1

GHID METODOLOGIC PENTRU ACTIVITATEA

DIDACTICĂ CU ELEVII CARE NU AU AVUT/NU

AU ACCES LA TEHNOLOGIE

DISCIPLINA FIZICĂ

2020

Vâlcea, Rm. Vâlcea , B-dul Nicolae Bălcescu, nr. 30, 240192 Tel: 0350431571, 0753084270 Fax: 0350431576 e-mail: isjvl@isjvl.ro; isjvl@yahoo.com

www.vl.edu.ro

mailto:isjvl@isjvl.romailto:isjvl@yahoo.comhttp://www.vl.edu.ro/

2

GRUPUL DE LUCRU

1. PROF. IONESCU MARIA GABRIELA – INSPECTOR ȘCOLAR 2. PROF. POPESCU MIHAELA – INSPECTOR ȘCOLAR

3. PROF. BARBU LILIANA – ȘCOALA GIMNAZIALĂ „TAKE IONESCU”, RM. VÂLCEA

4. PROF. FÂRTAT MIHAI - ȘCOALA GIMNAZIALĂ NR. 4, RM. VÂLCEA

5. PROF. MECHEREL DOMNICA - ȘCOALA GIMNAZIALĂ „GRIGORE MIHĂESCU”, COM. VLĂDEȘTI

6. PROF. ISPAS SIMONA - ȘCOALA GIMNAZIALĂ, COM. BUDEȘTI 7. PROF. ARMEANU CARMEN - ȘCOALA GIMNAZIALĂ, COM. GOLEȘTI 8. PROF. OPREA CARMEN ELENA - ȘCOALA GIMNAZIALĂ „I. GH. DUCA”, RM.

VÂLCEA

9. PROF. GRAMA AURELIA – COLEGIUL ECONOMIC, RM. VÂLCEA 10. PROF. PETRESCU ANGELA - COLEGIUL ENERGETIC, RM. VÂLCEA

11. PROF. DIMOIU LUMINIȚA – LICEUL „PREDA BUZESCU”, BERBEȘTI 12. PROF. CIOCHINĂ CRISTIANA - LICEUL TEHNOLOGIC „CĂPITAN NICOLAE

PLEȘOIANU”, RM. VÂLCEA

COLECTIVUL DE REDACȚIE

1. PROF. ANDREIANU MIHAELA – INSPECTOR ȘCOLAR GENERAL

2. PROF. TOMA MIRELA - INSPECTOR ȘCOLAR GENERAL ADJUNCT

3. PROF. ROȘU CĂLINA ROXANA LAURA - INSPECTOR ȘCOLAR GENERAL

ADJUNCT

4. PROF. IONESU MARIA GABRIELA – INSPECTOR ȘCOLAR

5. PROF. POPESCU MIHAELA – INSPECTOR ȘCOLAR

6. PROF. DUMBRĂVESCU DUMITRU – INSPECTOR ȘCOLAR

7. PROF. FUSCEL ION CRISTIAN – INGINER SISTEM

3

CUPRINS

I. ARGUMENT ………………………………………………………………….. 4

II. IDENTIFICAREA GRUPULUI ȚINTĂ LA NIVELUL FIECĂREI

UNITĂȚI DE ÎNVĂȚĂMANT………………………………………………….4

III. ANALIZA DE NEVOI………………………………………………………... 4

IV. ELABORAREA ȘI UTILIZAREA RESURSELOR EDUCAȚIONALE

SPECIFICE FIECĂREI DISCIPLINE………………………………………… 4

V. MODALITĂȚI DE COMUNICARE ȘI TRANSMITERE A

MATERIALELOR CĂTRE ELEVI………………………………………….... 4

VI. MODALITĂȚI DE ASIGURARE A FEEDBACK-ULUI DIN

PARTEA ELEVILOR …………………………………………………………. 5

ANEXE 1 – 7………………………………………………………………… 6 - 136

4

I. ARGUMENT

Având în vedere faptul că o parte din elevii/cadrele didactice din învățământul preuniversitar

nu au avut/nu au acces la tehnologie în perioada 11 martie – 12 iunie 2020, prezentul ghid

reprezintă o modalitate de a veni în sprijnul acestora cu instrumente de lucru și resurse

educaționale în vederea reducerii decalajului între ei și elevii care au avut acces la învățarea on-

line.

Un alt aspect avut în vedere la elaborarea ghidului metodologic îl constituie finalizarea

anului școlar 2019-2020 prin încheierea situației școlare pentru toți elevii.

Ghidul conține etapele care trebuie parcurse de către unitățile de învățământ și cadrele

didactice în vederea finalizării anului școlar.

II. IDENTIFICAREA GRUPULUI ȚINTĂ LA NIVELUL FIECĂREI UNITĂȚI DE

ÎNVĂȚĂMANT

Grupul țintă îl constituie elevii care nu au avut/nu au acces la tehnologie.

III. ANALIZA DE NEVOI

Identificarea mijloacelor de comunicare cu elevii(telefon, poștă, voluntari din cadrul

unităților de învățământ, ONG-urilor, autorităților locale, etc.).

Identificarea pentru fiecare disciplină/clasă a conținuturilor care nu au fost parcurse în

perioada 11 martie – 12 iunie 2020.

Identificarea pentru fiecare disciplină/clasă a instrumentelor de lucru și a resurselor

educaționale de care dispune unitatea de învățământ.

Identificarea elevilor cu CES integrați în învățământul de masă.

IV. ELABORAREA ȘI UTILIZAREA RESURSELOR EDUCAȚIONALE SPECIFICE

FIECĂREI DISCIPLINE

Se vor elabora fișe de documentare, fișe de lucru, fișe/teste de evaluare/autoevaluare, etc,

care să constituie modele pentru cadrele didactice(Anexele 1-9)

Resursele educaționale se vor elabora din materia care trebuia parcursă în perioada 11 martie

– 12 iunie 2020 pentru fiecare disciplină pe niveluri/cicluri de învățământ.

V. MODALITĂȚI DE COMUNICARE ȘI TRANSMITERE A MATERIALELOR

CĂTRE ELEVI

5

Cadrele didactice vor contacta telefonic elevii și părinții acestora.

Resursele educaționale pot fi puse la dispoziția elevilor prin poștă sau prin intermediul

voluntarilor din cadrul unităților de învățământ, ONG-urilor, autorităților locale, etc.).

Transmiterea resurselor educaționale se face periodic(cel puțin o dată pe săptămână).

VI. MODALITĂȚI DE ASIGURARE A FEEDBACK-ULUI DIN PARTEA

ELEVILOR

Colectarea fișelor de lucru, fișelor/testelor de evaluare/autoevaluare se face la nivelul unității

de învățământ de către persoanele implicate în transmiterea acestora, iar școala asigură

transmiterea acestora către cadrele didactice spre evaluare și oferirea feedback-ului către elevi.

6

ANEXA 1: CLASA A VI-A

UNITATEA DE ÎNVĂȚARE: FENOMENE TERMICE

FIȘĂ DE LUCRU

Nume ……………………………..

Prenume ……………………..........

I. Ai la dispoziție trei vase cu apă aflate în stări de încălzire diferite. Introdu mâna stângă

în vasul cel mai rece(apă+gheață) și mâna dreaptă în vasul cel mai cald(apă caldă), după

aproximativ un minut introdu simultan ambele mâini în al treilea vas(apă bună de băut).

a. Descrie ce simți.

................................................................................................................................................

............................................................................................................................ 0-1p.

b. Oferă simțurile informații corecte cu privire la starea termică a corpurilor?

................................................................................................................................................

........................................................................................................................... 0-1p.

II. Pentru a obține informații măsurabile trebuie să folosim un instrument de măsurare a

stării termice, adică un termometru.

Folosind manualul(cap. Fenomene termice) și orice alte surse de informare, realizează un

referat de maxim o pagină A4 în care să furnizezi informații structurate astfel:

A. Ce sunt termometrele? 0-1p.

B. Alcătuirea unui termometru. 0-2 p.

C. Clasificarea termometrelor. 0-2p.

D. Domenii de utilizare a termometrelor. 0-2p.

Suport teoretic:

Fizica, Manual pentru clasa aVI-a, Ed. Didactică și Pedagogică, 2018, paginile 69-71.

UNITATEA DE ÎNVĂȚARE: FENOMENE ELECTRICE SI MAGNETICE

FIȘĂ DE DOCUMENTARE: CIRCUITUL ELECTRIC. CURENTUL ELECTRIC

1. La ce folosim curentul electric?

a. pentru iluminarea cladirilor si a strazilor;

b. pentru functionarea jucariilor electrice;

7

c. pentru functionarea aparatelor electrocasnice;

d. pentru functionarea computerului, etc

Definitie:

Curentul electric reprezinta miscarea dirijata a sarcinilor electrice.

2. Circuitul electric .

Un circuit electric contine elemente de circuit reprezentate prin simboluri.

Simbolurile sunt reprezentari schematice ale elementelor de circuit. Cu ajutorul lor

se realizeaza schema circuitului electric.

Becul electric:

Generatorul electric:

Consumator oarecare:

Intrerupator deschis:

Intrerupator inchis:

Conductoare care fac contact:

Conductoare care nu fac contact:

Generatoarele electrice sunt dispozitivele care produc energie electrica.

Fiecare generator are doua borne: una pozitiva notata cu + si una negativa notata cu -.

Exemple:

bateria ;

dinamul

Cel mai simplu circuit electric este cel al lanternei. El contine:

o baterie electrica (generator electric);

un bec electric;

un intrerupator;

conductoare de legatura.

Schema unui circuit electric simplu deschis.

Dacă circuitul electric este deschis, becul nu lumineaza daca este inchis, becul lumineaza.

8

In multe situatii practice se iveste necesitatea utilizarii unui numar mare de surse de

lumina alimentate de la acelasi generator.

In acest scop becurile pot fi legate :

A. In serie;

B. In paralel.

A. LEGAREA BECURILOR IN SERIE

Legarea a doua sau mai multe becuri in circuit astfel incat curentul parcurge elementele de

circuit pe rand poarta numele de legare in serie.

In cazul legarii de acest tip becurile sunt practic asezate unul după altul .

B. GRUPAREA BECURILOR IN PARALEL

In cazul legarii in paralel becurile sunt practic unul alaturi de celalalt.

