EM-B Demonstrujte s objasněte Faradayův zákon elag. indukce včetně principu činnosti transformátorů N 1 S| 4Z OOO zavibu Ni I S 2) rucliS) uprostřed I i o- 9 -o Q 4-5L* S,5\f Rastová desíi^ pozor na zapojení cívek A! pokračování ■zvovx-ÍLove. o tra {o, tra-fo, O (kGOOSL) ZO ® 30 110v^i sekundární vinutí a) i závit ižlabek) var vody, tavení cínu b) 6 závitů hřebík do červeného ŽS max. 2,5 A - krátkodobě (pokr.) A2 Demonstrujte a objasněte Lenzovo pravidlo pomocí: - působení změn elmg. pole na hliníkový prstenec - útlumu Waltenhofenova kyvadla a indukční brzdy - přechodových jevu v obvodu s i.ndukčností ///// závisí na polaritě? nov —o o— i 200 zavitú prstenec dobře el. vodivý lehký hliník A2 pokračování uj.avřeie jad^o rywvw\ i 200 AaV/iů y 40S SI —o o— 42. V = Při zapnutí se horní žárovka zpozdí (dolní pro srovnání) 4=n iío v Při rozepnutí napětová špička rozsvítí 1 pól doutnavky <3<0 S-tD|QKlU °3 1 . kyvadlo plné 2. kyvadlo prořezané 3. indukční brzda (kotouč) Aplikace (osobní automobil) —o O— 42,V = (pokr. ) Demonstrujte a objasněte vznik střídavého proudu - v alternátoru - v rotačním odporovém měniči a diskutujte rozdílné vlastnosti těchto generátoru. Vysvětlete rozdíl mezi alternátorem a dynamem. místo X zapojíme - aapérmetr 3-0-3 mA = - voltmetr 3 V = s ručkou uprostřed - žárovku 3,5 V vedle elektromagnetu použijeme i trvalý magnet rotor - 1 závit - pár cívek - pár cívek s jádrem - 3 páry cívek s jádrem sběrací kroužky: 2 plné - alternátor 1 dělený - dynamo Dynamo s napájeným rotorem = univerzální elektromotor Použijeme: rotor - 3 páry cívek s jádrem zapojení cívek a rotoru - sériové (možné i paralelní a kombinované) napájení - 12 Vsa přes reostat 13 ohm* - 70 až 8C Vst z autotrara '.vysvětlete rozdílnou velikost napětí) Reverzace chodu - přepolovat napájení? - přepolovat rotor v" 5 i statoru? A3 pokrajování Rotační odporový měnič (ROM) odporový drát nevinutý na desce, zalitý, na zbroušené rovině se pohybují po kružnici kontakty o W %S30 %4 ■ws n. -o o- 2x< \ -0 AIH~ (ROM) (Avo^e-0 60*n A' ±41V~ (RDM) v klidu svítí obě žárovky stejně (.nastaví se reostatem) , s růstem otáček ROM horní žárovka zhasíná XL = coL v klidu nulová výchylka s růstem otáček ROM roste A4 pokračování 3A- H5> 2,5A~ 30W V 30V- místo X zapojíme - reostat '05 ohmů, , P U. I S kondenzátorem neprovádíme (nebezpečí výbuchu) Upozornění Wattmetr lze spálit i s ručičkou u nuly - vysvětlete 3A=, S0nA = -0 (noh) místo X zapojíme ±4£V*j - reostat 105 ohmu 9""/-n/\nM S-rS - cívku s 1 2CC závitů na uzavřeném jádře - kondenzátor 2 x 1 mF rezistance - U sleduje I (tak ověříme shodnou polaritu měřidel; indukčnost - U před I kapacita - U za I t pokr.) Demonstrujte a objasněte činnost rezonančního obvodu sériového a paralelního (sítová frekvence, vf obvody - krystalka). Použijeme zdroj - zvonkové traf o, začneme od r.ejnižšího napětí (.pozor na přepálení žárovek) indikace - žárovky 3,5 V kapacita - kondenzátor 2 x 50 iiF indukčnost - cívka 300 závitů na jádře U, indukčnost měníme (ladíme) uzavíráním jádra ladíme na maximální svit ladíme na minimální svit žárovky 1 a stejný svit žárovek 2 a 3 (proč?) Krystalka je instalována u skupiny úloh C (elaig. vlny) B1 Demonstrujte a objasněte třífázovou soustavu střídavého proudu, zapečení hvězda a trojúhelník, napětí fázové a sdružené BOM hvězda Voltmetry 30 V= s nultou uprostřed - platí EU * 0 Generátor svorkovnice O O O o o o Zapojení svorkovnice: hvězda O O O 0 0 9 trojúhelník napětí sdružená fázové 32 Demonstrujte a objasněte točivé magnetické pole a jeho využití v synchronním a asynchronním elektromotoru Princip: mg. pole se otáčí ve statoru stejně jako magnet v generátoru Rozdělení střídavých motorů a) synchronní - má aktivní rotor (trvalý magnet nebo elektromag.ne t) rotor sleduje točivé mg. pole v principu je synchronní motor ekvivalentní generátoru b) asynchronní - má pasivní rotor i kotvu na krátko) točivé mg. pole statoru vytváří proud v kotvě, jehož důsledkem je její mg. pole interagující s polem statoru. Pro vzr.ik proudu je nutný skluz (několik %) U jednofázového motoru se vytváří točivé mg. pole - přídavnou fází (kondenzátor, cívka - na rozběh, trvale) - závitem na části jednoho pólového nástavce Demonstrace zdroje: POK, generátor soustava cívek v poloze se svislou osou - synchronní motor: magnetka (ne rámečky - proč?) - asvnchronr.í motor: hliníkový výlisek (ne klec - proč?) soustava cívek v poloze s vodorovnou osou - synchronní motor: trvalý magnet elektromagnet (3 Y=) - asynchronní motor: kotva na krátko s jádrem reverzaee chodu: lichá permutace fází Aplikace počet otáček = 30Ců(253C)/počet pólových dvojic (proč dvojic?) motory se změnou počtu otáček - přepojování cívek - změna frekvence napájení Odkazy: A3 - univerzální elektromotor 33 - alternátor jako model jednofázového motoru B3 Demonstrujte a objasněte funkci těchto elektrotechnických prvků: - relé, stykač, jistič, chránič, pojistka - elektromotor jednofázový univerzální a střídavý - elektroměr Relé a stykače princip: mechanické přepínání pomocí elektromagnetu rozdíl pouze kvantitativní relé: ovládací napětí ss i st od malých do 220 V, přepíná do 6 A stykač: ovládací napětí 220 nebo 3S0 Vst, přepíná od 4 A výše určení: typické klasické ovládání elektrických zařízení demonstrace: předvecíte přepínání relé (12 Vss) a stykače (220 Vst) Jističe určení: odpojení přetíženého obvodu princip: krátkodobé přetížení - elektromagneticky dlouhodobé přetížení - deformací cimetalu různé charakteristiky = různě rychlé odezvy na přetížení (napr. pomalá pro elektromotory - náraz proudu při rozběhu) demonstrace: predveáte vypnutí jističe 2 A s pomalou charakteristikou proudem 4 A (získáme z autotrafa a rozkladného trafa 600/60 závitů) první vypnutí za 2 až 1 minuty, další okamžitě Poznámka: Jistič odpojí přímo přetížený obvod, nadproudové relé pouze ovládání (r.apř. cívku stykače) Pojistky určení: odpojení přetíženého obvodu princip: roztavení kovu Jouleovým teplem různé charakteristiky: pomalá pro elektromotory rychlé pro elektroniku Chrániče určení: ochrana před nebezpečným napitím nebo proudem princip: odpojení elektromagnetem, který je napájen a) dotykovým napětím na kostře přístroje (napčíový) b) svodovým proudem zjištěným diferenciálním transformátorem (proudový chránič) B3 pokračování demonstrace: předveďte vypnutí napětového chrániče (kombinovaného s jističem) při dosažení napětí 12 Vst Elektromotory a) univerzální (komutátorový) elektromotor - viz A3 b) stejnosměrný motorek - napájení 4,5 Vss - reverzace změnou polarity - pracuje obráceně jako dynamo - čít. se liší od a)? c) "dynamo" pro jízdní kolo - ve skutečnosti alternátor (proč?) po připojení na 5 Vst (zvonkové trafo) se "třepe", po počátečním impulsu se točí na obě strany - model střídavého jednofázového motoru Elektroměr hlavní součásti: cívky napětová a proudová, kotouč princip: elsas. pole jedné cívky indukuje v kotouči proud, který ir.teraguje s polem druhé cívky po skončení odběru pracuje jako indukční brzda demonstrace: přodve3te chod při velkém odběru a zastavení předvecíte nečinnost při malém odběru (pokr.) Demonstrujte a objasníte vedení proudu v polovodičové diodé a jednocestné a dvojcestné usměrnění střídavého proudu K demonstraci použijte: diody v Graetzově zapojení, zvonkové trafo, reostat 105 ohmu, kondenzátory 2 x 50 uF a 2 x 1 m", osciloskop Demonstrujte: - jednocestné usaěrnéní - dvojcestné usmernení - závislost stupr.ô vyhlazení na velikosti vyhlazovacího kondenzátoru - závislost stupni vyhlazení na velikosti o1b»ru II.C Elektromagnetické vlny Demonstrujte a objasněte Cl. Vznik elektromagnetického vlnění Teslův transformátor je zařízení, které slouží k získaní vysokého elektrického napětí velmi vysoké frekvence, které může být připojenou anténou vysíláno do prostoru. V důsledku skin-efektu je toto napětí člověku zcela neškodné. Schéma zapojení je uvedeno na obrázku. Jako kapacitu použijeme dvě leydenské lahve, zapojené sériově k přívodům primární cívky s několika závity silného drátu a ke speciálnímu jiskřišti. V tomto obvodu použijeme pro spojení jeho částí upravené vodiče (proč?) Sekundární obvod tvoří cívka s vysokým počtem závitů. Ladění provádíme změnou polohy primární cívky vůči cívce sekundární a změnou počtu závitů primární cívky (připojujeme pro'odní drát na různé části cívky). Jako zdroj vysokého napětí slouží Ruhmkorffův induktor. Pozorujte sršící jiskry, sveďte je do prstu, rozsviťte zářivku. Za dozoru vyučujícího proveďte pokus s růžkovou bleskojistkou. Zapojení Teslova transformátoru: časová závislost kmitů v sekundárním obvodu: T\ perioda kmitů oscilačniho obvodu, T2 doba opakování přeskoku jiskry 1. Jaká je konstrukce a funkce Ruhmkorffova induktoru a Teslova transformátoru? (Odpověď najdete např. ve skriptech M. Svoboda: Speciální praktikum - školní pokusy III, MFF UK.) 2. Vysvětlete, proč při sestavování obvodu použijete vodiče užívané pro pokusy z elektrostatiky. 3. Co je to skin-efekt? 4. Co je to Eliášovo světlo, kde a jak vzniká? 5. Jak dokážete, že anténa Teslova transformátoru vysílá elektromagnetické vlny? Elektromagnetický dipól a vlastnosti jeho zářeni Použijeme generátor decimetrových vln. Banánky pro žhavící obvod připojíme ke zdroji 6,3 V ~, banánky pro anodový obvod ke zdroji 0 V. +300 V (pozor na polaritu!). Na svorky generátoru připojíme dipól, který slouží jako anténa. Přijímací dipól indikuje příjem elmg. vln buď žárovkou nebo pomocí mikroampérmetru. Vznik primární vlny 2irr E(r, í) = Eq cos(wi--—) (odvoďte!) 1. Do kterého směru se vzniklá dipolová vlna nešíří? 2. Načrtněte vyzařovací diagram dipólu. Vznik sekundární vlny Vztah ä(t) = ^Ě0{t) dosadte do vztahu (*): ĚAp.t) = —r-^£-^o(í - -)• Užitím vztahu pro vlnu emitovanou dipólem (V) získejte pro intenzitu sekundární vlny emitované dipólem (D) vztah E,(p, t) kde konstanta C = , ' * 1 j-. -C sin qí-Eo cos(wí — "-—■) A 1. Jaký je fázový posuv sekundární vlny vůči primární (pro jednoduchost položte sin(a) = 1)? 2. Při jaké vzájemné poloze vysílače V a dipólu D nevysílá dipól sekundární vlnu? 3. Pokud dipól D sekundární vlnu vysílá, v kterém sméru je její amplituda nulová? Zkoumejte vliv vzdálenosti a polohy vysílače k přijímači na intenzitu příjmu a také směrové charakteristiky antény s direktorem a reflektorem. 1. Jak souvisí rozměry vysílací a přijímací antény s parametry oscilátoru? 2. Jaký má reflektor a direktor vliv na směrovou charakteristiku antény? Co je to polární diagram antény? Elektromagnetické vlny na Lecherově vedení Lecherovo vedení je příkladem oscilačního obvodu s rozloženými parametry: kapacita, indukčnost i odpor mezi dvěma podélnými rovnoběžnými vodiči se při vzdalování od oscilátoru spojitě zvětšuje. Použijte generátor decimetrových vln a zdroj z minulé úlohy. Sestavte obvod tak, aby smyčka vedení byla nad smyčkou oscilátoru. Vedení spočívá rovnoběžně s deskou stolu na dvou stativech na izolovaných pasech. Nastavte vazbu mezi oscilátorem a vedením a zkratujte ho na vzdálenějším konci tak, aby amplituda stojatého vedení byla maximální. =3 1—> < - > n / V < 1 zkratovací můstek Detekci kmiten napětí proveďte sondou, zapojenou na voltmetr. Maxima napětí označte křídou. 1. Jak souvisí vlnová délka se vzdáleností kmiten napětí? Detekci kmiten proudu provádějte sondou připojenou na ampérmetr nebo absorpční smyčkou se žárovičkou. 1. Jaká jsou navzájem posunuty kmitný napětí a proudu? 2. Jak vysvětlíte rozsvícení žárovky v proudové kmitné? Položte na vedení zářivkovou trubici a vybuďte plyn v zářivce nábojem získaným třením tyčky z plexiskla kožkou. Ověřte, že kmitný napětí nemění svou polohu. 1. Stanovte vlnovou délku a frekvenci vysílaného elmg. vlnění. 2. Dokažte, že dva rovnoběžné vodiče vedení nevysílají do okolí elektromagnetické vlnění. Jak by se vedení muselo upravit, aby se stalo zdrojem decimetrových elektromagnetických vln? C2. Vlastnosti elektromagnetického vlnění pomocí soupravy pro generaci a detekci 3cm vln Zapojte vysílač centimetrových elmg. vln. Detekci provádějte pomocí přijímače s vestavěným ampérmetrem nebo pomocí přijímače s připojeným nízkofrekvenčním zesilovačem. Předepsané pokusy jsou popsány v III. díle pražských skript na stranách 155-156 a jsou doprovázeny názornými obrázky uspořádání. 1. Vysvětlete všechny provedené experimenty, popište funkci a konstrukci soupravy. Vyzařování řady dipólu A 2 12 3 Ni Pro vzdálenost í-tého dipólu od vysílače r,- a přijímače pi platí r, = r + (i — 1) Ao = r + [i - l)ticos 0q. -a- pi— p + (i — 1)A = p+ (i - l)dcos0, vyzářená intenzita od j-tého dipólu je dána vztahem Ěs(p, t) = CEQ cos(íjŕ ——(n + pi) + 7r). A Odvoďte vztah pro fázový rozdíl dvou sousedních vln S a pomocí něj vyjádřete intenzitu výsledné sekundární vlny sin(f) 1. Jak souvisí délka dipólové řady L = (iV - \)d s počtem maximálních hodnot Esv1 2. Pro jaké natočení dipólové řady vhodné délky vzhledem k vysílači dojde k odrazu podle zákonů geometrické optiky? 