Enciclopedia-ştiinţifică-pentru-copii.pdf

4 Numerele şi 6 Măsurarea 8 Timpul

10 12 14 16 18 20 22 24 26

număratul

Ce este energia? de energie Căldura şi temperatura Încălzirea aerului şi a apei

60 62

Descompunerea luminii Amestecul culorilor

64 66 68 70 72

Sunetul Propagarea sunetului Perceperea sunetelor sau auzul Instrumente muzicale Orientarea cu ajutorul sunetului

Transformări

Radiaţia termică

Energia din organismele vii Planeta Pământ Combustibilii Pământului Energia alternativă

De ce se Frecarea

mişcă

28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48

Plutirea şi scufundarea Presiunea Mecanisme simple Motoare Obiecte zburătoare Spaţiul co,.mic

50 52 54 56 58

Lumina şi întunericul Reflexia luminii Oglinzi şi imagini Refractia luminii Forma~ea imaginilor

Încălzire şi răcire

Fierberea Vremea Elemente Focul Materiale

şi îngheţul

şi compuşi

obiectele?

Gravitaţia Mişcarea

Din ce sunt făcute lucrurile? Atomi şi molecule Solide, lichide şi gaze

rectilinie

Mişcarea circulară

Electricitatea din jurul nostru Curentul electric Tipuri de electricitate Magneţii şi electricitatea Discuri şi casete Producerea electricităţ ii Spectrul electromagnetic Radioul şi televiziunea Tehnologia calculatoarelor

Savanţi şi

Diagrame Glosar Index

inventatori tabele

şi

Răspunsuri

ştiin ţă studiază tot ceea ce ne înconpentru lucrurile din de zi cu zi, ca de pildă ce este fulgerul sau de ce curg râurile la vale. Ei fac noi descoperiri, iar invenţiile lor, cum ar fi automobilul sau

Oamenii de

j oa r ă ş i ca u tă expli c aţi i v i aţa

Numere

şi

măsurare

Sunet auz

computerul, ne sch i mbă modul de viaţă. Această carte răsp unde multor Î n trebări despre tot ceea ce se află În j urul nos tru şi explică şti i nţa în viaţa de fiecare zi. Are opt secţiuni, fiecare secţiune fii nd ilustrată prin altă culoare.

Căldură ş i

Forţe şi

Lumină şi

energie

maşin i

culoare

şi

Sunt expuse şi câteva experien ţe simple, pe care le puteţ i face folosind obiecte ob i şnu ite .

Cuvintele sunt scrise în groşat, când sunt explicate pentru prima dată. Există de asemenea o l i stă de cuvinte cu exp li caţ i ile lor şi un glosar la pagini le 116- 11 9. Index ul de la paginile 120-1 27 vă ajută să găsiţi cuvintele în carte.

Unele cuvinte au un asterisc, de exemplu: grav i taţie*. Aceasta înseamnă că le găsiţi la subsolul paginii, unde vi se spune la ce pagini sunt explicate cuvintele respective.

• Aceustu

inseumnă că

le găsiţi /u subsolul paginii.

Oamenll folosesc numerele şi numără atât de des in viaţa de fiecare zi, incit e greu de crezut că acestea au trebuit inventate.

Înainte de a inventa numerele, oamenii primitivi aveau in mare ideea de cantitate. Îşi dădeau seama că într-o tunnă erau mai multe animale decât in alta, însă

Primul mod găsit de oameni pentru a ţine o evidenţă a fost acela de a face un semn, cum ar fi o zgârietură sau o crestătură pe un băţ pentru fiecare element al unei mulţimi ..

Acesta se

Inventarea numerelor

\

sau

Ei numeau aceste corzi quipus.

Probabil că şi voi ţineţi câteodată astfel evidenţa. De exemplu, puteţi ţine scorul unui joc trăgând câte o linie pentru fiecare punct marcat de un jucător.

După ţinerea evidenţei prin semne, oamenii au inventat simboluri numite numere pentru a putea reprezenta diferite Civilizaţii diferite au inventat numere diferite.

Grece~ti

cantităţi .

A

B

r

6.

E

F

z

H

e

1

11

III

IV

V

VJ

VII

VIII

IX

~

~

'il

~

~

\)

Arabe din Evul Mediu

~ 1

3

iL

/\

1

3

4

Cf 5

6

Cifre arabe'

2 2

!:: -8

6

7

8

9

10

Binare'

1

10

11

100

101

IlO

III

100

100

JOI O

Romane Hinduse

{

numeşte răboj

ţinerea răbojului. lncaşii din Peru ţineau evidenţa animalelor şi recolte lor prin noduri pe o coardă.

nu puteau număra cu câte erau mai multe. Aveau noţiunea de doi şi de trei şi, probabil, că se gândea~ la ~ai mult de trei ca la ,.o mulţ1me.

* Cifr~ şi num~r~ grg~Je, 5; Bingrt, S.

1

X ~ l ~o 9 JO

~

Numerele romane

Schimb de numere

Numerele romane sunt o combinaţie de lin ii şi litere ale alfabetului.

Simbolurile folosite de noi pentru scrierea numerelor au fost inventate acum aproximativ 1500 de ani, în India, de către matematicienii hinduşi.

Cu 5000 de ani in urmă, sumerienii folos eau baza 60. Este cel mai mic număr divizibil cu 2, 3, 4, 5, şi 6, deci numai bun pentru a împărţi diferite produse.

Baza 60se

ŞTIAŢI CĂ ... ? Primele numere scrise datează de acum 5000 de ani şi au fost găsite in oraşu l an tic Sumer (lraq). Au fost zgâriate pe tăbliţe ude de lut, care apoi s-au uscat.

Numerele arabe sunt mult mai scurte şi mai uşor de scris decât cele romane, deorece valoarea fiecărei cifre se schimbă în funcţie de poziţia ei. În cifre romane, 2987 s-ar scrie MMCMLXXXVIL

foloseşte şi azi la masurarea timpului. Un minut are 60 de secunde, iar o ora are 60 de minute.

Sistemul binar

Numerele arabe au un simbol pentru zero, ceea ce face posibilă redarea diferenţei dintre 2, 20, 200.

Computerele* şi calculatoarele folosesc baza 2, numită sistem ul binar pentru că foloseşte numai două simboluri, 1 şi O.

Măsurarea Măsurarea

cu ajutorul corpului

Când măsori ceva, în realitate compari acel ceva cu o cantitate fixă, de exemplu un metru. Acesta se numeşte unitate de măsură. Primele unităti de măsură s-au bazat pe corpul omenesc. În ' Egiptul antic se foloseau unităţi de măsură numite cot, palmă, deget. Unităţi

de

măsură

egiptene un cot =şapte pălmi

Cât e ceasul? Cât eşti de Ce greutate ai? Ce temperatură este afară? La ce distanţă sunt cele mai apropiate magazine? În fiecare zi măsori

ceva. Instrumentele de

să măsori

măsură

te

ajută

cu precizie.

)(

palmă

=patru degete

/'i,

Unităţi de măsură ro~ne

)(

Nu întotdeauna vezi ceea ce de fapt crezi că vezi. cele două segmente albastre de mai sus: primul pare mai Jung decât al doilea. Însă dacă le măsori cu rigla, ve i vedea că au aceeaşi lungime. Priveşte

}t

Romanii foloseau lungimea tălpii piciorului pentru a măsura distanţa. Pentru a măsura lungimile mai mici, au împărţit această unitate în douăsprezece unităţi mai mici, numite uneia (lăţime a degetului

2~;.d;01ap~i cio:) ..

latinescul

uneia.

-Uop"'o'-Ouncia

' Un pas

'-~ Roteşte

cartea şi priveşte cele două linii roşii din unghiuri diferite. Liniile par a fi uşor curbate la mijloc, dar, de fapt, sunt drepte şi paralele.

~::!::=--~~

Ei măsurau distan ţele mai mari în paşi, un pas fiind format din doi paşi consecutivi, unul cu piciorul drept şi unul cu piciorul stâng. 1000 de astfel de paşi se numeau o milă. Cuvântul "milă" provine din cuvântul latin miile. care înseamnă o mic .

Varzi

.

' '

Nu întotdeauna te poţi bizui pe simţuri. Poate că se pare frig afară, în timp ce altcuiva i se pare e cald. Un termometru măsoară temperatura cu

ţie ţi că

exactitate.

Negustorii de stofe au inventat o unitate de măsură numită yard. Fiecare yard era lungimea materialului întins între bărbie şi vârful degetelor.

Unităţi

de

măsură

imperiale

Orice unitate de măsură poate fi utilizată pentru a mă­ sura, atâta timp cât şi alţi oameni folosesc aceeaşi unitate. Unităţile de măsură bazate pe corpul omenesc creează probleme, deoarece va riază în funcţie de dimensiunile oamenilor. Acum 900 de ani, regele Hen-

ric I al Angliei a dat o lege prin care toţi yarzii aveau aceeaşi lungime şi anume cea dintre propria lui bărbie şi degete. Mai târziu, alte legi au fixat şi celelalte unităţi de măsură, care au devenit cunoscute ca unităţi imperiale şi care se mai folosesc şi azi în unele tări.

Sistemul metric

ŞTIAŢI CĂ .. . ?

Prima unitate de măsură care nu se bazează pe corpul omenesc a fost unitatea de lungime numită

metru. ~Polul

Metrul a fost inventat acum 200 de ani în Franţa. A fost calculat prin împărţirea distanţei dintre Polul Nord şi Ecuator (prin Paris) la zece milioane.

Nord

Spaţiul

pe care un corp îl ocupă se numeşte volum•. Cantitatea de materie din acel spaţiu se numeşte masa• lui. In sistemul metric, volumul se măsoară in metri cubi (m) sau în litri (1).

Paris

Ecuator

S-a confecţionat o bară de platină de lungimea unui metru. După ea s-au făcut copii, astfel încât sâ existe câte un metru standard, de referinţă, în diverse Jocuri ale lumii.

Ce

înălţime

Cele mai multe ţări folosesc azi sistemul metric. Operaţiunile de vânzare şi cumpărare dintre ţări se efectuează mult mai uşor dacă toată lumea foloseşte acelaşi sistem de măsură.

ai?

Întinde-te pe duşumea şi roagă câteva persoane cu dimensiuni diferite să-ţi măsoare înălţimea. Mai întâi cere-le să utilizeze cotul , palma şi degetul egiptean şi apoi piciorul şi uneia romană. Cât de diferite sunt răspunsurile lor şi de ce? (Răspunsul la pagina 128).

Masaunui lilru de apă este un kilogram .

Masa se măsoară in grame (g) şi kilograme (kg). Masa este diferită de greutate. Despre acest fapt puteţi citi mai multe la pag. 33. *Masă,33:Volum,38.

Timpul

Cu mii de ani în urmă, oamenii nu măsurau timpul cu precizie. Nu aveau nevoie decât să numere zilele şi nopţil e şi să ştie când se schimbă anotimpurile pentru a-şi cultiva plantele.

