Embed Size (px)
Citation preview
prof.gr l. DANIELA-ELENA DUMITRU
sedescoperim
lizicaI
plrnexpetimente
(115 experimenb)
L4talE,_EDrruRA DrDAcrcA $r pEDAcoctcA, R.A.
?"ttorfranla,;-rizifo)
CUPRINS
Prefafl
I.4. Particularitdfile corpurilor aflate in cele trei stdri de agregare 11
II. FENoMENE MECANICE ..... 15II.1. Misurarea masei corpurilor.. ................. 16II.2. Determinarea densitdtrii unui corp
II.10. Caleidoscop AA
III.10.1. Aplicafii ale principiului vaselor comunicante ................ ....................44II.10.2. Presiunea hidrostaticl la addncimi mari .......... ................44II.10.3. Corpuri plutitoare (aplica{ii ale legii lui Arhimede la fluide) ..............45II.10.4. Presiunea atmosfericd qi meteorologia........... ...................46
III. FENOMENE TERMICE .......48
III.3. Fenomene termice cu schimbarea stdrii de agregare .................53III.3.1. Evaporarea lichidelor ...................531II.3.2. Topirea qi solidificarea............. .......................56III.3.3. Sublimarea pi desublimarea ........... .................59
III.5.3. Aplicafii qi consecin{e ale dilatdrii corpurilor................. ......................66III.5.4. Lichefierea gazelor...... .................67ru.5.5. Temperatura de fierbere qi presiunea ..............6g
rv. FASCTNATTA MAGNETTLOR ................6s
v. ELECTRTZAREA CORPURILOR......... .....................75
V.1. SA ne jucdm qi noi acas[ de-a electrizarea.......... ......75
"x;i:ffi$r:#;i:"Tt?*;;;;: ................... :BV.2.3. Efectul corona ............. 80
Y.2.4. Desc[rcdri electrice in atmosferd ...--.......-....-.-.80
vr. TNCURSII NE fo.rrn-uN cIRCUIT ELECTRIC ............... ........82
VLl.l. Sursele electrice (generatoare electrice) --...-..- 84
VI.l.2. Consumatori electrici .....-.....-.-..... 87
VI.l.3. Priza e1dbtric6.............. ....---....---...93
VI.1.4. M[suri de securitate in domeniul electricitdfii ............--. ------...-----....--..94
Vl.2.l.Istoricul aparatelor electrice de uz casnic................ ....--.--- 95
VI.2.2. Electricitatea qi mijloacele de transport in comun ---.....--..96
VI.2.3. Electricitatea animald... -......-......-.97
VII. ABC-uI ELECTROMAGNETISMULUI ............. ...--.....---.....-.-..98
VII.1.1. Aparatele de misur6 .....--......--.- 102
VII.1.2. Motoarele electrice -........-.......-. I02VII.1.3. Trenurile cu suspensie magnetic[ --......-....... 102
VII.I.4. Transformatoarele electrice -..... 103
VII.1.5. Alternatoarele.............. ...---......-. 103
VII.1.6. Microfonul ............. 105
VII.1.7. Ditzorul ................ 105
VIIT. FENOMENE OPTICE ...... 106
Vm.1.1. Evolufia instrumentelor optice ...----......--.... 115
V[I.1.2. Culorile principale.. -....--.....--.-- 118
V[I.1.3. Culorilecorpurilor.. ..-.....-......-- 118
V[I.1.4. ,,Apele limpezi sunt mult mai adAnci dec6t par" ....--.... 118
TX. FENOMENE ACUSTICE...........
IX.1.1. Ecolocalialx.l.2. Sonarul
D(1.4. Ciudifenii din lumea animalelor. ----------.-.-----124
IX.l.s. Efectul Doppler-Fizeau .......... .-.124
X.1.6. Reverbera{ia -...----....125
119
t23t23t23
Capitolul I
MARIMI FIZICE
Omul percepe corpurile din naturd cu ajutorul simgurilor sale. datoritd insugirilor (propriet6li1or) pe
r-are acestea le au. Vedem casele, oamenii, minunatele peisaje din narura. sesizdm obiectele dintr-o camer[intunecoasd cu ajutorul pipditului, auzim ciripitul pasdrelelor recunoa$tem florile dupd, miros qi deosebim
alimentele dupd gustul lor.Corpurile se deosebesc unele de altele prin anumite proprietili care le sunt caracteristice, numite
proprietifi particulare. De exemplu, apa dintr-un pahar este lichidd, fErI gust (insipida), flrd miros (inodord),
tlrtculoare (incolor[), transparentd (vedem prin ea), ia forma paharului. in schimb. laptele dintr-o cand este
un lichid cu gust dulce, miros specific de lapte, culoare alb[, opac (nu vedem prin el), ia forma cdnii. Deci,
gustul, mirosul, culoarea, transparenla, forma gi multe alte insugiri reprezintd proprietdti particulare ale
corpurilor.in afaraproprietSlilor particulare, mai exist[ o categorie de proprietSli pe care le au toate corpurile
din natur6, numite proprietifi generale. Iatd cele qase proprietSli generale ale corpurilor:1. Corpurile sunt formate din substanfe. Acestea pot fi substanle naturale (lemnul, aurul, sarea,
petrolul, gazul nattral, cdrbunii etc.) sau artificiale (sticla, plasticul, benzina, hflrtia etc.).
