PREFAŢA

în clasele VI, VII şi VIII elevii fac cunoştinţă, pentru prima dată, eu noţiunileelementare, dar fundamentale, ale fizicii.

La toate nivelele şi deci şi la nivelul gimnazial, principiile fizicii se îmuşesc maiuşor şi mai corect dacă învăţarea fizicii este însoţită şi de exerciţii numerice —uneori denumite probleme. Aceste exerciţii ajută substanţial ea elenii să sefamiliarizeze cu valorile uzuale ale diverselor mărimi fizice (masă, viteză, sarcinăelectrica etc.) şi cu folosirea curentă a unităţilor de măsură.

în plus, prin rezolvarea unor astfel de probleme, bine alese, elevii se conving decaracterul practic-aplicativ al relaţiilor şi teoremelor intîlnite în manualele şcolare,dîndu-li-se astfel şi posibilitatea de a se convinge singuri de legătura strînsă ceexistă între conţinutul fizicii şi diversele ramuri de tehnicii şi tehnologieicontemporane.

Această carte de probleme va constitui un preţios ajutor pentru toţi profesoriicare predau fizica în gimnaziu, ca alît mai mult cu cîl ea conţine numeroase temeexperimentale şi probleme4ntrebări, întrebări recapitulative line gîndite, bineformulate şi de o necontestată eficienţă dida/;tică.

Se pune lu dispoziţia şcolii o carte pe baza căreia se poate exersa deprindereaelevilor de a experimenta; se stimulează inieresul lor pentru fenomenul fizic, sedezvoltă puterea lor de judecată şi capacitatea lor de a face legătura cunoştinţelorcu practica.

Publicarea cărţii apare şi mai oportună, dacă ţinem seama de faptul că cea mainuire parte a şcolilor în care vor studia absolvenţii ciclului gimnazial au caractertehnic.

Nttmeroasele figuri referitoare la întrebările şi problemele din textcompletează în mod fericit conţinutul acestui volum de probleme destinat studiuluifizicii în clasele gimnaziale.

Prof. dr. doc. VASILE P. MIHU

CLASA A Vl-a

ENUNŢURI

I.CORP. SUBSTANŢĂ.PROPRIETATI■ FENOMEN FIZIC

1.1. CORP, SUBSTAÎÎŢĂ, PROPRIETĂŢI1.CLASIFICAREA CORPURILOR

„Lucrurile de care ne interesăm în ştiinţa apar în nenumărateforme şi cu o multitudine de atribute. De exemplu, dacă stăm pemal şi privim marea, vedem apa, valurile spărgîndu-se, spuma,mişcarea apei, percepem sunetul, aerul, vuitul şi norii. Soareleşi cerul albastru, totul scăldat în lumină; se află acolo nisip şise află stînci de diverse tării şi durabilităţi, culori şistrăluciri... .

Orice alt colţ din natură are o bogăţie similară de lucruri şiîntrepătrunderi. Este întotdeauna la fel de complicat, oriunde s-ar găsi. Curiozitatea cere să punem întrebări, să încercăm săgrupăm lucrurile laolaltă, să încercăm să înţelegem aceastămultitudine de aspecte ca rezultînd poate din acţiunea unui numărrelativ mic de corpuri şi forţe elementare, care se pot manifestaîntr-o varietate infinită de combinaţii.

De exemplu: este nisipul altfel decît stîncile? Adică,nu estenisipul altceva de’cît un mare număr de pietre minuscule? EsteLuna o stîncă mare? Dacă înţelegem stîncile, vom înţelege deasemenea nisipul şi Luna? Este vîntul o mişcare a aerului analoagăcu mişcarea apei din mare? Ce trăsături comune au diferitelemişcări? Ce este comun diferitelor feluri de sunet? Cîte culoriexistă? Şi aşa mai departe.

în acest mod încercăm treptat să analizăm toate lucrurile, săle grupăm laolaltă pe cele care la prima vedere par diferite, însperanţa că vom fi în stare să reducem numărul de lucruri diferiteşi prin aceasta să le înţelegem mai bine“*1. Sînteţi în laboratorul de fizică. Pe masa de lucru a fiecărei

grupe sînt puse o mulţime de dispozitive din trusa pentruexperimente de fizică. încercaţi să faceţi o clasificaie acorpurilor date, în funcţie de un anumit criteriu. Apoi reluaţi

exerciţiul avînd în vedere alte criterii de clasificare. (Temăexperimentală.)

2. După ce criterii se pot clasifica următoarele instrumente demăsură: ceas demînă, metru pliant, cronometru, termometru, ceasdeşteptător, ruletă, metronom?

3. Clasificaţi corpurile din camera voastră după următoarelecriterii: formă, substanţă din care sînt alcătuite, culoare.Faceţi acelaşi lucru cu obiectele din clasa voastră. (Temăexperimentală.)

4. Aveţi la dispoziţie un vas cu apă şi următoarele obiecte: obucată de lemn, o bilă metalică, o minge, o cutie de conservegoală, o foaie de hîrtie, o piatră, o bucată de vată, o cheie,un nasture. Clasificaţi aceste obiecte în funcţie de felul cumse comportă ele atunci cînd sînt puse pe suprafaţa apei dinvas. (Temă experimentală.)

6.

10

11

Care a fost criteriul pebaza căruia s-a făcuturmătoarea clasificare:1. avion, elicopter,

rachetă; 2. aeroplan,aerostat, balonmeteorologic? Cunoscîndsensul de rotaţie al moto-rului M, să se clasificeroţile din figura VI. 1după sensul de rotaţie alacestora. Cîte dintre elese rotesc în acelaşi sens

cu acele unui ceas?7. Clasificaţi roţile dinţate

din figura YI.2 după sensulde rotaţie al acestora.Procedaţi la fel şi cucelelalte roţi.

8. După ce criterii puteţiclasifica următoarelecorpuri: barcă, peşte,submarin, pescar, ancoră,năvod, vapor, plută,undiţă?

9. Aveţi la dispoziţie unmagnet şi următoarele obiecte:o monedă de aluminiu, o cheiede cupru, o monedă de oţelinoxidabil, un cui de fier, obucată de plumb. Clasificaţiaceste corpuri în funcţie decomportarea lor în apropierea

magnetului. (Temăexperimentală.) Care este

criteriul după care sînteţiaşezaţi în rînd la ora deeducaţie fizică?Clasificaţi precipitaţiile

atmosferice în funcţie destarea de agregare în care seaflă.12. Clasificaţi corpuriledin camera voastră în funcţiede starea de agregare în carese află.13. Cunoaşteţi obiectecare în timpul utilizării sedeformează? In cîte grupeputeţi să le împărţiţi, avîndîn vedere comportarea lor dinmomentul încetării utilizăriiacestora?

2.PROPRIE

TĂŢI

Corpurile sînt formate dinsubstanţe

1. Numiţi corpuri caresînt alcătuite din două saumai multe substanţe naturale.2. Numiţi corpuri caresînt alcătuite dindouă sau mai multe substanţeartificiale.3. Numiţi corpuri caresînt alcătuite dinsubstanţe naturale şiartificiale.4. Aerul din plămînii unui om constituie un exemplu desubstanţă sau de corp în

stare gazoasă?â. In corpul omului se potafla corpuri alcătuite dinsubstanţe artificiale?

— ţ. Corpul omului estealcătuit din substanţe naturalesau artificiale?

7.Care dintre expresiileurmătoare desemnează osubstanţă şi care un corp:cerneala din stilou, apadin Marea Neagră, sînge,nisipul de pe plaja de laConstanţa, gheaţa dinGroenlanda, gheaţa dinfrigider, lemn uscat, apadintr-un pahar, hîrtie,aerul mînat de vînt, ceaţade deasupra lacului,fier.,

8.Este adevărat căurmătoarele expresiireprezintă numele unorsubstanţe: manualul defizică, a 24-a foaie dinmanualul de fizică, hîrtiadin care este făcutcaietul pentru notiţe lafizică, creionul cu careluaţi notiţe la fizică?

Corpurile au întindere

1.Doi copii primesc cîte unnumăr egal de cuburi.Fiecare realizează cîtedouă construcţii. Acesteadiferă de la unul lacelălalt numai ca formă nuşi ca număr de cuburi(fig. YI.3). Identificaţiconstrucţiile cu acelaşinumăr de cuburi. Cîtecuburi a primit fiecarecopil?

3. Cum se poate determinavolumul corpului omului?4. Avînd la dispoziţie un vasparalelipipedic sau un vascilindric cu apă şi o riglăgradată determinaţi volumulpumnului vostru. Desfaceţipumnul în apă. Se va modifica

volumul său? (Temăexperimentală.)5. Completaţi lipsurilecorpurilor (I) din figuraYI.5 cu elementele (II) pecare le consideraţipotrivite, în aşa fel încîtsă obţineţi corpuri de formăidentică.

6. Pe o masă sînt aşezate 6pahare identice: trei plineşi trei goale (fig. VI.6).Puteţi aranja paharele astfelîncît să nu aveţi două paharepline sau două pahare goaleunul lîngă altul, manevrîndun singur pahar?

Fig. VI.6

A B CE FFig. VI.G

9

9. Confecţionaţi-vă din plastilină un cub cu muchia de 2 cm. Pemarginea exterioară a unui pahar cilindric, în lungul generatoareiacestuia lipiţi o bandă îngustă de hîrtie milimetrică. Gradaţi-văpaharul, trasînd pe hîrtia milimetrică diviziuni din 2 cm3 în 2cm3. (Temă experimentală.)10. Trebuie să luaţi 12 cm3 de apă dintr-un pahar cilindricnegradat, folosind o pipetă negradată. Aveţi la dispoziţie un cubcu latura de 2 cm şi hîrtie milimetrică. Cum procedaţi? (Temăexperimentală.)11. Pe generatoarea unui pahar cilindric sînt trasate diviziunidin cm în cm. Care este volumul de apă dintre două diviziunialăturate, dacă aria secţiunii paharului este 5 cm2?12. Confecţionaţi un paralelipiped din lemn, avînd secţiunea unpătrat cu latura de2 cm. Marcaţi pe lungimea paralelipipedului segmente de 0,5 cm.Cum veţi proceda pentru gradarea unui vas cilindric în unităţi devolum, folosindu-vă de acest paralelipiped? (Temă experimentală.)13. O bară de formă cilindrică are aria secţiunii transversale 1cm2. Pe bară sînt trasate semne astfel ca porţiunea de barăcuprinsă între două diviziuni consecij? tive să aibă volumul de 1cm3. Care este distanţa dintre două diviziuni consecutive?14. Cum se poate determina volumul unei picături de apă, folosindo mensură şi o pipetă?15. Se poate determina volumul unei bucăţi de zahăr folosind omensură cu apă?

Corpurile au inerţie

1. Dacă ne-am spălat pe mîini şi nu avem la dispoziţie un prosop,ne scuturăm de cîteva ori mîinile şi acestea se vor usca mairepede. Cum explicaţi?2. După ce a trecut prin apă, pentru a se usca mai repede, uncîine se scutură de cîteva ori. Cum explicaţi?3. După ce s-a jucat în nisip, o pasăre se scutură de cîteva orişi tot nisipul din pene cade. Puteţi explica de ce?4. Corpul omului are inerţie? în ce situaţii se manifestă?5. Ce urmări ar avea oprirea mişcării de rotaţie a Pămîntului?6. Pentru ca efectele inerţiei să nu fie neplăcute, cum trebuie săplece un autobuz din staţie şi cum trebuie să oprească atunci cîndajunge în staţie?7. Un băiat, avînd o sacoşă cu mere, a urcat într-un autobuz. S-aaşezat pe o bancă din spate, iar sacoşa a pus-o jos, fără să maiţină de ea. Datorită unei frînări bruşte a autobuzului, sacoşa s-arăsturnat, iar merele s-au răspîndit prin autobuz. Spre ce parte aautobuzului au ajuns Cele mai multe mere? De ce? Cum credeţi că I-a ajutat şoferul pe băiat să-şi strîngă merele?8. Cum poate fi fixat un topor în coada sa?9. De ce transportul corpurilor lichide cu trenul sau cu maşinatrebuie să se facă în vase închise?

10. în interiorul rezervorului unui autoturism se află nişte pereţidespărţitori (spărgăr tori de valuri), dispuşi transversal. Careeste rolul acestora?

11. Atunci cînd un automobil se izbeşte de un obstacol, şoferul şi

10

pasagerii sînt aruncaţi spre parbriz, putînd fi accidentaţi. Cumexplicaţi? Ce rol pot avea în astfel de situaţii centurile desiguranţă?

12. Cum explicaţi îndepărtarea prafului din covoare prin batere?

Corpurile au proprietatea numitădivizibilitate1.Vă este cunoscut desigur vestitul monument al naturii „Babele" din

Munţii Bucegi. Formele ciudate pe care le-au luat de-a lungul aniloraceste stînei s-au datorat acţiunii ploilor, vîntului, arşiţei şifrigului. Dar efectul lor a fost posibil numai datorită uneiproprietăţi pe care o au toate corpurile. Care este aceastăproprietate?

2.Ce proprietate a corpurilor este pusă în evidenţă de posibilitateaobţinerii mălaiului din boabele de porumb şi a făinei din boabele degrîu?

3.Ce proprietate a corpurilor este evidenţiată de posibilitateaprelucrării metalelor prin pilire?

4.Ce proprietate a corpurilor este pusă în evidenţă de tocirea pingelelorde la pantofi, sau a anvelopelor roţilor unui automobil?

5.Atunci cînd valurile mării izbesc stîncile colţuroase ale ţărmului sesparg de parcă ar fierbe. Ce proprietate a corpurilor face posibilacest lucru?

f 6. Ce proprietate a corpurilor regăsiţi în posibilitatea turnării apeidintr-un borcan în mai multe pahare?

7.Ce proprietate evidenţiază faptul că apa dintr-un pahar poate fi băutădin mai multe înghiţituri?

8.Ce proprietate a corpurilor recunoaşteţi în faptul că între douăinspiraţii consecutive există şi o expiraţie?

Orice corp se află în una din stările de agregare: de solid, de lichid,de gaz

1.Nevăzătorii au un alfabet special alcătuit din semne în relief, pe careei le recunosc prin pipăire. Ce proprietate a corpurilpr solide permiteacestor oameni să „citească" prin acest procedeu?

2.Dacă sîntem legaţi la ochi, sau în cameră este întuneric, putem deosebiun corp solid de altul? Pe baza cărei proprietăţi?

3.Cînd este mai mare volumul substanţei din care este făcut un balon:atunci cînd balonul este plin cu aer sau atunci cînd balonul este gol?

4.Avînd la dispoziţie un cilindru gradat şi apă, determinaţi volumul uneibucăţi de plastilină. Scoateţi bucata de plastilină, daţi-i altă formăşi determinaţi-i din nou,volumul. Veţi găsi altă valoare? De ce? (Temăexperimentală.)

5.Cînd'este mai mare volumul corpului omului: atunci cînd stă în picioaresau atunci cînd este ghemuit?

6.Ce proprietate a corpurilor solide este pusă în evidenţă de faptul căfolosind o bucată de lemn nu putem zgîria o bucată de sticlă, pe cîndfolosind o bucată de geam putem zgîrîia o bucată de lemn?

7.Pentru a bate un cui de fier este necesar un ciocan de fier. De ce nupoate fi folosit în acest scop un ciocan de lemn? Ce proprietate acorpurilor solide evidenţiază acest exemplu?

8.O lingură de oţel inoxidabil poate constitui o oglindă, pe cînd olingură de lemn, nu. Rezultă de aici o proprietate caracteristică unuianumit grup de corpuri solide. -Despre ce proprietate este vorba şicare sînt în general substanţele care au această proprietate?

*9. Ce proprietate a corpurilor lichide este pusă în evidenţă decomportarea apei dintr-un vas, atunci cînd vasul se sparge?

10. Cum dovediţi că suprafaţa liberă a apei dintr-un vas este planăşi orizontală chiar dac-ă vasul este înclinat? (Temă experimentală.)

11. Ce proprietate a corpurilor lichide este evidenţiată decomportarea uleiului turnat p-rste apa dintr-un vas? Dar dincomportarea mercurului turnat peste apa din vas?12. Ce proprietate a corpurilor lichide este evidenţiată decomportarea unui lichid colorat (cerneală) turnat peste apadintr-un vas? (Temă experimentală.) Dar din faptul că în Dunăreeste imposibil să mai ştim care este apa provenită din fiecareafluent al său?

13.Pe suprafaţa apei dintr-un vas a fost pusă o bucată de metal,care s-a scufundat. Ca urmare, nivelul apei din vas a crescut. Ce

Corpurile au proprietatea numitădivizibilitates-a întîmplat cu volumul apei din vas?

14.Ce proprietate a corpurilor lichide este pusă în evidenţă defaptul că rufele puse pe culme se usucă?

15.Pe suprafaţa unei mese este aşezat un vas cu apă. Cum vom stabilică suprafaţa mesei este sau nu orizontală? (Temă experimentală.)

16.Observaţi cum se scurge mierea dintr-un borcan şi cum se scurgeapa dintr-un robinet. Ce deosebiri constataţi în comportareacelor două lichide? Ce proprietate a corpurilor lichide este pusăîn evidenţă? Ce se întîmplă cu deosebirea constatată dacă miereaeste mai întîi bine încălzită?

*17. Este corect spus că după ce am băut apa dintr-un pahar acestaeste gol?

18.Ce avantaje prezintă pentru activitatea umană faptul că toatecorpurile gazoase sînt compresibile?

19.Dacă pereţii cabinei unei nave cosmice sau costumul de protecţieal unui cosmonaut nu ar avea asigurată o etanşeitate perfectă,rezervele de oxigen necesare respiraţiei ar fi epuizate repede.De ce?

20.într-o butelie este oxigen, iar în alta este hidrogen. Cele douăbutelii sînt legate printr-un furtun prevăzut cu un robinet. Dupădeschiderea robinetului, care va fi conţinutul fiecărei butelii?Ce proprietate a corpurilor gazoase descoperiţi în acest exemplu?

21.Ce proprietate a corpurilor gazoase este pusă în evidenţă deimensele mase de aer, care în mişcare formează vîntul?

22.Corpurile gazoase se pot deforma? In ce condiţii?23.Aţi auzit de corpuri care se sprijină pe aer? Daţi exemple? Ce

avantaje prezintă ele?24.Aţi clătinat vreodată o butelie de aragaz? în ce stare de

agregare se află corpul din butelie? Dar dacă deschideţirobinetul buteliei?

25.Există corpuri care se pot afla în toate cele trei stări deagregare?

^26. Există fier în stare lichidă? Dar în sture gazoasă?27.Există aer în stare lichidă?28.Cunoaşteţi corpuri în a căror alcătuire sînt incluse corpuri

solide, lichide şi gazoase?

Interacţiunea corpurilor

1. Daţi exemple de corpuri care interacţionează şi precizaţiefectul interacţiei asupra fiecărui corp.2. Corpul omului poate fi în interacţie cu alte corpuri? Daţiexemple. Care sînt efectele acestor interacţii?3. Un balon umflat cu aer cald şi apoi lăsat liber începe săurce. Este aceasta urmarea unei interacţii? între ce corpuri?4. O minge scufundată în apă şi apoi lăsată liberă începe săurce. Ca urmare a interacţiei cu ce corp?5. Producerea sunetului prin vorbire, transmiterea acestuia şirecepţionarea sa de către urechea omului sînt rezultatul unorinteracţii. Xumiţi-le.

4 6. Posibilitatea mersului omului este efectul unor interacţii.între cine şi cine?7. Punerea în mişcare a unui corp se poate face fără ointeracţie? Dar oprirea unui corp?

if

Corpurile au proprietatea numitădivizibilitate8. Dacă acul unei busole se orientează, pe o

anumită direcţie, este aceasta rezultatul unei interacţii? Cu cine?

9. Din interacţia a două corpuri trebuie să rezulteconsecinţe pentru ambele corpuri.

Numiţi aceste consecinţe în cazul următoarelorinteracţii: Pămînt — Lună; auto- (mobil — copac; Pămînt — ac magnetic; piatră — geam; minge — picior; creion — hîrtie; vapor — barcă.

10. Ce consecinţe are asupra unei bile interacţia sa curesortul de care a fost suspendată?11. Daţi exemple de interacţii din care, pentru fiecarecorp, să rezulte două consecinţe. '12. Daţi exemple de interacţii din care, pentru fiecarecorp, să rezulte trei consecinţe.13. Există vreun corp care să nu participe la cel puţino interacţiune?

1.2. PROPRIETĂŢI FIZICE MĂSURABILE.MĂRJME FIZICĂ

1.DIN ISTORIA MĂSURĂTORILOR

Activitatea practică a impus, încă din cele mai vechitimpuri, ca oamenii să stabilească unităţi de măsurăpentru diferite mărimi cu care lucrau, sau care lecondiţionau existenţa.

De exemplu, pentru măsurarea lungimilor s-au folositca unităţi de măsură lungimile diferitelor părţi alecorpului omenesc, cum sînt: cotul, palma, piciorul,degetul; pentru măsurarea volumelor: vadra, ocaua, litra;pentru măsurarea duratelor: ziua, noaptea. _

Primele încercări de a stabili unele principii pentru elaborarea unor etaloane au apărut abia în secolul al XVII-Iea. Atunci s-a stabilit ca etaloanele să aibă o mărime invariabilă şi să 'ofere posibilitatea de a fi oricînd refăcute.

La 10 decembrie 1799, Adunarea Naţională a Franţei aadoptat, printr-un decret, prototipurile de platină alemetrului şi kilogramului şi cu aceasta primul sistem deunităţi.Metrul, ca unitate de măsură pentru lungimi, reprezenta a40-a milioana parte din lungimea meridianului pămîntesccare trece prin Paris, iar kilogramul, ca unitate demăsură pentru mase, reprezenta masa unui decimetru cub de

Corpurile au proprietatea numitădivizibilitateapă distilată la temperatura de 4°C.

Ambele etaloane au fost depuse la Arhivele Naţionaleale Franţei, motiv pentru care au primit numele de„metrul de la Arhive11 respectiv „kilogramul de laArhive".

Poporul român a avut de-a lungul veacurilor atîtetaloane proprii, cît şi etaloane împrumutate de la altepopoare cu care a stabilit legături comerciale. Cu unsecol în urmă măsurarea lungimilor se făcea cu cotul,stînjenul, palma, pasul, funia, iar măsurareacapacităţilor se făcea cu găleata, vadra, ocaua, baniţa,chila. Aceste etaloane, transmise la început prin obicei,au început să fie reglementate la noi începînd cu secolulal XVII-lea.

în anul 1830 s-a înfiinţat în Ţara Românească„Comisia îndestulării şi îndreptării cumpe- nilor şimăsurilor".

Primele încercări de a se introduce şi la noisistemul metric zecimal au apărut în timpul RevoluţieiFranceze, dar au fost respinse de autorităţile de atunci,pe motiv că introducerea lor va produce „împiedicare şiînvălmăşală".

Abia în anul 1864, în timpul domniei lui AlexandruIoan Cuza a fost adoptat sistemul metric, obligativitatealui fiind legată de data de 1 ianuarie 1866.