3. Jak závisí polarizační vlastnosti řady dipólů na délce dipólové řady a na natočení řady vzhledem k vysílači? 4. Proveďte experimenty s polarizací 3cm vln popsané v textu Josef Kuběna, Elektromagnetické vlny na stranách 42-45. C3. Princip činnosti některých zařízení Krystalka je první rozhlasový přijímač ze začátku 20-let našeho století. Seznamte se s konstrukcí a zapojením krystalky. Zkuste jemnými doteky hrotu s krystalem leštěnce olověného dosáhnout slyšitelného signálu místní stanice (laďte otočným kondenzátorem). Pokud je poslech na sluchátka příliš slabý, použijte nízkofrekvenční zesilovač. Místo krystalu zapojte diodu. Krvstalovv detektor Schéma krystalky 1. Nakreslete schéma krystalky, popište její části a jejich funkci. 2. Prostudujte základní bloková schémata rozhlasových přijímačů a televizního přijímače - nástěnka v praktiku a pražská skripta str. 140-147. Mikrovlnná trouba Obecný popis a zásady práce s mikrovlnnou troubou jsou uvedeny na nástěnce. V laboratoři je mikrovlnná trouba typu . která pracuje na frekvenci MHz s maximálním výkonem W. Regulace výkonu je prováděna zapínáním a vypínáním generátoru elmg.vln, tzv. magnetronu, prostřednictvím časového spínače. Mechanicky je vyloučeno, aby se generátor zapnul při otevřených dvířkách trouby. Plechová skříň trouby je rezonátor o rozměrech 30 x 30 x 21 cm. Elmg. vlna je v potravinách absorbována a její energie se mění na Jouleovo teplo. Z fyzikálního hlediska se jedná o interakci elmg. vlny a vodivého prostředí. Energie vlny je v tomto prostředí absorbována a s hloubkou pod povrchem exponenciálně ubývá. Pro intenzitu el. pole v hloubce x pod povrchem (0) platí: E(x) = £(0).e" kde 6(ui) je tzv. efektivní hloubka průniku, čili vzdálenost, ve které poklesne E(x) na hodnotu s£pl. pr0 efektivní hloubku průniku plyne z Maxwellových rovnic vztah kde ui je úhlová frekvence elmg. vlny, a je vodivost prostředí a p. jeho penneabilíta. Pro svalovinu (TO halmouieké nothimené oscilátory. 1 Potenciální a kinetická energie, práce - Definujte pojmy enofj^éi energie potenciální n kinetická, mechanická práce. - Vyslovte zákon zachování mechanické energie. 1.1 Potenciální energie gravitační Zvedejte závaží položené na dlani z výšky /i2 do výšky h, nad povrchem Stolil. - Zakreslete clo obrázku síly působící na závaží. - Určete práci těchto sil při zvednutí závaží z výšky h.-, tlo výšky At. - Definujte pojem potenciální gravitační energie. Závisí jrjí hodnota na vol! >e nulové maoiny energie: Určete potenciální energii závaží ve vrrholech A, B,C, D svislého čtverce stojícího na vrcholu A. Určete práci vykonanou při přenesení tělesa po dráze AD a. ACB. Je správné tvrzení „těleso má potenciální energii ... ?" Zdůvodněte. 1.2 Potenciální energie pružnosti Na pružinu zavěste závaží o hmotnost i m. Pružinu prodlužte, pozorujte její kmity. Pak pokus uspořádejte vodorovně (těleso volně klouzá po podložce, hez tření). - Zakreslete do obrázku některé charakteristiky (rychlost, zrychlení, síly) kmitavého pohybu, napište rovnice popisující pohyb takového oscilátoru. - Jaké druhy energie se zde přeměňují, je-li pokus uspořádán svisle? (vo dorovně). Napište jejich matematické vyjádření. 1..') Pružné a nepružné rázy, pády míčků Realizujte srážku dvou vozíčku na vozíčkové dráze nebo vzduchové lavici. Kontakt vozíčku při srážce je jednou realizován prostřednictvím pružiny, podruhé prostřednictvím plastelíny. ľokus opakujte pro různé hmotnosti vozíčků a rychlosti před srážkou, Tád pinpongového míčku, dvou gumových kuliček (obyčejná guma a guma značky NOHSOHKX s pomalou restitucí deformace). — Načrtněte do obrázku hmotnosti a rychlosti vozíčků před srážkou, dokreslete situaci po srážce. — Jaké druhy energie se přeměňují při rázu pružném a nepružném? Jaké zákony zachování zde platí? — Objasněte vlastnosti gumových míčků při odraze a při valení na. nakloněné rovině. — Vysvětlete z tohoto hlediska pokusy s rázy kovových kuliček . — Vysvětlete, proč míček dopadající na podložku po odrazu vystupuje do menších výšek, až se nakonec úplně zastaví. V libovolném bodě zakreslete do obrázku síly a rychlosti. 1.4 Práce gravitačních sil na horské dráze I'o horské dráze spouštějte kuličky různé velikosti a z různého materiálu. Sledujte, jak velkou část dráhy projdou. - Jaká je celková energie kuličky před zahájením pohybu? 1 2 - Na jaké druhy mechanické energie se tato energie přeměňuje během pohybu? - Co je příčinou toho, že některé kuličky nepřekonají potencionální val.' - Jakou podmínku je potřeba splnit, aby kulička prošla kruhovou smyčkou? Diferenciální kladkostroj: Kolo na hřiMcIi; (uvažujte o silách působících na kuličku) - Má rozměr kuličky vliv na In, zda kulička projde celou dráhu? - Jaké síly v tomto případě konají mechanickou práci? 1,5 Práce sil tření Na nakloněné rovině táhneme těleso rovnoměrným pohybem nahoru, dolu. Pouštíme gumové míčky, naplněný pinpongový míček. 1.5.1 Zakreslete všechny síly, které na těleso působí. - Tíhovou sílu rozložte do složek, jejichž účinky jsou vzájemně nezávis lé. Jakou mají tyto složky velikost? - Napište vyjádření pro třecí sílu. - Určete výslednici všech působících sil. Jakou má velikost a směr? - Kdy se bude těleso po nakloněné rovině pohyboval rovnoměrně? - Napište ZZE pro míčky i tažená tělesa. 1.5.2 Nechte těleso klouzat (míčky valit) dolů po nakloněné rovině. Na začátku je rychlost tělesa nulová. - Vyjádřete celkovou mechanickou energii tělesa na začátku a na konci nakloněné dráhy. - Určete sílu, která koná práci. Jaký je vztah mezi prací vykonanou touto silou a mechanickou energií na začátku a na konci dráhy? V co se přeměňuje rozdíl mechanické energie? 