb tělesa 21 RYCHLOST POHYBU
Fyzikaacutelniacute princip
Rychlost v je draacuteha kterou uraziacute těleso za jednotku času Rychlost měřiacuteme
v metrech za sekundu m
s
nebo v kilometrech za hodinu km
h
U rovnoměrneacuteho pohybu se rychlost neměniacute a u nerovnoměrneacuteho pohybu se
rychlost měniacute (u zrychleneacuteho se zvětšuje u zpomaleneacuteho se zmenšuje)
Průměrnaacute rychlost je podiacutel celkoveacute draacutehy s a celkoveacute doby t za kterou těleso
draacutehu urazilo Průměrnaacute rychlost určenaacute ve velmi kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku se
nazyacutevaacute okamžitaacute rychlost Měřiacuteme ji tachometrem
Ciacutel
Změřit pomociacute ultrazvukoveacuteho senzoru rychlost různyacutech těles
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT
- 67 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
2 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 20 s
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
a) Pohybujeme dlaniacute (knihou) nad senzorem tam a zpět ndash měřiacuteme rychlost
pohybu dlaně k senzoru
b) Můžeme ultrazvukovyacute senzor postavit svisle na hranu stolu a pak se
přibližovat a naacutesledně se vzdalovat od senzoru ndash měřiacuteme rychlost
chůze člověka (0 až 6 m)
- 68 -
c) Zavěsiacuteme těleso na zaacutevěs a měřiacuteme rychlost tělesa ktereacute se kyacutevaacute na
zaacutevěsu kyvadla
d) Zavěsiacuteme na pružinu zaacutevažiacute a pod zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor
pod něj a měřiacuteme rychlost kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině od senzoru
e) Vezmeme senzor do ruky (miacuteřiacute svisle dolů) a pod něj vložiacuteme
basketbalovyacute miacuteč a pustiacuteme miacuteč k zemi ndash měřiacuteme rychlost padajiacuteciacuteho
miacuteče od senzoru
f) Stejneacute jako za e) ale s mělkyacutem
papiacuterovyacutem kornoutem nebo
mělkyacutem papiacuterovyacutem taliacuteřem
g) Měřiacuteme rychlost jedouciacuteho
autiacutečka vlaacutečkuhellip
h) Měřiacuteme rychlost voziacutečku na
voziacutečkoveacute draacuteze VDS (vodorovneacute
šikmeacute)
5 Ukončiacuteme měřeniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute druh pohybu znaacutezorňujiacute jednotliveacute grafy
2 Překreslete grafy v = f(t) na grafy s = f(t) a naopak
3 Nakreslete graf v = f(t) a potom se podle něj pohybujte (viz 4 b)
- 69 -
Pohyb tělesa 22 DRAacuteHA ROVNOMĚRNEacuteHO
A NEROVNOMĚRNEacuteHO POHYBU
Fyzikaacutelniacute princip
Těleso se pohybuje rovnoměrnyacutem pohybem jestliže se pohybuje staacutele stejnou
rychlostiacute Těleso se pohybuje nerovnoměrnyacutem pohybem jestliže se jeho
rychlost měniacute
Draacutehu rovnoměrneacuteho i nerovnoměrneacuteho pohybu můžeme určit z grafu
časoveacuteho průběhu rychlosti jako plochu mezi tiacutemto grafem a časovou osou
(osou x)
Ciacutel
Určit zda danyacute pohyb je rovnoměrnyacute nebo nerovnoměrnyacute a draacutehu tohoto
pohybu
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD voziacuteček draacuteha pro mechaniku VDS
- 70 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
LabQuestu a ten přes USB do PC Pomociacute digitaacutelniacutech vah určiacuteme hmotnost
voziacutečku
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Draacuteha je velmi miacuterně nakloněnaacute
3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme k PC Přepiacutenač ultrazvukoveacuteho senzoru
přepneme na voziacuteček
- 71 -
4 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat nastaviacuteme Deacutelka
10 s Vzorkovaciacute frekvence 20 vzorkůsekunda
5 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru pustiacuteme ho
a současně zapneme sběr dat Voziacuteček bude střiacutedavě sjiacuteždět a vyjiacuteždět
(po odrazu od magnetickeacuteho naacuterazniacuteku) po draacuteze Uložiacuteme měřeniacute
6 Draacutehu postaviacuteme vodorovně (můžeme zkontrolovat vodovaacutehou)
7 Postaviacuteme voziacuteček 20 cm od ultrazvukoveacuteho senzoru uvedeme ho do
pohybu a současně zapneme sběr dat
8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy se pohyboval voziacuteček rovnoměrně a kdy
nerovnoměrně
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Určiacuteme draacutehu - plochu pod grafem časoveacuteho průběhu rychlosti
2 Můžeme proveacutest stejnaacute měřeniacute s miacutečem
- 72 -
Siacutely a jejich vlastnosti
23 MĚŘENIacute SIacuteLY ndash ŠPEJLE
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vzaacutejemneacute působeniacute těles Označuje se
piacutesmenem F Jednotkou siacutely je newton N
Ciacutel
Změřit průhyb volneacuteho konce d špejle na působiacuteciacute siacutele F Měřeniacute proveacutest pro
různeacute deacutelky l
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA sada zaacutevažiacute pružina leteckaacute guma špejle
- 73 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N a upevniacuteme jej na stojan (viz scheacutema)
2 Zapneme LabQuest
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty
Naacutezev deacutelka
Jednotky cm
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf K siloměru připevniacuteme konec špejle (viz
scheacutema) ndash špejle ukazuje na měřiacutetku 0 cm Siloměr bdquovynulujemeldquo
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
7 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 74 -
8 Siloměr posuneme tak aby ohnutaacute špejle ukazovala na měřiacutetku 1 cm
9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK
11 Opakujeme body 8 a 9 pro 2 cm 3 cm 4 cm a 5 cm
12 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
13 Měřeniacute zopakujeme pro různeacute deacutelky špejle
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro různeacute špejle (tloušťka tvar) Jak zaacutevisiacute průhyb špejle
na jejiacutem tvaru Kde a jak se toho využiacutevaacute
- 75 -
Siacutely a jejich vlastnosti
24 II NEWTONŮV POHYBOVYacute ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Čiacutem je většiacute siacutela F tiacutem jsou vyacuteraznějšiacute i změny rychlosti v pohybu tělesa Čiacutem
je většiacute hmotnost m tělesa tiacutem jsou změny rychlosti v pohybu tělesa menšiacute
Ciacutel
Ověřit II Newtonův pohybovyacute zaacutekon ndash zaacutekon siacutely
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA akcelerometr LGA-BTA senzor polohy
a pohybu MD-BTD souprava pro mechaniku VDS
- 76 -
Scheacutema
Postup
1 Senzor polohy a pohybu MD-BTD zapojiacuteme do konektoru DIG 1
LabQuestu Na voziacuteček připojiacuteme vlaacutekno a na něj zavěsiacuteme zaacutevažiacute o hmotnosti
10 g
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pustiacuteme voziacuteček
Zachytiacuteme jej těsně před koncem voziacutečkoveacute draacutehy Měřiacuteme rychlost pohybu
voziacutečku
5 Měřeniacute opakujeme se zaacutevažiacutem 20 g
6 Porovnaacuteme oba grafy
a) Jak se voziacuteček pohybuje (druh pohybu)
b) Jakyacute maacute vliv velikost siacutely F na pohyb voziacutečku
7 Na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g) ndash viz fotografie vyacuteše
8 Zopakujeme měřeniacute v bodech 1 až 6
- 77 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Na voziacuteček připevni siloměr a akcelerometr Změř jak zaacutevisiacute změna
rychlosti v (zrychleniacute) na velikost siacutely F Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam
dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence 20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Tahaacuteme za siloměr tam
a zpět (voziacuteček se pohybuje) Sledujeme jak zaacutevisiacute změna rychlosti v
(zrychleniacute) na velikost siacutely F
2 Provedeme stejneacute měřeniacute ale na voziacuteček položiacuteme zaacutevažiacute (500 g)
Porovnaacuteme obě měřeniacute
- 78 -
Siacutely a jejich vlastnosti
25 SMYKOVEacute TŘENIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Smykoveacute třeniacute vznikaacute když se dvě tělesa z pevnyacutech laacutetek po sobě smyacutekajiacute
Siacutela kteraacute braacuteniacute posouvaacuteniacute těles se nazyacutevaacute třeciacute siacutela Abychom uvedli těleso
do rovnoměrneacuteho pohybu musiacuteme vynaložit většiacute siacutelu tzv klidovou třeciacute siacutelu
Siacutelu kterou těleso tlačiacute na podložku nazyacutevaacuteme tlakovou siacutelu
Ciacutel
Určit třeciacute siacutelu klidovou třeciacute siacutelu tlakovou siacutelu a poměr tlakoveacute a třeciacute siacutely
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA stejnaacute tělesa (kvaacutedry učebnicehellip)
- 79 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se pomalu
a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce
- 80 -
4 Na grafu jsou pro naacutes dvě zajiacutemaveacute oblasti V zeleneacute oblasti je maximaacutelniacute
siacutela ndash klidovaacute třeciacute siacutela Ft0 = N V modreacute oblasti je pohybovaacute třeciacute siacutela
Ft = N Obě ziacuteskaacuteme tak že na dotykoveacute obrazovce označiacuteme taženiacutem
danou oblast a v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika Ft0 bude maximaacutelniacute siacutela
a Ft středniacute siacutela v modreacute oblasti
5 Tlakovou siacutelu Fn určiacuteme tak že těleso zavěsiacuteme na siloměr a změřiacuteme siacutelu
6 Potom vypočiacutetaacuteme poměr třeciacute siacutely Ft
a tlakoveacute siacutely Fn Označiacuteme jej f ndash součinitel
smykoveacuteho třeniacute
7 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři
kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute měřeniacute si
můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit
Naacutesledně zobrazit všechna tři měřeniacute naraacutez
- 81 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jakyacute je poměr velikostiacute třeciacutech sil v jednotlivyacutech měřeniacutech (jeden dva tři
kvaacutedry)
2 Vyzkoušej jineacute materiaacutely (těleso podložka)
3 Zkus pohyb kvaacutedru nerovnoměrnyacutem pohybem Jak se změniacute vyacutesledek
měřeniacute Naacutepověda Zopakuj si Newtonovy zaacutekony
4 Vyzkoušej si jako těleso (a) Zlateacute straacutenky
5 Zkus založit jednotliveacute listy dvou Zlatyacutech straacutenek (dvou učebnic) a zkus je
od sebe vysunout
6 Na čem zaacutevisiacute velikost třeciacute siacutely
- 82 -
Kapaliny 26 POVRCHOVEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje vlastnosti povrchoveacute blaacuteny se nazyacutevaacute
povrchoveacute napětiacute Čiacutem je povrchoveacute napětiacute většiacute tiacutem snaacuteze se na jeho povrchu
mohou udržet různaacute tělesa Hodnoty povrchoveacuteho napětiacute lze naleacutezt v tabulkaacutech
Povrchoveacute napětiacute rtuti je 7kraacutet většiacute než povrchoveacute napětiacute vody ktereacute 2-3kraacutet
většiacute než povrchoveacute napětiacute lihu či petroleje
- 83 -
Ciacutel
Určit přibližně velikost povrchoveacute siacutely Fp pro různeacute deacutelky dřevěneacute špejle
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA dřevěnaacute špejle plochaacute naacutedoba s vodou nit
Scheacutema
- 84 -
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do CH 1 LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
20 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Na siloměr zavěsiacuteme špejli o deacutelce 30 cm na niti (viz scheacutema) Špejli
položiacuteme na hladinu kapaliny (vody)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Taacutehneme siloměrem
špejli z povrchu kapaliny
6 Z grafu odečteme rozdiacutel maximaacutelniacute hodnoty siacutely (kdy dochaacuteziacute k odtrženiacute
špejle z povrchu kapaliny) a siacutely kdy špejle visiacute na niti ndash viz obraacutezek
7 Vypočiacutetaacuteme poměr teacuteto siacutely a dvojnaacutesobku deacutelky špejle (deacutelka okraje
povrchoveacute blaacuteny) což je hodnota povrchoveacuteho napětiacute σ (Nm)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro jineacute kapaliny (liacuteh hellip) Přiacutepadně pro jineacute deacutelky špejliacute
- 85 -
Kapaliny 27 HYDROSTATICKYacute TLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Hydrostatickyacute tlak ph v hloubce h je roven součinu hloubky hustoty kapaliny
ρ a tiacutehoveacuteho zrychleniacute g
hp h g
Ciacutel
Změřit hydrostatickyacute tlak v hloubce h
Pomůcky
LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA odměrnyacute vaacutelec s měřiacutetkem
- 86 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru
přišroubujeme hadičku kterou můžeme izolepou přilepit na praviacutetko s uměleacute
hmoty tak že začaacutetek hadičky bude na bdquonuleldquo praviacutetka Tiacutem můžeme měřit
deacutelku ponořeniacute hadičky ndash hloubku v kapalině
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30 s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Ponořujeme pomalu rovnoměrnyacutem pohybem konec hadičky do hloubky
20 cm do vody v odměrneacutem vaacutelci a zpět POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do
senzoru
- 87 -
5 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 V menu Senzory ndash Zaacuteznam nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + hodnoty Naacutezev
Hloubka Jednotka cm
7 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
8 Hadička neniacute ponořenaacute Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na
LabQuestu
9 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
11 Ponořiacuteme konec do hloubky 1 cm (sledujeme na stupnici praviacutetka)
12 Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
13 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 1 cm a stiskneme OK
14 Opakujeme body 11 12 a 13 pro hodnoty uacutehlu 2 cm 3 cmhellip 20 cm
