Fyzika pro učitele

Žáci rozlišují fyzikální veličiny, jejich značky a jednotky a učí se zapisovat údaje tak, aby jim bylo možné porozumět a porovnávat je.

Délku, hmotnost, čas a objem lze vyjádřit v různých jednotkách; žáci je převádějí a volí jednotku vhodnou pro zápis měření.

Žáci odhadují a měří délku a objem, volí vhodná měřidla a jednotky a zvažují, jak přesně mohou výsledek uvést.

Žáci odhadují a měří hmotnost pomocí rovnoramenných a digitálních vah, zapisují výsledek s jednotkou a porovnávají hmotnost stejného objemu různých látek.

Žáci měří časové intervaly a teplotu, zapisují výsledky s jednotkami a porovnávají měření se svým odhadem.

Žáci vybírají měřidlo podle očekávané hodnoty, čtou jeho stupnici či displej a zapisují výsledek s jednotkou a přiměřeným odhadem nejistoty.

Žáci určují pohyb vzhledem ke zvolenému tělesu, měří uraženou dráhu a čas a z naměřených údajů vypočítají průměrnou rychlost.

Žáci podle pozorování a měření rozlišují pohyb se stálou a měnící se velikostí rychlosti a odhadují, jak bude pokračovat.

Žáci z grafů dráhy a rychlosti v závislosti na čase popisují pohyb, odečítají údaje a určují rychlost nebo uraženou dráhu.

Žáci sledují změny rychlosti, poznávají pohyb se stálým zrychlením a pomocí jednoduchého modelu předpovídají rychlost a dráhu.

Žáci na pozorováních a pokusech zkoumají, kdy síly mění rychlost či směr pohybu, a seznamují se s Newtonovými pohybovými zákony.

Žáci určují výslednici dvou sil působících na jedné přímce a vysvětlují, jak souvisí s rovnováhou sil a změnou pohybu tělesa.

Žáci měří teplotu a sledují, jak se při tepelné výměně mění teploty těles; na známých situacích rozlišují teplotu od přenášené energie.

Vnitřní energie souvisí s pohybem a vzájemným působením částic; žáci poznávají, jak se mění při předávání tepla, konání práce a změnách skupenství.

Žáci rozlišují vedení, proudění a záření jako způsoby přenosu tepla a vysvětlují, jak tepelná izolace zpomaluje tepelnou výměnu.

Žáci rozlišují tepelnou a měrnou tepelnou kapacitu, počítají teplo při změně teploty a předpovídají výslednou teplotu při směšování kapalin.

Žáci počítají změnu délky a objemu při změně teploty a výsledky vztahují ke kolejnici, bimetalu a kapalinovému teploměru.

Při tání, tuhnutí, vypařování a kondenzaci látka přijímá nebo odevzdává teplo; měření ukazuje, jak se při těchto dějích mění teplota.

Žáci zkoumají vzájemné působení magnetů, znázorňují jejich magnetické pole a vysvětlují využití magnetů v kompasu, reproduktoru a při ukládání dat.

Žáci pozorují magnetické pole vodiče a cívky s proudem, působení magnetu na vodič s proudem a využití těchto jevů v elektromagnetu, motoru či relé.

Žáci zkoumají vznik indukovaného napětí a poznávají, jak se měnící magnetické pole využívá v dynamu, zapalovací cívce a bezdrátovém nabíjení.

Střídavý proud umožňuje transformátorem měnit napětí; žáci poznají princip transformátoru a vysvětlí, proč se elektřina na dálku přenáší při vysokém napětí.

Příkon spotřebiče a doba jeho provozu umožňují odhadnout spotřebu elektrické energie v kilowatthodinách a její cenu.

Energie v domácnosti a dopravě se projevuje spotřebou elektřiny, tepla i paliv; údaje o spotřebě pomáhají odhadnout náklady a možnosti úspor.

Žáci používají Mezinárodní soustavu jednotek SI, převádějí základní i odvozené jednotky mechaniky a zapisují veličiny v jednotném tvaru.

Žáci měří vybrané fyzikální veličiny vhodnými metodami, volí přístroj a rozsah, určí absolutní i relativní odchylku a zaokrouhlí výsledek podle nejistoty.

Žáci rozliší skalární veličiny od vektorových, skládají vektory v rovině a využívají je při řešení úloh o pohybu a silách.

