FIZIKA
UVOD
Nastavni program iz fizike temelji se na suvremenim znanstvenim spoznajama o
prirodi. Program uključuje temeljne sadržaje kojima učenici trebaju ovladati da
bi razumjeli pojave u prirodi i primijenili ih u svakodnevnom životu. Nastava
fizike u korelaciji je s ostalim prirodoznanstvenim predmetima (kemija,
biologija, geografija) i s matematikom, što učenicima omogućuje stvaranje
cjelovite predodžbe prirode.
Program se osniva na iskustvenom učenju (problemska i istraživačka nastava),
čime se učenici nastoje zainteresirati i potaknuti na dublje proučavanje fizike.
Program se sastoji od obveznih i izbornih nastavnih tema. U pojedinoj temi
navode se ključni pojmovi i obrazovna postignuća koja učenici trebaju usvojiti.
CILJ
Nastava fizike treba učenicima omogućiti razumijevanje prirodnih pojava, osnovno poznavanje metoda i tehnika znanstvenoga istraživanja prirode, primjenu usvojenih spoznaja iz fizike u svakodnevnom životu, tehnici i proizvodnji, te razvijanje sposobnosti znanstvenoga mišljenja i samostalnoga rješavanja problema.
ZADAĆE
Učenike treba:
– upoznati s najvažnijim prirodnim pojavama, stanjima i procesima te im
omogućiti razumijevanje fizičkih zakona i zakonitosti,
– poučiti kako znanstvenim jezikom fizike opisivati zanimljive pojave i procese
u prirodi i svakodnevici,
– motivirati da postavljaju pitanja i tragaju za odgovorima,
– poučiti da osmisle, izvode i analiziraju jednostavne pokuse, postavljaju
pretpostavke i stvaraju jednostavne slike o pojavama,
– osposobiti za primjenu spoznaja i metoda fizike u suvremenom životu, tehnici i
proizvodnji te za stjecanje tehničke i prirodoznanstvene kulture,
– poticati na logičko i samostalno zaključivanje te u njima, pri proučavanju
prirodnih pojava, razviti kritičko mišljenje i prosuđivanje,
– uvoditi u znanstveni način razmišljanja i odgajati za ispravan odnos prema
prirodi i čovjekovoj okolini,
– osposobiti za samostalno rješavanje problema, ali i za konstruktivnu suradnju
pri timskome radu.
NAPOMENE
Potanke upute za nastavu fizike navedene su u Predgovoru i Dodatnim napomenama
HNOS-a i čine sastavni dio ovoga programa. HNOS sadržava razradbu svih tema
navedenih u ovome programu. Poseban je naglasak ovoga programa na postignućima
koja učenici trebaju ostvariti te na temeljnim metodičkim postupcima kojima se
to postiže.
Fizika je temeljna i tipična eksperimentalna znanost, pa se pokus/eksperiment
predlaže kao središnja sastavnica nastave. Od nastavnika se očekuje kreativnost
u odabiru i pripremi pokusa, te u usmjeravanju i vođenju učenika u istraživanju
fizičkih pojava.
Redoslijed tema unutar pojedine nastavne cjeline nastavnik može samostalno
oblikovati u skladu s odgovarajućim metodičkim pristupom. Primjerice, u sedmom
razredu teme od 15. do 19. mogu se sažeti u četiri teme i obraditi ovim
slijedom:
15. Energija
Ključni pojmovi: elastična energija, gravitacijska potencijalna energija,
kinetička energija.
Obrazovna postignuća: opisati oblike energije kroz primjere; opisati elastičnu,
gravitacijsku potencijalnu i kinetičku energiju.
16. Pretvorbe energije
Ključni pojmovi: pretvorba energije.
Obrazovna postignuća: objasniti, na različitim primjerima, pretvorbe energije iz
jednoga oblika u drugi oblik.
17. Rad
Ključni pojmovi: rad sile, džul (joule), J.
Obrazovna postignuća: opisati, kroz primjere, rad sile; objasniti rad kao
pretvorbu energije i obratno: objasniti povećanu energiju tijela kao uloženi
rad; objasniti ovisnost rada o sili i putu na kojem sila djeluje; primijeniti
znanje na primjerima i u zadatcima.
18. Snaga
Ključni pojmovi: vrijeme, sekunda, s, snaga, vat (watt), W.
Obrazovna postignuća: opisati snagu na primjerima iz života; izmjeriti vrijeme
obavljenoga rada; primijeniti znanje na primjerima i zadatcima.
