Apgūsti STEM viegli
Fizika
Mācās no 8. līdz 12.klasei. 8.un 9.klasē skolēni mācās sev apkārt notiekošos procesus skaidrot ar fizikas likumiem, pārbaudīt savas hipotēzes vienkāršos eksperimentus. Šajā posmā uzsvars uz jautājumiem “kādēļ?” un “kā?”. Vidusskolā, papildus iepriekš minētajam, ir samērā liels īpatsvars aprēķinu uzdevumu. Skolēniem jāizprot fizikas procesi kā funkcionālas sakarības, ļoti izteikti 11.klasē pie gāzu likumiem.
Video palīgs
STEaMup eksperiments: elektrības rašanās
Elektrība, kustība un magnētiskais lauks – kā šīs lietas savstarpēji mijiedarbojas? Elektrību mēs varam iegūt dažādos veidos. Daļu no tiem iespējams izmēģināt gan mājās, gan laboratorijās un fizikas klasēs. Kā iegūt elektrību, izmantojot vecu urbjmašīnu? Uzzini kopā ar Tukuma Raiņa Valsts ģimnāzijas fizikas skolotāju Valdi Zuteru.

STEaMup eksperiments: polarizācija
Kas ir polarizācija un ko mēs varam ieraudzīt, izmantojot šo gaismas īpašību? Izrādās, ka, pārzinot to, kā polarizācija darbojas, iespējams saskatīt dažādu priekšmetu mehāniskos spriegumus un izmaiņas tajos. Vēlies uzzināt vairāk? Noskaties video ar fizikas skolotāju Valdi Zuteru!

STEaMup skaidro: iztvaikošana
Kas ir iztvaikošana, kas to ietekmē un kā to izmērīt? Nostiprini savas zināšanas par iztvaikošanu kopā ar Siguldas Valsts ģimnāzijas skolotāju Jāni Bukinu. Pēc video noskatīšanās pārbaudi sevi, aizpildot šo darbalapu. Atbildes meklē šeit.
Savukārt skolotājiem pieejams papildus metodiskais materiāls.

Uzdevumi
Pārbaudi sava prāta asumu! Kad esi atrisinājis uzdevumu, meklē apslēpto atbildi lapas apakšā!
No viena galda punkta 45 grādu leņķī attiecībā pret galda virsmu vienlaikus gaisā pacēlās 2 mušas ar ātrumu 1 m/sek. Pēc 1 sekundes no tā paša punkta ar ātrumu 2 m/sek. vertikāli gaisā pacēlās trešā muša. Pēc cik ilga laika visas mušas atradīsies vienā plaknē?
Cik liels ir rakstīšanas ātrums, ja ziņa: ”Kas ir STEM? Latvijas dzinējspēks!” tiek uzrakstīta 8 sekundēs?
Rakstīšanas ātrumu aprēķina simbolu un atstarpju skaitu dalot ar rakstīšanas ilgumu. Šajā gadījumā ātrums ir 4,25 simb./s.
Basketbola spēle sākas ar strīda bumbu, kad tiesnesis starp diviem pretinieku komandas spēlētājiem uzmet bumbu gaisā. Šoreiz tiesnesis bumbu ir uzmetis līdz 5 m augstumam, tā vertikāli nokrīt līdz zemei, atsitas pret to, un viens no basketbolistiem to noķer 1,5 m augstumā. Nosaki bumbas ceļu un pārvietojumu!
Bumbas veiktais ceļš ir 6,5 m (5 m no augšas līdz zemei un 1,5 m līdz noķeršanai) un pārvietojums (īsākais ceļš no kustības sākuma līdz kustības beigām) ir 3,5 m.
Aplūko vilcienu kustības sarakstu un aprēķini attālumu starp pieturām.
Attālums ir ātrums reiz laiks. Lai atrisinātu šo uzdevumu:
Jāsaprot, cik sekundes iet vilciens starp pieturām. 3min = 180s (sekundes)
Jāaprēķina attālums:
s+v*t=9.44 * 180= 1699.2 m (metri) vai 1,6992 km
Straumes ātrums ir 0,7 m/s. Laivas ātrums ir 1,4 m/s perpendikulāri straumei. Aprēķini laivas kopējo ātrumu!