In cazul legarii in paralel se poate constata ca cele doua becuri lumineaza mai puternic decat la

legarea in serie .

Defectarea unuia dintre cele doua becuri nu afecteaza functionarea celuilalt

Arderea unui bec duce la stingerea celuilalt sau a tuturor elementelor legate in serie, pentru ca

circuitul initial inchis , devine circuit deschis

9

FIȘĂ DE DOCUMENTARE: MAGNEŢI, INTERACŢIUNI ÎNTRE MAGNEŢI, POLI

MAGNETICI. MAGNETISMUL TERESTRU. BUSOLA

Magneții au fost utilizați încă din Antichitate. În provincia Magnezia, din Asia Mică, a

fost descoperită roca ce avea proprietatea de a atrage corpuri care conțin fier. Ulterior, avea să fie

numită magnetită. Navigatorii utilizau o bucățică din această rocă, suspendată de un fir, pentru a

se orienta în timpul călătoriei lor.

Corpurile care conțin fier şi stau o vreme lângă un magnet capătă proprietăți magnetice,

deci se magnetizează, devenind magneți pentru un timp.

Reține: Se numește magnet permanent acel corp care are proprietăți magnetice stabile în mod

natural, format din magnetită iar magnetul temporar este acel corp care pierde proprietățile

magnetice la înlăturarea cauzei exterioare care a produs magnetizarea.

Magneții au diverse forme:

Când mergem în vacanță ne place să cumpărăm magneți pe care îi lipim de frigider.

Folosim magneții în viața cotidiană: pentru păstrarea notițelor pe frigider, închiderea ușilor de

dulap, închiderea genților și a lănțișoarelor, legătura între jucării, gen trenulețe, mașini cu

remorcă, construirea de puzzle-uri magnetice, ca suport pentru chei în bucătărie.

Reţine: Magnetul este un corp care atrage obiecte din fier, aliaje ale fierului sau

metale feroase (cobalt, nichel şi aliajele lor).

Observație:

Dacă se îndepărtează bara din fier,

după o perioadă de timp, bara şi

agrafele nu se mai atrag, deci îşi

pierd proprietățile magnetice.

Magnet

Bară din

fier

Agrafe

de

10

Magnet disc Magnet bară Magnet potcoavă Ac magnetic

Dacă punem pilitură de fier in jurul unui magnet ea se dispune ca in figurile de mai jos:

Observații:

- La capetele magnetului atracția piliturii este maximă;

- Pilitura de fier se așază după niște linii.

Reține:

- Capetelele magnetului unde se manifestă cel mai intens proprietățile magnetice se

numesc poli.

Un magnet are doi poli, numiți polul nord și polul sud. Polii magnetici nu pot fi

separați. Pentru a deosebi un pol de celălalt, ei sunt notați cu N (polul nord) și cu S (polul

sud) sau sunt vopsiți în culori diferite, roșu –polul N și albastru- polul S.

- Liniile după care se aranjează pilitura de fier se numesc linii de câmp magnetic.

Totalitatea liniilor de câmp magnetic formează spectrul magnetic. În jurul magneților ia

naștere o formă de existență a materiei numită câmp magnetic, care se manifestă prin

acțiuni asupra acului magnetic /magneților.

Dacă se apropie, pe rând, doi magneți cu poli diferiți și apoi cu poli de același fel, se constată

interacțiunea magneților.

Observație:

Reține:

- Polii de acelaşi nume se resping, iar polii de nume diferite se atrag.

Polii se atrag

Polii se resping

Polii se resping

11

Busola este un instrument construit dintr-un cadran și un ac magnetic mobil. Este folosită

pentru orientarea în spațiu. Încă din cele mai vechi timpuri oamenii au încercat să se orienteze.

Busola, sau acul magnetic, era deja cunoscută în timpul împăraților din dinastia Han din China,

între anii 300 şi 200 î.Hr. Pe atunci, busola consta dintr-o piatră magnetică legată de un fir de ață

pentru a se putea roti liber.

Observație:

Reţine:

TEST DE EVALUARE: FENOMENE MAGNETICE

Citește cu atenție materialul prezentat și apoi rezolvă testul de evaluare. Poți corecta

testul singur, cu ajutorul materialului sau poți solicita ajutorul părinților tăi.

Încercuiește litera corespunzătoare răspunsului corect

1. Magnetul este un corp care atrage:

a) doar obiecte din fier;

b) doar metale feroase(cobalt, nichel ți aliajele lor);

c) obiecte din fier, aliaje ale fierului sau metale feroase (cobalt, nichel şi aliajele

lor).

Acul magnetic al busolei se orientează pe

direcția nord-sud geografică a Pământului,

nordul acului magnetic indicând nordul

geografic.

Pământul este un magnet uriaș care are,

pe lângă polii geografici, doi poli

magnetici, Polul Nord magnetic situat

în emisfera sudică și Polul Sud

magnetic situat în emisfera nordică.

12

2. Referitor la polii magnetici putem afirma că:

a) Un magnet are un singur pol;

b) Polii magnetici nu pot fi separați;

c) Polul Nord cu polul Sud se resping.

3. Pământul are:

a) Doar poli geografici;

b) Poli magnetici și poli geografici;

c) Doar poli magnetici.

4. Folosește simbolul pentru a arăta respingerea polilor magnetici și simbolul

pentru a arăta atracția polilor magnetici în situațiile de mai jos:

a)

b)

5. Completează spațiile punctate cu termenii corespunzători pentru a formula

enunțuri corecte din punct de vedere științific:

a) Magnetul temporar este acel corp care ...................................... proprietățile

magnetice la înlăturarea cauzei exterioare care a produs magnetizarea.

b) Liniile după care se aranjează pilitura de fier în jurul unui magnet se numesc

…………………………………………………………... În jurul magneților

ia naștere o formă de existență a materiei

numită……………………………………., care se manifestă prin acțiuni

asupra acului magnetic/magneților

c) Capetelele magnetului unde se manifestă cel mai intens proprietățile

magnetice se numesc …………………………………………….

d) Instrumentul folosit pentru orientarea în spațiu, alcătuit dintr-un cadran și un

ac magnetic, se numește............................................

e) Polul Nord magnetic al Pământului este situat în emisfera

............................................

Felicitări! Ai învățat multe lucruri!

N S N S

N S N S

13

UNITATEA DE ÎNVĂȚARE: FENOMENE OPTICE

FIȘĂ DE DOCUMENTARE: LUMINA: SURSE DE LUMINĂ, CORPURI

TRANSPARENTE, TRANSLUCIDE, OPACE

Optica este o ramură a fizicii care studiază lumina şi fenomenele luminoase.

Corpurile care produc şi răspândesc lumină se numesc surse de lumină.

Sursele de lumină pot fi:

naturale – soarele, licuricii, stelele, focul, vulcanii;

artificiale, adică sunt create de om – becul, neonul, chibritul, lampa de gaz,

lanterna etc.

Corpurile care sunt luminate pot fi:

transparente – lumina trece prin ele, iar obiectele care se văd prin ele sunt

clare (de exemplu, folia alimentară, geamul, apa limpede);

translucide – doar o parte din lumină trece prin ele, iar obiectele care se află

dincolo de ele nu se văd clar (de exemplu, plexiglas, hârtie, geamul mat);

opace – lumina nu trece prin ele (de exemplu: folia de aluminiu, lemn,

peretele, uşa, metalele, planetele şi sateliţii).

Lumina se propagă sub forma razelor de lumină. Semidreapta de-a lungul căreia se

propagă lumina se numeşte rază de lumină.

Mai multe raze de lumină formează un fascicul de lumină.

În funcţie de cum sunt orientate razele, fasciculele de lumină pot fi:

paralele – razele sunt paralele; razele se întâlnesc la infinit;

divergente – razele pleacă dintr-un punct comun; pleacă din vârful

conului;

convergente – razele se întâlnesc în acelaşi punct; sensul razelor de lumină

este spre vârful conului.

Legea propagării rectilinii a luminii: Într-un mediu omogen şi transparent, lumina se

propagă în linie dreaptă.

Observații:

1. Prin mediu omogen se înţelege un mediu care are aceleaşi proprietăţi în toată masa lui.

2. Drumul unei raze de lumină este independent de acţiunea altor raze şi de sensul de

propagare.

14

Ca orice corp în mişcare, lumina este caracterizată de o viteză specifică mediului în care se

propagă. În vid, viteza luminii este notată cu c şi are valoarea c = 300 000 000 m/s; aceasta este

cea mai mare viteză cunoscută şi calculată până acum.

Se numeşte indice de refracţie n al unui mediu raportul dintre viteza luminii în vid (c) şi

viteza de propagare a luminii în mediul respective (v). Acest indice reprezintă o caracteristică a

respectivului mediu şi este întotdeauna supraunitar. Indicele de refracţie nu are unitate de

măsură, adică este adimensional.

= indicele de refracție al mediului.

UMBRA ȘI PENUMBRA. ECLIPSE

Pata întunecată care se formează în spatele unui obiect opac luminat se numeşte umbră.

Umbra este înconjurată de o zonă mai puțin întunecată numită penumbră.

Umbra şi penumbra sunt fenomene care confirmă propagarea rectilinie a luminii.

Producerea eclipselor

Propagarea rectilinie a luminii, formarea

umbrei şi a penumbrei explică eclipsele totale sau

parţiale de Lună şi de Soare.

Deoarece Pământul şi Luna sunt luminate

de Soare, lasă în spatele lor un con de umbră.

Când o zonă de pe suprafaţa Pământului intră în

conul de umbră al Lunii, acolo se va observa o

eclipsă totală de Soare .În regiunile aflate în zona

de penumbră, vom avea eclipsă parţială de Soare.

Atunci când Pământul se află între Soare şi

Lună, iar Luna va fi situată complet în zona de

umbră a Pământului, vom avea eclipsă totală de

Lună.

15

Când aceasta va fi situată parţial în zona de umbră, eclipsa de Lună va fi parţială.

DEVIEREA FASCICULELOR DE LUMINĂ: REFLEXIA ŞI REFRACŢIA

Atunci când un fascicul de lumină ajunge pe suprafaţa de separare dintre două medii

diferite (cu indici de refracţie diferiţi), acesta va fi deviat de la direcţia iniţială şi va suferi două

fenomene pereche: reflexia şi refracţia. De obicei, unul dintre ele este predominant.