1.0 Kladkostroje Předveďte činnost kladkostrojů, klínu a šroubu. Nakreslete je; odvoďte vztahy pro sílu, kterou působíme na zvedané břemeno. Uvažujte kdy nastane rovnováha. Kladka pevná: Kladka volná: (Napište momentovou větu. silanii vzhledem k ose souosých kladek) Určete práci vykonanou při jedné otáčce: Klín Nakloněná rovina Odvoďte podmínku rovnováhy y, = | Šroub Rozložte síly do složek, odvoďte podmínku rovnováhy P" — F\ 0 šroubu uvažujte obdobně jako o nakloněné rovině; F' = F— 3 4 2 Moment síly a jejich rovnováha, rotace 2.1 Momentový kotouč a) Do různých vzdáleností ód osv otáčení kotouče zavěšujeme závažíčka niz ných hmotností. Pozorujeme otáčení kotouče. b) FortŽHÍÉil vhodných závažíček ve vhodných vzdálenostech zastavíme otáčení kotouče. Pokusy je možné provádět i se siloměty. — Do dvou obrázku nakreslete působící síly á. jríich ramena. — Definujte veličinu moment, síly. Práce při rotaci. — Určete orientaci vektoru iiiomrnl.il sílv v olnm případech. Nakreslete. — Co se děje. kily/ je osa otáčení nad nebo pod těžištěm? — Napište pohybovou rovnici pro těleso na nějž působí stály moment sil. - ,ln ká je jejich výslednice? Můžeme nahradit účinek dvojice účinkem jedné síly? - Na momentovém kotouči demonstrujte správné (oběma rukama) a nesprávné (jednou rukou) držení volantu. 2.4 Okamžitá osa rotace při valení tělesn Mějme cívku s navinutou nití. Táhneme-li stá nit, cívka se pohybuje buď k nám (navíjí se), něho od nás (rozvíjí se). 2.2 Hovnoválin na páre — Co je příčinou rozdílného pohybu cívky? - Zakreslete působíc! síly a jejich ramena vzhledem k bodu dotyku tak, aby se cívka pohybovala jedním nebo druhým směrem. 3 Těžiště tělesa, stabilita tělesa Zakreslete do obrázků působíc! síly a sílu působící na osu. Pokusy je možné provádět na páce nebo na momentovém kotouči. Jaká síla působí na osu. Určete graficky jej! výslednici, určete ji i výpočtem. 2.3 Moment elvojire sil Pomocí silorněrů ukažte na točně působení dvojice sil. 3.1 Určení těžiště zavěšením Na háček zavěšujeme různá tělesa, těžnici realizujeme pomocí nitě se závažím. Pro několik zavěšení každého tělesa určíme těžnice a jejich průsečík - těžiště. - Co jr třvSišlč tělesn? - Jaký pohyb koná tělesn upevněné v tržišti? — V jaké poloze skončí otáčeni tělesa nezaveseného v těžišti a proč? — Zakreslete těžiště těles různých geometrických tvaru. 3.2 Stabilita vnlre, dutého válce, těles na nakloněné rovině Deinonstriijte polohu staliilní, labilní a indiferentní pro těleso podepřené i zavěšené. Těleso zavěšené Těleso podepřené (momentový kotouč, páka...) (liorská dráha, miska) - Zakreslete do obrázků tíhovou sílu a reakci závěsu (podložky). Určete momenty sil, popřípadě síly, které způsobují navracení tělesa do původní polohy, respektive vychýlení tělesa z této polohy. - Definujte polohu stabilní, labilní a indiferentní. Jaký extrém potenciální energie tělesa je v těchto polohách? - Co je mírou stability tělesa? 3.3 Stabilita nehomogenních těles Prozkoumejte stabilitu nehomogenních kvádru na nakloněné rovině. Jak se změní stabilita válečku přidáním plastelíny na jednu základnu mino střed? naklánějte rovinu. - Vyjádřete stabilitu kvádru v různých polohách: a) úhlem r>, o který se otoč! těžiště při překlopení b) velikostí síly /•', kterou se otočí těžiště při překlopení c) vykonanou prací, kterou se otočí těžiště při překlopeni. 3.5 Stabilita zavěšených těles Pomocí kahanu nahřejte dráty kola upevněného v těžišti. - Jak se chovají dráty kola po nahřáli? - Je polom těžiště totožné s osou otáčení? - Proč se otáčení kola chvílemi zastavuje? 3.6 Stabilita rovnoramennýcli vah a poloha těžiště Prohlédněte si laboratorní váhy. — Co je osou otáčení vahadla? - Jakou polohu musí zaujímat vahadlo, má-li se po vychýlení vracet do píivodní polohy?. Kde se nachází těžiště vahadla (vzhledem k ose otáčení? — Popište princip stolních vah. Co je příčinou, že roviny misek zůstávají při libovolné poloze vahadel vodorovné? - Popište princip listovních vah. Odvoďte vztah pro hmotnost váženého tělesa v závislosti na hmotnosti závaží. 3.4 Stabilita těles na nakloněné rovině Na nakloněnou rovinu se zarážkami postavte dřevěné kvádry podle obrázku a 4 Moment setrvačnosti a rotační kinetická energie 4.1 Rotační (Wnttíiv) rpgnlár.or otáčok Vyzkoušejte si činnost rotačního regulátora otáček. — V jaké poloze se ustálí koule při otáčení? Jaké síly na kouli v této poloze působí? — Odvoďte vztah pro ťihol o, které svírá rameno regulátoru se svislým směrem. — Definujte veličiny moment setrvačnosti a rotační kinetirká energie. 4.2 Válce na nakloněné rovině Po nakloněné rovině spouštějte plné a rlnlč válec různých hmotností a průméríi. Vždy pírtlpovřutr, který rychleji urazí danou dráhu. — Válec koná posuvný i rotační pohyb. Co je příčinou rotačního pohybu? — Pouštíme li po nakloněné rovině plné válce různých hmotností, který bude první dole? — flešte předchozí úlohu pro válce stejné hmotností, ale plný a dutý. - Ze zákona zachování enprgie odvoďte vztah pro rychlost v válce na konci nakloněné dráhy. 4.3 Volné osy rotace koule, válce, kruhové tlesky Na osu odstředivky zavěste na niti připevněné předměty, napr. řetízek, válec, mis-ku, desku ... Pozorujte jejich otáčení při různých úhlových rychlostech, — Jaké síly působí na rotujíc! těleso, když osa rotace není osou symetrie. — Co je příčinou změny osy rotace? 5 Vlastnosti sil tření - Co je to síla tření a jakým směrem působí? - Jaké druhy tření známe, jaké pro ně platí vztahy? - Na čem závisí velikost třecí síly? - Na čem závisí odporová síla prostředí? fj.l Pohyb kváilríi na nakloněné rovině Kvádr položte na vodorovnou desku. Desku zdvíhejte až do té polohy, ve které -r difúze molekul ■. iduchu a vodíku lušti. Vysvětlete zahájeni vzestupu tlaku .1 jeho ukončeni. . porowicjte jejich rych- 2. Odstraňte kádinku. Podobně jako v 1. vysvětlete vznik podtlaku a ustáleni tlaku na hodnotě atmosférického tlaku. 3. .lak se nazývá doba. po jejímž uplynutí se ustálí v nádobce atmosférický tlak a jaky je její fyzikální význam? 4. K difúzi můžete použít, i jiny plyn. napr. metan. Promyslete si. jaká základní kriteria musí jakýkoliv pivu spiňovat. aby pro nej nastaly pozorované efekty a byly dostatečné výraz.né. Osmóza kapalin je pronikání molekul přes polopropustnou blánu do kapaliny jiné. Demonstrujte ji na vyobrazeném zařízeni. Celofánová blána odděluje horní prostor, vc kterém je cukerný roztok ve vodě. od dolního prostoru - vody. K nádobce připevněte trubičku s dílky, doplňte cukerný roztok k dolnímu dílku a ponořte do vody. Pokus nechejte probíhat dostatečné dlouho, aby vzestup hladiny v trubičce byl přesvědčivý. Po skončení pokusu opatrné zvedněte nádobku nad hladinu vody v kádince. 1. Molekuly sacharózy jsou příliš velké a mikroskopickými otvory v celofánové membráně nemohou projít, ale molekuly vody jimi procházejí. Určete směr koncentračního gradientu molekul vody a směr jejich difúze. 