Manuál fyzikální kroužek

Transkript

Fyzikální kroužek
2012 - 2014
ZÁKLADNÍ ŠKOLA KLADNO MOSKEVSKÁ 2929
ZPRACOVALA
ING EVA ABERTOVÁ
2014
Fyzikální kroužek
název
téma
strana
Lihová raketa
Pohybové zákony
3
Rovnovážný stav
Fyzikální vlastnosti látek
4
Sliz
5
Octová raketa
Pohybové zákony
6
Papírová letadla
Pohybové zákony
9
Krystaly
13
Siloměr
Fyzikální veličiny
15
Přesýpací hodiny
17
Svíčkové hodiny
19
Model vah
21
Hustota
24
Fyzikální hračky - žába
Síla
26
Provazochodec
Těžiště
29
Papírové dělo
Energie a její přeměny
31
Setrvačník
Pohybové zákony
33
Auto na gumu
35
Plovoucí balonek
Mechanické vlastnosti plynů
37
Model Sluneční soustavy
Astronomie
38
Kaleidoskop
Optika
41
Vrtulky
43
Hydraulický zvedák
Mechanické vlastnosti kapalin
45
Přeměny energie - Kapesní vařič
47
Šíření tepla - Smažené vajíčko, spirála
Teplo
50
Povrchové napětí
53
Tančící potápěč v láhvi - karteziánek
55
Elektromagnetická indukce
Elektromagnetické jevy
57
Plovoucí ledky
59
Chladnutí vody
Teplo
62
Pokusy s magnety
Přírodní zdroje napětí – soutěž
ovocných a zeleninových „baterií“
Magnetismus
64
66
Elektroskop
68
Jistá ruka
70
Jednoduchý model elektromotoru
72
Elektrický kviz
74
Vznášedlo
Pohybové zákony
76
Turbínový zavlažovač
Síla
78
2
1.Lihová raketa
1) MOTIVACE
Jak rakety fungují?
Skutečné rakety pracují na principu reaktivního motoru (akce a reakce). Ve spalovací
komoře rakety se spaluje palivo a rozpínající plyn uniká z rakety. Raketa se pohybuje
opačným směrem, než je směr proudění plynu. Kosmické rakety se rozdělují na rakety
na tuhé (směs pevného paliva a okysličovadla se nachází přímo ve spalovací komoře)
a rakety na kapalné palivo (palivo a okysličovadlo jsou do spalovací komory přiváděny
odděleně.
2) PROVEDENÍ
Pomůcky:
větší hřebík nebo aku-vrtačka, denaturovaný líh, sirky
Materiál:
PET lahev, plastová prádelní šňůra, kancelářské sponky, gumičky, špejle
Postup výroby:
Do středu víčka plastové láhve
vyvrtáme otvor o průměru přibližně 6
mm. Na láhev navlékneme gumičky
na několika místech. Na každou
gumičku navlékneme kancelářskou
sponku. V nějaké vhodné místnosti
natáhneme prádelní šňůru
3
Použití:
Do láhve nalijeme cca 2 cm technického lihu, hrdlo zašroubujeme víčkem bez otvoru
a důkladně protřepeme. Po protřepání vylijeme líh zpět do láhve. PET lahev několikrát
zmáčkneme, aby se lihové páry promíchaly se vzduchem. Našroubujeme víčko s dírou
a PET lahev zavěsíme za kancelářské sponky na plastovou prádelní šňůru napnutou
mezi dvěma pevnými body. Nasadíme si ochranné brýle a zapálenou špejli přiložíme
k otvoru ve víčku.
Vysvětlení:
Hořením směsi lihových par a vzduchu způsobí prudké rozpínání lihových par
a vzduchu, které vyvolá tlak na malý otvor ve víčku PET lahve tzv. trysce. Prudké
unikání par a roztahujícího se vzduchu z trysky je akce, která vyvolává reakci – pohyb
rakety opačným směrem, než je směr unikání plynů z trysky.
Zdroje :
http://www.astro.zcu.cz/obr.php?pid=3616
http://www.iqpark.cz/cs/edupoint/vyrabime-hracky-z-odpadku.ep/
2. Rovnovážný stav
Tento pokus je spíše zábavným přiblížením chování plynu z molekulárního hlediska.
K jeho přípravě potřebujeme dostatečné množství novinového papíru, ze kterého
spolu se žáky „zmuchláme“ přibližně 50 – 100 papírových koulí. Třídu, nebo menší
chodbu rozdělíme stolky, nebo židlemi na dvě stejné poloviny. Do obou polovin se
postaví stejný počet účastníků, jeden člověk bude měřit čas.
Všechny papírové koule na začátku umístíme do jedné poloviny. Jeden žák, stojící
mimo obě poloviny, má stopky a odměřuje stejné časové intervaly například 5 s
dlouhé. Výkřikem ohlásí začátek intervalu, studenti začnou vzájemně přehazovat
papírové koule z jedné poloviny do druhé a naopak.
Po výkřiku „stop“ konec intervalu, musí všichni přestat házet. Potom žáci spočítají
koule v každé polovině a výsledek pro obě poloviny zapíší na tabuli.
Následuje další interval, ve kterém se žáci opět snaží přeházet co nejvíce koulí ze své
poloviny do druhé. Jeden člověk může najednou přehazovat vždy jen jednu kouli, a že
se koule nesmějí srážet do druhé poloviny ze vzduchu. Výsledný počet koulí v obou
polovinách po druhém intervalu se opět zapíše a „hra“ se opakuje, dokud není počet
koulí v obou polovinách přibližně vyrovnaný v několika, po sobě jdoucích, intervalech.
Nakonec uklidíme a pokusíme se vysvětlit podobnost mezi tímto pokusem a chováním
plynu. Papírové koule představují molekuly plynu, které jsou na začátku shromážděny
v jedné polovině nádoby, oddělené přepážkou od druhé. Uvolníme li přepážku,
molekuly se začnou vlivem svého chaotického pohybu a vzájemných srážek dostávat i
do druhé poloviny (přehazování) a my můžeme v pravidelných intervalech sledovat
jejich počet v obou částech systému. Pokud jsou podmínky v obou částech stejné
(stejně zdatné skupiny „přehazovačů“, kteří nepodvádí a symetrické poloviny místnosti
včetně možných překážek), počet molekul (koulí) se po nějaké době v obou částech
zhruba vyrovná – dojde k termodynamické rovnováze systému.
Je zajímavé sledovat také průběh počtu koulí v jednotlivých částech v závislosti na
čase a nakreslit graf této závislosti. Graf by měl mít zhruba exponenciální charakter,
vzhledem k malému počtu koulí, velkému časovému intervalu a ne zcela symetrickým
podmínkám může tato závislost vykazovat větší odchylky.
4
Pozn. Analogii pokusu s chováním plynu lze samozřejmě vyložit před začátkem „hry“
při vysvětlování pravidel.
Pokud je jedna skupina v přehazování výrazně výkonnější než druhá, můžeme nechat
studenty hledat analogickou situaci v reálném systému (například vyšší teplota plynu v
jedné části bude znamenat jeho menší hustotu).
Zdroje :
www.pf.jcu.cz/stru/katedry/fyz/veletrh/jilek.doc
3. Sliz
1) Seznámení s teorií
Vysvětlení pojmu nenewtonovské kapaliny
Kromě kapalin, které se deformují působením tlaku průběžně, bez ohledu na jeho
velikost, existují i látky, které se Newtonovým zákonem neřídí. Obvykle bývají
označovány jako nenewtonovské u nichž viskozita roste s rychlostí deformace.
Pokud se suspenze deformuje pomalu, neklade téměř žádný odpor, při rychlé
deformaci se však chová téměř jako pevná látka. Velký rozdíl je tak vidět např. při
pomalém/rychlém ponoření ruky nebo při pomalém/rychlém průchodu tyčky kapalinou
Stejná vlastnost dovoluje z této kapaliny vytvořit v dlaních kouli.