Să ne imaginăm o rază de lumină care cade pe suprafața de separație dintre apă și aer ( de

exemplu pea pa unui lac).

La suprafaţa apei, o parte din fasciculul luminos se întoarce în mediul din care a venit,

dar deviat, iar o altă parte „intră” în apă, deviat de la direcţia iniţială, astfel încât traiectoria este

văzută ca o linie frântă. Vom spune despre primul fascicul că a suferit fenomenul de reflexie, iar

despre cel de-al doilea, că a suferit fenomenul de refracţie.

Urmărește desenul pentru a înțelege mai bine fenomenele prezentate!

SO = fascicul incident/raza incidentă

OR = fascicul reflectat/raza reflectată

OR’ = fascicul refractat/raza refractată

NO = normala la suprafaţa de separaţie

i = unghi de incidenţă

r = unghi de reflexie

r’ = unghi de refracţie

n1 = indicele de refracţie al primului mediu

n2 = indicele de refracţie al celui de al doilea

mediu

Reflexia luminii

Reflexia este fenomenul de întoarcere a luminii

în mediul din care a plecat (din care provine) atunci

întâlneşte o suprafaţă de separaţie între două medii

diferite.

Legile reflexiei:

raza incidentă, normala la suprafaţă şi raza

reflectată sunt în acelaşi plan;

unghiul de incidenţă este egal cu unghiul de

reflexie. i = r

16

Oglinzile sunt obiecte cu o suprafaţă lucioasă, care reflectă lumina.

Oglinzile pot fi:

plane – atunci când suprafaţa lor este plană;

sferice – atunci când suprafaţa lor este sferică.

Iată cum se vede imaginea unui iepuraş

într-o oglindă plană:

O = oglinda

x1 = distanţa obiect – distanţa de la

iepuraş la oglindă;

x2 = distanţa imagine – distanţa de la

oglindă la imaginea iepuraşului

x1 = x2

Imaginea unui obiect într-o

oglindă plană are următoarele caracteristici:

se formează în spatele oglinzii; din acest motiv este o imagine virtuală;

distanţa de la obiect la oglindă este egală cu distanţa de la oglindă la imagine;

mărimea imaginii este egală cu mărimea obiectului.

Oglinzile sferice pot fi:

oglinzi concave – atunci când

suprafaţa lucioasă este pe partea din

interior a sferei; oglinda concavă

transformă fasciculul luminos

paralel într-un fascicul convergent

oglinzi convexe – atunci când

suprafaţa lucioasă este pe partea

exterioară a sferei; oglinda convexă

transformă fasciculul luminos

paralel într-un fascicul divergent

Cu ajutorul oglinzilor sferice se pot obţine, pentru diferite distanţe dintre obiect şi oglindă,

imagini reale sau virtuale, drepte sau răsturnate, mărite sau

micşorate.

Refracția luminii

17

Refracţia este fenomenul de modificare a traiectoriei fasciculului de lumină atunci când

traversează suprafaţa de separaţie dintre două medii transparente diferite.

SO = fascicul incident/rază incidentă

OR’ = fascicul refractat/rază refractată

NO = normala la suprafaţa de separaţie dintre cele două medii

i = unghi de incidenţă

r’ = unghi de refracţie

n1 = indicele de refracţie al primului mediu

n2 = indicele de refracţie al celui de al doilea mediu

Observații:

Unghiul de refracţie este mai mic decât unghiul de incidenţă atunci când lumina trece din

aer în sticlă. Dacă fasciculul incident este perpendicular pe suprafaţa de separaţie, direcţia

de propagare a luminii nu se modifică.

Refracţia face ca lucrurile aflate în apă şi privite din aer să pară mai aproape decât sunt în

realitate

Lentila este un corpul transparent, mărginit de două suprafeţe sferice sau de o suprafaţă

sferică şi una plană.

Lentilele convergente sunt cele care „strâng” razele de

lumină:

sunt mai groase în centru şi mai subţiri la capete;

transformă fasciculul luminos paralel într-un fascicul

convergent.

Lentilele divergente sunt cele care „împrăştie” razele de

lumină:

sunt mai subţiri în centru şi mai groase la capete;

transformă fasciculul luminos paralel într-un fascicul

divergent.

Concluzie:

Cu ajutorul lentilelor și oglinzilor se pot obține diferite imagini ale unor obiecte. Aceste

imagini pot fi mai mari sau mai mici, drepte sau răsturnate, reale sau virtuale. Formarea

imaginilor se poate explica folosind noțiunile învățate la fenomenele de reflexie și refracție.

TEST DE EVALUARE

NR. 1

1. Ce sunt lentilele?

2. Definiți imaginea reală.

3. Spuneți ce este ochiul.

4. Dispersia luminii – definiția și enumerarea culorilor curcubeului.

18

NR. 2

1. Spuneți tipurile de lentile.

2. Ce este imaginea virtuală?

3. Care sunt defectele de vedere și în ce constau ele?

4. Ce este prisma optică?

TEST DE EVALUARE

I. Încercuiţi litera corespunzătoare răspunsului corect :

1. În categoria surselor de lumină artificială intră:

a) Licuricii;

b) Soarele;

c) Flacăra unei brichete;

2. Sticla mată face parte din categoria :

a) Corpurilor transparente;

b) Corpurilor translucide;

c) Corpurilor opace;

3. La un fascicul divergent razele de lumină:

a) Se adună;

b) Se imprăștie;

c) Sunt paralele.

4. Un fascicul îngust de lumină cade sub un unghi de incidenţă de 60 pe o oglindă plană.

Valoarea unghiului de reflexive este:

a) 30

b) 60

c) 45

II. Rezolvaţi următoarele probleme:

5. Calculaţi viteza de propagare a luminii în sticlă cunoscând viteza de propagare a luminii

în vid, c = 300 000 000 m/s , și indicele de refracţie al sticlei, nsticla = 1,5.

6. Cunoscând că o rază de lumină ce strabate suprafaţa de separare aer-apa pune în

evidenţă fenomenele de reflexie și refracţie a luminii, completaţi în tabel denumirea

elementelor.

19

III. Completează spațiile punctate cu termenii corespunzători pentru a formula

enunțuri corecte din punct de vedere științific:

7. Umbra şi penumbra sunt fenomene care confirmă propagarea ……………….. a luminii.

Atunci când Pământul se află între Soare şi Lună, iar Luna va fi situată complet în zona

de umbră a Pământului, vom avea ……………………...de Lună.

8. Imaginea unui obiect într-o oglindă plană se formează

…………………….……..oglinzii, iar mărimea imaginii este……………cu mărimea

obiectului.

Lentila convergentă este mai………………….. la mijloc decât la vârf. Ea transformă

fasciculul luminos ………………. într-un fascicul ……………….

Elementul Denumirea

Raza (IO)

Raza (OR)

Raza (OT)

Unghiul αi

Unghiul αr

Unghiul αt

20

ANEXA 2: CLASA A VII-A

UNITATEA DE ÎNVĂȚARE: ECHILIBRUL CORPURILOR

FIȘĂ DE DOCUMENTARE: PÂRGHIA

Pârghia este o bară rigidă care se poate roti în jurul unui punct fix numit punct de sprijin.

Asupra ei acționează două forțe: forța care trebuie învinsă, numită forță rezistentă și forța

cu ajutorul căreia este învinsă forța rezistentă, numită forță activă.

Pârghia servește, în general, la amplificarea efectului forței.

Brațul forței reprezintă lungimea perpendicularei dusă din punctul de sprijin (punctul de

rotație) pe dreapta suport a forței.

Elementele unei pârghii:

O – punctul de sprijin

F – forţa activă

R – forţa rezistentă

bF– braţulforţei active

bR – braţulforţei rezistente

Condiția de echilibru pentru pârghie:

O pârghie ideală (fără forță de frecare) este în condiție de echilibru atunci când momentul

forței active (față de punctul de sprijin) este egal și de sens opus cu momentul forței rezistente:

MF – momentul forţei active

MR– momentul forţei rezistente

bF – braţulforţei active

bR – braţulforţei rezistente

.

21

Dacă o pârghie este în echilibru, raportul forțelor este egal cu raportul invers al brațelor.

Clasificarea pârghiilor

În funcție de poziția punctului de sprijin și a punctelor de aplicație ale celor două forțe,

activă și rezistentă, se definesc trei tipuri de pârghii:

a) Pârghia de ordinul I are punctul de sprijin între punctul de aplicație al forței active și

punctul de aplicație al forței rezistente.

În aplicațiile practice, modulul forței active este mai mic (sau egal) cu modulul forței

rezistente:

F ≤ R. Pârghia de ordinul întâi este o pârghie de echilibru.

Exemple de părghii de ordinul I:

foarfeca

balansoarul

patentul

cazmaua

ranga

Levierul sau bara de scos cuie este o bară rigidă, îndoită în jurul unui

punct de sprijin, care servește pentru a mișca sau a ridica greutăți. De obicei la

capătul scurt al levierului este o întredeschizătură îngustă ce permite apucarea

și scoaterea cuielor bătute într-un material cum ar fi lemnul. Cu acest

dispozitiv obținem un câștig în forță foarte mare deoarece distanța de la punctul

de sprijinpânăînpunctuldeaplicarealforțeiactiveeste mult mai mare decât

distanța de la punctul de sprijin până în punctul unde este cuiul care trebuie

scos.

b) Pârghia de ordinul II are punctul de aplicație al forței rezistente între punctul de sprijin și

punctul de aplicație al forței active.

În aplicațiile practice, modulul forței active este mai mic decât modulul forței rezistente:

F

22

Exemple de pârghii de ordinul II:

roaba.

perforatorul

presa pentru usturoi,

cleștele de spart nuci

pedala de frână la autovehicule

Roaba se folosesteîn construcții sau în grădinărit.Aceasta este folosită pentru transportul

materialelor pe distanțe mici, alcătuită dintr-o ladă sau dintr-o platformă cu o roată și cu două

brațe,de careîmpingeomul. Punctul de sprijin al roabei este la capătul unde se află roata. Forța

activă este aplicată la celălalt capăt al roabei prevăzut cu mânere speciale, iar forța rezistentă o

reprezintă greutatea dinladă.

c) Pârghia de ordinul III are punctul de aplicație al forței active între punctul de sprijin și

punctul de aplicație al forței rezistente.