Žáci zavedou vztažnou soustavu, popíší polohu a změnu polohy, rozliší okamžitou a průměrnou rychlost a používají vztahy pro rovnoměrný přímočarý pohyb.

Žáci zavedou zrychlení jako změnu rychlosti, řeší rovnoměrně zrychlený i zpomalený pohyb a používají vztah pro dráhu a polohu tělesa v čase.

Žáci čtou a sestavují grafy závislosti polohy, dráhy a rychlosti na čase a z grafu určí rychlost, zrychlení a uraženou dráhu.

Žáci rozliší gravitační a tíhovou sílu, popíší homogenní i radiální gravitační pole a počítají intenzitu i gravitační potenciální energii. Nejde o první seznámení s tíhou z 1. ročníku ani o elektřinu.

Žáci formulují tři Keplerovy zákony, spojí je s Newtonovým gravitačním zákonem a řeší úlohy o periodě a velké poloose. Téma patří ke gravitačnímu poli 2. ročníku, ne k popisu planet z přírodopisu.

Žáci rozloží pohyb po kružnici na tečné a dostředivé zrychlení, určí dostředivou sílu a řeší úlohy o rovnoměrném i zrychleném obíhání. Nejsou to přímočaré pohyby ani první zápis Newtonových zákonů z 1. ročníku.

Žáci skládají vodorovný a svislý pohyb při vodorovném i šikmém vrhu, počítají dobu letu, dostřel a vrchol trajektorie. Volný pád jako první kinematika zůstává v 1. ročníku.

Žáci určí moment síly, výslednici a podmínku rovnováhy tuhého tělesa, najdou těžiště a řeší páku i jednodušší statické soustavy. Nejde o první Newtonovy zákony pro hmotný bod.

Žáci používají zachování hybnosti a mechanické energie při srážkách, pohybu v gravitačním poli a otáčení. Rozšiřují zákony zachování z 1. ročníku, neopakují SI jednotky ani první zápis práce.

Téma zavádí elektrický náboj, jeho zachování a elementární náboj. Žáci používají Coulombův zákon ve vakuu, počítají síly mezi bodovými náboji a skládají je.

Téma zavádí elektrické pole, intenzitu a napětí. Žáci kreslí siločáry, počítají práci v poli a porovnávají účinky na vodič a izolant včetně polarizace a Faradayovy klece.

Téma pokrývá kondenzátor, kapacitu a energii elektrického pole. Žáci počítají sériové a paralelní spojení kondenzátorů a volí zapojení podle požadované kapacity.

Téma zavádí stejnosměrný proud a Ohmův zákon, závislost odporu na materiálu a teplotě a výpočet práce a výkonu. Žáci řeší úlohy o spotřebě energie a dimenzování vodičů.

Téma pokrývá stejnosměrné obvody: sériové a paralelní spojení rezistorů, náhradní odpor a rozdělení napětí a proudu. Žáci sestavují a počítají jednoduché i větvené obvody.

Téma porovnává vedení proudu v kovech, kapalinách a plynech. Žáci vysvětlují nositele náboje a aplikují mechanismy vedení při analýze chování těles v obvodech.

Žáci popisují elektromagnetickou vlnu a porovnávají její šíření v rozličných prostředích — vlnovou délku, frekvenci a rychlost — jako navázání na pole a indukci z nižších ročníků.

Žáci řadí spektrum elektromagnetického záření od rádiových vln po záření gama, zařazují viditelné, infračervené a ultrafialové světlo a srovnávají šíření jednotlivých druhů v látkách.

Žáci popisují šíření a rychlost světla v různých prostředích, stálost rychlosti světla v inerciálních soustavách a základní důsledky této zákonitosti pro vlnový popis.

Žáci používají zákony odrazu a lomu, index lomu a Snellův zákon k určení směru paprsku na rozhraní a připravují se na zobrazování jednoduchými optickými soustavami.

Žáci vysvětlují interferenci světla a optické spektrum: podmínky maxima a minima, souvislost s vlnovou délkou a vlnový charakter viditelného záření.

Žáci zobrazují předmět na rovinném i kulovém zrcadle a na tenkých čočkách: ohnisko, zobrazovací rovnice a vlastnosti obrazu v jednoduché optické soustavě.