15 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme
16 Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice
(nebo soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)
Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute pro jinou kapalinu (liacuteh hellip)
2 Vyzkoušej měřeniacutem nezaacutevislost tlaku v kapalině na směru
3 Ověř měřeniacutem že tlak kapaliny v naacutedobě nezaacutevisiacute na tvaru naacutedoby
- 88 -
Kapaliny 28 ARCHIMEDŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Vztlakovaacute siacutela Fvz působiacuteciacute na těleso v kapalině je rovna tiacutehoveacute siacutele kteraacute by
působila na kapalinu s objemem ponořeneacute čaacutesti tělesa
Pro vztlakovou siacutelu platiacute Fvz = Vρg V je objem ponořeneacute čaacutesti tělesa ρ je
hustota kapaliny g je konstanta (tiacutehoveacute zrychleniacute)
Ciacutel
Určit vztlakovou siacutelu Určit objem tělesa z Archimedova zaacutekona
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA naacutedoba s vodou těleso stojan
- 89 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 20 s Frekvence
5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute)
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Asi po 6 sekundaacutech
ponořiacuteme těleso do vody (nadzvedneme kaacutedinku s vodou a podsuneme pod
kaacutedinku podložku) a nechaacuteme dokončit měřeniacute
- 90 -
7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika
a stejně i vyacuteslednou siacutelu F (zaacutevažiacute ve vodě)
8 Vypočiacutetaacuteme vztlakovou siacutelu Fvz = FG ndash F
9 Vypočiacutetaacuteme objem tělesa ze vztlakoveacute siacutely
10 Ověřiacuteme určeniacute objemu tělesa vyacutepočtem (objem vaacutelce) nebo měřeniacutem
v odměrneacutem vaacutelci
11 Ověřiacuteme určeniacute tiacutehoveacute siacutely zvaacuteženiacutem tělesa
12 Vypočiacutetaacuteme hustotu tělesa a ověřiacuteme ji v tabulkaacutech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme měřeniacute pro jinaacute tělesa
- 91 -
Kapaliny 29 PASCALŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Působiacute-li na kapalinu v uzavřeneacute naacutedobě vnějšiacute tlakovaacute siacutela zvyacutešiacute se tlak ve
všech miacutestech stejně (Pascalův zaacutekon)
Ciacutel
Změřit hydrostatickyacute tlak v různyacutech hloubkaacutech při změně vnějšiacute tlakoveacute siacutely
Pomůcky
LabQuest 2ks tlakoveacute čidlo GPS-BTA PET laacutehev s měřiacutetkem
- 92 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakovaacute čidla GPS-BTA ke vstupům CH1 a CH2 LabQuestu
(nebo LabQuest Mini) K senzorům přišroubujeme hadičky ktereacute vedou přes
gumovou zaacutetku do PET laacutehve tak že konce hadiček budou v různyacutech
hloubkaacutech (rozdiacutel asi 20 cm) Tiacutem dosaacutehneme toho že počaacutetečniacute tlak bude
u obou senzorů různyacute
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Vynulujeme oba
tlaky (hadičky nejsou ponořeny ve vodě)
3 Napustiacuteme PET laacutehev vodou a zasuneme hadičky do PET (senzory musiacute byacutet
vyacuteše než je PET laacutehev ndash POZOR na vodu ndash nesmiacute se dostat do senzoru)
Utěsniacuteme zaacutetku
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Malou silou stlačujeme rukou PET laacutehev
6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
- 93 -
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak se měniacute tlak v různyacutech hloubkaacutech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute PET laacutehev položenou vodorovně
2 Provedeme měřeniacute pro spojeneacute naacutedoby ndash dvě PET laacutehve nebo dvě injekčniacute
střiacutekačky
- 94 -
Plyny 210 ATMOSFEacuteRICKYacute TLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře
probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute
meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkosthellip
Atmosfeacuterickyacute tlak je tlak vzduchu na zemskyacute povrch a značiacuteme ho pa
Atmosfeacuterickyacute tlak měřiacuteme barometrem Hodnota atmosfeacuterickeacuteho tlaku zaacutevisiacute
na počasiacute a na nadmořskeacute vyacutešce
Ciacutel
Určit jak se měniacute atmosfeacuterickyacute tlak v troposfeacuteře
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA
- 95 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme barometr BAR-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20 s Frekvence 5 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
- 96 -
3 Senzor (barometr) umiacutestiacuteme těsně nad povrchem země
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Pomalu
zvedaacuteme senzor (v miacutestnosti) vzhůru ke stropu (miacutestnosti) a přiacutepadně zase dolů
5 Provedeme analyacutezu naměřenyacutech hodnot a porovnaacuteme je s tabulkovyacutemi
hodnotami
6 Můžeme proveacutest delšiacute měřeniacute na jednom miacutestě Nastaviacuteme v menu Senzory
ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 72 h (3 dny) Frekvence 20 čteniacuteh Zvoliacuteme zobrazeniacute
Graf
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Vyslov zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak zaacutevisiacute změna tlaku na nadmořskeacute vyacutešce můžeme zkoumat takeacute při
pohybu na schodech nebo ve vyacutetahu Přitom můžeme ještě zadaacutevat změnu
nadmořskeacute vyacutešky
2 Připojeniacutem teploměru a vlhkoměru můžeme zkoumat jak spolu souvisiacute
teplota tlak vlhkost v průběhu dne
3 Daacutele můžeme zkoumat jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute
4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom
miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty
5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď
stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem
- 97 -
- 98 -
Pracovniacute list pro žaacuteky
Plyny 211 ZAacuteKLADY METEOROLOGIE
Fyzikaacutelniacute princip
Meteorologie se zabyacutevaacute fyzikaacutelniacutemi vlastnostmi atmosfeacutery V troposfeacuteře
probiacutehajiacute veškereacute jevy tyacutekajiacuteciacute se počasiacute Meteorologoveacute zjišťujiacute zaacutekladniacute
meteorologickeacute prvky ndash teplota tlak vlhkost hellip
Připojeniacutem teploměru barometru vlhkoměru k LabQuestu (počiacutetači)
ziacuteskaacuteme termograf barografhellip
Ciacutel
Určit jak se měniacute teplota tlak vlhkost v troposfeacuteře
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA barometr BAR-BTA vlhkoměr RH-BTA
- 99 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA
barometr BAR-BTA a vlhkoměr RH-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
72 h Frekvence 20 čteniacuteh Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Senzory umiacutestiacuteme 2 m nad povrchem země nejleacutepe do stiacutenu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 V průběhu sledujeme jak se měniacute počasiacute
6 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute podmiacutenky ndash ročniacute obdobiacute
nadmořskaacute vyacuteškahellip Vyslov zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak spolu souvisiacute teplota tlak vlhkost Zdůvodni
2 Jak se měniacute teplota tlak a vlhkost v průběhu dne Zdůvodni
3 Jak souvisiacute teplota tlak vlhkost se změnou počasiacute
4 Zkus měřit tyto hodnoty naraacutez v různyacutech nadmořskyacutech vyacuteškaacutech na jednom
miacutestě (napřiacuteklad v různyacutech poschodiacutech domu) Jak se lišiacute naměřeneacute hodnoty
5 Zkus připojit i luxmetr LS-BTA nebo světelnyacute senzor TILT-BTA Proveď
stejneacute měřeniacute Co naměřiacuteš světelnyacutem senzorem
- 100 -
- 101 -
Plyny 212 PŘETLAK A PODTLAK
Fyzikaacutelniacute princip
Plyn maacute v naacutedobě podtlak jestliže je tento tlak nižšiacute než atmosfeacuterickyacute Plyn
maacute v naacutedobě přetlak jestliže je tento tlak většiacute než atmosfeacuterickyacute
Ciacutel
Změřit přetlak a podtlak plynu v naacutedobě
Pomůcky
LabQuest tlakoveacute čidlo GPS-BTA barometr BAR-BTA PET laacutehev
nafukovaciacute dětskyacute baloacutenek
- 102 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme tlakoveacute čidlo GPS-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu K senzoru
přišroubujeme injekčniacute střiacutekačku s nastavenou hodnotou objemu bdquo10 mlldquo dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60s Frekvence 5 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Tlakem na piacutest vyvolaacutevaacuteme přetlak a podtlak a přetlak
- 103 -
5 Měřeniacute uložiacuteme
6 K senzoru připojiacuteme (našroubujeme) skleněnou baňku naplněnou
vzduchem Teplota plynu uvnitř je stejnaacute jako v okoliacute
7 Opakujeme předchoziacute měřeniacute s tiacutem že baňku (tiacutem i plyn) ohřiacutevaacuteme v tepleacute
vodě a ochlazujeme ve studeneacute (kostky ledu) vodě Pozorujeme jak se měniacute
tlak
8 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash kdy nastaacutevaacute přetlak a kdy podtlak
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jak můžeme přetlak a podtlak vytvořit
2 Kde se přetlak a kde se podtlak využiacutevaacute
3 Změř přetlak v baloacutenku Jak se měniacute s průměrem baloacutenku
4 Připoj k senzoru PET laacutehev Zkus mačkat laacutehev a měřit hodnotu přetlaku
5 Ohřej plyn v PET laacutehvi (horkou vodou) Uzavři PET laacutehev a ochlazuj laacutehev
(plyn) Měř podtlak uvnitř laacutehve
- 104 -
SVĚTELNEacute JEVY 213 STIacuteN A POLOSTIacuteN
Fyzikaacutelniacute princip
Stiacuten je prostor za tělesem do něhož nepronikaacute světlo ze zdroje Polostiacuten je
prostor za tělesem do ktereacuteho pronikaacute světlo pouze z čaacutesti zdroje
Ciacutel
Pomociacute senzoru světla určit intenzitu osvětleniacute v oblasti stiacutenu a polostiacutenu
Pomůcky
LabQuest žaacuterovka 12 V20 W světelnyacute senzor TILT-BTA nebo luxmetr LS-
BTA těleso
- 105 -
Scheacutema
Postup
1 Světelnyacute senzor TILT-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu
3 Zapneme LabQuest
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence 10 sndash1
Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Senzorem
světla TILT-BTA plynule pohybujeme nad oblastiacute stiacutenu a polostiacutenu z jedneacute
strany na druhou (viz scheacutema asi 10 s)
- 106 -
6 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute) Soubor uložiacuteme
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jakaacute intenzita osvětleniacute v jednotlivyacutech oblastech
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Měřeniacute opakujeme se dvěma zdroji světla
2 Měřeniacute opakujeme s jinyacutem tělesem (jinyacute tvar)
- 107 -
SVĚTELNEacute JEVY 214 BARVY SVĚTLA
Fyzikaacutelniacute princip
Biacuteleacute světlo se při průchodu skleněnyacutem hranolem rozklaacutedaacute na jednoducheacute barvy
ndash vznikaacute tak spektrum
Jsou v něm tyto barvy fialovaacute indigovaacute modraacute žlutaacute oranžovaacute a červenaacute
- 108 -
Ciacutel
Pomociacute spektrofotometru určit spektrum biacuteleacuteho světla (slunečniacuteho) Daacutele určit
spektrum odraženeacuteho světla různyacutech barevnyacutech papiacuterů
Pomůcky
LabQuest spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem různě barevneacute
papiacutery
- 109 -
Scheacutema
Postup
1 Spektrofotometr SVIS-PL s optickyacutem vlaacuteknem zapojiacuteme do USB konektoru
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 V menu Senzory ndash Změnit jednotky ndash USB Spektrometr zvoliacuteme Intenzita
4 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Optickeacute vlaacutekno namiacuteřiacuteme na nebe (ve dne)
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Změřiacuteme
emisniacute spektrum bdquobiacuteleacuteho světlaldquo
6 Uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
7 Zopakujeme a uklaacutedaacuteme měřeniacute s tiacutem že těsně před optickeacute vlaacutekno
vklaacutedaacuteme různě barevneacute papiacutery (tělesa)
- 110 -
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pomociacute spektrofotometru změř spektra barev na monitoru Vyslov zaacutevěr
- 111 -
Praacutece a energie 31 PRAacuteCE
Fyzikaacutelniacute princip
Praacutece je fyzikaacutelniacute veličina Označuje se piacutesmenem W a jejiacute jednotkou je joule
(značka J) Je-li F siacutela působiacuteciacute na těleso ve směru trajektorie vykonaacute se při
přesunutiacute tělesa o draacutehu s praacutece W = Fs
Ciacutel
Určit praacuteci při přesunutiacute tělesa
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA senzor polohy MD-BTD stejnaacute tělesa (kvaacutedry
učebnicehellip)
- 112 -
Scheacutema
Postup
1 Siloměr DFS-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu Siloměr
přepneme na citlivějšiacute rozsah 0-10 N Senzor polohy zapojiacuteme do konektoru
DIG 1
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10 s Frekvence 20 čteniacutes
3 Zvoliacuteme zaacuteložku tabulka V menu Tabulka zvoliacuteme Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute
sloupec Naacutezev ndash Praacutece Jednotka ndash J Tvar vyacuterazu XY Sloupec pro X ndash Siacutela
Sloupec pro Y ndash Poloha
4 Sestaviacuteme měřeniacute podle scheacutema Vynulujeme oba senzory ndash menu Senzory
ndash Vynulovat ndash Čidlo polohy a pohybu Siloměr Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a snažiacuteme se
pomalu a rovnoměrně smyacutekat těleso po podložce
- 113 -
6 Měřeniacute opakujeme pro dva a pak pro tři kvaacutedry na sobě Předchaacutezejiacuteciacute
měřeniacute si můžeme uložit do paměti menu Graf ndash Uložit
7 Zaacutevěr ndash vyhodnotiacuteme jednotliveacute grafy a vykonanou praacuteci