Modulul forței active este mai mare decât modulul forței rezistente: F > R.

Pârghia de ordinul trei este o pârghie de viteză.

Exemple:

penseta

capsatorul

dispozitivul pentru scos sâmburi

lopata

mătura cu coadă

Lopata este o unealtă constituită dintr-o bucată de

23

tablă metalică sau o placă de lemn sau de plastic, montată pe o coadă de lemn, folosită la

ridicarea și aruncarea unui material granular sau în bucăți mici (pământ, pietriș, nisip etc.). Când

se acționează asupra lopeții, o mână fixează punctul de sprijin iar a doua acționează cu o forță

activă care ridică greutatea ce se află în lopată care acționează cu o forță de rezistență.

Aplicații - pârghii în organismul uman:

Pârghie de ordinul I:

Capul în echilibru pe coloana vertebrală. Punctul

de sprijin este vertebra atlas, rezistenţa este

reprezentată de greutatea capului, care tinde să

cadă înainte, iar forţa activă este dezvoltată de

muşchii cefei, care opresc căderea capului

înainte.

Pârghie de ordinul II:

Piciorul având ca rezistenţă greutatea corpului

transmisă prin tibie; greutatea corpului este

aplicată la nivelul articulaţieitibio-tarsiene, astfel

încât forţa o vor da muşchiiinseraţi prin tendonul

lui Ahile pe calcaneu; punctul de sprijin, când

stăm pe vârful picioarelor, se află la extremitatea

metatarsienelor în contact cu solul.

24

Pârghie de ordinul III:

Antebraţul în flexiefuncţionează ca o pârghie de

ordinull III când muşchii flexori se contractă

pentru a-l ridica; bicepsul se contractă producând

o forţă care are punctul de aplicaţie pe antebraţ.

În acest caz, braţulforţei active este de

aproximativ 8 ori mai mic decât braţulforţei

rezistente, rezultă că forţa activă trebuie să fie de

8 ori mai mare decât forţa rezistentă.

FIȘĂ DE LUCRU: PÂRGHIA

1. Pentru figurile 1 și 2, 5, 6 identificați și desenați punctul de sprijin, forța rezistentă și forța

activă.

Fig. 1 Fig.2

Fig.3

Fig.4

Fig.5 Fig.6 20 cm 8

cm

12 cm 8 cm

25

Fig. 7

Fig. 8

2. a) În figura 3 este desenat schematic mecanismul de acționare al mandibulei. Care este forța

musculară pentru o forță rezistentă de 2 N.

b) În figura 4 se cunoaște lungimea sapei de 1,5 m iar distanța dintre mâini de 1m. Cât este

raportul dintre forța rezistentă și forța activă.

c) În figura 7 este desenat schematic mecanismul de acționare al brațului la ridicare unei

gantere. Care este forța musculară pentru o forță rezistentă de 20 N.

d) În figura 8 se cunoaște lungimea vâslei de 2,5 m iar distanța dintre mâini de 1 m. Cât este

raportul dintre forța rezistentă și forța activă.

FIȘĂ DE DOCUMENTARE: SCRIPETELE

Scripetele este un mecanism simplu alcătuit dintr-o roată cu şanţ pe

muchie care se poate roti în jurul unui ax central. De axul roţii este fixată o

furcă, prevăzută cu un cârlig de prindere. Prin şanţul scripetelui este trecut un

fir (cablu) inextensibil.

Un scripete ideal este un scripete care are masă neglijabilă în raport cu

masa corpurilor utilizate, iar frecările sunt neglijabile. Scripeții ideali sunt cei

utilizați la macarale, de exemplu.

Clasificarea scripeților:

a) Scripete fix

b) Scripete mobil

c) Scripete compus

a) Scripetele fix

Scripetele fix are furca suspendată de o grindă, la un capăt al cablului

se leagă corpul de ridicat, iar de celălalt capăt se trage în jos. Un scripete fix este folosit pentru a

schimba, convenabil, direcţia şi sensul de acţiune al forţei active. Diametrul scripetelui fix poate

fi considerat o pârghie cu punctul de sprijin în O şi cu braţele OA şi OB egale ( OA = OB = r )

Pentru un scripete ideal fix, la echilibru, momentele celor două forțe ce acționează asupra

scripetelui sunt egale:

F · r = R · r

de unde se obține egalitatea:

26

F = R

Cu ajutorul scripetelui fix nu se obține câștig în forță, el se utilizează

pentru a schimba direcția forței. Deși modulele celor două forțe, la echilibru, sunt

egale, scripetele fix oferă avantajul că direcția și sensul forței active pot fi

schimbate în mod convenabil.

Distanța pe care se deplasează punctul de aplicație al forței rezistente și

distanța pe care se deplasează punctul de aplicație al forței active sunt egale:

dF = dR

b) Scripetele mobil

Scripetele mobil are furca îndreptată în jos, de ea fiind legat corpul de

ridicat. Un capăt al cablului este fixat de o grindă iar la celălalt capăt se aplică

forţa activă. Diametrul orizontal al scripetelui poate fi considerat o pârghie cu

punctul de sprijin în O, cu braţul forţei rezistente OB = r – raza scripetelui şi

braţul forţei active OA = 2r.

La echilibru:

F · 2 r = R · r →

Pentru scripetele mobil aflat în echilibru, forța activă este

jumătate din forța rezistentă, iar distanța pe care se deplasează

punctul de aplicație al forței active este dublă față de distanța parcursă de punctul

de aplicație al forței rezistente:

dF = 2dR

c) Scripetele compus

Pentru a îmbina avantajul scripetelui fix cu avantajul scripetelui mobil, se

pot asocia un scripete fix cu unul mobil, obținând astfel un sistem de scripete

compus.

La echilibru, pentru sistemul de scripete compus, forța activă este jumătate din

cea rezistentă; putem să modificăm în mod convenabil orientarea forței active:

Pentru acest sistem de

scripete, distanța pe care se deplasează punctul de

aplicație al forței active este dublă față de distanța pe

care se deplasează punctul de aplicație al forței

rezistente:

dF= 2dR

27

FIŞĂ DE LUCRU- SCRIPEŢI

I. .

a) Identificați scripeții din figura de mai jos

b) Precizați avantajele și dezavantajele fiecărui tip de scripete

c) Ce valoare are forţa ce trebuie aplicată în punctul E pentru ca fiecare sistem să fie în

echilibru?

II. Un scripete de masă neglijabilă este suspendat prin intermediul unui dinamometru. La

fiecare extremitate a firului se află câte un corp cu masa de 100 g. Ce indică

dinamometrul? (g=10N/kg)?

28

Rebus

Completează spaţiile libere:

I. Orizontală:

1. Mecanism simplu ce reprezintă o roată cu un şanţ la muchie ce se poate roti în jurul unui

punct.

2. Mecanism simplu ce reprezintă un corp rigid, care se poate roti în jurul unui sprijin fix.

3. Scripete ce se utilizează pentru a schimba direcţia acţiunii forţei.

4. Scripete ce se utilizează pentru a obţine un cîştig dublu în forţă.

5. Este determinat de raportul dintre lucrul util şi lucrul total efectuat

6. II. Verticală: 1. Savant grec, cărui îi aparţin cuvintele: ,,Daţi-mi un punct de sprijin în

Univers şi voi ridica Pămîntul."

FIȘĂ DE LUCRU: MECANISME SIMPLE

1. Un corp cu masa m=2 kg este urcat uniform pe un plan înclinat de lungime 5 m și

înălțime 3m, sub acțiunea unei forțe de 20 N, paralelă cu planul. Calculați :

a) valorile componentelor greutății corpului:

b) valoarea forței de frecare dintre corp și plan.

29

2. O bară AB este articulată într-un punct C, situat la jumătatea lungimii acesteia. În punctul

A se acționează asupra barei cu o forță F= 1200N. Determinați reacțiunile din C și B.

A C B

3. Cu o bară rigidă având lungimea de 1,2 m se ridică un corp cu masa de 60 Kg. Punctul de

sprijin al barei se află la 20 cm de capătul ei. Cât este forța rezistentă? Aflați forța activă.

4. Un corp cu greutatea de 580 N este prins de un scripete mobil. Cu ce forță este menținut în

echilibru?

5. Cu ajutorul unui scripete mobil se ridică un corp cu masa de 50 Kg la înălțimea de 10 m.

Cât este forța activă? Cât din lungimea firului a fost trasă?

6. Priviți cu atenție figură alăturată:

a) Calculați raportul maselor m1/m2.

b) Dacă m1 =5 kg, determinați tensiunea din firul de legătură , precum și din firele de

susținere a corpurilor, astfel încât sistemul să fie în echilibru.

7. O săniuță de masă m = 3 Kg coboară pe un deal de lungime L = 12m și înălțime h = 4m.

Determinați forța de apăsare normală a săniuței pe plan și forța de frecare astfel încât aceasta să

se deplaseze uniform.

8. O bilă de masă m = 0,9 Kg este ținută în echilibru pe un plan înclinat de un dinamometru a

cărui constantă elastică are valoarea K= 100 N/m. Dacă se neglijează frecarea, determinați cu cât

se alungește resortul. Se cunosc: h= 0,4 m și l = 1,2m.

m2

m1

30

9. La un clește de scos cuie, cu lungimea de 16 cm, se apasă cu 120N. Cunoscând brațul

forței rezistente bR = 2 cm, determinați valoarea acestei forțe.

10. O ladă cu greutatea de 100 de N trebuie ridicată la 120 cm înălțime. Marcel folosește o

scândură lungă de 2 m, înclinată; el trage lada, cu o forță de 80 N paralelă cu scândura. Mircea

folosește un scripete mobil și trage vertical de frânghie cu o forță constantă de 60 N. Vlad are la

dispoziție o bară de fier cu care își face o pârghie, la care brațul forței active este de 1,5 ori mai

mare decât brațul rezistenței. El apasă vertical cu o forță de 75 N. Fiecare dintre ei ridică lada

uniform. Calculează randamentele celor trei mecanisme.

COMPLETAȚI REBUSUL:

1.

Scripete care înjumătățește forța de greutate a corpului ridicat

2. Mecanism care are formă rotundă

3. Plan care face un unghi ascuțit cu orizontala

4. Bara rigidă care se poate roti în jurul unui punct de sprijin

5. Forța care trebuie învinsă de forța activă

6. Scripete în care forța activă este egală cu greutatea

7. Două pârghii de ordinul I , prinse între ele, folosite la prins cuie

8. Planul înclinat ............... Forta de tractiune, pentru ridicarea unui corp

9. Plan înclinat din ștranduri

31

FIȘĂ DE LUCRU: CENTRU DE GREUTATE

.