Lai aprēķinātu kopējo ātrumu jāpielieto pitagora teorēma.
V= kvadrātsakne (0,72 + 1,42) = kavadrātsakne (2,45) = 1,57 m/s
Kā vajadzētu mest tenisa bumbiņu, lai tā, nolidojusi zināmu attālumu, apstātos un sāktu virzīties pretējā virzienā, ja ir zināms, ka tā netika mesta vertikāli?
Anna piedzima 28. decembrī, tomēr viņas dzimšanas diena vienmēr ir vasarā, – kā tas iespējams?
Žirafes uz visu dzīvnieku fona ļoti izceļas ar savu garo kaklu. Kā mainītos žirafju kaklu garums, ja tās dzīvotu uz Marsa?
Tā kā brīvās krišanas paātrinājums uz Marsa ir mazāks nekā uz Zemes, tad Žirafu galvas būtu vieglākas, un to kakls varētu būt garāks.
Strauji braucot liftā uz augšu, ir sajūta, ka ķermenis tiek piespiests pie lifta grīdas. Kā mainās ķermeņa masa šāda brauciena laikā?
Šādā braucienā palielinās svars – spēks ar kādu ķermenis spiež uz virsmu, bet masa nemainās.
Kāds ir kopspēks dotajā situācijā? (skat. attēlu)
Lai aprēķinātu kopspēku jāpielieto pitagora teorēma. Kopspēks Fk= kvadrātsakne (32+42)=kvadrātsakne no 9+16 = kvadrātskne no 25 = 5 N
Astronauta masa ar ekipējumu uz Zemes ir 110 kg. Svars ir P= 110 x 9,8 = 1078N Kāda ir astronauta masa uz Mēness, kur brīvās krišanas paātrinājums ir 1,6 m/s2
Masa uz mēness ir 110kg. Masa ir un paliek tādi pati, mainās tikai svars!
Kurā no dotajām situācijām izpaužas inerce?
a) Luksoforā iedegoties zaļajai gaismai, vieglā mašīna krustojumu pārbrauks ātrāk nekā kravas auto.
b) Vieglāk pārlēkt pār grāvi var ar ieskrējienu.
c) Autobusam strauji uzsākot kustību uz priekšu, visi stāvošie pasažieri tiek pagrūsti virzienā uz aizmuguri.
d) Ja velosipēdists braukšanas laikā strauji piespiedīs tikai priekšējās bremzes, tad viņš pārlidos pāri stūrei un nokritīs.
e) Pārbīdot mēbeles, grūtāk ir izkustināt no vietas smagu skapi nekā vieglu krēslu.
f) Mašīnai strauji bremzējot, visi pasažieri krīt virzienā uz priekšu.
Atbilde
Visās minētajās situācijās izpaužas inerce.
Skaidrojums
Ķermeņa tieksmi pretoties ātruma maiņai sauc par inerci. Strauji mainot ķermeņa kustības ātrumu vai virzienu, ķermenis tiecas ieņemt iepriekšējo stāvokli. Jo lielāka ķermeņa masa, jo lielāka tā inerce.
Artis brauc ar vilcienu uz laukiem. Viņš ir paņēmis līdz basketbola bumbu, kuru nolicis uz grīdas brīvā vietā. Kādas pārmaiņas ir notikušas vilciena kustībā šajās situācijās, ja bumba ripo:
a) uz priekšu, vilciena kustības virzienā;
b) atpakaļ, pretēji braukšanas virzienam;
c) pa labi?
Atbilde
a – vilciens bremzē; b – vilciens uzsāk kustību uz priekšu; c – vilciens strauji griežas pa kreisi.
Skaidrojums
Strauji mainot ķermeņa kustības ātrumu vai virzienu, ķermenis tiecas ieņemt iepriekšējo stāvokli. Tā ir ķermeņa inerce. Ja vilciens strauji bremzē, bumba turpina kustību ar iepriekšējo ātrumu uz priekšu braukšanas virzienā. Ja vilciens uzsāk kustību, bumba turpina stāvēt uz vietas, tāpēc tā ripo atpakaļ. Ja vilciens griežas pa kreisi, bumba turpina braukt taisni, tāpēc tā ripo pa labi.