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Kdy je praacutece nulovaacute (viz graf)
2 Kdy se praacutece konaacute (viz graf)
3 Vyzkoušej vykonat praacuteci při natahovaacuteniacute pružiny
4 Vyzkoušej vykonat praacuteci při zvedaacuteniacute tělesa
5 Vyzkoušej vykonat praacuteci při překlaacutepěniacute tělesa
- 114 -
Praacutece a energie 32 ENERGIE POLOHOVAacute
A POHYBOVAacute
Fyzikaacutelniacute princip
Polohovaacute energie Ep je druh mechanickeacute energie kterou těleso ziacuteskaacute při
zvyšovaacuteniacute sveacute nadmořskeacute vyacutešky Vypočiacutetaacuteme ji Ep= mgh Pohybovaacute energie
Ek je druh mechanickeacute energie kterou maacute pohybujiacuteciacute se těleso Vypočiacutetaacuteme ji
Ek= frac12mv2
Ciacutel
Pohybovou a polohovou energii kmitaveacuteho pohybu
Pomůcky
LabQuest ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT těleso (zaacutevažiacute)
pružina stojan metr
- 115 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ultrazvukovyacute senzor MD-BTD nebo GO-MOT do vstupu DIG 1
LabQuestu
2 Určiacuteme tuhost použiacutevaneacute pružiny
- 116 -
3 Zapneme LabQuest
4 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Časovaacute zaacutekladna
Frekvence 20 čteniacutes Trvaacuteniacute 10 s
5 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Zvaacutežiacuteme zaacutevažiacute na digitaacutelniacutech vahaacutech a zavěsiacuteme ho na pružinu a pod
zaacutevažiacute položiacuteme ultrazvukovyacute senzor a budeme měřit vzdaacutelenost a rychlost
kmitajiacuteciacuteho zaacutevažiacute na pružině
7 Uvedeme zaacutevažiacute do kmitaveacuteho pohybu
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 117 -
9 Soubor nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu
10 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku
a rovnici pro Ek
11 V menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku
jednotku a rovnici pro Ep
- 118 -
12 V menu Data - Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec zadaacuteme naacutezev značku jednotku
a rovnici pro E
- 119 -
13 Zobraziacuteme grafy pro průběhy energiiacute
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změniacuteme dobu trvaacuteniacute na 300 s Opakujeme měřeniacute Co pozorujeme Jak se
měniacute energie
2 Jinyacute postup určeniacute tuhosti pružiny k
a) Na siloměr zavěsiacuteme pružinu
b) Vyznačiacuteme na pozadiacute (tabule) konec pružiny bdquoznačku ndash 0 cmldquo Daacutele si
pomociacute praviacutetka vyznačiacuteme značky 5 10 15 20 hellip cm
c) V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Režim Udaacutelosti + Hodnoty
Naacutezev Prodlouženiacute Jednotky cm
- 120 -
d) Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
e) Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
f) Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
g) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
h) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
i) Prodloužiacuteme pružinu o 5 cm
j) Stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
k) Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 5 cm a stiskneme OK
l) Opakujeme body i) j) a k) pro 10 15 20 hellipcm
m) Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
n) Provedeme analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice
Přiacutemaacute uacuteměrnost
o) Z grafu určiacuteme tuhost pružiny k ndash je směrnice polopřiacutemky A vynaacutesobenaacute
100 (protože l jsme zadaacutevali v cm)
3 Opakujeme pro jineacute zaacutevažiacute nebo jinou pružinu
- 121 -
Praacutece a energie 33 UacuteČINNOST
Fyzikaacutelniacute princip
Uacutečinnost je podiacutel vykonaneacute praacutece W a dodaneacute energie E W
E
Ciacutel
Určit uacutečinnost při ohřiacutevaacuteniacute vody lihovyacutem kahanem
Pomůcky
LabQuest teploměr TMP-BTA kaacutedinka voda digitaacutelniacute vaacutehy lihovyacute kahan
laboratorniacute stojan
- 122 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr TMP-BTA
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 200 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Teploměr upevniacuteme do stojanu
4 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme praacutezdnou kaacutedinku mk = kg
5 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme vodu (např 200 ml) v kaacutedince m = kg
6 Na dig vahaacutech zvaacutežiacuteme lihovyacute kahan mk0 = kg
7 Kaacutedinku upevniacuteme do stojanu postaviacuteme pod kaacutedinku kahan a zapaacuteliacuteme
ho
8 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 123 -
9 Po skončeniacute měřeniacute (1 200 s = 20 min) zvaacutežiacuteme znovu lihovyacute kahan
mk1 = kg a odečteme z grafu počaacutetečniacute teplotu vody t0 =hellip degC
a konečnou teplotu t1 = degC
10 Vypočiacutetaacuteme vykonanou praacuteci W = Q = cmt = 4 180 middot middot =
J
11 Vypočiacutetaacuteme dodanou energii E = Q = hm = h(mk0 ndash mk1) = 28 865 000 middot
E = J
12 Vypočiacutetaacuteme uacutečinnost
100
W
E
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
Vyacutehřevnost ethanolu je 28 865 000 Jmiddotkgndash1
1 Vypočiacutetej kolik dodaneacute energie přijme kaacutedinka ndash sklo
(c = 670 Jmiddotkgndash1
middot Kndash1
)
- 124 -
2 Kolik procent dodaneacute energie se bdquoztratiacuteldquo
3 Znaacuteš uacutečinnějšiacute způsob ohřiacutevaacuteniacute vody Jakou maacute uacutečinnost
( httpfyzwebczclankyindexphpid=132 )
4 Proč na grafu v okamžiku zamiacutechaacuteniacute s ohřiacutevanou vodou vznikajiacute nerovnosti
(viz vyacuteše) Proč teplota nejdřiacuteve rychleji stoupaacute a pak chviacuteli klesaacute
(po zamiacutechaacuteniacute) Proč teplota pak roste přibližně rovnoměrně
5 Proč graf (viz vyacuteše) neniacute lineaacuterniacute Čiacutem je to způsobeno
6 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy OHSP-
202
- 125 -
Praacutece a energie 34 NAKLONĚNAacute ROVINA
Fyzikaacutelniacute princip
Siacutela potřebnaacute k pohybu tělesa po nakloněneacute rovině je tolikraacutet menšiacute než tiacutehovaacute
siacutela kolikraacutet je deacutelka roviny většiacute než jejiacute vyacuteška G
hF F
s Tiacutehovou siacutelu
vypočiacutetaacuteme FG = mg
Ciacutel
Ověřit platnost funkce h
F fs
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA digitaacutelniacute vaacutehy voziacuteček se zaacutevažiacutem nakloněnaacute
rovina deacutelkoveacute měřidlo
- 126 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme siloměr DFS-BTA do vstupu CH1 Změřiacuteme deacutelku nakloněneacute
roviny s = cm Zvaacutežiacuteme voziacuteček m = kg Vypočiacutetaacuteme velikost tiacutehoveacute
siacutely FG K siloměru připojiacuteme voziacuteček
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim
Udaacutelosti + Hodnoty Naacutezev Vyacuteška Jednotka cm OK Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute
grafu
- 127 -
3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute Siacutely (N) a na
vodorovneacute ose times Vyacuteška (cm)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Zvedneme
nakloněnou rovinu do vyacutešky 10 cm a stiskneme bdquospoušťldquo pro zadaacuteniacute teacuteto
hodnoty Opakujeme pro 20 cm 30 cm 40 cm
5 Ukončiacuteme měřeniacute
6 V menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Siacutela vybereme lineaacuterniacute rovnici
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proč graf funkce h
F fs
neprochaacuteziacute počaacutetkem Tzn když h = 0 pak
F = 0
2 Zkus změřit funkci h
F fs
pomociacute plynuleacuteho zvedaacuteniacute nakloněneacute
roviny Je potřeba nastavit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat ndash Režim Časovaacute
zaacutekladna
- 128 -
Tepelneacute jevy 35 KALORIMETRICKAacute ROVNICE
Fyzikaacutelniacute princip
Při tepelneacute vyacuteměně mezi dvěma tělesy platiacute kalorimetrickaacute rovnice Q1 = Q2
Po dosazeniacute
c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2) Index 1 je přiřazen teplejšiacutemu tělesu a index 2
chladnějšiacutemu tělesu
Ciacutel
Ověřit platnost kalorimetrickeacute rovnice c1m1(t1 ndash t) = c2m2(t ndash t2)
Pomůcky
LabQuest dva teploměry TMP-BTA dvě seřiacuteznuteacute PET laacutehve digitaacutelniacute vaacutehy
- 129 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměr TMP-BTA do vstupu CH1 a druhyacute teploměr TMP-
BTA do vstupu CH2 LabQuestu Do naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme teplou
vodu o hmotnosti m1 a teplotě t1 Do druheacute naacutedoby z PET laacutehve připraviacuteme
studenou vodu o hmotnosti m2 a teplotě t2 Hmotnosti určiacuteme pomociacute digitaacutelniacute
vaacutehy Do prvniacute naacutedoby vložiacuteme prvniacute teploměr a do druheacute naacutedoby druhyacute
teploměr Teploměry můžeme upevnit do stojanů
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
120 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 130 -
3 Zvoliacuteme okno Graf Na svisleacute ose y zvoliacuteme zobrazovaacuteniacute obou teplot a na
vodorovneacute ose x ponechaacuteme čas
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Přeložiacuteme teploměr
z naacutedoby se studenou vodou do naacutedoby s teplou vodou a současně přelijeme
studenou vodu do tepleacute a počkaacuteme až nastane rovnovaacutežnyacute stav
5 Ukončiacuteme měřeniacute
6 Z grafů odečteme teploty před tepelnou vyacuteměnou (t1 a t2) a po tepelneacute
vyacuteměně (t)
7 Vypočiacutetaacuteme teplo odevzdaneacute Q1 a teplo přijateacute Q2
8 Porovnaacuteme vyacutesledneacute hodnoty
9 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Proč měřeniacute nevychaacuteziacute uacuteplně přesně Čiacutem je to způsobeno
2 Zkus stejneacute měřeniacute pro jedno kapalneacute těleso (voda) a jedno pevneacute těleso
(mosaznyacute vaacuteleček železnyacute vaacutelečekhellip)
3 K měřeniacute hmotnosti lihoveacuteho kahanu můžeme použiacutet digitaacutelniacute vaacutehy
OHSP-202
- 131 -
Tepelneacute jevy 36 VEDENIacute TEPLA
Fyzikaacutelniacute princip
Zahřiacutevaacuteme-li jednu čaacutest podeacutelneacuteho tělesa z pevneacute laacutetky přenaacutešiacute se rychlejšiacute
pohyb atomů na dalšiacute a dalšiacute atomy Tiacutem se zvyšuje i teplota dalšiacutech čaacutestiacute
Tento jev se nazyacutevaacute vedeniacute tepla Laacutetky děliacuteme na tepelneacute vodiče (měď
hliniacutek hellip) a tepelneacute izolanty (vzduch plasty dřevo hellip)
Ciacutel
Ověřit šiacuteřeniacute tepla tepelnyacutem vodičem
Pomůcky
LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA tlustšiacute Cu vodič lihovyacute kahan dva
laboratorniacute stojany
- 132 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme čtyři teploměry TMP-BTA do vstupů CH1 až CH4 LabQuestu
LabQuest připojiacuteme k PC přes USB konektor Teploměry můžeme upevnit do
smyček vytvořenyacutech z tlustšiacuteho měděneacuteho draacutetu ndash viz scheacutema
2 Zapneme LabQuest V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat
nastaviacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzorek sekundu Zatrhneme Nepřerušenyacute
sběr dat
3 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a postaviacuteme ho pod konec Cu vodiče ndash viz scheacutema
4 V programu LoggerPro zvoliacuteme Sběr dat Nechaacuteme určitou
dobu běžet měřeniacute
5 Ukončiacuteme měřeniacute ndash v programu LoggerPro zvoliacuteme Zastavit
6 Porovnaacuteme naměřeneacute grafy
7 Vysloviacuteme zaacutevěr
- 133 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus měřeniacute pro jinyacute pevnyacute tepelnyacute vodič
2 Zkus stejneacute měřeniacute pro kapalneacute těleso (voda v naacutedobě)
- 134 -
Termika 37 SOUTĚŽ TEPLOMĚRŮ
Fyzikaacutelniacute princip
Teplota popisuje stav tělesa Teplotu měřiacuteme teploměrem Teplota tělesa
zaacutevisiacute i na miacuteře ochlazovaacuteniacute Miacutera ochlazovaacuteniacute zaacutevisiacute i na vlhkosti povrchu
tělesa (podobně ochlazovaacuteniacute lidskeacuteho těla) Vypařujiacuteciacute se kapalina odvaacutediacute čaacutest
vnitřniacute energie tělesa ndash ochlazuje ho Miacutera ochlazovaacuteniacute tělesa zaacutevisiacute i na
odvaacuteděniacute vznikajiacuteciacutech par
Ciacutel
Porovnej rychlost ochlazovaacuteniacute tělesa na povrchu sucheacuteho a mokreacuteho tělesa
Pomůcky
LabQuest teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA rychlovarnaacute konvice s horkou
vodou utěrka
- 135 -
Scheacutema
Postup
1 V konvici si ohřejeme vodu
2 Teploměr Go-TEMP nebo TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1
LabQuestu
3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
30 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
4 Zastrčiacuteme teploměr do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute je
praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme
tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem nepohybujeme
- 136 -
5 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash
menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Zastrčiacuteme teploměr opět do konvice a ohřejeme ho na max teplotu kteraacute
je praacutevě v konvici (např 95 degC) Vytaacutehneme teploměr z konvice a stiskneme
tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu S teploměrem budeme nyniacute maacutevat
7 Po skončeniacute měřeniacute (30 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti LabQuestu ndash
menu Graf ndash Uložit měřeniacute
8 Body 4 až 7 znovu opakujeme ale s tiacutem že po vytaženiacute teploměru
z konvice teploměr rychle utřeme utěrkou
9 Zobraziacuteme všechny čtyři naměřeneacute grafy ndash menu Graf ndash Ukaacutezat graf ndash
Všechny grafy
10 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus stejneacute měřeniacute s vlažnou vodou