Centrul de greutate este punctul în care, aplicând o forță, corpul

rămâne în echilibru de rotație (acel punct față de care corpul este în echilibru

la rotație).

Se notează cu C.

Dacă, în centrul de greutate, aplicăm o forță egală cu greutatea totală

a corpului, orientată vertical în sus, corpul se va afla atât în echilibru de

rotație, cât și în echilibru de translație.

Turnul

din Pisa (Italia)

Centrul de greutate pentru un corp de formă oarecare

Centrul de greutate se va afla în punctul față de care momentul rezultant al tuturor

greutăților parțiale este zero. Față de acest punct, efectul de rotație este zero, iar greutățile

parțiale pot fi înlocuite cu greutatea totală, având punctul de aplicație în centrul de greutate.

Un corp suspendat printr-un fir este în echilibru numai dacă centrul de greutate și punctul

de care este suspendat se află pe aceeași verticală, iar centrul de greutate se află sub punctul de

susținere.

Centrul de greutate al corpurilor omogene se află în centrul de simetrie.

Centrul de greutate al unui corp omogen plan cu formă geometrică regulată se află:

• pentru bare, la mijlocul lor

• pentru pătrat și dreptunghi, la intersecția diagonalelor

• pentru triunghi, la intersecția medianelor, care se află la o treime din lungimea medianei față de

mijlocul laturii corespunzătoare.

32

Exemple:

tijă uniformă centrul de greutate se află la mijlocul tijei

disc centrul de greutate se va afla în centrul discului

sferă omogenă centrul de greutate se află în centrul sferei

Centrul de greutate poate fi situat atât în interiorul, cât și în exteriorul corpului.

Exemple:

CD sau DVD centrul de greutate se află în centrul discului din care face parte

inel/șurub/colac centrul de greutate este în centrul lor

sferă omogenă, plină sau goală centrul de greutate este întotdeauna în centrul sferei

scaun centrul de greutate al unui scaun poate fi în afara structurii scaunului

Observații:

corpurile omogene au centrul de greutate pe axa de simetrie

corpurile omogene ce prezintă un centru de simetrie au centrul de greutate în centrul de

simetrie

Centrul de greutate poate fi și în afara corpului.

Exemple: un inel, un covrig, o gogoașă etc.

Centrul de greutate se poate determina experimental astfel:

se suspendă un corp și cu ajutorul unui fir cu plumb care dă direcția verticală se trasează o

primă dreaptă

se suspendă într-un alt punct și se trasează o alta verticală

33

centrul de greutate va fi la intersecția celor două drepte

FIȘĂ DE DOCUMENTARE: DETERMINAREA CENTRULUI DE GREUTATE A UNEI

FIGURI PLANE CU FORMA NEREGULATA

LUCRARE DE LABORATOR

Scopul lucrării: să se determine centrul de greutate al unei figuri plane cu formă neregulată.

Materiale: figuri plane cu formă neregulată, ac cu aţă, fir cu plumb , riglă.

Note teoretice

Centrul de greutate este punctul de aplicaţie al forţei de greutate.

Pentru un corp suspendat aflat în echilibru, verticala ce trece prin punctul de suspensie

conţine şi centrul de greutate. Într-adevăr, dacă aceste două puncte ar fi pe verticale diferite, ar

exista momente de rotaţie care ar roti corpul, dar corpul este deja în echilibru.

În această lucrare veţi suspenda succesiv o figură plană omogenă de două puncte diferite

şi veţi trasa verticalele ce trec prin punctul de suspensie. Centrul de greutate se va afla la

intersecţia dreptelor respective.

Modul de lucru

1. Fixaţi un fir de un punct periferic al figurii plane.

2. Suspendaţi figura şi plasaţi rigla de-a lungul firului. Trasaţi verticala ce trece prin

punctul de suspensie.

3. Repetaţi pasul 2 pentru un alt punct de pe figură.

4. Marcaţi centrul de greutate la intersecţia dreptelor trasate.

5. Suspendaţi figura din centrul de greutate şi verificaţi dacă aceasta se menţine în

echilibru.

6. Formulaţi concluziile .

34

Concluzii

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

FIȘĂ DE DOCUMENTARE: ECHILIBRUL CORPURILOR ȘI ENERGIA

POTENȚIALĂ

Echilibrul corpurilor depinde de poziția centrului de greutate

I. ECHILIBRUL CORPURILOR SUSPENDATE

Corpurile suspendate sunt în echilibru de rotație numai dacă punctul de suspensie este

situat pe aceeași verticală cu centrul de greutate.

Echilibrul corpurilor suspendate depinde de numărul şi poziţia punctelor de sprijin în

raport cu centrul de greutate al corpurilor respective.

Tipurile de echilibru ale corpurilor suspendate sunt:

a) Echilibrul stabil

b) Echilibrul instabil

c) Echilibrul indiferent

35

a) Echilibrul stabil: când punctul de suspensie (O) se află deasupra centrului de greutate (C), pe

aceeaşi verticală.

Un corp este în echilibru stabil dacă revine în poziția de echilibru după ce a fost scos din aceasta

și dacă, la mici deviații față de poziția de echilibru, centrul de greutate urcă.

b) Echilibrul instabil: când punctul de suspensie (O) se află sub centrul de greutate (C), pe aceeaşi

verticală.

Un corp este în echilibru instabil dacă nu revine în poziția de echilibru după ce a fost scos din

aceasta și dacă, la mici deviații față de poziția de echilibru, centrul de greutate coboară.

c) Echilibrul indiferent: când punctul de suspensie (O) coincide cu centrul de greutate (C)

Un corp este în echilibru indiferent dacă, oricum l-am așeza, punctul de suspensie și centrul de

greutate coincid.

II. ECHILIBRUL CORPURILOR AȘEZATE

Echilibrul corpurilor sprijinite depinde de forma corpului, de material şi de suprafaţa de

sprijin.

Tipurile de echilibru ale corpurilor

sprijinite sunt:

a) Echilibrul stabil

b) Echilibrul instabil

c) Echilibrul indiferent

a) Echilibrul stabil: corpul revine la

starea de echilibru după ce a fost scos din ea.

Observație. Turnul din Pisa nu se va răsturna atâta timp cât verticala dusă din centrul de

greutate va cădea în interiorul bazei de susținere.

b) Echilibrul instabil: corpul nu mai revine la starea de echilibru după ce a fost scos din ea.

36

c) Echilibrul indiferent: corpul este în stare de echilibru indiferent în orice punct de pe

suprafaţa de sprijin.

OBSERVAȚIE:

a) În poziția de echilibru stabil, comparativ cu pozițiile

alăturate, energia potențială a sistemului corp-

Pământ are valoare cea mai mica (este minimă).

EP - minimă

b) În poziția de echilibru instabil, comparativ cu pozițiile alăturate, energia potențială a sistemului

corp-Pământ are valoare cea mai mare (este maximă).

EP - maximă

c) În poziția de echilibru indiferent, comparativ cu pozițiile alăturate, energia potențială a

sistemului corp-Pământ nu se modifică.

EP = constantă

EP = constantă

EP - maximă

EP - minimă

37

FIŞA DE LUCRU: ECHILIBRUL CORPURILOR SPRIJINITE

Să ne reamintim:

Echilibrul corpurilor sprijinite depinde de forma corpului, de material şi de suprafaţa de

sprijin.

Tipurile d echilibru ale corpurilor sprijinite:

A. Echilibrul stabil: corpul revine la starea de echilibru după ce a fost scos din ea.

B. Echilibrul instabil: corpul nu mai revine la starea de echilibru după ce a fost scos din ea.

C. Echilibrul indiferent: corpul este în stare de echilibru indiferent în ce punct de pe

suprafaţa de sprijin.

Exerciţii:

1. Subliniază răspunsul corect:

a. În acelaşi timp un corp se poate / nu se poate afla în mai multe tipuri de echilibru.

b. O minge va tinde să ocupe poziţii cât mai joase / înalte pe o suprafaţă de sprijin.

c. La o curbă spre stânga şoselele sunt înclinate astfel încât, când plouă, apa se scurge

spre exteriorul / interiorul curbei.

d. Acrobaţii folosesc o bară lungă şi subţire (un balansier) / un toiag pentru a-şi

menţine echilibrul când merg pe sârmă.

2. Desenează pe suprafaţa de mai jos şi notează sub desen litera corespunzătoare (a, b, c):

a. un pahar de unică folosinţă, aflat în echilibru stabil;

b. un pahar de unică folosinţă, aflat în echilibru instabil;

c. un pahar de unică folosinţă, aflat în echilibru indiferent.

38

3. Doi iepuraşi isteţi se dau într-un montagne-russe. În care din punctele A, B, C, D, E, F:

a. iepuraşii au cea mai mare nevoie de „centurile de siguranţă”?

b. iepuraşii se apleacă cel mai mult în faţă?

c. iepuraşii se apleacă cel mai mult în spate?

d. iepuraşii au energia potenţială cea mai mare?

e. dar cea mai mică?

4. Completează afirmaţiile următoare referitoare la desenul de mai sus:

a. Într-un parc de distracţii, iepuraşii se dau într-un

……………………………………..….

b. Pe porţiunea AC iepuraşii încetinesc, iar pe porţiunea CD iepuraşii

…………………….

c. Pe porţiunea CD energia cinetică ………………….. datorită ………………….

vitezei, iar energia potenţială ……………....…, datorită ……………………

înălţimii.

d. Viteza maximă o au iepuraşii, în pălărioara lor zburătoare, în punctul ………

e. În punctul C energia potenţială este ……..…………………, iar energia cinetică

minimă.

5. Scrie litera corespunzătoare în faţa fiecărui enunţ astfel încât acestea să fie adevărate:

A B

C

D

D

B

C

A

O sferă goală de aluminiu este „captuşită”

într-o parte cu fier. Indiferent cum am aşeza-o

pe o suprafaţă plană, sfera se va opri

întotdeauna în poziţia:

Cea mai instabilă poziţie a lacătului este:

39

FIŞA DE LUCRU: ECHILIBRUL CORPURILOR SUSPENDATE

Numele şi prenumele …………………………………………….