2. Toate corpurile ocupd un anumit loc in spaliu, adic[ au volum. Sucul poate fi imbuteliat in sticle
de 0,2 L, 0,5 L, I L, 1,5 L,2 L,2,5 L.3. Corpurile din naturd interaclioneazd cu alte corpuri. Acliunea reciproci dintre doud corpuri
reprezint[ interacfiunea. Exemple: cdnd un corp std pe mas6, el apasa asupra mesei, dar qi masa apasd
asupra corpului (altfel, acesta ar cddea); ciocnirea dintre dou[ corpuri; atrac\ia sau respingerea dintre doi
magneli; atrac\ra dintre Lun[ qi P[mdnt etc.
4. Corpurile au inerfie, adtcd au tendinfa de a-gi pistra starea de repaus sau de migcare, in care se
aflau inainte de a interacfiona cu alte corpuri. CAnd autobuzul pornegte brusc, corpul nostru se inclind inspate, fapt care ne aratd.c[ ne opunem la schimbarea stdrii de repaus in care ne aflam inainte. CAnd autobuzul
opregte brusc, suntem impinqi inainte, deoarece ne opunem la schimbarea stdrii de miqcare ?n care ne aflam.
Cdnd miqcdm un pahar cu apd qi apoi il oprim brusc, apa iese din pahar. Cdnd alergdm pe pistd la ora de
sport, odatd ajunqi la linia de sosire, nu ne putem opri imediat ci, mai alerg[m pulin in virhrtea inerfiei etc.
5. Corpurile pot fi impdrfite in p[rfi din ce in ce mai mici, proprietaG numitd divizibilitate. De
eremplu, un cub de zahdr poate fi sfbrAmat sub formd de mici granule (zahdr tos), apoi poate fi mdcinat cu
rdgnitra oblindnd zahdr pudr6, mai poate fl dizolvatin apd in particule gi mai mici care nu se mai v[d cu ochiul
libea ddnd gust dulce apei. Totuqi, corpurile nu sunt divizibile la nesfhrgit, divizibilitatea avdnd o anumitd
limitd - atomi sau molecule.6. Orice corp se afl5 intr-una din cele trei stlri de agregare.
* Solidd - volum propriu gi form[ bine determinata. Excep]ie fac solidele sub formdpulverizatd care nu iqi pdstreazdforma, lu6nd forma vasului (boabele de cafea au formd proprie; dupd mdcinare,
cafeaua ia forma vasului in care se afl6).* Lichidd - volum propriu dar, ftrd form[ proprie, luind forma vasului in care se afl6. De
eremplu, 1 L de lapte dintr-o cutie, rdsturnat intr-o oald de 10 L, va ocupa ?n aceasta numai un volum de
I L gi va lua forma oalei.
* Gazoasd - nu are volum propriu qi nici formd proprie. Fumul de la gritarul cu friptur[,pregdtitd ?n bucdtdrie, va ocupa tot volumul pus la dispozilie (bucdtiria qi restul camerelor dacd uqa nu esteinchisd) gi va lua forma incintei in care se afld.
C0nd denumesc un corp md gAndesc la o anume formd gi la un anumit volum al sdu, pe cdnd ladenumirea unei substanfe md pot gindi la diferite forme pe care le poate lua aceasta in diferite corpuri. Deexemplu, cdnd spun cui denumesc un corp ( md gdndesc la bine-cunoscuta formd a cuiului), iar cind spunfier denumesc o substan
( -:-\,
., ::-/Clasifica corpurile din imaginile urmdtoare, dupd starea lor de agregare.
\"aE{
'
\erul din balon
. -'-:-:""
15 -<z\\pa din pahar Aburul din cea;cd
I : ifii: --.- :l
'",ffi*LdmAia Laptele din cutie
q'";
;! L-
\
? \.:.)' Incearcd sd clasi-.rr ;r s[ ordonezi corpurile.,:n imaginea aldturat[,-: -1pa:
'i starea lor de agregare;'i culoare;'i ibrmd;'i rniros;.i gust.
Iij:J
It,{3j
li
Porumbul
Denumirea co
Lichidd
Vei reugi numai sd clasifici corpurile din multrimea datd dupd criteriile respective. in schimb, nu veireugi sd le ordonezi dupd aceste criterii. Prin urmare, vei infelege cI exist[ dou[ categorii de propriet[fi:
A) Proprietdji care pot fi criterii de ordonare (?ntinderea spaliald, durata unui fenomen, cantitateade substanjd conlinutd de un corp, rapiditatea migc[rii, starea de inc[lzire a unui corp etc.).