Ko var secināt par dzinēja vilcējspēku un pretestības spēku, ja automobilis brauc vienmērīgi?
Atbilde
Vilcējspēks ir vienāds ar pretestības spēku.
Skaidrojums
Ja ķermenis kustas vienmērīgi, tad visi spēki, kas uz to iedarbojas, viens otru līdzsvaro. Šajā gadījumā vilcējspēka un pretestības spēka lielums ir vienāds, bet tie vērsti pretējos virzienos, tāpēc līdzsvaro viens otru.
Cik liels smaguma spēks darbojas uz
a) ķieģeli, kura masa ir 2,5kg;
b) futbolbumbu, kuras masa ir 500g;
c) betona kravu, kuras masa ir 1,3t.
Atbilde
a – 24,5N; b – 4,9N; c – 12740N
Skaidrojums
Smaguma spēku aprēķina pēc formulas Fsm = mg, kur m ir masa, g ir brīvās krišanas paātrinājums. Tā mērvienība SI sistēmā ir ņūtons (N). Masa sākumā jāpārveido SI sistēmas mērvienībās – kilogramos.
a) Fsm=mg=2,5*9,8=24,5N
b) m=500g:1000=0,5kg ; Fsm=mg=0,5*9,8=4,9N
c) m=1,3t*1000=1300kg ; Fsm=mg=1300*9,8=12740N
Dažkārt saules gaismas stariem atstarojoties lietus ūdens pilienā divas reizes, debesīs var novērot ne tikai vienu, bet pat divus varavīksnes lokus. Vienas varavīksnes loka ārējā mala ir sarkana, bet iekšējā mala – violeta. Kādā krāsā ir otras varavīksnes loka ārējā mala?
Ārējā mala ir violeta. Tā kā saules gaismas stari atstarojas lietus pilienā divas reizes, tad abām varavīksnēm ir pretējs krāsu izvietojums.
Gaismas staram pārejot no optiski blīvākas vides uz mazāk blīvu vidi, mainās tā ātrums un notiek gaismas stara lūšana. Kāds – lielāks, mazāks vai vienāds – ir laušanas leņķis salīdzinājumā ar krišanas leņķi?
Gaismai ir lielāks izplatīšanās ātrums mazāk optiski blīvā vidē, tāpēc gaismas stara laušanas leņķis būs lielāks nekā krišanas leņķis.
Pietuvinot galda lampu virsmai, redzams, ka samazinās apgaismotās virsmas laukums. Kā mainās grāmatas apgaismojums, ja galda lampas augstumu virs tās samazina no 70 cm uz 35 cm?
Samazinot attālumu līdz virsmai divas reizes, apgaismojums palielinās 4 reizes.
Gaismas ātrums ir lielākais dabā sastopamais ātrums. Cik liels tas ir? (pareizas ir vairākas atbildes)
Makšķernieks ierauga jūrā klaunzivi. Tā kā viņa skatiens vērsts slīpi pret ūdens virsmu, tad notiek gaismas laušana. Kur atrodas zivs?
Atbilde
A
Skaidrojums
Gaismai ejot no optiski mazāk blīvas vides (gaiss) uz optiski blīvāku vidi (ūdens), gaismas stars noliecas tuvāk perpendikulam, kas novilkts pret ūdens virsmu. Tāpēc izskatās, ka zivs atrodas punktā B, bet patiesībā tā atrodas punktā A.
Ūdenslīdējs no ezera apakšas skatās augšup un ierauga spāri. Tā kā viņa skatiens vērsts slīpi pret ūdens virsmu, tad notiek gaismas laušana. Kur atrodas spāre?
Atbilde
A
Skaidrojums
Gaismai ejot no optiski blīvākas vides (ūdens) uz optiski mazāk blīvu vidi (gaiss), gaismas stars noliecas tālāk no perpendikula, kas novilkts pret ūdens virsmu. Tāpēc izskatās, ka spāre atrodas punktā B, bet patiesībā tā atrodas punktā A.