O dată memorabilă în istoria extinderii sistemuluimetric de unităţi a constituit-o ziua de 20 mai 1876,cînd la Conferinţa diplomatică a metrului, un număr de 17state au adoptat uimitoarele măsuri:

1, îr’riîirea prototipului internaţional al metrului etalon şi alkilogramului etalon.

i. BirouluiInternaţional de Măsuri şi Greutăţi, cainstituţie ştiinţifică interna-

i.3. Crearea unui Comitet Internaţional, care avea în componenţa sa

oameni de ştiinţă din diferite ţări şi care trebuia să conducăactivitatea Biroului Internaţional de Măsuri şi Greutăţi.

4. Convocarea o dată la 6 ani a Conferinţei Generale de Măsuri şiGreutăţi în vederea „discutării şi luării de măsuri necesare pentruextinderea şi perfecţionarea sistemului metric".

Ţara noastră a aderat oficial la această convenţie în anul 1881,deşi sistemul metric a fost adoptat încă din timpul lui Al. I. Cuza.

Karl Friedrich Gauss este primul savant care a observat căpentru efectuarea tuturor măsurătorilor fizice este suficient a seadopta un număr limitat de unităţi de măsură arbitrare, independenteunele de altele, celelalte fiind determinate cu ajutorul primelor.Astfel el a propus încă din anul 1832 principiile de alcătuire aunui sistem de unităţi, considerind că pentru a se putea efectua

Corpurile au proprietatea numitădivizibilitatemăsurarea mărimilor fizice era suficient a se adopta trei unităţi

independente şi anume: unitatea pentru lungime, unitatea pentru masăşi unitatea pentru durată.

La primul Congres Internaţional al Electrotehnicienilor ţinut laParis în anul 1881, s-a hotărît adoptarea primului sistem de unităţiştiinţific, denumit sistemul CGS, bazat pe unitatea de măsură pentrulungime (Centimetrul), unitatea de măsură pentru masă (Gramul) şiunitatea de măsură pentru durată (Secunda).

La cea de-a X-a Conferinţă Generală de Măsuri şi Greutăţi din1954 s-a hotărît stabilirea următoarelor unităţi fundamentale pentrusistemul practic i.e unităţi folosit în relaţiile internaţionale:metrul pentru lungimi, kilogramul pentru masă şi secunda pentrudurată (sistemul MKS).

In perioadele sesiunilor ordinare ale Comitetului Internaţionalde Măsuri şi Greutăţi din 1956 şi 1958 s-au discutat rezultateleanchetei efectuate pentru proiectul unificării internaţionale asistemelor de unităţi şi s-a stabilit:

1. Denumirea de Sistem Internaţional de Unităţi pentru sistemulbazat pe unităţile fundamentale stabilite: metrul, kilogramul,secunda, kelvinul, amperul şi candela.

2. însemnarea prescurtată a sistemului cu iniţialele: SI.Hotărîrea definitivă privind denumirea şi iniţialele prescurtate

ale Sistemului Internaţional de Unităţi, adoptarea listei unităţilorfundamentale, modul de formare a multiplilor şi submultiplilorunităţilor de măsură, a fost luată la cea de-a Xl-a ConferinţăGenerală de Măsuri şi Greutăţi, ţinută la Paris în luna noiembrie1960.

maţ:3i;^ de : ■' ci L .' .giferat to ţ*ra noatU 1 prii:Consiliului

''.i-. H i r J . -->0 din 30 ac: :(tăriiestabi’ te, , U \ noastră silteiaul

o iăiiură legal şi obligale Sistemul Intem&ţioi deUnităţi.

2. MĂSURĂRI DE LUNGIME

1. Ce înseamnă a măsura o lungime?2. Unitatea de măsură pentru lungime în SistemulInternaţional de Unităţi . (prescurtat SI) este metrul.Aceasta se notează: <Z>si = m. Care sînt multiplii şi

submultiplii metrului?3. Cum se poate determina grosimea unei foi din manualulde fizică folosind o riglă

gradată în milimetri? Dar grosimea unei sîrme subţiri,folosind aceeaşi riglă?

(Temă experimentală.)4. Ce înălţime aveţi? Cum trebuie procedat pentru ca

Corpurile au proprietatea numitădivizibilitatedeterminarea să fie corectă?

(Temă experimentală.)5. Lungimea unui corp, grosimea unui corp, depărtareadintre două corpuri trebuie

exprimate în unităţi de măsură cît mai convenabile.Analizaţi următoarele exemple

şi spuneţi dacă sînteţi de acord cu unităţile folositepentru fiecare caz în parte.

a. Distanţa de la Pămînt la Soare este de 149 600 000000 000 mm.

b. Grosimea unui fir de păianjen este de 0,00000001km.

c. înălţimea unui om este de 0,00185 km.d. Distanţa de la Pămînt la Lună este de 384 400 0(30 000 mm.e. Raza Pămîntului este de 6 370 km.f. Lungimea unui creion este de 20 om.g. Diametrul unei mingi de fotbal este de 0,00024 km.h. Grosimea unui caiet este de 6 mm.6. Ce condiţie trebuie îndeplinită pentru a putea compara douălungimi? Ce condiţie trebuie să îndeplinească mai multe lungimipentru a le putea aduna? Ce condiţie trebuie să îndeplineascădouă lungimi pentru a le putea scădea?7. Se pot desena pe o foaie dintr-un caiet de matematicăsegmentele următoare: AB = 2 cm; CD = 0,00002 km; EF — 20 mm; GH= 0,2 dm; KH = 0,02 m? Care este segmentul cel mai lung?8. Să se efectueze următoarele operaţii, exprimîndu-se de fiecaredată rezultatul în metri:0, 004 km + 27 dm = ?; 456 mm — 2 dm = ?; 98,4cm + 2,09 km ++ 3 769 mm + 349 dm = ?; 1 mm + lcm + ldm + lm + lkm = ?9. Cu cît este mai înalt cel mai înalt elev din clasă faţă de celmai scund elev din clasă? (Temă experimentală.)10. Fiecărui şurub îi este caracteristic un anumit pas, definitca reprezentînd distanţa cu care înaintează şurubul la o rotaţiecompletă. Determinaţi lungimea pasului unui şurub. (Temăexperimentală.)11. Măsurînd grosimea unui corp cu un şubler, s-au găsitvalorile: 13,85 mm; 13,9 mm; 13,75 mm. Calculaţi valoarea medie agrosimii corpului precum şi eroarea fiecărei măsurări.12. Numiţi segmentele din figura VI.7 în ordinea crescătoare alungimii acestora.

13. Cu un covor lung de 4 m pot fi acoperite treptele reprezentate înfigura VL8?

A B C DE F G>----------^-----—>----------<------->----------«S------>

Corpurile au proprietatea numitădivizibilitate14. Un tren cu 10 vagoane (fig. VI.9) intră pe un pod. Ştiind că

lungimea unui vagon este egală cu lungimea locomotivei (10 m),calculaţi:a) cîte vagoane rămîn în afara podului, cînd capătul din faţă al

locomotivei ajunge in punctele B, C, D;b) cîte vagoane sînt pe pod, cînd capătul din faţă al ultimului vagoneste în B;c) cîte vagoane sînt pe pod, cînd locomotiva a ieşit de pe pod;d) ce vagon se află în C, cînd mijlocul vagonului 4 este în D.

15.Ştiţi de la geografie că orice hartă este trasată la o anumităscară. De exemplu,1 : 6 000 000. Semnificaţia acestei reprezentări la scară esteurmătoarea: unui segment cu lungimea de 1 cm măsurat pe hartă,îi corespund în realitate pe teren 6 000 000 cm, adică 60 km.Cunoscînd valoarea scării se poate determina distanţa realădintre oricare două localităţi reprezentate pe hartă. Cuajutorul unei rigle măsuraţi pe o hartă distanţa dintre douălocalităţi. Exprimaţi rezultatul în centimetri şi apoideterminaţi distanţa reală dintre cele două localităţi, ţinîndcont de scara hărţii.

16.Aţi văzut cum arată un nai? Tuburile sale de diametre egaleemit sunete diferite atunci cînd suflăm în ele. Ce proprietatea tuburilor determină obţinerea unor sunete' diferite?

17.Există fenomene fizice a căror desfăşurare este condiţionatăde valorile lungimilor unor corpuri. De exemplu, ridicarea saucoborârea cursorului de pe tija metalică a unui metronomdetermină scăderea şi respectiv creşterea ritmului bătăiloracestuia. Numiţi şi alte fenomene fizice a căror desfăşurareeste condiţionată de lungimile unor corpuri.

18.Pe coarda re a unei viori se pot obţine sunetele: re, mi, fa, sol.Se modifică lungimea corzii atunci cînd fixăm degetele îndiferite locuri pe coardă? Cum explicaţi posibilitateaobţinerii mai multor sunete pe aceeaşi coardă?

3.MĂSURĂRI DE SUPRAFEŢE1.Ce înseamnă a determina aria unei suprafeţe?2.Unitatea de măsură pentru aria unei suprafeţe în SistemulInternaţional de Unităţi este metrul pătrat. Aceasta senotează <4>si = m2. Care sînt multiplii şi submultipliimetrului pătrat?3.Aria suprafeţei unui corp, sau a unei figuri geometricetrebuie exprimată în ’ unităţi de măsură cît mai convenabile.Analizaţi următoarele exemple şi spuneţi dacă sînteţi de acordcu unităţile folosite pentru fiecare caz în parte.a. Aria suprafeţei ţării noastre este de 237 500 000 000 000 000mm2.b. Aria suprafeţei Pămîntului este de 510 101000 000 000 000 000mm2.c. Aria suprafeţei unui nasture este de 0,0000000001 km2.d. Aria suprafeţei unui pătrăţel de pe foaia unui caiet dematematică este de0,000000000025 km2.e. Aria suprafeţei unei camere este de 25 m2.

Corpurile au proprietatea numitădivizibilitatef. Aria suprafeţei unui oraş este de 16 km2.

g. Aria suprafeţei unui teren de sport este de 5 000 m2.4.Ce condiţie trebuie îndeplinită pentru a putea compara douăarii? Ce condiţie trebuie să îndeplinească mai multe ariipentru a le putea aduna? Dar pentru a le putea scădea?5.Aşezaţi ariile următoare în ordine crescătoare: 2 000 cm2;0,0000002 km2; 20 dm2;0,2 m2; 200 000 mm2.6.Să se efectueze următoarele operaţii, exprimîndu-se mai întîifiecare arie în m2.a. 4 mm2 + 0,2 cm2 = ?b. 456,123 cm2 + 579,237 mm2 = ?c. 0,003 km2 + 45 098 dm2 = ?d. 1 mm2 + 1 cm2 + 1 dm2 + 1 m2 + 1 dam2 -f 1 hm2 + 1 km2 = ?

15

7. Trebuie să. determinaţi aria suprafeţei unei bucăţi de hîrtie alcărei contur areo formă geometrică neregulată,. Aveţi la dispoziţie pătrăţele decarton cu latura de 1 cm şi pătrăţele cu latura de 2 cm. Pe care leveţi folosi pentru o determinare mai precisă? (Temă experimentală.)

8. Unui elev i-au fost distribuite cartonaşe de forma unor pătrate culatura de 10 cm. Altui elev i-au fost distribuite cartonaşe de formaunor pătrate cu latura de 20 cm. Primul constată că, are nevoie de72 de cartonaşe pentru a acoperi suprafaţa băncii sale, iar aldoilea constată că are nevoie de numai 18 cartonaşe pentru a acoperisuprafaţa băncii sale. Care bancă are aria suprafeţei mai mare?

9. Determinaţi aria suprafeţei unui cerc folosind mai întâi o foaiedintr-un caiet de matematică şi apoi folosind hîrtie milimetrică. înce caz eroarea determinării este mai mică? Comparaţi cu rezultatulpe care îl obţineţi folosind formula de calcul a ariei suprafeţeicercului A = 3,14 • R2, unde R este raza cercului. (Temă expe-rimentală.)

10.Desenaţi un trapez pe o foaie dintr-un caiet de matematică şi altulidentic pe hîrtie milimetrică. Determinaţi aria «suprafeţeitrapezului în fiecare caz. Comparaţi cu valoarea găsită aplicîndformula de calcul a ariei suprafeţei trapezului. (Temăexperimentală.)

11.Pe suprafaţa unui lac cresc nuferi. Ei îşi dublează aria suprafeţeiîn fiecare zi, iar în 20 de zile acoperă în întregime suprafaţalacului. în cîte zile nuferii acoperă jumătate din suprafaţalacului?

12.Pe masa din bucătărie este întins aluatul pentru gogoşi. Grosimeaacestuia este uniformă, iar conturul este neregulat. Aveţi ladispoziţie un pahar şi hîrtie milimetrică. Determinaţi ariasuprafeţei aluatului. (Temă experimentală.)

13. Determinaţi aria suprafeţei din interiorulconturului neregulat reprezentat în figuraVI.10.

14. Mai mulţi elevi au fost puşi să determinearia suprafeţei dreptunghiulare aterenului şcolii. Folosind o ruletă,fiecare a măsurat lungimea şi‘lăţimeaterenului şi după ce au înmulţit valorilegăsite, au anunţat următoarele rezultate:A1 = 120,44 m2; A2 = = 121,36m2;43=120,00m2; 44=120,24m2; As = 178,44 m2; Ae

— 120,98 m2; A1 = = 121,08 m2. Calculaţiaria medie a suprafeţei terenului, precumşi eroarea fiecărei măsurări. Ce părereaveţi de valoarea A5?

15. Trasaţi conturul unei frunze pe hîrtiemilimetrică în cinci locuri diferite. Măsuraţiaria suprafeţei din interiorul fiecărui contur şi notaţi valorilegăsite: A^, A2\ A3; A4\_A5. Calculaţi aria medie şi eroarea fiecăreideterminări.

16.Determinaţi-vă aria suprafeţei palmei mai întîi cu degetele lipite,apoi cu degetele depărtate. Folosiţi de fiecare dată o foaie dintr-un caiet de matematică şi hîrtie milimetrică. Comparaţi rezultatele.(Temă experimentală.)

17.Legaţi cele două capete ale unei bucăţi de sîrmă şi obţineţi uncontur închis. Aşezaţi-1 pe o foaie de hîrtie milimetrică şi daţi-i

16

forma unui cerc, apoi trasaţi cu un creion conturul cercului.Modelaţi sîrma dîndu-i forma unui pătrat şi apoi forma unui triunghiechilateral. Cele trei figuri geometrice au acelaşi perimetru. Cumsînt ariile lor?

17

18.Din nişte bucăţi de pînză cu forme diferite (fig. VI.11), trebuie săse confecţioneze batiste de forma unor pătrate. Croitoreasa execută,în fiecare caz, o singură tăietură în linie dreaptă astfel ca apoialăturînd bucăţile obţinute să realizeze pătratul dorit. Cum trebuietăiată fiecare bucată?

19.Completaţi lipsurile din suprafeţele pătratelor alăturate cuelemente pe care le consideraţi necesare (fig. VI.12).

20.Dacă pentru unitatea de măsură a lungimii a fost nevoie să seconstruiască un etalon, de ce nu s-a construit un etalon şi pentruunitatea de măsură a ariei unei suprafeţe?

21.Dacă o mărime fizică se defineşte cu ajutorul altor mărimi fizice,se spune, despre ea, că este o mărime fizică derivată, iar despreunitatea sa de măsură se spune că este o unitate derivată. Dacă omărime fizică nu se defineşte cu ajutorul altor mărimi fizice, sespune că ea este o mărime fizică fundamentală, iar unitatea sa demăsură se numeşte unitate fundamentală.Stabiliţi ce fel de mărimi fizice sînt lungimea şi aria uneisuprafeţe, precum şi ce fel de unităţi de măsură sînţ metrul şimetrul pătrat.

22.Mărimea suprafeţei unui corp este un factor care condiţioneazădesfăşurarea unor fenomene din natură. Iată un exemplu: rufele sepun la uscat, pe culme, întinse, în acest fel suprafaţa rufei încontact cu aerul fiind mare, evaporarea apei este intensă, deciuscarea se face repede.Numiţi alte fenomene a căror desfăşurare este condiţionată de ariaunei suprafeţe.

23.Apa dintr-un pahar cilindric se va evapora mai repede dacă paharuleste înclinat, sau dacă paharul stă drept?

24.Unele animale care trăiesc în regiunile reci ale Pămîntului auurechile sau picioarele mai scurte decît animalele din aceeaşispecie, dar care trăiesc în regiunile cu un climat cald. Cumexplicaţi această adaptare la mediu?

ig. VI.11 Fig. VI. k

18

25.Aţi văzut vreodată pe cineva care fiindu-i cald să se ghemuiască,sau fiindu-i frig să stea întins? De ce?

26.Dacă o hartă este reprezentată la scara 1 : 6 000 000, se poatetrage oare concluzia că suprafaţa ţării ar putea fi acoperită punînduna lîngă alta 6 milioane de asemenea hărţi? Nu. Scara indică doar înce raport au fost micşorate lungimile, ori la acoperire este vorba dearia suprafeţei, iar aria nu se modifică în aceeaşi măsură calungimea.

Cum se modifică aria unei suprafeţe, dacă toate lungimile semodifică la aceeaşi scară?

Ewmplu. Un pătrat cu latura L ~ 1 cm are aria A — 1■ cm2. Dacălatura sa se dublează (L = 2 cm), atunci aria sa devine A = 2*2 cm2 —2* cm2 = 4 cm2. Dacă latura se triplează (L = 3 cm) atunci aria este A— 3-3 cm2 = 32 cm2 = = 9 cm2. în general dacă latura creşte de n ori,atunci aria creşte de n2 ori, sau dacă latura se micşorează de n ori,atunci aria se micşorează de n2 ori.

Dacă pe o hartă trasată la scara 1 : 6 000 000 este marcat unpătrat cu latura de L cm, deci cu aria de 1 cm2, el corespunde înteren unui pătrat cu latura de 60 km, deci cu aria de. 3 000 km2.

Avînd la dispoziţie o hartă a ţării noastre, trasată la o scarăcunoscută şi folosindu-vă de indicaţiile anterioare, determinaţi ariasuprafeţei judeţului vostru şi a ţării noastre.

4. MĂSURĂRI DE VOLUME L

Ce înseamnă a măsura volumul unui corp?2. Unitatea de măsură pentru volum în Sistemul Internaţional deUnităţi este metrul cub. Aceasta se notează:<V)si = m3. Care sînt multiplii şi submultiplii metrului cub?3. Dacă pentru unitatea de măsură a lungimii a fost nevoie să seconstruiască un etalon, de ce nu s-a construit un etalon şi pentruunitatea de măsură a volumului?4. Volumul este o mărime fizică fundamentală sau derivată? Metrul cubeste o unitate de măsură fundamentală sau derivată?5. Volumul unui corp trebuie exprimat în unităţi de măsură cît maiconvenabile. Analizaţi următoarele exemple şi spuneţi dacă sînteţi deacord cu unităţile folosite în fiecare caz în parte.a. Volumul Pămîntului este de 1 000188 000 000 000 000 000 000 000 000mm3.b. Volumul unui bob de grîu este de 0,000000000000000005 km3.c. Volumul unui stilou este de 10 cm3.6. Ce condiţie trebuie îndeplinită pentru a putea compara două volume?Ce condiţie trebuie îndeplinită pentru a putea aduna mai multevolume? Dar pentru a le scădea?7. Aşezaţi următoarele volume în ordine crescătoare: 200 dm3; 200 000000 mm3;0,2 m3; 200 000 cm3; 0,0000000002 km3.8. Să se efectueze următoarele operaţii, exprimîndu-se de fiecare datărezultatul în unităţi ale Sistemului Internaţional (m3):a. 10 dm3 + 49 673 mm3 = ?b. 0,0000345 km3 + 34 cm3 = ?c. 1 mm3 -f- 1 cm3 + 1 dm3 + 1 m3 + 1 dam3 + 1 hm3 -f 1 km3 = ?9. Un elev primeşte cuburi cu latura de 10 cm, pentru a determinavolumul unei cutii pe care o are pe bancă. Un alt elev primeşte

2 — Probleme de fizică pentru gimnaziu

2*

19

cuburi cu latura de 20 cm, pentru determinarea volumului unei altecutii. Primul anunţă că în cutia lui au încăput 48 de cuburi, iar aldoilea anunţă că în cutia sa au intrat numai 6 cuburi. Care cutie arevolumul mai mare?

10.Pentru ca o mensură să poată fi folosită pentru determinareavolumului unor corpuri solide de dimensiuni mici, aceasta trebuie săaibă un diametru cit mai mic. De ce?

11.Determinaţi volumul unei foi din manualul de fizică. Atenţie: nurupeţi foaia din manual! (Temă experimentală.)

12.Prin ce se deosebesc intervalele dintre diviziunile de pe o mensurăcilindrică de intervalele dintre diviziunile de pe o mensură conică?

13.Volumul unei clase a fost determinat în mod independent de mai mulţielevi. Iatărezultatele lor: = 336,832 m3; Vt = 336,964 m3; V3 = 380,235 m3; V4

== 336,024 m3; Vs = 336,894 m3; = 336,888 m3: V7 = 336,737 m3. Calculaţivaloarea medio a volumului clasei, precum şi eroarea fiecăreimăsurări. Cum apreciaţi valoarea Vs?

14.Determinaţi volumul unei bucăţi de plastilină. Repetaţi experimentuldîndu-i bucăţii de plastilină diferite forme. Notaţi valorilegăsite: Vv V2, V3t V4, V5. Calculaţi apoi volumul mediu şi eroareafiecărei măsurări.

15.Volumul unui corp este un factor care condiţionează desfăşurareaunor fenomene. Iată un exemplu, ilustrat în figura VI.13, 111 carevedeţi două baloane de sticlă astupate cu dopuri de cauciuc, princare sînt trecute tuburi de sticlă. în fiecare tub se află o coloanăde apă colorată, care închide în fiecare vas un anumit volum de aer.încălzind cele două baloane, ţinîndu-le pe fiecare în cîte o mînă,se va observa că apa colorată se va ridica mai mult în tubul vasuluiA. însemnează că volumul aerului din vasul A s-a dilatat mai multdecît volumul aerului din vasul B. De ce? Numiţi şi alte fenomenefizice a căror desfăşurare este condiţionată de volumul unorcorpuri.

16.Un excavator încarcă cu pămînt un autocamion din 10 cupe pline. Altexcavator încarcă un autocamion identic din 15 cupe pline. De ce?

17.Aveţi în şcoală un glob geografic. Examinîndu-1 cu atenţie veţideascoperi undeva notată scara la care a fost realizat, precum şidiametrul globului. Cu aceste elemente calculaţi diametrul real alPămîntului. Apoi folosind formulele de mai jos calculaţi ariasuprafeţei şi volumul Pămîntului: A = 3,14 • D2; V = 3,14 • Z)3/6, undeD este diametrul Pămîntului.

18.Pentru măsurarea volumului unui corp lichid, în practică sefoloseşte un aparat numit contor. îl putem întîlni în staţiile de

Fig. VT.13

Fie. VI.14

20

distribuţie a apei potabile către consumatori, sub numele deapometru, măsurînd volumul apei consumate. îl întîlnim în staţiilede benzină, măsurînd volumul de benzină pusă în rezervorul fiecăreimaşini etc.

în desenul din figura VI.14 este prezentat schematic principiulde funcţionare al unui apometru. Urmăriţi desenul. în conducta princare este pompată, apa întîlneşte paletele unei mici turbine T, pecare o roteşte împreună cu axul

21

0

05Fig. VI.15

pe care este montată. Axul melcat al turbinei antrenează rotiţadinţată R, pe al cărei ax semai află şi rotiţa dinţată Bv

De aici, printr-un sistem deroţi dinţate, este pus înmişcare de rotaţie un acindicator A, permiţînd citireape un cadran a numărului carereprezintă volumul de apă cares-a scurs printre paleteleturbinei.