Clasa ………………

Să ne reamintim:

Echilibrul corpurilor suspendate depinde de numărul şi poziţia punctelor de sprijin în raport cu

centrul de greutate al corpurilor respective.

Tipurile d echilibru ale corpurilor suspendate:

Exerciţii:

6. Subliniază răspunsul corect:

a. Un caie ”fixat” pe un perete cu vârful unui deget, din colţul din dreapta-jos se roteşte

în sens orar / antiorar, când e slăbită apăsarea.

b. O lustră este mai stabilă dacă este suspendată de tavan prin 3 fire inextensibile prinse

într-un singur punct de pe tavan / în 3 puncte care formează un triunghi

echilateral pe tavan.

7. Exprimă prin desene corespunzătoare enunţurile de la punctul 1 (a şi b).

G

O A. Echilibrul stabil: punctul de sprijin (O) se află deasupra centrului de greutate (G), pe aceeaşi verticală.

G – centrul de greutate

O – punctul de sprijin

B. Echilibrul instabil: punctul de sprijin (O) se află sub centrul de greutate (G), pe aceeaşi verticală.

G – centrul de greutate

O – punctul de sprijin G

O

C. Echilibrul indiferent: corpul trebuie fixat în două puncte de sprijin, indiferent unde ar fi acestea situate.

G – centrul de greutate

O1,O2 – puncte de sprijin G

O2

O1

a) b)

40

8. Un tablou nu are gaica (agăţătoarea) fixată la mijloc, astfel încât tabloul atârnat pe

perete are colţul din stânga mai jos decât cel din dreapta.

9. Fie un tablou suspendat pe un perete prin intermediul unui fir sau direct cu un cui, ca

în figurile următoare:

În care din figurile de mai sus tabloul:

a. cade

………………………………….

b. se roteşte în sens orar

…………….…

c. se roteşte în sens antiorar

……...……

d. este în echilibru indiferent

……….….

e. rămâne în echilibru

…………………..

f. este în echilibru instabil ......………

a. Desenează alături poziţia tabloului pe perete;

b. Indică poziţia în care este fixată gaica;

c. Indică pe desen, cu ajutorul unei săgeţi,

poziţia, direcţia şi sensul în care trebuie să

împingi tabloul pentru a-l îndrepta;

d. Încotro trebuie mutată gaica pentru ca tabloul

să stea corect la atârnarea lui pe perete?

…………………………………………………………………………

………………………....

A B C D E F G H

41

Prezintă în câteva fraze situaţia în care ar trebui să efectuezi anumite lucrări de

reparaţii în exteriorul unui apartament aflat la etajul 8 al unui bloc de 10 etaje.

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

UNITATEA DE ÎNVĂȚARE: STATICA FLUIDELOR

FIȘĂ DE DOCUMENTARE: PRESIUNEA.PRESIUNEA HIDROSTATICĂ

Presiunea (p) este mărimea fizică scalară care exprimă forţa de apăsare exercitată

uniform şi perpendicular pe unitatea de suprafaţă.

unde F este forța normală, iar S este aria suprafeței pe care acționează

forța.

Unitatea de măsură pentru presiune, în SI, se numește Pascal (P), după cercetătorul

francez Blaise Pascal

[p]S.I. = [F]SI/[S]SI = N/m2 = Pa (Pascal)

Presiunea este o mărime scalară.

Alte unităţi de măsură pentru presiune, utilizate în practică:

– torr: 1 torr = 133,28 Pa – atmosferă

fizică (atm): 1 atm = 101325 Pa

– atmosferă tehnică (at): 1 at = 98066,5 Pa

– bar: 1 bar = 105 Pa

Instrumentele de măsură pentru presiune se

numesc manometre.

Exista mai multe feluri de manometre:

manometrul cu element elastic, in care

presiunea de masurat produce deformarea unui element elastic (o membrana, un

burduf, un tub curbat etc.). Deformarea este amplificata de un mecanism simplu si

transmisa unui ac indicator.

manometrul cu lichid, in care presiunea de masurat compenseaza greutatea unei

coloane de lichid cu tensiune mica de vapori( mercur sau apa). Cel mai adesea

manometrul cu lichid este format dintr-un tub de sticla in forma de U; din diferenta

inaltimii celor doua coloane de lichid se poate deduce valoarea presiunii de masurat.

manometrul cu termocuplu, bazat pe dependenta de presiune a conductivitatii termice

a gazelor. Este utilizat pentru masurarea vidului.

42

manometrul de ionizare, bazat pe dependenta de presiune a intensitatii curentului unei

descarcari electrice intr-un gaz. Se foloseste pentru masurarea vidului inaintat.

manometrul diferential, pentru masurarea diferentei de presiune intre doua puncte ale

unui fluid.

manometrul de fund pentru determinarea presiunii la fundul gaurilor de sonda sau la o

adancime oarecare a acestora.

manometrul metalic este alcatuit dintr-un tub metalic, curbat, care se deformeaza sub

presiunea gazului din recipient, antrenand un ac indicator.

Presiunea hidrostatică

Un lichid în repaus exercită forţe de apăsare pe suprafaţa oricărui corp cu care este în

contact. Aceste forţe sunt perpendiculare pe suprafeţele pe care se exercită. Deci, în lichidele

aflate în repaus există o presiune numită statică.

Presiunea statică din interiorul unui lichid poate fi pusă în evidenţă folosind

un manometru cu capsulă manometrică.

Presiunea hidrostatică este presiunea statică exercitată la un anumit nivel în

interiorul unui lichd, determinate de greutatea coloanei de lichid aflată deasupra acestui nivel.

Factorii de care depinde presiunea hidrostatică:

presiunea statică intr-un lichid crește cu adâncimea

presiunea statică într-un punct al lichidului are aceeasi valoar în toate

direcțiile

presiunea statică exercitată de un lichid este aceeasi în toate punctele

unui plan orizontal

presiunea statică depinde de natura lichidului, fiind proporțională cu

densitatea acestuia.

Presiunea hidrostatică exercitată de o coloană de lichid are expresia:

p = ρ g h

unde h este înălțimea coloanei, iar ρ este densitatea lichidului

Principiul fundamental al hidrostaticii

Diferența de presiune dintre două puncte ale unui lichid

omogen aflat în echilibru mecanic este direct proporțională cu

densitatea lichidului și cu diferența de nivel dintre cele două puncte

: Δp = ρ g Δh

unde g este accelerația gravitațională.

43

PRINCIPIUL VASELOR COMUNICANTE

PRINCIPIUL VASELOR COMU NI -

CANTE Suprafața liberă a lichidului din două sau mai multe vase comunicante se află în

același plan orizontal, indiferent de numărul, forma și dimensiunea vaselor. Dacă în vasele

comunicante se află lichide nemiscibile, cu densități diferite, nivelul din fiecare vas va fi

astfel încât să se echilibreze presiunile hidrostatice.

FIȘĂ DE LUCRU: PRESIUNEA HIDROSTATICĂ

1. Completaţi:

Presiunea este o ................................ egală cu raportul dintre ................... .........................

şi ........................................ şi se măsoară în SI în .................

Presiunea exercitată din...............................asupra unui..................se transmite

...........................în toată...................................şi în toate .................

2. Asociază numărul fiecărui termen din coloana alăturată cu litera frazei care îl exprimă

cel mai bine:

A Instrument pentru măsurarea

presiunii hidrostatice.

B. Unitate de măsura pentru presiune

C Într-un lichid aflat în repaus creşte

cu adâncimea.

D Presiunea exercitată de o coloană

de mercur cu înălţimea de 1mm.

1. torr

2. presiunea hidrostatică

3. manometru

4. Pascal

3. O sticlă închisă, plină cu apă minerală este asezată pe rând pe masă, în poziţie verticală

sprijinită normal(a), iar apoi pe dop(b). Încercuieşte răspunsul corect:

a) Presiunea hidrostatică la nivelul inferior din interiorul sticlei este:

mai mare în situaţia (a)

mai mare în situaţia (b)

egală în cele două situaţii

44

b) Presiunea exercitată de sticlă asupra mesei este

mai mare în sitiaţia (a)

mai mare în situaţia (b)

egală în cele două situaţii

4. Expresia matematică a principiului fundamental al hidrostaticii este:

a) p2+p1=ρ∙g∙h;

b) p2-p1=ρ∙g∙Δh;

c) p2-p1=ρ∙g∙V;

d) ) p2+p1=ρ∙g∙V.

FIŞĂ DE LUCRU: PROBLEME PRESIUNEA

1. De ce vara, când este foarte cald, tocurile încălţămintei femeilor lasă pe asfalt urme

mai adânci decât ale bărbaţilor?

2. De ce curelele unui rucsac trebuie să fie late ?

3. Un corp cu greutatea de 98N este aşezat pe o masă .Ce presiune exercită asupra mesei

,dacă corpul are lungimea de 0,1 m,iar lăţimea de 0,05 m.

4. Care este forţa care acionează asupra unei suprafeţe de 4m²,dacă presiunea produsă

este de 294000N/m².

5. Un om cu greutatea de 588 N ţine în spate un sac cu greutatea de 490 N.Să se afle

presiunea exercitată , ştiind căsuprafaţa tălpilor bocancilor este de 0,02m².Dar în

timpul mersului?

6. O cărămidă de dimensiuni 5cmx10cmx20cm are masa de 2kg .

a) Care este greutatea sa (g=10N/kg) ?

b) Care este presiunea exercitată de cărămidă dacă o aşezăm pe nisip succesiv ,pe

fiecare din feţele sale ?

FIȘĂ DE DOCUMENTARE: PRESIUNEA ATMOSFERICĂ

Presiunea atmosferică reprezintă presiunea exercitată de aerul din atmosferă asupra

scoarței terestre.

Atmosfera, care înconjoară globul pământesc, exercită o presiune anumită asupra

suprafeței pământului și asupra tuturor oamenilor, animalelor și obiectelor, care se află pe el.

Ea se măsoară cu barometrul și valoarea ei poate fi exprimată în mai multe unități de măsură ,

cel mai adesea în milimetri coloană de mercur (torr), dar și în kiloPascali

sau atmosfere. Presiunea atmosferică la nivelul mării este de cca. 760 mm

coloană de mercur. Ea scade cu altitudinea .