2. Vysvětlete pojem osmotický tlak a uveďte příklady dějů v živých organismech, při nichž dochází k osmóze. C2. Pojmy rovnovážný stav, izolovaná soustava, přechod mezi rovnovážnými Bt*w Adiabat.iľké stlačování a rozpínáni demonstrujte uapř. hustilkou: při kompresi dojde k zahřátí pístu. Expanzi reaiizujte tak. že z r.lakové nádobky i sifonové bombičky) necháte po proražení uzávěru expandovat oxid uhličitý. Použijte z bezpečnostních důvodů hlavu sifonového přístroje, kam bombičku zašroubujete Prázdná bombička se ochladí pod bod mrazu. 1. Napište tvar první věty termodynamické pro adiabatický děj. Na jejím základě vysvětlete ohřátí pistu a ochlazení bombičky. Existenci relaxační doby, která uplyne do vzniku termodynamické rovnováhy, můžete demonstrovat i se svíčkou, kterou zapálíte a na lodičce umístíte na hladinu vody v nádobce. Překryjte svíčku nádobkou s dílky a pozorujte vzestup vodní hladiny v nádobce. 1. Vysvětlete experiment a zopakujte ho s vatou namočenou v lihu. Vysvětlete, proč je efekt výraznější. C3. Vnitřní energie látky a tělesa 1. Porovnejte termodynamiku a molekulovou fyziku z hlediska jejich logické stavby, vhodnosti použití pro vysvětlení různých fyzikálních dějů a matematických postupů, které používají. 2. Vysvětlete všechny následující experimenty. Pomocí soupravy se vzduchovým polštářem proveďte tyto demonstrace (podrobnější návod je v metodické příručce v laboratoři: • pohyb jedné a více částic v uzavřené nádobě • základní časticový model plynu • rychlosti částic ve směsi plynů • expanze plynu otvorem v nádobě • míchání plynů difúzí • stlačování a rozpínání plynů • Brownův pohyb v plynu • popřípadě další experimenty Konstrukce a funkce soustavy a její příprava pro demonstraci Soupravu tvoří tyto základní části: a) základní deska se vzduchovým polštářem b) speciální tělesa, cj. koroučky a magnety clzdroj stlačeného vzduchu d) drobné příslušenství. Základní deska (1) (viz obr.) s pravidelné rozmístěnými malými otvory je opatřena obrubou ve tvaru dutého mantinelu (2). Mantinel tvoří přetlakovou komoru, která je připojena ke zdroji stlačeného vzduchu (3). Vzduch proudící otvory desky tvoří souvislou vzduchovou vrstvu - vzduchový polštář. Na něm se vznášejí kotoučky (5) na vrchní části opatřené permanentními magnety (4). Kotoučky mají nižnou barvu a velikost (druhy molekul). Pro modelováni odrazu molekul od stěny nádoby je projekční plocha ohraničena snímatelnými tyčovými magnety. Zkontrolujte průchodnost všech otvorů základní desky - případné nečistoty odstraňte profouknutím. Desku položte na meotar a pomocí stavěčích šroubů nastavte do vodorovné polohy. Přetlakovou komoru spojte hadicí se zdrojem stlačeného vzduchu. Na okraj mantinelu položte tyčové magnety. Kotoučky pro demonstrace pokládejte na desku až po zapnutí přívodu vzduchu. Pomoci soupravy pro modelové pokusy z kinetické teorie plynů demonstrujte izo-barický děj. izochorický děj, existenci fluktuace stavových veličin plynu (tlaku, objemu). Brownův pohyb. Rozloženi četnosti molekul podle rychlosti je časové dosti náročné, pokud budete provádět, použijte kuličky o menším průměru. Nevýhodou této soupravy je značná hlučnost, která neumožni při demonstraci výklad učitele. Konstrukce a funkce soustavy a její příprava pro demonstraci Hlavní část soupravy tvoří základní teleso s elektromotorkem. Horní část základního tělesa tvoří rám s projekční komorou. Komora je ohraničena úzkými kovovými stěnami, dvěma skleněnými deskami a posuvným pístem, který lze upevnit. Nálevkovitým nástavcem v boční stěně se vsypou do komory kuličky. Ty jsou uváděnu do pohybu pohyblivým dnem. ovládaným elektromotorkem a excentrem, jehož frekvenci lze stanovit stroboskopický. Druhá postranní stěna má dva otvory o průměrech 5mm a lOmm, které lze uzavírat zástrčkou, Komůrka vložená do stěny je přidržována šoupátkem. Běžné používáme jímací komůrku a. pro ověřeni Maxwellova zákona filtrační komůrku b. Tato komůrka realizuje vodorovný vrh kuliček s různou rychlosti, které zachycujeme do sektorového jimače s registrační komorou. Dbáme na těsné přiložení jimače k otvoru komůrky. Sektorový jímač je rozdělen na prstencovité sektory o šířce lem a registrační 4 komora na otevřeni buřVíy o sirce lem. Kuiičkv. ktjré su v urciléiu počtu dostanou i to jvažovaué buňky, jsou mírou četnosti kuliček v irč.itérn intervalu rychlosti. Před uvedením do chodu postavte obe častí soupravy na gumovou podložku a vyrovnejte pomocí stavěčích sroubil. Komoru plňte kuličkami uálevkovitým nástavcem. Kuličky musí byt čisté a suché. Pokud kuiičky opouštějí komuru, přidávejte každou minulu 1") kuliček, tg. udržujeme počet na 1(10. Po provedeni pokusů vyprázdněte komoru vysunutou přední stěny .1 zachycením kuliček padajících z drážky do kádinky. P10 úplné vyprázdněni je třeba komoru naklonit. a b C4. Platnost stavové rovnice pro ideální plyn - pVT přistroj Pomoci pVT prístroje demonstrujte děj izobarický, izochoriekv. izotenuický a stavovou rovnici ideálního plynu. ľ. Xapiste zákony popisující tyto děje. diskutujte práci plynu vykonanou pri těch U) i iěj ích. Konstrukci: a funkce soustavy a její příprava pro demonstraci Přístroj má dvé základní části - trubice se stupnicemi a nádobky. Mancnietrická trubice a stupnice pro měření objemu píyuu jsou vzájemné spojeny. Manoiiielrická trubice se dá po uvolněni rýhovaného šroubu posouvat nahoru a dolů, trubice pru měření ubjeuiu se dá posouvat v pružných držácích. Do vnější nádobky nalejte asi litr temperované vody, ve výlevce vodovodu zasuňte vnitrní nádobu do vnější a přístroj sešroubujte. Dolejte vodu. aby se celá vnitřní nádobka octla pcii vodou. Hladinu kapaliny v manometru nastavte přesné na nulu. Před zahájením pokusu zaznamenejte základní slav - skutečný flak na aneroidii v laboratoři, počáteční teplotu vody a objem plynu v nádobce ( HJIJI)c/n f). Zahřejte na elektrické vařiči na nejuižšim stupni za stálého mícháni ruční míchačkou, dokud objem nevystoupí o o —7cr/iJ. Pak vypněte vařič, nádobu postavte na odkladači podložku .1 po ustájeni údaju na stupnici změřte výsledky experimentu. Proveďte kontrolu platnosti odpovídajících zákonů. C5. Existence práce Vnějších sil při zrněné vnitřní energie látek neho těles Tuulaluv pokus demonstruje přeměnu mechanické eněigie ua teplo. Do nádobky na ručně nalijte vodu u laboratorní teplotě. Nádobku otáčejte a svírejte jemné korkovými kleštěmi. 