Fyzika na gymnáziu
Vyberte ročník a téma — od měření veličin po kvanta — nebo popište experiment. ScioBot zná očekávané výstupy fyziky v RVP ZV i RVP G, staví hodinu na veličinách SI, modelech a badatelské výuce a připraví přípravu, laboratorní protokol, test i prezentaci. Zadání umí odstupňovat pro žáky se SVP.
Vytvořit materiál Procházet témata
Témata podle ročníků
Okruhy učiva v souladu s novým RVP. ScioBot z nich připraví přípravu — i z tématu, které tu zatím není.
I. ročník (12)
-
Soustava SI a jednotky
Žáci používají Mezinárodní soustavu jednotek SI, převádějí základní i odvozené jednotky mechaniky a zapisují veličiny v jednotném tvaru.
-
Měření fyzikálních veličin
Žáci měří vybrané fyzikální veličiny vhodnými metodami, volí přístroj a rozsah, určí absolutní i relativní odchylku a zaokrouhlí výsledek podle nejistoty.
-
Skalární a vektorové veličiny
Žáci rozliší skalární veličiny od vektorových, skládají vektory v rovině a využívají je při řešení úloh o pohybu a silách.
-
Kinematika: základní pojmy
Žáci zavedou vztažnou soustavu, popíší polohu a změnu polohy, rozliší okamžitou a průměrnou rychlost a používají vztahy pro rovnoměrný přímočarý pohyb.
-
Zrychlení a zrychlený pohyb
Žáci zavedou zrychlení jako změnu rychlosti, řeší rovnoměrně zrychlený i zpomalený pohyb a používají vztah pro dráhu a polohu tělesa v čase.
-
Grafy pohybu
Žáci čtou a sestavují grafy závislosti polohy, dráhy a rychlosti na čase a z grafu určí rychlost, zrychlení a uraženou dráhu.
-
Síly a výslednice
Žáci určí síly působící na hmotný bod, složí je do výslednice a zapíší silový diagram. Moment síly jen jako točivý účinek; rovnováha tuhého tělesa patří do 2. ročníku.
-
Newtonovy pohybové zákony
Žáci používají Newtonovy pohybové zákony k předvídání pohybu v inerciální soustavě, včetně zákona setrvačnosti a akce a reakce.
-
Tření a třecí síla
Žáci rozliší klidové a smykové tření, určí třecí sílu ze součinitele tření a zapojí ji do silového diagramu.
-
Hybnost (úvod)
Žáci zavedou hybnost tělesa jako součin hmotnosti a rychlosti a v úvodu použijí zákon zachování hybnosti u jednoduchých srážek.
-
Práce a výkon
Žáci spočítají práci stálé síly a výkon a propojí vykonanou práci se změnou mechanické energie.
-
Mechanická energie
Žáci rozliší kinetickou a potenciální energii, spočítají mechanickou energii soustavy a použijí zákon zachování v jednoduchých úlohách.
II. ročník (18)
-
Gravitační a tíhové pole
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.
-
Keplerovy zákony
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.
-
Pohyb po kružnici
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.
-
Vrhy v homogenním tíhovém poli
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.
-
Moment síly a tuhé těleso
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.
-
Zákony zachování v mechanice
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.
-
Kmitání mechanického oscilátoru
Žáci popíší kmitání mechanického oscilátoru, určí periodu a frekvenci pružiny i matematického kyvadla a rozliší netlumené, tlumené a vynucené kmitání. Nejde o vlnění, zvuk ani o elektromagnetické kmity.
-
Mechanické vlnění
Žáci objasní vznik, šíření, odraz a interferenci mechanického vlnění, rozliší postupné a stojaté vlnění a spočítají vlnovou délku i rychlost. Elektromagnetické vlny a optika sem nepatří.
-
Zvuk
Žáci popíší zvuk jako podélné mechanické vlnění, spojí hlasitost a intenzitu s decibely a vysvětlí šíření zvuku v různých prostředích. Nejde o hudební výchovu ani o světlo.