în desenul din figura VI.15 este prezentat în detaliucadranul unui apometru. Săpresupunem că iniţial celeşase ace indicatoare de pe

cadranul de afişare al contorului sînt la zero. Odată cu punereaîn mişcare a turbinei, acul indicator A începe să se rotească.

în tabelul alăturat este dat numărul de rotaţii completeefectuate de acelea, i, c, d şi e în funcţie de numărul de rotaţii ale acului A.

RotaţiiA

Rotaţiia

Kot&ţiib

RotaţiiC

Ko taţiid

Rotaţiie

0 0 0 0 0 0

î 1/10 0 0 0 010 1 1/10 0 0 e100 10 1 1/10 0 0

1000 100 10 1 1/10 010 000 1000 100 10 1 1/10

1 000 000 10 000 1000 100 10 î

Volumul de apă înregistrat de contor se află citindindicaţia fiecăxui ac, începînd cu e.

Citiţi volumul de apă înregistrat pe cadranul apometruluidin figura VI.15.

5. MĂSURĂTORI DE DURATĂ (timp)

1.Ce înseamnă a măsura o durată?2.Unitatea de măsură pentru durată în Sistemul Internaţional deUnităţi este secunda. Aceasta se notează (t}SI = s. Care sîntmultiplii şi submultiplii secundei?3.Durata este o mărime fizică fundamentală sau derivată? Secundaeste o unitate de măsură fundamentală sau derivată?4.. Durata unei acţiuni sau a unui eveniment trebuie exprimate în

unităţi de măsurăcît mai convenabile. Analizaţi următoarele exemple şispuneţidacă

sînteţi de

22

acord cu unităţile folosite pentru fiecare caz în parte:а. Vîrsta medie a unui om este de 2 207 520 000 s.б.Un meci de fotbal durează 0,0625 zile.c. Durata unei pauze este de 10 minute.

23

5. Pentru a putea compara două durate trebuie îndeplinită oanumită condiţie? Ce condiţie trebuie îndeplinită pentru aputea aduna mai multe durate? Dar pentru a le scădea?

6. Aşezaţi următoarele durate în ordine crescătoare: 0,2 minute;12 000 milisecunde (ms); 1/30 ore (h); 12 s.

7. Efectuaţi următoarele operaţii, exprimîndu-se de fiecare datărezultatul în unităţi ale Sistemului Internaţional (s):а. 20 min + 236 s = ?б.0,234 h + 59 min = ?c.1 ms + 1 s + 1 min + lh + lzi = ?

8. Două cronometre trebuie declanşate simultan şi apoi trebuieoprite simultan de către un singur om. El ar putea faceaceastă operaţie acţionînd butonul fiecărui cronometru cucîte o mînă. Pentru a asigura simultaneitatea acestorevenimente el poate proceda altfel. Ştiţi cum?

9. Ştiţi cum se înregistrează pulsul unui om? Durata unui pulspoate fi aleasă ca unitate de măsură pentru durate?

10. Ştiind că durata unei pauze este de 10 minute şi că înfiecare zi aveţi cîte cinci obiecte la clasă, cît timp staţiîn pauză?

11. Unui pădurar i s-a oprit odată ceasul deşteptător,fiindcă uitase să-i întoarcă la timp. Pădurarul I-a potrivitcu aproximaţie şi, lăsîndu-1 acasă, a pornit spre un satapropiat unde avea treabă. A apucat-o pe potecă înspre sat,pe un drum drept care nu urca şi nici nu cobora. Pădurarulfăcuse drumul acesta de nenumărate ori cu pasul lui domol,obişnuit, care-i asigura acelaşi timp pentru parcurgereadistanţei, atît la ducere cît şi la întoarcere. Totuşipădurarul nu socotise niciodată de cît timp avea nevoiepentru a parcurge acest drum. în sfîrşit, cînd a ajuns lasăteanul cu care avea treabă, ceasul acestuia arăta ora zece.A stat pădurarul aici pînă aproape de ora prînzului, dupăcare, aruncîndu-şi ochii la ceasul gazdei a pornit spre casă,unde şi-a potrivit ceasul cu precizie. Bănuiţi cum a reuşitsă facă acest lucru?

12. Un lucrător îşi începe programul în fiecare zi la ora lacare îşi încheiase programul cu o zi înainte. Care esteprogramul de lucru şi cîţi lucrători sînt necesari pentru aasigura funcţionarea neîntreruptă a locului de muncărespectiv?

13. în fiecare seară, la ora culcării (ora 22), un elev îşidă ceasul înainte cu o jumătate de oră şi îl pune să sune laora 6. în acest fel, el a dormit mai mult sau mai puţin,decît dacă nu-şi dădea ceasul înainte?

14. Pentru că era foarte obosit, un om s-a culcat foartedevreme. Nu era decît ora 18. El şi-a pus ceasul să-itrezească a doua zi la ora 7 dimineaţa. Cît timp a dormitomul?

15. La ora 12, cele două limbi ale unui ceas se aflăsuprapuse. De cîte ori se vor mai afla una peste alta în timpde 24 de ore? La ora 6 cele două limbi ale ceasului se aflăuna în prelungirea celeilalte. De cîte ori se vor mai afla însituaţia aceasta în timp de 24 de ore? (Temă experimentală.)

16. Ceasul A este înainte faţă de ceasul B cu atît cu cîtceasul B este în urmă faţă de ceasul C. Care sînt ceasurile

24

care indică aceeaşi oră?17. Daţi exemple de acţiuni a căror durată trebuie bine

precizată.18. Mai mulţi elevi au primit cîte un cronometru şi li s-a

cerut să cronometreze durata căderii unui corp. Iatărezultatele lor: ^ = 1,8 s; <2 = 2 s; <3 = 1,8 s; tt — 3 s;f,= 2,2 s. Calculaţi durata medie a căderii corpului, precumşi eroarea fiecărei determinări. Cum apreciaţi determinareaf4?

21,

25

19. Durata unei rotaţii complete efectuată deun corp în jurul unei axe se numeşteperioadă a mişcării respective. Care esteperioada minutarului unui ceas? Care esteperioada orarului unui ceas?

20. Realizaţi montajul din figura YI.16. Unpendul are lungimea de 100 cin, iarcelălalt 25 cm. Deplasaţi pendulele înaşa fel încît firele lor să formeze cuverticala unghiuri egale, mici. Eliberaţisimultan cele două pendule. După cîteoscilaţii ale pendulului scurt cele douăpendule vor reveni simultan în poziţia

iniţială? (Temă experimentală.)în interiorul unui cronometru sînt o mulţime de rotiţe şi arcuri, a căror angrenare asigură o funcţionare normală a

acestuia. Puteţi explica modul de funcţionare al acestuia urmărind schema de principiu din figura VI.17?

22.Aţi auzit de ceasornice biologice? Daţi exemple.23.Despre un ceas cu pendul, sau despre un metronom se spune că

„bat secunda". Care este perioada de oscilaţie a fiecăruia?

6. DETERMINAREA OREI EXACTE

Activitatea oamenilor se petrece în timp şi necesită cunoaşterea cit maiprecisă a orei. Din aceste motive, în fiecare ţarăs-a organizat unserviciu a] orei exacte, ale cărui sarcini

sint:— determinarea orei exacte;— menţinerea orei exacte;— transmiterea orei exacte.Determinarea orei exacte se face la observatoarele astronomice,

observînd niişcarea unui astru pe bolta cerească cu ajutorul unui instrument numit lunetă meridiană.

Menţinerea orei exacte se face cu ajutorul unor pendule speciale, numite

26

pendule astronomice.Transmiterea orei exacte se face cu ajutorul unor staţii de radio

automate, care transmit ora dată de pendule, sincronizate cu pendula unui observator astronomic.

24

5.Variaţia temperaturii aerului atmosferic este un fenomen fizic complex,care are numeroase cauze. La staţiile meteorologice există dispozitive deînregistrare automată şi continuă a temperaturii, numite termografe. Pe ohîrtie specială, o peniţă înregistrează variaţia temperaturii pe durata a24 de ore începmd de la ora 13 a zilei pînă la ora 13 a zilei următoare,obţinînd astfel o termogramă. în tabelul de mai jos au fost notatevalorile temperaturii din oră în oră la o staţie meteorologică. Folosindhîrtie milimetrică trasaţi graficul termogramei, înscriind pe o axă orelede înregistrare, iar pe cealaltă temperatura. Din tabel şi din termogramăaflaţi temperaturile maximă şi minimă, precum şi orele la care s-auînregistrat aceste temperaturi.

ora (h)|

13 14 15 ie 17 18 19 20 21 22 23 24

c) 31 31,7

32,1

32,2

32 31,7

29,3

27,7

26 24,9

23,8

22,7

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 - 12 13

21,9

21 20 19,7

18,8

19,1

21,2

24 26 27 28,7

29,5

30

6.Folosind un termometru de laborator, montat într-un loc ferit de razelesolare şi de ploaie, înregistraţi temperatura aerului atmosferic din orăîn oră pe durat» unei zile. Trasaţi apoi graficul termogramei. (Temăexperimentală.)

7.Priviţi printr-o prismă optică spre un bec aprins. Veţi observa cevaasemănător unui fenomen natural ce se desfăşoară în atmosferă. Despre cefenomen este vorba? (Temă experimentală.)

8.De ce apa stinge focul? Iată un exemplu de fenomen fizic foarte desîntîhnt, dar care nu primeşte întotdeauna explicaţia cuvenită. încercaţivoi să o daţi.

II.FENOMENE FIZICE

2.1. FENOMENE MECANICE

1. MIŞCAREA MECANICĂ A CORPURILOR

Poziţie — reper. Stare mecanică. Repaus — mişcare

1.Ce element trebuie precizat pentru a putea afirma despre un corp că este înmişcare sau că este în repaus?

2.Este posibil ca în timp ce un observator afirmă despre un corp că se aflăîn repaus, altul să afirme că acelaşi corp este în mişcare? Puteţi daexemple? Care dintre cei doi observatori are dreptate? în ce staremecanică se află un observator în raport cu celălalt, considerat ca reper?

3.Dintr-un avion sare la un moment dat un paraşutist. Un observator aflat înacel moment pe sol afirmă că faţă de el paraşuta este în mişcare. Cumapreciază para- şutistul starea paraşutei în raport cu el?

I

4. Stabiliţi un referenţial faţă de care un creion este în stare de repausîn timp ce cu ajutorul său trasaţi o linie pe caiet.5. Puteţi stabili un referenţial faţă de care şcoala voastră se află la unanumit moment în repaus şi un alt referenţial faţă de care în acelaşimoment ea se află în mişcare?6. Pentru transmiterea unor programe de radio-televiziune sau a unorconvorbiri telefonice intercontinentale se folosesc sateliţiigeostaţionari. Un astfel de satelit este plasat la o anumită înălţime,rămînînd tot timpul deasupra aceluiaşi punct de pe suprafaţa Pămîntului.Acest satelit este în mişcare faţă de Pămînt? Dar faţă de Lună?7. Pămîntul este în mişcare sau în repaus? Faţă de cine? Luna este înmişcare sau în repaus? Faţă de cine?8. Care din piesele unei biciclete sînt în repaus şi care sînt în mişcarefaţă de biciclist?9. Care din elementele corpului omului sînt în mişcare faţă de întregulcorp, atunci cînd sîntem în repaus faţă de Pămînt?10. în timp ce sîntem în mişcare faţă de Pămînt, cum este urechea stîngăfaţă de urechea dreaptă?11. Un om care stă în primul vagon al unui tren este în repaus sau înmişcare faţă de un om care stă în ultimul vagon?12. Un tren cu zece vagoane este în mişcare faţă de sol. Care dintrevagoane sînt în repaus faţă de locomotivă? Dar locomotiva, cum este faţăde vagoane?13. Dacă un corp A este în repaus faţă de un corp B, cum este B faţă de A?14. Dacă un corp A este în mişcarea faţă de un corp B, iar B este înrepaus faţă de un corp C, în ce stare este A faţă de C?15. Dacă un corp A este în mişcare faţă de un corp B, iar B este înmişcare faţă de un corp C, în ce stare este A faţă de C?16. Pe două linii paralele apropiate se află două trenuri, Tx şi T2.Precizaţi starea fiecărui tren faţă de un observator O aflat pe sol, faţăde un observator Ox aflat în trenul şi faţă de un observator 02

aflat în trenul T2, considerînd pe rînd următoarele cazuri:a) ambele trenuri staţionează;b) un tren staţionează;c) trenurile se mişcă în acelaşi sens, la fel de

repede;d) trenurile se mişcă în sensuri opuse, la fel de

repede;e) trenurile se mişcă în acelaşi sens, unul mai repede

ca celălalt;f) trenurile se mişcă în sensuri diferite, unul

mai repede decît celălalt.

Mobil. Traiectorie

1. Fotografia obţinută prin fotografierea la intervaleegale de timp a unui corp în mişcare se numeşte fotografie stroboscopică. în figura VI.18 :fc este reprezentată fotografia stroboscopică a ,unei bile suspendată de un resort, lăsată liberă -.ti WMnsă oscileze. Puteţi să-i reconstituiţi traiectoria?

26

f. *. * “* ■ &‘A

Fig. VI.202. Una din fotografiile stroboscopice din figurile VI.19 şi VI.20 reproduceforma traiectoriei unui punct de pe roata unui cărucior în mişcare faţă de sol,aşa cum apare ea unui observator care se deplasează alături decărucior, în acelaşi sens, lafel derepede. (Fotografia respectivă afost executată cu aparatul montat pe un

cărucior alăturat, care; se deplasa in acelaşi sens cu primul, la fel de repede.)Cealaltă fotografie reproduce forma traiectoriei

aceluiaşi punct, aşa cum apare ea unui observator v , 'aflat în repaus pe sol. (Fotografia a fostexecutatăJjL-jj.T * cu aparatul în repausIdentificaţi cele douăIpwi’ ^5 * fotografii. Vă veţi convinge înacest fel că forma’ jj: ~

traiectorieiunui corp depinde de

sistemul dereferinţă

' dincare afostobservatcorpul.

V ' 3. înfigura VI.21 sîntprezentate fotografiilestrobo-

f j§_ _ scopice ale unui corplăsat să cadă liber. Una dinţ II' ‘ fotografii a fost executată cu aparatul montat pe sol

(observator în repaus), iar cealaltă a fost executatăcu aparatul montat pe un

cărucior în mişcare pe sol (observator în mişcare). Identificaţi cele două situaţii. " ~ 4.Două automobile se deplasează pe aceeaşi direcţie, în' ^ t, _ _ acelaşi sens, la fel de repede, unul alături de celălalt.

Apreciaţi forma traiectoriei ventilului unei roti fată deun observator aflat pe sol, faţă de un observator aflat

J în maşina respectivă şi faţă de un observator aflat în, v ; maşina vecină.

'■'V ■:'•■- *s#iaw*a«.«*Mfc. - **

^■v-!i • *‘«rk«j$iiqpptf|^*. . .ţ

vejfc«a hfaliifrfriri'firJ

27

5. Ce element al mişcării unui iepure este reconstituit de un cîine devînătoare după miros?6. Care este forma traiectoriei axului roţii unei biciclete faţă de unobservator de pe sol? Dar faţă de biciclist?7. Decupaţi din placaj două discuri identice cu raza de 5 cm. Avînd ladispoziţie două creioane identice ascuţite, montaţi cele două discuri aşacum se vede în figura VL 22. Cu acest dispozitiv puteţi determina formatraiectoriei axului unei roţi şi forma traiectoriei unui punct de laperiferia roţii, faţă de un observator în repaus şi faţă de un observatorîn mişcare. Ştiţi cum? (Temă experimentală.)

8. Daţi exemple de corpuri în mişcare faţă de sol, ale căror traiectoriirămîn ca urme vizibile.9. Daţi exemple de corpuri în mişcare faţă de sol, ale căror traiectorii nurămîn ca urme vizibile.10. Ce element al mişcării unui avion cu reacţie este pus în evidenţă deurma de condensare care rămîne pe cer în spatele avionului?11. Unde ajunge un călător care merge mereu spre Nord-Est?12. Pe o foaie de hîrtie milimetrică reconstituiţi la o scară convenabilăforma drumului urmat de acasă pînă la şcoală. (Temă experimentală.)13. în desenul din figura VI.23 este reprezentat un labirint cu o singurăieşire. Consi- derînd că vă aflaţi în punctul P, trasaţi cu un creiondrumul care v-ar scoate dintre zidurile întortochiate ale labirintului.14. Presupunem că în timp ce călătorim cu trenul plouă. Picăturile de apăcare se scurg pe geam lasă o urmă reprezentînd traiectoria acestora. Ceformă are această traiectorie, în raport cu un călător?15. Ce formă are traiectoria Pămîntului în mişcarea sa în jurulSoarelui?16. Ce formă are traiectoria Lunii în mişcarea sa în jurulPămîntului?17. Este posibil ca traiectoria unui corp să fie un punct? în ce caz?

Deplasare. Graficul mişcării mecanice

1. De la kilometrul 10 al unei autostrăzi, la ora 9 şi 15 minute, s-a datstartul într-o cursă ciclistă. Primul concurent trece linia de sosire de lakilometrul 130 la ora 12 şi 23 de minute. Calculaţi deplasarea caravaneicicliştilor (spaţiul parcurs) şi durata mişcării învingătorului.2. Un tren accelerat pleacă din Bucureşti la ora 23 şi 40 de minute şiajunge la Căli- măneşti la ora 5 şi 2 minute. Cît a durat călătoria cuacest tren?3. Ştiind că„ora Franţei1' este cu 1 oră în urmă faţă de „ora României1'

şi ştiind căun aviona decolat din Bucureşti la ora 7 şi a aterizat la Paris la ora

9, cît timpa durat călătoria cu avionul de la Bucureşti la Paris?

Fig. VI.22

Fig. VI.23

Mobilul d,(m) | d,(m)

A 5 8B 7 —2C —5 —2D 15 12E 0 2

' F —6 —8: G —5 0

4. Doi băieţi se găsesc la 10 m unul faţă de celălalt. Ei privesc în sensuriopuse: unul către Est şi altul către Vest. Ei au hotărît să facă ocolulPămîntului mergînd fiecare în sensul în care priveşte. Ce distanţe auparcurs pînă cînd s-au întflnit?

5. Fiecare automobil are un dispozitiv care înregistrează lungimea drumului(spaţiul) străbătut de acesta. Numărul maxim pe care îl poate indica acestdispozitiv este de 99 999 km. Ce număr va apărea pe cadranulkilometrajului după ce maşina va mai parcurge 1 km?

6. Pe pista unui stadion se dă startul într-o probă atletică: alergare pedistanţa de 1000 m. Locurile de start sînt indicate în figura VI.24. Caredintre alergători este avantajat din start?

7. Cum se poate determina deplasarea unui automobil cu ajutorulkilometrajului instalat la bordul său?

8. Parcurgeţi următoarele distanţe, una după alta, în orice ordine doriţi: 3m spre Est, 3 m spre Nord şi 3 m spre Vest. Unde vă veţi găsi de fiecaredată faţă de punctul de plecare?

9. Un om pleacă pe următorul traseu: de la casa lui, 4 blocuri spre Est, 3spre Nord,

3 spre Est, 6 spre Sud, 3 spre Vest, 3 spre Sud, 2 spre Est, 2 spre Sud, 8spre Vest, 6 spre Nord, 2 spre Est şi 2 spre Nord. Cît de departe de casalui se va afla? (Indicaţie: utilizaţi o foaie dintr-un caiet dematematică, unde lungimea unui pătrăţel să reprezinte lungimea unui bloc.Toate blocurile au aceeaşi lungime.)

10. Fiind plecat în misiune, un echipaj al miliţiei trebuie să comunicedispeceratului central datele importante care influenţează desfăşurareacirculaţiei. Dar înainte de orice altă informaţie, echipajul trebuie săprecizeze „unde“ se află. Cum se va face această precizare?

11. O maşină pleacă de la kilometrul 24 al unei autostrăzi la ora 23 h 50min 26 s şi după o staţionare de 2 min 14 s la kilometrul 60, ajunge lakilometrul 110 la ora 1 h 44 min 56 s. Calculaţi deplasarea mobilului şidurata mişcării sale.

12. Ce semnificaţie au bornele kilometrice instalate pe margineaşoselelor?13. Pentru localizarea unui mobil pe o dreaptăeste necesar să alegem pe dreapta respectivă unreper (origine) şi să cunoaştem o coordonată depoziţie în raport cu originea stabilită.

Coordonatele punctelor aflate la stîngaoriginii se consideră .negative, iar cele

aflate la dreapta originii pozitive.Calculaţi deplasările mobilelor A, B, C, D, E, F,

O, cunoscînd din tabelul alăturat coordonatelepunctelor de plecare şi coordonatelepunctelor de sosire.

29

• * ' •tţ*.

14.Care este unitatea de măsură pentru deplasare în Sistemul Internaţional deUnităţi? Dar pentru durata mişcării?

15.Un mobil se află pe o dreaptă la 10 m faţă de un reper ales ca origine şila 13 m faţă de alt reper ales ca origine. Cele două repere, coincid?

16.La ora 7 şi 30 minute, un autocamion şi un autoturism pleacă de la bornakilometrică 10 a unei autostrăzi, mergînd în acelaşi sens. Automobiluldepăşeşte fiecare bornă kilometrică la intervale de 1 minut, iarautocamionul la intervale de 2 minute. Trasaţi graficele celor douămişcări mecanice pe acelaşi sistem de axe. Comparaţi cele două grafice.

17.La ora 14 şi 15 minute un automobil pleacă de la borna kilometrică 15, iaraltul de la borna kilometrică 30, mergînd în acelaşi sens cu primul.Fiecare din cele două mobile depăşeşte bornele kilometrice întîlnite laintervale de 1 minut. Trasaţi graficele celor două mişcări mecanice peacelaşi sistem de axe şi apoi comparaţi-le.

18.La ora 10 şi 5 minute un automobil pleacă de la borna kilometrică 40, iaraltul pleacă de la aceeaşi bornă la ora 10 şi 10 minute. Cele douăautomobile depăşesc bornele kilometrice întîlnite la intervale de 1 minut.Trasaţi graficele celor două mişcări mecanice pe acelaşi sistem de axe decoordonate. Comparaţi-le.

19.La ora 12 şi 10 minute, pleacă unul spre celălalt două automobile. Unul seafla la borna kilometrică 10, iar celălalt se afla la borna kilometrică30. Automobilele trec pe lîngă bornele întîlnite la intervale de 1 minut.Trasaţi cele două grafice pe acelaşi sistem de axe. Cele două mobile sevor întîlni. Unde? La ce oră?