Barometrul este un instrument de măsură a presiunii atmosferice. A

fost inventat de fizicianul italian Evangelista Torricelli în anul 1643.

http://ro.wikipedia.org/wiki/Presiunehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Aerhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Atmosfer%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Sol_%28strat_al_P%C4%83m%C3%A2ntului%29http://ro.wikipedia.org/wiki/Barometruhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Torrhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Pascal_%28unitate%29http://ro.wikipedia.org/wiki/Presiune_atmosferic%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Evangelista_Torricellihttp://ro.wikipedia.org/wiki/1643

45

Evangelista Torricelli (1608–1647) a propus o metodă de măsurare a presiunii

atmosferice prin inventarea barometrului cu mercur în anul 1643. Barometrul cu mercur este

un tub lung de sticlă care a fost umplut cu mercur și apoi răsturnat într-o cuvă cu mercur. S-a

determinat astfel foarte ușor că presiunea atmosferică P0

P0= ρHg⸱g⸱h

h =760 mm, ρHg = 13600 kg/m3 g = 9,8 m/s

2

Din calcule rezultă: p0 = 101325 Pa = 760 torri

P0 – presiune atmosferică normală

Presiunea atmosferică scade sensibil pe măsură ce

crește înălțimea, mai ales pentru că densitatea aerului

scade mult pe măsură ce crește înălțimea. Presiunea

atmosferică este mult mai scăzută în vârful unui munte

decât la nivelul mării. Dacă ne referim la înălțimi foarte

mari, cum ar fi cele de pe Everest, acolo presiunea aerului

este atât de scăzută încât alpiniști care ajung în aceste

zone sunt obligați să folosească butelii cu oxigen. Toate

aeronavele care zboară la înălțimi asemănătoare, de circa

8000 m, sunt presurizate, în interior asigurându-se o

presiune normală și alimentare cu oxigen.

Tema: Presiunea atmosferică-abordare interdisciplinara

Din cauza încălzirii inegale a suprafeței terestre se formează zone diferite de presiune

care duc la circulația aerului. Presiunea atmosferică – forța ce o exercită masa atmosferei pe o

unitate de suprafață. Cum putem evidenția presiunea atmosferică? Dacă umplem complet un

pahar cu apă, îl acoperim cu o foaie de hârtie, și îl întoarcem, apa nu curge!!! Deși greutatea

apei acționează pe verticală în jos, apa nu curge datorită forței generate de presiunea

atmosferică (F=pS) care acționează, perpendicular pe foia de hârtie în sus. Apa nu curge nici

dacă înclinăm paharul, dovedind că presiunea atmosferică acționează în toate direcțiile

Măsurarea presiunii atmosferice

Presiunea atmosferică se poate măsura cu barometrul cu mercur. Deși e foarte dens,

mercurul nu se scurge complet în vas, menținându-se la 760 mm/Hg, la presiunea normală și

urcând chiar mai mult când presiunea atmosferică crește.(p0=1 atm).

Orice corp din natură, indiferent de starea în care există (solidă, lichidă şi gazoasă)

are o greutate proprie. Dar până acum 3 secole şi ceva, oamenii erau convinşi că aerul

atmosferic nu are greutate!

Abia în 1640 Galileo Galilei (1564-1642) a dovedit, printr-o

experienţă foarte simplă, că aerul are greutate. Pe un taler al unei balanţe a

aşezat un balon de sticlă, iar pe celalalt a pus greutăţi egale cu cea a

balonului. Apoi a comprimat aer în balon şi a observat cum balanţa s-a

dezechilibrat, dovedind deci că aerul are greutate. În anul 1643, discipolul

sau Evanghelista Torricelli (1608-1647), a inventat un instrument cu

ajutorul căruia se poate afla greutatea sau forţa cu care aerul atmosferic

46

apasă pe unitatea de suprafaţă. Această forţă nu este altceva decât presiunea atmosferică, care

este presiunea exercitată la un nivel oarecare din atmosferă. (1)

Torricelli a luat un tub subţire din sticla, cu înălţimea de 1 m, închis la un capăt, pe

care l-a umplut cu mercur. Celălalt capăt, rămas neînchis, l-a scufundat în mercur, eliberând

capătul deschis, după scufundarea sa. El a observat că nivelul coloanei de mercur din tub a

coborât până la o anumită înălţime unde, de fapt, se stabileşte echilibrul între greutatea

mercurului din tub şi cea aaerului atmosferic care apasă asupra mercurului din vas, desupra

acestui nivel rămânând un spaţiu vid – vidul barometric. El a denumit acest aparat

barometru. Considerînd că presiunea exercitată la baza coloanei de mercur echilibrează

apăsarea pe care atmosfera o manifestă asupra mercurului din cuva deschisă, se poate stabili

că: patm=ρHg · g · h0. Valoarea presiunii atmosferice corespunzătoare unei coloane de mercur

de 760 mm înălţime şi care se obţine considerînd că experimentul are loc la nivelul mării –

unde acceleraţia gravitaţională are valoarea standard 9,80665 m/s2 şi temperatura este de 0ºC

– pentru care densitatea mercurului ρHg=13,5951·103 Kg/m

3 – va fi: p0=1,013·10

5 Pa.

Această valoare este numită presiune atmosferică normală. (2)

În anul 1654, după 11 ani de la experienţa lui Torricelli, acţiunea presiunii

atmosferice a fost pusă în evidenţă în mod sugestiv de către primarul din Magdeburg, Otto

von Goricke. Autorul experienţei a devenit celebru nu atât pentru caracterul fizic al

experienţei, cât pentru modul teatral în care ea a fost organizată.

Două emisfere de cupru au fost unite

printr-o garnitură inelară. Printr-un robinet

montat la una din emisfere, s-a scos aerul din

sfera astfel formată, după care emisferele nu s-

au mai putut despărţi. Pentru a separa

emisferele, Goricke a poruncit să se înhame 2

atelaje de câte 8 cai, câte unul de fiecare

emisferă, deoarece experienţele anterioare, cu

mai puţini cai, au eşuat. Hamurile erau legate

cu nişte frânghii trecute prin inelele fixate de

emisfere. Abia acum caii au putut să despartă

emisferele.

Dacă între 2 corpuri care se ating există o cavitate fără aer aceste corpuri nu se pot

despărţi unul de altul din cauza presiunii atmosferice. (3)

Factorii care influenţează presiunea atmosferică

Presiunea atmosferică nu are o valoare constantă.Ea variaza in funcţie de altitudine şi

de starea vremii (temperatură, umiditate,impurităţi) şi reprezintă un parametru fundamental

al vieţii terestre. Ea difera de la un loc la altul. Atmosfera standard, presiunea normală, are

valoarea de 760 torr=1 atm, la nivelul mării, nivel considerat zero. Aceasta scade odată cu

creşterea altitudinii, astfel că la circa 5 500 m altitudine, presiunea atmosferică are aproape

jumătate din valoarea normală, iar la o altitudine dublă are numai 1\4 din valoarea normală.

Tabelul de mai jos indică variaţia presiunii atmosferice cu altitudinea (valori medii anuale):

47

Altitudinea (m) Presiunea atmosferică (torri)

0 760

100 751

200 742,1

500 716

800 690,6

1000 675,1

2000 596,2

3000 525,8

5000 405,1

10000 198,2

20000 41

Pentru calculul presiunii atmosferice H la o anumită altitudine h s-a stabilit formula

internatională a altitudinii: H = torr, valabilă până la 11 000 m.

pentru diferenţe mici de altitudine de ordinul sutelor de metri, la fiecare creştere a altitudinii

cu 10,5 m se consideră că presiunea aerului scade cu 1 torr.

Primul care a observat influenţa vremii asupra presiunii atmosferice a fost Torricelli.

Urmărind oscilaţiile coloanei de mercur a barometrului a constatat ca înalţimea acesteia

creştea când vremea era frumoasă, dar dacă vremea se înrăutaţea şi începea să plouă coloana

de mercur cobora în tubul barometric. Şi tot savantul italian a mai constatat că înălţimea

coloanei de mercur suferă oscilaţii de la un loc la altul, chiar în zone cu un relief destul de

asemănător.

De aici rezultă că presiunea atmosferică suferă importante modificări datorită unor

cauze diferite, cum ar fi: încălzirea inegală a suprafeţei terestre, pătrunderea aerului cald sau

rece într-o anumită regiune a globului, aspectul reliefului (munţi, campii), distribuţia

oceanelor şi a uscatului.

Variaţiile presiunii atmosferice din cauza vremii au un caracter foarte neregulat.

Cândva se credea că numai presiunea atmosferică determină starea timpului. De aceea încă de

pe atunci se scria pe barometre: timp frumos, uscat, ploaie, furtună. Se găseşte uneori chiar

scris: „cutremur de pământ”. Acestea joacă într-adevăr un rol important în schimbarea vremii,

dar acest rol nu este hotărâtor. Presiunea medie sau normală la nivelul mării este de

1013mbar. Variaţiile de presiune sunt relativ mici. Presiunea scade rareori sub 935-940mbar

şi creşte până la 1055-1060mbar.

Cea mai joasă presiune s-a observat la 18 august 1927 în Marea Chinei: 885 mbar.

Cea mai înaltă presiune: 1080 mbar s-a observat la 23 ianuarie 1900 în Siberia, la staţia

Barnaul.

De distribuţia presiunii atmosferice sunt legate direcţia şi forţa vântului. Presiunea în

diferite puncte ale suprafeţei Pământului este diferită; presiunea mai mare „refulează “aerul în

punctele de presiune mai joasă. S-ar părea că vântul trebuie să sufle în direcţie perpendiculară

pe izobare, adică în direcţia în care presiunea scade mai repede, dar hărţile vânturilor arată

altfel. În afară de presiune mai intervine forţa Coriolis datorită căreia se introduce o corecţie

foarte însemnată. După cum ştim asupra orcărui corp care se mişcă în emisfera nordică

48

acţionează o forţă Coriolis dirijată spre dreaptă faţă de direcţia mişcării. O particulă refulată

dintr-un punct cu presiune mai mare spre un punct unde presiunea este mai mică trebuie să

se mişte perpendicular pe izobare, dar forţa Coriolis o deviază spre dreapta, iar direcţia

vântului formează un unghi de aproximativ 45 de grade cu direcţia izobarelor. Efortul este

uimitor de mare pentru o forţa atât de mică. Aceasta se explică prin faptul că obstacolele

întâmpinate de forţa Coriolis sunt de asemenea neînsemnate.