B) Proprietdfi care nu pot constitui criterii de ordonare a corpurilor (starea de agregare, culoarea,forma, mirosul, gustul).
Din aceste doui categorii, numai proprietifile frzice care constituie criterii de ordonare stntproprietdlimdsurabile. Ele permit compararea 1or cantitativd cu alte proprietiti de acelagi fel, adicd pot fi mdsurate.Acestea sunt proprietdfile care ii intereseazd pe fizicieni qi care vor fi studiate de tine pe parcursul orelor deftzicd.
Proprietdfilor frzice mdsurabile li s-au asociat mlrimi fizice. De exemplu:
mdrimea frzicd numitd volum.
M[surarea unei m[rimr frzice implicd compararea cantitativd a acesteia cu unitatea de mlsuri(etalon) aleasd. Ea se face cu ajutorul unui instrument de mdsurd adecvat. M[rimea fizicd, gi unitatea demdsurd corespunzdtoare acesteia mdsoarl aceeagi proprietate. De exemplu, metrul este o lungime, secundaeste un interval de timp etc.
Pentru a caracteriza o mdrime frzicd" trebuie s6-i arSt[m:c Simbolul.o Formula de definilie sau de calcul ( exist[ mdrimi care nu au formulS qi care se determind
numai in mod direct prin mdsurare cu ajutorul unui instrument de mdsur5; de exemplu: lungimea, dtrata,temperatura etc.).
o Unitatea de m[surd (cea fundamentald sau in Sistemul Internafional gi cele derivate).Instrumente de m[surd (existd un numdr mic de m[rimi pentru care nu existd instrumente de m[surd;
ele se determind numai in mod indirect, prin calcul cu ajutorul unei formule; de exemplu, aria, puterea,cdldura etc.).
1.1. Misurarea lungimii
A mdsura inseamn[ a compara o anumit[ mdrime fizicd, cu alta de acelaqi fel, luati ca unitate demdsurd (sa:u etalon).
incd din cele mai vechi timpuri, omul a mdsurat diferite lungimifolosind ca unitili de mdsuri pasul, cotul, palma etc.
Astdzi, pentru a avea o unitate de lungime internalional valabild, se
folosegte metrul. Metrul etalon este confecfionat dintr-o rigld de platini qiiridiu, pdstrat ?n condilii speciale, ferit de umezeald gi diferen{e de temperaturd,la Biroul Internafional de Mdsuri gi Greut6[i care se afli la Sbvres (ldngdParis). Fiecare lard posedd o copie a metrului etalon.
KMKMRigla gradatd
1.2. Misurarea ariei unei suprafefe
Unitatea de m6sur[ pentru aria unei suprafefe este metrul pdtrat (nf), care este egal cu suprafafauui pltrat cu latura de 1 m.
Experiment 1. Determinarea ariei
Alege diverse corpuri care sd aibd suprafele de diferite forme: pdtratd, dreptunghitlard,circular[ gi determind,aira suprafetei 1or. Rezultatul mdsur[torilor cu rigla gi calcularea ariilor lepoli trece in urm[torul tabel.
Denumirea corpurilor M[surarea lunsimilor Calculul arieiPdtrat :.. L -- .....cm A:L':........cm'Dreotunshi: L:.....cm: 1:.....cm A: L'1: ......cm2Cerc' Diametrul: D :.......cm
kaza: R:.......cmA: nP:......cm'
(Constanta n: 3,14)Pentru o suprafal[ neregulatd, se traseaz[ conturul acesteia pe hdrtie milimetricl gi se numdrd
pdtr[felele din interiorul conturului. Aria suprafetei neregulate va fi egald cu numdrul de pdtrS]ele inmultitcu I mm2.
1.3. Misurarea volumului corpurilor
Volumul reprezintd,locul ocupat de un corp tn spafiu (intinderea spafialS).
Unitatea de mlsur[ in S.I. (Sistemul Intemafional) a volumului este metrul cub (m3), care reprezintlvtlumul unui cub cu latura de 1 m.
De asemenea, se mai folosesc submultiplii gi multiplii acestuia. Pentru precizarea capacit[1ii unuirecipient cu lichid se mai utilizeazd litrul (L) qi multiplii gi submultiplii sdi.
Unititi de volum 1m' l dm' 1 cm'
Unitdli de capacitate1000L IL 0.001 L1kL 1 000 mL 1mL
lnstrumente folosite pentru mlsurarea lungimilor:
Ruleta $ublerul Metrul de croitorie
CAnd vrem sd misurdm cu rigla, o agezdm deasupra lungimii de
mdsurat astfel incdt, diviziunea zero sd se afle la una din extremititile acestei
lungimi. Pentru a face citirea exactS, trebuie sd ai grijl ca privirea sd caddperpendicular pe rigla, in dreptul divizfunii respective.
