Představí formy a přeměny energie v každé oblasti fyziky, se kterou se setkává, a ukáže také souvislosti různých forem energie v různých oblastech fyziky.
Komentář:
Energie jako koncept prolíná všemi fyzikálními (a obecně přírodovědnými) tématy. Žák tak v mechanice popisuje polohovou (potenciální) a pohybovou (kinetickou) energii, v elektřině elektrickou energii atd. Současně žák ukáže možnost přeměny např. kinetické energie na elektrickou energii, elektrické energie na světelnou nebo tepelnou energii.
Příklady souvislostí různých forem energie je ohřívání povrchu Země slunečním zářením, absorpce slunečního záření listy rostlin, které za dlouhou dobu dávají vznik fosilním palivům, přeměna slunečního záření na elektrickou energii v solárních panelech, …
V rámci OVU žák pracuje s různými modelovými situacemi. Pro výpočet práce a výkonu to může být např. určení práce potřebné na zvednutí nákladu, chůzi do kopce, porovnání výkonu dvou zařízení zvedajících náklad, dvou nosičů vynášejících náklad na kopec, výkon motoru z dokumentace auta, apod. Jako vhodné modelové situace pro přeměny energie lze využít např. houpání na houpačce, jízdu lyžaře z kopce, hod míčkem, ... „Kde se vzala energie“ lze diskutovat např. u výtahu, osobního auta, letadla, člověka. Teplo lze nejjednodušeji určit například pro ohřívání vody ve varné konvici, ve stejné situaci lze určit spotřebovanou energii ze štítku varné konvice.
Úroveň: Na začátku
Popis:
- Uvede příklady použití slova energie, práce a výkon v běžném životě.
- Uvede příklady použití slova teplo v běžném životě.
- Uvědomí si, kde se v domácnosti něco ohřívá nebo ochlazuje.
Ilustrace
Učitel za aktivní spolupráce žáků (například řízeným rozhovorem učitele se žáky, nebo skupinovou prací žáků a následným zhodnocením a sebehodnocením) v úvodu tématu upozorňuje, jak a kde se používají pojmy, práce, energie a výkon.
Žáci by mohli jmenovat následující příklady:
- pracovní doba
- pracovitý člověk
- těžká práce horníků, hutníků, či dalších profesí, která se označuje také jako dřina
- práci člověku usnadňují zvířata (koně, krávy, osli, …) nebo stroje
- když je člověk schopen hodně pracovat, má velkou energii
- člověk vystupující rázně je energický, tedy vynakládá na vystoupení hodně energie
- energetický štítek elektrického přístroje
- když člověk dokáže udělat skvělou práci, můžeme říci: „to je vynikající výkon!“
- úspěšný sportovec dosahuje vynikající výkony
- sportovec aktivní i vyšším věku má velkou výkonnost, tedy dlouhodobě dosahuje velkých výkonů
- automobil je výkonnější, když dokáže dosahovat větší rychlosti
Úroveň: Na cestě
Popis:
- Seznámí se s prací, výkonem a energií jako fyzikálními veličinami, jejich značkami, jednotkami a způsobem jejich určení.
- Seznámí se s různými formami energie.
- Seznámí se s univerzální platností zákona zachování energie.
- Najde štítek s údaji o příkonu apod. na elektrických spotřebičích a na krabičkách různých typů žárovek.
- Vnímá teplo jako formu energie a seznámí se se způsobem jeho určení v konkrétních dějích.
Ilustrace
Úkolem žáků je najít doma daný počet (např. 10) elektrických spotřebičů, u kterých jsou schopni najít elektrický štítek (tj. ne např. lednici, …). Štítek vyfotit a přečíst z něj údaj o příkonu. Součástí splněné práce by mělo být i označení, o jaký spotřebič se jedná.
Aktivitu lze zadat jako dobrovolný domácí úkol. Žáci během aktivity zjistí, že každý spotřebič údaj o příkonu má, udělají si představu o hodnotách příkonu jednotlivých spotřebičů.
| Metodický materiál | stitky-spotrebicu.pdf | Stáhnout |
Cílem ilustrace je upevnit znalosti o teple jako formě energie a zákonu zachování energie, uvědomění si ztrát při přenosu tepla. Žák získává představu o účinnosti vytápěcích systémů. V této ilustraci žák pracuje s reálně naměřenými hodnotami při pokusu.
| Metodický materiál | 006-na-ceste.pdf | Stáhnout |
Úroveň: Splněno
Popis:
- Určí práci a výkon v jednoduchých modelových situacích.
- Popíše přeměny mechanické energie v jednoduchých situacích s ohledem na zákon zachování energie.
- Z údajů na konkrétním spotřebiči přečte příkon a spočte spotřebovanou energii během změřeného času (např. při vaření vody, svícení, nabíjení mobilu, vysávání vysavačem, …) a popíše, na jaké formy energie se dodaná energie ve spotřebiči přeměnila.
- V jednoduchých modelových situacích určí teplo potřebné k ohřívání.
- Určí teplo potřebné na roztavení ledu (sněhu) a porovná ho s teplem potřebným na ohřátí vody z teploty tání na teplotu varu.
- Z údajů na krabičce „LED žárovky“ porovná její účinnost s klasickou žárovkou.
- Vysvětlí, jaká energie obvykle pohání různá zařízení i živočichy a odkud se tato energie vzala.
Ilustrace
OVU ilustrujeme aktivitou, ve které žáci změří vlastní výkon při běhu do schodů nebo dřepování.
| Metodický materiál | Mereni-vlastniho-vykonu.pdf | Stáhnout |
Cílem aktivity je porovnat účinnost několika způsobů ohřevu vody. Žáci v rámci aktivity přečtou příkon daného spotřebiče, vypočtou, za jak dlouho by se v něm mělo ohřát dané množství vody, a vypočtený čas porovnají s realitou. Poté diskutují rozdíly v naměřeném a vypočteném čase.
| Metodický materiál | FYZ-006-Splneno-Za-jak-dlouho-se-uvari-voda.pdf | Stáhnout |
Úroveň: Minimální doporučená úroveň
Popis:
Uvede konkrétní příklady přeměn energie.
