Întinde firul: lungimea și grosimea fixează rezistența

Un joc educativ de simulare. Un fir stă între două cleme, cu un ohmmetru legat la ele. Prezice rezistența unui fir de cupru, a unui fir de două ori mai lung, a unuia de două ori mai gros și a unuia întins la dublul lungimii, și lungimea de nichelină care dă 20 Ω.

RezistențăRezistivitate

ÎNTINDE FIRUL

Doi metri de cupru

Gata
Activează JavaScript ca să întinzi firul. Instrucțiunile și exemplul rezolvat pot fi citite în continuare.
Fir de cupruSârmă de nichelinăOhmmetruPredicția ta
RezistențăR = ρ·L ÷ A

Timp

0.00 s

t

Rezistență

— Ω

R = ρ·L ÷ A

Lungime

— m

L

Secțiune

— mm²

A = π·d² ÷ 4

Prezice înainte să pornești

Scrie predicția ta ca să pregătești încercarea. Pornește rămâne dezactivat până există un răspuns.

Prezice cum fixează lungimea și grosimea rezistența.

Scorul misiunii—

Fiecare răspuns trebuie să fie în limita a 2 %: fiecare valorează 100 de puncte. Dacă nimerești din prima, primești încă 50. O încercare contează din momentul în care pornește.

✓ Răspuns corect① Din prima

Cum se joacă Întinde firul

  1. Alege un test și citește pe fișă firul și schimbarea.
  2. Folosește R = ρ·L ÷ A cu A în m², sau gândește în proporții: R ∝ L și R ∝ 1 ÷ d².
  3. Scrie predicția ta și apasă Pornește. Firul se desfășoară, se lungește, se îngroașă sau se întinde, iar ohmmetrul îl urmărește.
  4. Compară ohmmetrul și graficul cu predicția ta portocalie.

Lungimea și grosimea fixează rezistența

Un fir se opune curentului care trece prin el, iar cât de mult depinde de trei lucruri: lungimea, grosimea și metalul. Un fir mai lung este un drum mai lung, deci rezistența lui crește proporțional cu lungimea. Un fir mai gros îi dă curentului mai mult loc unul lângă altul, deci rezistența lui scade proporțional cu secțiunea. Metalul intră prin rezistivitatea ρ: cea a cuprului este foarte mică, de aceea cuprul se folosește la instalații, iar cea a nichelinei este de vreo 65 de ori mai mare, de aceea nichelina se folosește la radiatoare. Împreună, R = ρ·L ÷ A. Pentru un fir rotund secțiunea este A = π·d² ÷ 4, deci dublarea diametrului face A de patru ori mai mare și R de patru ori mai mică. Întinderea unui fir la dublul lungimii la același volum face două lucruri deodată: lungimea se dublează și secțiunea se înjumătățește, deci R crește de patru ori.

Un model de învățare țintit

Firul este un conductor rotund și uniform la temperatura camerei, cu rezistivitate fixă: cupru 1,68 × 10⁻⁸ Ω·m, nichelină 1,10 × 10⁻⁶ Ω·m. Firele din testele 2–4 sunt din nichelină, cu lungimile și secțiunile care dau rezistențele lor inițiale. Fiecare schimbare se face uniform în 2 s și se menține 1 s; întinderea păstrează volumul, deci secțiunea scade pe măsură ce lungimea crește. Ohmmetrul este ideal, iar clemele nu adaugă rezistență. Răspunsurile în limita a 2 % sunt corecte.

Schimbând limba îți păstrezi proba, predicția, încercările și desfășurarea.