-
Dopplerův jev a nadzvuková rychlost
Žáci vysvětlí Dopplerův jev u zvuku, spočítají změnu frekvence při pohybu zdroje nebo pozorovatele a odliší ho od rázové vlny při nadzvukové rychlosti.
-
Kinetická teorie látek a skupenství
Žáci propojí vlastnosti plynů, kapalin a pevných látek s pohybem a interakcemi částic a vysvětlí skupenské přeměny kinetickou teorií. Nejde o chemické složení látek ani o jádro atomu.
-
Teplo a kalorimetrická rovnice
Žáci rozliší teplo a teplotu, používají měrnou tepelnou kapacitu a sestavují kalorimetrickou rovnici včetně skupenského tepla. První zápis Celsiovy stupnice zůstává na základní škole.
-
První věta termodynamická
Žáci aplikují první větu termodynamiky, spočítají změnu vnitřní energie z tepla a práce a popíší přenos energie vedením, prouděním a zářením. Nejde o elektřinu ani o jádro.
-
Druhá věta termodynamická
Žáci formulují druhou větu termodynamiky, vysvětlí směr samovolných dějů a entropii na středoškolské úrovni a odliší vratné a nevratné procesy. Tepelné stroje mají vlastní téma.
-
Ideální plyn a stavová rovnice
Žáci používají stavovou rovnici ideálního plynu stálé hmotnosti a předvídají izotermický, izobarický, izochorický a adiabatický děj. Nejde o reálné plyny ani o chemickou stechiometrii.
-
Tepelné stroje
Žáci popíší princip tepelného stroje, spočítají účinnost ideálního cyklu a spojí první a druhou větu s motorem, chladničkou a tepelným čerpadlem.
-
Deformace pevných látek
Žáci analyzují pružnou deformaci, používají Hookův zákon a normálové napětí a rozliší tah, tlak, ohyb a smyk. Plastická destrukce materiálů zůstává okrajová.
-
Teplotní roztažnost
Žáci porovnají délkovou a objemovou teplotní roztažnost pevných látek a kapalin, používají součinitele roztažnosti a řeší praktické úlohy o kolejnicích, teploměrech a dilatacích.
III. ročník (12)
-
Elektrický náboj a elektrostatika
Téma zavádí elektrický náboj, jeho zachování a elementární náboj. Žáci používají Coulombův zákon ve vakuu, počítají síly mezi bodovými náboji a skládají je.
-
Elektrické pole, intenzita a napětí
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.
-
Kondenzátor a kapacita
Téma pokrývá kondenzátor, kapacitu a energii elektrického pole. Žáci počítají sériové a paralelní spojení kondenzátorů a volí zapojení podle požadované kapacity.
-
Stejnosměrný proud a Ohmův zákon
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.
-
Elektrické obvody a spojování rezistorů
Téma pokrývá stejnosměrné obvody: sériové a paralelní spojení rezistorů, náhradní odpor a rozdělení napětí a proudu. Žáci sestavují a počítají jednoduché i větvené obvody.
-
Elektrický proud v látkách
Téma porovnává vedení proudu v kovech, kapalinách a plynech. Žáci vysvětlují nositele náboje a aplikují mechanismy vedení při analýze chování těles v obvodech.
-
Polovodiče, PN přechod a dioda
Téma pokrývá vlastní a příměsové polovodiče, PN přechod a polovodičovou diodu. Žáci vysvětlují usměrňovací účinek diody a zapojují ji v jednoduchém obvodu.
-
Magnetické pole
Téma zavádí magnetické pole magnetů a vodičů s proudem, magnetickou indukci a sílu na vodič. Žáci kreslí indukční čáry a určují směr pole a síly.
-
Elektromagnetická indukce
Téma pokrývá Faradayův zákon elektromagnetické indukce, magnetický tok a Lenzův zákon. Žáci určují indukované napětí i směr proudu a objasňují brzdný účinek indukce.
-
Střídavý proud a efektivní hodnota
Téma zavádí harmonické střídavé napětí a proud, frekvenci a efektivní hodnotu. Žáci převádějí mezi amplitudou a efektivní hodnotou a počítají výkon střídavého proudu.