OSTALE PREPORUKE:
7. razred:
Tema 2., O tijelima, i tema 7., Građa tvari, mogu se obraditi u nizu (ako je
vremenski usklađeno s kemijom).
Preporuča se da se tema 20., Unutarnja energija, i tema 25., Promjena unutarnje
energije radom i toplinom, obrade na jednostavan način primjeren uzrastu
učenika.
8. razred:
Teme 12. i 13. mogu se spojiti u temu pod nazivom Električni otpor i Ohmov
zakon.
Teme 19. i 20. mogu se spojiti u temu pod nazivom Postanak, opis i vrste valova.
Teme 24. i 25. mogu se spojiti u temu pod nazivom Odbijanje svjetlosti, zrcala.
7. RAZRED
TEME
1. Uvod u fiziku
Ključni pojmovi: fizika, metoda, pokus (eksperiment).
Obrazovna postignuća: opisati čime se bavi fizika; objasniti pojam pokusa
(eksperimenta) navodeći primjere.
2. O tijelima
Ključni pojmovi: čvrsta tijela, tekućine, plinovi.
Obrazovna postignuća: opisati i razlikovati čvrsta tijela, tekućine i plinove na
primjerima; opisati prijelaze čvrstih tijela u tekućine, tekućina u plinove i
obratno.
3. Mjerenje duljine
Ključni pojmovi: fizička veličina, mjerenje, duljina, metar, m.
Obrazovna postignuća: opisati pojam fizičke veličine i mjerenja (fizička
veličina kao umnožak brojčane vrijednosti i mjerne jedinice); mjeriti duljinu
metrom; izražavati duljinu različitim mjernim jedinicama; razlikovati značenja
za kilo, deci, centi i mili.
4. Mjerenje ploštine plohe i obujma tijela
Ključni pojmovi: ploština plohe, kvadratni metar, m2, obujam tijela, kubni
metar, m3, litra, l, L.
Obrazovna postignuća: mjeriti ploštine geometrijskih ploha i obujme
(geometrijskih i drugih) tijela; izražavati ploštinu i obujam različitim mjernim
jedinicama.
5. Mjerenje mase tijela
Ključni pojmovi: tromost (ili inercija), masa tijela, kilogram, kg.
Obrazovna postignuća: opisati kroz primjere masu kao mjeru tromosti tijela;
navesti nepromjenljivost (stalnost) mase neovisno o položaju tijela bilo gdje u
svemiru; procijeniti i izmjeriti vagom mase nekih tijela; izraziti mase tijela
različitim mjernim jedinicama.
6. Gustoća tvari
Ključni pojmovi: gustoća tijela, tvar, gustoća tvari, kilogram po kubnome metru,
kg/m3.
Obrazovna postignuća: opisati gustoću tvari; razlikovati gustoću tvari od
gustoće tijela; objasniti vezu gustoće tekućine (voda, ulje) i čvrstih tvari s
plivanjem tijela; određivati gustoće različitih tijela i izraziti ih različitim
mjernim jedinicama.
7. Građa tvari
Ključni pojmovi: čestice tvari.
Obrazovna postignuća: navesti i objasniti primjere za čestičnu građu tvari i
postojanje međuprostora između čestica.
8. Sila
Ključni pojmovi: međudjelovanje, sila, vektor.
Obrazovna postignuća: prepoznati i opisati međudjelovanja i učinke sile u
prirodi; opisati način na koji djeluje sila teža, električna i magnetska sila -
na daljinu i dodirom; nacrtati i objasniti silu kao vektor.
9. Elastična sila i mjerenje sile
Ključni pojmovi: elastična sila, produženje, njutn (newton), N.
Obrazovna postignuća: objasniti razmjernost produženja opruge i sile koja
djeluje na nju; nacrtati graf ovisnosti produženja o sili – pravac iz ishodišta
koordinatnog sustava; izmjeriti silu dinamometrom.
10. Sila teža
Ključni pojmovi: sila teža, težina.
Obrazovna postignuća: opisati i razlikovati silu težu (kojom Zemlja djeluje na
tijelo) i težinu (kojom tijelo djeluje na podlogu ili ovjes); primijeniti znanje
o sili teži i težini u jednostavnim problemskim zadatcima.
11. Trenje
Ključni pojmovi: sila trenja, faktor trenja, težina (pritisna sila).
Obrazovna postignuća: prepoznati silu trenja na primjerima iz života; objasniti
utjecaj sile trenja na gibanje tijela; povezati faktor trenja s kakvoćom
dodirnih ploha (podloge i tijela na podlozi); izmjeriti i izračunati silu
trenja.