1. Změřte teplotu vod) a výsledek interpretujte. Měrné tepelné kapacit v kapalin a pevných látek jsou rozdílné Nit vahách vyvážte dvé stejné kádinky (400 ml), do jedné nalijte 200 ml vody, do diuhé nasypte olovené broky. Do obou kádinek nalijte po 20U tul vody z ohřívače, promíchejte, změřte teplotu. 1. Vysvětlete výsledek z hlediska těrniifci i kinetické teorie látek. Statistickou interpretaci statistických veličin demonstrujte na Elueniestové sia-ristickéiu stroji. Postupujte podle návodu v laboratoři, vykonejte alespoň 30 talui. 1. Výsledek interpretujte uapř. z hlediska entropie Fázové přeměřiv modelujte dvourozměrným kuličkovým modelem, Duisí informace jsou na nástěnce. Modely parniho stroje i benzinového iiiotoriijsou funkční, seznamte se i s transpi rentními modely vhodnými pro promítání na nieotaru. Nti nástěnce r.i všimněte fá-znvvrh diagramů pracovního cyklu výbušných motorů. Schéma Tepelného čerpadla a chladničke je na nástěnce. Seznamte se S Jejich konstrukci a činnosti. lUTA J AI. Dcmonstrujlc_ajo.bjasnčlejcy_7.y pr«.-, /»j : M. Dejnonsinúte-^bjasne^ - setavte jednoduchý difraktografa pozorujte di frakci bílého svetla na různých mřížkách, - použijte mřížky na prächpd a na odraz, dávejte je těsné za čočku; - odhadněte mřížkovou konstantu z pozorovaných jevů. -objasníte princip funkce jednoduchého difraktografu při pozorování Fraunhoferových difřakčnich jevů. ~-Eí- Ai. - litů* ~ 40 . ai-j U ~7. 7*U 1 - > -—*»--- —■ >__ 0. 'obrní í(*» Ui*i 7 ■y. A5. Demotvilriutc_a_obja5n^ - na konec chodby dejte hodový zdroj světla a dívejte sc na něj přes difrakčni mřížky, které dáte těsně před oko. nebo těsně před objektiv dalekohledu; -jako difrakční objekty použijte dvojštčrbiny, lin. mřížky, tkaninu, čtvercovou síťku , aj ?_Hior)jj_ yyl^vrirenj obrjiiu ciflbzlob ledem je iěisíUif f }"~\^tipei, Tií-téz pálJi' C pro či y i "c«r> axíija , rtjnujiyoj t Jl v M */j oľto«vt mäf£f!i 4 -f- Fsúčcť 4U A. ÍX % / L Á A ) ^SlSSSSŽ. fl^f/^^y ! KynuCďrte. Vifi**rť*U #feiwS ľ &xe,ťívpctfKi*l júl 2ó braittico: í'i lni. . Demonstrujte a abjsajičli;_polarizíici sY.člIaiozplyJcm; (objektivní /působ urřcňl smčru propustnosti polaroidů): - vytvofile rovnoběžný svazek světla o průměru asi 1 cm, který necháte procházet vaničkou v níí je roztok eozinu ve vodě; - pozorujte svitlo vycházejíc! z vaničky ve smčru kolmém na primární svazek do jehož cesty budete vkládat červený filtr, rozlijte rozptyl svalin od fluorescence. - pozorujte okem rozptýlení světlo přes polaroid a určete směr jeho propustnosti; - vložte do primárního svazku polaroid a pak opět okem pozorujte rozptýlené svčllo při oláčení polaroidem. i/cín kaj t/el/rcny iiai'^1/' vrcvier ty. D2. Demonstrujíc a objasněte polarizaci svČlla_odtit«mt - vylvofle rovnoběžný sva/ek světla o piůmčru asi 1 cm, - do cesty primárnímu svazku postupně vkládejte jeden, dva a tři polaroidy a objasněte změny intenzity světla na stínítku - do priiuárnilio svazku vložte vhodně orientovaný polaroid a skleněnou desku (kovové zrcadlo'') nastavte lak, aby intenzita odraženého svazku byla nulová; - polarizujíc primární sva/ek odrazem (polarizace sva/ku proSlého?) 1 3 < í >', f J _ _______ 7 „—>— >— = 0 o/g - ■ 3t-eusf.tr rův ulxrč. ř. PC.- / / - k demonstraci využijte optického panelu; - ukažte vícenásobný odraz na planparalclni vrstvě; - rušivé odrazy na čočkách apod. Q6. Qcjncjnstriúlc^jibjasnčitLiítzjw - využijte optického panelu; - minimální deviace, totální odraz, lom; - mčřenim ndrazivostt. Z. / a-« d(UL CX 7. /// 7- 7„6 DemonslouIcaobjasnCle.lolálnLCitlfaiJvClLa: -ukažte lolální odraz světla na optickém panelu (půlkruh, hranol , aj): - demonstrujíc Funkci světlovodú (olinuté sklenčné tyčinky, vodní paprsek, sklenená vlákna): - do rovnoběžného sva/ku paprsků vložte hranol a ukažte totální odraz, pak dva hranoly pľitisknetc k soW nasucho a s kapkou vody. Pozorujte rozdíl v intenzitě odraženého světla. D4. Dcmonsirujicjjibjas^ - vytvoříme rovnoběžný svazek světla, těsně před dopadem na dvojlomný krystal jej omezíme irisovou clonou asi na 5 mm a čočkou tento otvor zobrazíme na stínítko. - polaroidem pak proknžte polarizaci paprsku řádného a mimořádného, - tlakem na vzorek z plexiskla vyvoláte umělý dvojlom, vznik dvojlomu pozorujete vložením vzorku mezi zkřížené polaroidy, vzorek přitom zobrazíme na stínítko čočkou. Místo plexiskla použijíc deformovaný pásek polyetylenové folie. - Mezi zkřížené polaroidy vložíme vaničku naplněnou cukerným roztokem a pozorujeme naločcul polarizační roviny. 1-\\ X 1 r j 1 Ojjhcia . -> / l •7. / i f— i - 1, í ___. r Citer, rf>-h(. OP 1. SekTmdární vinutí transformátoru postupně zatěžujeme odporovou zátěží s klesajícím odporem. Poměr závitů primárního a sekundárního vinutí je n. Znázorněte graficky závislost proudu sekundárem a primářem na zátěžovém odporu. Čím je maximální proud sekundárem limitován? 2. Pokuste se určit alespoň jeden parametr transformátoru, na kterém závisí max. přenášený výkon. 3. Závisí maximální výkon přenášený transformátoru na frekvenci stříd, napětí? 4. Bylo by možné pomocí zvonkového transformátoru transformovat střídavé napětí o frekvenci 100 kHz ? Proč? 5. Nakreslete schéma trojfázového transformátoru. 6. Jaký vliv má přetíženi transformátoru na tvar výsrapniho signálu, je-li napájen sinusovým střídavým napětím. 7. Jak je konstrukčně zajištěno, že při zkratu elektrod elektrické svářečky nedojde k výpadku jističe? Jakým způsobem je stabilizován elektrický- oblouk svářečky? (Záporný cHf. odpor elektrického výboje v plynu.) 8. Uveďte, jakým způsobem je (principielně) vytvářeno vysoké urychlovací napětí v televizoru. Jak vysoké je toto urychlovací napětí? (Přibližný údaj, stovky voltů, jednotky kilovoltů, desítky kilovoM, stovky kilovoltů.) 9. Je-li poměr závitů rránárního vinutí a sekirndárního vinuti n, jaký je poměr a) napětí b) proudu na primárni a sekundární cívce? Za jakých podmínek? 10. Jaký je fázový posuv mezi a) narxtíiri b) proudem na primární a sekundární cívce? (Proveďte kvahtauvnl zdůvodnění) 11. Jaké požadavky jsou kladeny na materiál jádra transformátorů? 12. Napište pohybovou rovnici Waltenhofenova kyvadla Všechny ztráty aerodynamickým a mechanickým třením zanedbejme. 13. Uveďte alespoň dvě aplikace indukční brzdy. 