În zilele noastre, timpul se măsoară cu precizie în unităţi numite ore, minute şi secunde. Puteţi vedea aceasta consultând mersul trenurilor, care indică ora şi minutul plecării şi sosirii

Anul

ŞTIAŢI CĂ ... ?

~'"'

Acum 5000 de ani, locuitorii Egiptului antic şi-au împărţit calendarul în 365 de zile. Ei au observat că o dată la 365 de zile o stea numită Sirius apare pe cer cu puţin inainte de răsăritul Soarelui. Măsurarea

Ştiau că , atunci când steaua apărea , Nilul se revărsa. După inundaţii, ţăranii îşi

arau ogoarele plantele.

şi semănau

Romanii numeau orele dinain tea amiezii anre meridiem şi cele de după-amiază post meridiem. Astăzi, acestea se prescurtează a.m.şip.m. şi sunt încă folosite cu înţe l esul de di· mineaţă şi după·amiază.

....

timpului

~~ ~:a~:~;ă e;~~:e-

,•••-

printre primele ceasuri şi se ulilizau acum 4000 de ani. Timpul se citea dupA cum cădea umbra pe gradaţia .

4. Ceasurile cu pendul au fost primele ceasuri care mAsoarA secundele. Pendulul a fost inventat de Galilea, dar primul ceas cu pendul a fost inventat de Christiaan Huygens in 1667

2. Ceasurile cu apă erau folosite de egipteni noaptea sau in zilele innorate. Pe măsură ce apa se scurgea din vasul de piatră printr-un orificiu, timpul era indicat de nivelul apei din vas. 5.. Ceasurile cu. cristal de cuarţ au fost realizate pentru prima dată in 1929 iar in

;

1~69 au fost'c~ncepute pnmele cea_sun de mAnA cu cnstal de cuarţ. Ele măsoară timpul cu precizie.

3. Ceasurile cu lumânare au fost inventate aproximativ acum 1000 de ani. Lumânareacarese consuma arăta scurgerea orelor_

ft .

•

6. Ceasur·U.e at?.mlce sunt folos1~e de c_~tre oamenu de ştunţă pentru a mAs_ura

preci~~:~c~~~~:~~~

eroare de numai o secun· dă la 300 000 de ani. Pri· mul astfel de ceas a fost construit in 1948.

De ce

există nopţi şi

zile?

Ani

se învârte în jurul unei linii imaginare numite axă. Partea dinspre Soare este luminată, în timp ce cealaltă este in întuneric. Fiecare astfel de rotaţie în jurul axei durează 24 de ore.

Axa Pământului este uşor înclinată şi astfel o jumătate a lui este mai aproape de Soare. În acea ju mătate e vară, în timp ce în ceala l tă e

bisecţi

îi ia 365 de zi le şi 8 ore pentru a parcurge orbita în jurul Soarelui, dar un Pământului

Pământul

an calendaristic nu are decât 365 de zi le. Aşa că Ia fiecare patru ani se adaugă lunii februarie o zi în plus. Aceşti ani au 366 de -----~ zile şi se numesc ani bisecţi.

iarnă. În timp ce Pământul se învârte în jurul Soarelui, o nouă parte a lui este mai aproape de Soare. Acest fapt detennină

schimbarea anotimpurîlor. La Ecuator nu există vară sau iarnă, deoarece distanta de la Soare la Ecuator e mereu aceeaşi.

Fusele orare

Când mergi inspre est, i)i dai ceasul cu câte o oră ina1nte pentru fiecare fus orar strâbâtut. 1

Pămâ ntul

este împărţit în 24 de fuse orare. Timpul de refe rin ţă e cel de la Greenwich, Londra.

1

1

1

1

iO

ti' 1

1

1

Fusul orar de la est de Greenwich este cu o oră înainte, iar cel de la vest este cu o oră in unnă.

Ce este energia? În j urul tău se petrece în permanenţă câte ceva. - În această imagine poţi vedea diverse tipuri de Fie bate vântul, sau maşi ni l e tr ec pe stradă, fie oamenii vorbesc şi circul ă. În t imp ce citeşti

aceste râ nduri, ochii circulă

tă i

se

mişcă ş i

prin corp.

Soarele degaja energie luminoasă

sângele îţi

energie dând naŞtere unor fenome ne di fhite. Toate acestea au loc datorită energiei. Energia este cea care face posibil tot ceea ce se întâmp l ă pe P ământ ş i în Univers.

şi

calorică.

Cu

această

- poţi

energie:

alerga 6 minute;

- po)i pedala pe bici cletă timp de minute; - poli merge in pas rapid timp de 1 minute; - po)i dorm i o oră şi jumătate. Aceasta cantitate de energie face - o maşi n ă să meargă cu 80 kmlh (50 milelh) timp de 7 secunde;

-un bec de 60

sa lumineze

Este nevoie de energie pentru a pune maşinile în mişcare, pentru a-ţi încă l zi şi lumina locuinţa şi pentru a-ţi menţine corpul în stare de funcţionare. Diversele tipuri de energii pot fi împărţite în două mari grupuri, după cum energia se deplasează sau este înmagazinată. --~"""'!~11""-"1:

Energia în mişcare se mai numeşte şi energie cinetică. Energia înmagazinată se ma i numeşte şi energie potenţială. În următoarele câteva pagini, puteţi afla mai multe despre diferitele tipuri de energie şi despre fe lul în care acestea sunt utilizate.

Transformări

de energie

Toate tipurile de energie din jurul vostru pot fi transformate în alte tipuri de energie.

De fapt, energia nu poate fi creată şi nici distrusă, ci numai transformată dintr-un tip în altul.

~

Un ceas electric funcţionează pentru că energia chimică din bateriile* lui se transformă în

Centralele electrice

transformă

energia chimică a combustibililor sau pe cea cinetică a apelor curgătoare

în energie

electrică.

12 • Baterii, 95; ElectrÎCÎ/oU,

energie electrică.. • Când sună alarma, energia electrică se transfonnă în energia sunetului.

ta provine din alimentele pe care le consumi. Corpul tău transformă energia chimică din alimente într-un alt tip de energie chimică, pe care o înmagazinează

alimentele pe care le·ai mâncat în energie de mişcare sau cinetică*.

Pentru a fi puse în mişcare, maş ini le au nevoie de energia chimică din combustibi li. Motorul• transfonnă energia chimică în energie cinetică .

Energia nucleară• poate fi transfor· În becuri, energia electrică se mată în energie electrică . Panourile tran sfonnă în energie luminoasă • , solare transfonnă energia tennică a iar în radiatoare, în energie Soarelui în energie electr i că. termică .

92; Motoare, 45; Energie cineticU, 11; Energîelumînoo$1f, 50: Energie nuc/eorU, 77; Energia sundului, 64.

cand alergi, numai 25% din energia chimica din muşchii tâi se transforma in energie cinetica. Restul se transforma in energie termica.

Oamenii trebuie să transforme un tip de energie in altul pentru a putea des~şura diferite ac ti vităţi. Dar nu toată energia se transformă in tipul de energie dorit.

Cantitatea de energie obţinută ra· portată la cantitatea de energie investită se numeşte randament. În cazul majoritălii maşinilor, numai aproximativ un sfert sau 25% din

chimică a benzinei se transformă in energie cinetică. tul se pierde sub formă de energie termică şi a sunetului. Maşinile au un randament de numai 25%.

energia

• Entrgit ttrmic6, U,· EntrgltfWitn(ia/6, Il; Ttlevitiunt, 107.

13

Căldura şi

temperatura

Căldura

este o formă de energie. O foloseşti zi de zi pentru a te încAizi, pentru a încilzi apa sau pentru a găti. Căldura

se

deplasează

Energia termică nu este statică, ci se dep l asează. Trece de la ob iectele mai calde la cele mai reci, până când ambele au aceeaş i temperatură.

U'isaţi timp de câteva ore un pahar cu apă caldă şi unul cu apă rece. Cel cu apa caldă se va râci, iar cel cu apă rece se va Tncălzi, pănă când amăndouă ajung la temperatura camerei.

Energia termică se deplasează in trei feluri, prin conducţie (ca şi mai jos), prin convecţie* şi prin radiaţie*.

Conducţia Amestecaţi apă fierbint e cu o linguriţă de metal. Lingurita se încălzeşte, deoarece prin ea trece că ldu­

ra. Acest fenomen poartă numele de conducţie. Căldura trece prin solide datoritA conducţ i e i . Prin unele solide, cum sunt metalele, ea se transmite mai repede. Acestea se numesc conductoare. Alte solide, cum ar fi plasticul, sunt slabe conductoare. Acestea se numesc izolatoare.

1/

),U

Tigâilesunt confecţionate din metal pentru a permite cAldurii să ajungă mai repede la alimente. MAnerele

tigăilorsunt

confecţion ate din plastic sau lemn pentru ca sunt izolatori.

De ce sunt reci metalele? Metalele sunt reci la atingere. Deoarece metalele sunt bune conductoare, câldura din mâna ta trece în ele. Nu metalele sunt ~;;.;;~~C::i-. reci , ci mâna ta pierde căldură.

Aerul poate

ţine

de cald

Hainele ţin de cald pentru eli, datorită lor, corpul nu mai pierde căldură. Asta se întâmplă din cauza aerului din ele. CAldura corpului tâu nu poate trece prin acest aer, deoarece aerul este un izolator. Zăpada este un bun izolator datorita aerului din ea.

Căldura şi temperatura

Pentru a măsura cât de cald sau cât de rece este ceva, adtcă temperatura acelut ceva, folostm un termometru

Cum

une1 case se p1er· de prin acoperiş, dacă acoperişul

nu este izolat.

Aerul dintre geamurile duble izolează termic.

funcţionează

~?/ ~

termometrele?

Acest termometru este umplut cu mercur. Cu cât este încălzi t mai tare, cu atât mercurul urcă mai sus în tub. Înălţimea coloanei de mercur indică temperatura. Temperaturile sub punctul de înghet sunt indicate cu semnul minus.

Punctul de topite a oţelUlui

Aaclra de aragaz Suprafa18 celei mai f~arbin1i

planete,

Venus Punctul de fierbere a apei Cel ma1 cald loc de pe pământ , libia Temperatura normală a corpului omenesc Temperatura plăcu tă a camerei Punctul de al apei

îngheţ

Cel mai friguros loc de pe pămân t , Antarctica Suprafata celei mai reci planete, Pluto

Cea mai scAzutA temperaturA

Temperatura şi energia nu sunt acelaşi lucru. În această imagine, cafeaua şi apa din cadă au aceeaşi temperatură, dar apa are mai multă energie tennică pentru că e mai multă.

Aşa

cum po!lte tine de cald, aeru l poate să ţină ş i de răcoare . In ţările calde, oameni i po a rtă haine largi, care lasă aeru l să circule. Acesta opreş te că l du ra Soarelu i să aj un gă la corpurile oamenilor.

Temperatura se măsoară în unităţi numite grade Celsius ( C) sau grade Fa hren heit ( F), iar energia tennică în unităţi numite Jouli (J).