Weissenbergův efekt: Při míchání newtonovské kapaliny (např. vody) vznikne kolem
míchačky povrchová prohlubeň. Při míchání nenewtonovské kapaliny leze naopak
kapalina vzhůru po tyčce.
2) Žáci shlédnou video
Výroba slizu
Napíší si recept a podle něj vyrobí sliz
www.youtube.com/watch?v=ntp5IrXkHlE
Recept na sliz
1. roztok
2ml boraxu
30ml vody
potravinářská barva
2. roztok
30ml lepidla Herkules
30ml vody
První roztok zahřejeme, aby se borax a potravinářské barvivo dobře rozpustili.
První roztok vléváme za stálého míchání do druhého roztoku.
3) Žáci zkoumají vlastností slizu (specifické vlastnosti tvárnost, elastičnost,
zajímavé dělení, chování látky při rychlé a pomalé deformaci.
- určí hmotnost, objem, hustotu látky
Závěrem - video
http://www.youtube.com/watch?v=7GtufXlu3tE&feature=related
5
4. Octová raketa
1) MOTIVACE
Dnešní kosmické rakety jsou do vesmíru vynášeny podobným způsobem,
kterým létá "octová raketa"
Létání I. Rakety
Historie raket začala v Číně, kde vynález střelného prachu umožnil vznik prvních
raket. Rakety se tam používaly jednak jako zbraň (jakási kopí poháněná raketovým
motorem) i k ohňostrojům. Postupem času se znalost střelného prachu rozšířila po
světě a s ní se rozšířila i znalost raket. Rakety byly používány ve výzbroji mnoha
armád.
V roce 1792 použil rakety ve velkém měřítku Sultán Fateh Ali Tipu (tehdejší vládce
v jižní Indii) proti britským jednotkám. To podnítilo zájem britské armády o novou zbraň
a rakety byly dále zdokonalovány. Významné bylo například použití raket,
vypouštěných Brity ze speciálně upravených raketometných lodí při obléhání Kodaně
v roce 1807 nebo v bitvě o Baltimor v roce 1812. V obou případech byly použity tisíce
zápalných raket. Rakety byly použity i v bitvě u Waterloo. Rakety byly hojně používány
i v 1. světové válce.
Moderní historie a další výrazný rozvoj raket především pro kosmické lety je spojován
se jmény Konstantin Eduardovič Ciolkovskij, Robert Hutchings Goddard a Hermann
Julius Oberth. Tito tři vědci jsou považováni za zakladatele teoretické kosmonautiky.
Éra kosmonautiky
Následně spolu obě mocnosti soupeřily jednak v konstrukci raket pro vojenské účely
i pro účely kosmonautiky. Výsledkem je řada vojenských raket od raket ráže kolem 50
mm po několikastupňové mezikontinentální balistické střely a také řada nosných raket
pro vynášení družic pro vojenské i nevojenské účely. Dalším efektem byly pilotované
lety nejenom kolem naší planety ale i na Měsíc a řada meziplanetárních sond, z nichž
některé již opustily sluneční soustavu. Rakety vyvinuté pro tyto účely byly zpravidla
daleko silnější, než původní vyvíjené pro ryze vojenské účely.
Krom klasických raket vývoj směřoval i k vícenásobně použitelných prostředkům,
z nichž je známá flotila amerických raketoplánů Space Shuttle. V jejich stínu stojí
sovětský raketoplán Buran, který se dočkal jen jednoho ověřovacího letu
Lety Apollo
Poté, co programy Mercury a Gemini prokázaly, že kosmické lety s lidskou posádkou
jsou uskutečnitelné, byl zahájen program Apollo. Ten měl původně za cíl další výzkum
vesmíru a eventuálně dosažení oběžné dráhy Měsíce. Jeho cíl byl předefinován poté,
co prezident USA John F. Kennedy ve svém projevu z 25. května 1961 uvedl, že by
Spojené státy měly dopravit člověka na Měsíc a bezpečně zpět na Zemi do roku 1970.
Hlavním cílem programu Apollo se stalo právě přistání na Měsíci.
Největší a nejsilnější raketa všech dob – 110 metrů vysoký a 2950 tun vážící Saturn V.
Jednotlivé části rakety se do haly svážely po souši, po vodě i vzduchem z celých
Spojených států. Aby nedošlo při startu k poškození montážní haly, musela být celá
raketa dopravena na téměř šest kilometrů vzdálenou startovací rampu. K tomuto účelu
sloužil speciální transportér o hmotnosti 3000 tun se dvěma dieslovými motory o
výkonu 4400 kW.
6
2) POPIS PROVEDENÍ
Pomůcky:
ocet (200 ml), jedlá soda (15g), 100g písku, dvě PET láhve (objem 0,5 l), papírový
kapesník, nit, korková zátka, lepidlo , lepící páska, nůž, nůžky, kreslící čtvrtka, 4litrová
láhev od okurek
Výroba rakety.
Z jedné PET láhve uřízneme horní část (asi 8 cm od víčka) a nasuneme ji na dno
druhé láhve. Pokud obě části k sobě dobře přiléhají, můžeme je k sobě přilepit.
Necháme dobře zaschnout a tělo rakety je hotové. Z kreslící čtvrtky vystřihneme 3
stabilizační křídla a nalepíme je na tělo rakety např. lepicí páskou. Do krátké přilepené - části láhve nasypeme asi 100g písku jako stabilizační zátěž a
zašroubujeme víčkem. Stabilizační křídla vyrobíme z kreslící čtvrtky (velikost formátu
A6).
Vypouštění rakety
Připravíme si 4litrovou láhev od okurek, která nám bude sloužit jako odpalovací
rampa. Z papírového kapesníku oddělíme jednu vrstvu, nasypeme do ní jedlou sodu
(sáček o 15g) a zabalíme jako bonbón (takovou velikost, aby prošel hrdlem láhve). Do
láhve nalijeme asi 200ml octa, hrdlem zasuneme "bonbónek" přivázaný na niti tak, aby
nebyl ponořený do octa a pevně uzavřeme korkovou zátkou - bonbónek visí na niti.
Raketu otočíme, křídly postavíme na "odpalovací rampu" a 1 až 3 min čekáme na start
(hodně záleží na tom, jak pevně je zatlačená zátka v láhvi). Raketa vyletí do výšky asi
10 - 15metrů.
7
VYSVĚTLENÍ:
Podle třetího Newtonova pohybového zákona (zákona akce a reakce) každá akce
vyvolává stejně velikou reakci opačného směru. Plyn vznikající při chemické reakci
sody a octa vyrazí zátku z láhve (akce) a raketa odstartuje opačným směrem (reakce).
NaHCO3 + CH3COOH = CH3COONa + H2O + CO2
Říká vám to něco? Tak tahle reakce probíhá v těle naší rakety. Jedlá soda (chemikové
říkají hydrogenuhličitan sodný) se rozkládá působením octa (to je vlastně zředěná
kyselina octová). Při této reakci vzniká kyselina uhličitá, která se ovšem ihned rozkládá
na oxid uhličitý ( CO2) a vodu. Podstatné pro start naší rakety je to, že z 15 g jedlé
sody vzniknou 4 litry oxidu uhličitého.
A toto množství plynu se má stlačit v láhvi, jejíž objem je 0,5 litru! Už je vám jasné,
proč zátka vyrazí z hrdla rakety ven?
POZNÁMKY:
1) Protřepání před postavením rakety na odpalovací rampu start neurychlí ani
neznamená dosažení větší výšky.
2) Letovou výšku rakety výrazně ovlivňuje síla, kterou zatlačíme zátku do láhve! Je-li
korková zátka zatlačená silněji, je třeba větší síly na její vyražení a pak také letí výše.
