Vzgon - uvod

Pritisnite F11

Iz varnostnih razlogov je mogoče celozaslonski način vključiti samo s pritiskom na gumb F11 na tipkovnici.

Ko ste enkrat v celozaslonskem načinu, ga izključite spet s pritiskom na F11.

Vzgon - uvod

Avtor: Katarina Susman

Težavnost:

Sodelujoče organizacije

Izvedbo projekta je omogočilo sofinanciranje Evropskega socialnega sklada Evropske unije in Ministrstva za šolstvo in šport. Pri tehnični izvedbi projekta so sodelovali: Fakulteta za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani, Inštitut za matematiko, fiziko in mehaniko in podjetje Hruška d.o.o.

Zakaj se nam predmeti v vodi zdijo lažji?

Gotovo si že opazil, da je predmete v morju ali v bazenu veliko lažje dvigniti kot na suhem. Zdi se, kot da ti nekdo/nekaj pomaga pri dviganju.

Fotografija otroka v bazenu, morju ...

Učni sklop je namenjen začetni obravnavi pojma vzgon. V enoti povezujemo vsakdanje primere z izkušnjami učencev in tako gradimo kompleksno temo, kot je vzgon. Za razumevanje je nujno potrebno, da učenci usvojijo pojma, kot sta gostota in plavanje teles, ki sta predstavljena v drugih učnih enotah in se nanje pogosto tudi navežemo. Ob ogledu posnetkov pojavov, ki jih učenci že poznajo, natančno opredelimo in usmerimo pozornost učencev. Enoznačno opredelimo tudi besede, ki jih ob opisovanju uporabljamo.
Poskus, ki ga prikazujejo slike in posnetki, lahko brez večjih priprav opravite tudi v razredu. Posebej učinkovit je del, kjer ima vsak učenec priložnost, da dvigne kamen v vodi in v zraku. Učenci tako zares občutijo razliko med težo in navidezno težo kamna. S pomočjo tega preprostega poskusa na nek način »občutijo« vzgon.

Zakaj se nam kamen v vodi zdi lažji?

Da ugotoviš, koliko lažji se zdijo predmeti v vodi, ni nujno, da greš na morje ali na bazen, dovolj je že, da v okolici doma poiščeš velik kamen in ga privežeš na vrvico. Potrebuješ še vedro vode, v katero kamen brez težav potopiš.

(./datoteke/kamenvvodi.jpg)

Pripomočki:

vedro vode,
velik kamen,
vrv.

Potapljanje kamna

Oglej si naslednji posnetek.

Šolski laboratoriji pogosto ne premorejo vzmetne tehtnice, ki bi omogočala merjenje velikih sil. Na tem mestu je zato posnetek primerno dopolnilo poskusu, ki ga v razredu izvedete ob začetku sklopa.

Katero napravo za merjenje sil opaziš na posnetku?

Silomer, ki ga vidiš na sliki, kaže v enotah . V nadaljevanju boš ta podatek potreboval.

Odgovor je napačen.

Odgovor ni pravilen. Premisli še enkrat.

Teža kamna

Kolikšna je teža kamna?

Pravilno.

Narobe.

Ponovno pozorno poglej posnetek.

Sila nad vodo

S kolikšno silo Mateja drži kamen, ko ta še ni potopljen?

Pravilno.

Narobe.

Ponovno pozorno poglej posnetek. Morda ti bo lažje, če uporabiš gumb za zaustavitev (pavza).

Sila pod vodo

S kolikšno silo Mateja drži kamen, ko je ta potopljen?

Pravilno.

Rezultat lahko zaokrožiš kar na .

Narobe.

Ponovno pozorno poglej posnetek. Morda ti bo lažje, če uporabiš gumb za zaustavitev (pavza).

Navidezna teža

Kolikšna je navidezna teža kamna, ko je potopljen v vodi?

Teža in navidezna teža kamna

Pravilno.

Narobe.

Ponovno pozorno poglej posnetek. Morda ti bo lažje, če uporabiš podatke, ki si jih že določil v prejšnjih nalogah.

Teža in navidezna teža

Teža kamna je sila, s katero Zemlja privlači telo z maso . Teža je odvisna od težnega pospeška in mase telesa. Kamen na Luni ima drugačno težo kot na Zemlji, saj je na Luni težni pospešek približno šestkrat manjši kot na Zemlji. Velikost težnega pospeška na Luni je . Isto telo ima torej na Luni šestkrat manjšo težo kot na Zemlji.

Navidezna teža kamna je sila, ki jo pokaže vzmetna tehtnica, ko je telo potopljeno v tekočino, v našem primeru v vodo.

Sila v vrvici

Za koliko se je zmanjšala obremenitev roke oziroma sila v vrvici?

Kdo ali kaj je tisto, kar pomaga Mateji držati kamen v vodi?

Pravilno.

Narobe.

Ponovno pozorno poglej posnetek. Morda ti bo lažje, če uporabiš gumb za zaustavitev (pavza).

Smer sile vzgona

Na potopljena telesa deluje voda iz vseh smeri. Rezultanta sil v vodi kaže v nasprotni smeri od teže. Tej rezultanti sil vode na telo pravimo vzgon.

Smer sile vzgona na kamen

Na spodnjo sliko vriši sile, ki delujejo na kamen, ki je potopljen v vodi in se ne dotika sten posode.

Smer sile vzgona

Poimenuj sile, ki delujejo na kamen. Zapiši jih s celim imenom in NE z oznako.

(./datoteke/sile.png)

Pravilno.

Narobe.
Pravilen odgovor je sila vrvice, teža in vzgon.

Ponovno preveri svoje zapise.