Jill... §ICi"

lS

Încălzirea aerului şi a apei Gazele, ca şi aerul şi lichidele, ca şi apa, sunt în mod obişnuit slabe conductoare* de căldură. Asta înseamnă că, dacă sunt in repaus, căldura nu trece uşor prin ele. Dar dacă un lichid sau un gaz se poate deplasa, atunci poate transporta cu

Cum circulă aerul într-o încăpere?

Caloriferul încălzeşte aerul din jurullui. Acest aer încălzit se ridică, deoarece aerul cald este mai uşor decât aerul rece.

el energie termică. Un calorifer poate încălzi intreaga cameră, deoarece aerul din cameră se mişcă liber. Când dai drumul la calorifer sau la radiator, aerul care circulă transportă energia termică de la sursa de căldură în toată camera.

- , Ce se întâmplă când apa se încălzeşte?

Pe măsură ce aerul cald se ridică, aerul rece se lasă în jos pentru a-i lua locul. Acest aer rece este apoi încălzit de calorifer şi se ridică la

Şi în lichide energia termică circulă prin convecţie. Când încă!· zeşti un vas cu apă, mai întâi se

=~==rl""'=iil"':,.;;;; rând_ul_l_ui_.--.~

~~~~:~~~u~;t~}_·1~~fs~:s~:;eî~~c cins

În curând, aerul circulă prin toată camera, transportând energie termică, până când temperatura întregii încăperi creşte.

Ţineţi

un şerveţel de hârtie deasupra caloriferului sau radiato· rului şi priviţi cum curentul de convecţie îl face să fluture.

16

*Conducţie,

14; Conduc/ori, 14.

1

Acest aer în mişcare se numeşte curent de convecţie. Aerul din se încălzeşte prin

cameră

convecţie.

-----J

Priviţi ceva ce este fierbinte. Aerul de deasupra vibează uşor. Acesta este aerul cald, mai uşor, care se ridică prin cel mai rece.

încălzeşte

apa de la fund.

Apa încălzită se ridică şi apa rece îi ia Jocul pentru că apa cald!i este mai uşoară decât apa rece. Apa începe să se mişte, dând naştere unui curent de convecţie. Până la urmă se încăl zeşte toată apa.

În zilele toride, suprafeţele şoselelor se înfierbântă atât de tare, încât aerul de deasupra lor stră luceşte.

Cenuşa vulcanică

De ce merge fumul în sus?

Când fac i foc, fumul se ridică datorită convecţiei. Adesea poţi vedea bucăţi de cenuşă ridicându-se o dată cu fumul.

Când un vulcan erupe, se formează curenţi de convecţie foarte puternici, care aruncă în sus către cer cenuşă şi praf.

VântuJ• nu este altceva decât aer in le. În zilele calde şi insorite, aerul mişcare. Este alcătuit din curenţii cald de deasupra uscatului se ridică, de convecţic de la suprafaţa Păiar aerul mai rece bate dinspre mare, luându-i locul. De asemenea, mânrului. Pământul se încălzeşte mai repede decât mările ş i oceane- ucatul se răceşte mai repede decât Ţinând

pasul

CU COOVeCţia

Planoarele sunt remorcate şi înălţate in aer de avioane cu motor care apoi le dau drumul.

Tn 1980, Muntele SI Helen din SUA a erupt. aruncând cenuşă la o înălţime de 9 km (5 mile şi jumatate) deasupra Pământulu i , formând un paravan împotriva luminii şi a căldurii solare.

mările şi occanele, de aceea, în timpul nopţii, se produce fenomenul invers. Aerul cald se ridică deasupra apei, iar aerul rece bate dinspre uscat.

Piloţii planoarelor gasesc adesea aerul cald urmărind

ŞTIAŢI CĂ ... ? ~

z_Z.Z::

~#>

Lăstunii zboară

non-stop în primii doi-trei ani de viaţă , când ajung la maturitate şi se înmulţesc. Mănâncă şi beau în timp ce zboară. Noaptea se odihnesc deasupra curenţilor de convecţie, sus pe cer. (Desigur că nu în poziţia din imagine, ci planând.) până

Planoare le nu au motor, dar pot zbura pe distanţe lungi şi se pot chiar şi înălţa. Aceasta este posibil datorită aerului cald care se

ridică de la suprafaţa Pământului prin convecţie. Un planor poate zbura atâta timp cât pilotul găseş­ te aceşti curenţi de convecţie.

• VDnt, 84.

]7

Radiaţia termică Când stai la soare, razele acestuia te încălzesc pentru că primeşti energie termică de la Soare. Această energie străbate distanţe mari în spaţiu pentru a ajunge pe Pământ. Energia termică nu

poate ajunge la Pământ prin conducţie* sau convecţie*, deoarece spaţiul cosmic este gol. Căldura se propagă înspre Pământ prin radiaţii termice, care sunt invizibile şi care vin de la Soare.

Cum Radiaţia termică

funcţionează grătarul?

de la Soare

Mai putin de o milionime (a milioana parte) din caldura Soarelui ajunge pe Pământ.

O parte din cAldura solară este reflectata.

Căldura

se

propagă

în jos înspre alimente, nu prin ar face-o să se ridice, şi fiindcă aerul este un bun

convecţie, căc i convecţia

nici prin conducţie, izolator termic.

Fotografii cu O fotografie cu

infraroşii

infraroşii,

facuta in intuneric, arată caldura radiată de faţa umană.

Pămăntut

preia sau

absoarbe o parte din Soarelui.

căldura

Dacă

că l dură

o parte din

nu s-ar pierde prin

radiatie, Pământul s-ar încălzi tot mai puternic. Norii acţionează ca un ecran, care blochează o parte din radiatia

18

*Atmosfuă,

11;

Pământului şi

Conducţit,

14;

a Soarelui.

Corl\'ecţie,

16;

Radiaţiile tennice se mai numesc şi radiaţii infraroşii*. Cu un aparat de fotografiat special cu infraroşii se poate fotografia căldura. Diferitele culori arată cantitatea de căldură rad iată de obiecte. Obiectele calde sau fierbinti radiază mai multă căldură decât cele reci.

Radiaţii infraroşii,

JOS.

f:Absorbţia şi reflecţia Cu cât un obiect absoarbe mai multă radiaţie tennică,

cu atât devine mai cald. Obiectele care

reflectă radiaţie

o parte din această nu se vor încălzi atât de

puternic. Unele

supra feţe

absorb

multă radiaţie tennică decât Suprafeţele mate şi închise multă suprafeţele lucioase şi deschise la culoare, care o reflectă.

mai

altele.

la culoare absorb mai radiaţie tennică decât

.

Luna nu este înconjurată de atmosferâ, care sâ absoarbă căldura radiantă a Soarelui. Asta înseamnă că Soarele arde mai ta· re pe Lună. Pentru a nu le fi prea cald, astronauţii poartă costume lucioase care reflectă căldura.

Funinginea şi zăpad~

~

-·-~~ ­

Sateliţii

meteorologiei Există două tipuri de sateliţi meteorologiei, geo-staţionari şi polari. Sateliţii geo-staţionari sunt poziţiona ţi într-un loc fix,

Obiectele negre absorb mult mai multâ radiaţie termică decât cele albe . De aceea zăpada se va topi mult mai repede dacă presari funingine peste ea.

sus deasupra Ecuatorului.

Sateliţii

orbita

polari se

deplasează

Pământului,

pe trecând pe

deasupra Polului Nord Polului Sud pe fiecare

şi a orbită.

Ei sunt capabili să fotografieze întreaga suprafaţă a Pământului, deoarece Pământul se roteşte în jurul propriei axe chiar sub ei.

Unele alarme anti-furt funcţio­ prin detectarea radiaţiilor infraroşii. Alarma se declanşea­ ză când detectează căldura radiată de corpul hoţului. nează

19

Energia din organismele vii Lumea vie a plantelor şi animalelor se întinde din adâncurile oceanelor până în vârfurile celor mai înalţi munţi. Fiecare plantă sau animal are

nevoie de energie pentru a se menţine în viaţă . Energia lor provine din hrană. Şi toată această hrană depinde de energia solară .

Lanţurile şi reţelele

Plantele verzi sunt capabile să transfonne energia Soarelui în energie chimică, pe care o utilizează ca hrană. Ele sunt singurele lucruri vii care pot face aceasta. Unele animale se hrănesc cu plante veni şi, la rândul l_?r, sunt mâncate de alte animale. In acest fel, energia solară trece de la o vietate la alta. Aceasta poartă numele de lanţ trofic.

Reţele

ŞTIAŢI ... ? Aproape trei sferturi din suprafaţa Pâmântului este acoperită de măr i şi oceane. Aic i locuiesc nişte plante minuscule, numite plancton, care dau aproape trei sferturi din oxigenul P ă­ mântului. Cea mai mare astfel de p l antă măsoară lmm l ăţi m e, iar cea mai mică este de aproximativ cincizeci de og. mai mică .

trofice

Animalele mănâncă mai multe feluri de hrană , prin urmare fiecare Câteva lanţuri trofice care leagă animal aparţine mai multor l anţuri vieţile mai multor plante şi animatrofice. le se numesc reţele trofice. 20

reţele trofice poate duce la schimbări In vieţile celorlalte

elemente.

Cum

îşi prepară

Trecerea energiei de la plante la animale

pla.ntele hrana?

Plantele ver.li îşi sintetizează singure hrana. Ele absorb lumină solară şi un gaz numit dioxid de carbon din aer. În frunze, lumina Soarelui şi dioxidul de carbon se combină cu apa şi cu o substanţă chimică numită clorofilă. Astfel rezultă glucoza, o substanţă d~ulce, care constituie hrana plantei. In acelaşi timp, plantele eliberează oxigen prin frunze. Acest proces se numeşte fotosinteză.

De ce avem nevoie de

Dioxid de carbon

Când animalele mănâncă plantele verzi, glucoza din plante se combină cu oxigenul din corpul lor. Astfel îşi iau ele energia. Între timp, se mai formează şi apă şi dioxid de carbon. Acest mod de a transfonna hrana înapoi în energie se numeşte respiraţie.

De ce

hrană?

respirăm?

Folosim energie pentru a ne punemuşchiiinmişcareşi menţine o anumită temperatură a corpului.

pentru a Apă

Celuloză

Proteine

Carbohidraţi

Inspirăm , deoarece corpul nostru are nevoie de oxigenul din aer pentru respiraţie. Astfel îţi iei energia. Apoi expiri, ca să scapi de dioxidul de carbon şi de apa care se fonnează în timpul respiraţiei. Expiraţi în faţa unei oglinzi şi veţi constata că se abureşte datorită apei rezultate în procesul de respiraţie .

"-

•))'"'~ ··~iăsimi

.) .

Ca să fii sănătos, ai nevoie de mai multe categorii de alimente. Corpul tău îşi ia energia din alimentele care conţin carbohidraţi şi grănopţii eliberează

Plantele în timpul Ele

simi. Corpul tău are nevoie şi de proteine pentru creştere, regenerare şi, de asemenea, de vitamine, minerale, celuloză şi apă. Menţinerea echilibrului dintre gazele din aer

•

Dioxid de carbon

Tn timpul zilei, plantele verzi produc mai mult oxigen decât consumă noaptea.

La lumina zilei, plantele îşi hrana prin fotosinteză. Noaptea, când nu este lumină, absorb oxigen pentru a-şi lua energia necesară prin respiraţie. prepară

Oxigenul şi dioxidul de carbon sunt în permanenţă eliberate în aer şi luate din aer de către vietăţi. Plantele verzi produc tot oxigenul de pe Pământ , prin procesul de

fotosinteză din timpul zilei. Pentru a se menţine în v iaţă , oamenii şi animalele trebuie să inspire oxigen, de aceea, fără plante, nici animalele n-ar exista pe Pământ.

21

Planeta Povestea Pământul

Pământ Planeta

Pământului

Pământ

s-a format cu aproximativ 4500 de

milioane de ani în urmă. Probabil fost un imens nor de praf şi gaze.

că, iniţial,

a

Norul s-a restrâns treptat şi

s-a transformat intr-o sferă rocă tichidă şi fierbinte.

de

Cănd suprafaţa

acesteia s-a s-a transformat intr-o de rocă; aceasta a eliberat vapori şi gaze sub formă de aglomerări noroase. răcit,

crustă solidă

Acum 4500 de /

milioane de ani A~~m 570 de . _ . . .

Din aceşti nori au m1hoane de am căzut ploi abundente, care au inundat Acum 340 de Pămăntul şi astfel s-au format mările şi

oceanele.

Păm ântul Uscatul este împărţit in şapte continente. De milioane de ani, ele se deplasează incet pe suprafaţa Pământului. Acest fenomen se numeşte

deriva continentelor. Suprafaţa Pămantului este intr-o continuă schimbare şi in zilele noastre. Tn fiecare an, Oceanul Atlantic se extinde cu 40 mm. într-un milion de ani, va fi cu 40 km mai extins.

ŞTIAŢI CĂ ... ? Au fost nevoie de mii de ani ca mările şi oceane le să devină sărate. Apa de ploaie şi cea rezultată din topirea zăpezii au dizolvat treptat sarea din roci, iar sarea s-a depus în mări şi oceane. 22

in

permanentă

schimbare

Crusta Păm ânt u l u i este formată din bucăţi separate, numite p l ăc i , care plutesc deasupra magmei fierb i nţi . Plăcile se îmbină între ele sub forma unui mozaic

Atmosfera Pământul

este o

sferă imensă

de

Pământu l este înconj urat de un strat de aer de aproximativ 10000 km grosime, numit atmosferă. Aerul este un amestec de gaze. Principalele gaze sunt azotul, oxigenu l, argonul şi dioxidul de carbon.

Atmosfera este ţinu­ in jurul Pămânlu· datorită gravita-

tă

lui

ţiei•. Tn straturile ei

superioare, este din ce în ce mai puţin aer, şi atmosfera se pierde treptat in spaţiul cosmic, unde nu există aer deloc lonosfera are o grosime in jur de 450 km. Undele radio" se propagă pe Pă· rnânt ricoşând în ea Avioanele cu reacţie zboară in stratosfe· ra joasă (inferioară), care are o grosime de aproximativ45 km. Aceasta se situează deasupra stratului unde au loc fenomenele meteorologice. La aproximativ 20 kmdeasupra Pă­ Stratul de ozon mântului, se află un strat subţire de gaz numit ozon. El proTroposfera tejează Pământul de radiaţiile ultraviolete* ale Soarelui. Troposfera are o gro~ime de apr?xi- ,.. mat1v10 km.A1ciau loc fenomenele meteorologice (sau vremea*).

O

pătură

în jurul

~....~~tpiil'!!~~'''!II!JJf Pământului

Atmosfera acţionează ca un str~t izolator între Pământ şi Soare. In timpul zilei, ea protejează Pământu l de căldura arzătoare a Soarelui. Noaptea, este pe post de pătură, reţinând căldura absorbită

de la Soare în timpul zilei.

Combustibilii

Pământului

la înc ă lz itu l lo cuin ţe lo r, pentr u a produce ener gie e l ect r ică pentru cir c ul aţia autovehicolelor. Petrolul, c ă rbunii ş i gazele n atural e ~ ~ este da tă de t rei tipuri de combusti- se numesc combustibili fosili pentru c ă s-au fo r mat d in rămăşiţele bili: petrolul, că rbunii şi gazele P.l aJ• ţ~lor şi animalelor preistorice. naturale. Aceşti combustibili sunt im e ns ă cantitate de ener gie este necesară pentru industrie şi ye n t ru a pune ma ş inile in miş ca re. In cea mai mare par te, a c eastă energie

O

Cât de vechi sunt

util izaţi

şi

Petrolul

că rbunii

şi

gazei

În urmă cu trei sute de milioane d ani, Pământul era acoperit de pădu m l ăş tinoase, populate de plante gigantice. Când plantele au murit, ele au fost îngropate sub aceste mlaşti n i..Aceste mlaş tini s-au solidificat treptat, sub formă de rocă. Plantele în desco~1punere au fos ~ presate intre ~ stratun groase de roc1 şi încălzite de .r.: către Pământ. De-a lungul milioanelor de ani, s-au transformat in cărbun

nerca acestor animale. Petrolul este accesibil prin foraje. Petrolul poate ţâşni la suprafaţă sau trebuie să fie pompat

Minele de Cărbunii

se exploatează din mîne sau puţuri subterane de adâncime. Minerii folosesc expl ozibili şi utîlaje miniere pentru a tă i a

Aproape jumătate din rezervele petrolifere ale lumii se afla sub nivelulm.§rii.Laaceste rezerve se ajunge