-
Střídavé obvody
Téma pokrývá jednoduché střídavé obvody s rezistorem, cívkou a kondenzátorem. Žáci porovnávají fázové posuny a vysvětlují impedanci v sériovém zapojení.
-
Transformátor, generátor a elektromotor
Téma objasňuje funkci transformátoru, generátoru střídavého proudu a elektromotoru. Žáci počítají převod napětí a proudu na transformátoru a spojují zařízení se zákonem indukce.
IV. ročník (15)
-
Elektromagnetické vlnění
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.
-
Spektrum elektromagnetického záření
Žáci řadí spektrum elektromagnetického záření od rádiových vln po záření gama, zařazují viditelné, infračervené a ultrafialové světlo a srovnávají šíření jednotlivých druhů v látkách.
-
Vlnové vlastnosti světla
Žáci popisují šíření a rychlost světla v různých prostředích, stálost rychlosti světla v inerciálních soustavách a základní důsledky této zákonitosti pro vlnový popis.
-
Odraz, lom a index lomu
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.
-
Interference světla a optické spektrum
Žáci vysvětlují interferenci světla a optické spektrum: podmínky maxima a minima, souvislost s vlnovou délkou a vlnový charakter viditelného záření.
-
Zobrazení na zrcadlech a čočkách
Žáci zobrazují předmět na rovinném i kulovém zrcadle a na tenkých čočkách: ohnisko, zobrazovací rovnice a vlastnosti obrazu v jednoduché optické soustavě.
-
Oko a lupa
Žáci popisují oko jako optický systém, zorný úhel a lupu a využívají zákony šíření světla k výkladu akomodace, korekce zraku a zvětšení.
-
Foton a kvanta energie
Žáci pracují s fotonem a kvantováním energie záření i s dualitou vlna–částice: vztah energie k frekvenci, fotoefekt a de Broglieova vlnová délka mikročástic.
-
Kvantování energie v atomu
Žáci vysvětlují kvantování energie elektronů v atomu: energetické hladiny, přechody mezi nimi a souvislost spektrálních čar s kvantováním.
-
Laser a stimulovaná emise
Žáci rozlišují spontánní a stimulovanou emisi, popisují princip laseru a využívají kvantování energie záření při výkladu zesílení světla.
-
Jaderné přeměny a energetická bilance
Žáci posuzují jadernou přeměnu podle vstupních a výstupních částic i energetické bilance: vazebná energie, syntéza a štěpení jader atomů.
-
Zákon radioaktivní přeměny
Žáci používají zákon radioaktivní přeměny k předvídání chování radioaktivních látek: poločas, aktivita a úbytek počtu jader v čase.
-
Řetězová reakce a jaderný reaktor
Žáci popisují řetězovou reakci a jaderný reaktor, posuzují podmínky udržitelného štěpení a energetickou bilanci výstupních částic.
-
Ochrana před zářením
Žáci navrhují ochranu člověka před nebezpečnými druhy záření: stínění, vzdálenost, doba expozice a rozlišení ionizujícího záření alfa, beta a gama.
-
Souhrnné opakování fyziky na gymnáziu
Žáci v mixu úloh opakují mechaniku a zákony zachování, termiku, elektřinu a magnetismus, optiku i jádro před maturitou.
Nástroje ScioBotu pro předmět Fyzika
Funkce, které se hodí právě v tomto předmětu. Každou si vyzkoušíte jedním klikem – zadání předvyplníme.
Páka
Závaží se posouvají po ráhně a páka se naklání podle momentů sil. Žák hledá, kam dát 3 kg, aby se vyrovnala — a ve třetí úrovni počítá od posunuté osy.
Posuň závaží po ráhně tak, aby se páka vyrovnala.
- Dvě závaží — 3 kg do 2 m vpravo
- Tři závaží — 3 kg do 4 m vpravo
- Posunutá osa — 4 kg do 0 m
Příklad zadání: Připrav interaktivní úlohu na páku a momenty sil — vyvažování závaží.
Odraz světla
Laser svítí pevným směrem a žák otáčí zrcadly tak, aby paprsek trefil cíl. Zdi blokují lacinou 45° cestu — je potřeba naplánovat odrazy.