Viteza mişcării. Mişcarea uniformăşi rectilinie1. în fotografiile stroboscopice din figura VI.25 sînt prezentate în imagini

succesive poziţiile a Cinci mobile aflate în mişcare. Intervalele de timpla care au fost înregistrate poziţiile fiecărui mobil sînt: 1) 0,74 s; 2)0,3 s; 3) 0,36 s; 4) 0,26 s; 5) 0,2 s. Folosind o riglă gradată puteţimăsura deplasarea fiecărui mobil între două poziţii alăturate sau întreoricare două poziţii.

a) Trasaţi graficele celor cinci mişcări în acelaşi sistem de a Ce observaţi?b) Calculaţi viteza fiecărui mobil, exprimînd-o în cm/s. Care dintre mobileau avut viteze egale?c) Cum sînt graficele mişcărilormobilelor ale căror viteze sîntegale?2. Folosind dispozitive din trusă, realizaţi montajul din figura VI.26, avîndgrijă ca distanţa dintre cele douămotoraşe să fie cît mai mare.

Barele verticale A, B, C, care vorservi ca puncte de referinţă, aşezaţi-le la distanţe de 2 m una faţă decealaltă. Puneţi în mişcare unul din motoraşe şi urmăriţi mişcarea noduluiN. Folosind un cronometru, determinaţi durata mişcării nodului N întreoricaredouă bare. Fig.V1.25

30

a) Trasaţi graficul mişcării mecanice a nodului N. Calculaţi viteza medie anodului, precum şi eroarea fiecărei determinări. h) Măriţi tensiunea electrică de la bornele motoraşului şi reluaţi aceleaşi determinări. Comparaţi-le cu rezultatele anterioare. (Temă experimentală.)

3. Viteza este o mărime fizică fundamentală sau o mărime fizică derivată? Darunitatea sa de măsură în SI?

4. Realizaţi montajul din figura VI.27. Suportul inelelor trebuie să fie cîtmai înalt, pentru ca distanţele dintre inele să fie de 30 cm. Puneţimotoraşul în funcţiune şi cronometraţi durata deplasării bilei B întreoricare două inele.a) Trasaţi graficul mişcării mecanice a bilei.b) Determinaţi viteza medie a bilei şi eroarea fiecărei determinări.

5. în acelaşi moment trec, printr-olocalitate A, un automobil cuviteza constantă de 20 m/s, omotocicletă cu viteza, constantă

de 72 km/h şi un autocamion cu vitezade 1 200 dm/min. Care va fi ordinea

sosirii lor în localitatea B?6. Privind la indicatorul

kilometrajului automobilului pecare-l conducea, un şofer a văzut

că acesta arăta numărul 15 951 km.Curios număr — îşi spuse şoferul.

Şi de la stînga la dreapta şi de ladreapta la stînga, oricum l-aiciti, numărul este acelaşi. Cine

ştie cîtă vreme va mai trece pînă voimai întîlni pe indicator un astfel de

număr?! Şi totuşi, numai după douăore, şoferul a avut din nou prilejul să

citească pe indicator un numărasemănător. Care a fost acelnumăr? Ce distanţă a mai parcursmaşina pînă în acel moment? Cu ceviteză s-a deplasat maşina?

Fig. VI.26

7,Doi ciclişti se mişcă unul spre celălalt, fiecare avînd faţă de sol viteza de15 kmli. Cînd distanţa dintre ei este de 30 km, o muscă de pe ghidonul primeibiciclete pleacă în zbor spre celălalt ciclist cu viteza de 20 km/h faţă desol. Cînd ajunge la acesta se întoarce şi execută această mişcare pînă laîntâlnirea cicliştilor. Care este distanţa parcursă de muscă?

£8, Cu ce viteză a trecut o maşină prin dreptul kilometrului 25, la ora 10, dacăla ora 10 şi 30 minute ajunsese la borna kilometrică 65? Viteza maşinii, întrecele două borne, se consideră constantă. ţ£9. Dacă o maşină pleacă dinBucureşti la ora 9 şi merge cu viteza regulamentară de 80 km/h, va ajunge eala Piteşti la ora 10 şi 15 minute? Distanţa dintre cele două oraşe- este de110 km. fio. La ce oră va ajunge în dreptul kilometrului 74 o maşină, dacă dela kilometrul 34 unde se afla la ora 10 şi 45 minute a mers cu vitezaconstantă de 80 km/h?

11.într-un tunel cu lungimea de 20 m intră o locomotivă lungă de 20 m, cu vitezade 20 m/s. După eît timp locomotiva părăseşte tunelul?

12.Pentru a ţine pasul cu tatăl său, un copil trebuie să alerge. Care dintre cimerge cu viteză mai mare?

13.Un agent de circulaţie a oprit un autoturism şi s-a adresat conducătoruluiacestuia: „Aţi depăşit viteza legală, circulînd cu viteza de 100 km/h“.Imposibil, răspunse conducătorul, n-am plecat de acasă decît de 10 minute!Dacă aţi fi fost în locul agentului de circulaţie, cum l-aţi fi convins peşofer că într-adevăr a încălcat regulile de circulaţie?

14.Distanţa dintre două localităţi M şi N este parcursă de trei excursionişti înfelul următor:— Ex merge tot timpul cu viteza de 5 km/h;— E.t merge pînă la jumătatea drumului cu viteza de 4 km/h şi apoi cu viteza de

6 km/h;— E3 merge pînă la jumătatea drumului cu viteza de 6 {km/li şi apoi cu viteza

de 4 km/h.Care a fost ordinea sosirii în localitatea N?

15.O bandă transportoare urcă cu viteza de 3 m/s. Pe bandă este pusă o cărămidăcare alunecă în jos cu viteza de 2 m/s faţă de bandă. Va ajunge cărămida sus?După cît timp? Lungimea benzii este de 20 m.

10. Pe platforma deschisă a unui vagon tras de o locomotivă cu viteza de 18km/h se deplasează o bicicletă. Cu ce viteză trebuie să se deplaseze aceastafaţă de vagon şi în ce sens, pentru ca să rămînă tot timpul în dreptul unuicopac de lîngă calea ferată?

Schimbarea stării de mişcare, rezultat al interacţiunii1.Pe o masă puneţi în mişcare două mingi identice, astfel încît să se

rostogolească una spre cealaltă. Ce schimbări vor rezulta din interacţiunealor? Dar în cazul în care mingile nu sînt identice? (Temă experimentală.)

2.Confecţionaţi-vă, din plastilină, două bile identice. Puneţi-le în mişcareastfel încît să se îndrepte una spre cealaltă. Dacă bilele interacţionează, ceschimbare se produce în mişcarea lor?

3.Faptul că paletele unei mori de vînt se mişcă însemnează că eleinteracţionează cu un alt corp. în ce constă această interacţiune? Dar dacăeste vorba despre o moară de apă?

32

4.

5.

6.7.8.

Fig. VI.2;

La un meci de fotbal se acordă o lovitură de la 11m. Executarea loviturii presupunetrecerea mingii din starea de repaus în starea de

mişcare.Caurmare acăreiinteracţiuni se realizează schimbarea acestei stări?

Prinderea unei mingi însemnează schimbarea stării demişcare a acesteia? în urma cărei interacţiuni?Oprirea unui automobil este efectul unor interacţiuni?

>O ţiglă smulsă de vînt de pe acoperişul unei caseeste rezultatul unei interacţiuni? Ce schimbări, înstarea de mişcare a ’unui om, pot interveni, caurmare a interac- ţiei sale cu vîntul care bate înrafale puternice? Consideraţi următoarele cazuri» «•stăm pe loc;

b. mergem şi vîntul bate din spate;c. ' mergem şi vîntul bate din faţă;d. mergem şi vîntul bate din partea stîngă;e. mergem şi vîntul bate din partea dreaptă.

2. INERŢIE. MASĂ. DENSITATEInerţia1.Dacă un stilou a fost uitat deschis prea mult timp, numai scrie. De aceea sînt necesare cîteva mişcări descuturare, după care stiloul va scrie din nou. Cumexplicăm acest rezultat?2.Cum explicaţi îndepărtarea prafului din covoare prinbatere?3.Cum explicaţi desprinderea fructelor de pe ramurileunui pom atunci cînd acesta este scuturat?4.Dacă motorul unei mişcări s-a oprit, aceasta îşi maicontinuă mişcarea. De ce?5.înainte de a intra în casă, la trepte ne scuturămpantofii, lovind de cîteva ori cu talpa în trepte. înacest fel, zăpada sau noroiul de pe pantofi, sedesprind. Datorită cărei proprietăţi?6.Pe o sapă s-a lipit pămîntul şi din cauza aceastamînuirea ei este greoaie. Cum dăm jos pămîntul de pesapă?7.Un om vrea să spargă un trunchi de lemn. Dă cu toporulîn el, dar acesta nu se sparge. Toporul s-a înţepenit înlemn şi n-are cum să-i scoată. Atunci el ridică toporulcu trunchi cu tot, îl roteşte în aer şi izbeşte cumuchia toporului în alt lemn aflat jos. După cîtevalovituri de acest fel, ei reuşeşte, să spargă trunchiul.Cum explicaţi?

8. Un om a făcut o tăieturăcu ferăstrăul într-un lemn, aşacum indică figura VI.28. Dupăcum vedeţi, tăietura nu este

33

completă. Pentru separarea celor două bucăţi el lasătrunchiul să cadă peste un alt lemn aflat jos. Credeţică s-au separat cele două bucăţi? De ce?9.Dintr-un teane de caiete, trebuie scos un caiet, fărăa le da la o parte pe celelalte. Cum procedaţi? Cumexplicaţi? (Temă experimentală.)10. Pe masă este aranjată o stivă de monede. Cumscoatem ultima monedă fără a dărîma stiva? (Temăexperimentală.)11. Pe suprafaţa orizontală a unei mese, în jurul unuiax vertical, se roteşte o sferă legată de acesta cu unfir. Cu un chibrit aprins daţi foc firului de legătură.Pe ce direcţie va pleca sfera? (Temă experimentală.)

Densitatea corpurilor

34

12. Aruncaţi o bilă metalică pe suprafaţa unei meseorizontale. Apoi încercaţi s-o opriţi. în care din celedouă, cazuri (la aruncare sau la oprire) bila se opuneacţiunii voastre? Ce proprietate a bilei este pusă. înevidenţă în acest exemplu? (Temă experimentală.)13. De ce după trecerea liniei de sosire, alergătorii nu seopresc brusc? Ce proprietate a corpurilor este pusă astfelîn evidenţă?

.Masa corpurilor

1.Ce înseamnă a determina masa unui corp?2.Masa unui corp este o mărime fizică fundamentală sauderivată? Kilogramul este0 unitate de măsură fundamentală sau derivată?3.Ce condiţie trebuie îndeplinită pentru a putea comparamasele a două corpuri? Dar pentru a le putea aduna sauscădea?)C4. Să se efectueze următoarele operaţii:a. 4 kg + 345 mg = ?X i. 235 g — 235 000 mg = ?c.lmg + lcg + ldg + lkg + ldag + lhg + lt = ?5.Care este criteriul după care se stabilesc categoriile deluptă la box?6.Ce înţelegeţi prin masa voastră? Cît este masa voastră?7.Se poate determina masa unei picături de apă? Cum? (Temăexperimentală.)8.Cu numai patru etaloane marcate trebuie să se facă, pe obalanţă obişnuită, cîntă- riri de la 1 kg la 40 kg, fărădiviziuni fracţionare. Ce masă trebuie să aibă fiecareetalon marcat?9.Avînd la dispoziţie numai un etalon marcat de 2 kg şi obalanţă, trebuie luat1 kg de orez, dintr-un sac. Cum este posibil?10. O scrisoare trimisă de o fabrică de rulmenţi unuidepozit, menţionează: „Datorită unei defecţiuni tehnice,fabrica noastră v-a expediat luna trecută o ladă cu rul-menţi avînd caracteristici tehnice necorespunzătoare.Rulmenţii pot fi identificaţi cu uşurinţă: în loc de 1 kg,ei au doar 950 g. Vă rugăm să identificaţi lada şi să oînapoiaţi fabricii."

— N-o să avem mare bătaie decap, spuse unmagaziner. Luna trecută am

primit numai şase lăzi, care ştim unde se află. Luăm dinfiecare cîte un rulmentşi din cîteva cîntăriri am depistat lada.

— De ce să facem cîteva cîntăriri, răspunse tovarăşul său. Eu mă angajez ca numai dintr-o singură cîntărire să aflu lada cu pricina.

Se lăuda oare cel de-al doilea magaziner? Voi cecredeţi? Cum. a procedat?

11. Determinaţi lungimea sîrmei dintr-un val de sîrmă, fărăsă desfăşuraţi sîrma. Aveţi la dispoziţie o balanţă. Cumveţi proceda? (Temă experimentală.)12. Cum se poate determina aria suprafeţei unei foi de

35

tablă cu o formă geometrică neregulată, avînd la dispoziţieo balanţă? (Temă experimentală.)13. într-un pachet sînt 1000 coaie de scris, avînddimensiunile: 210 mm şi respectiv 296 mm. Determinaţi masapachetului, fără balanţă, folosind notaţia de pe pachet: 70g/m*.

^ 14. Masa Pământului este de 5,977 • IO24 kg, iar masa Luniieste de 7,347 • 1022 kg. De cîte ori este mai mare masaPămîntului decît masa Lunii? Cu cît este mai mare masaPămîntului decît masa Lunii?1. Rupeţi o bucată, de plastilină, în bucăţi de mărimidiferite. Determinaţi masa şi volumul fiecărei bucăţi şiapoi făcînd raportul acestora calculaţi densitatea fiecăreibucăţi. Rezultatele fiind exprimate în aceleaşi unităţi demăsură, trebuie să fie reprezentate prin numere apropiate.Calculaţi apoi densitatea medie a bucăţii de plastilină,precum şi eroarea fiecărei determinări. (Temăexperimentală.)2. Dintr-un vas cu apă puneţi într-un cilindru 20 cm3, în altcilindru puneţi 50 cm3, iar în altul 80 cm3. Măsuraţi masaapei din fiecare pahar şi apoi determinaţi densitatea apeidin fiecare pahar. Calculaţi apoi densitatea medie a apeişi eroarea fiecărei determinări. (Temă experimentală.)

*3. Densitatea unui corp de aluminiu este 2 700 kg/m3, iar densitatea uriui corp de fier este 7,9 g/cm3. Care corp are densitatea mai mare?4.Ce condiţie trebuie să îndeplinească două densităţipentru a le putea compara? Analizaţi tabelul 3 de lasfîrşitul cărţii şi numiţi substanţele solide în ordineacrescătoare a densităţii lor.5.Ce semnificaţie atribuiţi faptului că densitatea unuicorp este mai mare decît densitatea altui corp?

*6. Densitatea este o mărime fizică fundamentală sau derivată? Dar unitatea sa de măsură în SI?7.Dintre două corpuri cu masele egale, are densitatea maimarea) corpul cu volumul mai mic;b) corpul cu volumul mai mare.8.Un cub de oţel cîntăreşte cît 1 cm3 de apă. Care estevolumul cubului de oţel? Densitatea oţelului este 8 g/cm3,iar densitatea apei 1 g/cm3.9.Pe o mensură diviziunile reprezintă centimetri cubi. Celichid trebuie turnat în mensură pentru ca diviziunile săreprezinte grame?

/< 10. O bucată de plumb cîntăreşte 2,26 kg. Care este volumul său? Densitatea plumbului este 11,3 g/cm3.

*11. Un cilindru de fier are volumul de 4 dm3. Care este masa sa? Densitatea fierului este 7 800 kg/m3.

fJL2. Două corpuri făcute din substanţe diferite au masele

egale pentru că: f>) Pi = p2;\) Pl^l = P2^2* _13. într-un vas se amestecă 5 cm3 de alcool cu 5 cm3 de apă.în alt vas se amestecă5 g de alcool cu 5 g de apă. în care din cele două vaseamestecul are densitatea mai mare?

3 — Probleme de fizică pentru gimnaziu

Densitatea corpurilor

36

14. Se dau 6 cuburi identice ca volum din fier, sticlă,aluminiu, plumb, cupru, argint. Aşezaţi aceste corpuri înordinea crescîndă a masei lor. (Pentru formularea răs-punsului consultaţi tabelul 3 de la sfîrşitul cărţii.)

^15. Două sfere una din cupru, cealaltă din sticlă au aceeaşi masă.a. Vor avea ele acelaşi volum?b. Care este mărimea raportului VjJV2?(Pentru formularea răspunsului consultaţi tabelul 3 de lasfîrşitul cărţii.)

3. DEFORMAREA CORPURILOR. GREUTATEA CORPURILOR

Deformarea corpurilor1.în cîte moduri puteţi deforma elastic o bucată decauciuc? (Temă experimentală.) î. Ce fel de deformăricapătă ramurile unui copac atunci cînd bate vintul?■C Care dintre afirmaţiile următoare sînt adevărate:’s-/ a. o sirmă de cupru este un corp elastic;

373

*

h. o sîrmă de cupru este un corp plastic;e. o sîrmă de oţel este un corp elastic;d. o sîrmă de oţel este un corp plastic.4.Este adevărat că acelaşi corp poate să fie elastic sau

plastic? în funcţie de ce?5.Ce fel de deformare realizează plămînii omului în timpul

respiraţiei?6.O riglă din material plastic este un corp elastic sau

plastic?7.Ridicîndu-ne de pe o canapea sau o dormeză nouă,suprafaţa acestora rămine perfect netedă. Nu acelaşi lucruse întîmplă după cîţiva ani de utilizare a acestora. Dece?8.Dintr-un lingou de oţel trebuie realizată o şină de caleferată. Ce fel de deformare reprezintă transformarealingoului în şină de cale ferată?Forţa. Măsurarea forţei1. Dacă schimbăm arcul unui dinamometru, păstrămnotaţiile de pe tija acestuia sau este necesară oreetalonare? (Temă experimentală.)2. Este necesară verificarea periodică a etalonării unui

dinamometru? De ce?3. Din neatenţie, pe tija unui dinamometru, notaţiileau fost trasate în ordine inversă. Dinamometrul indică 0,5N, atunci cînd nu este solicitat. Putem folosi acest dina-mometru? Care este forţa care trage de el, dacă indică 0,2N?4. Arcul unui dinamometru este blocat Ia mijloc, astfelcă trăgînd de el se va alungi numai jumătatea de jos a sa.Mai sînt valabile diviziunile de pe dinamometru, sauacesta trebuie reetalonat? (Temă experimentală.)5. Un dinamometru în interiorul căruia este un singurarc elastic are trasate diviziuni cu valoarea de 0,05 N.Ce va reprezenta fiecare diviziune, dacă se mai introduceîn interiorul dinamometrului un arc identic eu primul?(Temă experimentală.)Greutatea corpurilor1. Doi elevi au primit fiecare cîte un dinamometru şicîte un corp, pentru a le determina greutatea. Corpurilesînt identice. Modul în care ei au utilizat dinamometreleeste redat în figura VI.29. Care elev a procedat corect?(Temă experimentală.)2. Ce înţelegi prin greutatea ta? Care este greutatea ta?

Care este masa ta?3. De pe tija unui dinamometru s-au şters notaţiile.Poate fi folosit el pentru determinarea greutăţiicorpurilor? Dar pentru a compara greutăţile a douăcorpuri?it4. Greutatea unui om este 686 K' Care este masa y////////z.

■ acestuia?i 5. Care este greutatea unui cub cu

latura de 10 cm, a căruidensitate este 0,5 g/cm3?

38

*,6. Care este greutatea unui decimetru cub de apă? Dar aunui centimetru cub .de apă? Dar a unui metru cub deapă? Densitatea apei este 1000 kg/m3.

<7. Suspendînd de un arc un corp cu greutatea de 10 N,acesta s-a alungit cu 4 cm. Cît se va alungi resortul,dacă suspendăm de el un corp cu greutatea de 12 N?

fji. Suspendînd de un arc un corp cu greutatea de 20 N,acesta s-a alungit cu 5 cm. Ce greutate are corpul Fig.vi.29 adăugat, dacă resortul s-a mai întins cuîncă 3 cm?

39

^ 9. Pentru fiecare corp cu masa de 10 g adăugat pe suportulsuspendat de un resort, acesta se alungeşte cu 1 cm. Pentrufiecare corp cu masa de 10 g adăugat pe suportul suspendat de unalt resort, acesta se alungeşte cu 2 cm. Sînt identice cele douăresorturi? Reprezentaţi grafic în acelaşi sistem de axe (Al;G)legile deformărilor elastice ale celor două resorturi, f-10. Douăresorturi se alungesc cu aceeaşi cantitate dacă greutăţilesuspendate de ele sînt în relaţia: = 2 • G2. în ce relaţie vor fialungirile resorturilor dacă greutăţilesuspendate de resorturi sînt egale?

2.2. FENOMENE TERMICE

1. ÎNCĂLZIRE-RĂCIRE1. Schimbarea stării termice a unui corp este posibilă fărăinteracţiunea cu un alt corp?2. Din interacţiunea termică a două corpuri rezultă schimbareastării termice a ambelor corpuri? Daţi exemple.3. Starea termică a Pămîntului se poate modifica? Ca urmare ainteracţiei sale cu cine?4. Adăugind o picătură de apă într-un vas cu apă se modificăstarea termică a apei din vas? Dar a vasului? Dar a picăturii?Rolul hainelor groase, pe care le purtăm în timpul iernii, estede a schimba starea termică a corpului nostru, sau de a menţine oanumită stare termică a corpului nostru?Ce sînt conductorii termici? Dar izolatorii termici? Daţiexemple.7. Dacă prin punerea în contact termic a două corpuri nu semodifică stările lor termice, ce puteţi spune despre cele douăstări termice?

8. Două corpuri cu aceeaşi stare de încălzire, pot fi apreciate cuajutorul simţurilor ca avînd stări de încălzire diferite. Iată unexemplu:Scoateţi din frigider, cu o mînă, un vas metalie şi cu cealaltă ofarfurie. Veţi avea senzaţia că vasul metalie este mai rece. Dece?

9. De pe tija unui termometru s-au şters indicaţiile care marcaudiferite temperaturi. Ştiind că cel mai mic interval reprezenta 1grad Celsius, să se precizeze la ce mai poate fi utilizat acesttermometru?

^ 10. Un termometru arată în cameră temperatura 0X = + 20°C, iar afară temperatura

2 = —10°C. €are este diferenţa dintre temperatura aerului dincameră şi cel de afară?

11. Folosind un termometru gradat în scara Celsius, determinămtemperatura aerului din cameră şi găsim + 20°C. Dacă am construiun termometru la care cele două notaţii ale punctelor fixe să fieschimbate între ele, cît ar trebui să spunem că este temperaturaaerului din cameră?

40

3. Pentru ase asigura o îmbi-nare perfectă a două piese. metalice cu ajutorul unuinit, acesta se introduce maiîntîi în foc pînă se înroşeşteşi imediat se face nituirea. Dece?4. Desenul a din figura VI.30reprezintă o foaie de tablă deforma unui pătrat avînd înmijloc un orificiu circular.Identificaţi din restul desene-lor pe acela care reprezintă aceeaşi foaie de tablă, dar încălzită,precum şi desenul care reprezintăfoaia de tablă răcită.X & O foaie de tablă de aluminiu,avînd forma unui dreptunghi, prinîncălzire îşi modifică forma saudimensiunile?6. Ştiind că o foaie de tablă

metalică cu aria suprafeţei de 1m4, prin încălzire cu 95°C îşi măreşte aria suprafeţei cu 0,05cm5, cum trebuie împărţită în trei suprafeţe dreptunghiulare ofoaie de tablă din acelaşi material avînd forma unui dreptunghicu laturile de 2 m şi respectiv 6 m, în aşa fel încît încălzitecu 95°C, acestea să-şi mărească aria suprafeţei cu 0,1 cm2, cu0,2 cm2 şi respectiv cu 0,3 cm2?