12. Težište i ravnoteža tijela
Ključni pojmovi: težišnica, težište, ravnoteža.
Obrazovna postignuća: opisati težišnicu, težište i ravnotežu tijela; protumačiti
težište kao hvatište sile teže; primijeniti znanje na praktičnim primjerima.
13. Poluga i primjene poluge
Ključni pojmovi: poluga, krak sile.
Obrazovna postignuća: opisati krak sile kao udaljenost sile od oslonca;
objasniti uporabu poluge; primijeniti znanje na jednostavnim zadatcima.
14. Tlak
Ključni pojmovi: tlak, paskal (pascal), Pa.
Obrazovna postignuća: opisati tlak na primjerima; primijeniti znanje na
jednostavnim zadatcima.
15. Rad
Ključni pojmovi: rad sile, džul (joule), J.
Obrazovna postignuća: opisati kroz primjere rad sile; objasniti ovisnost rada o
sili i putu na kojem sila djeluje; primijeniti znanje na primjerima i u
zadatcima.
16. Energija
Ključni pojmovi: energija, kinetička energija, pretvorba energije.
Obrazovna postignuća: opisati oblike energije kroz primjere; objasniti energiju
uz pomoć kinetičke energije; objasniti pretvorbe energije na primjerima;
izračunati energiju i rad u jednostavnim primjerima.
17. Gravitacijska energija
Ključni pojmovi: gravitacijska potencijalna energija.
Obrazovna postignuća: opisati gravitacijsku energiju; povezati gravitacijsku
energiju s radom na različitim primjerima pretvorbe energije; izračunati
vrijednost gravitacijske energije u jednostavnim primjerima.
18. Elastična energija
Ključni pojmovi: elastična energija, potencijalna energija.
Obrazovna postignuća: opisati elastičnu energiju na primjerima; objasniti
elastičnu i gravitacijsku energiju kao oblike potencijalne energije.
19. Snaga
Ključni pojmovi: vrijeme, sekunda, s, snaga, vat (watt), W.
Obrazovna postignuća: opisati snagu na primjerima iz života; izmjeriti vrijeme
obavljenoga rada; primijeniti znanje na primjerima i zadatcima.
20. Unutarnja energija
Ključni pojmovi: unutarnja energija, toplina, temperatura.
Obrazovna postignuća: razlikovati i opisati unutarnju energiju, toplinu i
temperaturu; objasniti promjenu unutarnje energije tijela zbog prijelaza topline
između tijela i okoline.
21. Toplinsko širenje tijela
Ključni pojmovi: toplinsko širenje tijela.
Obrazovna postignuća: opisati promjenu obujma različitih tvari s promjenom
temperature; objasniti ovisnost obujma tijela o temperaturi te povezati s
gustoćom tijela; protumačiti anomaliju vode.
22. Mjerenje temperature
Ključni pojmovi: Celsiusov stupanj,
°C, kelvin, K, nula apsolutne temperature.
Obrazovna postignuća: izmjeriti temperaturu termometrom i izraziti je u
°C i u K.
23. Prijelaz topline
Ključni pojmovi: vođenje, strujanje, zračenje.
Obrazovna postignuća: navesti i opisati primjere prijelaza topline vođenjem,
strujanjem i zračenjem.
24. Mjerenje topline
Ključni pojmovi: specifični toplinski kapacitet, džul po kilogramu i kelvinu,
J/(kg K).
Obrazovna postignuća: opisati specifični toplinski kapacitet kao svojstvo tvari;
objasniti njegovo značenje na primjerima iz života.
25. Promjena unutarnje energije radom i toplinom
Ključni pojmovi: zakon očuvanja energije.
Obrazovna postignuća: navesti primjere iz života o pretvorbi rada i topline u
unutarnju energiju; objasniti zakon očuvanja energije na različitim primjerima.
IZBORNE TEME:
1. Hidrostatički i hidraulički tlak
2. Rad na kosini (kosina, duljina i visina kosine)
3. Pretvaranje topline u rad (rad iz topline, rad koji obavlja plin, toplinski
strojevi)
4. Pravilo smjese za mjerenje topline (temperatura smjese, predana toplina,
primljena toplina)
5. Energija i energetika (rad, energija, pretvorbe energije, toplina, unutarnja
energija)
6. Struktura atoma i elementarne čestice tvari
8. RAZRED
TEME
1. Strujni krug i njegovi elementi
Ključni pojmovi: izvori, trošila i spojne žice (električni vodovi).