Pastāv divu veidu lēcas – savācējlēcas un izkliedētājlēcas. Kuras no attēlā redzamajām lēcām ir izkliedētājlēcas?
Atbilde
B; D; E
Skaidrojums
Vizuāli izkliedētājlēcas var atšķirt no savācējlēcām pēc tā, ka izkliedētājlēcām lēcas vidus ir plānāks nekā maliņas. Toties savācējlēcām lēcas vidus ir biezāks nekā malas.
Dota savācējlēca, kuras fokusa attālums ir 16cm. Kāds ir šīs lēcas optiskais stiprums?
Atbilde
6,25 dioptrijas
Skaidrojums
Lēcas stiprumu aprēķina pēc formulas
kur F ir lēcas fokusa attālums, kas jāpārveido metros.
Tilpumu mēdz izteikt litros, kubikmetros un citās mērvienībās. Sakārto augošā secībā dotos tilpumus: 0,023 kubikmetri, 2,3 kubikdecimetri, 230 kubikcentimetri.
Pārveidojot visus tilpumus kubikmetros, iegūst 0,023 kubikmetrus, 0,0023 kubikmetrus un 0,00023 kubikmetrus. Tāpēc augošā secībā būtu jāsakārto šādi: 230 kubikcentimetri, 2,3 kubikdecimetri un 0,023 kubikmetri.
SI ir starptautiskā mērvienību sistēma, kuru lieto fiziķi visā pasaulē, lai nerastos pārpratumi par lielumiem. Pārveido dotos lielumus SI sistēmā!
a) 35g;
b) 6,8t;
c) 2,4cm;
d) 768mm;
e) 9,16km;
f) 3min;
g) 4,2l
Atbilde
0,035kg; 6800kg; 0,024m; 0,768m; 9160m; 180s; 0,0042m3.
Skaidrojums
SI sistēmā masas mērvienība ir kg (kilograms), garuma mērvienība ir m (metrs), laika mērvienība ir s (sekunde), tilpuma mērvienība ir m3 (kubikmetrs).
Pārejot no mazākas mērvienības uz lielāku, ir jāveic dalīšana, bet pārejot no lielākas mērvienības uz mazāku, ir jāveic reizināšana.
a) Tā kā 1kg=1000g, tad 35g:1000=0,035kg.
b) 1t=1000kg, tad 6,8t*1000=6800kg.
c) 1m=100cm, tad 2,4cm:100=0,024m.
d) 1m=1000mm, tad 768mm:1000=0,768m.
e) 1km=1000m, tad 9,16km*1000=9160m.
f) 1min=60s, tad 3min*60=180s.
g) 1m3=1000l, tad 4,2l:1000=0,0042m3.
Skolēns izdomāja pārbaudīt tā saucamo sviestmaizes likumu “Sviestmaize vienmēr krīt ar sviestu uz leju”. Viņš nogrieza 12 vienādas maizes šķēles, uzsmērēja visām vienādu masu sviesta un tad meta tās no 4 dažādiem augstumiem. Kurš lielums šeit ir neatkarīgais lielums?
Neatkarīgais lielums jeb lielums, kuru maina pats pētnieks, ir krišanas augstums.
Atrodi burtu mīklā trīs ar fiziku saistītus jēdzienus.
Porziņģa augums ir 7’3’ (7 pēdas un 3 collas). Cik tas ir cm?
Žigulis (tautā saukts par „kapeiku“) liepu zaļā krāsā attīsta 75 ZS (zirgspēku) lielu jaudu. Aprēķini tā jaudu vatos!
Atbilde
N=55 200W
Skaidrojums
Mehānisko jaudu apzīmē ar N un tās mērvienība SI sistēmā ir W (vats). 1ZS=736W.
Jaudas pārveidojums ir šāds: N=75∙736=55 200W.