3) Korková zátka musí dobře těsnit (např. alobalem), jinak reakční směs uniká kolem
zátky a efekt není takový výrazný.
4) Písková zátěž v hlavě rakety zajistí její větší stabilitu. Bez písku může být raketa
strhávána prouděním vzduchu. Písek v hlavě rakety také zajistí její přistání v blízkosti
místa startu (pozor na hlavy!).
5) Pokud křídla nepřilepíte na tělo rakety svisle ale šikmo, raketa během letu bude
(možná) rotovat!
Zdroje :
http://www.google.cz/imgres?q=%22Saturn+5+(%22&start=111&hl=cs&sa=X&rlz=1T4
GGHP_
http://www.kmd-trinec.cz
http://cs.wikipedia.org/wiki/Raketa
http://www.nasa.gov/mission_pages/apollo/index.html
8
5. Papírová letadla
1) MOTIVACE
Touha lidstva létat se pravděpodobně
projevila v Číně, kde jsou zaznamenané
první pokusy létat na dracích ze 6. století.
První let kluzákem předvedl Abbas Ibn
Firnas v Andalusii v 9. století. V Evropě
benediktinský mnich Eilmer počátkem 11.
století uletěl s kluzákem 200 metrů. Sen
Leonarda da Vinciho létat je možné najít
ve vícerých jeho dílech, ale da Vinci se
létat nikdy nepokusil.
První vážné pokusy létat se konaly v 18.
století v Evropě s horkovzdušnými balony
(1783), kluzáky (Otto Lilienthal, 1891)
a letadla s vlastním pohonem (Bratři
Wrightové, 1903).
Významná data
1900 – Ferdinand von Zeppelin uskutečnil první lety se vzducholodí
1903 – Bratři Wrightové uskutečnili první řízený let letounu
1906 – Alberto Santos-Dumont uskutečnil první uznaný let letounu v Evropě.
1909 – Louis Blériot přeletěl poprvé kanál La Manche
1919 – John Alcock a Arthur Whitten Brown na letadle Vickers Vimy uskutečnili
první přelet Atlantského oceánu (na trase Newfoundland - Irsko)
1919 – George Herbert Scott přeletěl poprvé Atlantský oceán vzducholodí
(trasa Skotsko - Newfoundland)
1927 – Charles Augustus Lindbergh uskutečnil první sólo přelet letounem na
trase New York - Paříž
1947 –Chuck Yeager na experimentálním letadle Bell X-1 jako první překročil
rychlost zvuku
9
1)
Základy fyziky letu
Profil křídla letadla
Při obtékání profilu křídla nad křídlem nastává zhuštění proudnic, pod křídlem se
objeví jejich zředění.
Nad křídlem se objeví podtlak, pod křídlem přetlak.
Složky aerodynamické sily
Fx - odporová aerodynamická síla, je souhlasně orientovaná
s rychlostí proudící tekutiny před křídlem.
POKUSY FOUKÁNÍ
PAPÍRY,PINPONGOVÝ MÍČEK
Fy - vztlaková aerodynamická sila,
je kolmá na odporovou,
orientovaná nad křídlo.
Dragon - skládací papírové letadlo

DIG. 1
Přeložte podél tečkované čáry DIG. 1 otevřete papír a složit podle diagonálními linií v horní
části.
DIG. 2
Přeložte podél diagonálních linií v DIG. 2 stejně podél středové osy, jak je uvedeno v DIG. 3 .
10

DIG. 3
Přeložte podél čárkované vodorovné čáry v DIG. 3 , přineste špičku papírového letadla do
středu základny papíru, jak je znázorněno v DIG. 4

DIG. 4
Nyní složte podél úhlopříčné čárkované čáry v DIG. 4 tak, aby levá horní a pravá horní hrana
se dotkly stejně středové čáry, jak je v DIG. 5

DIG. 5
Nyní složit chlopeň, která směřuje dolů tak, aby jeho špička se dotýkala špičky papírového
letadlo na přední straně. Přeložte podél čárkované čáry uvedené v DIG. 5 . Pokud se přehyby
neshodují vraťte se a opravte. DIG. 6

DIG. 6
Nyní konečně přehněte podél čárkované středové osy v DIG. 6 nahoru.
Toto letadlo létá dobře v interiéru, ale je k ničemu, je – li venku jako sebemenší vánek.
Držte jej velmi blízko jeho kratšího okraje (přední) pod rovinou. Hoď s tlačnou silou
pohybu nebo přes rameno tak, že když si pustil to bude na úrovni nebo mírně
nakloněné dolů. Měli byste zjistit, že toto letadlo bude klouzat velmi pomalu poměrně
dlouhou vzdálenost v interiéru.
Nejjednodušší letadlo
Papír má rozměr 82x82mm, pokud se rozměry toho vašeho o něco liší, nevadí. Měl by
však být spíš větší než menší, ale neměl by přesáhnout rozměr 100x100mm (na větší
11
rozměry už kancelářský papír nemá vyhovující pevnost). Papírek v půlce přeložíme a
nakreslíme si na něj pomocné čáry podle obrázku 2.
Na obrázku je papírek orientován přeloženou stranou dolů. Nejdříve si nakreslíme
trup, který je v přední části (vlevo) vysoký 10mm (viz číslo na obrázku) a v zadní 5mm,
dál si namalujeme budoucí ocasní plochy, to je svislý proužek široký 8mm vzadu a to
hlavní - křídlo. Jeho náběžná hrana (to je ta přední, kde vzduch nabíhá na křídlo) je
vzdálena od přední části 18mm, odtoková hrana (ta zadní) je vzdálena u trupu 20mm
od náběžné a je kolmá na základnu přeloženého papírku. Na konci křídla je náběžná
hrana vzdálena od odtokové 15mm, čímž křídlo dostane určitou šípovitost.
Žlutě je označeno přehnutí papíru, červená čára značí trup, zelená křídlo a modrá
ocasní plochy. A jdeme stříhat. Rozstřihneme vždy obě na sobě ležící části papírku,
čímž dosáhneme symetrie. Stříháme jen podle čar označených barevně.
Červená je náběžná hrana křídla, zelená je odtoková hrana a modrá oddělí ocasní
plochy. Nakonec odstřihneme část papíru mezi křídlem a ocasem (žlutá delší čára)
a zkrátíme ocasní plochy o 10mm (krátká žlutá čára).
Ohneme oba díly před křídlem, které budou tvořit zátěž směrem dovnitř až k ohybu,
naopak křídla a ocasní plochy ohneme směrem ven. POZOR důležitá věc, křídla
ohneme přesně podle čáry, která vyznačuje trup, ale ocasní plochy ohneme tak,
že ohyb bude vpředu ležet na čáře Vypadá to jako pejsek, ale bude to letadlo :-).
Ještě jednou ohneme zátěž směrem dovnitř až k přeložení papírku, posledních 10mm
ocasních ploch ohneme směrem dovnitř a vytvarujeme letadlo vyznačující trup a
vzadu asi 0,5mm nad touto čárou, tím získáme tzv. podélné V.
12
Zdroje :
http://www.letadlaprokluky.cz/articles.php?article_id=1
http://www.paperairplanes.co.uk/dragon.php#instructions
http://physics.mff.cuni.cz/kfpp/skripta/kurz_fyziky_pro_DS/display.php/kontinuum/obra
zky/image081.gif
http://physedu.science.upjs.sk/kvapaliny/fyzletu_soubory/obtek6.gif
6. Krystaly
1) MOTIVACE
Pevné látky:
-
látky, které si zachovávají svůj tvar, pokud na ně nepůsobí vnější síly.
-
kinetická energie částic je podstatně menší než potenciální
-
o tom, jak to bude vypadat jejich vnitřní uspořádání, rozhoduje přitahování mezi
částicemi. Když začneme částice skládat do stabilních pozic, tak každá částice
ovlivňuje místo, kde se usadí další (sousední) přidávaná částice.