Otáčej zrcadly tak, aby paprsek trefil cíl. Úhel dopadu se rovná úhlu odrazu.
- Za zdí — zrcadla na 45° a 45°
- Okno ve zdi — zrcadla na 30° a 0°
- Pod zdí — zrcadla na 135°, 135° a 45°
Příklad zadání: Připrav interaktivní úlohu na odraz světla — paprsek z laseru má přes zrcadla trefit cíl.
Šikmý vrh
Chyť šipku a nastav počáteční rychlost. Míč letí po skutečné křivce, dopad se počítá průběžně a tři úrovně přidávají vzdálenější cíl i zeď, kterou musí oblouk přeletět.
Chyť šipku a nastav počáteční rychlost tak, aby míč dopadl na cíl.
- Bližší cíl — 15 m/s, 34°
- Vzdálenější cíl — 21,2 m/s, 45°
- Přes zeď — 22,4 m/s, 63°
Příklad zadání: Připrav interaktivní úlohu na šikmý vrh — žák nastaví rychlost a trefí cíl.
Dráha rovnoměrně zrychlená
Rovnice s = v₀t + ½at² vysázená v KaTeXu. Jednotky nechte mimo dolarové závorky.
Příklad zadání: Vysvětli dráhu při rovnoměrném zrychlení a dopočítej s pro v₀ = 0, a = 10 m/s², t = 3 s.
Volný pád — data
Vega-Lite čára s = ½gt² pro t = 0…3 s. Žáci čtou tabulku i graf z jedné sady čísel.
Příklad zadání: Nakresli graf volného pádu s = ½gt² od 0 do 3 sekund a přidej tabulku hodnot.
Přeměna energie
Jednoduchý flowchart polohová → pohybová → teplo. Na úvod mechaniky v 7.–8. ročníku.
Příklad zadání: Nakresli schéma přeměny energie při pádu míčku na zem.
Co pro vás ScioBot připraví
Jeden předmět, řada formátů. Vyberte typ materiálu a doplňte téma nebo ročník.
-
Příprava na hodinu
Kompletní příprava s cíli, průběhem a aktivitami.
-
Pracovní list
List s úlohami, klíčem a variantou.
-
Písemka
Časovaná písemka s body a variantami.
-
Aktivita
Aktivita do hodiny, kterou žáci hned spustí.
-
Prezentace
Sada slajdů k výkladu a procvičení.
-
Kartičky
Materiál k tisku (kartičky, plakát, pracovní list).
-
QR hra
Interaktivní hra k procvičení tématu.
Související předměty
Učíte něco, co tu není?
Témata na této stránce jsou příklady. Napište ScioBotu, co v předmětu Fyzika učíte a pro koho – materiál připraví i mimo uvedené okruhy.
Časté dotazy
- Podle jakého RVP jsou témata řazena?
- RVP G (gymnázia) platí od 1. 9. 2022. Čtyřleté gymnázium = I.–IV. ročník. Šestiletá a osmiletá gymnázia mapují své poslední čtyři ročníky identicky. Aktualizace informatiky září 2022, opatření MSMT-24248/2021-2 (úplné znění, Praha září 2021).
- Kolik očekávaných výstupů má Fyzika na gymnáziu?
- V datech je 22 očekávaných výstupů, 18 položek učiva.
- Ve kterých ročnících se Fyzika učí?
- V katalogu je předmět pokryt v I.–IV. ročníku.
Rámce
-
RVP G (gymnázia)
Čtyřleté gymnázium = I.–IV. ročník. Šestiletá a osmiletá gymnázia mapují své poslední čtyři ročníky identicky. Aktualizace informatiky září 2022, opatření MSMT-24248/2021-2 (úplné znění, Praha září 2021).
https://edu.gov.cz/dokumenty/rvp-ramcove-vzdelavaci-programy/rvp-g-ramcove-vzdelavaci-programy-pro-gymnazia/ · https://edu.gov.cz/wp-content/uploads/2021/09/001_RVP_GYM_uplne_zneni.pdf