Şi mai interesantă este influenţa forţei Coriolis asupra direcţiei vânturilor în „vârfurile

“ şi „gropile “ de presiune. Din cauza ei, aerul, pornind din vârfurile de presiune, nu se scurge

în toate părţile radial, ci se mişcă după nişte linii curbe, nişte spirale. Aceşti curenţi spirali de

aer se răsucesc în acelaşi sens şi creează, în regiunile de înaltă presiune, un vârtej circular

care deplasează masele de aer în sensul acelor unui ceasornic. Acelaşi lucru se petrece şi în

regiunile de joasă presiune. Dacă n-ar exista forţa Coriolis, aerul s-ar scurge spre această

regiune în mod uniform şi radial, dar pe drum masele de aer deviază spre dreapta. În acest caz

se formează un vârtej circular care mişcă aerul în sens contrar acelor unui ceasornic.

FIȘĂ DE DOCUMENTARE: LEGEA LUI PASCAL

Presiunea exterioară exercitată asupra unui lichid se transmite integral în toată masa

lichidului și în toate direcțiile.

Presiunea exercitată din exterior pe o porțiune din suprafata unui lichid aflată în repaus,

într-un vas închis ermetic, se transmite prin lichid în toate direcțiile și cu aceeași mărime asupra

pereților vasului în care se află lichidul.

Conform legii lui Pascal, presiunea într-o coloană de lichid la adâncimea h este egală

cu suma dintre presiunea atmosferică p0 exercitată la suprafața liberă a lichidului și presiunea

hidrostatică ρ g h, corespunzătoare adâncimii h.

p = p0 + ρ g h

Sistemul format din doi cilindri cu secțiuni diferite care comunică între ei printr-un

tub de legătură și care conțin un lichid, poate produce o amplificare a forței de apăsare

exercitată pe suprafața lichidului din cilindrul cu secțiune mai mică. Pe baza acestei

descoperiri încă din vremea lui Pascal s-a inventat presa hidraulică.

Legea lui Pascal stă la baza funcționării mai multor dispozitive hidraulice:

presa hidraulică

frâna hidraulică

pompa hidraulică

cricul hidraulic

elevatorul hidraulic etc

a) Presa hidraulică

Un piston cu secțiunea transversală s este utilizat pentru a exercita

o foră f direct asupra unui lichid, de exemplu ulei. Creșterea presiunii de la

suprafata lichidului (p=f/s) este transmisă, prin tubul de legatură, unui

cilindru mai larg, prevăzut cu un piston mai mare,de secțiune S.

Principul presei hidraulice

49

p =s

f=

S

F; F =f

s

S

Deci, presa hidraulică este un dispozitiv de amplificare a forței

cu un factor de multiplicare egal cu raportul ariilor suprafețelor celor

două pistoane. Scaunele folosite în frizerii și în cabinete

stomatologice, elevatorul auto și cricul hidraulic sunt dispozitive care

folosesc principiul presei hidraulice.

b) Frâna hidraulică

Schema de principiu a sistemului de frânare a roții unui

autovehicul. Apăsând pe pedală, cu o forță f , se comprimă lichidul de

frână din întregul sistem.Variația de presiune, astfel determinată, se

transmite până la saboți, care prin frecare, opresc roata.

Pe acelasi principiu se bazează și construcția și functionarea

sistemelor de servodirecție și servofrână la autovehicule, precum și

sistemele de transmitere a forței întâlnite la vehiculele utilitare.

FISĂ DE LUCRU: LEGEA LUI PASCAL

1. Cilindrii unei piese hidraulice au dimetrele 15cm și 150cm. De câte ori va fi multiplicată

forța ce acționează asupra pistonului cu diametrul mai mic?

2. Cu o presă hidraulică vrem să multiplicăm o forță de n=169 de ori. Care trebuie să fie

raportul razelor celor două pistoane?

3. Forța ce acționează asupra pistonului mare al unei prese hidraulice este F2=40kN. Raportul

ariilor pistoanelor, aflate la același nivel, este n=20. Calculați valoarea forței ce acționează

asupra pistonului mic.

4. Pistonul unui ascensor hidraulic pentru automobile are diametrul de 25cm. Ce presiune

este necesară pentru a ridica un automobil cu masa de 1200kg?

5. Asupra pistonului mare al unei prese hidraulice acționează forța F2=2000N. La o apăsare

cu o forță F1=100N asupra pistonului mic, acesta coboară pe distanța h1=2cm. Să se

determine:

a) Raportul ariilor secțiunilor pistoanelor;

b) Pe ce distanță urcă pistonulmare.

6. O presă hidraulică cu ariile secțiunilor pistoanelor S1=20cm2, S2=500cm

2 are randamentul

η=80%. Atunci când asupra pistonului mic se acționează cu o forță F1=200N, acesta coboară

h1=4cm. Determină:

a) Distanța pe care urcă pistonul mare;

b) Valoarea forței ce acționează asupra pistonului mare.

7. Cu ajutorul unei prese hidraulice, forța care acționează asupra pistonului mic este

multiplicată de n=10. Cunoscând că, la o apăsare a pistonului mic, acesta coboară pe distanța

h1=1cm, determină pe ce distanță urcă pistonul mare al presei hidraulic

50

FIŞĂ DE LUCRU: LEGEA LUI PASCAL

1. Diametrul pistonului mare al unei prese hidraulice este de 4dm ,iar al celui mic de

1cm .Să se calculeze forţa cu care acţionează pistonul mare asupra materialului de

presat , ştiind că forţa care acţionează asupra pistonului mic este de 150N .

2. Asupra pistonului mic al unei prese hidraulice se exercită presiunea p1=245 KPa Ce

forţă acţionează asupra pistonului mare , dacă acesta are raza R= 80cm ?

3. Presa hidraulică de randament ƞ = 0,8 are pistoane de arii S1=5cm² şi S2=500cm² .Să

se calculeze forţa ce se poate obţine dacă asupra pistonului mic acţionează forţa

F1=100N .

4. O presă hidraulică are raportul ariilor S2/S1=20 .Cursa pistonului mic este d1=14cm ,

iar forţa cu care apasă pe acest piston are modulul F1=180 N. Să se afle:

a) cursa pistonului mare

b) forţa F2 exercitată pe pistonul mare .

5. Raportul razelor pistoanelor unei prese hidraulice este 20. Ce forţă acţionează asupra

pistonului mic pentru a ridica un corp cu greutatea 32 KN .

COMPLETAȚI REBUSUL:

1. O aplicație a legii lui Pascal este presa...........

2. Energia ........ este o mărime fizică scalară ce caracterizează starea mecanică a unui

corp

51

3. Mărimea fizică scalar egală cu raportul dintre masa corpului și volumul său

4. Mecanism simplu-bară rigidă care se poate roti în jurul unui punct de sprijin și

asupra căreia acționează două forțe

5. Dispozitive folosite pentru măsurarea presiunii atmosferice

6. Unitatea de măsură pentru presiune în Sistemul Internațional

7. Denumirea forței ce trebuie învinsă prin folosirea pârghiei

8. Presiunea........... exercitată de aer

9. ........... mecanic sau eficient a unui mecanism, reprezintă raportul dintre lucrul

mecanic util și lucrul mecanic consumat

10. Denumirea mărimii fizice egale cu raportul dintre valoarea forței ce apasă normal

pe o suprafață și aria suprafeței

11. Energia........... este energia pe care o are un corp aflat în mișcare

12. Mecanismul simplu numit plan........

FIȘĂ DE DOCUMENTARE: LEGEA LUI ARHIMEDE

Ai observat în realitate sau la televizor cum plutesc vapoarele pe mări, cum se

scufundă submarinele și apoi revin la suprafață, cum zboară baloanele cu aer cald?

Asupra unui corp scufundat într-un fluid se exercită o forță verticală, orientată de jos

în sus, al cărei modul este egal cu greutatea fluidului dezlocuit de corp.

Această forță reduce greutatea corpului. Ea este datorată presiunii exercitate de

lichid.

Asupra corpului acționează două forțe:

greutatea

forța arhimedică

Forța arhimedică reduce greutatea aparentă a corpului. Greutatea

aparentă a corpului:

GA=G-FA

52

Greutatea lichidului dezlocuit este greutatea lichidului care s-ar fi aflat în locul

corpului. Corpul dezlocuiește (dislocă) un anumit volum de lichid. Forța arhimedică este

egală tocmai cu greutatea acestui lichid dislocat.

Arhimede (287-212 î.H.) s-a născut la Siracuza, în Sicilia (în acel timp era colonie

grecească). El este unul dintre cei mai cunoscuţi învăţaţi ai Greciei antice, considerat

părintele mecanicii.

Întâmplarea care a condus la descoperirea legii care-i poartă numele este următoarea:

După ce a câştigat puterea în Siracuza, Hieron a hotărât să pună într-un templu o

coroană de aur pe care să o închine zeilor care l-au ajutat în obţinerea victoriei. Aurarul care a

confecţionat-o i-a adus o coroană minunată. La urechea regelui au ajuns însă zvonuri că

aurarul ar fi furat o parte din aur şi l-ar fi înlocuit cu argint. Regele i-a cerut lui Arhimede să

stabilească cu certitudine dacă a fost înşelat sau nu.

Frământat de rezolvarea problemei, aflându-se în cadă, Arhimede a observat că

intrând mai mult în apă, din ce în ce mai multă apă se revarsă afară. În acel moment a sărit

din cadă şi a luat-o la fugă, strigând din răsputeri “Evrica!”, adică “Am descoperit!”

Plecând de la observaţia din baie, el a stabilit că meşterul aurar îşi însuşise o mare

parte din aurul încredinţat. Astfel s-a formulat legea care-i poartă numele lui Arhimede.

Forţa arhimedică reprezintă rezultanta tuturor forţelor (de apăsare) cu care lichidul,

datorită presiunii hidrostatice, acţionează asupra unui corp scufundat într-un lichid.

O altă formulare a legii lui Arhimede, mai clară, ar fi: Un corp scufundat într-un lichid

în repaus este împins de jos în sus cu o forţă verticală numeric egală cu greutatea lichidului

dezlocuit de acel corp.

Caracteristicile forţei arhimedi