Dělení pevných látek podle vnitřního uspořádání:
a) krystalické látky:
Pravidelné dalekodosahové uspořádání částic (umístění částic
v určitém místě určuje umístění částic i v místech vzdálených)
a určité uspořádání částic se v látce neustále opakuje
(krystalová mřížka).
monokrystaly (méně časté)
Uspořádání se projevuje se navenek (často je vidět pouhým okem jako pravidelný
vnější tvar),přírodní monokrystaly (sůl,křemen), umělé
monokrystaly (Si – základ výroby polovodičů).
polykrystaly (častější)
Látka je složena z malých krystalků (zrn), velikost 105 10 -2 m (0,01 – 0,00001) uvnitř zrn je uspořádání
13
pravidelné, zrna jsou vůči sobě uspořádána nahodile
pouhým okem nevypadají jako krystalické,
všechny kovy (Fe, Cu), led.
b) amorfní látky: Látky, ve kterých jsou částice nepravidelně uspořádány
sklo, vosk
2) Výroba krystalových tvarů – srdce, hvězda, vločka , případně dalších podle
vlastní fantazie.
Pomůcky: borax, teplá voda, kádinky,váhy, špejle, tenký provázek, drát na
tvarování, filtrační papír, papír, tužku, nůžky.
Postup :
1.Navrhněte si tvar, na kterém chcete nechat růst krystaly, nakreslete si jej
na papír a podle tohoto vzoru vytvarujte drát a také vystřihněte motiv
z filtračního papíru.
2. Pro výrobu krystalu si připravte nasycený roztok boraxu . Navažte 50 gramů
boraxu, který rozpustíte za stálého míchaní v 200 mililitrech teplé vody.
Pro získání barevných nebo zabarvených krystalů přidejte větší nebo menší množství
potravinářského barviva.Roztok míchejte, dokud se nerozpustí veškerý borax, pokud
už se borax nerozpouští a dně nádoby zůstanou nerozpuštěné zbytky, přelijte roztok
do jiné nádoby.
3. Připravený tvar přivažte na provázek a zavěste na špejli tak, aby po vložení tvaru
do roztoku v nádobě visel tak, že se nebude dotýkat dna ani stěn nádoby.
4. Nechte krystaly růst na srdce několik hodin nebo přes noc. Až budete spokojeni
s krystaly na tvaru, vyjměte jej z roztoku a nechte je zaschnout. Můžete si je pověsit
jako dekorace.
ZDROJE :
http://www.lamar.cz/mista/trona%20mineral%20festival/trn13.JPG
http://www.zivedrahokamy.cz/obr-A/Ametyst08.jpg
http://nd05.jxs.cz/858/634/2af72c2d68_84797145_o2.jpg
http://0.tqn.com/d/chemistry/1/0/M/_/crystalsnow1.jpg
http://0.tqn.com/d/chemistry/1/0/5/W/1/borax-crystal-snowflakes3.jpg
chemistry.about.com/od/crystalsforkids/Crystal_Projects_for_Kids.htm
14
7. Siloměr
1) MO TIVACE
Siloměr je přístroj k měření velikosti síly. Měření je umožněno
tím, že dočasné prodloužení pružiny siloměru je přímo úměrné
působící síle. Využívá principu Hookova zákona - čím větší síla, tím
větší deformace a tím větší také výchylka na stupnici siloměru.
Měřená síla se odečítá opticky na stupnici.
Základní části pružinového siloměru
pružina
obal – vnější trubice
stupnice na vnitřní trubici
háček
2) POPIS PROVEDENÍ:
Pomůcky :
čtvrtka A4 tvrdého papíru ( lze nahradit dvěmi trubičkami – z papírových kuchyňských
utěrek a z toaletního papíru) , 10 gumiček - případně pružina, špejle a dvě kancelářské
sponky nebo kousek stejně silného drátu, lepidlo, nůžky, rýsovací potřeby, fix
Postup :
Nejdříve si vyrobte papírové trubičky. Čtvrtku rozstřihněte po délce na dva
pruhy 10 cm a 11 cm široké. Délku obou pruhů zkraťte tak, aby byla
stejná jako délka spojených gumiček (to bude délka trubiček).
Z užšího pruhu srolujte vnitřní trubičku tak, aby byly její stěny tvořeny
dvojitou vrstvou papíru, a slepte ji (vhodné lepidlo je například Herkules).
Při rolování a lepení dávejte pozor, aby byla trubička pokud možno kulatá
a ne moc pomačkaná. Stejným způsobem srolujte a slepte vnější
trubičku z širšího pruhu papíru.
Pozor, vnitřní trubička musí jít lehce zasouvat do vnější (při svislém
postavení z ní musí sama vypadnout).
15
Do obou trubiček propíchněte asi půl centimetru od
jejich jednoho okraje dva otvory proti sobě tak, aby jimi
šel těsně prostrčit kousek špejle. Trubičky zasuňte do
sebe (okraje s otvory jsou na opačných koncích) a
protáhněte jimi spojené gumičky (ke gumičkám je dobré
přivázat kousek provázku, aby se snáze protahovaly).
Trubičku provlečte na každém konci špejlí společně
s gumičkou - viz obr. Vyzkoušejte si, že při vytahování
trubiček natahujete gumičky, při uvolnění se trubičky
zasouvají zpět do sebe.
Špejle zabezpečte, aby nemohly vypadnout
z papírových trubiček ( např. lepidlem ). K horní špejli
přidělejte očko, k dolní háček ze zahnuté kancelářské
sponky nebo drátu.
Na hotovém siloměru je nakonec potřeba vytvořit na stupnici.
Kilogramové závaží by působilo na siloměr silou asi 10 N, 100 gramů těžké závaží
tedy působí silou 1 N, desetigramové silou 0,1 N.
Na háček siloměru budeme zavěšovat postupně závaží o hmotnostech 10 g,
povysune se vnitřní trubička vždy o kousek, který odpovídá 0,1 N ( vysunutí si
naznačíte ryskou). Jako závaží můžete použít například kancelářský papír, jeden list
formátu A4 váží přesně pět gramů.
Dílky vzniklé stupnice nemusí mít mezi sebou stále stejné vzdálenosti, pravděpodobně
se budou vzdálenosti mezi dílky směrem k větším hodnotám postupně prodlužovat.
S hotovým siloměrem si vyzkoušejte řadu pokusů.
Zkuste například odhadnout, jak velká síla je potřebná ke zvednutí nějakého menšího
předmětu a potom si ověřte svůj odhad pomocí siloměru. Stejně můžete odhadovat,
jak velká síla je potřeba k tažení předmětu po stole, k přetržení vlasu apod.
Využití siloměru v praxi - Mincíř
Mechanický siloměr, který má stupnici v jednotkách hmotnosti se používá jako váhy
v případech, kdy nevadí menší přesnost. Pro tyto účely se mincíře používají již
dlouhou dobu, jsou robustní, snadno přenosné a nevyžadují závaží. Slouží pro hrubá
měření.
Zdroje : http://fyzikalniulohy.cz/_upload/00201/pruzinove_vahy.jpg
http://wiki.rvp.cz/@api/deki/files/2149/=silomer_25.png
http://fyzweb.cuni.cz/dilna/sily/obecne/silomer.htm
http://fyzweb.cuni.cz/dilna/sily/obecne/f03.htm
16
8. Přesýpací hodiny
1) MOTIVACE
Přesýpací hodiny jsou hodiny, které pro
měření času využívají pohyb písku způsobený
působením gravitační síly. Skládají se ze
dvou baněk umístěných nad sebou a
spojených úzkým hrdlem. Písek z horní baňky
se postupně přesýpá do spodní baňky.