~~~our~~~:nf~~t~~­

~~~e~:i ~~~~:~~~~- ~~'=2=;;"'---';-ocl

cărbunele.

!uri construite in lume.

În căutarea fosilelor

_....l'<

Aceste platforme sunt utilizate şi pentru exploatarea gazelor naturale. Gazul este transportat prin conducte spre rezervoare le de pe uscat.

Dacă vă uitaţi cu atenţ ie unei frunze care a la o bucată de cărbune , existat cu multe m ilioapoate veţi observa fos ila ne de ani in urmă .

Rezerve epuizabile de combustibil Combustibilii fosil î asigură trei sferturi din energia de pe Pământ. Le-au trebu it mi lioane de ani pentru a se form a, de aceea ei nu vor putea fi înl ocu i ţ i când rezervele 24

~

Cărbunii, petrolul şi gazele naturale nu se găsesc întotdeauna la aceeaş i adâncime de la suprafa\ă. Aceasta se datorează faptului că scoarţa terestră* a suferit schimbăr i de-a lungul milioanelor de ani. S uprafeţele care acum constituie uscatul erau odată mări , . iar mări le au fost cândva s uprafeţe de uscat.

se vor epu iza. Rezervele de cărbun i petrolul drept combustibil numai ale Pământului se exploatează de după ce a fost inventat motorul de mai mu lte sute de ani ş i probabil c ă maşină, acum aproximativ o s ută de sunt suficiente pentru încă o mic de ani. Se pare c ă rezervele de petrol an i. Oamenii au început să utilizeze vor ajunge pentru în că 60 de ani .

..Motor de automobil. 45; Scoarţa lerl'stră, 11.

~'

"'

·

.

Mata~ .;oă ~

Cocs metalurgic

Prin ardere, cărbunii produc căl ­ dură, dar au şi alte întrebuinţări . Se folosesc la fabricarea săpunu­ lui, a vopselelor, parfumului, catranului şi a multor altor produse

butan

/

~ B enz~n ~.

,

' ( Asfalt Uleiuri lubrefiante

~

~

chimice. Petro lul din subteran se numeşte ţiţei şi este un amestec de substanţe chimice utile. Acestea

sunt separate sau rafinate într-un loc care se numeşte rafinărie.

Cea mai lungă conductă are o lungime de 2876 km. Ea transp ortă ţiţe i de la Edmonton, Canada, la Buffalo, SUA.

Poluarea Pentru a obţine energie diti combustibi\ii fosili, aceştia trebuie să ardă. Căldura care rezultă prin arderea lor poate fi folosită pentru a încălzi ceva sau pentru a pune în funcţiune un motor.

Atunci când ard, combustibilii fosili murdăresc sau poluează În procesul de ardere a benzinii în aerul. Se degajă fum şi gaze motoarele autovehicolelor rezultă dăunătoare oamen ilor, plantelor şi un gaz foarte nociv, numit animalelor. Acest fenomen se monoxid de carbon. Particulele numeşte poluare. minuscule de funingine rezultate _ _ _ _ _ _ _ _din arderea cărbunelui murdăresc

aerul. Prin arderea cărbunelui se degajă şi un gaz care se numeşte dioxid de sulf. Acesta cauzează ploile acide, care otrăvesc plantele şi copacii şi care corodează metalul şi roca.

Energia nucleară* este util izată la producerea curentului electric. Această energie provine dintr-un combustibil numit uraniu, care este un metal rar, exploatat în subteran. Energia nu se degajă prin ardere, ci prin fis iunea atomilor* de uraniu *Atomi, 76; Energie nucleară, 77;

Radiaţie nucleară,

77.

25

alternativă

Energia

Combustibilii fosili sunt poluanţi, iar rezervele sunt limitate. De aceea, oamenii caută noi tipuri

-=-

de energie pentru a produce energie pentru a pune în

electrică şi

funcţiune maşinile.

Energia care nu provine din petrol,

cărbune,

gaze naturale sau reacţii nucleare poartă numele de energie alternativă. In cea mai mare parte, ea este dată de ape, soare şi vânt.

Puterea _ a:-p~e..,i

Energia cinetică* a ape lor curgătoare se foloseşte de mii de ani. Încă de acum 2000 de ani, oamenii au construit mori de apă* de-a lungul râurilor.

In 1882 a fost con·

trală. Aceasta putea asigura 1luminatul a

numai 250 de becun

Energia apelor curgătoare este acum utilizată pentru producerea curentului electric în hidrocentrale. Hidrocentralele asigură peste 6% din energia e l ectrică utilizată în prezent în lume. Rezervele de ape cu rgătoare nu sunt epuizabile, deoarece ele

provin din ploi sau din topirea zăpezilor. Numai ţările care au multe ape pot produce curent electric în acest fel. Scandinavia, America de Nord şi Rusia produc mari cantităţi de energie electrică în hidrocentrale.

Energia vântului (eoliană)

pentru a produce. curent electric acum 20 de am in Japonia.

1 ~

Energia mareelor poate fi utilizată la producerea energiei electrice. Apa mareelor este captată în spatele barajului şi apoi i se permite să curgă înapoi prin turbine.

26

J

~ struităpn.·mahidroce·o.­

Prima centrală electrică de acest fel a fost construită pe râul Rance, în Franţa, în 1966. Ea furnizează energie electrică_ unui oraş cu 300 000 de locuitori.

-

-

l

De mii de ani, energia eoliană a fost folosită în navigaţie şi pentru a pune în mişcare morile de vânt. Azi, morile de vânt sunt folosite pentru a produce curent electric.

"Electricitate, 101; Generatoare, 99; Energie cineticii, Il; Energie potenţialii, JJ; Mori de apă, 44.

---

Energia

solară

Energia soarelui, numită energie solară, poate fi transformată în energie electrică în celulele solare, sau poate fi utilizată pentru a încălzi apa.

În 1981, Solar Chall enger a devenit prima navă so l ară care a traversat Canalul Mânecii. A străbătut 262 km în 5 ore ş i jumătate.

De unde provine energia lumii?

- - - . . . Apa rece

Unele case sunt încălzite de către Soare. Ele au panouri solare, care absorb energia Soarelui, chiar şi pe timp noros.

Cantitatea de energie solară care ajunge pe Pământ într-un an este de peste 10000 de ori mai mare decât nevoi le energetice ale lumii.

Energia

Morile de vânt nu sunt poluante, dat sunt mari şi fac mult zgomot. Pentru a da cantităţi mari de energie electrică , ele acaparează terenuri extinse.

geotermală

În interiorul Pământu lui, temperatura este ridicată şi creşte cu adâncimea. În unele locuri, mai ales lângă fal ii* , apa fierbinte şi vaporii ţâşnesc la suprafaţă.

----------------~---

Acest tip de energie, numit energie geotermală, poate fi utilizat pentru termofica~e şi pentru producerea energ1ei electrice.

---

--

* Fa/ii, 12.

J 27

De ce se

mişcă

obiectele?

Nimic nu se mi ş c ă de la sine. Obiectele se mişc ă numai atunci când sunt trase sau împinse. Acţi un ea prin care un obiect este pus în mi şc are se num eşte forţă.

În lipsa forţei, obiectele r it mân în repaus sau îşi continu A mi şc area cu o v iteză co ns tantă, în aceeaş i direcţi e. Exi s tă

mai multe tipuri de fo rţe.

Obiectele care plutesc sunt menţinute la suprafaţa de catre o forţa care se numeşte forţa arh imedici.

Măsu rarea forţelor ~

Forţele se masoara în ~unităţi numite newtoni l,· ~

(N), cu ajutorul unu i ~ dinam. Forţa înt inde arcul dinamului. Cu cât este mai mare forţa, cu atât arcul se întinde mai tare.

Ce pot face

Când comprimi un resort, acţionezi impotriva unei forţe elastice.

suprafaţA

/~

d

Cand o se deplaseaza deasupra alteia, o forţa numita frecare lifncetineşte viteza.

'

forţele? Produceţi forţă electrică

1'

••

"~..,.l r

Piept~n aţi - vă cu un pieptene de plastic. Apoi p ut eţi culege cu el bucăt i mici de hârtie. Când îţi treci pieptenele prin păr, acesta se î n carcă cu forţă el ectrică care atrage hârtia.

Compunerea fortelor

şi

echilibrul

'

Când forţa ambelor echipe care trag în direcţii opuse este egală, nici una dintre echipe nu se mişcă.

două

grupuri trag de o parte şi a unei funii, forţa fiecărei care trage în aceeaşi se atlaugă la forţa celorlalţi.

Când forţele nu sunt i n echilibru , viteza bici cletei se modifica.

Acţiunea cauza o reacţiune atât de mare, încât corabia se putea răsturna.

*Frecare, 30

29

Frecarea Dacă

încerci să impingi uşor o carte pe masă, la început aceasta nu se va mişca, din cauză că o forţă numită frecare o ţine pe loc. Dacă impingi

mai tare, cartea începe

să

Dar, pe măsură ce cartea alunecă pe masă , forţa de frecare îi încetineşte mişcarea. Frecarea întotdeauna acţionează pentru a se opune mişcării.

alunece.

N;;o·;-n,"n.,;r,,,.-,,., este complet netedă. şi materialele aparent netede, cum ar fi metalul, la microscop apar pline de rugozităţi.

Frecarea poate fi de ajutor

' ' ţi

· · are tălpi

rugoase de te

opreşti

dintre tălpi şi stâncă împiedică picioarele alpinistului să alunece. Şose l e l e şi cauciucurile

mai repede.

Frecarea

înseamnă

. Frecarea

automobilelor au suprafeţe rugoase, în aşa fel încât frecarea dintre ele să fie cât mai mare cu putinţă. Aceasta previne deraparea maşinii.

frânare

cealaltă, căldura pe care ţiţi se datorează frecării.

Întotdeauna există frecare între părţile componente ale unei maşini. Maşinile necesită mai multă

energie

30

şi consumă

mai mult

combustibil pentru a învinge forţa de frecare. Părţile componente ale unei maşini se uzează din cauză că se freacă una de alta.

o simCu cât le frecaţi mai puternic, cu atât se încălzesc mai tare. Energia folosită pentru a învinge frecarea se transfonnă în căldură. De aceea maşinile sunt calde după utilizare.

Cum

scăpăm

Rostogolirea în loc de frecare

de frecare?

Părţile în mişcare ale unei maşini se ung cu un lichid vâscos, care nu le pennite să se frece una de cealaltă. Acesta reduce frecarea şi astfel se economiseşte energie şi maşina nu se uzează atât de tare.

Frecarea cu aerul

Cu mii de ani în urmă, oamenii au descoperit că e mai uşor să mişti greutăţi mari rostogolindu-le pe decât târându-le pe pământ. Rostogolirea produce mai puţină frecare decât târârea.

buşteni

Obiectele cu o forma

Rulmenţii

Q

Frecarea se mai poate reduce folosind rulmenţi . Aceştia sunt formaţi din bile care se rostogolesc unele peste altele, nepermiţând contactul dintre părţi l e mobile ale unei maşini. Frecarea între orice obiect aflat în mişcare şi aerul din jur se numeş­ te rezistenţa aerului. Rezistenţa aerului faţă de un obiect depinde

de fonna acestuia. Maşinile sunt proiectate astfel încât aerul se deplasează uşor deasupra lor, adică rezistenţa aerului este redusă.

Ambarcaţiunile şi submarinele tre- care îl menţine deasupra apei şi a buie să înainteze prin apă. Frecafrecării cu aceasta. Frecarea este astfel mult mai mică şi hovercrafrea dintre ele şi apă le încetineşte deplasarea. Hovercraftul funcţio­ tul se poate deplasa mult mai repenează pe principiul pemei de aer, de decât ambarcatiunile obişnuite.

Frecare foarte mare În spaţiul cosmic nu există aer, prin urmare nici frecare care să încetînească mişcarea. Navele spaţiale îşi folosesc numai din când _în când mo~oarele, pentru

Navele spaţiale pătrund în atmosfera"' Pământului cu o viteză atât de mare, încât capătă culoare roşu-încins. Aceasta se datorează frecării mari dintre ele aer. *Atmosftră,:ZJ.

31

Gravitaţia Dacă