Eiropā sadzīves elektrotīklā izmanto maiņstrāvu ar spriegumu 230 V un 50 Hz. Cik reizes vienas minūtes laikā nosvārstās maiņstrāvas stiprums un spriegums?
Zinot svārstību frekvenci un svārstību laiku, svārstību skaitu var aprēķināt šos skaitļus sareizinot, t.i., N = f x t=50 x 60 = 3000.
Elektriskā ķēde ir veidota no 9 V strāvas avota un vadiem, kā arī virknē saslēgtu rezistoru un spuldzīti (150 mA, 2 V). Cik liela ir rezistora pretestība?
Tā kā tas ir virknes slēgums, tad sprieguma kritums rezistoram ir 7 V. Izmantojot Oma likumu ķēdes posmam (U=IR), aprēķina rezistora pretestību – 46,7 Ω.
Četras vienādas spuldzītes pieslēgtas sprieguma avotam (Skatīt shēmu).
a. Kuras spuldzes kvēlos, kad tiks ieslēgts slēdzis S1?
b. Kuras spuldzes kvēlos, kad tiks ieslēgts slēdzis S2?
Kārlis kārtīgi berzēja balonu pret matiem, pēc tam viņš tuvināja balonu pie griestiem un tas pielipa. Kā sauc šo fizikālo procesu?
a) Magnētisms;
b) Elektriskā strāva;
c) Elektrizācija;
d) Berzes spēks.
Atbilde
c
Skaidrojums
Elektrizācija var notikt berzes un elektrostatiskās indukcijas ceļā. Balons berzes ceļā ieguva elektrisko lādiņu, kad elektroni no Kārļa matiem pārvietojas uz balonu. Pēc tam uzlādētais balons var pievilkties pie neitrāli lādēta ķermeņa, kur notiek lādiņu atvirzīšanās – šo procesu sauc par elektrostatisko indukciju.
Atzīmē variantus, kuros nosaukti elektrības vadītāji!
a) Sauss gaiss;
b) Jūras ūdens;
c) Alumīnijs;
d) Gumija;
e) Sudrabs;
f) Cilvēks;
g) Plastikāts;
h) Porcelāns.
Atbilde
b; c; e; f
Skaidrojums
Elektrību labi vada metāli, jo tajos ir brīvie elektroni, un šķidrumi, kuros ir skābju, sāļu vai sārmu joni. Arī cilvēks vada elektrību, tāpēc nevajadzētu ķerties pie rokas cilvēkam, kurš tikko ir guvis elektrotraumu.
Ko nedarīt, ja atrodi cilvēku, kurš tikko guvis elektrotraumu?
a) Zvanīt 112;
b) Saukt pēc palīdzības;
c) Atvienot elektriskās strāvas padevi, izslēdzot drošinātājus;
d) Dzēšot degošu elektroierīci ar ūdeni;
e) Atbrīvot cilvēku no elektrības, padodot viņam priekšmetu, kas nevada elektrību;
f) Pēc cietušā atbrīvošanas no elektrības pārbaudīt viņa pulsu un elpošanu
Atbilde
d
Skaidrojums
Dzēšot degošu elektroierīci vai atvienojot to no elektrības nedrīkst izmantot elektrību vadošus materiālus. Ūdens vada elektrību, tāpēc nedrīkst apliet degošu elektroierīci ar ūdeni.
Pārveido dotās mērvienības SI sistēmā:
a) 2 kA
b) 4,5 MV
c) 3,21 mΩ
a) 2 000 A
b) 4 500 000 V
c) 0,00321 Ω
Skaidrojums
Lai pārietu no lielākas mērvienības uz mazāku, ir jāreizina. Lai pārietu no mazākas mērvienības uz lielāku ir jādala.
a) 2 kA = 2* 1000 = 2 000 A
b) 4,5 MV = 4,5*1000 000 = 4 500 000 V
c) 3,21 mΩ = 3,21:1000 = 0,00321 Ω
Viņi dalās savā pieredzē
Iedvesmojies! Uzzini, kur sabiedrībā zināmi cilvēki savā ikdienā izmanto STEM un atklāj, kādas iespējas citiem paver zināšanas eksaktajos priekšmetos!