Jakmile uplyne měřený časový úsek (závisí
na charakteru přesýpacích hodin), je horní
baňka prázdná a hodiny se musí obrátit, aby
mohl být měřen další časový úsek.
Přesýpací hodiny představovaly jednu z mála
spolehlivých metod měření času při
mořeplavbě, takže se má obecně zato, že
byly používány již v 11. století, kdy pomáhaly
společně s magnetickým kompasem
navigovat lodě.
Nicméně důkazy o existenci přesýpacích
hodin pocházejí až ze 14. století, díky obrazu
z roku 1328 malíře Ambrogia Lorenzettiho.
Nejstarší psaná zmínka pochází z téhož
období. Od 15. století se již přesýpací hodiny
používaly v nejrůznějších odvětvích, na moři, v kostele, v průmyslu či v gastronomii.
Byly prvním spolehlivým, opakovaně použitelným a poměrně přesným měřidlem času.
Máte dvoje přesýpací hodiny. Jedny se přesypou přesně za čtyři minuty a druhé za
sedm minut. Jak s jejich pomocí odměříte devět minut?
Pomůcky : 2 PET láhve 1,5 l, 2 víčka od kulaté krabičky z tuku (nebo čtvrtka), písek,
cedník, vrtačka nebo průbojník, tavná pistole nebo chemopren, noviny, nůžky,
izolepa
Nákres :
uříznutá
pet lahev
provrtaná a spojená
víčka pet lahví
víčko nebo
kruh z čtvrtky
písek
písek
uříznutá
pet lahev
17
Postup:








Do víček lahví prorazte nebo provrtejte otvor o průměru asi 2 mm.
Víčka pevně slepte k sobě lepidlem, tavnou pistolí nebo teplem, tak aby se
neucpaly otvory a aby otvory navazovaly na sebe. Otvor jemným pilníkem
podle potřeby případně pečlivě zabrus .
Přesej písek a usuš jej .
Obě plastové láhve uřízněte ve zvolené výšce (asi 1/3 – kde je část kulovitá),
okraje začistěte, aby byly rovné a hladké.
Uříznuté části přišroubujeme k víčkům.
Na jednu odříznutou část láhve přilepte (tavnou pistolí nebo chemoprenem)
dno z kulatého víčka nebo kruhu z čtvrtky.
Pak nasypeme tolik písku, jehož přesypání bude odpovídat určitému časovému
intervalu (např. 5 minut). Množství písku stanovte pokusem.
Nakonec přilepte na druhou odříznutou část láhev druhé kulaté víčku.
Protože je v lahvích stejné množství písku a v uzávěrech stejně velký otvor,
dochází k přesypání písku vždy ve stejném časovém intervalu. Přesýpací
hodiny můžeš využít pro měření času u různých her, řešení hlavolamů, vaření
vajíček apod.
Zdroje : http://nd01.jxs.cz/715/396/e9790b3b8c_17895052_o2.jpg
9. Svíčkové hodiny
1) MO TIVACE
Svíčkové hodiny jsou jedním ze způsobů, jak starověcí lidé se pokusili využít
přírodní fenomén - hoření – k získání orientace v čase během
dne a zejména v noci. Svíčkové hodiny zavedl v 9. století anglický
král Alfréd Veliký. Hodiny byly na svíčce vyznačeny proužky
a postupným zkracováním svíčky během hoření se měřil čas. Tyto
svíčky mohou sloužit také jako budík, tím že do míst kde je uveden
čas, je umístěn hřebík. Když vosk kolem značky roztaví, hřebík
vypadne a narazí na kovovou misku pod.
Princip svíčky
Svíčka je jednoduchý zdroj světla, používaný
už od starověku. Funguje na principu přeměny
chemické energie vázané v tuhém těle svíčky
(tedy v jejím palivu) na světelnou energii.Skládá
se z těla svíčky, knotu a případně kalíšku.Knot
saje hořlavý materiál z těla svíčky, který se
teplem plamene svíčky taví. Na povrchu knotu
se pak hořlavina odpařuje a hoří (neboli
oxiduje). Spotřebováváním hořlaviny
(spalováním paliva) se svíčka postupně
zkracuje. Moderní svíčky jsou vybaveny
knotem, který se během hoření zkroutí do kraje
plamene a tam uhořívá.
18
Technické údaje
Moderní svíčka hoří obvykle rychlostí 0,105 g/min. Vytváří množství světla
odpovídající zhruba jedné jednotce lumen. Světelná účinnost je asi tisícina
účinnosti žárovky. Barevná teplota světla je kolem 1000 K.
Nejteplejší je plamen nad tmavěmodrou částí po jedné straně plamene
(kolem 1400 °C). Nicméně tato část plamene je velmi malá a uniká z ní tak málo
tepelné energie. Teplota většiny plamene se pohybuje okolo 1000 °C.
vlevo při běžné gravitaci
vpravo ve stavu beztíže
Pomůcky : svíčka ( 2 ks ), zápalky, fix , barvy na vosk, hodinky
Dvě stejné svíčky postavíme vedle sebe a jednu z nich
zapálíme. Hořící svíčka postupně uhořívá a snižuje tedy svou
výšku. Sledujeme své hodinky a každou čtvrthodinu nakreslíme
fixem na nehořící svíčce čárku ve stejné výšce, jako je výška
hořící svíčky.
Po vyhoření svíčky budeme mít na druhé svíčce několik dílků,
které vlastně budou odpovídat patnácti minutám. V případě,
že svíčky mají po celé své délce stejný průřez, můžeme vždy
úsek mezi dvěma čárkami dále rozdělit na tři stejně velké dílky
a fixem označit. Tím získáme dílky, které odpovídají pěti
minutám. Dílky popíšeme. ( 5 min, 10 min, 15 min … )
Ocejchovanou svíčku postavíme na stůl a zapálíme.
Porovnáváme čas změřený pomocí hořící svíčky s časem na
našich hodinkách.
Způsob zjišťování času pomocí hořící svíčky je značně nepřesný, ale
k orientačnímu zjišťování času ve starých dobách byl dostačující. Pomocí hořících
svíček se ve starých dobách samozřejmě neměřily hodinové časové intervaly jako
v našem pokusu, ale použitím větší svíčky a jejím ocejchováním ( například po půl
hodinách ) lidé přibližně zjišťovali kolik je hodin.
19
POZNÁMKY:
1) Velikost svíček zvolíme podle toho, jak dlouhý časový interval chceme pomocí
svíčky měřit. Chceme-li například měření času demonstrovat na hodinovém časovém
intervalu, použijeme svíčky s malým průměrem ( např. vánoční nebo dortové ).
2)Snažíme se přitom cejchování svíčky provádět přibližně za stejných podmínek, za
jakých bude hořící svíčka odměřovat čas. Je to z toho důvodu, že na rychlost hoření
svíčky mají vliv některé vnější faktory, jako je např. teplota v dané místnosti nebo
množství kyslíku ve vzduchu. Mohlo by se tak stát, že svíčka je ocejchovaná špatně.
Zdroje :
http://cs.wikipedia
http://www.elytradesign.com/ari/&ei=V4LHUJ-lM6bT8gGPmoCoCg http://www.atelierimpala.cz/www/images/svickyimpalaoxiduhlicityvodnipara.jpg
http://thestandinginvitation.files.wordpress.com/2011/11/candle.jpg
html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN"
www.kmd-trinec.cz/
10. Model vah
1) MOTIVACE
Prvními národy, které měly svou vlastní měrovou soustavu, byli před více než 3 000
lety Babyloňané a Asyřané, kteří čerpali ze zkušeností Sumerů. Babyloňané měli
pravděpodobně již normalizovaná závaží, hlavně pro zjišťování hmotnosti zlatých
předmětů
Egypťané byli národem s vysoce rozvinutou
technikou měření. Ze zobrazení na stěnách
hrobek, z ilustrací papyrů i z archeologických
nálezů známe několik typů vah, jichž staří
Egypťané používali. Nejčastěji se objevuje na
obrázcích váha založená na nejjednodušším
principu - principu rovnoramenné páky: dvě stejně
dlouhá ramena váhy mají na každém konci
zavěšenou misku, na jednu se klade předmět,
který má být zvážen, a na druhou závaží.