dai drumul unui obiect, acesta cade. O forţă invizibilă numită gravitaţie atrage totul înspre Pământ.

Gravitaţia a fost pentru prima dată înţeleasă de către Isaac Newton, acum 300 de ani. Gravitaţia este forţa de atracţie dintre corpuri, dar nu se poate observa decât în cazul corpurilor foarte mari, cum ar fi Pământul. Când cântăreşti ceva, de fapt măsori forţa

Toate corpurile au un punct numit centru de greutate. Dacă ţii o tavă sub centrul ei de greutate, aceasta se va balansa uşor. 32

Fără gravitaţie,

obiectele n-ar putea fi ţinute la Ele ar cădea de pc s-ar pierde în spaţiul cosmic.

suprafaţa Pământului. Pământ şi

de gravitaţie cu care acel ceva este atras de Pământ. Cu cât ne îndepărtăm mai mult de centrul Pământului, cu atât este mai mică gravitaţia. De aceea corpurile cântăresc mai puţin pe vârfurile munţilor înalţi.

Obiectele cu greutate mare în vârf au centrul de greutate la înălţime, ceea ce le face să cadă mai uşor.

Oceanul se ridică şi coboară la intervale regulate, numite maree. Acestea sunt cauzate de gravitaţia Lunii, care atrage apa aflată în dreptul ei.

Gravitaţia

nu e

constantă

Forţa gravitaţiei de pe alte planete este diferit~ de cea de pe Pământ. De aceea greutatea unui corp se va modifica dacă este dus pe altă planetă. Dar cantitatea de materie înmagazinată în acel corp, masa acestuia, este aceeaşi prerutindeni.

Ca orice forţă, greutatea se măsoară în newtoni (N). Dar când măsori ceva, de fapt vrei să ştii câtă materie este înmagazinată in acel ceva, adică masa acestuia. Cântare le măsoară greutatea şi apoi transform ă rezultatul in unităţi de m asă, adică in

Căderea şi gravitaţia

Acum 400 de ani, Galilea a observat că viteza obiectelor în cădere creşte sau se accelereazA. A descoperit că obiectele uşoare şi grele, care au aceeaşi formă şi mărime , au aceeaşi durată de cădere. Gravitaţia le atrage în mod egal.

Încercaţi să vă convingeţi

'l

singuri de acest fapt, de exemp~u cu un papuc de casă uşor ŞI cu o gheată grea. ~

il

Rezistenţa aerulut'rr=

""""--~--_;.;.

Aerul care umflă paraşuta face ca rezistenţa aerului* să crească. O persoană ffiră paraşută cade mult mai repede, deoarece rezistenţa aeru lui este mai mică. Cu cât un obiect cade mai repede\ ~ cu atât este mai mare rezist enţa ~\ aerului. De fapt, rezistenţa aerulu~\ care încetineşte căderea, devine 1~\ fel de puternică ca şi gravitaţia, moment după care viteza de cădere nu se mai modifică. Aceasta se numeşte vitezA finalA. Cădere liberă Dacă n-ar fi aer, n-ar exista nici rezistenţa aerului. Toate obiecte le in cădere şi -ar mări viteza cu aceeaşi rată. Aceasta se num eşte cAdere liberă. •Raisr~"(a a~rului,

31; Kilogramr, 7.

33

Mişcarea

rectilinie

Obiectele se

mişcă

pentru

sau le trage.

Odată

ce se

că

află

o

forţă

în

le împinge

mişcare,

încetini, accelera sau îşi pot schimba dacă o forţă acţio nează asupra lor.

...

şi

oprirea lor

Obiectele în repaus au tendinţa de a rămâne în continuare nemişcate, iar cele în mişcare tind să-şi continue mişcarea. Aceasta se numeşte inerţie. Toate obiectele au inerţ i e şi, cu cât masa unui obiect este mai mare, cu atât acesta are mai mu l tă inerţie . *Frt!cart!, 30; Masii, 33.

nu ar

acţ i ona

asupra unu i

kilometri se deplasează într-o oră, într-o anumită direcţie. De exemplu, o maşină de curse se deplasează cu o viteză de 150 kmlh înspre Nord.

/---

34

forţă

Cu cât un obiect este mai greu, cu atât este nevoie de o for1â mai mare pentru a-1face să accelereze.

Distanţa pe care un obiect o parcurge într-un interval dat de timp se numeşte viteza lui. Pentru a măsura viteza, se numără câţi metri parcurge un obiect într-o secundă sau câţi

mişcare

nici o

direcţie.

Creşterea vitezei se numeşte accelerare, iar descreşterea ei se numeşte frânare.

Punerea lucrurilor în

Dacă

obiect în mişcare, acesta şi·ar continua deplasarea cu viteză constantă , în aceeaşi

pot

direcţia

Obiectele cu masă* mare au mai multă inerţie decât cele cu masă mică.

Când un autobuz porneşte din loc, te simţi tras înapoi, deoarece inerţia corpului tău tinde să- ţi păstreze starea de repaus. Când autobuzul se opreşte, simţi că eşti împins înainte, pentru că inerţia corpului tău tinde să - ţi continue mişcarea cu aceeaşi viteză.

Trucuri cu

inerţia

Puneţi

un pahar cu apă pe masă , deasupra unei foi de hârtie. Apoi trageţi foaia de sub el, cu o mişcare scurtă şi fennă. Paharul şi

Folosiţi un pahar care nu se sparge.

Paharul

1~?, ::~~= ~~~~~~

tf

/J

rămâne

acolo unde este datorită inertiei. Nu veţi reuşi decât dacă trageţi hârtia suficient de repede. Aruncări şi

Puteţi deosebi un ou crud de unul fiert cu ajutorul inerţiei. Puneţi pe o farfurioară şi învârtiţi­ le. În timp ce se învârt, prindeţi-le

ouăle

şi daţi-le puteţi de

din nou drumul cât repede. Oul fiert rămâne dar oul crud începe să se învârtă din nou datorită inertiei lichidului din el. nemişcat,

lovituri

Forta cu care loviţi o minge îi imprimă mişcarea. Apoi mingea îşi continuă singură mişcarea. O dată

Dacă o minge de basebal\ în mişcare se ciocneşte de o alta, impulsul primei mingi o determină şi pe cea de-a doua să se mişte. Când prinzi o minge, impulsul ei te face şi pe tine să te mişti, dar numai puţin , fiindcă tu eşti mult mai greu decât mingea.

Când sari în sus şi în jos, impulsul tău face Pământul să se mişte. Dar deoarece Pământul este incomparabil mai greu decât tine, mişcarea lui este imperceptibilă, iar tu nu - ţi dai seama.

35

Mişcarea circulară Mişcarea circulară

este diferită de mişcarea rectilinie*. Orice obiect se mişcă în linie dreaptă dacă asupra lui nu acţionează o forţă.

permanenţă d i recţia, forţă forţă

Când petă, mişte

mişcă circular, îşi schimbă în deci trebuie să existe o care să-I facă să se mişte în cerc. Această se numeşte forţă centripetă.

Când un obiect se

Dacă îi dai drumul, forţa centri petă nu mai acţionează. Atunci acel ceva îşi va continua mişcarea in linie dreaptă.

invârţi ceva, forţa centricare face ca acel ceva să se circular, provine din braţul

tău.

Fără o forţă centripetă, care s-o facă să se mjşte în cerc, patinatoarea s-ar mişca în linie dreaptă .

Curbe inclinate F arţa care vă face să vă deplasaţi circular provine

din frecarea* dintre cauciucuri şi Pistele de concurs sunt înclinate la curbe . pistă .

Dacă învârtiţi suficient de repede o găleată plină cu apă, apa nu va curge. Forţa centripetă face ca apa să se mişte circular.

Forţa ce n tripetă

este

orientată

mişcări i. Dacă nu învârtiţi găleata suficient de

spre centrul

repede, apa va curge.

Uscarea prin centrifugare Maşinile de spălat invârt (centrifughează)

hainele pentru a le stoarce şi usca. Forţa a cuvei aqioncază asupra hainelor, făcându-le să se mişte circular. Apa iese prin orificii, centripetă

co n tinuându-şi

mişcarea

în linie

dreaptă.

36

*Frecure,33:Mişcurerecrifinit,34.

~~/ ~

b iciclişti să ia mai uşor. Ei pot lua curbele mai repede, deoarece înc linarea se opune tendinţei de a continua mişcarea în linie dreaptă.

Cum

să

nu

ieşi

din

Curbe periculoase

curbă

c

~: ~~~~~~~inf::r~:

;f0·~ ~b'"[;[

rt \.:

;,'l1Jî .I'U. '/

~

1 \... ),

Cu cât un obiect se

deplasează

m.ai repede..• cu atât este nevoie de mai multă forţă pentru a nu ieşi din curbă.

Datontă greutăţii prea

sania u~u :UO~~~

''141_...._,",, 1 mari,

Frecarea să vă păstraţi locul la curbe uşoare. Dar atunci când luaţi o curbă strânsă, alunecaţi de pe locul vostru, deoarece forţa de frecare nu e suficient de puternică pentru a vă ţine pe locuri le voastre.

ŞTIAŢI

cA... ?

Şi

în acest caz, cu cât este mai mare masa• , cu atât este nevoie de o forţă mai mare pentru a se menţine mişcarea circulară.

•Masă,

7, 33; Moment (impuls), 35.

37

Plutirea

şi

scufundarea

nivelul apei dintr-un vas. Apoi introduceţi în vas nişte pietre şi veţi vedea că nivelul apei creşte. Apa este împinsă în sus sau inlocuită de către pietre. Marcaţi

De ce plutesc vapoarele? şi o bucătîcă de fier este şi se scufundă. Aceasta se întâmplă deoarece forţa arhimedică nu este suficient de puternică pentru a-1 menţine la suprafaţă. Dar vapoarele nu sunt făcute numai

Fierul este foarte dens, deci chiar

foarte grea

din fier. Ele au multe

spaţii

mari, pline cu aer.

În apă , obiectele par mai uşoare decât sunt în realitate. Apa le împinge în sus şi pot fi ridicate mai uşor. Când sunt scoase din apă, sunt din nou

grele, pentru

că

apa nu le mai

susţine.

~Qft

~ "'" ~= --· ~~:-.: ~

multă apă şi cu atât este mai mare presiunea pe care apa o exercită asupra lui. Forţa cu care un lichid împinge în sus un obiect scufundat se numeşte forţă arhimedică.

presiune mai mare asupra lui.

bucăţică de plută pluteşte pe apă, în timp ce o bucăţică de fier de aceeaşi mărime se scufundă . Având aceeaşi mărime, ele înlocuiesc aceeaşi cantitate de apă .

O

Pluta se menţine la suprafaţă deoarece, la aceleaşi dimensiuni este mult mai uşoară decât fierul. Masa unui obiect raportată la mă­ rimea lui se numeşte densitate.

38

Obiectele cu o densitate mai mică decât apa plutesc pentru că forţa arhimedică este destul de puternică pentru a le menţine la

Submarinele îşi pot modifica densitatea. Când îş i umplu rezervoarele cu aer, plutesc. Când le umplu cu apă, se

suprafaţă.

scufundă .

Chiar dacă un vapor este foarte mare, aerul îl face uşor în raport cu dimensiunile sale. În drumul său, vaporul dă la o parte atâta apă încât forţa arhimedică este destul de puternică pentru a~l menţine la suprafaţă. dinăuntrullui

Acum 2200 de ani, Arhimede a observat că atunci când intra în apă nivelul acesteia se ridica. El a descoperit că greutatea apei dezlocuită de un obiect scufundat într~un lichid este egală cu forţa cu care ~=~iiiit-'""".._-="-'"'"; apa acţionează asupra obiectului respectiv.

i

Obiectele pot pluti în orice ·· f.!~;o;~::-;---.,... lichid sau gaz, la fel ca în apă. J Saloanele plutesc în aer, deoare~ ce ele sunt mai puţin dense decât aerul. Dacă turnaţi câteva picături .::=.--.~-"""":aiill de ulei în apă, ele vor pluti pentru că sunt mai puţin dense decât apa.

Apa sărată are o densitate mai mare decât cea dulce, de aceea vapoarele se scufundă mai puţin în apele sărate decât in cele dulci. Puteţi observa aceasta făcând o experienţă. Dizolvaţi 1O linguriţe de sare într~un pahar cu apă caldă. Umpleţi un alt pahar cu apă obiş~ nuită. Puneţi câte un ou în fiecare pahar. Oul din paharul cu apă sărată va pluti, pe când în celălalt pahar oul se va duce la fund.

Apă

cu

săpun

Dacă dizolvaţi puţin săpun apă reduceţi

în

tensiunea

superficială. Astfel pelicula de apă devine mai elastică, de aceea acum puteţi face balonaşe.

39

Presiunea