2 Vyzkoušej jinou kapalinu
3 Pokud maacuteme čtyři teploměry můžeme proveacutest měřeniacute bdquonajednouldquo
- 137 -
Tepelneacute jevy 38 VAR
Fyzikaacutelniacute princip
Var je děj při ktereacutem se kapalina přeměňuje v plyn v celeacutem objemu Teplota
při ktereacute dochaacuteziacute k varu se nazyacutevaacute teplota varu Jejiacute hodnota zaacutevisiacute nejen na
chemickeacutem složeniacute kapaliny ale takeacute na tlaku nad povrchem kapaliny Voda
vře za normaacutelniacuteho tlaku (1 013 hPa) při 100 degC Zaacutevislost teploty varu vody
na tlaku lze přibližně vyjaacutedřit rovniciacute 5
716 2810
pt
Ciacutel
Ověřit teplotu varu za normaacutelniacuteho tlaku Ověřit zaacutevislost teploty varu na tlaku
- 138 -
Pomůcky
LabQuest teploměr GoTemp nebo TMP-BTA baňka voda lihovyacute kahan
laboratorniacute stojan odměrnyacute vaacutelec
Scheacutema
- 139 -
Postup
1 Do vstupů CH 1 LabQuestu připojiacuteme teploměr GoTemp nebo TMP-
BTA Do baňky nalijeme horkou vodu Sestaviacuteme pomůcky podle scheacutema
V odměrneacutem vaacutelci kteryacute určuje hodnotu tlaku par nad volnyacutem povrchem vařiacuteciacute
vody neniacute voda Tzn že nad vodou v baňce je atmosfeacuterickyacute tlak
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Režim
Udaacutelosti a hodnoty Naacutezev Tlak Jednotka Pa
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Zapaacuteliacuteme lihovyacute kahan a ohřiacutevaacuteme vodu v baňce až dosaacutehne teploty varu
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Paacutery vznikajiacuteciacute nad volnyacutem povrchem v baňce mohou volně odchaacutezet
hadiciacute kteraacute uacutestiacute nad dnem odměrneacuteho vaacutelce
7 Při dosaženiacute teploty varu stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
8 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku (odečteme
z barometru) a stiskneme OK
- 140 -
9 Přilijeme do odměrneacuteho vaacutelce vodu do vyacutešky 5 cm nad uacutestiacutem hadice
10 Při dosaženiacute teploty varu (poznaacuteme to podle bublinek ktereacute budou
vystupovat do vody v odměrneacutem vaacutelci) stiskneme tlačiacutetko (zachovat)
11 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu atmosfeacuterickeacuteho tlaku zvětšenou
o hodnotu hydrostatickeacuteho tlaku a stiskneme OK
12 Opakujeme body 9 10 a 11 pro hodnoty vyacutešky hladiny vody v odměrneacutem
vaacutelci 10 cm 15 cm 20 cm a 25 cm
13 Stiskneme tlačiacutetko (ukončit měřeniacute)
14 Provedeme analyacutezu grafu Jakaacute je to funkce Porovnaacuteme vyacutesledky
s vyacutesledky v MFCh tabulkaacutech Určiacuteme rovnici lineaacuterniacute funkce t = f(p)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Na čem zaacutevisiacute teplota varu určiteacute kapaliny
2 Čiacutem se lišiacute var vody v otevřeneacutem a v uzavřeneacutem tlakoveacutem hrnci
3 Může voda vařit i při nižšiacute teplotě než 100 degC
4 Pomociacute vyacutevěvy změř teploty varu při nižšiacutem tlaku než je atmosfeacuterickyacute
- 141 -
Zvukoveacute jevy 39 KMITAVYacute POHYB
Fyzikaacutelniacute princip
Kmitaveacute pohyby se nazyacutevajiacute pohyby při kteryacutech vyacutechylka opakovaně roste
a klesaacute Kmit je periodicky se opakujiacuteciacute čaacutest kmitaveacuteho pohybu doba jeho
trvaacuteniacute je perioda T a počet kmitů za jednotku času je frekvence 1
fT
Ciacutel
Určit periodu T a frekvenci f kmitaveacuteho pohybu
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA těleso (zaacutevažiacute) pružina stojan metr
- 142 -
Scheacutema
- 143 -
Postup
1 Siloměr DFS-BTA upevniacuteme na stativ (dle scheacutematu) a zapojiacuteme do CH 1
LabQuestu
2 Zapneme LabQuest Na siloměr zavěsiacuteme pružinu
3 Vynulujeme siloměr v menu Senzory ndash Vynulovat
4 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 10 s Frekvence
50 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
5 Na siloměr zavěsiacuteme těleso (zaacutevažiacute) Těleso je v klidu
6 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
7 Z grafu odečteme tiacutehovou siacutelu FG pomociacute menu Analyacuteza ndash Statistika
Určiacuteme hmotnost tělesa Ověřiacuteme na digitaacutelniacutech vahaacutech
8 Uvedeme těleso do kmitaveacuteho pohybu
9 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Provedeme
analyacutezu grafu ndash menu Analyacuteza ndash Fitovat křivku ndash Typ rovnice (nebo soubor
nahrajeme do PC a v programu LoggerPro provedeme analyacutezu)
- 144 -
10 Z grafu určiacuteme periodu T a vyacutepočtem frekvenci f
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Určete periodu a kmitočet joja
2 Určete periodu a kmitočet zaacutevažiacute ponořeneacuteho v kapalině
3 Určete periodu a kmitočet kmitaacuteniacute praviacutetka
4 Měř kmitavyacute pohyb delšiacute dobu Co pozoruješ
- 145 -
Zvukoveacute jevy 310 ZVUK
Fyzikaacutelniacute princip
Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz
Ciacutel
Určit časovyacute diagram některyacutech zdrojů zvuku ndash ladičky klaacuteves hudebniacutech
naacutestrojůhellip
Určit frekvenci (vyacutešku) toacutenů c1 d
1 e
1 c
2 Určit hudebniacute intervaly těchto
toacutenů Předveacutest barvu toacutenů
Pomůcky
LabQuest mikrofon MCA-BTA zdroje zvuku (hudebniacute naacutestroje) ladičky
- 146 -
Scheacutema
Postup
1 Zapneme LabQuest
2 Připojiacuteme mikrofon MCA-BTA do vstupu CH1 LabQuestu nebo v menu
Senzory ndash Nastaveniacute senzorů zvoliacuteme INT ndash Vnitřniacute mikrofon
3 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
4 Rozezvučiacuteme zdroj zvuku ndash hlaacuteska bdquoaldquo bdquoeldquo bdquosldquo
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Uklaacutedaacuteme naměřeneacute zvuky v menu Graf ndash Uložit měřeniacute nebo zvoliacuteme
Pomociacute kalkulačky určujeme kmitočty periodickyacutech zvuků Uložiacuteme soubor
- 147 -
- 148 -
7 Opakujeme body 4 5 a 6 pro toacuteny c1 d
1 e
1 c
2 Určujeme kmitočet
těchto toacutenů (změřiacuteme periodu a kmitočet vypočiacutetaacuteme) a jejich hudebniacute
intervaly
8 Naměřeneacute kmitočty toacutenů a vypočiacutetaneacute hodnoty hudebniacutech intervalů
porovnaacuteme s hodnotami v tabulce
Toacuten c1 d1 e1 f1 g1 a1 h1 c2
Laděniacute absolutniacute vyacuteška (Hz)
temperovaneacute 262 294 330 349 392 440 494 524
přirozeneacute 264 297 330 352 396 440 495 528
Hudebniacute interval 11 98 54 43 32 53 158 21
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkoušiacuteme měřit časoveacute diagramy různyacutech hudebniacutech naacutestrojů
2 Zkus změřit stejneacute toacuteny různyacutech hudebniacutech naacutestrojů Co je barva toacutenů
- 149 -
Zvukoveacute jevy 311 RYCHLOST ZVUKU VE
VZDUCHU
Fyzikaacutelniacute princip
Zvuk je podeacutelneacute vlněniacute s frekvenciacute od 16 Hz do 20 kHz Rychlost zvuku
můžeme změřit přiacutemou metodou tak že změřiacuteme vzdaacutelenost kterou zvuk urazil
a dobu za kterou mu to trvalo
Ciacutel
Určit rychlost zvuku ve vzduchu při daneacute teplotě
Pomůcky
LabQuest dva mikrofony MCA-BTA zdroj zvuku ndash dřevěneacute hůlky (hudebniacute
naacutestroj)
- 150 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupů CH 1 a CH 2 LabQuestu připojiacuteme dva mikrofony MCA-BTA
2 Mikrofony nastaviacuteme dle scheacutematu na jeden až dva metry od sebe Změřiacuteme
vzdaacutelenost s = m
3 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
003 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute
přes 25 Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu měřeniacute neprobiacutehaacute čekaacute
na bdquospoušťldquo
5 U praveacuteho mikrofonu ťukneme do dřevěnyacutech hůlek Tiacutem se zapne
(bdquospoušťldquo) měřeniacute a oba mikrofony zaznamenajiacute zvuk Levyacute mikrofon
s určityacutem zpožděniacutem ktereacute odpoviacutedaacute vzdaacutelenosti obou mikrofonů a rychlosti
zvuku
6 Na dotykoveacute obrazovce si zvětšiacuteme miacutesto kde začiacutenaacute druhyacute zvuk ndash
označiacuteme perem a menu Graf ndash Zvětšit Daacutele označiacuteme co nejpřesněji miacutesto
kde začiacutenaacute druhyacute zpožděnyacute zvuk odečteme čas zpožděniacute t = s
- 151 -
7 Vypočiacutetaacuteme rychlost zvuku v = st = m sndash1
8 Měřeniacute můžeme několikraacutet opakovat pro jineacute vzdaacutelenosti
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pokud stejneacute měřeniacute bude dělat viacutece studentů je potřeba se domluvit aby
nedošlo k vzaacutejemneacutemu rušeniacute
2 Porovnej rychlost zvuku s tabulkovou hodnotou a s hodnotami v jinyacutech
laacutetkaacutech Kde je největšiacute
3 Vypočiacutetej podle vzorce z tabulek jakaacute je rychlost zvuku při daneacute teplotě
vzduchu t = degC
4 Zkus se zamyslet nad průběhem grafů ndash jak se musiacute chvět zdroj zvuku
Zkus změřit rychlost zvuku pomociacute odrazu Naacutevod
K měřeniacute je použita odpadniacute trubka HTEM zakoupenaacute v OBI (deacutelka 1 2 nebo
3m takeacute je možneacute zakoupit viacutece stejnyacutech metrovyacutech kusů ktereacute je možno
zasouvat do sebe) K ucpaacuteniacute trubky je možneacute koupit tzv zaacutetku kteraacute se nasadiacute
- 152 -
na konec trubky Mikrofon je umiacutestěn těsně u uacutestiacute trubky K měřeniacute stačiacute pouze
jeden mikrofon K měřeniacute je potřeba stejneacute nastaveniacute (včetně bdquospouštěldquo)
5 Měřeniacute zkus nejdřiacuteve bez odpadniacute trubky a potom s trubkou
6 Jakou vzdaacutelenost musiacuteš dosadit do vzorce
7 Zkus stejneacute měřeniacute ale oddělej zaacutetku Zkus vysvětlit to co jsi naměřil
8 Nyniacute můžeš zkusit i ohřaacutet vzduch v trubce pomociacute feacutenu nebo teplovzdušneacute
pistole a teploměrem TMP-BTA měřit jeho teplotu Jak se změniacute rychlost
zvuku Co to způsobilo
- 153 -
Zvukoveacute jevy 312 VNIacuteMAacuteNIacute ZVUKU HLASITOST
Fyzikaacutelniacute princip
Praacuteh slyšitelnosti je nejmenšiacute intenzita zvuku kterou je schopen vniacutemat
pozorovatel s normaacutelniacutem sluchem (I0 = 10ndash12
W mndash2
) Praacuteh bolesti je
nejmenšiacute intenzita zvuku kteraacute vyvolaacute pocit bolesti (I0 = 10 W mndash2
) Hladina
intenzity zvuku L (v decibelech) je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute vyjadřuje kolikraacutet
je vniacutemanyacute zvuk silnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti (10kraacutet o 10 dB 100kraacutet
o 20 dB 1 000kraacutet o 30 dB hellip)
Ciacutel
Určit pomociacute hlukoměru SLM-BTA hladinu intenzity zvuku lidskeacuteho hlasu
zařiacutezeniacute a strojů kolem naacutes (pračka vysavač televize raacutedio reprodukovanaacute
hudba ulice hřiště přestaacutevka ve školehellip ticho)
- 154 -
Pomůcky
LabQuest hlukoměr SLM-BTA
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme hlukoměr SLM-BTA do vstupu CH1 LabQuestu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
120 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
- 155 -
3 Nastaveniacute hlukoměru SLM-BTA Time Weiting ndash S (slow) Maximum
Level Hold ndash RESET (průběžně zobrazuje) Frequency Weighting ndash A (pomaleacute
změny)
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu a postupně v 10 s
intervalech zkoušiacuteme různeacute zvuky ticho ndash potlesk ndash tlumenyacute hovor ndash hlasityacute
hovor ndash velmi hlasityacute hovor ndash křik
5 Podobně zkoušiacuteme změřit
a) hluk celeacuteho praciacuteho cyklu pračky
b) hluk různyacutech spotřebičů kolem naacutes ndash televize raacutedio zvuk ze sluchaacutetek
(přiloženiacutem hlukoměru ke sluchaacutetkům) zvuk mobilniacuteho telefonu hluk varneacute
konvice
c) hluk ve škole ndash ve třiacutedě na chodbě hellip
d) ticho ndash ve dne v noci
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Kolikraacutet je bdquoticholdquo hlučnějšiacute než praacuteh slyšitelnosti
2 Vyzkoušej jak velkeacute je bdquoticholdquo uvnitř krabice
- 156 -
3 Jakeacute je bdquoticholdquo před oknem a za oknem
4 Vyzkoušej odraz zvuku ndash v miacutestnosti na louce
5 Změř jak se měniacute hladina intenzity zvuku za bouřky
6 Zkoumej jak zvuk pohlcujiacute různeacute materiaacutely
7 Vyzkoušej odraz zvuku pomociacute desky Např
8 Vyzkoušej naměřit v jeskyni hlasitost ozvěny
- 157 -
9 U reproduktoroveacute soustavy (stereo) zkus naleacutezt miacutesto s nejsilnějšiacute hlasitostiacute
10 Změř zaacutevislost hlasitosti na uacutehlu naacuteklonu odrazneacute desky Sestroj graf
11 Změř směrovou charakteristiku reproduktoru
( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=393)
12 Změř frekvenčniacute charakteristiku reproduktoru
( httpfyzikajreichlcomindexphpsekce=browseamppage=392)
- 158 -
Elektrickeacute vlastnosti laacutetek
313 ELEKTRICKYacute NAacuteBOJ ELEKTRICKYacute PROUD
Fyzikaacutelniacute princip
Elektrickyacute naacuteboj Q je fyzikaacutelniacute veličina kteraacute popisuje stav zelektrovanyacutech
těles kteryacute se projevuje silovyacutem působeniacutem na jinaacute tělesa Jeho jednotkou je
coulomb ndash značka C Naacuteboj 1 C je jednotka velkaacute Při pokusech ve třiacutedě
pracujeme s naacuteboji o velikostech desiacutetek nC (nanocoulombů) 1 nC je přibližně
6000000000 elementaacuterniacutech elektrickyacutech naacutebojů (naacuteboj elektronu hellip)
Existujiacute dva druhy elektrickeacuteho naacuteboje Kladnyacute elektrickyacute naacuteboj (na skleněneacute
tyči) a zaacutepornyacute elektrickyacute naacuteboj (na plastoveacute tyči) Zaacuteporně nabiteacute těleso maacute
viacutece elektronů než protonů V kladně nabiteacutem tělese převažujiacute protony