7. Cîte lamele bimetalice (cupru-zinc) vă trebuie, pentru a construiun cadran dreptunghiular ale cărui laturi să rămînă drepte atîtîn timpul încălzirii cît şi în timpul răcirii?

*8. Pentru funcţionarea normală a unor piese metalice rotative, estenecesar să se construiască axul de rotatie si lagărele de rotatie

4 DILATAŢIA

1.Un resort metalic are 10 spire. Cîte spire va avea resortuldacă îl încălzim? Ce se întîmplă cu lungimea resortului dacă îlîncălzim? Dar dacă îl răcim?2. Ştiind că 1 m de sîrmă prin încălzire cu 125°C s-a dilatat cu0,005 mm, cum trebuie tăiată în trei bucăţi o sîrmă făcută dinacelaşi material cu lungimea de 12 m, în aşa fel încîtîncălzindu-le cu 125°C, prima bucată să se alungească cu0, 01 mm, a doua bucată să se alungească cu 0,02 mm, iar a treiabucată cu0, 03 mm?

5 EVAPORAREA. CONDENSAREA. FIERBEREA1.Care sînt factorii care favorizează evaporarea unui corplichid?

H 2. Introduceţi o mînă în apă şi cealaltă în alcool. Scoateţi-le înacelaşi moment. Care din mîini se va usca mai repede? Ce dovedeşte aceasta?Cum trebuie lăsată o umbrelă după ploaie? Cum trebiue puse rufelela uscat? Ce dovedeşte aceasta?

41

din acelaşi material. De ce?x9- O bilă metalică poate trece printr-un inel metalic, care are

acelaşi diametru interior. încălzind bila, aceasta nu mai are locprin inel. Ce s-ar întîmpla dacă am încălzi inelul în loculbilei? Dar dacă încălzim simultan în aceeaşi flacără şi inelul sibila? (Temă experimentală.)

XI». Se dau două bile sferice: una de aluminiu şi alta de cupru goalăîn interior, vopsite identic. Ambele au aceeaşi greutate şiacelaşi volum. Cum pot fi identificate?

11. Pe un fir întins între două suporturi este intercalat undinamometru. Indicaţiile acestuia vor fi afectate de variaţiatemperaturii firului? Cum explicaţi?

>12. Ce se întîmplă cu densitatea unei sfere de fier prin încălzire?Dar prin răcire?

13. Tumînd apă fierbinte într-un pahar rece, sau turnînd apă receîntr-un pahar fierbinte, acesta se poate sparge. De ce?

14. Un vas este plin cu apă care are temperatura de + 4°C. Ce seîntîmplă cu nivelul apei dacă încălzim vasul? Dar dacă îl răcim?

42

f~i. Un balon mare de săpun se sparge mai repede decît un balon mic. De ce? j 5. Vasele reprezentate în figura VI.31 conţin cantităţi egalede apă. în care din vase apa se va evapora mai repede? Numerotaţi vasele în ordinea evaporării complete a apei din fiecare.

Fig. VI.31

6. Cele două vase comunicante din figura V1.32 conţin apă pînă laacelaşi nivel.a) Considerînd robinetul R închis, cum va evolua nivelul apei încele două vase?b) Considerînd robinetul R deschis, cum va evolua nivelul apei încele două vase?

*7. Mîinile se usucă mai repede,dacă le vînturăm prinaer. Ce dovedeşteaceasta?

*8. Dacă bate vîntul, rufelese usucă mai repede. De ce?

Două vase identiceconţin cantităţi egalede apă. Unul se află laumbră, iar celălalt lasoare, în care din vase

apa se evaporă mai repede? Ce dovedeşte aceasta?10.în încăperile unde se lucrează cu mercur trebuie să se asigure o

aerisire permanentă. De ce?11.Pe culmile înalte ale munţilor, simpla fierbere a alimentelor

într-un vas deschis le lasă pe acestea crude. De ce? Dar dacăfierberea s-ar face într-un vas închis?

12.într-o eprubetă este apă pînă la jumătate. Cum putem da afarăaerul din eprubetă, aflat deasupra apei?

^Ll3. Pentru a se asigura păstrarea îndelungată a diferitelorproduse conservate, în vasele care le conţin, nu trebuie sărămînă aer. Cum procedează în acest scop gospodinele? Cumexplicaţi?

14.Alcoolul fierbe la 78°C, iar apa la 100°C. Descrieţi fierbereaunui amestec de apă cu alcool. într-un sistem de axe(temperatură; timp) reprezentaţi diagrama de fierbere a acestuiamestec de corpuri lichide. (Temă experimentală.)

15.Un pahar conţine un amestec de apă cu alcool. Cum ar putea fiseparate cele două componente ale amestecului?

a) determinaţi temperatura aerului în apropierea unui rîu;b) determinaţi temperatura aerului departe de rîu.Comparaţi rezultatele. Vor fi identice? De ce? (Temăexperimentală.)3.Mercurul este singurul metal care în condiţii normale depresiune şi temperatură este în stare lichidă. Aceasta însemneazăcă el nu poate fi şi în stare solidă?4.înainte de a se topi, o bucată de gheaţă se moaie, sau trecedirect în stare lichidă? Comparaţi comportarea gheţii în timpultopirii cu comportarea naftalinei sau cu comportarea unei bucăţide ceară în timpul topirii. (Temă experimentală.)5.Topiţi într-o cutie o cantitate oarecare de ceară. Suprafaţaliberă a lichidului obţinut este plană şi orizontală. Lăsaţi apoiceara să se solidifice. Ce formă va avea suprafaţa cerii dupăsolidificare? (Temă experimentală.)6.Cum este posibil ca un gheţar să treacă prin strîmtorile dintrestînci fără ca el să se spargă?

*7. Aţi auzit de expresia: „Frig decrapă pietrele." Oare la ce sereferă?8.într-o cameră cu temperatura de —10°C, aducem un bloc de gheaţă şi îlaşezăm pe două scaune, aşa cum sevede în figura VI.33. Pesţe blocul degheaţă trecem o sîrmă subţire, darrezistentă,care are la capete douăgreutăţi identice. După cîtva timprevenim în cameră şi constatăm:a) cele două greutăţi şi cu sîrma se află Fig.VI.83sub blocul de gheaţă; 1

b) blocul de gheaţă este întreg.Oare cum a fost posibil? Să fi trecut sîrma prin blocul de gheaţă?De ce n-am găsit atunci două bucăţi de gheaţă? Oare s-a topitgheaţa în calea sîrmei? Cum era posibil acest lucru, că doartemperatura camerei este de — 10°C? (Temă experimentală.)

2.3. FENOMENE ELECTRICE ŞI MAGNETICE

1. ELECTRIZAREAAl. Precizaţi în care din cele trei cazuri prezentate în figura VI.

34, bobiţele pendulului electrostatic pot fi:A.Ambele pozitive. ţ

B. Ambele negative.C. Ambele neutre.D. Una pozitivă, cealaltă negativă.'///Z/S, '/////A

01

Fig.VI.34

44

2. De ce nu se recomandă ştergerea cu o ţesătură obişnuită, demai multe ori şi apăsat a discurilor de picup?Se dau 4 sfere metalice electrizate A, B, C, D. Se ştie că A esteelectrizată pozitiv iar C este negativă. Se ating sferele A cu Bşi C cu D. Cum vor interacţiona după aceea sferele:a) A cu D;b) B cu C;c) A cu B;d) C cu D?4. Cum puteţi neutraliza un baston de sticlă electrizat? Dar oplăcuţă de PCV? (Temă experimentală.)5. Apropiaţi o baghetă electrizată de un jet subţire de apă cecurge de la un robinet. Cum explicaţi deviaţia jetului? (Temăexperimentală.)6. De sfera unui electroscop se apropie, fără să se atingă, oplăcuţă de PCV electrizată. Foiţele se depărtează. Puteţipreciza semnul sarcinii electrice a foiţelor? Dar a sferei?(Temă experimentală.)7. Cum veţi proceda pentru a stabili cu ce fel de sarcinăelectrică este electrizată o riglă din plastic, avînd ladispoziţie o plăcuţă de PCV şi electroscopul? (Temăexperimentală.)8. Apropiind o baghetă electrizată de un electroscop electrizatpozitiv fără a-l atinge, foiţele acestuia încep să se apropie.Care este semnul sarcinii de pe baghetă? (Temă experimentală.)9. De ce nu pot fi electrizate vergelele metalice ţinute în mînă?Cum ar trebui procedat pentru a le putea totuşi electriza?10. Concepeţi un experiment prin care să dovediţi că prinfrecarea a două corpuri unul se electrizează + iar celălalt —.(Temă experimentală.)11. De ce atunci cînd hainele se curăţă cu benzină acasă, esteindicat ca operaţia să se execute afară şi nu în încăperi?12. Cînd apropiem mîna de curelele de transmisie ale unoragregate, adesea se produc scîntei electrice, care sînt îngeneral periculoase. (Atenţie, nu apropiaţi mîna de acestecurele.) Cum explicăm producerea acestora?13. Cine are dreptate: cei care susţin că trăznetul îl loveştepe om de sus sau cei care susţin că îl loveşte de jos, dinpămînt?14. Două sfere metalice identice aşezate pe suporţi izolatorisînt electrizate cu sarcini de semne contrarii. Este posibil capunîndu-le în contact să nu se neutralizeze? r15. Cum explicaţi atracţia dintre un corp electrizat şi un corpneutru?

7^16. De ce în timpul furtunilor, este periculos să te adăposteşti subarbori înalţi?17. Cum explicaţi faptul că deşi tunetul şi fulgerul sîntfenomene ce se produc simultan, ele sînt recepţionate la momentediferite?

^ 18. După ce s-a produs fulgerul, tunetul s-a auzit la un intervalde timp de 4 s. La ce distanţă de observator s-a produsfulgerul? Veţi considera că lumina se propagă instantaneu, iarsunetul are în aer viteza de 340 m/s.

2.MAGNETIZABEA

45

1. Se dau bile identice ca dimensiuni din: aluminiu, fier, cupru,sticlă, oţel, lemn, ebonită, vopsite toate în aceeaşi culoare.Avînd la dispoziţie o busolă, indicaţi un procedeu prin care leputem separa pe cele din fier şi oţel de celelalte. (Temăexperimentală.)

46

IA'i

2. în bobina din trusă, conectată la o baterie de 4,5 V sau laalimentatorul didactic reglat la tensiunea de 6 VCc, introduceţipe rînd vergele din fier, aluminiu, oţel, cupru, sticlă, lemn.Apropiaţi un capăt al acestor vergele de pilitură de fier şiobservaţi care din vergele se magnetizează şi care nu. (Temăexperimentală.)3. Vi se dă o bară metalică şi nu ştiţi dacă este magnetizată. Nuaveţi la dispoziţie decît un fir de aţă. Cum veţi proceda pentrua stabili dacă este magnetizată sau nu? (Temă experimentală.)4. Cum se poate magnetiza o bară de oţel avînd la dispoziţie unmagnet? (Temă experimentală.)5. Apropiaţi un magnet de o monedă de 15 bani din aluminiu. Veţiconstata că magnetul nu o atrage. Avînd la dispoziţie o altămonedă de 15 bani dintr-un aliaj ce conţine fier, cum veţiproceda pentru ca magnetul să o atragă şi pe prima? (Temăexperimentală.)6. în ce punct sau puncte de pe suprafaţa Pămîntului, un acmagnetic indică nordul magnetic cu oricare dintre vîrfuri?7. în ce punct sau puncte de pe suprafaţa Pămîntului, un acmagnetic indică sudul magnetic cu oricare dintre vîrfuri?8. în ce punct sau puncte de pe suprafaţa Pămîntului un acmagnetic indică cu acelaşi vîrf sudul magnetic şi nordulgeografic?

p(9. în ce punct sau puncte de pe suprafaţa Pămîntului, un ac magnetic indică cu acelaşi vîrf nordul magnetic şi sudul geografic?10. Un cort de formă pătrată are toate cele 4 laturi orientate către

sud. Cătrecortseîndreaptă un urs.a) Unde este situat cortul?b) Ce culoare are ursul?11. Cu ajutorul unei busole se poate determina direcţia poluluiNord geografic, dacă ne aflăm la polul Sud magnetic?12. Puneţi un mic magnet în formă de bară pe un dop şi aşezaţisistemul pe-suprafaţaapei dintr-un pahar. Se va orienta sistemul la fel. ca atunci

cînd magnetul estesuspendat în aer cu un fir? (Temă experimentala^)13. Cineva are doi magneţi identici în formă de bară. Folosindunul singur el a putut ridica 50 g cuie de fier. Folosindu-i peamîndoi el povesteşte că n-a putut ridica nici măcar un cui. Oareeste posibil? (Temă experimentală.)14. Suspendaţi un magnet bară cu un fir de aţă şi apoiintroduceţi magnetul într-un vas cu apă. Se va orienta acesta lafel ca şi în aer? (Temă experimentală.)

jf 15. Cîţi magneţi se obţin dacă tăiaţi magnetul din figura VI.35:a) în lungul axei A'B'? b j în lungul axei A"B"?

A*Fig. V1.35 N

47

!B'16. Rugaţi colegul de bancă să aşeze pe masă un magnet bară şisă-i acopere cu o foaie de carton, fără a vedea poziţiamagnetului. Avînd la dispoziţie pilitură de fier cum veţi procedapentru a găsi poziţia polilor magnetului? Se poate preciza careeste polul nord şi sud al magnetului? (Temă experimentală.)

48

(1)

17. Magnetizaţi o bilă de oţel introducînd-o într-o bobină,conectată la tensiunea de 6—12 Voe. Căutaţi o metodă dedeterminare a locului în care se află polii bilei magnetizate,avînd la dispoziţie numai o placă de fier. (Temă experimentală.)18. Avînd la dispoziţie un dinamometru şi o tijă pentrudiscuri crestate, cum veţi proceda pentru a identifica poliiunui cub magnetizat?19. Sub o foaie de carton, aşezaţi un magnet, iar pe foaiepuneţi cîteva cuişoare din fier. Mişcaţi magnetul şi observaţicomportarea cuişoarelor. înlocuiţi foaia de carton cu una dinfier sau de oţel şi mişcaţi din nou magnetul. Ce constataţi înfiecare din cele două cazuri?20. Ţinînd seama de observaţiile din problema precedentă,puteţi spune dacă într-un submarin cu pereţii din oţel, se poatefolosi pentru orientare, busola?

3.CURENTUL ELECTRIC. EFECTE1. Indicaţi tensiunile furnizate de bateriile pe care lefolosiţi pentru alimentarea unor aparate de radio, casetofoane,jucării electrice etc.2. Ce greşeli puteţi remarca în circuitul din figura YI.36?3. în figura VI.37 becul (1) s-a ars. Circuitul este închis saudeschis? Dar dacă se arde becul (2)?

4. înfiguraVI.38becul(2) s-a ars.

Circuitul, în acest caz, este închis sau deschis?Dar dacă se arde becul (J)?5. între punctele M şi N ale circuitului din figura VI.39, se introduc pe rînd vergele din următoarele materiale: sticlă, aluminiu, cupru, lemn, plastic, oţel, ^ plumb, fier, grafit. Care din materialele introduse permit aprinderea becului? (Temă experimentală.)

49

50

Fig. VI.411,5V

n

6. Orice substanţă introdusă în apa distilată o face conductoare? Daţiexemple de substanţe care introduse în apa distilată o facconductoare. (Temă experimentală.)

7. Un cablu bifilar (format din două fire metalice izolate dispuseparalel) are unul din fire rupt, fără ca locul defecţiunii să poatăfi sesizat vizual sau prin palpare. Avînd la dispoziţie un bec de3,5 V şi o baterie, cum veţi proceda pentru a depista firul defect?(Temă experimentală.)

8. O baterie, un dinam, constituie dispozitivecare produc curent electric. Ele se mainumesc şi generatoare de curent electric,după unii autori, sau generatoare detensiune, după alţii. Dacă ţinem seama derolul lor în circuitele electrice, care dincele două denumiri consideraţi că este maipotrivită?

9. Aţi văzut că o baterie de 4,5 V este formatădin 3 elemente de 1,5 V legate într-un anumitmod. Pe baza observaţiei făcute, completaţidesenul din figura VI.40 astfel încît schiţa săreprezinte o baterie de 4,5 V.

10. Valorile înscrise pe un bec se numesc şivalori nominale. Printre ele se indică şi tensiunea pentru care estedestinat becul a funcţiona. Ce efect are alimentarea becului la otensiune mai mare decît cea nominală? Dar dacă tensiunea este maimică?

11. Bucuroşi că le-am adus bateriile mult aşteptate, Mihaela şiDaniel s-au grăbit să le monteze în caseta maşinuţei Daciei 1300(fig. VI.41). Dar surprinză... jiaşinuţa nu mergea. Am desfăcutcapacul casetei şi... dar mai bine să vă las pevtii §ă descoperiţicauza defecţiunii!

IM*m-o

Fig. VI.42

12. Unele din aparatele de radio fabricate la noi în ţară sînt alimentate la o tensiune de 7,5 V, folosindu-se în acest scop 5 baterii de 1,5 V, introduse într-o casetă ca în figura-VI.42, a. Utilizînd ca simbol al baterieisemnul din figura VI.42, b, introduceţi cele

5 baterii în casetă astfel ca aparatul săfuncţioneze normal.13. Se dă circuitul din figura VI.43.Arătaţi ce se observă, dacă se facurmătoarele acţionări:a) se închide Kx, iar K2 rămîne deschis;b) se închide K2, iar Kx se deschide.

51

c) se închid ambele întrerupătoare. (Temă experimentală.)14. Precizaţi care din circuitele din figura VI.44 sînt realizatecorect.

B

cFig. VJ.44

15.în care din situaţiile prezentate în figura VI. 44 închidereaîntrerupătorului determină un scurtcircuit foarte periculos pentru generator?

16,Care din situaţiile prezentate în figura VI. 45 reprezintă:A. becuri legate în serie;B. becuri legate în paralel;C. becuri legate mixt?

°- -®------1- -I- -1

O- -0-o—(gh

o-(gHgHg>-o ■O—CB)—®— —

<gHg>—

45

+

17. Urmăriţi circuitul din figura VI.46 şi precizaţi care dinbecuri se aprinde dacă:

a.se închide Kx (K2 deschis);b.se închide K2 (i£x deschis);c.ambele întrerupătoare sînt închise.

18. Cum sînt grupate becurile folosite pentru iluminatul clasei voastre? încercaţi să întocmiţi schema instalaţiei de iluminat şi să o verificaţi experimental.

B2 K2-0 0+

CtH-B,

Fig. VI.46 Fig.VI.47

19. în ce situaţie mai multe becuri se leagă în serie? Daţi exemplu. Ce dezavantaj prezintă acest mod de legare al lor?

20. în ce situaţii, mai multe becuri se leagă în paralel? Daţi exemplu. Ce avantaj prezintă acest mod de legare a lor?

21. Cum sînt grupate două consumatoare alimentate de la o singurăpriză?22. Circuitul din figura VI.47 permite:

A. Aprinderea celor două becuri numai dacă:a) Kx închis, K2 închis;b) Kx deschis, K2 deschis;c) K\ închis, Ka deschis;A) Kx deschis, K2 închis; e) imposibil.B. Stingerea Celor două becuri numai dacă:' a) Kx închis, K2 închis;b) Kx deschis, K2 deschis;c) Kx încins, K2 deschis;d) K% deschis, K2 închis;e) imposibil.C. Aprinderea becului Bx şi stingerea becului B2 dacă:a)Kx închis, K2 închis;b)Kx deschis, K% deschis;c)Kx închis, K2 deschis;d)Kx deschis, K2 închis;e)imposibil.D. Aprinderea becului B2 şi stingerea becului Bx dacă:a) Kx închis, K2 închis;b) Kx deschis, K2 deschis;c) Kx închis, K2 deschis;d) Kx deschis, K2 închis;

46

e) imposibil.(Temă experimentală.)

Kig. VI.48

23. între doi suporţi izolatori, seîntinde un fir de nichelină (AB) demijlocul căruia se suspendă o tijă pentrudiscuri crestate (fig. VI.48). Firul seconectează la un generator de tensiune,prin intermediul unui întrerupător. Laînchiderea circuitului, se observă cătija coboară, lucru remarcat cu ajutorulriglei gradate. Cum explicaţi aceastăobservaţie? Ce efect al curentuluievidenţiază ea? (Temă experimentală.),

24. Realizaţi dispozitivul experimentaldin figura YI.49, avînd grijă ca sîrmuliţaS dintre punctele ABsă fie din nichelină. Prin dop, treceţi tijele metalice a, b şiun tub de sticlă T în care se găseşte o picătură de lichidcolorat. Conectaţi dispozitivul la un generator de tensiune.Observaţi comportarea picăturii de lichid şi explicaţi celeconstatate, dacă în vas se găseşte aer.

25.Văzînd rupt firul metalic spiralat al unui reşou, Bogdan s-agîndit că nu e prea greu să-i înlocuiască cu altul. A luat osîrmă de cupru la fel de lungă şi groasă ca a celei înlocuite,a modelat-o în formă de spirală şi a introdus-o prin canaleleplăcii de şamotă. A legat-o la cele două borne ale reşoului şiI-a introdus în priză. Dar... vă lăsăm pe voi să remarcaţigreşeala făcută de Bogdan şi consecinţele ei.

Fig. VI.50

26.Pînă la ce temperatură se poate încălzi apa dintr-uncalorimetru cu ajutorul unei sîrme de nichelină? Dar cu una dinfier?

27.Pe un bec există inscripţia 100 W —220 V. Ce mărimicaracteristice semnifică această inscripţie?

28.Două becuri legate în paralel luminează diferit. Care din eleare o putere mai mare?

29.De ce se recomandă să nu utilizăm busolele în apropiereaconductoarelor parcurse de curent?

30.în apropierea unui tub de sticlă închis la ambele capete, seaşază un ac magnetic (fig. VI. 50). Acul va devia atunci cînda. tubul se umple cu mercur;b. tubul se umple cu apă, distilată;e. tubul se umple cu soluţie apoasă de sare de bucătărie. (Temăexperimentală.)

31.O bobină străbătută de curent se comportă ca un magnet bară. Sepot schimba polii ei? Justificaţi-vă răspunsul pe caleexperimentală.

48

32.Luaţi o bobină cu sîrmă de cupru şi conectaţi-o la o baterie.Apropiaţi bobina de un ac magnetic suspendat pe suport.Observaţi comportarea acului magnetic. Care din răspunsurileurmătoare consideraţi că este cel corect:a) sîrma de cupru se magnetizează cînd trece curentul prinea; bj sîrma nu se magnetizează dar curentul acţionează asupra magnetului; ti bobina străbătută de curent se comportă ca un magnet?

49

Fig. VL52

Un elev vrea să demonstreze că bobina parcursă de curent estecapabilă să devieze un ac magnetic de la direcţia N — S. Bobina arealizat-o din fir bifilar de cupru izolat ca în figura VI.51. Areuşit el să demonstreze ceea ce dorea? (Temă experimentali)

b ni

34. De ce miezul electromagneţilor se confecţionează de obiceidin fier şi nu din oţel?

35. Qum justificaţi faptul căelectromagneţilor li se mai spune„magneţi temporari"?

36. în figura VL 52, vi şe prezintă unmodel de releu electromagnetic, la

care L este o lamă de oţel elastică.încercaţi să explicaţifuncţionarea în următoarelesituaţii:

a) întrerupătorul K închis;b) întrerupătorul K deschis.