~~~~ Picioarele tale intră în zăpadă dacă nu îţi rcpartizezi greutatea pe o suprafaţă mai mare, purtând schiuri sau galoşi. Greutatea cu care corpul tău apasă asupra zăpezii în fiecare punct va fi astfel mai mică. Forţa care apasă asupra

unei

suprafeţe

se

numeşte

presiune.

Lichidele nu pot fi comprimate Umpleţi

un balon cu puţină apă şi legaţi-I la gură. Apoi presaţi-! între două pahare de plastic. Apa nu poate fi comprimată într-un spaţiu mai mic. Lichideie• nu pot fi comprimate, de aceea, când într-un loc , presiunea se transmite în toată masa lichidului.

apăsaţi

La maşini, atunci când apeşi pe pedala de frână, aceasta împinge lichidul din interiorul unui tub către frâne. Deoarece lichidul nu poate fi comprimat, presiunea exercitată asupra pedalei este transmisă la frână. Discul de

frână

la

Comprimarea gazelor Suflaţi puţin aer intr·un balon şi legaţi· ! la gură. Presaţi·! între două

pahare de plastic. Spre deosebire de apă , aerul poate fi comprimat într-un spaţiu mai mic. Gazete• pot fi comprimate într·un spaţiu mai mic . Un gaz comprimat, cum ar fi aerul dintr·un balon, o presiune egală în toate direcţiile. Cu cât comprimi mai mult un gaz, cu atât presiunea d in el este mai mare. exercită

Scufundătorii inspiră

aerul comprimat in butelii metalice.

maşini

Lichidul impinge frâna asupra unui disc fixat pe roată.

40

Tocurile dresoarei exercită asupra solului o presiune mai mare decât picioarele elefantului , deşi ea cântăreşte mai puţin. Cum vă explicaţi faptul că întotdeuna cuţite l e ascuţite taie mai bine decât cete tocite? (Răspunsurile la pagina 128).

*Gatt, 78;Lichide, 78.

Dacă aerul din aceste butelii n-arfi comprimat, ar umple 300 de butelii

Buteliile sunt foarte rezistente, pentru a aerul comprimat. ţine înăuntru

Presiunea aerului

Presiunea în lichide Faceţi

trei orificii într-o sticlă de plastic şi acoperiţi-le cu bandă adezivă. Umpleţi sticla cu apă şi apoi îndepărtaţi banda.