Obrazovna postignuća: sastaviti strujni krug s osnovnim elementima; nacrtati
shematski strujni krug grafičkim simbolima i objasniti ulogu svakog elementa
strujnoga kruga.
2. Električni vodiči i izolatori
Ključni pojmovi: vodič i izolator.
Obrazovna postignuća: navesti i razlikovati vodiče i izolatore; složiti strujni
krug kojim će se ispitati je li tvar (tijelo) vodič ili izolator.
3. Spajanje trošila u strujnome krugu
Ključni pojmovi: serijski i paralelni spoj.
Obrazovna postignuća: sastaviti strujni krug i nacrtati shemu strujnoga kruga sa
serijski ili paralelno spojenim trošilima; objasniti praktičnu primjenu
različito spojenih trošila.
4. Učinci električne struje
Ključni pojmovi: toplinski, svjetlosni, magnetski i kemijski učinci.
Obrazovna postignuća: prepoznati i navesti uređaje (bez načina rada) u kojima se
primjenjuju različiti učinci električne struje.
5. Magneti i magnetsko djelovanje električne struje
Ključni pojmovi: magnet, elektromagnet, magnetska sila.
Obrazovna postignuća: opisati magnetsko djelovanje (magnetski učinak) struje,
primjena elektromagneta.
6. Električni naboji i njihovo međudjelovanje
Ključni pojmovi: elektriziranje trljanjem, električni naboj, kulon (coulomb), C,
električna sila.
Obrazovna postignuća: objasniti na primjerima postojanje električnih naboja;
navesti vrste naboja i njihovo međudjelovanje.
7. Elektroni, pokretljivi ioni i električna struja
Ključni pojmovi: nositelji naboja: elektroni i ioni, struja kao pojava.
Obrazovna postignuća: opisati električnu struju kao usmjereno gibanje nositelja
naboja; objasniti primjere kada su nositelji električne struje elektroni (u
metalima), a kada ioni (u tekućinama i plinovima).
8. Mjerenje električne struje
Ključni pojmovi: električna struja, amper, A, ampermetar.
Obrazovna postignuća: spajati ampermetar u strujni krug i izmjeriti električnu
struju.
9. Električni napon
Ključni pojmovi: električni napon, volt, V, voltmetar.
Obrazovna postignuća: opisati električni napon kao energiju po jediničnome
naboju koja se iz električnog izvora prenosi strujnim krugom; spajati voltmetar
u strujni krug i mjeriti električni napon na trošilu.
10. Elektromagnetska indukcija
Ključni pojmovi: inducirani električni napon, elektromagnetska indukcija.
Obrazovna postignuća: opisati pojavu induciranja električnoga napona u zavojnici
gibanjem magneta u odnosu na zavojnicu.
11. Rad i snaga električne struje
Ključni pojmovi: rad električne struje, džul (joule), J, snaga električne
struje, vat (watt), W.
Obrazovna postignuća: opisati rad i snagu električne struje; primijeniti izraze
za rad i snagu električne struje na praktičnim primjerima.
12. Električni otpor
Ključni pojmovi: električni otpor, om (ohm), W.
Obrazovna postignuća: opisati električni otpor različitih trošila kao svojstvo
vodiča; odrediti električni otpor kao količnik električnoga napona i električne
struje.
13. Ohmov zakon
Ključni pojmovi: stalni otpor.
Obrazovna postignuća: opisati i obrazložiti Ohmov zakon: električna struja
razmjerna je električnome naponu – količnik električnoga napona na trošilu i
električne struje kroz trošilo je stalan; nacrtati grafički prikaz ovisnosti
električne struje o naponu za različite otpore.
14. Opasnost i zaštita od električnoga udara
Ključni pojmovi: ljudsko tijelo – električni vodič, tlo i zemlja – vodič,
izolatori, zatvaranje električnoga kruga pri električnom udaru.
Obrazovna postignuća: opisati zatvaranje električnoga udara pri neopreznom
rukovanju s izvorom električnog napona; objasniti načine zaštite od električnog
udara i pripomoći unesrećenome.
15. Gibanje i brzina
Ključni pojmovi: put, vremenski interval, brzina, metar u sekundi, m/s.
Obrazovna postignuća: usporediti i odrediti srednje brzine gibanja nekih tijela.
16. Jednoliko i nejednoliko gibanje
Ključni pojmovi: jednoliko gibanje, nejednoliko gibanje.
Obrazovna postignuća: razlikovati stalnu brzinu (jednoliko gibanje) i srednju
brzinu (nejednoliko gibanje); nacrtati grafički prikaz ovisnosti puta o vremenu
i brzine o vremenu.