37. Cînd se lucrează la unele maşini-unelte,strunguri, polizoare etc., < este obligatorie

purtarea ochelarilor de protecţie, pentru a se evita accidentenedorite prin pătrunderea în ochi a unor particule metalice.Dacă totuşi s-a produs accidentul, cum credeţi că procedeazămedicii pentru a extrage corpul metalic (din fier sau oţel)pătruns în ochi?

38. Ştiţi că apa în stare pură nu conduce curentul electric.Cum explicaţi faptul că prin cufundarea a două conductoarelegate la polii unei surse de curent într-un vas cu apă de larobinet (apă potabilă) pe acestea apar bule de gaz indicîndproducerea efectului electrochimic?

2.4. FENOMENE OPTICE

1.SURSE DE LUMINĂ. CORPURI TRANSPARENTE ŞI CORPURI OPACEXl. în condiţii obişnuite care din următoarele corpuri sînt surse de lumină şi care sînt corpuri luminate: Soarele, cartea, licuricii, Luna, peretele, becul electric, tabla, flacăra unei lumînări? jţi Csm am putea şti dacă un obiect este sursă de lumină

50

sau este un corp luminat?3. Sirt încăperi în care lumina produsă de surse cade întîi petavan şi pe părţile superioare ale pereţilor. Care sîntavantajele acestui mod de iluminare a încăperii?4. Prî .lşi un bec electric, atunci cînd tensiunea electrică lacare este conectat scade. Ce puteţi «pune despre luminaprodusă? (Temă experimentală.)

51

%.o. în ce condiţii un fir metalic poate fi sursă de lumină. i■ 6. Daţi exemple de surse de lumină care să nufie corpuri incandescente.

7. Dintr-o bucată de sticlă neutilizabilă, tăiaţi cîtevaplăcuţe. Priviţi un obiect printr-o plăcuţă şi apoi observaţi-1 printr-un număr mai mare de plăcuţe. Ce puteţi spune despretransparenţa sticlei? (Temă experimentală.)8. Un marinar aflat într-un submarin, la adîncimea de 300 m,priveşte spre suprar faţa apei. Poate el observa lumina zilei?Justificaţi răspunsul.

2. PROPAGAREA RECTILINIE A LUMINII.FASCICUL LUMINOS. RAZĂ DE LUMINĂ.

VITEZĂ DE PROPAGARE

■ţ. 1. Pentru a verifica dacă o scîndură a fost netezită bine cu rindeaua, tîmplarul o ridică la înălţimea ochilor. Cum explicaţi acest lucra?2. Un om se deplasează cu viteză constantă astfel încît: timpde două minute umbra sa este în partea dreaptă; în următoarele2 minute umbra este în urma sa; apoi timp de 2 minute umbraeste în stînga sa; ultimele 2 minute umbra este în faţa sa.Executaţi un desen în care să marcaţi traiectoria omului.3. Un disc opac cu diametrul de 2 cm este aşezat între o sursăluminoasă punctiformă şi un ecran paralel cu discul. Dacădistanţa între sursă şi ecran este 10 em şi discul se află lajumătatea distanţei, să se reprezinte printr-un desen modul încare se formează umbra discului pe ecran şi să se determinediametrul umbrei.4. în ce moment al zilei umbra unui corp este cea mai mică? Darcea mai mare?5. Priviţi-vă umbra pe suprafaţa pămîntului. Umbra picioareloreste conturată net iar umbra capului este mai ştearsă. Ţineţimina în faţa unei foi de hîrtie. Veţi observa o umbră netă.îndepărtaţi mîna de hîrtie şi umbra fiedlrui deget devine dince în ce mai îngustă. Cum explicaţi aceasta?Pe un stadion, la un meci în nocturnă, în jurul unui jucătorexistă patru umbre. Cum justificaţi această observaţie?7. în ce condiţii este posibilă observarea unei eclipse deLună?8. Conturul umbrei Pămîntului pe suprafaţa Lunii, în timpulunei eclipse, este un arc de cerc. Ce fel de eclipsă este şice semnificaţie atribuiţi conturului circular?

f. 9. Ştiind că lumina se propagă în aer cu viteza de 300 000 000 m/s, ce distanţă va parcurge ea în 10 secunde?

X10. în cît timp parcurge lumina distanţa mijlocie de la Pămînt laLună de 384 000 km?

f 11. Lumina de la Soare ajunge pe Pămînt după 8 minute şi 18 secunde. Care este distanţa medie de la Soare la Pămînt?

f 12. Dacă lumina străbate o distanţă, în aer în 2,25 secunde, încît timp va străbate aceeaşi distanţă în apă? (Viteza luminii în apă se ia de 225 000 m/s.)13. Distanţele astronomice se măsoară adesea în ani — lumină(a.l.). (Un an lumină este distanţa parcursă de lumină în timpde un an.) Determinaţi această distanţă în miliarde de

52

kilometri.14. în anul 1632 Galileo Galilei publica cea mai importantălucrare a sa intitulată „Dialog despre cele două sistemeprincipale ale lumii — sistemul lui Ptolemeu şi sistemul luiCopemic“. Personajele lucrării, Salviati, Sagredo şiSimplicio, întreţin un dialog de-a lungul a patru zile: înprima zi ei discută despre unitatea Pămîntului cu celelalteplanete; în ziua a doua ei vorbesc despre mişcarea de rotaţiea Pămîntului ; ziua a treia este consacrată mişcăriiPămîntului în jurul Soarelui, iar în ziua a patra subiectuldiscuţiilor este fluxul şi refluxul.

Discuţia lor se referea la întrebările:Viteza luminii este sau nu este infinită?

Putem indica o metodă de determinare experimentală a vitezeiluminii?

53

Iată’un fragment din discuţia lor:Simplicio: Cînd vedem trăgînd un tun la o distanţă mare, lumina

flăcării ajunge la ochii noştri fără pierdere de timp, pe cîndsunetul ajunge la urechi după un interval de timp.

Sdlviati: Ei, signore Simplicio, din această experienţă foarteimportantă, nu. deducem altceva decît că sunetul ajunge laurechea noastră, într-un timp mai lung decît ajunge lumina laochi, dar nu mă asigură că propagarea luminii este instan-tanee...

Sagredo cere explicaţii suplimentare şi apoi îşi exprimăacordul cu unul dintre cele două personaje de mai sus, personajcare îl reprezintă în dialog pe Galileo Galilei.Care personaj îl reprezintă pe Galileo Galilei şi care esterăspunsul la cele 'două întrebări?

15. Analizaţi conţinutul fizic din următoarele versuri ale poeziei „La steaua" de Mihai Eminescu:

La steaua care arăsărit E-o caleatît de lungă,Că mii de ani i-au trebuit ■Luminii să ne-ajungă.

Poate de mult s-a stins în drum în depărtări albastre,Iar raza ei abia acupn Luci vederii noastre.

Icoana stelei ce-amurit încet pe cerse suie Era pe cîndnu s-a zărit Azi ovedem şi nu e.

3. FENOMENUL DE REFLEXIE.OGLINZI PLANE ŞI OGLINZI SFERICE

1. Care este unghiul de reflexie şi care este unghiul de incidenţă,în figura VI.53?2. Cîte raze reflectate sînt posibile pentru o rază incidenţă datăcare cade pe o oglindă:a) mai multe;b) una singură?/3. Ce valoare are unghiul de reflexie dacă raza

incidenţăeste perpendiculară pe o oglindă plană:a) 90°; b) 45°; c) 0°. j^4. Ce valoare areunghiul de incidenţă, dacă raza reflectată de ooglindă plană face un unghi de 60° cu raza

54

incidenţă:a) 0°; b) 30°; c) 60°? Fig.VI.68

4 — Probleme de fizică pentru gimnaziu

55

^ 5. Eaza incidenţă face cu oglinda plană un unghi de 30°. Ce valoare va avea unghiul de incidenţă: a) 30°; b) 60°; c) 0°?«.6. Ce valoare va avea unghiul de incidenţă pe o oglindă plană, pentru ca raza reflectată să fie perpendiculară pe cea incidenţă: a)0°; b) 45°; c) 90°?7. Dacă un om vede într-o oglindă plană ochiul altui om, cel de-aldoilea om poate să vadă în oglindă pe primul? Explicaţi fenomenulfăcînd şi o schiţă cu mersul- razelor de lumină.^8. Un obiect se află la distanţa de 1 m de o oglindă plană.a) La ce distanţă se va afla el de imaginea sa în această oglindă?b) Dacă obiectul se depărtează cu 50 cm de oglindă, cu cît se vadepărta de imaginea sa?9. Care va trebui să fie poziţia unei oglinzi plane astfel cadirecţiile razelor incidenţă şi reflectată să fie cele din figuraVI.54?10. Aveţi la dispoziţie o oglindă plană formată dintr-o plaeă desticlă argintată pe una din feţe şi un creion ascuţit. Deplasaţicreionul cu vîrful spre oglindă şi perpendicular pe aceasta,observînd imaginea lui în oglindă. Ce puteţi spune despre aceastălungime?11. Desenul din figura VI.55 reprezintă imaginea cadranului unuiceas într-o oglindă plană. Puteţi spune ce oră indică?12. De ce luceşte mai tare un obiect bine lustruit decît unul cuasperităţi?13. Folosindu-vă de două oglinzi plane, imaginaţi un dispozitiv(numit periscop) astfel încît, după reflexia pe a doua oglindă,raza obţinută să fie paralelă cu^ raza incidenţă pe prima oglindă.

VI.14. Cum trebuie situate două oglinzi plane astfel ca razele delumină să fie reflectate ca în figura VI.56.15. Două oglinzi plane care fac între ele un unghi de 90° sîntaşezate perpendicular pe o masă. Dacă între ele se aşază un obiect,cîte imagini se formează în cele două oglinzi? Desenaţi imaginileformate.16. Care sînt literele mari de tipar din alfabet care apar scrisecorect şi atunci cînd sînt privite într-o oglindă plană înurmătoarele cazuri:a) oglinda aşezată în stingă literei;b) oglinda aşezată în dreapta literei;c) oglinda aşezată deasupra literei;d) oglinda aşezată sub literă.17. Două oglinzi plane formează un unghi drept. Arătaţi că o razăde lumină, în urma reflexiei pe cele două oglinzi, rămîne paralelăcu raza incidenţă, indiferent de valoarea unghiului de incidenţă.ÎS. Enumeraţi cîteva aplicaţii practice ale reflexiei luminii peoglinzi plane.

Fig. VI.

56

19.Pentru ca imaginea reală a unui corp într-o oglindă concavă săfie mai mare decît obiectul acesta trebuie situat:a) între focar şi dublul distanţei focale;b) dincolo de dublul distanţei focale;c) între focar şi oglindă.

20.Pentru ca imaginea reală a unui corp într-o oglindă concavă săfie mai mică decît obiectul acesta trebuie situat:a) între focar şi dublul distanţei focale;b) dincolo de dublul'distanţei focale;c) între focar şi oglindă.

21.O oglindă concavă are distanţa focală de 10 cm. Ce puteţi spunedespre imaginea unui obiect în această oglindă dacă:a) obiectul se află la 30 cm de oglindă;b) obiectul se află la 15 cm de oglindă;c) obiectul se află la 5 cm de oglindă.

22.O oglindă convexă are distanţa focală de 10 cm. Ce puteţi spunedespre imaginea unui obiect în această oglindă dacă:a) obiectul se află la 30 cm de oglindă;b) obiectul se află la 15 cm de oglindă;c) obiectul se află la 5 cm de oglindă.

23.Priviţi-vă chipul în scobitura unei linguri metalice. Rotiţi apoilingura şi priviţi din nou. Ce puteţi spune despre cele douăimagini?

24.în ce situaţii imaginile în oglinz; sferice pot fi văzute pe unecran:

a) oglinzi concave şi obiecte între focar şi oglindă;b) oglinzi concave şi obiecte dincolo de focar;c) oglinzi convexe.

25.în ultimul deceniu al secolului trecut, pe baza unor fenomene dereflexie, a fost construită o jucărie denumită impropriu „aparatroentgen*' (fig. VI.57). Se observă că, indiferent de obiecteleopace situate între cele două componente ale aparatului,observatorul poate vedea floarea aşezată în zona A. Cum explicaţiacest lucru?

4.FENOMENUL DE REFRACŢIE1. Introduceţi, jumătate dintr-o riglă, oblic în apă. Cum puteţiexplica frîngerea aparentă a riglei în punctul în care intră înapă?2. în două pahare, unul gol şi celălalt plin cu apă, introduceţi

57

două monede identice şi priviţi-le de deasupra. Cum explicaţifaptul că moneda din paharul cu apă pare a fi mai aproape de ochişi mai mare?

Kig. V1.59 Fig. VI.60

it 3. Ce valoare are indicele de refracţie al unui mediu transparent în care viteza de propagare a luminii este de 123 967 km/s?

X 4. Indicele de refracţie al glicerinei este 1,47. Care este valoarea vitezei de propagare a luminii în acest mediu?5. Care din cele două, medii din figura VI.58 este apa şi careeste aerul?6. O rază de lumină trece din glicerină, în sticlă (waticiă =1,50, wgn0erină = 1.47) (fig. VI.59). Care este raza incidenţă:a) raza 1;b) raza 2?7. Care este unghiul de incidenţă şi care este unghiul derefracţie, în figura YI.60?

A 8. Dacă raza incidenţăesteperpendiculară pe suprafaţa de separare a două mediitransparente, care va fi valoarea unghiuluide refracţie:a) 90°; b) 45°; c) 0°?9. O rază de lumină trece prin trei medii transparente,suprafeţele de separare fiind paralele (fig. VI.61). Care dintrecele trei medii are indicele de refracţie cu cea mai micăvaloare?10. La ce fenomen fizic se referă zicala populară: „Apelelimpezi sînt adinei"?11. într-un vas cu apă este fixat în poziţie verticală uncreion, pe suprafaţa apei căzînd un fascicul luminos (fig.YI.62). Cînd lungimea umbrei este mai mare, cînd în vas este apăsau cînd se scoate apa din vas? Cum explicaţi această afirmaţie?

12. într-un vas, în care apa are nivelul din figura VI.63,razele solare determină umbra marginii bazinului AB pe fundulacestuia. Cum trebuie să fie nivelul apei din vas, pentru caumbra să aibă lungime mai mică:a) mai sus;r; mai jos?

59

Cum explicaţi aceasta?

60

Fig. Yl.67

Fig. VI.65

5. REFRACŢIA LUMINII PRINTR-0 LAMĂ TRANSPARENTĂ CU FEŢE PLANEŞI PARALELE

1. La traversarea unei lame transparente cu feţele plane şi paralele, cîte fenomene de refracţie au loc şi în ce puncte?

2. Care din cele două desene din figura VI. 64 este corect, lameletransparente fiind din sticlă şi situate în aer:A.desenul a;B.desenul b?

Fig. VI.64

B. O rază de lumină cade perpendicular pe o lamă transparentă cu feţele plane şi paralele (fig. VI.65). Trasaţi mersul razei de lumină în continuare.

4. Pe o lamă transparentă cu feţele plane şi paralele, situată în aer, cade oblic o rază de lumină (fig. VI.66). Trasaţi în continuare mersul razelor de lumină.

5. Priviţi printr-un acvariu plin cu apă obiecte situate dincolo de acesta, la diferite înălţimi (fig. VI.67). Diferă poziţiile pecare le observăm de cele din realitate?

x\j

--*b

Fig. VI.66

6.REFRACŢIA LUMINII PRINTR-0PRISMĂ OPTICĂ

1. O rază incidenţă cade pe o prismă optică desecţiune ABC (fig. VI.68), în punctul de incidenţă I.Trasaţi razele refractate şi indicaţi unghiul deincidenţă.2. Pentru prisma optică a cărei secţiune ABC estereprezentată în figura VI.69, raza emergentă aredirecţia dată în desen. Completaţi desenul şi indicaţiunghiul de incidenţă.3. O rază de lumină cade perpendicular pe faţa uneiprisme de secţiune ABC (fig. VI.70). Trasaţi încontinuare mersul razelor de lumină.

“f

61

4.La trecerea printr-o prismă optică, raza emergentă esteperpendiculară pe faţa prismei (fig. VI.71, a). Trasaţi direcţiarazei emergente, dacă pe, faţa AB se lipeşte faţa altei prismedin acelaşi material (fig. VI.71, b).

5.Procuraţi-vă o cuvă din sticlă şi u'mpleţi-o cu apă. Aşezaţioblic în apa din cuvăo oglindă de buzunar dreptunghiulară, rezemînd-o de unul dinpereţii acesteia (fig. VI. 72). Potriviţi înclinarea oglinziipînă ce razele de la Soare, căzînd pe

suprafaţa apei, sînt proiectate pe un perete sub forma unor benzicolorate în culorile curcubeului. în acest experiment, prismaeste alcătuită din apă. Care sînt feţele laterale ale prismei?(Temă experimentală.)

7. CULOAREA CORPURILOR

1.Dacă veţi privi printr-o sticlă roşie o inscripţie făcută cu roşupe un fond alb, atunci veţi vedea doar un fond roşu. Nu veţidistinge nici urmă de inscripţie. Privind prin aceeaşi sticlă oinscripţie făcută cu albastru pe alb, ce veţi observa? (Temăexperimentală.)

2.Observaţi, în lumină albă, o faţă de masă verde pe care se află ovază transparentă ce conţine un lichid roşu şi flori. Priviţi-leprintr*o sticlă colorată în roşu şi apoi printr-o sticlă coloratăîn verde. Ce veţi observa? (Temă experimentală.)

3.Faceţi un experiment uşor de efectuat, într-o zi de iarnă. Pezăpada iluminată de soare, aşezaţi două fragmente de pînză: unade culoare deschisă şi una de culoare închisă. După un timp, veţiobserva că, pînza de culoare închisă s-a afundat în zăpadă, întimp ce fragmentul de culoare deschisă a rămas la acelaşi nivel.Cum puteţi explica acest lucru?

Această experienţă a fost făcută pentru prima dată de Benjamin Franklin,inventatorul paratrăznetului. El scria: ,,Am luat de la croitor cîteva pătrăţele destofă de culori diferite. Printre ele erau: negru, bleu, albastru deschis, verde,roşu, alb şi diferite alte culori şi nuanţe.

într-o dimineaţă Însorită, am aşezat aceste pătrăţele de stofă pe zăpadă. Dupăcîteva ore, bucăţica neagră, încălzindu-se mai puternic decît celelalte s-a afundatadine în zăpadă iar cea albă a rămas la suprafaţă. Oare din aceste observaţii nu s-ar putea trage anumite foloase?

Imaginaţi-vă aplicaţii ale acestui fenomen.4.într-o sală de spectacol, uneori observaţi schimbarea culorii

fasciculelor luminoase ale proiectoarelor. Cum se realizeazăacest lucru?

A A

62

o.Un corp alb în lumină albă, va deveni roşu în lumină roşie. Uncorp care este negru in lumină albă, cum va apărea în luminăroşie?

8. REFRACŢIA LUMINII PRIN LENTILE

1. Cum puteţi defini lentila:a) corp transparent mărginit de două suprafeţe plane;b) corp transparent mărginit de două suprafeţe, sferice;c) corp transparent mărginit de două suprafeţe sferice sau una sferică şi unaplană?2. Cum puteţi defini lentila convergentă:a) lentila care transformă un fascicul luminos paralel într-un fasciculdivergent;b) lentila care transformă un fascicul luminos paralel într-un fasciculconvergent;c) lentila care transformă un fascicul convergent în fascicul divergent?3. Aşezaţi pe masă o sticlă de un litru goală. De cealaltă parte aşezaţi unpahar. Prin pereţii sticlei, priviţi paharul. Apreciaţi locul şi mărimeaimaginii paharului în raport cu locul şi mărimea paharului. Umpleţi sticla cuapă şi faceţi aceleaşi observaţii. Constataţi vreo deosebire? (Temăexperimentală.)4. Repetaţi experienţa anterioară intro-ducînd sticla în alt vas cu apă (fig. V1.73). înaceastă situaţie obser- vaţiile diferă de celeanterioare? De / ^ce? (Temă experimentală.) i( Q5. Focarele unei lentile convergente se v. -5află: ^a) de aceeaşi parte a lentilei;b) de o parte şi de alta a lentilei.6. Cînd obiectul este situat la o distanţă de lentila convergentă mai maredecît distanţa focală:a) imaginea obiectuluieste virtuală şi dreaptă;b) imaginea obiectuluieste reală şi răsturnată;c) imaginea obiectului este reală şi dreaptă.7. Cînd obiectul este situat între o lentilă convergentă şi focarul ei:a) imaginea, este virtuală şi dreaptă;b) imaginea estereală şi răsturnată;c) imaginea estereală şi dreaptă.8. Pentru o lentilă divergentă imaginile sînt:a) virtuale şi drepte;b) reale şi răsturnate;c) reale şi drepte.9. Un obiect se află la 40 cm de focarul unei lentile convergente cu distanţafocală 20 cm. La ce distanţă faţă de al doilea focar al lentilei se va formaimaginea?10. Un obiect aflat la8 cm deprimul focar alunei lentile

convergente îşiformeazăimaginea la 2 cm de cel de-al doilea focar al aceleiaşi

lentile. Determinaţidistanţa focală a lentilei.11. într-o lentilă convergentă cu distanţa focală de 6 cm, se formeazăimaginea unui obiect la distanţa de 4 cm de al doilea focar. Calculaţidistanţa de la obiect la primul focar al lentilei.12. în romanul lui Jules Yeme „Insula misterioasă11 Gedeon Spilett a aprinsfocul cu două geamuri de ceas. Cum a procedat?13. Ştiaţi că puteţi obţine focul cu ajutorul gheţii? Pentru aceasta trebuiesă vă confecţionaţi o lentilă biconvexă din gheaţa transparentă, sau prinşlefuirea gheţii, sau prin turnarea apei într-un vas în care prin îngheţaresă obţinem forma dorită. Experienţe care au avut drept scop aprinderealemnului cu ajutorul unei lentile de gheaţă au fost realizate cu mult timpînainte. (Temă experimentală.)

56

INDICAŢII ŞI RĂSPUNSURI

I. CORP. SUBSTANŢĂ. PROPRIETĂŢI.FENOMEN FIZIC

1.1. CORP, SUBSTANŢĂ, PROPRIETĂŢI

2. PROPRIETĂŢICorpurile sînt formate din substanţe8. Exemplele date reprezintă numele unor corpuri.

Corpurile au întindere3. Umplem un vas mare cu apă. Intrăm în vas. Volumul apei care s -a scurs dinvas este egal cu volumul omului.7. Umplem cu apă vasul de 9 litri şi din el îl umplem pe cel de 4 litri,astfel că în primul rămîn 5 litri. Golim vasul de 4 litri şi turnăm din nou înel din cel de 9 litri, pînă îl umplem. în vasul de 9 litri a mai rămas astfel1 litru.-Vărsăm iar vasul de 4 litri şi punem în el litrul rămas în vasul de 9litri. Umplem vasul de 9 litri şi apoi din el turnăm în cel de 4 litri, pînăîl umplem. Astfel în vasul de 9 litri rămîn 6 litri.8. Cu ajutorul riglei împărţim lungimea coloanei de apă în 5 părţi egale.Fiecare parte reprezintă 1 cm6. împingem pistonul pînă cînd în seringă rămîne1 cm3.9. Marcăm pe hîrtia milimetrică nivelul apei din pahar. Introducem cubul deplastilină în apă şi marcăm noul nivel al apei. Diferenţa de nivel, carecorespunde unui volum de 8 cm3, o împărţim în 4 părţi egale. Fiecare intervalcorespunde unui volum de 2 cm3. Trasăm apoi, pe hîrtia milimetrică, diviziunila distanţe egale cu intervalul astfel obţinut.10. Se rezolvă asemănător cu problema 9.11. 5 cm3.14. Determinăm volumul unui număr cît mai mare de picături şi împărţim lanumărul picăturilor.