K přesneacutemu měřeniacute velikostiacute naacutebojů zelektrovanyacutech těles sloužiacute měřič naacuteboje
Elektrickyacute proud I je zaacutekladniacute fyzikaacutelniacute veličinou Jeho jednotkou je ampeacuter
(A) Můžeme jej vyjaacutedřit pomociacute naacuteboje Q kteryacute projde vodičem za jednotku
času Q
It
Ciacutel
Změřit naacuteboje různyacutech zelektrovanyacutech těles Sledovat jak se tento naacuteboj měniacute
při různyacutech dějiacutech nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute
Změřit proud I v zaacutevislosti na čase t a určit velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute
a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru
- 159 -
Pomůcky
LabQuest měřič naacuteboje CRG-BTA ampeacutermetr DCP-BTA tělesa (plechovka
na polystyreacutenu kovoveacute kuličky s papiacuterky) kovoveacute kuličky na izolovaneacutem
držadle zdroj vn k nabiacutejeniacute těles kondenzaacutetor 15 mF16 V plochaacute baterie
45 V žaacuterovka 35 V 01 A přepiacutenač
- 160 -
Scheacutema
Postup
1 Měřič naacuteboje CRG-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
Plechovku položiacuteme na polystyreacutenovou desku a připojiacuteme k niacute kladnou
krokosvorku měřiče naacuteboje (stačiacute plechovku postavit na kovovou tyčinku
připojenou ke krokosvorce) Zaacutepornou svorku spojiacuteme s uzemňovaciacute zdiacuteřkou
zdroje vn Ke zdroji vn (ke kladneacute a zaacuteporneacute svorce 10 kV) připojiacuteme dvě
- 161 -
kovovaacute tělesa s papiacuterky Zapneme zdroj vn (tělesa se nabiacutejejiacute) Na senzoru
zvoliacuteme rozsah plusmn100 nC (scheacutema a))
2 Zapneme LabQuest
3 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
4 Postupně nabiacutejiacuteme těleso (plechovku) kladně nebo zaacuteporně ndash dotykem
ebonitoveacute nebo skleněneacute tyče (třeniacutem nabiteacute) Sledujeme jak se měniacute naacuteboj
Stejneacute můžeme provaacutedět pomociacute umělohmotneacute slaacutemky
5 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 120 s Frekvence
2 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf
6 Tlačiacutetkem na senzoru bdquovybijemeldquo naacuteboj (vynulujeme senzor)
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pomociacute kuliček na izolovaneacutem držadle přenaacutešiacuteme nejdřiacuteve kladnyacute naacuteboj
z kladně nabiteacuteho tělesa Sledujeme o kolik vzroste Pak přenaacutešiacuteme zaacutepornyacute
naacuteboj Sledujeme o kolik klesne kladnyacute naacuteboj (vzroste zaacutepornyacute naacuteboj)
Zkoušiacuteme postupně pro tři průměry kuliček Porovnaacuteme vyacutesledky
9 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute ebonitoveacute tyče skleněneacute
tyče Sledujeme zda roste nebo klesaacute naacuteboj Proč neroste (neklesaacute)
10 Při dalšiacutem měřeniacute propojiacuteme nabiacutejeneacute těleso (plechovku) s kladně (při
dalšiacutem postupu zaacuteporně) nabityacutem tělesem pomociacute dřevěneacute špejle průřezu 3times3
mm Sledujeme co se děje V dalšiacutem postupu zkracujeme deacutelku špejle
- 162 -
Sledujeme jak se měniacute nabiacutejeniacute V dalšiacutem postupu použijeme špejli 9times9 mm
Jak se změniacute vyacutesledek měřeniacute Proč tomu tak je
11 Vyhodnotiacuteme vyacutesledky měřeniacute Jak velkeacute jsou naacuteboje při pokusech
(v coulombech v elementaacuterniacutech naacutebojiacutech)
12 Sestaviacuteme obvod podle scheacutema b)
13 Změřiacuteme časovyacute průběh proudu při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru
- 163 -
14 Určiacuteme velikost naacuteboje Q při nabiacutejeniacute a vybiacutejeniacute kondenzaacutetoru pomociacute
funkce menu Analyacuteza volba Integraacutel
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zopakuj měřeniacute v bodech 13 a 14 pro různaacute zapojeniacute dvou nebo viacutece
kondenzaacutetorů
- 164 -
Elektrickyacute proud 314 OHMŮV ZAacuteKON
Fyzikaacutelniacute princip
Ohmův zaacutekon Pokud maacute kovovyacute vodič staacutelou teplotu je elektrickyacute proud
prochaacutezejiacuteciacute vodičem přiacutemo uacuteměrnyacute napětiacute na vodiče (r 1826 G S Ohm)
Grafem přiacutemeacute uacuteměrnostiacute je přiacutemka prochaacutezejiacuteciacute počaacutetkem
Ciacutel
Ověřit Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky a rezistory 12 Ω 33 Ω
a 100 Ω
Pomůcky
LabQuest rezistor 33 Ω a 100 Ω žaacuterovka 6 V03 A voltmetr DVP-BTA
ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute baterie reostat
- 165 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA k vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60 s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
napětiacute Vlevo 0 Vpravo 6 V Na ose y zvoliacuteme Elektrickyacute proud a Spojovat
body Dole 0 a Nahoře 06 A V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Reostatem pomalu zvyšujeme napětiacute a proud Hodnota napětiacute nesmiacute
překročit 5 V a proudu 06 A Zobrazuje se tzv voltampeacuterovaacute charakteristika
Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro rezistor 33 Ω a pro žaacuterovku
- 166 -
7 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Platiacute Ohmův zaacutekon pro wolframoveacute vlaacutekno žaacuterovky
2 Porovnej voltampeacuteroveacute charakteristiky rezistorů s různyacutemi hodnotami
odporů
3 Zkus vymyslet jak ověřiacuteš že Ohmův zaacutekon platiacute i pro wolframoveacute vlaacutekno
žaacuterovky
- 167 -
Elektrickyacute proud 315 ODPOR
Fyzikaacutelniacute princip
Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou
elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše
přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita
ρ a na teplotě t vodiče
Ciacutel
Změřit odpor bdquošpatneacuteholdquo vodiče ndash rezistoru Ověřit jak zaacutevisiacute odpor vodiče na
deacutelce
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) různeacute rezistory tahovyacute
potenciometr 10 kΩ počiacutetač s programem Logger Pro
- 168 -
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 K ohmmetru připojiacuteme tahovyacute potenciometr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se
vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 169 -
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm
2 cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute
potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute
exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute
14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Měřiacuteme odpor různyacutech rezistorů a jejich zapojeniacute
2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů
3 Změř jak zaacutevisiacute odpor potenciometru na uacutehlu natočeniacute u otočneacuteho
potenciometru
- 170 -
Elektrickyacute proud 316 ZAacuteVISLOST ODPORU NA
TEPLOTĚ
Fyzikaacutelniacute princip
Odpor R je vlastnost vodiče veacutest čaacutestice s elektrickyacutem naacutebojem Jednotkou
elektrickeacuteho odporu je ohm (Ω) Odpor vodiče zaacutevisiacute na jeho deacutelce l na ploše
přiacutečneacuteho průřezu S vodiče na laacutetce ze ktereacuteho je vodič zhotoven ndash rezistivita
ρ a na teplotě t vodiče
Na teplotě zaacutevisiacute odpor vodičů i polovodičů Odpor vodičů se vzrůstajiacuteciacute
teplotou stoupaacute (kladnyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) kdežto odpor
polovodičů uhliacuteku a některyacutech speciaacutelniacutech slitin kovů se vzrůstajiacuteciacute teplotou
klesaacute (zaacutepornyacute teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu) Elektrickyacute odpor maacute
vždy kladnou hodnotu Dobreacute vodiče kladou malyacute odpor špatneacute vodiče kladou
velkyacute odpor
Pozistor je dvoupoacutelovaacute elektrickaacute součaacutestka Jednaacute se o typ termistoru
s pozitivniacute teplotniacute zaacutevislostiacute (tzn s rostouciacute teplotou roste odpor) proto se
použiacutevaacute i označeniacute PTC termistor (positive temperature coefficient) Vyraacutebějiacute
se z polykrystalickeacute feroelektrickeacute keramiky (titaničitan barnatyacute BaTiO3)
Odpor pozistoru s růstem teploty nejprve miacuterně klesaacute nad Curieovu teplotu
poteacute prudce vzrůstaacute asi o 3 řaacutedy a pak opět miacuterně klesaacute Oblast naacuterůstu je
možneacute chemickyacutem složeniacutem ovlivňovat a tak vytvořit např sadu teploměrů
s odstupňovanyacutem teplotniacutem rozsahem (nejčastěji po 10 degC)
- 171 -
Ciacutel
Změřit jak zaacutevisiacute odpor pozistoru na teplotě
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA
pozistor kaacutedinka stojan počiacutetač s programem Logger Pro
- 172 -
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 a teploměr TMP-BTA do
konektoru CH 2 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu Teploměr a pozistor jsou společně
upevněny zkroucenyacutem draacutetkem
3 K ohmmetru připojiacuteme pozistor
4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
5 Zapneme LabQuest
6 V programu LoggerPro na ose x zvoliacuteme teplotu a na ose y zvoliacuteme odpor
Tzn R = f(t)
7 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
8 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme
Nepřerušenyacute sběr dat
9 Do kaacutedinky nalijeme horkou vodu z konvice
- 173 -
10 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat Měřeniacute
nechaacuteme běžet delšiacute dobu (90 min) Pokud nemaacuteme čas můžeme měřeniacute
urychlit postupnyacutem ochlazovaacuteniacutem (přileacutevaacuteme studenou vodu nebo led)
11 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
12 Opakujeme měřeniacute pro různeacute pozistory
13 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z grafů určete teplotniacute součinitel elektrickeacuteho odporu Porovnej jeho
velikost s hodnotami různyacutech kovů v tabulkaacutech
2 K čemu se použiacutevajiacute pozistory
- 174 -
Elektrickyacute proud 317 REOSTAT A POTENCIOMETR
Fyzikaacutelniacute princip
Plynulou změnu proudu spotřebičem umožňujiacute součaacutestky s proměnnyacutem
odporem ndash potenciometry Podle pohybu při ovlaacutedaacuteniacute je děliacuteme na tahoveacute
a otočneacute
K regulaci velkyacutech proudů použiacutevaacuteme reostat
Ciacutel
Ověřit funkci potenciometru jako děliče napětiacute a regulaacutetoru proudu
- 175 -
Pomůcky
LabQuest různeacute potenciometry počiacutetač s programem Logger Pro voltmetr
VP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA rezistor 100 Ω plochaacute baterie
- 176 -
Scheacutema
Postup
1 Voltmetr VP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 Potenciometr zapojiacuteme jako dělič napětiacute (viz scheacutema)
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment zvoliacuteme Sběr dat Moacuted
Udaacutelosti se vstupy Naacutezev sloupce deacutelka Značka d Jednotka cm
6 Na ose x zvoliacuteme veličinu deacutelka Na ose y veličinu napětiacute
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Tahovyacute potenciometr nastaviacuteme na 0 cm (začaacutetek)
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 0 cm a stiskneme OK
- 177 -
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 05 cm 1 cm 15 cm
2cmhellip 3 cm (deacutelka potenciometru) Značky si můžeme napsat na tahovyacute
potenciometr nebo přiložiacuteme praviacutetko U otočneacuteho potenciometru měřiacuteme
a zadaacutevaacuteme jednotku uacutehlu
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute potenciometry ndash lineaacuterniacute logaritmickeacute
exponenciaacutelniacute tahoveacute otočneacute
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
15 Stejneacute měřeniacute provedeme pro zapojeniacute potenciometru jako regulaacutetoru
proudu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 K čemu si využiacutevajiacute obě zapojeniacute Jakyacute je mezi nimi rozdiacutel
2 K čemu se použiacutevajiacute různeacute druhy potenciometrů
- 178 -
Elektrickyacute proud 318 VNITŘNIacute ODPOR ZDROJE
Fyzikaacutelniacute princip
Součet všech odporů kteryacutemi musiacute prochaacutezet proud uvnitř zdroje se nazyacutevaacute
vnitřniacute odpor zdroje Proud v uzavřeneacutem obvodu je roven podiacutelu
elektromotorickeacuteho napětiacute U0 zdroje a celkoveacuteho odporu R + Ri kde Ri je
vnitřniacute odpor zdroje
0
i
UI
R R
Ciacutel
Ověřit Ohmův zaacutekon pro uzavřenyacute obvod
Pomůcky
LabQuest rezistor 10 Ω voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA plochaacute
baterie reostat 100 Ω a 10 kΩ
- 179 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr DVP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle
scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20s Frekvence 20 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x
zvoliacuteme proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Elektrickeacute napětiacute
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 V V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat -
Ampeacutermetr Reostat 100 Ω a 10 kΩ nastaviacuteme na max hodnoty odporu
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu Sepneme spiacutenač
5 Reostatem 10 kΩ pomalu (10 s) zvětšujeme proud (hodnota odporu na
min) Jakmile reostat 10 kΩ vytočiacuteme do krajniacute polohy (min) pokračujeme
stejně reostatem 100 Ω do krajniacute polohy (min) Hodnota proudu nesmiacute
překročit 06 A což při napětiacute 45 V zajistiacute rezistor 10 Ω Zobrazuje se tzv
zatěžovaciacute charakteristika zdroje Po vykresleniacute celeacuteho grafu zvoliacuteme v menu
Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Opakujeme měřeniacute pro různě stareacute plocheacute baterie
- 180 -
7 Provedeme analyacutezu jednotlivyacutech grafů V menu Analyacuteza zvoliacuteme Fitovat