14. Nakreslete raincipielní schéma zapalování zážehového motoru. 15. Popište princip činnosti a) alternátoru b) dynama. 16. Proč bylo dříve používáno v osobních automobilech dynamo a nikoliv alternátor. 17. Popište princip funkce komutátorového motoru. 18. Vinutí statoru komutátorového motoru může být zapojeno do série nebo paralelně s kartáčky komutátoru. Porovnejte momentovou charakteristiku (závislost momentu na otáčkách) obou verzí, schematicky načrtněte.. 19. Která z obou variant (sériové nebo paralelní zapojení kartáčků komutátoru a statorové cívky) komutátorového motoru může být napájena střídavým napětím? Zdůvodněte. 20. Jaký typ motoru je použit v běžném vysavači, elektrické vrtačce, tramvaji, autíčku elektrické autodráhy, stolního ventilátoru, automatické pračce. 21 .Popište princip funkce zařízení pro demonstraci trojfázové soustavy "rotačního odporového měniče". 22. Definujte trojfázovou elektrickou soustavu. (Napěťové a fázové poměry) 23. Uveďte některé praktické důvody, proč je rozšířena trojfázová soustava 50 Hz. 24. Popište proces průchodu střídavého proudu indukčností, kapacitou, rezistancí. Uveďte, jaký je fázový posuv mezi napětím a proudem pro jednotlivé případy. Zďůvoďněte. 25. Proč je výbojový proud v zářivce stabilizován predradnou Úumivkou a nikoliv kondenzátorem nebo odporem stejné impedance? 26. Popište princip funkce watmetru. Uveďte, jaká faktická pravidla je třeba dodržovat při práci s watmetrem. Zdůvodněte. 27. Uveďte výraz pro činný výkon na zátěži (s komplexní impedancí) napájené střídavým napitím. Uveďte výraz pro tzv. jalový výkon . 28. Vyjmenujte některé spotřebiče v domácnosti které odebírají ze sítě a) pouze činný výkon b) činný i jalový výkon. 29. Platí maloodběratel elektrárenským společnostem za jalový výkon? A velkoodběratel? Proč. 30. Napište difeTentiální rovnici netlumeného LC oscilátoru, 31. Objasněte pojem rezonance. 32. Popište, jaké případy mohou nastat, pripqjírne-li k střídavému napětí (50 Hz) cívku s indukčností a kondenzátor. 33. Pro jakou hodnotu kapacity a indukčnosti v sériovém zapojení je splněna rxdminka nulové impedance? 34. Nakreslete zapojení hvězda a teojúhelmk, uveďte definici fázového a sdruženého napětí. 35. Objasněte vznik točivého magnetického pole. 36. Vysvětlete funkci syuchroniíího a asynchronního motoru. Uveďte oblast použití. 36. Vysvětlete princip jednofázového elektrického motoru a) se závitem na krátko b) s rozběhovým kondenzátorem. 37. Zdůvodněte, proč při zapnutí trojfázového asynchronního motoru s kotvou na krátko dochází k proudovému rázu (mžikovému přetížení). Navrhněte, jak se tomuto jevu vyhnout (důležité u velkých motorů). 38. Uveďte výhody synchronních motorů oproti asyncluoriním a uveďte alespoň jeden příklad jejich užití. 39. Jak změníme směr rotace trojfázového motoru. 40. Vysvětlete funkci relé a stykače, uveďte příklad použití. 41. Jakým způsobem je zajištěno u relé/ stykačů ovládaných střídavým proudem, aby jejich kotva nevibrovala v důsledku periodicky se opakujících nulových hodnot střídavého proudu. 42. Vysvětlete, co se rozumí pod pojmem univerzáhií elektromotor. Uveďte příklad. 43. Vysvětlete fttnkci jističe a pojistky. Jakým způsobem je zajištěno zhášení oblouku? 45. Zakreslete schéma ochrany nulovámm a ochrany nulováním se samostatným vodičem. 46. Zakreslete schéma ochrany zemněriim. 47. Objasněte princip funkce chrániče. 48. Nakreslete schéma jednocestného a dvoucestného usměrňovače. 49. Je možné postavit dvoucestný usměrňovač pomocí dvou diod a transformátoru s vyvedeným středem? 50. Na jakou hodnotu napětí sc nabije kondenzátor, který je připojen přes usměrňovači diodu na střídavé napětí 220 V. 51. Uveďte, jakou veličinu měří elektroměr. 52. Uved'te alespoň jeden fyzikální princip funkce elektronového zdroje. (Zařízení, které emituje elektrony do vakua.) 53. Uveďte příklad alespoň dvou zafeení, které využívá urychlený svazek elektronů.54. Seznamte se se zakladrrím principem funkce elektronového prozařovacího a rastrovacího mikroskopu. Jakou mají (řádově) rozlišovací schopnost? Otázky - elektromagnetické vlnění 1. Popište šíři spektra elektromagnetického vlnění, jeho druhy a způsoby generace. 2. Určete energii fotonů mikrovlnné trouby o vlnové délce 4cm a porovnejte ji s energií fotonů emitovaných vysílací anténou Rádia Kiss Hády 8S.3FM (88..W/Yi). 3. Vysvětlete princip činnosti jiskrového generátoru elektromagnetických vln a metody detekce těchto vln. 4. Rovnice elektromagnetické vlny šířící se ve vakuu je dána vztahy Ez = 0.25[sin(2jr.l08(r + -))], Ey = E2 = 0 c pro vektor elektrické intenzity. • Určete vlnovou délku, amplitudu el. intenzity, polarizaci a směr šíření. • Určete rovinu, ve které kmitá vektor magnetické indukce. 5. Vysvětlete pojem stojaté elektromagnetické vlnění. Jak a kde vzniká? 6. Navrhněte princip metody, pomocí které lze měřit vlnovou délku decimetrových elektromagnetických vln. 7. Vysvětlete jevy lineární a kruhové polarizace. Které veličiny určují index lomu elektromagnetického vlnění? 8. Elektromagnetické vlnění o vlnové délce 240m proniká ze vzduchu do stejnorodého prostředí, kde se šíří rychlostí 2.108ms-1. Určete vlnovou délku vinění v tomto prostředí. Pod jakým úhlem se bude v tomto prostředí šířit, dopadá-li na rozhraní ze vzduchu pod úhlem 60°? 9. Objasněte pojem elektromagnetický dipól a vyzařovací diagram antény. Diskutujte vliv reflektoru a direktoru na vyzařovací diagram antény. 10. Určete délku pňlvlnného dipólu pro vysílání a příjem elektromagnetického vlnění o frekvenci 430M//í ve vzduchu a ve vodě. Jak se úloha změní, je-U jfíďen konec dipólu uzemněn? 11. Popište princip radiolokátoru. 12. Objasněte konstrukci a funkci tzv. Lecherova vedení a parametry elektromagnetických vln, které na něm měříte. 13. Vysvětlete schematicky amplitudovou a frekvenční modulaci elektromagnetické vlny. Vysvětlete pojem nosné frekvence vysílače. 14. Nakreslete schéma krystalky a vysvětlete její činnost. 15. Popište konstrukci a funkci elektrodynamického mikrofonu. 16. Nakreslete blokové schéma rozhlasového přijímače a konstrukci antény pro rozhlasové vysílání na středních, dlouhých, krátkých a velmi krátkých vlnách. 17. Na jakém principu funguje přijímač středních vln s feritovou anténou? 18. Nakreslete blokové schéma televizoru. Vysvětlete princip činnosti barevné obrazovky. 