Corpurile au inerţie5. Corpurile de pe suprafaţa Pămîntului ar fi proiectate în spaţiu cu diferiteviteze. Aceasta deoarece ele ?ar manifesta tendinţa de a-şi păstra starea demişcare.Orice corp se află în una din stările de agregare: de solid, de lichid, de gaz

1. Corpurile solide au formă proprie.3. Volumul substanţei din care este făcut balonul rămîne constant.6. Corpurile solide au durităţi diferite.8. Corpurile metalice au un luciu caracteristic.9. Corpurile lichide curg. Sînt fluide.10. Aşezăm un echer în aşa fel încît una din catetele sale să fie paralelăcu suprafaţa apei din vas. Cealaltă catetă trebuie să fie verticală, oricumam roti echerul în jurul ei.11. Nu toate lichidele sînt miscibile.

6 PRESIUNEA HIDROSTATICĂ. VASE COMUNICANTE2.Presiunea exercitată pe fundul vasului este mai mare în vasul în careînălţimea coloanei de lichid este mai mare. Fl=F2 = F3 = Qj3 = 4221 N.A măsura olungime înseamnă a o compara cu o altă lungime, aleasă prin convenţie

57

13. A rămas acelaşi.14. Corpurile lichide se evaporă.16. Corpurile lichide sînt vîscoase. Unele mai mult, altele mai puţin.18. Pot fi îmbuteliate.19. Corpurile gazoase sînt expansibile.21. Corpurile gazoase curg. Sînt fluide.

Interacţiunea corpurilor

3. Aerul din atmosferă şi balon.4. Apa din vas şi minge.5. Producerea sunetelor prin vorbire este rezultatul interacţiilor dintreaerul respirat şi corzile vocale ale omului. Transmiterea sunetelor esterezultatul interacţiilor dintre straturile de aer vecine. Recepţionareasunetelor este rezultatul interacţiilor dintre aerul din. atmosferă şitimpanul urechii noastre.7. Punerea unui corp în mişcare, sau oprirea acestuia nu sînt posibile decîtdacă acel corp interacţionează cu un alt corp.8. Acul busolei şi Pămîntul.10. Bila nu este lăsată să cadă.11. Din interacţiunea unei rachete de tenis cu mingea de tenis rezultă:pentru rachetă— deformarea racordajului şi micşorarea vitezei rachetei; pentru minge —deformarea şi schimbarea direcţiei mişcării acesteia.12. Prin ciocnirea a două bile de plumb, identice, fiecare se deformează,se încălzeşte şi îşi schimbă starea de mişcare.13. Nu există.

1.2. PROPRIETĂTI FIZICE MĂSURABILE.MĂRIME FIZICĂ

1. A afla aria unei suprafeţe înseamnă a o compara cu aria altei suprafeţe,aleasă prin convenţie ca unitate de măsură.11. Prima jumătate a fost acoperită în 19 zile, iar a doua jumătate într-ozi.13. 9,5 cm2.23. Dacă paharul este înclinat, aria suprafeţei libere este mai mare decîtatunci cînd paharul este drept. Deci în primul caz evaporarea este maiintensă.

4. MĂSURĂRI DE VOLUME1. A măsura volumul unui corp înseamnă a-l compara cu volumul altui corp, alesprin convenţie ca unitate de măsură.12. Diviziunile de pe mensură cilindrică sînt echidistante.18. 7 = (1 x 10 000 + 3 x 1 000 + 9 x 100 + 2x 10 + 7 x 1 + 0,5) dm3 =- 13 927,5 dm3.

5. MĂSURĂTORI DE DURATĂ1. A măsura o durată înseamnă a o compara cu altă durată, aleasă prin convenţieca unitate de măsură.11. Cînd a plecat de acasă pădurarul şi-a potrivit ceasul la o oră oarecare.Ajuns lasătean a privit ceasul acestuia. Acelaşi lucru I-a făcut şi la plecare,determinînd în acest mod cît timp a stat în sat. Sosit acasă s-a uitat laceasul său şi a socotit cît timp a lipsit de acasă. Din acest timp a scăzuttimpul petrecut în sat, găsind astfel durata drumului dus şi întors. împărţindacest rezultat la doi a găsit durata unui drum. Adăugind acest rezultat la oraarătată de ceasul săteanului cîndpădurarul a plecat spre casă, el şi-a potrivit cu exactitate ceasul.12. Sînt necesari 3 lucrători. Fiiecare lucrează 12 ore şi este liber 24ore.16. A şi C.

3. MĂSURĂRI DE SUPRAFEŢE

58

19. Perioada minutarului Tm — 1 h; perioada orarului T0 — 12 h.20.în timp ce pendulul lung efectuează o singură oscilaţie completă, celscurt efectuează două oscilaţii complete.21. Urmăriţi desenul din figura VI. 17. Rotiţa dinţată R este antrenatăîntr-o mişcare de rotaţie în sensul indicat de săgeata S, datorită arculuielastic Av Un capăt al arcului este fixat pe axul rotiţei, iar celălalt estefixat pe corpul crono- metrului. Pe axul rotiţei R este fixat şi aculindicator al cronometrului, al cărui vîrf marchează secundele pe cadranulcronometrului.

Rotiţa B se poate roti în jurul axului său, fiind sub influenţa arculuielastic A2. Un capăt al arcului este fixat pe axul rotiţei, iar celălalt estefixat pe corpul cronometrului.

în stare normală, arcul A2 este nedeformat, avînd forma indicată înfigură. Dacă rotiţa B este deplasată din poziţia sa în sensul indicat prinsăgeata Sv atunci arcul A2 se deformează. Fiind un corp elastic, arcul va revenila forma iniţială, aducînd cu el şi rotiţa B. La revenire, rotiţa B se vadeplasa în sensul indicat prin săgeata Sz, dar nu se va opri în poziţiainiţială, ci va trece dincolo de ea, determinînd o nouă deformare a arcului Â2.Trebuind să revină la forma iniţială, arcul A2 va antrena din nou rotiţa B, daracum în sensul săgeţii Sv întor- cîndu-se, rotiţa B nu se opreşte în poziţiainiţială, ci o depăşeşte puţin, realizînd0 nouă deformare a arcului Â2. Apoi lucrurile se repetă. Deoarece rotiţa Boscilează, rotindu-se cînd într-un sens, cînd în sens invers, adică efectueazăun balans,1 se spune balansierul cronometrului.

în mişcarea sa, balansierul antrenează un mecanism numit ancoră. în deseneste reprezentată ancora A prevăzută cu cîrligele a şi b.

Dacă vârfurile cârligelor n-ar pătrunde între dinţii rotiţei R, atunciarcul Ax s-ar destinde brusc, rotiţa R s-ar învîrti cu repeziciune, iar mersuluniform al acului indicator al cronometrului ar fi imposibil.

Dacă rotiţa B se deplasează în sensul 8lf vîrful a iese dintre dinţiirotiţei R, eliberînd dintele 3, iar vîrful b intră între dinţii rotiţei.Datorită arcului A1 rotiţa R înaintează pînă cînd dintele 4 este oprit devîrful b. în acest mod R a înaintat cu un dinte, iar acul cronometrului aindicat pe cadran 1 s. Apoi balansierul se va deplasa în sensul S2. Vîrful bva debloca rotiţa R, ieşind dintre dinţii săi, iar vîrful a va intra întredinţii rotiţei, blocînd-o, după ce aceasta s-a mai rotit cu un dinte.

22. După studii îndelungate, oamenii de ştiinţă au dovedit că multe plantesînt adevărate ceasornice, ele vestind o anumită oră, prin închiderea saudeschiderea florilor lor.

închiderea sau deschiderea corolei unei flori, datorită variaţieiintensităţii luminii se numeşte fotonastie.

într-un anumit loc pe suprafaţa Pămîntului, fotonastiile se produc întot-deauna la aceeaşi oră. Iată cîteva exemple: floarea de dovleac, floarea demac şi zorelele se trezesc la ora 5 dimineaţa; păpădia, susaiul şi cicoareaîşi deschid florile la ora 6; vulturica şi luceafărul se deschid la ora 7;calcea calului la ora 8; măcrişul de iarbă la ora 10; laurul la ora 18;opăţelul de noapte se deschide la ora 19; regina nopţii îşi deschide floareala ora 20.

23. T = 2 s.

1.3. FENOMEN FIZIC

4. Raportul dintre variaţia temperaturii apei din vas şi durata acestei variaţiiare o valoare constantă: 3°C/minut.

8. Atingînd obiectul care arde, apa se transformă în vapori. Pentru aceasta estenecesară căldură, pe care apa o preia de la corpul aprins. Vaporii de apăformaţi izolează corpul de aierul din atmosferă, care prin oxigenul conţinut

59

întreţinea arderea.

2.1. FENOMENE MECANICE

1. MIŞCAREA MECANICĂ A CORPURILOR Poziţie —

reper. Stare mecanică. Repaus — mişcare3. în raport cu paraşutistul poziţia paraşutei nu se schimbă, deci faţă de

acesta paraşuta este în repaus.

16.

60

O Ox O,

Ta Ti T* Tt T*a R R R R R Rb R M R M M Re M M R R R Rd M M R M M Re M M R M M Rf M M R M M R

Cu R s-a notat starfea de repaus şi cu M starea de mişcare.

Mobil. Traiectorie2. Figura VI. 19 reprezintă traiectoria unui punct de pe oroată în mişcare, văzută de un observator aflat în repaus pesol. Figura VI. 20 reprezintă traiectoria aceluiaşi punct,văzută de un observator în mişcare faţă de sol, în acelaşi senscu roata şi la fel de repede.3. Traiectoria este o linie dreaptă pentru observatorul aflatîn repaus pe sol. Traiectoria este o parabolă pentruobservatorul aflat- în mişcare faţă de sol.11. La Polul Nord.17. Atunci cînd corpul este în repaus faţă de un anumitreper.Deplasare. Graficul mişcării mecanice3. 3 ore.4. 5 m.10. Trebuie comunicat numărul bornei kilometrice înapropierea căreia se află echipajul. Numărul acestei bornereprezintă o coordonată de poziţie.13. A(3 m); B(9 m); C(3 m); D(3 m); E(2 m); F(3 m); G{5 m).

6. Numărul citit pe kilometraj a fost 16 061. d = 110 km; v =55 km/h.7. 20 km.8. 80 km/h.9. Mergînd cu viteza de 80 km/h ajunge la 10 h 22 min 30 s. Casă ajungă la 10 h 15 min trebuia să meargă cu viteza de 88km/h.10. 11 h 15 min.

0,65 cm ^ g cm0,36 s ~ ’ s0,45 cm

0,74 cm cmV, --------= 1 — !

— 1,7 —V, =

0,2 s

Viteza mişcării. Mişcarea uniformă şi

rectilinie 1. 0,74 s0,9 cm __ g cm0,3 s s ' 0,26 s

= 2,5-.

61

11. 2 s.I-L Af- = - h; Af2 = At3 «= - h > A^.

5 24

16.

62

15.Viteza cărămizii faţă de sol este 1 m/s. Cărămida va ajunge susdupă 20 s.

16.Viteza bicicletei trebuie să fie de 18 km/h faţă de vagon, însens invers sensului de mişcare a trenului faţă de sol.

2. INERŢIE. MASĂ. DENSITATE

Inerţia11.Arderea sforii presupune încetarea interacţiunii dintre sferă şi

axul vertical. Ca urmare a inerţiei sale, sfera va continuamişcarea pe o linie dreaptă, a cărei direcţie coincide cutangenta la cercul descris pînă atunci de sferă.

Masa corpurilor1.A măsura masa unui corp înseamnă a o compara cu masa altuicorp, aleasă prin convenţie ca unitate de măsură. Corpul a căruimasă a fost aleasă ca unitate de măsură se numeşte etalon.2.Masa este o mărime fizică fundamentală, iar unitatea de măsurăpentru masă în Sistemul Internaţional de Unităţi (kg) este ounitate de măsură fundamentală.6.Masa fiecăruia dintre noi este o măsură a inerţiei noastre.7.Determinăm masa unui număr mare de picături şi o împărţim lanumărul acestora.8.1 kg; 3 kg; 9 kg; 27 kg.

10.Din prima ladă luăm 1 rulment; din Iada a doua luăm 2 rulmenţi;din lada a treia luăm 3 rulmenţi; din lada a patra luăm 4rulmenţi; din lada a cincea luăm 5 nilmenţi; din lada a şasealuăm 6 rulmenţi. în total 21 de rulmenţi, pe care îi aşezăm pe uncîntar. Dacă rulmenţii ar cîntări fiecare 1 kg, ar trebui săgăsim 21 kg. în cazul în care cîntarul indică 20,950 kgînsemnează că prima ladă este cea cu rulmenţii defecţi, deoarecelipsesc 50 g pînă la 1 kg, adică un singur rulment din cei 21este defect. Dacă rulmenţii cîntăresc 20,900 kg, atunci rulmenţiidefecţi sînt în lada a doua. Dacă din 21 kg lipsesc 3 x 50 grulmenţii defecţi sînt în lada a treia, şi aşa mai departe.

11.Cîntărim mai întîi toată sîrma şi notăm valoarea găsită (m).Tăiem apoi o bucată de sîrmă cu lungimea de 1 m, o cîntărim şinotăm valoarea găsită (mx). Exprimăm cele două mase în aceleaşiunităţi de măsură. împărţim apoi masa totală la masa bucăţii culungimea de 1 m. Va rezulta, în metri, lungimea întregii bucăţide sîrmă.

12.Cîntărim bucata întreagă şi notăm valoarea găsită (m). Desenăm pefoaia de tablă un pătrat cu latura de 1 dm, deci cu ariasuprafeţei de 1 dm2, îl decupăm , îl cîntă- tărim şi notămvaloarea găsită (mj). Exprimăm cele două mase în aceleaşi unităţide măsură. împărţim masa totală la masa pătratului decupat.Rezultă aria suprafeţei exprimată în dm2.

13.4351,2 g.

DENSITATEA CORPURILOR7. a.8. 0,125 cm3.9. apă.

10. 200 cm3.11. 31,2 ke.12. c.

63

1

13. Cazul 1 (Se amestecă, volume egale din lichide diferite.)

< __^_____W*i 4-__________________________ px^i 4~ pa^a . y yv ~ v1 + y2 ~ y, + ya ’ 1 8

.! Pi + Pa p =__.

Cazul II (Se amestecă mase egale din lichide diferite.)_ m __ rw, + ms »»,.+ m2 . _P — zr — ——— —----------» mi — m2

V V1 + ya w*i + w*a

Pi PaSpxPa

P =•Pi + P*

O b s e r v a ţ i e : £l±-^.> ; (px +p2)2 > 4pxp2;2 Pi + Pa

Pi + Pl + 2pip2 > 4pxpa; pf + pi — 2p1pa > 0; (px — p2)2 > 0. Deci: p' > p".

8. DEFORMAREA CORPURILOR. GREUTATEA CORPURILORDeformarea corpurilor

4.Dacă intensitatea interacţiunii nu depăşeşte o anumită valoareatunci corpul considerat revine la forma iniţială, după încetareainteracţiunii. Deci este un corp elastic. Dacă intensitateainteracţiunii depăşeşte o anumită valoare, numită limită deelasticitate, chiar dacă interacţiunea încetează, corpul consideratnu mai revine la forma iniţială. Deci acelaşi corp, acum, este uncorp plastic.5.Deformare elastici8.Deformare plastică.

Forţa. Măsurarea forţei

3.0,3 N.4.Dinamometrul trebuie reetalonat, deoarece alungirea unui corpelastic sub acţiunea aceleiaşi forţe, este proporţională culungimea iniţială a corpului elastic.5.0,025 N.

Greutatea corpurilor

4.70 kg.5.4,9 N.6.9,8 N; 0,0098 N; 9 800 N.7.4,8 cm.S. 12 ’>*.9.t = 9,8 N?m; fc2 = 4,9 N/m.

= — ; A= 2GZ; . kţ__ G ţ , j. oi.

Cazul IIq±__^1 _____________ Jţ^ t A 7 A?g

Ml"- G 1~ k 1~ h ' V fc,

64

2.2. FENOMENE TERMICE

1. ÎNCĂLZIRE — RĂCIRE1. Nu.2. Dacă masele corpurilor sînt comparabile, atunci prininteracţiunea lor termică se schimbă stşjea de încălzire a ambelorcorpuri.3. Starea termică a Pămîntului se poate modifica prin interacţiuneatermică cu aerul atmosferic, sau prin interacţiunea termică curazele solare.7. Sînt identice.8. Vasul metalic fiind conductor termic preia repede călduradegetelor, dîndu-ne senzaţia de rece.9. Pentru măsurat variaţii de temperatură.

2. DILATAŢIA2. 2m; 4m; 6m.6. Trebuie decupate trei dreptunghiuri cu dimensiunile: lm x 2m == 2m2; 2m X 2m = 4m2; 3m x 2m = 6m2.7. 8 lame bimetalice.10. încălzindu-le pînă la aceeaşi temperatură, se vor dilatadiferit. Bila cu volumul cel mai mare este bila de aluminiu.11. Cînd temperatura scade, firul se scurtează. Ca urmaretensiunea din fir (forţa măsurată de dinamometru) creşte.12. Prin încălzire, densitatea sferei scade, iar prin răciredensitatea sa creşte. (Amintim că p = mjV.)13. Dilatarea neuniformă sau contracţia neuniformă a peretelui desticlă, generează tensiuni (forţe) interne care pot determinaspargerea paharului.14. în ambele situaţii apa din vas se dilată, deci va curge dinvas o cantitate de apă corespunzătoare dilatării apei din vas.

8. EVAPORAREA. CONDENSAREA. FIERBEREA4. Balonul mare are aria suprafeţei libere mai mare decît balonulmic. Evaporarea este nai intensă.10. Vaporii de mercur rezultaţi prin vaporizarea mercuruluilichid sînt toxici.11. Creşterea altitudinii este însoţită de scăderea presiuniiatmosferice. La valori scăzute ale presiunii atmosferice,temperatura de fierbere a apei scade, fiind sub 100°C. Deoarecealimentele fierbeau bine dacă temperatura apei era de 100°C, acumele vor rămîne crude.12. Prin fierberea apei, vaporii de apă vor împinge aerul dineprubetă afară din aceasta.

4. TOPIREA. 8OLIDIFICAREA1. Corespunzător presiunii atmosferice normale, apa îngheaţă la0°C, iar gheaţa se topeşte la 0°C.2. Ca să se poată topi, gheaţa absoarbe căldură de la aerul dinjur. Ca urmare acesta se răceşte. Temperatura aerului va fi maimică în apropierea rîului, decît departe de el.6. Greutatea unui gheţar fiind mare, presiunea cu care elacţionează asupra colţurilor de stîncă pe care se află, estefoarte mare. La presiune ridicată, topirea gheţii se realizează latemperaturi inferioare lui 0°C. Ca urmare gheţarul alunecă pestestînci, trecînd prin strîmtori, fără ca el să se spargă.

65

10. Cazul I (Mi = AZs):

în mod asemănător se explică alunecarea patinelor pe gheaţă.8. La contactul sîrmei cu gheaţa, presiunea întrece cu multvaloarea presiunii atmosferice normale. La presiune ridicatăpunctul de topire a gheţii coboară. Decigheaţa din calea bucăţii de sîrmă se va topi, chiar dacătemperatura este — 10°C.Apa rezultată din topire se află la presiune atmosferică normalăşi la temperatura de — 10°C. Deci va îngheţa imediat.

2.3. FENOMENE ELECTRICE ŞI MAGNETICE

1. ELECTRIZAREA1 .(A)b;(B)b;(C)a;(D)c.2. Prin frecare discul se electrizează, atrăgmd firicelele de prafdin încăpere.3. A cu D se atrag, B cu C se atrag, A cu B se resping, C cu Dse resping.4. Se plimbă mîna în lungul bastonului, respectiv al plăcuţeide PCV.5. Jetul este deviat ca urmare a electrizării lui prin influenţăde către bagheta electrizată.6. Foiţele se electrizează negativ, iar sfera pozitiv.7. Se electrizează plăcuţa, se încarcă electroscopul şi apoi seatinge de el rigla electrizată. în funcţie de comportarea foiţelordupă atingere, se poate formula concluzia referitoare la semnulsarcinii riglei.8. Bagheta este electrizată cu sarcină negativă.9. Vergelele metalice sînt conductoare. Ele pot fi electrizatedacă sînt introduse în mînere izolatoare.11. în timpul curăţirii hainelor acestea se pot electriza şiproduc scîntei ca urmare a descărcărilor electrice. Vaporii debenzină se pot aprinde, provocînd incendii.13. Dacă partea inferioară a norului este negativă iar corpul depe suprafaţa pămîntului pozitiv (electrizat prin influenţă) atuncitrăznetul „loveşte“ de sus în jos. Dacă partea inferioară anorului e pozitivă iar corpul de pe suprafaţa pămîntului negativtrăznetul „loveşte" de jos în sus.14. Da. în cazul cînd corpurile au sarcini de semne contrarii şimărimea acestor sarcini este diferită, după contact, cele douăcorpuri rămîn electrizate cu sarcina corpului care a avut iniţialsarcina mai mare.15. Corpul neutru în prezenţa celui electrizat se electrizeazăprin influenţă astfel încît atracţia se produce de fapt tot întredouă corpuri electrizate cu sarcini de semn contrar.

Fig. VI.76

Fig. VI.74A 1,5 V I 1,5 v

W//7////J7////77Z'////,

0—

16. Arborii se electrizează puternic prin influenţă de cătrenor, şi astfel pot fi mai uşor loviţi de trăznet.

17. Tunetul şi fulgerul se percep la momente, diferite, deoarecesunetul şi lumina se propagă cu viteze diferite (vs = 340 m/s, vt= c = 300 000 km/s).

18. ă = vs • t = 340 - • 4s = 1 360 m.s

2. MAGNETIZAREA3. Se suspendă bara metalică, cu ajutorul firului astfel încît ea să

fie orizontală. Dacă se constată că ea se orientează mereu peaceeaşi direcţie (N—S) tragem concluzia că bara este magnetizată.

5. Se aşază moneda din aluminiu peste cea din aliaj cu fier şi seapropie magnetul. Acesta le va atrage pe amîndouă.

8. în toate punctele de pe meridianul care trece prin sudul magneticşi nordul geografic.

11, La polul sud magnetic ambii poli magnetici ai aculuimagnetic de la busolă indică polul nord magnetic. în acest felpolul nord geografic aflat în vecinătatea polului sud magnetic nupoate fi determinat.

13.Da, alăturînd magneţii cu polii de nume diferite unul lîngăcelălalt.