Presiunea atmosferei* se bazează pe acelaşi fenomen ca şi presiunea din lichide. Greutatea aerului de deasupra apasă asupra celui de dedesubt. Aceasta poartă numele de presiune atmosfericit Cu cât eşti mai aproape de sol, cu atât este mai mare

Apa de la fundul sticlci va avea un jet mai puternic, deoarece greutatea apei de deasupra apasă asupra ei. Cu cât creşte adâncimea, cu atât este mai mare presiunea. Submarinele sunt rezistente la presiunile mari din adâncurile mărilor.

Echilibrul presiunilor Dacă vă uitaţi într-un ceainic, veţi obseva că lichidul este la acelaşi nivel ca şi în gâtui ceainicului. Aceasta se datorează faptului că

Obiectele nu sunt zdrobite de presiunea atmosferică, deoarece conţin aer care exercită o presiune la fel de mare ca aerul din afară.

aeru~ exercită aceeaşi

presmne.

Prin constituţia sa, rpul vostru nu simte presiunea atmosferică.

Pompe

şi

ventuze Corpul tău are două pompe. Inima pompează iar plămânii pompează aerul.

săngele,

Când presaţi o pompă aspiratoare sau o venruză asupra unui obiect, scoateţi a fară o parte a aerului din ea, astfel presiunea aerului din pompă este mai mică decât cea a aerului din afară. Pompa se lipeşte de obiectul respectiv datorită presiunii atmosferice.

Pompele se utilizează pentru mânuirea lichidelor şi gazelor. O seringă este de fapt o pompă simplă. Prin împingerea pistonului, presiunea dinăuntru! seringii creşte şi lichidul este împins afară.

-

Presiunea aerului variază cu înălţimea. În avion, ţi se înfundă urechile. Căscatul sau înghiţitul permite aerului să pătrundă sau să iasă din urechile tale, astfel încât presiunea din ele să fie aceeaşi cu cea din exterior. "*Atmosferă, 23; Vreme, 84.

41

Mecanisme simple Cu mii de ani în urmă, oamenii făceau diverse munci folosindu·şi forţa muşchilor lor sau ai animalelor. De-a lungul timpului, au inventat maşini care le-au uşurat munca.

Munca poate însemna mai multe, dar, din punct de vedere ştiinţific, a munci înseamnă a efectua lucru mecanic, adică utilizarea unei forţe pentru a mişca un · ct.

-€

~

Cu mult timp în urmă, oamenii au descoperit că era mai uşor să transporte greutăţi rostogolindu-le pe buşteni. Mai târziu, au inventat roata.

Ridicarea greutăţi lor

Şi-au

dat seama că le era mai uşor să despice piatra lovind o bucată triunghiulară de lemn, numită pană sau ic. buştenii şi

Efortul este forţa cu care impingi pentru a ridica greutatea

Este mult mai uşor să mişti o greutate mare folosind o bârnă lungă, numită pârghie (levier). Pârghia se sprijină pe un obiect numit punct de sprijin. Pârghia trebuie împinsă mai mult decât dacă ai ridica greutatea direct, dar efortul depus este

mult mai mic decât dacă ai ridica pur şi simplu greutatea. Roaba este tot un fel de pârghie, iar roata ei est~ pe post de punct de sprijin. Foarfecele sunt tot pârghii, iar punctul de sprijin este la intersecţia lamelor.

Încercaţi să folosiţi

o pârghie

Cea mai mare maş ină din lume este un excavator de cărb un i din Hambach, Germania. Este

42

de două ori mai lung decât un teren de fotbal şi înalt cât o c l ădire cu treizeci de etaje.

Pârghiile mai lungi uşurează munca. Ridic~ţi capacul unei cutii cu o monedă. Incercati apoi cu o linguriţă. Cu linguriţa faceţi un efort mai mic decât cu moneda, fiindcă este o pârghie mai lungă.

Pc un plan înclinat, greutăţile pot fi ridicate mai uşor. Deşi distanţa este mai mare, efortul depus pentru a transporta o greutate de~a lungul unui plan inclinat este mult mai mic decât dacă ridici pur şi simplu greutatea.

Seri peţi

Şurubul

Un

şurub funcţionează

ca o Trebuie să~! pentru a-1 introduce în perete, dar este mult mai uşor decât dacă l-ai împinge direct scară

în

spirală.

răsuccşti

lui Arhimede

Daca tragi de aici, greutatea se ridica.

Cu ajutorul unui sistem de scripeţi se pot ridica greutăţi mari. Greutatea se distribuie pe o lungime mai mare de frânghie.

L-----=~

Angrenajele sunt roţi dinţate, folosite pentru a modifica viteza. Când roata motoare se învârte, o pune în mişcare şi pe cea alăturată. Roata motoare poate face o roată mai mică să se învârtă mai repede, iar una mai mare mai încet.

Puteţi vedea aceasta la un mixer manual. Când învârţi mânerul, se învârte roata mare, care, la rândul ei, pune în mişcare roata mică , iar telul conectat la ea se învârte mult mai repede decât !~ai putea învârti tu cu mâna.

43

Motoare

La început, oamenii puneau în funcţiune maşinile simple manual sau cu ajutorul tracţiunii animale. Apoi au descoperit că pot folosi

le, obţinând făina. Mai târziu, s-au forţa vântului în navigaţie, pentru folosit de forţa apelor curgătoare a le impinge ambarcaţiunile cu pânze. De asemenea, foloseau forţa pentru a învârti roţile morilor de vântului pentru a-şi măcina grâne- apă , care pompau apa sau puneau în funcţiune alte mecanisme.

Motorul cu aburi 1. Apa este încălzită prin arderea c::'irbunilor

tt

sau a lemnului. Prin fierbere, apa se transformă intr-un gaz numit abur.

Apă

Cilindru 2. Aburul face ca presiunea*

~.\.

Combustibil --.,:

dincilindrusăcreasca

~'L_ ,,

foarte mult, până când aceasta impinge pistonuL

(T'\

3. Aburii

Primul motor inventat pentru a pune în

funcţiune

ocupă

de

aproximativ 1700

un mecanism a fost motorul cu aburi. Motoarele

de ori mai mult

cu aburi transformă căldura degajată prin arderea combustibilului în mişcare (lucru mecanic).

~fna~~r~e~r~~~~a

Motorul cu în 1777. Forţa aburului a fost in curând util i zată pentru a pune în funcţiune maşinile din industrie, iar oamenii s-au mutat la oraşe pentru a lucra în noile fabrici. Această perioadă se numeşte Revoluţia industrială.

Locomotivele cu aburi

Mai târziu, vagoanele de cale ferată au fost dotate cu motoare cu aburi. Acestea au fost primele locomotive cu aburi.

44

*Cenrraleele

e

,._.

•

u

••

; :~·

',~::."·.;~·.; ~'f:::,; .~: ·~

o•

J ,..

J>

.~ --.#

.,""

Fibre le şi mase le plastice apai1in unui grup de compuşi numiţi polimeri, care diferă de alţi compuşi, prin faptul că moleculele lor sunt foarte lungi.

Nailonul a fost produs pentru prima dată în 1938, in SUA. A fost de savanţi din New York şi Londra şi a fost numit după aceste două oraşe (NY·Lon).

obţinut

*Echilibrul gaulor, 21;

Rulmenţi,

31;

Compuşi,

Recent s-a trecut la fabricarea de plastic biodegradabil, care nu este obţinut din ţiţei. Momentan, costul producţiei acestui material este

mai ridicat, dar el este nepoluant. 86;

Ţi(ei,

25; Umiditatea aerului, 84.

91

Electricitatea în jurul nostru Gândiţi-vă

cât de des vă uitaţi la televizor, aprindeţi lumina sau vorbiţi la telefon. Toate acestea şi multe altele sunt posibile datorită electricităţii. Lumea ar fi total diferită fără electricitate.

În această imagine vi se pun multe întrebări despre lucruri care funcţionează datorită electricităţii. În câteva pagini veţi găsi răspunsurile la

unnătoarele

aceste

întrebări.

Electricitatea nu a fost inventata. Ea a fost descoperită prima dată de către greci , acum 2000 de ani. Însa de-abia acum 150 de ani, oamenii au învăţat cum s-o producă şi s-o utilizeze. Electricitatea este

o formă de energie. Ea poate fi tran s formată in energie tennică , energie luminoasă şi în energia sunetului. Mai poate fi transformată şi în energie cinetică. Aceasta pune maşinile în funcţiune.

Curentul electric tău

func- Alte obiecte, ca lămpile şi televizoarele, se alimentează prin prize cu electricitate produsă în din baterii. centrale electrice*.

Multe lucruri din jurul

ţionează datorită electricităţii.

Lanternele, de

pildă, luminează

datorită electricităţii

Conductori

şi

izolatori

Electricitatea trece, sau este mai uşor prin unele materiale decât prin altele. Obiectele prin care electricondusă

citatea trece uşor se numesc conductori, iar cele prin care electricitatea nu trece se numesc izolatori.

Ce este electricitatea? Electronii din atom sunt purtător i de sarcină electrică •. Deplasarea ordonată , într-o anumită direcţie , a purtător i lor de sarc ină electrică se numeşte curent electric. Plastic

Atom

~

Electron

Corpurile care conduc electricitatea, ca metal ele, au electroni* ce nu sunt legaţi strâns de atomi i* lor. Aceşti e lectroni liberi transportă electricitatea dintr-un loc în altul.

Electronii unui izolator sunt strâns legaţi de atomii lor. Electronii nu se pot m işca liber astfe l, un izolator nu conduce electricitatea. Metalele sunt foarte bune conductoare, de aceea cab lurile electrice care transportă e lectricitatea sunt făcute din metal.

94

*Atomi, 76;

Sarcină

Plasticul este un izolator, de aceea firele electrice sunt infăşurate în cabluri de plastic pentru a nu ne curenta.

electricU, 77; Electroni, 77;

Centrală electrică,

101

şi

Cantitatea de electricitate care trece printr-un fir electric timp de o secundă se numeşte curent electric şi se măsoară în amper i (A).

____,..._,,-r. .... -

'T

•

1 •- . Rezistenţa

Curentul electric trece mai bine prin unele lucruri decât prin altele. Cât de bine conduce electricitatea un corp se măsoară prin rezistenţa sa. Rezistenţa unui fir de sârmă depinde de materialul din care este confecţionat, de lungimea şi grosimea lui.

Circuite electrice

Cu cât rezistenţa unui fir metalic r:;:;:~~ ~~;..,."",J este mai mică, cu atât acesta condu· p ce mai bine curentul electric. Firele electrice se fac din cupru pentru că el are o rezistenţă mai mică decât majoritatea metalelor şi, ca atare, Nervii din corpul vostru funcconduce mai bine electricitatea. ţionează pe baza impulsurilor electrice. Semna lele electrice de la creier pun muşchii în mişcare. Ele transmit infonnaţia de la ochi, urechi, nas, l imbă şi piele înapoi la creier.