19. Jak je ovlivněno šíření elektromagnetických vln vodivostí prostředí, ve kterém prochází? 20. Popište konstrukci a princip mikrovlnné trouby. Uveďte nejdůležitější zásady vaření v ní a fyzikálně je zdůvodněte. 21. Popište Teslův transformátor a experimenty, které s ním lze provádět. Proč je vysoké napětí na sekundární cívce transformátoru člověku zcela neškodné? 1 2 Ot >ťv — mecha.nika 1. Na vodorovné desce Jsou dva vozíčky o stejné hmotnosti. První Je tažen konstantní silou IN, druhý závažím o tíze IN. Který dříve ujede dráhu lm? 2. Na dfevôné cívce je namotán provázek. Vhodným taháním za provázek lze dosáhnout toho, že cívka se kutálí ke mne, nebo ode mne. ZdGvodnäte. 3. Jak může kosmonaut v družici na obežné dráze kolem Zeme stanovit hmotnost tSleBa? 4. Na Zemi je doba kmitu matematického kyvadla T. Jaká bude a) na Měsíci b) ve výtahu, který jede dolô konstantní rychlostí v c) ve výtahu, který Jede nahoru konstantní rychlostí v d) ve výtahu, který padá volným pádem e) ve výtahu, který Jede nahoru s zrychlením a? 5. Na Zemi je doba kmitu telesa na pružine T. Jaká bude a) na M6síci b) ve výtahu, který Jede dolů konstantní rychlostí v c) ve výtahu, který Jede nahoru konstantní rychlosti v d) ve výtahu, který padá volným pádem e) ve výtahu, který jede nahoru s zrychlením a? 6. Proč mívají helikoptéry kromě velké hlavní vrtule i malou pomocnou? Co by se stalo, kdyby ji neměly? 7. Co se dSje, když krasobruslař při piruetě připaží? Zdůvodněte. 8. Chlapec vyhodil míč svisle vzhoru. Nakreslete výslednici všech sil, které na míč působí: a) při stoupání b) v bode obratu c) při klesání. 9. Nakreslete vektor rychlosti, zrychleni a výslednici všech sil pro Btřelu, která práve opustila hlaveň pusky. 10. Může kámen narazit na překážku vetší silou než je jeho tíha? Zdůvodněte. 11. Je možné, aby plachetnice doplula z místa A do B íouká-li vítr v protismeru? Objasněte. 12. Ve vzdálenosti s a ve výšce h od střelce Je umístěn terč. V okamžiku výstřelu začne terc padat volným pádem. Pod jakým úhlem musí střelec vystřelit, aby terč zasáhl? Zdůvodněte. 13. Kus drátu visí na niti ve vodorovné poloze. Drát pak ohnete v 1/4 jeho délky do pravého uhlu a bod závesu ponecháte. Nakreslete jeho novou polohu. 14. Teleso o hmotnosti M je ve vzdálenosti D od úpatí naklonené roviny svírající s vodorovnou rovinou úhel alía. Za jak dlouho dosáhne vzdálenosti L od úpatí, jestliže se pohybuje: a) klouže bez třeni b) klouže se stálou třecí bíIou F c) Jde o válec o polomeru r, který se valí bez třeni? 15. Jaký Je tah ve vlákne matematického kyvadla délky L a hmotnosti M, v okamžiku kdy; a) Jeho výchylka Je maximálni a je rovna alía b) Jeho výchylka Je nulová? 16. Koná kabina na ruském kole rotaci nebo translaci? 17. Po naklonené rovine se začaly kutálet dva válce o stejné hmotnosti a různém momentu setrvačnosti. Který bude dříve dole? 18. Na vozíčkové dráze je vozíček o hmotnosti H spojen vláknem přes kladku se závažím o hmotnosti m. Vypočítejte zrychleni vozíčku v těchto případech: a) hmotnost kladky zanedbáte a vozíček se pohybuje bez tření. b) vozíčková dráha svírá e vodorovnou rovinou úhel alía a vozíček Jede bez tření nahoru (dolů), c) situace Jako b), ale koeficient smykového tření vozíčku je k. 19. Ve vasone bez oken Je zavesená kulička o hmotnosti M na vlákne délky L. Vlak jede stálou rychlostí 36 km/hod. Co lze říci o dráze vlaku. Jestliže se kulička vychýlí nalevo, napravo, dopředu nebo dozadu u úhel alía? 20. Vypočtete rychlost střely na základe experimentu s balistickým kyvadlem. 21.Srazily se dve koule dokonale pružné koule o stejné hmotnosti. Před srážkou se Jedna pohybovala rychlostí w a druhá byla v klidu. Po srážce se pohybovaly po přímkách, které spolu svírají úhel 120 stupňů. Jaká byla jejich rychlost? 22. Vypočtete práci potřebnou na převráceni krychle, kvádru a válce (výSka je rovna průméru základny). Hmotnost všech täles je stejná. 23. Vodorovná deska balkonu o rozměrech 1 m x 2 m je vetknuta kratší stranou do zdi o tloustce 40 cm. Nad balkonem je postavena zed o výšce 2 m. Hmotnost desky je 200 kg. Kolik dospelých lidí balkon unese? Hustota cihel je 3000 kg/m3. 24. Stoupání závitu šroubu je 1 mm. Jakou silou působí matka na podložku, když k utažení bylo použito momentu 100 Nm? 25. Vypočtete modul pružnosti v tahu drátu o průměru B=lmm, délky L=5 m , který se při zatížení hmotností 1 kg prodloužil o lem. 26. Maxwellův setrvačník má hmotnost M, moment setrvačnosti J a polomer hřídele R. Jakou rychloHt bude mít Jeho téiisté po pádu z výBky H? Určete auuraarúce těžišti O t A sl K y — o p> t .1 k a 1. Čemu on MkA deviace pri rozkladu nudila hranolem? 2. Jakou IAiouod rychlostí ne ttífí monochromatlcliíí svetlo ve skip o Indexu lomu 1.5. 3. Čemu se v optice riká vlnoví disperze? 4. Jak bouvíbí ohnisková vzdálenost s Indexem lomu CoCky? 5. Co Je pftClnou tmavých pínft ve spektru kapalin? 6. ProC kovy tak silne absorbují Bvetlo7 Objasněte z hlediska E-H teorie. 7. Objasněte, Jak souvisí pojem "mezní úhel" se Snellovým zákonem. 8. Čím so vyznafiuje svetlo po odrazu rovinném a drsném rozhraní 7 9. Čemu ne riká svetlovod a Jak Jej lze demonstrovat? Pripojte vysvětlující obrázek. 10. K Čemu Be využívá totálního odrazu v praxi? 11. Naplňte vzorce pro odrazivost svetla pro obe významné polarizace. 12. Čím je urííena rovina dopadu, rozhraní a polarizace? 13. Nepolarizované svetlo o intenzite I dopadá na polaroid. Jakou intenzitu má nvetlo po Jeho prOchodu? 14. Svetlo po prOchodu prvním polaroidem má Intenzitu I. Jakou intensitu má po prOchodu druhým polaroidem? PríBlurJiié smery propustnosti svírají spolu Cihel 30 stup«0. 15. Jak lze demonstrací objasnit pojem "optický kontakt"? 16. Nakreslete graf závislosti koherencni sirky na velikosti zdroje svetla. 17. Nakreslete graí závislosti koherencím sirky na vzdálenosti od zdroje. 18. Za Jaké podmínky se bude nemonochromatleké svetlo chovat pri interferenci jako monochromatické? 19. 2a Jaké podmínky lze ploSný zdroj považovat za bodový pri difrakci na dvoJBtérblne. 20. Uveďte výraz pro délku vlnového klubka. Kdy Je lázová a grupová rychlost svetla stejná? 21. Uveďte príklad, kdy interferující vlny vznikají delením vlnoplochy. 22. Uveďte přiklad, kdy interferující vlny vznikají dSlenlm ampli tudy. 23. Najdete vyraz úmerný Intenzite svetla pri interferenci následujících dvou vln: u,= U, žUv