15. în ambele cazuri, se obţin doi magneţi.16. Se presară pilitură cît mai uniform şi se observă forma

spectrului. Nu se pot însă preciza numele polilor.18. Se apropie tija suspendată de dinamometru de feţele cubului

magnetizat. Polii vor fi situaţi acolo unde se găseşte forţa deatracţie maximă.

20.într-un submarin cu pereţii din oţel nu se poate folosi pentruorientare busola. Pereţii constituie un ecran magnetic careîmpiedică interacţiunea dintre dmpul magnetic terestru şi cel alacului magnetic.

8. CURENTUL ELECTRIC. EFECTE2. Ambele fire conductoare sînt conectate la cilindrul filetat al

becului, iar polaritatea bateriei esta greşit indicată.3. Arderea oricărui bec determină întreruperea circuitului.6. Nu orice substanţă introdusă în apă şi dizolvată în ea o faceconductoare. Dintre substanţele careintroduse în apă o fac conductoare amintim: sareade bucătărie, sulfatul de cupru (piatravînătă), soda de rufe, soda caustică, sarea amarăetc.9. Realizarea corectă a legăturilor o puteţiurmări în figura VI.74.10.Dacă becul este alimentat la o tensiune maimare decît cea nominală există pericolul să seardă.Dacă tensiunea este mai mică, becul luminează maislab.11. Bateriile au fost montate greşit

în casetă. Montajul corect esteindicat în figura VI.75.

li. «/ Nu se aprinde nici un bec; h)se aprind ambele becuri; c) se aprindedoar becul 2.

I-L Corect sînt realizate circuitele: B,F.

le. 5 - produce scurtcircuit periculos dacă se închideintrcrnp&tornl din poziţia D.

5 — ie pentrugimnaziu

Fig. VI.76

16. A. a, d; B. c, g, h; C. b, e, f.17. a. Se aprinde J3r b- Nu se aprinde nici unul. e. Se aprind ambelebecuri.

21. Două sau mai multe consumatoare alimentate la o singură prizăsînt grupate în paralel.

22. 4. d; B. b, c; C. imposibil; D. a.25. Sîrma de cupru nu poate înlocui pe cea din nichelină, ea avînd orezistenţă mică. Introducerea reşoului în priză a provocat unscurtcircuit care, în cel mai fericit caz, determină topirea (arderea)siguranţei fuzibUe.

26. Apa poate fi încălzită pînă la temperatura ei de fierbere (în jurde 100°C pentru apa potabilă).

27. 100 W reprezintă puterea exprimată în waţi, iar 220 V tensiuneanominală de funcţionare a becului.

28. Putere mai mare are cel care luminează mai puternic (intens).30. Acul magnetic deviază în situaţiile a şi c.31. Polii pot fi schimbaţi prin inversarea legăturilor la bornelegeneratorului, deci prin schimbarea sensului curentului prin bobină.

32. Răspuns corect: e.33. Nu a reuşit să demonstreze, deoarece prin cele două fire,curentul avea sensuri contrarii încît efectele lor magnetice seanulează reciproc.

34. Oţelul rămîne magnetizat, pe cînd fierul se magnetizează doar cîttimp trece curentul prin bobina electromagnetului.

37. Se folosesc electromagneţi foarte puternici care extrag corpulmetalic pătruns în ochi.

38. Apa potabilă conţine unele săruri dizolvate în ea, ceea ce o faceconductoare.

2.4. FENOMENE OPTICE

1. SURSE DE LUMINĂ. CORPURI TRANSPARENTE ŞI CORPURI OPACE

2. Privindu-1 în întuneric.3. Lumina este reflectată de tavan şi pereţi şi ochii nu mai sînt orbiţide lumina puternică produsă de incandescenţa filamentului beculuielectric. Umbrele determinate în acest caz sînt mult mai slabe.

4. La scăderea tensiunii electrice va scădea şi temperatura filamentuluişi se schimbă coloraţia luminii produsă. Sursa luminoasă va fi maipuţin intensă şi va aveao culoare roşiatică (de la alb, trece prin galben strălucitor şi apoispre roşu închis).

5. în condiţii de incandescenţă, la temperaturi peste 800°C.6. Tuburile cu neon şi tuburile fluorescente care nu se încălzesc întimpul funcţionării şi la care culoarea nu se modifică.

7. Transparenţa sticlei depinde de grosimea stratului de material.8. Nu poate observa lumina zilei, stratul de apă cu grosimea mai mare de100 m fiind un strat opac.

675

*

* PROPAGAREA RECTILINIE A LUMINII.FASCICUL LUMINOS. RAZĂ DE LUMINĂ.

VITEZĂ DE PROPAGARE2. Presupunînd o anumită direcţie pe care vine lumina de la Soare,omul se va deplasa pe distanţe egale pentru fiecare din intervalelede 2 minute. Ţinind cont de orientările umbrei se ajunge laconcluzia că deplasările alcătuiesc laturile unui pătrat (punctulfinal coincide cu punctul iniţial—punctul A din fig. VI. 76). ---------3. Diametrul umbrei este de 4 cm.6. Stadionul este dotat cu 4 surse de lumină dispuse în zone diferite ale stadionului.9. d = 3 000 000 km. A B10. « = 1,28 s.11. d = 149T400000km.12. Aur — taer ' Vatr

dapă — tapă * Vapăî daer — dapă\ taer ' ^aer ~ ^apă ' V„păj Uter Vaer 2,25 X 300 000 n* Vapă ~ 225 000

13. 1 a.l. = 365 x 24 X 3 600 X 300 000 = 12 460,8 miliarde km.14. Salviati. Nu este infinită. Să se măsoare cu preciziedistanţe mari şi timpul în caresînt parcurse aceste distanţe de raza de lumină, v = y.

3. FENOMENUL DE REFLEXIE. OGLINZI PLANE ŞI OGLINZISFERICE

7. Cunoaştem faptul cătrimiţînd o rază de lumină pe direcţia razeireflectate, aceasta se va reflecta după direcţia razei incidente,fenomen cunoscut în optică sub nu* mele de reversibilitatea razelorde lumină (fig. VI.77)8. 2 m.

9. Figura VI.78.10. Oglinda este alcătuită din placa de sticlă ce are pe una dinfeţe depus un strat de argint metalic. Vîrful creionului nu poatefi în contact cu această faţă şi de aceea imaginea vîrfului va fila o distanţă de vîrf egală cu dublul grosimii plăcii de sticlă(fig. VI. 79).12. Suprafeţele cu asperităţi reflectă razele în toatedirecţiile. în acest caz la ochi ajunge un număr mult mai mic deraze decît în cazul suprafeţelor lustruite.14 Figura VI.80.

Ii i

Fiiţ. VI.77 FJe. V<78

68

Fig. VL80

SrrT

Fig. VI. 7915. Obiectul se reflectă în cele două, oglinzi (fig. VI. 81) şi formează imaginile At şi Az, aceste imagini formînd în cele două oglinzi imaginea A3. Deci în cele 2 oglinzi se văd trei imagini.16. a) A,H, I,M, 0,T, Ţ, U, V, X;b) A, H, I, M, O, T, Ţ, U, V, X;c) B,C, D, E, H, I, K, O, X;

= 2g(k1—h2)\ v = j/ 2g(hl—h2).

Concluzie: cînd un corp cade în vid în cîmpgravitaţional viteza sa nu depinde de masaacestuia, c1.h — 5 m.2.Căzînd de la înălţimea de 4,9 m ar ajunge la sol cuviteza vx = ]/2gh = 9,8 m/s. Cum v < vv înseamnăcă el a întîmpinat rezistenţă din partea aerului.1.Energia potenţială gravitaţională a crescut cu 60%.11. 1 — graficul variaţiei energiei mecanice totale;2 — graficul variaţiei energiei cinetice;3 — graficul variaţiei energiei potenţiale gravitaţionale.12. = 8 m; h2 = 6,4 m;13. I=5m; v = 10 m/s.

1.1. ECHILIBRUL MECANIC AL SOLIDULUI

1. MOMENTUL FORŢEI. CONDIŢII DE ECHILIBRU.CUPLU DE FORŢE

1.în cazurile A şi C discul nu se roteşte, deoarece momentelecelor două forţe sînt egale în valoare.

în cazurile B şi D discul se roteşte, deoarece momentul uneiadin forţe este mai mare decît al celeilalte.

3. F = - = 5 000 N.2

4.Deşi forţele care acţionează asupra capetelor pîrghiei sîntegale (367), momentele lor faţă de punctul de sprijin nu sîntegale. Pîrghia nu este în echilibru.

Centrul de greutate1. a. Spre capătul din care n-am tăiat; b. 0,5 cm; e. 9,5 cm; d. 5 om.O- , L 10%. d — — = - - cm.

2K 714. La decuparea unei fîşii, centrul de greutate se deplasează pe odistantă de 0,5 cm.5. b.2. în timp ce omul merge, centrul său de greutate urcă şi coboară,deci lucrul mecanic al forţei de greutate a omului nu este zero.

3. ECHILIBRUL CORPURILOR SUB ACŢIUNEA GREUTĂŢII1. şi B2 echilibru instabil; B3 echilibru stabil.1. Echilibru instabil.1. Echilibru stabil.20, Plecînd din repaus, aplecăm puţin corpul înainte, ridicăm unpicior de pe sol şi-i ducem înainte. în această situaţie,perpendiculara coborîtă dm centrul de greutate al omului va cădeaîn afara suprafeţei de sprijin a piciorului rămas pe sol şi deci artrebui să cădem în faţă. Preîntâmpinăm acest fapt, punînd pe solpiciorul pe care l-am dus înainte.

718. ~OB = R- O A; F = 2 ■ # • — = 200 N.2 ' OB

69

1.2. ECHILIBRUL MECANIC AL FLUIDULUI

1. PRESIUNEA. UNITĂŢI DE MĂSURĂ ALE PRESIUNII1. S = 30 X 0,3 X 2 = 18 cm8 = 0,0018 m2; O = m • g = 60 X 9,8 = 588 N; p = Q/s = 326 667 Pa.3. Tancul apasă pe o suprafaţă mult mai mică, în cazul cărămizii,decît în cazul asfaltului. Presiunea fiind mult mai mare în primulcaz, cărămida se sparge.4. Presiunea exercitată de ac este foarte mare.5. P = 122 500 Pa.6. 8 = 0,01 m2.7. P = 30 576 Pa.8. P = 122 449 Pa = 1,22449 bar = 1,208 atm.

8pra lichidului, în aşa fel încît pe nivelul B presiunea să fieegală eu presiunea

atmosferică. Jetul de apă curge uniform, viteza lui depinzînd numaide grosimea stratului de apă BC.a) Cînd nivelul apei scade sub nivelul punctului B, jetul de apă numai curge uniform, viteza fiind din ce în ce mai mică, pe măsură cenivelul se apropie de C.b) Prin robinetul situat între A şi B intră aer, în această parte avasului presiunea fiind mai mică decît presiunea atmosferică dinexterior.

2. c.3. A (c); B (e); C (a).4. c.5. Pentru a putea măsura presiuni cît mai mici, în tubul manometric

trebuie să introducem alcoolul, care are densitatea mai mică decîtapa sau decît mercurul.

6. ă.7. A (a); B (a).8. A. (c); B. (c).9. a. Discul nu se va desprinde datorită presiunii hidrostatice pe

care o exercită apaasupra discului.

b. Discul se va desprinde atunci cînd nivelul apei în cilindru va fiacelaşi ca şi în vas. în acest caz, la nivelul discului, presiuneahidrostatică a apei din cilindru este egală cu presiuneahidrostatică a apei din vas.

10. La bază presiunea hidrostatică este mult mai mare şi de aceeagrosimea barajului trebuie să fie mai mare.

11. b.12. Masa coloanei de apă aflată în cilindru deasupra nivelului apeidin vas, trebuie să fie egală cu masa corpului:

m = pSh; h = m/pS = 5 cm.13. e.14. 9 800 Pa.25. 13,6 cm.

3. LEGEA LUI PASCAL3. Apa din vasul superior curgînd în vasul inferior determină o

creştere a presiunii aerului, presiune care se va exercita şiasupra lichidului din vasul mijlociu. Datorită acestei presiuni apaurcă prin tubul ce face legătura cu vasul superior şi ţîşneşteatîta timp cît mai există apă în vasul mijlociu.

4. înălţimea la care va fi aruncat jetul de apă va depinde dediferenţa de nivel a eelor două vase situate spre baza desenului.

5. F2jF1 = 100.6. = 12.

4. PRESIUNEA ATMOSFERICĂ3. Apa urcă în cilindru datorită presiunii atmosferice exercitate

asupra lichidului din vasul deschis. înălţimea maximă la care arurca jetul de apă ar fi aceea oare ar determina o presiunehidrostatică egală cu presiunea atmosferică.

5. Presiunea atmosferioă exercitată pe suprafaţa lichidului din vas setransmite şi asupra lichidului din sticlă, menţinînd apa înaceasta. Cînd nivelul apei din vas scade, apa curge din sticlă pînăce nivelul atinge din nou gîtul sticlei.

8. Presiunea atmosferică este echilibrată de presiunea unei coloane deapă cu înălţimea mai mare de 10 m. în aceste condiţii tubulTorricelli ar trebui să aibă o lungime de peste 10 m.

3. Se introduce pipeta într-un lichid şi se astupă capătul superior. în acest fel presiunea atmosferică va menţine coloana de apă rămasă în pipetă.

4. 150 000 N.5. 101 292 N/m2.6. Presiunea atmosferică se exercită pe ambele feţe ale colii.

7. a) 162 068 N; i) Presiunea se exercită pe ambelefeţe ale uşii. ■

8. a) 40 800 N/n*2; 102 000 N/m2; b) 12 240 000 N; c) Datorităpresiunii mai mici

din afara avionului, aerul ar ieşi cu viteză maredinavion spre exterior,

14. Datorită presiunii atmosferice.15. a. Tubul nu se va umple complet cu mercur, presiuneaatmosferică putînd echili

bra o coloană de mercur de aproximativ 76 cm. b. Tubul se va umple complet cu apă, presiunea atmosferică putînd echilibra o coloană de apă cu lungimea mai mare de 1 m.

19. 1054 m.

1.3. ECHILIBRUL CORPULUI SCUFUNDAT ÎN FLUID

1. LEGEA LUI ARHIMEDE

1. a. Balanţa se va dezechilibra.a. Pentru a reechilibra balanţa, în paharul aflat pe talerulde care a fost suspendat corpul, trebuie să turnăm ocantitate de apă egală cu cea pe care o dezlocuieşte corpul.

2. Densitatea apei sărate fiind mai mare decît densitatea medie acorpului, forţa arhi- medică va avea valoare mai mare decîtgreutatea corpului şi acesta, va pluti.3. în diversele mări sau oceane, densitatea apel este diferită şiforţele arhimedice fiind diferite, vaporul va avea diferitenivele de plutire.9. în primul caz, baza prismei fiind lipită de fundul vasului,mercurul va exercita presiune numai asupra feţelor laterale. înaceste condiţii prisma rămîne lipită de fundul vasului. în aldoilea caz, presiunea hidrostatică exercitîndu-se pe toate feţeleprismei, a cărei densitate e mai mică deeît a mercurului, prismase ridică la suprafaţa mercurului.10. Paharele vor avea aceeaşi masă, bucata de lemn va deslocuiun volum de apă cu aceeaşi masă şi care va curge din pahar.2. Cilindrii avînd aceeaşi greutate şi densităţi diferite Voravea şi volume diferite. Introduşi în apă vor dezechilibrabalanţa, forţele arhimedice fiind diferite.3. Balanţa se dezechilibrează deoarece, pentru volume egale,densităţile diferitr ale lichidelor determină forţe arhimedicediferite.16. Lichidul din vasul (a) are densitatea mai mare, volumul de

lichid dezlocuit de corp fiind mai mic.20. Densimetrul din figura VII.110, a indică în apă nivelul deplutire la 1 000 kg/m3, densitatea apei. Pentru lichide cu densitatea mai mică, dispozitivul va pătrunde in lichid cu atît mai mult cu cît densitatea lui este mai mică.Pentru măsurarea densităţilor mai mari decît ale apei (fig. VIL 110, b), dispozi- Tiv-.il are, pentru apă, nivelul de plutire în partea superioară a tubului. Cu cît lichidului este mai mare

decît a apei cu atît corpul densimetrului se -dxi mai mult.3- ~ = - - 2nJ: : = 11 g/cm3 = 11 • 103 kg/m3.15. Dacă notăm cu Vx volumul cuprului şi cu V2 volumulargintului:

w = FiPi + 7ap2; ma=m~(Vl + 72) p8pî;/ 245,5 = 8,79 Vx + 10,42 V2 \ 221,6 = 245,5 - (Fx + 72)-l

Rezolvînd acest sistem de ecuaţii se obţine Yx = 25 cm3; V2 =1,1 cm3. Cunoscînd volumele şi V2 şi densităţile cuprului şi argintului se obţin masele:

Wj = 229,75 g; m2 —11,46 g.

16. Pcorp = 3,17 g/cm3; pHcMd =0,50 g/cm3.17. p = 2,15 g/cm3.18. b. Pe măsură ce balonul urcă, valoarea presiunii atmosferice scăzînd, balonul îşi măreşte volumul,

I. ECHILIBRUL TERMIC. TEMPERATURA

4. Temperatura este o mărime fizică fundamentală. Gradul Kelvin este imitate de măsură fundamentală.

8. b.

ffl. PROCESE TERMODINAMICE

3.1. CĂLDURA. CĂLDURA SPECIFICĂ. CALORIMETRIE

2. mx = 2 kg; m2 = 8 kg.3. Căldura cedată de 1 kg de fier prin răcire cu 1°C este călduraspecifică a fierului:cFe =459,8 J/kg •grad. Căldura care trebuie pentru aîncălzi 1 kg de apă cu 1°Ceste călduraspecificăa apei: capd = 4185 J/kg • grad.

4. 0 = *i...±A_±i? = 20°C.3

5. Notînd tc — temperatura apei calde; tr— temperatura apei reci,avem:

mx(tc ^i) = m2(ix tr) m$c= *1(^8 b)

De unde:j —wa<2j m2tx — m1t2% . ; tr----------------

— ma m2 ■—7 c = Q . e =___________ .

m- Al’ 1 • A<’ «n2* A<’.Q = Qi + Q2; m = mx + m2\ c ^ m\ci + m2et ^ mx -f wîa

Qced = (m • cs + mj.Ce) — 6); Qabs = t»2en(0 — /2);

Qced = Qg68; 6 = + "W»_ =21,2°C,m c■ s + %«# + msca

9- Qced = («A + m2ca) (<! — 0);Qabs = Kc3 + m4c4) (6 — t2);Qced Qabs'c4 = 2 426,2 J/kg • grad.9. mx = 2 kg; m2 — 4 kg; = 20°C; t2 = 80°C.

3.2. TRANSFORMAREA LUCRULUI MECANIC ÎN CĂLDURĂ 3

4. Temperatura mîinilor creşte atita timp cît energia transmisălor în unitatea de timpprin efectuarea de lucru mecanic, este mai mare decît energiacedată mediului înconjurător sub formă de căldură, în acelaşiinterval de timp. Pe măsură ce temperatura mîinilor creşte,creşte şi căldura cedată exteriorului. în final se ajunge lasituaţia în care căldura cedată exteriorului în unitatea de timpeste egală cu lucrul mecanic transformat în căldură în unitateade timp, prin frecare. Din acest moment, temperatura mîinilor numai creşte. n5. Q = 5 • 10* J.6. t = — = 4 °C.

m • e

3.3. TRANSFORMĂRILE IZOBARĂ ŞI IZOCORĂ LA GAZE

1. V = F0(l + «• 0 - F0«^ + ij = V0 •«•(< +273,15).T =t + 273,15 deci V = V0 • a- T.Graficul V = f(T) este o dreaptă care pleacă din origine.2. a şi c.4. încălzire izobară şi răcire izobară.7.Se numeşte căldură specifică a unui gaz la presiuneconstantă, o&idura necesarăunuikilogram de gaz pentru a-şi ridica temperatura cu 1

grad, Ia presiune constantă:

e = -^2—. ?p m • A< 7

9* P = %(1 + *0 = j = Po * (* + 273,16);T = f-f-273,15; p = p0xT.Graficul p — f(T) este o dreaptă care pleacă din origine.19. ; •:10. izocorăşirăcireizocoră.

11. Se numeşte căldură specifică a unui gaz la volum constant,căldura necesară unui kilogram de gaz pentru a-şi ridica temperatura cu 1 grad, la volum constant:

încălzirea unui gaz la volum constant necesită căldură

numai pentru ridicarea temperaturii acestuia. încălzireaunui gaz la presiune constantă necesită căldură pentruridicarea temperaturii, dar şi pentru efectuarea unuilucru mecanic. Rezultă: ev < ep.

3.4. SCHIMBUL DE ENERGIE PRIN LUCRU MECANIC ŞICĂLDURĂ

1. A. b; B. c.2. a.3. A. v12 — 4 m/s; B. Ec = 0,4 J; C. Ec = 0; D. b.5. Dovada variaţiei energiei interne a gazului ideal estevariaţia temperaturii sale.8. 50%.11. Lucrul mecanic efectuat pentru întinderea benziise transformă în energie internă a acesteia. Ca urmaretemperatura sa creşte. Lăsînd banda să revină la forma ini-ţială, lucrul mecanic efectuat este datorat nnei forţeinterne — forţa elastică. Acest lucru mecanic este efectuatpe seama energiei interne, care se va micşora. Prin urmaretemperatura benzii scade.

12. Cînd un gaz se destinde adiabatic, el efectuează lucrumecanic pe baza variaţiei energiei sale interne. Drept urmareenergia sa intemă scade, lucru dovedit de scădereatemperaturii sale.

9. Nu. »17. AEp - mg Ah; Ec = 4AEp.

3.5. COMBUSTIBILI

1. Temperatura amestecului va fi de fiecare datăaceeaşi:

t = m 'q + ^”*1 + ”*2^ e(m1 + m,)2. At = 1.

c

8. a. t1= -̂g +1; tz = S* + t. vn\C m2c

Dacă mx < )n2, atunci ^ > ta.Dacă m1 = m2, atunci ^ = — -f t.

eDacă ml > m2, atunoi ^ < l2.

C

5. m = Qfq.6. Da, deoarece pentru benzină q> c.7. q = e.

3.6. MOTOARE TERMICE. RANDAMENT*v,.y»_TT . n 1 n 9

9 a. Polul nord al acelor magnetice deviază în sensuricontrarii.

iii. Schimbarea sensului curentului determină schimbareasensului de deviaţie ' al acelor magnetice. Z7 = — = 1V.Un timp magnetic uniform are inducţia de an tesla (1T),

daci exercită o foiţă de 1 N asupra fiecărui metru dinlungimea unui conductor, perpendicular pe cîmp, parcurs dena curent cu i n t e n s i d e IA. Tesla este unitatea de măsurăa inducţiei magnetice în SI. Procesul disociaţieielectrolitice a unui acid, sare sau bază are loc:iv. numai în prezenţa cîmpului electric;v. numai prin introducere în soluţia lor apoasă a doielectrozi;vi. prin dizolvarea în apă a substanţei respective;

vii. prin încălzirea pînă la topire a substanţei date.c.?iz~unirea a două picături de mercur nu este necesar un consum deenergie

= Zjili = JVJ. ■ d = v.t = bW km.