křivku Napětiacute Vybereme typ rovnice Lineaacuterniacute Určiacuteme koeficienty lineaacuterniacute
funkce Opakujeme pro všechny grafy
8 Vysloviacuteme zaacutevěr (platnost Ohmova zaacutekona pro uzavřenyacute obvod)
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z koeficientů lineaacuterniacutech funkciacute určete napětiacute napraacutezdno U0 a zkratovyacute
proud Ik Daacutele určete vnitřniacute odpor Ri plocheacute baterie noveacute a stareacute
2 Vnitřniacute odpor plocheacute baterie se staacuteřiacutem zvětšuje Jak se to projevuje na
zatěžovaciacute charakteristice
- 181 -
Elektrickyacute proud 319 VYacuteKON ELEKTRICKEacuteHO
PROUDU
Fyzikaacutelniacute princip
Vyacutekon P elektrickeacuteho proudu vypočiacutetaacuteme jako součin napětiacute na spotřebiči
a proudu kteryacute spotřebičem proteacutekaacute P = U I U spotřebičů je spraacutevneacute označovat
dodaacutevanyacute vyacutekon jako přiacutekon P0 Napřiacuteklad u žaacuterovky je světelnyacute vyacutekon
zlomkem elektrickeacuteho přiacutekonu
Ciacutel
Pomociacute wattmetru určit přiacutekon některyacutech spotřebičů Změřit přiacutekon v zaacutevislosti
na čase u některyacutech spotřebičů
Pomůcky
LabQuest wattmetr WU-PRO-I spotřebiče
- 182 -
Scheacutema
Postup
1 Wattmetr WU-PRO-I zapojiacuteme do USB konektoru LabQuestu
2 Zapneme LabQuest
3 Nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 600 s Frekvence
1 čteniacutes Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Připojiacuteme spotřebič k wattmetru
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) nebo po stisknutiacute tlačiacutetka (ukončit
měřeniacute) uložiacuteme soubor
- 183 -
6 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus změřit přiacutekon ledničky po dobu 24 hodin s teploměrem uvnitř Vyslov
zaacutevěr
2 Zkus změřit přiacutekon mikrovlnneacute trouby při ohřevu potravin (vody ndash změř
teplotu před začaacutetkem a po skončeniacute ohřiacutevaacuteniacute) Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče
3 Zkus změřit přiacutekon elektrovarneacute konvice nebo indukčniacuteho vařiče
s teploměrem Vypočiacutetej uacutečinnost spotřebiče
- 184 -
Tepelneacute jevy 320 TERMOHRNEK
Fyzikaacutelniacute princip
Termosky a termohrnky jsou speciaacutelně vyrobeneacute naacutedoby ktereacute sloužiacute
k uchovaacuteniacute teploty tekutiny uvnitř Termoska byla vynalezena v roce 1982
Zaacutekladniacutem principem termosky je dvojitaacute vnitřniacute naacutedoba s lesklyacutemi dvojityacutemi
stěnami a z mezery mezi stěnami obou naacutedob je odčerpaacuten veškeryacute vzduch Přes
toto vakuoveacute prostřediacute nemůže tepelnaacute energie pronikat vedeniacutem tepelneacute
zaacuteřeniacute se odraacutežiacute zpět od lesklyacutech stěn u naacutedoby opatřeneacute zaacutetkou je omezen
i přenos prouděniacutem Diacuteky tomuto principu zůstaacutevaacute tekutina v naacutedobě teplaacute
nebo chladnaacute až po dobu několika hodin Většinou se dodaacutevajiacute termosky
s hrniacutečkem nebo sloužiacute jako hrniacuteček viacutečko laacutehve Různeacute firmy takeacute nabiacutezejiacute
možnost potisku vašiacute termosky
Ciacutel
Ověřit schopnost termohrnku udržet naacutepoj teplyacute po určitou dobu
Pomůcky
LabQuest čtyři teploměry TMP-BTA různeacute termohrnky
- 185 -
Scheacutema
Postup
1 Teploměry zapojiacuteme do konektorů CH 1 až CH 4 LabQuestu
2 Sestaviacuteme měřeniacute (viz scheacutema) Dva termohrnky majiacute viacutečka Termohrnek
vpravo je bez viacutečka Vlevo je obyčejnyacute porcelaacutenovyacute hrnek
3 Zapneme LabQuest a připojiacuteme ho přes USB k PC V programu LoggerPro
v menu Experiment ndash Sběr dat zatrhneme Nepřerušenyacute sběr dat
4 Do všech termohrnků nalijeme stejneacute množstviacute horkeacute vody z konvice
5 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
- 186 -
6 Po určiteacute době (např 2 až tři hodiny) zastaviacuteme měřeniacute
7 Vysloviacuteme zaacutevěr Co vše maacute vliv na udrženiacute tepleacuteho naacutepoje
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Opakujeme měřeniacute u všech termohrnků bez viacuteček
2 Opakujeme měřeniacute u všech hrnků s viacutečky
3 Opakujeme měřeniacute se studenyacutem naacutepojem Využijeme při tom kostky ledu
- 187 -
Elektrodynamika 41 MAGNETICKEacute POLE VODIČE
Fyzikaacutelniacute princip
Roku 1820 Hans Christian Oersted prokaacutezal že vodič jiacutemž prochaacuteziacute
elektrickyacute proud vytvaacuteřiacute kolem sebe magnetickeacute pole
Magnetickeacute indukčniacute čaacutery majiacute tvar soustřednyacutech kružnic ležiacuteciacutech v rovinaacutech
kolmyacutech na vodič Orientace indukčniacutech čar zaacutevisiacute na směru proudu a k jejiacutemu
určeniacute použiacutevaacuteme Ampeacuterovo pravidlo praveacute ruky Naznačiacuteme uchopeniacute
vodiče do praveacute ruky tak aby palec ukazoval dohodnutyacute směr proudu ve
vodiči prsty pak ukazujiacute orientaci magnetickyacutech indukčniacutech čar
- 188 -
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost magnetickeacute indukce na velikosti proudu prochaacutezejiacuteciacuteho
vodičem a na vzdaacutelenosti od vodiče
Pomůcky
LabQuest rezistor 10 Ω ampeacutermetr DCP-BTA teslametr MG-BTA vodič
regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute BK 127
- 189 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
teslametr MG-BTA k vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
20s Frekvence 2 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo 0 Vpravo 06 A Na ose y zvoliacuteme Magnetickou indukci
a Spojovat body Dole 0 a Nahoře 6 mT V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
5 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash
max 06A Teslametrem měřiacuteme magnetickou indukci v okoliacute vodiče
6 Potom nastaviacuteme konstantniacute hodnotu proudu a pohybujeme teslametrem
v kolmeacutem směru k ose vodiče
7 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute magnetickaacute indukce B na velikosti
elektrickeacuteho proudu I a na vzdaacutelenosti
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Ze znalosti velikosti proudu a vzdaacutelenosti od vodiče spočiacutetej magnetickou
indukci
2π
IB
d kde μ0 = 4πmiddot10
ndash7NmiddotA
ndash2
- 190 -
Elektrodynamika 42 SIacuteLA PŮSOBIacuteCIacute NA VODIČ
V MAGNETICKEacuteM POLI
Fyzikaacutelniacute princip
Na vodič o deacutelce l kteryacutem prochaacuteziacute proud I a je umiacutestěnyacute v magnetickeacutem poli
trvaleacuteho magnetu s indukciacute B působiacute siacutela F = BIl
Ciacutel
Ověřit zaacutevislost siacutely působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli na velikosti proudu
prochaacutezejiacuteciacuteho vodičem
Pomůcky
LabQuest siloměr DFS-BTA ampeacutermetr HCS-BTA vodič magnet
regulovatelnyacute zdroj proudu a napětiacute KXN-305D rezistor 2 Ω-10 W
- 191 -
Scheacutema
- 192 -
Postup
1 Připojiacuteme ampeacutermetr DCP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Připojiacuteme
siloměr DFS-BTA ke vstupu CH2 LabQuestu Zapojiacuteme obvod dle scheacutema
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
60s Frekvence 10 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 V menu Graf nastaviacuteme Ukaacutezat graf ndash Graf 1 V menu graf na ose x zvoliacuteme
proud Vlevo ndash5 A Vpravo 5 A Na ose y zvoliacuteme Siacutela a Spojovat body
Dole ndash003 N a Nahoře 003 N V menu Senzory zvoliacuteme Vynulovat
4 Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute (proud) Kontrolujeme proud ndash
max 5 A
5 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
6 Regulovatelnyacutem zdrojem zmenšujeme napětiacute (proud) na 0 V (0 A)
Přepoacutelujeme zapojeniacute zdroje Regulovatelnyacutem zdrojem zvyšujeme napětiacute
(proud) Kontrolujeme proud ndash max 5 A Graf se vykresluje na opačnou stranu
osy y Siloměrem měřiacuteme siacutelu působiacuteciacute na vodič v magnetickeacutem poli
7 Provedeme analyacutezu grafu ndash proložiacuteme lineaacuterniacute funkci
8
9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute siacutela na velikosti elektrickeacuteho proudu I
- 193 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vypočiacutetej velikost siacutely ze znaacutemyacutech hodnot B I a l F BIl Magnetickou
indukci B změř teslametrem uvnitř magnetickeacuteho pole magnetu
2 Miacutesto jednoducheacuteho vodiče použij několik zaacutevitů vodiče (viz scheacutema)
Porovnej vyacutesledky měřeniacute
3 Měřeniacute uspořaacutedej vodorovnyacutem směrem Siloměr bude zavěšenyacute svisle
a ciacutevka bude otočně upevněnaacute uprostřed Ktereacute uspořaacutedaacuteniacute je vyacutehodnějšiacute
- 194 -
Elektrodynamika 43 ELEKTROMAGNETICKAacute
INDUKCE
Fyzikaacutelniacute princip
Elektromagnetickaacute indukce je jev při ktereacutem vznikaacute elektrickeacute napětiacute ve
vodiči změnou magnetickeacuteho pole v okoliacute vodiče (ciacutevky) Indukovaneacute napětiacute
zaacutevisiacute na velikosti změny magnetickeacuteho pole i na rychlosti jeho změny
Ciacutel
Změřit indukovaneacute napětiacute Ověřit na čem zaacutevisiacute
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA ciacutevka s jaacutedrem permanentniacute magnet
- 195 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod
dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 5 s
Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu Roztočiacuteme
permanentniacute magnet v těsneacutem okoliacute ciacutevky (jaacutedra)
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 196 -
4 Opakujeme měřeniacute s rychlejšiacutem (pomalejšiacutem) otaacutečeniacutem magnetu
5 Vyměniacuteme magnet za bdquosilnějšiacuteldquo
6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash na čem zaacutevisiacute indukovaneacute napětiacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus ciacutevku s jinyacutem počtem zaacutevitů
2 Zkus pohybovat membraacutenou reproduktoru a měřit indukovaneacute napětiacute
3 Zkus napjatou strunu umiacutestit do magnetickeacuteho pole a na niacute měřit velikost
indukovaneacuteho napětiacute
- 197 -
Elektrodynamika 44 STŘIacuteDAVYacute PROUD
Fyzikaacutelniacute princip
Střiacutedavyacute proud (napětiacute) je proud kteryacute staacutele měniacute svoji velikost i směr Časovyacute
průběh různyacutech střiacutedavyacutech proudů (napětiacute) může byacutet harmonickyacute (sinusoida)
obdeacutelniacutekovyacute trojuacutehelniacutekovyacutehellip
Z časoveacuteho průběhu harmonickeacuteho proudu (napětiacute) můžeme určit periodu
frekvenci a amplitudu
Ciacutel
Změř časovyacute průběh harmonickeacuteho napětiacute a urči jeho efektivniacute hodnotu
periodu frekvenci a amplitudu Urči vztahy mezi nimi
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA (+ndash10 V) zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute do 5 V
multimetr
- 198 -
Scheacutema
Postup
1 Do vstupu CH 1 LabQuestu připojiacuteme voltmetr VP-BTA (+ndash10 V)
2 Do školniacuteho zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute (max 5 V stř) připojiacuteme rezistor
100 Ω
3 Paralelně k tomuto rezistoru připojiacuteme multimetr zapojenyacute jako střiacutedavyacute
voltmetr Zkontrolujeme že napětiacute neniacute většiacute než 5 V (efektivniacute hodnota)
4 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
01 s Frekvence 10 000 čteniacutes Trigger nastaviacuteme na Zapnuto je rostouciacute
přes 001 V Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
5 Připojiacuteme vyacutevody voltmetru k rezistoru a stiskneme tlačiacutetko START
(měřeniacute) na LabQuestu
6 Po proběhleacutem měřeniacute v menu zvoliacuteme Analyacuteza ndash Statistika ndash Napětiacute
7 Z tabulky Statistika můžeme odečiacutest max hodnotu napětiacute = amplituda
Umax = V
8 Na voltmetru odečteme efektivniacute hodnotu napětiacute Uef = V
- 199 -
9 Vzhledem k tomu že jsme zadali dobu měřeniacute 01 s tak se zobrazilo přesně
5 period Tzn že jedna perioda je T = 002 s a frekvence je f = 50 Hz
10 Vypočiacutetaacuteme poměr Umax Uef =
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Jako zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute můžeme
použiacutet samotnyacute LabQuest s vyacutekonovyacutem
zesilovačem PAMP kteryacute připojiacuteme
k LabQuestu a v aplikaci Zesilovač (generaacutetor
funkciacute) můžeme nastavovat druh střiacutedaveacuteho
signaacutelu (sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek pila)
frekvenci a amplitudu Pomociacute druheacuteho
LabQuestu můžeme kontrolovat ndash měřit tento
střiacutedavyacute signaacutel
2 Jako jinyacute zdroj střiacutedaveacuteho napětiacute (proudu)
můžeme použiacutet generaacutetor funkciacute NTL I u něj
je možneacute nastavovat druh střiacutedaveacuteho signaacutelu
(sinus obdeacutelniacutek trojuacutehelniacutek) frekvenci
a amplitudu kterou můžeme pomociacute
LabQuestu měřit
3 Kde se využiacutevaacute střiacutedaveacute napětiacute (proud) S jakyacutem průběhem
4 Zkus změřit střiacutedaveacute napětiacute v nějakeacutem přiacutestroji např na reproduktoru
baterioveacuteho raacutedia Pozor střiacutedaveacute napětiacute musiacute byacutet menšiacute než plusmn10 V Ověř
nejdřiacuteve stř voltmetrem
- 200 -
Elektrodynamika 45 TŘIacuteFAacuteZOVEacute NAPĚTIacute
Fyzikaacutelniacute princip
Třiacutefaacutezoveacute napětiacute vznikaacute otaacutečeniacutem magnetu v soustavě třiacute ciacutevek Maacuteme tedy tři
zdroje střiacutedaveacuteho napětiacute ndash faacuteze Třiacutefaacutezovyacute rozvod lze využiacutet k zapojeniacute do