17. Promjena brzine i akceleracija
Ključni pojmovi: akceleracija (ubrzanje i usporenje), metar u sekundi na
kvadrat, m/s2.
Obrazovna postignuća: opisati akceleraciju i navesti njezinu mjernu jedinicu;
odrediti akceleraciju u primjerima iz života.
18. Jednoliko ubrzano gibanje
Ključni pojmovi: jednoliko ubrzano gibanje, slobodni pad.
Obrazovna postignuća: opisati jednoliko ubrzano gibanje kao gibanje sa stalnom
akceleracijom; objasniti slobodni pad kao primjer jednoliko ubrzanoga gibanja;
nacrtati grafički prikaz ovisnosti brzine o vremenu.
19. Sila i gibanje
Ključni pojmovi: masa, sila, promjena brzine djelovanjem silom.
Obrazovna postignuća: objasniti kvalitativno temeljni zakon gibanja: ako je
ukupna (rezultanta) sila na tijelo različita od nule, ona tijelu daje
akceleraciju (tijelo se giba ubrzano).
20. Postanak i vrste valova
Ključni pojmovi: titranje čestica sredstva, transverzalni i longitudinalni val.
Obrazovna postignuća: opisati valne pojave i objasniti prijenos energije valom;
razlikovati i opisati vrste valova.
21. Opis vala
Ključni pojmovi: valna duljina, frekvencija (učestalost), brzina vala.
Obrazovna postignuća: opisati kvalitativno odnos valne duljine, frekvencije i
brzine; primijeniti na primjerima vezu između valnih veličina.
22. Zvuk
Ključni pojmovi: zvučni izvori, brzina zvuka, zvuk kao longitudinalni val.
Obrazovna postignuća: opisati nastajanje i rasprostiranje zvuka u različitim
sredstvima; usporediti brzine zvuka u zraku, vodi i drugim sredstvima.
23. Rasprostiranje svjetlosti
Ključni pojmovi: svjetlosni izvori, svjetlosna zraka, pravocrtno rasprostiranje
svjetlosti, sjena.
Obrazovna postignuća: objasniti ideju pravocrtnog rasprostiranja svjetlosti te
da je brzina svjetlosti najveća moguća brzina u prirodi.
24. Odbijanje svjetlosti – sferno zrcalo
Ključni pojmovi: odbijanje svjetlosti, ravno zrcalo, prividna slika.
Obrazovna postignuća: opisati odbijanje svjetlosti od različitih predmeta oko
nas; objasniti zakonitost odbijanja svjetlosti od ravnoga zrcala; konstruirati
sliku i odrediti narav (prirodu) slike.
25. Odbijanje svjetlosti – sferna zrcala
Ključni pojmovi: sferno zrcalo, žarište i žarišna daljina zrcala, stvarna i
prividna slika.
Obrazovna postignuća: opisati narav slike koju stvara sferno zrcalo; objasniti
primjenu sfernih zrcala u svakodnevnom životu.
26. Lom svjetlosti
Ključni pojmovi: lom svjetlosti, potpuno odbijanje svjetlosti.
Obrazovna postignuća: opisati i nacrtati lom svjetlosti na granici optičkih
sredstava; objasniti potpuno odbijanje svjetlosti kao granični slučaj loma
svjetlosti na primjerima.
27. Leće
Ključni pojmovi: sabirne i rastresne leće, jakost leće, recipročni metar, 1/m.
Obrazovna postignuća: konstruirati sliku i odrediti narav slike koju stvara
leća; primijeniti leće u različitim primjerima.
28. Razlaganje svjetlosti na boje
Ključni pojmovi: optička prizma, razlaganje svjetlosti na boje.
Obrazovna postignuća: navesti primjere i objasniti razlaganje bijele svjetlosti
na boje.
IZBORNE TEME
1. Odbijanje i lom valova
2. Poluvodiči – osnova računala (čisti poluvodiči, N-poluvodič, P-poluvodič, PN-spoj,
tranzistor)
3. Pretvorbe energije u električnim izvorima (baterija, generator, fotoelement,
termoelement)
4. Primjena magnetskoga djelovanja električne struje (magnetsko djelovanje
petlje i zavojnice, međudjelovanje zavojnice i magneta, način rada ampermetra i
elektromotora)
5. Svjetlost – elektromagnetski val (spektar elektromagnetskih valova)
6. Laserska svjetlost (nekoherentni i koherentni izvori svjetlosti, laser)