27

Bateriile Curentul electric

circulă

doar

printr-un fir neîntrerupt. Acesta

se

numeşte

circuit.

Dacă

în

circuit apar intreruperi, curentul nu mai circu l ă..

Electricitate

La trecerea

Un circuit electric poate fi între· rupt cu ajutorul unui comutator sau Întrerupător_ Când comu· tatorul sau întrerupătorul este acţionat, circuitul se întrerupe.

O baterie este un mic depozit de energie chimică. Această energie chimică se transformă in energie electrică, dacă bateria este conectată la un circuit.

şi căldură

electric

printr-un corp, acesta se încălzeş­ te. Cu cât rezistenţa unui fir de sânnă

este mai mare, cu atât acesta se încălzeşte mai mult când este străbătut de curent electric, de aceea rezistenţa dintr-un uscător de păr se înroşeşte.

Un bec electric are un fir subţire (filament), care, atunci când este

~~~~~:~~ed:t~~~een!a~~~cît~~cât se

Bateriile generează forţa electrică

ce propulsează electronii in circuit. Această forţă se numeşte forţă electromotoare. Şi se

luminează. Doar 2% din energia electrică a unui bec se transformă se transformă în L..m_ă_so_a_ ră_i_n_v_ol-ţi_(_ V_ J. _ _ _--J

~~~~~~~~ă, restul

95

Tipuri

electricitate

Electricitatea produsă de centra- de reţea şi este mult mai puter- I'P.:ri:~id;;-;:J;;~;;;;;rt;;-;:;;~

lele electrice se

numeşte

curent

nic decât cel produs de baterii.

intrerupătoare şi siguranţa Corpurile se distrug dacă sunt străbătute de un curent electric prea mare. Când curentul devine prea mare, trebuie întrerupt. Locuinţele noastre sunt dotate cu astfel de dispozitive, care intrerup curentul pentru a proteja reţeaua electrică.

Cel mai obişnuit tip de întrerupător de reţea se numeşte siguranţă. Este, de fapt, o bucăţică de sânnă specială, care se topeşte dacă este străbătută de un curent electric prea puternic. Când introduceţi în priză un aparat electric, curentul electric de la reţea trece prin el. Fiecare ştecher este dotat cu o siguranţă pentru a întrerupe curentul dacă acesta arc o intensitate prea mare. Curentul electric generat de o baterie trece prin circuit într-o singură direcţie. El se numeşte curent continuu . Curentul de la reţea însă îşi schimbă sensul de mai multe ori pe secundă şi se numeşte curent alternativ.

Electricitate

statică

În afară de curentul electric care străbate un circuit, mai există un tip de Frecaţi un balon de un pulover de lână şi apoi ţincţi-1\ângă perete. Balonul se va lipi singur de perete. Apoi frecaţi două baloane şi ţineţi-le unul lângă de 1

electricitate,

electricitate nu se

ŞTIAŢI CĂ ... ?

numită statică,

care

deplasează.

Ele se vor îndepărta unul de altul, fără să le atingeţi. Acest fenomen are loc deoarece, prin frecare, baloanele se încarcă cu electricitate statică.

Tunetele şi fulgerele sunt cauzate de electricitatea statică. Norii se încarcă electric frecării dintre cristalele de gheaţă din ei.

Un nor se poate încărca atât de mult, încât electronii sar din el pe pământ sau pe alt nor. Astfel ia naştere o scânteie i mensă, Atomii* conţin electroni care au sarcini negative şi protoni incărcaţi pozitiv. Într-un atom, numărul e\ectronilor este egal cu numărul protonîlor, ca urmare _

Sarcină negativă

- "....-

sarc inile electrice pozitive şi cele negative se anulează reciproc. Dar, când frecaţi balonul, acesta cu lege nişte electroni în plus de la lână şi se încarcă electric.

adică

+ +

Surplusul de sarcini negative din balon sunt atrase de sarcinile pozitive din perete şi, ca urmare, se lipesc acolo. Sarcinile negative sunt întotdeauna atrase de cele pozitive.

două baloane se unul de altul pentru că ambele au un surplus de sarcini negative. Sarcinile negative se resping între ele, la fel şi cele pozitive.

Cele

îndepărtează

Când pantofii tăi se freacă de un covor de nailon , te încarci cu electricitate statică. Dacă atingi un obiect metalic, vei simţ i un şoc slab şi o scânteie sare de la tine la metal. •Atomi, 77.

97

Magncţii au mai multe întrebuinţări. Dacă scapi ace cu gămălie pe covor, le poţi culege cu un magnet, care le atrage înspre el. Busola, care ne ajută să ne orientăm, are înăuntru un magnet.

Obiectele vor fi atrase de un

Magnetul atrage acele cu gămălie, deoarece sunt făcute din oţel, iar oţelul conţine fier.

'-- \

Multe lucruri care funcţionează pe bază de electricitate au magneţi. Magneţii sunt utilizaţi la motoarele electrice şi la producerea electricităţii în generatoare.

magnetdacăseaflaincâmpul

lui magnetic. Nu trebuie neapărat să atinga magnetul.

1

~l,loorn ~ ~ Pol"''"' ~ Încercaţi să vedeţi ce puteţi culege cu un magnet Nu puteţi culege obiecte din lemn, plastic sau cauciuc. Dar obiectele metalice din fier, cobalt sau nichel sunt atrase de magnet.

Magneţii generează forţă

Magneţi şi busole Încă acwn 2000 de ani grecii

foloseau magneţii. Ei extrăgeau din pământ un material cu proprietăţi magnetice, numit magnetită. Au descoperit că, dacă un magnet este lăsat să se campulmagnetic terestru este mai puternic la poli. (

\

\

((

~

~

.

sudul. Aceasta se întâmplă deoarece Pământul are propriul său câmp magnetic. /

'

doi magneţi unul lângă altul. Puteţi simţi cum se atrag sau cum se resping, in funcţie de cum ii rotiţi. Polii opuşi se atrag, iar polii identici se resping.

acţionează această forţă

rotească liber, polul său nord indică întotdeauna nordul, iar polul său sud indică întotdeauna

1

\

Ţineţi

magneZona din jurul magnetul oi în se numeşte câmp magnetic. Acesta are o putere maximă la capetele magnetului, care se numesc poli. tică.

care

ulnord

Unele materiale au proprietăţi magnetice naturale. Ele pol fi folosite la fabricarea

.

ŞTIA ŢI CĂ. .. ?

In fiecare an, păsările migratoare zboară în ţările calde. Rândunicile de mare arctice zboară cel mai departe, din Arctica în Antarctica şi înapoi, în total 00 km.

altormagneţi

'tţ!(

Polul sud

/; Acul unei busole este un mic magnet. Magnetul indică nordul şi astfel vă daţi seama pe ce direcţie sunteţi .

98

Marinarii folosesc busole pentru a se orienta pe mare sau a naviga încă din secolul al XI-lea.

Ca toate celelalte păsări migratoare, ele ajung la destinatie cu precizie, însă nu se ştie sigur. cum. O explicaţie ar putea fi că se orientează după câmpul magnetic al Pământului.

-

-

••

~·

'•;:-_

1,;.

Electromagnetismul Electricitatea şi magnetismul se pot genera reciproc şi pot pune în funcţiune multe obiecte. Aceasta se electromagnetism.

numeşte

Când un curent electric trece printr-un conductor, generează în jurul acestuia un câmp magnetic. Când curentul se întrerupe, câmpul magnetic dispare. Folosiţi o baterie pentru acest experiment. Nu coneclaţi niciodata nimic la reţeaua electrică

Cu cât curentul electric este mai mare, cu atât este mai puternic câmpul magnetic din jurul firului. El poate fi şi mai puternic dacă înfăşuraţi firul pe o bucată de fier, obţinând o bobină cu

miez de fier sau un electromagnet.

Folosiţi un fir, o baterie şi un cui de fier pentru a face un electromagnet. În~şuraţî firul în jurul cui ului de mai multe ori. Conectaţi fiecare capăt al firului la baterie. Apoi încercaţi să culegeţi ace de gămălie cu cuiul şi observaţi cum acestea cad dacă deconecta ţi bateria.

Trenuri foarte rapide Anumite trenuri speciale au în loc de roţi. Forţa magnetică generată de aceştia susţine trenul la câţiva centimetri deasupra liniei ferate propulsându-1 electromagneţi

cu

viteză foarte mare.

Motoare electrice

~ii;•~!~!! •

Motorul electric funcţionează pe bază de electromagnetism. El are în interior nişte spire între polii unui magnet. Când trece curent prin spire, se produce un câmp magnetic, care face rotorul să se învârtă.

Dacă un fi r este mişcat intr-un produce curent electric . Acesta este i de funcţionare a generatorului sau dinam ului. Un motor învârte o bobină între po lii unui magnet, generând astfel curent electric.

99

Discuri

şi

casete

Cum functioneazA un casetofon? Cum se imprimă s~netul pe o bandă? Cum funcţionează un difuzor? Cum recepţionează un microfon sunetul?

Cum

Microfonul

Toate aceste obiecte funcţionează datorită electromagnetismului. Cu ajutorul lui, sunetul poate fi inregistrat pe discuri apoi prin difuzoare.

funcţionează

benzi

şi

redat

un difuzor?

Un difuzor funcţionează invers decât un microfon. El transformă semnalele electrice înapoi în unde sonore.

Microfonul transformă sunetul în semnale electrice. O membrană elastică dinăuntru\ mîcrofonului este pusă în vibraţie de undele sonore*. Vibraţia se transmite spirelor.

şi

Semnalele electrice determină un con subţire din plastic sau hârtie să vibreze. Acesta produce sunetele pe care le auziţi.

1. Semnalele electrice se scurg prin spirala , dand naştere unei forţe magnetice•

2. Forţa magnetica impinge spirele spre şi dinspre magnet. Aceste fire transportă semnalele electrice de la spire.

Coo

Spirele sunt situate între polii unui magnet*. Pe măsură ce spirele se m i şcă, generează

un curent electric. Curentul se mişcă inainte şi înapoi ca şi sunetul şi este transportat către amplificator•.

3. Spircle care vibreazâfac şi sa vibreze, producând sunet.

funcţioneazăi te~=~ nui~G

C l um i J ~

1

.g bt

~ .

• •• ·•

~--~.

Când vorbeşti la telefon, sunetul vocii tale este transformat în semnale electrice de către microfon. Aceste semnale sunt transportate prin cabluri către o centrală telefonică. Centrala trimite semnale le la telefonul persoanei cu care vorbeşti. Un mic difuzor din telefon transformă aceste semna le înapoi în unde sonore.

100

*Anrplijicutor, JOI;

Forţă magnetică,

Primul aparat ce înregistra şi reda sunetul s-a numit fonograf şi a fost inventat de către Thomas Edison, în 1878. Sunetul era înregistrat pe un cilindru acoperit cu o folie subţire .

98; Poli magnetici, 98; Unde sonore, 66.

-

~-

~~-:---~-.....--_,.-

-

•

-~

-

_...