hvězdy nebo k zapojeniacute do trojuacutehelniacuteku Faacutezoveacute napětiacute (u1 u2 u3) je napětiacute
(v našich domaacutecnostech 230 V) mezi středniacutem vodičem (N) a faacutezovyacutem
vodičem (L1 L2 L3) Sdruženeacute napětiacute (u12 u13 u23) je napětiacute (v našich
domaacutecnostech 400 V) mezi libovolnyacutemi dvěma faacutezovyacutemi vodiči
Ciacutel
Změřit časovyacute průběh napětiacute třiacute faacuteziacute v zapojeniacute do hvězdy Ověřit že součet
napětiacute v každeacutem čase je nulovyacute Ověřit že poměr sdruženeacuteho a faacutezoveacuteho
napětiacute je 173kraacutet většiacute
Pomůcky
LabQuest zdroj třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute 3 rezistory 100 Ω 3 voltmetry VP-BTA
- 201 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme 3 voltmetry VP-BTA ke vstupům CH1 CH2 a CH3 LabQuestu
Zapojiacuteme obvod dle scheacutematu Na zdroji třiacutefaacutezoveacuteho napětiacute nastaviacuteme hodnotu
faacutezoveacuteho napětiacute do 5 V
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
005 s Frekvence 10 000 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Uložiacuteme měřeniacute
- 202 -
5 Provedeme analyacutezu grafu Odečiacutetaacuteme v každeacutem časoveacutem okamžiku
okamžiteacute hodnoty napětiacute u1 u2 a u3 a provaacutediacuteme jejich součet ndash ověřujeme že
součet je nulovyacute
6 Střiacutedavyacutem voltmetrem změřiacuteme sdruženeacute a faacutezoveacute napětiacute (efektivniacute
hodnoty) a vypočiacutetaacuteme jejich poměr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z grafu ndash časoveacuteho průběhu napětiacute urči o jakou čaacutest periody jsou
posunuta napětiacute
2 Z grafu urči jakyacute je frekvence a perioda střiacutedavyacutech napětiacute
3 Jakyacute je poměr efektivniacute a maximaacutelniacute hodnoty faacutezoveacuteho střiacutedaveacuteho napětiacute
ktereacute jsi naměřil
4 Z grafu urči amplitudu sdruženeacuteho napětiacute a amplitudu faacutezoveacuteho napětiacute
Jakyacute je jejich poměr
- 203 -
Elektrodynamika 46 ELEKTROMAGNETICKEacute VLNY
Fyzikaacutelniacute princip
Magnetickeacute pole můžeme znaacutezornit pomociacute indukčniacutech čar
Elektrickeacute pole popisujeme elektrickyacutemi siločarami
Elektrickeacute a magnetickeacute pole spolu často souvisejiacute Mluviacuteme pak
o elektromagnetickeacutem poli Elektromagnetickeacute vlny jsou přiacutečneacute a šiacuteřiacute se i ve
vakuu Šiacuteřiacute se rychlostiacute světla Elektromagnetickyacutemi vlnami se přenaacutešejiacute
signaacutely rozhlasu televize mobilniacutech telefonů atd I světlo je elektromagnetickeacute
vlněniacute (zaacuteřeniacute)
- 204 -
Mezi frekvenciacute f vlnovou deacutelkou λ a rychlostiacute šiacuteřeniacute elektromagnetickeacuteho
vlněniacute c (světla) platiacute vzorecc
f
Ciacutel
Změřit vlnovou deacutelku elektromagnetickeacuteho vlněniacute Prokaacutezat polarizaci
elektromagnetickeacute vlny
Pomůcky
LabQuest voltmetr VP-BTA bezdraacutetovyacute zvonek ndash tlačiacutetko pracujiacuteciacute na
frekvenci 43392 MHz přijiacutemač s půlvlnnyacutem dipoacutelem (viz přiacutespěvek O
Lepila)
Scheacutema
- 205 -
Postup
1 Připojiacuteme voltmetr VP-BTA ke vstupu CH1 LabQuestu Zapojiacuteme obvod
dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
10s Frekvence 50 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
4 Pohybujeme rovnoměrnyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema pohyb 1)
5 Z poloh maxim a minim určiacuteme vlnovou deacutelku
6 Uložiacuteme měřeniacute
7 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
8 Pohybujeme rovnoměrnyacutem otaacutečivyacutem pohybem s vysiacutelačem (viz scheacutema
pohyb 2)
9 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash vlnovaacute deacutelka a polarizace elektromagnetickeacuteho vlněniacute
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Vyzkoušej jak zaacutevisiacute velikost naměřeneacuteho napětiacute na vzdaacutelenosti vysiacutelače od
přijiacutemače
2 Pomociacute mřiacutežky nebo plechu vyzkoušej odraz vlněniacute (a interferenci)
- 206 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
47 TERMISTOR
Fyzikaacutelniacute princip
Termistor je polovodičovaacute součaacutestka jejiacutež odpor zaacutevisiacute na teplotě
Ciacutel
Změř zaacutevislost odporu termistoru na teplotě Urči o jakou zaacutevislost se jednaacute
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (musiacute byacutet nainstalovaacuten) teploměr TMP-BTA
rychlovarnaacute konvice s horkou vodou termistory se jmenovitou hodnotou
odporu 4k7 10k 15k počiacutetač s programem Logger Pro
- 207 -
Scheacutema
Postup
1 V konvici si ohřejeme vodu
2 Teploměr TMP-BTA zapojiacuteme do konektoru CH 2 a ohmmetr do
konektoru CH 1 LabQuestu
3 K ohmmetru připojiacuteme termistor (10k) kteryacute zastrčiacuteme společně
s teploměrem do kaacutedinky
- 208 -
4 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
5 Zapneme LabQuest
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Experiment ndash Sběr dat Trvaacuteniacute
300 s Frekvence 1 čteniacutes
8 V programu LoggerPro nastaviacuteme v menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu na
osu y Odpor a na osu x Teplotu
9 Nalejeme horkou vodu z konvice do kaacutedinky s teploměrem a termistorem
a zapneme Sběr dat v programu LoggerPro
10 Voda postupně chladne a počiacutetač vykresluje graf zaacutevislosti R = f(t)
Ochlazovaacuteniacute můžeme pomalu urychlovat opatrnyacutem přileacutevaacuteniacutem studeneacute vody
a současnyacutem miacutechaacuteniacutem Pro hlubšiacute ochlazeniacute můžeme použiacutet kousek ledu
11 Po skončeniacute měřeniacute (300 s) uložiacuteme toto měřeniacute do paměti ndash menu
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute a můžeme opakovat měřeniacute pro dalšiacute
termistor Nebo při měřeniacute použiacutet současně dva ohmmetry (CH 2 a CH 3) a dva
termistory
12 Porovnaacuteme naměřeneacute průběhy grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
- 209 -
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Z programu Logger Pro z tabulky můžeme naměřenaacute data pomociacute Ctrl+C
a Ctrl+V zkopiacuterovat do programu Excel a tam je daacutele zpracovaacutevat ndash sestrojit
graf proložit funkci
2 V programu Logger Pro můžeme v menu Analyacuteza ndash Curve Fit zkusit
proložit funkci kterou si vybereme ze seznamu Ověř vyacutepočtem (Excel
kalkulačka) že zvolenaacute funkce bdquofungujeldquo
3 Zdůvodněte proč odpor termistoru klesaacute s rostouciacute teplotou Kde se toho
využiacutevaacute
- 210 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
48 FOTOREZISTOR
Fyzikaacutelniacute princip
Fotorezistor (dřiacuteve označovaacuten jako fotoodpor) je pasivniacute elektrotechnickaacute
součaacutestka bez PN přechodu jejiacutež elektrickyacute odpor R se snižuje se zvyšujiacuteciacutem
se osvětleniacutem E
Princip fotorezistoru je založen na vnitřniacutem fotoelektrickeacutem jevu světlo
(foton) naraziacute do elektronu ve valenčniacute sfeacuteře a předaacute mu svoji energii tiacutem
elektron ziacuteskaacute dostatek energie k překonaacuteniacute zakaacutezaneacuteho paacutesu a skočiacute
z valenčniacuteho paacutesu do vodivostniacuteho Tiacutem opustiacute svůj atom a pohybuje se jako
volnyacute elektron prostorem krystaloveacute mřiacutežky Na jeho miacutestě vznikla diacutera Takto
vznikleacute volneacute elektrony přispiacutevajiacute ke sniacuteženiacute elektrickeacuteho odporu R (zvyacutešeniacute
elektrickeacute vodivosti G) Čiacutem viacutece světla na fotorezistor dopadaacute tiacutem vznikaacute viacutece
volnyacutech elektronů a zvyšuje se tiacutem elektrickaacute vodivost
Ciacutel
Změřit zaacutevislost odporu fotorezistoru na vzdaacutelenosti od zdroje světla
(žaacuterovky) Analyzovat funkčniacute zaacutevislost
- 211 -
Pomůcky
LabQuest ohmmetr (ohmmetr musiacute byacutet nainstalovaacuten) fotorezistor počiacutetač
s programem Logger Pro
Scheacutema
Postup
1 Ohmmetr zapojiacuteme do konektoru CH 1 LabQuestu
2 K ohmmetru připojiacuteme fotorezistor
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k počiacutetači
4 Zapneme LabQuest
5 V programu LoggerPro v menu Experiment ndash Sběr dat ndash Mode Udaacutelosti se
vstupy Column Name Vzdaacutelenost Short Name d Units cm
6 V programu LoggerPro v menu Vložit ndash Displej měřidla ndash Digitaacutelniacute
vložiacuteme okeacutenko zobrazujiacuteciacute hodnotu Odporu (Resistance)
7 V programu LoggerPro stiskneme tlačiacutetko Sběr dat
8 Fotorezistor (upevněnyacute v trubičce) nastaviacuteme 10 cm od žaacuterovky
- 212 -
9 Stiskneme tlačiacutetko
10 Do textoveacuteho okeacutenka vložiacuteme hodnotu 10 cm a stiskneme OK
11 Opakujeme body 8 9 a 10 pro hodnoty vzdaacutelenosti 20 cm 30 cmhellip
150 cm
12 Stiskneme tlačiacutetko V menu programu LoggerPro zvoliacuteme
Experiment ndash Uchovat posledniacute měřeniacute
13 Opakujeme měřeniacute pro různeacute fotorezistory
14 Provedeme analyacutezu grafů Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Připoj k LabQuestu luxmetr a změř zaacutevislost odporu na osvětleniacute
- 213 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
49 TRANZISTOR JAKO SPIacuteNAČ A ZESILOVAČ
Fyzikaacutelniacute princip
Tranzistor je polovodičovaacute součaacutestka se dvěma přechody PN Středniacute čaacutest
krystalu polovodiče je baacuteze B a přechody PN ji oddělujiacute od oblasti s opačnyacutem
typem vodivosti kolektorem C a emitorem E Podle druhu vodivosti
jednotlivyacutech čaacutestiacute označujeme tranzistory jako typy NPN a PNP
Zaacutekladniacute funkce tranzistoru Maleacute napětiacute v obvodu baacuteze vzbuzuje proud
kteryacute je přiacutečinou mnohokraacutet většiacuteho proudu v obvodu kolektoroveacutem Tranzistor
se použiacutevaacute jako bdquoelektronickyacute spiacutenačldquo a bdquozesilovačldquo
- 214 -
Ciacutel
Ověřit činnost tranzistoroveacuteho spiacutenače a tranzistoroveacuteho zesilovače
Pomůcky
LabQuest dva voltmetry VP-BTA zapojeniacute tranzistoru jako spiacutenače
a zesilovače (podle scheacutema) generaacutetor signaacutelu baterie 45 V
Scheacutema
a) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquospiacutenačeldquo
- 215 -
b) Zapojeniacute tranzistoru jako bdquozesilovačeldquo
Postup
1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 a CH 2 LabQuestu
2 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquospiacutenačldquo dle scheacutema a) Voltmetry měřiacuteme napětiacute
UBE (U1) a UCE (U2)
3 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme trojuacutehelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 5V
4 Voltmetr U1 připojiacuteme mezi baacutezi a emitor (UBE) Voltmetr U2 připojiacuteme
mezi kolektor a emitor (UCE)
5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
3 s Frekvence 10 000 čteniacutes
6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
- 216 -
Tranzistor jako bdquospiacutenačldquo
7 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
8 Zapojiacuteme tranzistor jako bdquozesilovačldquo dle scheacutema b) Voltmetry měřiacuteme
napětiacute UBE (U1) a UCE (U2) Potenciometrem P nastaviacuteme bdquopracovniacute bod
tranzistoruldquo ndash UCE bude miacutet polovičniacute hodnotu napaacutejeciacuteho napětiacute
9 Na generaacutetoru signaacutelu nastaviacuteme sinusovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 015 V
10 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute 01 s Frekvence 10 000 čteniacutes
11 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
- 217 -
12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
13 Určiacuteme jakyacute je poměr UCEUBE
14 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Při jakeacutem napětiacute UBE tranzistor bdquosepneldquo Jak dlouho probiacutehaacute bdquosepnutiacuteldquo
2 Zkus měnit kmitočet vstupniacuteho napětiacute zesilovače
3 Zkus měnit nastaveniacute pracovniacuteho bodu Jakyacute to maacute vliv na vyacutestupniacute signaacutel
4 Zkus měnit velikost střiacutedaveacuteho vstupniacuteho napětiacute Jakyacute to maacute vliv na tvar
vyacutestupniacuteho napětiacute
- 218 -
Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
410 INTEGROVANYacute OBVOD
Fyzikaacutelniacute princip
Prvniacute integrovanyacute obvod zkonstruoval Jack Kilby koncem srpna 1958 (r 2000
Nobelova cena za fyziku) Integrovaneacute obvody jsou součaacutestky ktereacute v jednom
pouzdře obsahujiacute velkeacute množstviacute vodičů rezistorů kondenzaacutetorů diod
a tranzistorů Děliacuteme je na čiacuteslicoveacute analogoveacute hellip
- 219 -
Ciacutel
Ověřit činnost integrovaneacuteho obvodu (čiacuteslicovyacute analogovyacute hellip)
Pomůcky
LabQuest tři voltmetry VP-BTA moduly zapojeniacute integrovanyacutech obvodů
LabQuest jako generaacutetor signaacutelu nebo jinyacute generaacutetor signaacutelu
- 220 -
Scheacutema
a) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo
b) Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo
- 221 -
Postup
1 Voltmetry zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH 3 LabQuestu
2 Zapojiacuteme čiacuteslicovyacute integrovanyacute obvod MH 7400 jako bdquoANDldquo bdquoORldquo hellip
dle scheacutematu a) b)
3 Na dvou generaacutetorech signaacutelu nastaviacuteme
obdeacutelniacutekovyacute signaacutel Velikost amplitudy
kolem 45 V
4 Na prvniacutem generaacutetoru nastaviacuteme kmitočet
2 Hz a na druheacutem 3 Hz Připojiacuteme je na
vstupy A a B a připojiacuteme k nim voltmetry 1
a 2 K vyacutestupu Y připojiacuteme 3 voltmetr