Rovnoramenné váhy
Váhy jsou v rovnováze, jestliže jazýček kývá okolo střední čárky stupnice a jeho
výchylky jsou na obě strany stejné. Při měření hmotnosti tělesa na rovnoramenných
váhách porovnáváme hmotnost tělesa se známou hmotností závaží.
20
vahadlo
olovnice
jazýček
sloupek
aretační
šroub
stupnice
stavěcí
šrouby
Model rovnoramenných vah
2) POPIS PROVEDENÍ
Pomůcky: PET láhev 0,3 nebo 0,5l, špejle, hřebík, asi 3m bavlnky čtvrtka, tužka,
pravítko, nůžky, drátek
špejle
hřebík
stupnice
a ukazatel
papírová miska
21
Postup :
1) Do hrdla láhve vyřízněte (vypalte) otvory , vložte hřebík tak, aby se mohl otáčet .
Hřebík vytáhněte a připevněte k němu vahadlo (buď pomocí tavné pistole nebo
přivažte), hřebík by měl být ve středu vahadla- špejle.
2) Ze čtvrtky vyrobte 2 papírové misky. Podle čárkovaných čar ohněte, plné
nastřihněte. Čtverec má rozměry 6 x 6 cm. přehnutí 1 cm. Z drátku vyrobte 2 háčky.
3) Z bavlnky vytvořte závěsy misek o délce 30 cm, upevněte je na misky, na konci je
spojte a navlečte na háčky z drátku. Misky připevněte na vahadlo.
4) Ze zbytku čtvrtky vyrobte stupnici pro zjišťování výchylky z rovnovážné polohy – tu
přilepte na láhev a ukazatel, který připevníte k vahadlu.
5) Vsuňte hřebík s vahadlem a ukazatelem do otvorů ,do láhve nalijte trochu vody
nebo nasypte trochu písku pro lepší stabilitu váhy, tím dokončíte stavbu modelu vah.
6) Z kancelářského papíru A4 si podle tisku vyrobte, závaží a můžete začít vážit.
Zdroje :
http://www.fyzikahrou.cz/ihttp://mirkapokus.euweb.cz/hmotnost/mereni12.jpg
mages/fyzika/hracky-a-modely/merici-pristroje/image002.jpg
http://www.zsletovice.cz/vyuka_zaku_zapisy/fyzika/WWWFYZI/6127VAH.doc
22
šablona závaží
23
11. Hustota
Žáci zábavným způsobem pomocí pokusů ověřují chování kapalin o různé
hustotě.
1) MOTIVACE
Kapaliny
Kapaliny mají stálý objem, ale už ne tvar.
Kapaliny tvoří přechod mezi úplně uspořádanými pevnými látkami a neuspořádanými
plyny. Uspořádání částic kapalin je krátkodosahové, podobné amorfním látkám.
Molekuly kapalin se po krátký časový úsek pohybují v kmitech kolem jedné
rovnovážné polohy, ale mají takovou kinetickou energii, že z této rovnovážné polohy
uniknou a zaujmou jinou polohu. Molekuly kapaliny na sebe vzájemně působí
přitažlivými silami. Tyto síly mají vliv na vlastnosti kapaliny.
Kapalina má snahu mít co nejmenší energii, proto se snaží mít i nejmenší energii
povrchovou. Proto se snaží mít při daném objemu co nejmenší povrch. Pokud bychom
porovnali povrch těles o stejném objemu, zjistili bychom, že nejmenší povrch
vzhledem k objemu má koule. Proto se i kapalina snaží vytvořit kulovitý tvar. Takový
tvar by měla, kdyby na ni nepůsobily vůbec žádné síly.
Žáci shlédnou video zobrazující pokusy s vodou na palubě kosmické lodi
http://www.amk.to/videa/nejnovejsi/detail/26257/.
Hustota látky ρ je dána podílem její
hmotnosti m a objemu V.
Závisí na teplotě látky. Hustota je přímo
úměrná hmotnosti a nepřímo úměrná
objemu.
24
Pokusy :
LÁVOVÁ LAMPA
Pomůcky: sklenice nebo láhev, voda, olej, potravinářské barvivo a šumivý acylpyrin
nebo celaskon nebo kalcium
Postup:
Do sklenice nebo láhve nalijeme
z poloviny olej a ze čtvrtiny vodu
obarvenou potravinářským barvivem
Potom do sklenice vhodíme jednu
až dvě šumivé tablety.
Sledujeme reakci barevných bublin.
Vysvětlení: Po rozpuštění šumivé tablety se začne uvolňovat oxid uhličitý, který sníží
hustotu barevné vody tak, že se takto bouřlivě promísí s olejem. Na povrchu oxid uhličitý
uniká a barevné kapky opět putují olejem zpět ke dnu.
KDY MÁ CITRÓN VETŠÍ HUSTOTU! S KŮROU, NEBO BEZ?
Pomůcky: velká nádoba s vodou, dobře oloupaný citrón, neoloupaný citrón
Postup: Vložíme citróny postupně, nebo najednou do nádoby. A pozorujeme, co se bude
dít.
Vysvětlení: Citrón s kůrou bude plavat na povrchu,
ten bez ní se potopí. Kůra citrusů má malou hustotu,
proto se bude vznášet. Když citrón oloupeme,
zmenšíme jeho průměrnou hustotu a on klesne
na dno.
Barevný koktejl
Pomůcky: průhledná vysoká nádoba, lžíce, různé
kapaliny a pevné látky – med, sirup, kondenzované
mléko, voda, tekuté mýdlo, olej, technický líh, dřevo,
sklo, plast, korek, atp.
Postup: Do nádoby po stěně pomocí lžičky postupně
naléváme jednotlivé vrstvy kapalin podle hustoty.
Takto nalité kapaliny se téměř nesmísí a vytvoří
barevné vrstvy. Pro lepší barevný efekt můžeme líh
a vodu obarvit potravinářským barvivem.
25
Následně vkládáme do kapaliny kousky korku, dřeva, plastu atp. Ty se v závislosti na
hustotě zastaví mezi různými vrstvami kapalin.
Vysvětlení:
Některé kapaliny se navzájem nemísí a ty ostatní se při opatrném nalévání smísí
pouze nepatrně na svých rozhraních. Tím kapaliny vytvoří postupně barevné vrstvy. V
jednotlivých vrstvách jsou kapaliny uspořádány podle hustoty od kapaliny s nejvyšší
hustotou u dna sklenice po kapalinu s nejmenší hustotou u okraje sklenice.
Úkoly k pokusu:
1. Porovnejte hustoty použitých kapalin výpočtem – z určené hmotnosti
a objemu a experimentálně – z pořadí jednotlivých vrstev barevného koktejlu.
2. Ve které části roztoku se zastaví dřevěná zápalka? Proč, co z toho vyplývá pro
hustotu dřeva?
3. Určete hustotu dřeva v intervalu podle ponoření do příslušných kapalin a
ověřte nalezněte v tabulkách.
Zdroje :
http://www.avcr.cz/miranda2/export/sitesavcr/data.avcr.cz/sys/galerieobrazky/news/struktura-vody.png_1485962651.png
http://www.amk.to/videa/nejnovejsi/detail/26257/
http://www.giantlavalamp.com/images/sceneAA1.jpg
http://www.enviroexperiment.cz/fyzika-stredni-skola/1963-hustota-latek
http://fyzikalnijarmark.wetpaint.com/page/Hustota+11
12. Fyzikální hračky - žába
1) MO TIVACE
Proč mají žáby zadní nohy dlouhé?