Smer sile vzgona - povzetek

Kamen miruje v vodi in se ne dotika dna posode.

(./datoteke/kamensilomer.png)

Katere sile delujejo na kamen?

Katera sila preprečuje, da bi se kamen dotikal dna posode?

V kateri smeri deluje sila vzgona?

Povzetek

Naučil si se, da vzgon deluje v nasprotni smeri kot teža kamna.

Vzgon je rezultanta vseh sil vode na kamen. Smer rezultante sil vode na kamen kaže v nasprotni smeri kot teža kamna.

1. Velikost sile vzgona

Sedaj veš, da sta si vzgon in teža po smeri nasprotna. Kaj pa velikost vzgona?

Ponovno si oglej posnetek.

Kolikšna je sila vzgona?

Zelo dobro ti gre.

Poskusi znova, vzgon je razlika med težo in navidezno težo kamna.

Teža kamna je , navidezna teža je , razlika med njima je , kar predstavlja ravno velikost sile vzgona.

2. Velikost sile vzgona

Ker smo pri poskusu uporabili vzmetno tehtnico, smo vzgon lahko določili z izračunom razlike med težo in navidezno težo. Če nimamo vzmetne tehtnice, lahko vzgon določimo tudi drugače.

3. Velikost sile vzgona

Izpodrinjena tekočina

Oglej si posnetek.

Kaj se bistvenega zgodi z gladino vode, ko vanjo potopimo kamen?

4. Velikost sile vzgona

Ob potopitvi kamna v vodo opazimo, da se gladina vode zviša. Dvig gladine lahko izkoristimo za določanje velikosti vzgona.

Prvi, ki se je tovrstnega postopka domislil, je bil grški mislec Arhimed, ko se je namakal v kopeli. Več o tem prebereš tule:
Vedež - Arhimed
Arhimedov zakon

5. Velikost sile vzgona

Izpodrinjena tekočina

Oglej si posnetek.

Koliko vode je kamen izpodrinil, ko je bil v celoti potopljen?

Manj, kot je njegova prostornina.

Toliko, kot je njegova prostornina.

Več, kot je njegova prostornina.

Izpodrinil je litrov vode.

Izpodrinil je litrov vode.

Na podlagi posnetka bi težko natančno določil količino izpodrinjene tekočine, moral bi jo izmeriti. Zagotovo pa lahko oceniš količino vode tudi brez merjenja. Poskusi.

Odlično, pravilno si ocenil.

Žal odgovor ni pravilen, poskusi ponovno.

6. Velikost sile vzgona

Izpodrinjena tekočina

Kamen je izpodrinil toliko vode, kot je njegova prostornina. Kamen je izpodrinil vodo in zato je voda zasedla druga mesta v posodi - gladina vode se je dvignila.

Oglej si posnetek.

Kolikšna je prostornina kamna?

Prostornina vode, ki jo je kamen izpodrinil, je .

Zelo dobro ti gre.

Prostornino kamna si dobro določil, prostornina izpodrinjene vode pa je l.

Prostornino izpodrinjene vode si dobro določil, prostornina kamna pa je l.

Prostornina kamna je l, prostornina izpodrinjene vode pa je l.

Poskusi ponovno.

Pozorno preberi uvodno besedilo te naloge in poglej posnetek.

Poskusi ponovno.

7. Velikost sile vzgona

Opazil si, da je količina vode, ki smo jo dolili, enaka količini izpodrinjene tekočine oz. prostornini kamna. Ugotovil si, da smo dolili vode.

Kolikšno težo ima dolita voda?

S tem ko si določil težo dolite vode, si hkrati določil tudi vzgon, saj je vzgon enak teži izpodrinjene tekočine.

Vzgon na kamen je torej

.

Res je.

In še pogled nazaj.
Podobno vrednost si dobil, ko si določal vzgon s pomočjo vzmetne tehtnice.

Poskusi ponovno. In še namig: Kolikšna je teža litra vode?

Pravilen odgovor je: .

Velikost sile vzgona

Sedaj veš, da sta si vzgon in teža po smeri nasprotna. Kaj pa velikost vzgona?

Ponovno si oglej posnetek.

Kolikšna je sila vzgona?

Razmisli

Naloga je namenjena razmisleku in uvodu v naslednji sklop. S pomočjo te naloge učitelj spodbudi učence k razmisleku o vplivu gostote tekočine na vzgon. Kot dokaz o pravilnosti odgovora lahko učitelj izvede različico poskusa z oljem. (Glede na to, da je količina olja pri poskusu z velikim kamnom precej velika, je verjetno racionalnejša različica z manjšim kamnom. V primeru, da se odločite za slednje, ne pozabite na primerjavo z vodo.)

Kolikšen bi bil vzgon, če bi namesto vode dolivali olje?

Večji kot v vodi.

Enak kot v vodi.

Manjši kot v vodi.

Utemelji

Odgovor kratko utemelji.

Naloga ne poda povratne informacije in služi kot motivacija za nadaljnjo obravnavo v smislu: “Odgovor in vrednotenje boste poiskali v naslednjem sklopu.” Izbirka utemeljitev bo služila kot informacija o načinu razmišljanja ter o predstavah učencev pred nadaljnjo obravnavo in bo za vas, učitelja, zagotovo dragocena.

Pridobljeno znanje

V tej učni enoti sem se naučil:

Vzgon deluje v nasprotni smeri kot teža.
Po velikosti je vzgon enak razliki med težo in navidezno težo.
Vzgon je enak teži izpodrinjene tekočine.

Zapri

Pomoč
Komentarji
Velikost črk
Zapiski
Za učitelja
Natisni

Natisni trenutno prosojnico
Natisni celotno gradivo

0%