5 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
1 s Frekvence 200 čteniacutes
6 Zvoliacuteme zobrazeniacute Graf Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute)
na LabQuestu
7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme
- 222 -
Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoANDldquo
Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute funkce bdquoORldquo
8 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute
funkce bdquoNANDldquo
2 Zkus stejneacute měřeniacute Integrovanyacute obvod MH 7400 zapojenyacute jako logickaacute
funkce bdquoNORldquo
3 Zkus dalšiacute logickeacute funkce
4 Vyzkoušej funkci jinyacutech čiacuteslicovyacutech integrovanyacutech obvodů Např MH
7493 MH 74153 hellip
5 Vyzkoušej funkci jinyacutech analogovyacutech integrovanyacutech obvodů Např NE
555 hellip
- 223 -
Atomy a zaacuteřeniacute 411 RADIOAKTIVITA A OCHRANA
PŘED ZAacuteŘENIacuteM
Fyzikaacutelniacute princip
Radioaktivita je samovolnaacute přeměna jader Při přeměnaacutech jader vznikaacute zaacuteřeniacute
alfa beta gama a dalšiacute Poločas přeměny je doba za kterou se přeměniacute
polovina původniacuteho počtu radioaktivniacutech jader Ionizujiacuteciacute zaacuteřeniacute škodiacute všem
živyacutem buňkaacutem a je potřeba se před niacutem chraacutenit
Ciacutel
Změř uacuteroveň pozadiacute v miacutestnosti a na louce Ověř uacutečinek ozaacuteřeniacute detektoru od
zdroje zaacuteřeniacute na vzdaacutelenosti době tloušťce stiacuteněniacute a materiaacutelu stiacuteněniacute Ověř
zaacutekon radioaktivniacute přeměny Urči poločas přeměny baria 137m
Ba
Pomůcky
LabQuest souprava GAMABETA (GABEset-1) kabel k propojeniacute detektoru
s LabQuestem (viz doplňkovyacute text) souprava GABEset-2 přiacutepadně detektor
zaacuteřeniacute DRM-BTD
- 224 -
Scheacutema
Postup
1 Propojiacuteme detektor zaacuteřeniacute DRM-BTD (od firmy Vernier) nebo indikaacutetor
zaacuteřeniacute IRA ze soupravy GAMABETA 2007 (staršiacute GABEset-1) do konektoru
DIG 1 LabQuestu V druheacutem přiacutepadě musiacuteme požiacutet propojovaciacute kabel (viz
doplňkovyacute text nebo httpwwwvernierczclankypropojeni-gamabety-s-
labquestem)
2 Zapneme LabQuest V menu Senzor ndash Nastaveniacute senzorů vybereme pro
DIG 1 Detektor radiace Je vyacutehodneacute připojit dva detektory současně Druhyacute do
DIG 2 Oba umiacutestiacuteme na různaacute miacutesta (ne vedle sebe)
- 225 -
3 V menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme Frekvence 01 čteniacutes a Trvaacuteniacute
100s
4 V menu Graf ndash Parametry grafu zvoliacuteme Automatickeacute měřiacutetko od nuly
5 Detektor (y) zaacuteřeniacute postaviacuteme volně na stůl Nepoužiacutevaacuteme žaacutednyacute zdroj
zaacuteřeniacute
6 Zapneme Sběr dat Měřeniacute bude probiacutehat 100 s v 10-ti sekundovyacutech
intervalech Vykresluje (iacute) se křivka (y) kteraacute (eacute) znaacutezorňuje (iacute) radioaktivitu
kolem naacutes (pozadiacute) v miacutestnosti nebo na louce Radioaktivita je přirozenou
součaacutestiacute našeho života Pokud použijeme dva detektory současně vidiacuteme že na
různyacutech miacutestech je jinyacute naacutepočet Radioaktivniacute přeměny majiacute statistickou
povahu
7 Po skončeniacute měřeniacute uložiacuteme (menu Graf ndash Uložit měřeniacute)
8 Pro dalšiacute měřeniacute můžeme změnit v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat nastaviacuteme
Frekvence 001 čteniacutes a Trvaacuteniacute 1 000 s
9 V dalšiacutech měřeniacutech postupujeme stejně (bod 6 a 7) ale můžeme plnit
různeacute uacutekoly
a) Stanovit uacutečinek vzdalovaacuteniacute detektoru od zdroje zaacuteřeniacute (použijeme školniacute
zdroj zaacuteřeniacute ze soupravy GAMABETA) Pokud použijeme dva detektory
současně jeden nechaacuteme samostatně a druhyacute budeme ozařovat zdrojem zaacuteřeniacute
z různyacutech vzdaacutelenostiacute a v 10-ti (přiacutepadně při změně nastaveniacute bod 8 ndash 100)
sekundovyacutech intervalech budeme zdroj zaacuteřeniacute postupně po 2 cm vzdalovat od
detektoru
b) Stanovit miacuteru absorpce zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na tloušťce vrstvy
stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu Jeden detektor ozařujeme zaacuteřeniacutem beta a druhyacute zaacuteřeniacutem
gama (ze školniacuteho zdroje zaacuteřeniacute) Přitom v danyacutech časovyacutech intervalech
měniacuteme tloušťku měděneacute destičky (viz naacutevod k soupravě GAMABETA)
Vzhledem k tomu že je možno nastavit 6 různyacutech tlouštěk destičky (ek) potom
je vhodneacute dobu trvaacuteniacute změnit na 60 přiacutepadně 600 sekund
c) Stanovit rozdiacutel v absorpci zaacuteřeniacute beta a gama v zaacutevislosti na protonoveacutem
čiacutesle stiacuteniacuteciacuteho materiaacutelu shodneacute tloušťky Souprava GAMABETA obsahuje
destičky různyacutech materiaacutelů hliniacutek železo ciacuten měď olovo Prvniacute měřeniacute
provaacutediacuteme bez absorpčniacute destičky a potom postupně vystřiacutedaacuteme destičky
z různyacutech materiaacutelů Pro měřeniacute b) a c) je vhodnějšiacute doba trvaacuteniacute 600 s protože
- 226 -
změna tloušťky nebo materiaacutelu vyžaduje dvě sekundy a tiacutem zmenšiacuteme chybu
měřeniacute v jednotlivyacutech intervalech
d) Ověřeniacute zaacutekona radioaktivniacute přeměny Pro měřeniacute je potřeba ještě
souprava GABEset-2 kteraacute umožňuje přiacutepravu eluaacutetu baria k určeniacute poločasu
přeměny baria 137m
Ba (cca 150 s) K měřeniacute musiacuteme proveacutest nastaveniacute v bodě
8 (viz vyacuteše) Postupujeme podle naacutevodu v soupravě GABEset-2
10 Vysloviacuteme zaacutevěry
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Zkus vyacuteše uvedenaacute měřeniacute proveacutest s připojenyacutem LabQuestem k PC
v programu Logger Pro Zde je možno nastavit zobrazeniacute grafu v sloupečciacutech
ndash menu Nastaveniacute ndash Nastaveniacute grafu ndash Graph options ndash Bar graph
2 Zkus proměřit poločas přeměny s připojenyacutem LabQuestem k PC
v programu Logger Pro Pro detektor 1 můžeme proveacutest analyacutezu grafu
Analyacuteza ndash CurveFit ndash Natural exponent (proložit exponenciaacutelniacute funkci)
Poločas rozpadu je pak převraacutecenou hodnotou koeficientu C (viz niacuteže graf)
- 227 -
Atomy a zaacuteřeniacute 412 SLUNCE ndash SDIacuteLENIacute TEPLA
SAacuteLAacuteNIacuteM
Fyzikaacutelniacute princip
Slunce vysiacutelaacute elektromagnetickeacute zaacuteřeniacute do prostoru Dopadne-li toto zaacuteřeniacute na
nějakeacute jineacute těleso a dojde-li k pohlceniacute tohoto zaacuteřeniacute zvyacutešiacute se vnitřniacute energie
tohoto tělesa Souhrnně se vzaacutejemneacute saacutelaacuteniacute a pohlcovaacuteniacute při dvou nebo i viacutece
tělesech s různyacutemi teplotami nazyacutevaacute sdiacuteleniacute tepla saacutelaacuteniacutem Dopadne-li toto
zaacuteřeniacute na jineacute těleso je čaacutestečně pohlceno čaacutest se odraacutežiacute a čaacutest prochaacuteziacute
tělesem Pohlceneacute zaacuteřeniacute způsobuje zvyacutešeniacute vnitřniacute energie tělesa odraženeacute
zaacuteřeniacute dopadaacute na jinaacute tělesa a prochaacutezejiacuteciacute zaacuteřeniacute přechaacuteziacute na jinaacute tělesa
Pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa zaacutevisiacute předevšiacutem na jakosti povrchu
a takeacute na barvě povrchu V praxi maacute tento poznatek vyacuteznam předevšiacutem při
konstrukci různyacutech zařiacutezeniacute např biacuteleacute chladničky a mrazaacuteky (aby se co nejviacutece
zaacuteřeniacute odrazilo) v leacutetě nosiacuteme předevšiacutem světleacute oblečeniacute Chceme-li naopak
aby se co nejviacutece zaacuteřeniacute pohltilo voliacuteme černou barvu povrchu
Ciacutel
Ověřit pohltivost různyacutech povrchů
Pomůcky
LabQuest 4 ks teploměr TMP-BTA 4 ks PET laacutehviacute s různyacutem povrchem
žaacuterovka 100 W 300 W
- 228 -
Scheacutema
Postup
1 Připojiacuteme teploměry TMP-BTA ke vstupům CH1 až CH4 LabQuestu
Sestaviacuteme měřeniacute dle scheacutematu
2 Zapneme LabQuest a nastaviacuteme v menu Senzory ndash Zaacuteznam dat Trvaacuteniacute
600 s Frekvence 1 čteniacutes Daacutele zvoliacuteme zobrazeniacute grafu
3 Zapneme žaacuterovku 300 W
4 Stiskneme tlačiacutetko START (měřeniacute) na LabQuestu
- 229 -
5 Po skončeniacute měřeniacute (600 s) uložiacuteme graf ndash menu Graf ndash Uložit měřeniacute
6 Vysloviacuteme zaacutevěr ndash jak zaacutevisiacute pohltivost a odrazivost zaacuteřeniacute u tělesa na
jakosti povrchu a takeacute na barvě povrchu
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Provedeme stejneacute měřeniacute se 100 W žaacuterovkou
2 Provedeme měřeniacute pro jineacute barvy a povrchy
- 230 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
413 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK I
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na osvětleniacute E
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)
- 231 -
Scheacutema
- 232 -
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E
solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 Na ose x zvoliacuteme Osvětleniacute (Illumination (lux)) a na ose y Vyacutekon (mW)
6 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Vzorkovaciacute frekvence 1 vzoreks
daacutele zatrhneme volbu Nepřerušenyacute sběr dat
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Plynule přibližujeme (přiacutepadně vzdalujeme) žaacuterovku k solaacuterniacutem člaacutenkům
Měřiacuteme zaacutevislost P = f(E)
9 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
10 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků zapojenyacutech seacuteriově a paralelně
- 233 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
414 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK II
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na uacutehlu natočeniacute solaacuterniacutech člaacutenků
vzhledem ke zdroji světla
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100 W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad)
- 234 -
Scheacutema
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 Luxmetr umiacutestiacuteme vedle solaacuterniacutech panelů ndash bude měřit hodnotu osvětleniacute E
solaacuterniacutech člaacutenků K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
- 235 -
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev
sloupce Uacutehel Značka α Jednotky deg
6 Na ose x zvoliacuteme Uacutehel (deg) a na ose y Vyacutekon (mW)
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute
panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky
9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu uacutehlu 0deg
10 Natočiacuteme solaacuterniacute panel o 10deg od směru šiacuteřeniacute světla Využijeme uacutehloměr na
stavebnici solaacuterniacutech panelů Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu
uacutehlu 10deg
11 Opakujeme postup pro dalšiacute hodnoty uacutehlů 20deg 30deg hellip 90deg
12 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
13 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Změř vyacutekon solaacuterniacutech člaacutenků osvětlenyacutech Sluncem
- 236 -
Astronomie Elektrickyacute proud v polovodičiacutech
415 SLUNCE ndash SLUNEČNIacute ČLAacuteNEK III
Fyzikaacutelniacute princip
Fotodiodaacutem s velkou plochou přechodu se řiacutekaacute slunečniacute člaacutenky Slunečniacute
člaacutenky se zapojujiacute do seacuterie a paralelně tvořiacute pak slunečniacute baterie
Ciacutel
Změřit vyacutekon P solaacuterniacutech člaacutenků v zaacutevislosti na vlnoveacute deacutelce světla - filtru
Pomůcky
LabQuest voltmetr DVP-BTA ampeacutermetr DCP-BTA žaacuterovka 100W luxmetr
LS-BTA solaacuterniacute stavebnice New Generation (Conrad) barevneacute filtry ze
stavebnice
- 237 -
Scheacutema
- 238 -
Postup
1 Voltmetr ampeacutermetr a luxmetr zapojiacuteme do konektorů CH 1 CH 2 a CH3
LabQuestu
2 K solaacuterniacutem panelům připojiacuteme voltmetr a ampeacutermetr
3 LabQuest připojiacuteme přes USB k PC
4 V programu LoggerPro v menu Data ndash Novyacute dopočiacutetaacutevanyacute sloupec
zvoliacuteme Naacutezev Vyacutekon Značka P Jednotka mW Vyacuteraz
PotentialCurrent1000
5 V menu Experiment ndash Sběr dat zvoliacuteme Moacuted Udaacutelosti se vstupy Naacutezev
sloupce Barva filtru Značka λ Jednotky nm
6 Na ose x zvoliacuteme Barva filtru (nm) a na ose y Vyacutekon (mW)
7 Stiskneme tlačiacutetko Sběr dat v programu LoggerPro
8 Žaacuterovku umiacutestiacuteme v bliacutezkosti solaacuterniacutech člaacutenků Nepohybujeme s niacute Solaacuterniacute
panely jsou nastaveneacute kolmo ke směru šiacuteřeniacute světla ze žaacuterovky Před solaacuterniacute
člaacutenky vložiacuteme bdquomodryacute filtrldquo
- 239 -
9 Stiskneme tlačiacutetko Zachovat Vložiacuteme hodnotu vlnoveacute deacutelky modreacuteho
světla ndash 460 nm
10 Opakujeme postup pro zelenyacute žlutyacute a červenyacute filtr
11 V menu programu LoggerPro zvoliacuteme Experiment ndash Uchovat posledniacute
měřeniacute
12 Vysloviacuteme zaacutevěr
Doplňujiacuteciacute otaacutezky
1 Pomociacute spektrofotometru změř vlnovou deacutelku světla ktereacute projde přes danyacute
barevnyacute filtr
2 Vyzkoušej jineacute barevneacute filtry
Mgr Vaacuteclav Pazdera
Měřeniacute fyzikaacutelniacutech veličin se systeacutemem Vernier
Vydal Repronis v Ostravě roku 2012
Technickaacute uacuteprava textu doc RNDr Oldřich Lepil CSc
Naacutevrh obaacutelky
Tisk Repronis s r o Ostrava
Počet stran 240
Naacuteklad 150 ks
Vydaacuteniacute prvniacute
ISBN 978-80-7329-