Zvířata, která skáčou, potřebují jeden pár silných nohou. Odrazové nohy musí být
silné, protože dodávají pohybu veškerou energii. Musí být také velké, aby mohly nést
mohutné svaly a také aby působily jako páky, které pohánějí zvíře vpřed.
26
Materiál a pomůcky: lepenka z krabice, dřívko ze zmrzliny, špejle, tenký provázek
(bavlnka), sešívačka, 2 menší nýtky, drátek, nůžky, korálky
Postup :
Do dřívka od nanuku prorazíme nebo propálíme pomocí hřebíku 3 otvory, jejich
velikost určuje tloušťka provázku. Dřívko můžeme nahradit silnějším kartonem
podobného tvaru. Otvorem ve středu dřívka provlečeme smyčku z provázku, tak aby
vzniklo očko. Krajními dírkami provlečeme 2 provázky o délce 40–50 cm, na konci je
zasukujeme nebo přivážeme korálky. Žábu překreslíme z šablony na výkres a na
lepenku – hlava, tělo a přední nohy vcelku, zadní nohy zvlášť.
Nakreslené části vystřihneme z lepenky
a výkresu. Dvě zadní nohy vystřihneme
z lepenky. Obě části těla položíme na sebe,
výstřižek z lepenky je přední strana, výstřižek
z čtvrtky je spodní strana.
V místě, kde jsou přední nohy, při slepování
přední a spodní strany vytvoříme pomocí
špejle otvor na protažení provázku. Pozor
špejli nesmíme přilepit!
Jeho poloha je na obrázku naznačena
čárkovanou čarou. Z obou stran vzniklý
tunýlek zpevníme prošitím sešívačkou na
papír a špejli vysuneme. Pak obě části žáby
slepíme k sobě.
Zadní nohy připevníme k tělu pomocí nýtů –
při otáčení se nohy nesmí překrývat. Na
chodidlech zadních noh (ze spodní strany)
uděláme očka z drátu (příp. provázku).
Připravené provázky provlečeme otvory mezi
sponkami předních nohou a pak očky
v zadních nohách. Na koncích provázku
vyrobíme očka nebo přivážeme korálky.
Hračka je hotová. Zavěsíme ji za horní očko.
Dolní smyčky (korálky) vezmeme do obou rukou a střídavě popotahujeme dolů.
Žabák šplhá nahoru.
Vysvětlení:
Žabák se pohybuje nahoru s využitím páky. Osa otáčení se mění, je střídavě v pravé a
v levé přední noze žabáka. Při šplhání jsou do pohybu uváděny i zadní nohy, které
jsou zachyceny provázky za očka, takže efekt šplhání je úplný.
Zdroje :
http://www.i-creative.cz/wp-content/uploads/2012/03/zabky-10.jpg
http://www.enviport.cz/_app/Repository/yy2008/mm05/dd01/57477.jpg
http://vnuf.cz/sbornik/prispevky/05-03-Bdinkova.html
27
Šablona žáby
28
13. Provazochodec
1) MOTIVACE
Těžiště je takový bod, že působení
tíhové síly na něj má stejný účinek
jako působení na celé těleso.
Má-li být těleso podepřeno (nebo
zavěšeno) v jednom bodě tak, aby
tíhová síla byla vyrovnána, pak svislá
těžnice musí procházet bodem
podepření nebo závěsu.
Provazochodec na laně musí být velmi
přesně vyvážený. To znamená, že
jeho těžiště je přesně nad lanem.
Při sebemenším vychýlení do strany se taková rovnováha poruší a provazochodec
spadne. V takovémto případě, kdy se těžiště nachází nad osou otáčení, říkáme, že
provazochodec je ve vratké (někdy se říká labilní) rovnovážné poloze.
Jakou úlohu má provazochodcova tyč?
Řekli jsme si, že provazochodec musí neustále udržovat své těžiště ve vratké poloze přesně nad lanem. Právě k tomu používá tyč. Pokud se jeho těžiště vychýlí trochu
doprava, posune tyč (a tím i její těžiště) trochu doleva a tím se vyrovná, aby nespadl.
Podobně se dají v menší míře použít
i rozpažené ruce.
Při vychýlení těla doprava připažíme
pravou ruku a natažená levá ruka
nás vyváží zpět.
Dlouhá tyč má ještě jednu důležitou vlastnost. Má totiž velký moment setrvačnosti.
Znamená to, že když ji chceme roztočit dokola, jde to jen pomalu a potřebujeme k
tomu velkou sílu (tyč setrvává na místě a jakoby se brání roztáčení). Když ji držíte
vodorovně a snažíte se ji rozkmitat na jednu a druhou stranu jde to jen pomalu. Stejně
se tyč provazochodce "brání" rychlému naklánění a provazochodec se tak o ni může
do jisté míry opřít a získat více času k vyrovnávání těžiště.
Pomůcky: Korková zátka, kancelářská sponka, kus
silnějšího drátu , peříčko nebo hedvábný papír, plastelína
nebo rybářská olůvka o hmotnosti 20~g , nebozez nebo
hřebík
29
POSTUP :
Zhruba ve třetině výšky korkové zátky prorazíme otvor (vrtáčkem, hřebíkem), kterým
pak protáhneme silnější, do půlkruhu stočený drát (nahrazuje tyč, kterou skutečný
provazochodec nese s sebou).
Z kancelářské sponky vytvoříme nohy“ (viz obr.) a vbodneme je do
spodní části korkového těla. Na korek můžeme namalovat obličej.
„Hlavu“ také můžeme ozdobit pérem nebo chocholem. Hračka se
tím stane výraznější a atraktivnější. Oba konce „tyče“ hračky
zatížíme olůvky nebo stejně těžkými plastelínovými koulemi.
Tím je hračka hotova a připravena k použití.
Náhradní verze pro méně šikovné:
Pomůcky: korková zátka, 2 celé špejle, kousek špejle, fixy, plastelína, provázek
Postup:

do korkové zátky, kterou můžete nabarvit a
omalovat jako panáčka, zapíchněte dolů
"nožičku" z krátké špejle asi 4 cm

ze strany zapíchněte 2 špejle "jako ruce" šikmo
dolů a na konec špejlí dejte menší kuličky
z plastelíny - "zátěž" (viz foto)
30


na ukazováčku vyvažujte, pokud se panáček kácí a naklání, posunujte špejle
nebo si pohrajte se zátěží
natáhněte provaz a postavte provazochodce na "nožičku"
Zdroje :
sisyfos.zcu.cz/fyzika/predf131/Provazochodec.pdf
http://i.idnes.cz/09/101/gal/FRO2e3928_TPF_367888.jpg
http://img.cz.prg.cmestatic.com/media/images/750x750/Jun2011/768208.jpg?d41d
http://wiki.rvp.cz/@api/deki/files/9049/=dob%25c5%2599any_038.jpg
http://wiki.rvp.cz/@api/deki/files/9055/=Kopie_-_dob%25c5%2599any_037.jpg
14. Papírové dělo
1) MOTIVACE
Potenciální energii pružnosti mají tělesa, která vlivem sil mění svůj objem, popř.
tvar, ale jakmile síly přestanou působit, vrací se jim původní tvar a objem (např.
pružina).
Velikost potenciální energie pružnosti závisí na velikosti deformace a parametrech
pružnosti tělesa. Velikost se rovná také mechanické práci, které je těleso schopno
vykonat při navrácení do původního tvaru
před deformací.
Protažená nebo stlačená pružina má
polohovou energii pružnosti.
K protažení nebo stlačení pružiny musíme
vykonat určitou práci.
Stejně velkou práci vykoná pružina po uvolnění a její prodloužení zanikne.
Uvolněná pružina má nulovou polohovou energii pružnosti.
31
Lukostřelba je jedním z
nejstarších lidstva aplikací
pružné potenciální energii,
stáří luku a šípu může být až
50 000 let
Balista byl stroj na vrhání
kamenných projektilů a
šípových střel velikosti oštěpu,
který vynalezli Římané cca
roku 150 př. n. l.
Pomůcky:
2 roličky od toaletního papíru, 2 obyčejné gumičky, tužku, izolepu, nůžky a
pingpongový míček
Výroba děla:
Jednu z roliček rozstřihneme a zúžíme její průměr tím, že ji
zarolujeme a slepíme izolepou.
Jde o to, aby se tato vnitřní rolička mohla volně pohybovat v roličce
menší.
Do malé roličky cca 1 cm od kraje uděláme
proti sobě dva otvory, kterými provlečeme
tužku.
Větší roličku – vnější na jednom okraji čtyřikrát
nastřihneme. Vždy dva centimetrové zářezy proti
sobě na opačných stranách kruhu cca 1 cm od sebe, jako vidíte na
obrázku.
Menší roličku zasuneme do větší a gumičky natáhneme a zahákneme za
tužku.
Dělo je hotové, nabijeme pingpongový míček nebo Marshmallow a můžeme střílet.
VYSVĚTLENÍ:
Energie pružnosti gumiček se přemění
na pohybovou energii vnitřní roličky,
která svoji energii předá míčku a my
můžeme stříle
32
Zdroje :
http://www.oskole.sk/images/PolohovaETZSobr5.jpg
http://www.vedanasbavi.cz/obrazky/1352828982.jpg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1a/Greek_and_Roman_Ballista_Cat
apult.jpg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a7/Longbowmen.jpg
15. Setrvačník
1. MOTIVACE
Co je to setrvačník ?
Setrvačník je rotační zařízení pro akumulaci kinetické energie.
Obvykle má tvar dutého nebo plného válce, případně kola
s paprsky. Využívá se jeho momentu setrvačnosti. Za setrvačník
lze považovat všechna tělesa, která rotují. Používají se často
pro stabilizaci otáček strojů s nepravidelným chodem, jako jsou
parní stroje nebo spalovací motory, ale třeba také pro stabilní
chod otočného talíře gramofonu. Stabilizaci otáček u převážné
většiny současných strojních zařízení poháněných elektromotory
do jisté míry zajišťují tyto motory samotné, coby setrvačník zde
působí zejména rotor elektromotoru
Setrvačník, který zachovává polohu osy své rotace je
užívaný ke stabilizaci polohy a směru, se v češtině
obvykle označuje jako gyroskop.
Přesnost gyroskopu závisí na stabilitě udržení jeho
otáček. Je základem mnoha leteckých přístrojů, jako je
například umělý horizont nebo gyrokompas.
2 . PROVEDENÍ POKUSU
a) CD setrvačník
Pomůcky :
Vyřazený kompaktní disk (CD), korková zátka, nůž, špejle, úzký hřebík, kladívko.
Postup :
Ze zátky odřízneme 1,5cm dlouhý váleček, který musíme
ještě zúžit tak, aby jen velmi těsně prošel středovým
otvorem CD. Zátku prostrčíme otvorem v CD tak, aby
bylo CD ve středu korkové zátky.
33
Hřebíkem prorazíme otvor přesně uprostřed zátky (kolmo k rovině CD). Po vyjmutí
hřebíku prostrčíme otvorem špejli o délce asi 8cm tak, aby oba její konce byly stejně
dlouhé. Špejle musí být kolmá na rovinu CD a jeden její konec zašpičatíme nožem do
hrotu.
Takto vytvořený setrvačník se nejprve pokusíme
postavit na hrot tak, aby nespadl, ale nepodaří se
nám to. Následně jej roztočíme prsty (hrotem dolů) a
setrvačník zůstane ve vzpřímené poloze, i když se
bude pohybovat po podložce
Vysvětlení: Setrvačník rotuje kolem osy (špejle). Při
rotačním pohybu setrvačník zachovává směr osy
rotace (časová změna momentu hybnosti je rovna
výslednému momentu sil).
b) CD Maxvellův setrvačník
Pomůcky : Vyřazené CD, korková zátka, nůž, špejle,
úzký hřebík, kladívko, nit.
Postup : Nejprve sestrojíme setrvačník
stejně jako v předešlém pokusu.
Na obou koncích špejle uděláme nožem
zářezy ve stejné vzdálenosti od středu.
Do těchto zářezů přivážeme dvě nitě,
každou o délce 50cm. Na volných koncích
nitě svážeme dohromady a uděláme smyčku
o poloměru 1,5cm.
Do smyčky vložíme prst a zkontrolujeme, zda je osa setrvačníku ve
vodorovné poloze. Druhou rukou otáčíme setrvačníkem a tím
namotáváme obě nitě na osu (nit vytváří šroubovici a jednotlivé závity se
nepřekrývají). Několik centimetrů před spojením nití setrvačník pustíme a ten se začne
roztáčet a klesat. Po rozvinutí celé délky obou nití se začnou obě nitě opět navinovat
na osu a setrvačník začne stoupat. Tento proces se několikrát opakuje. Setrvačník
stoupá stále do menší výšky, až se jeho pohyb zastaví.
Vysvětlení :
Potenciální energie setrvačníku se mění na kinetickou energii (translační a rotační).
V nejnižším místě svého pohybu má setrvačník maximální energii rotační a opět
začíná stoupat vzhůru (rotační energie se mění částečně na translační energii).
V nejvyšším místě je rotační energie opět přeměněna v potenciální. Výška výstupu
setrvačníku se snižuje díky ztrátě energie v důsledku tření a rázu v nejnižším místě
dráhy.
Zdroje :
http:// http://fyzika.gjvj.cz/pokusy/pokusy/fotky/331SetrvCD07.jpg
fyzika.gjvj.cz/pokusy/pokusy/fotky/331SetrvCD05.jpg
http://fyzika.gjvj.cz/pokusy/pokusy/fotky/332Maxwell.jpg
http://unimagnet.cz/570-1010-thickbox/gyroskop-original-tedco.jpg
http://www.dicompracing.com/img/fidanza.jpg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/af/Walschaert_gear_reversing.gif
http://www.hybrid.cz/files/images/elektromotor.jpg
34
16. Auto na gumu
1) MO TIVACE
Mnoho autíček, která se dnes prodávají, je poháněno pružinovým motorkem, který
se natahuje před rozjezdem zpětným pohybem autíčka po zemi. Při pohybu autíčkem
zpět konáme práci, která se „ukládá“ ve formě potenciální energie pružnosti v
pružině autíčka. Po vypuštění autíčka se snaží pružina zbavit nadbytečné energie.
Potenciální energie pružnosti pružiny se změní v pohybovou energii autíčka.
Můžeme tedy demonstrovat přeměny různých forem energie, vztah práce a energie,
popř. rozebrat příčiny pohybu autíčka a pod.
Pomůcky : krabice od bot ( nebo karton A4), gumový pásek (délka, viz tipy a
triky),špejle, karton A4 na kola, barevné čtvrtky nebo barvy a fixy, lepidlo, nůžky,
rýsovací potřeby, izolepa
Postup :
1. Podle šablony č.1 nakreslíme základní konstrukci autíčka
na karton, vystřihneme ji ,ohneme podle čárkovaných čar a slepíme
izolepou.Nebo upravíme krabici od bot podle obrázku.
2.Do kartonu pečlivě vyvrtáme čtyři malé otvory.Každé dva otvory musí být přesně
proti sobě.
3.Nyní nakreslíme podle šablony č.2 8 kruhů o průměru 8 cm a vyznačíme střed .
Kruhy vystřihneme a slepíme vždy dva dohromady. lépe později drží na ose.
4.Ostrou tužkou uděláme další ve středu každého lepenkového kruhu
malý otvor. Nesmí být příliš velký, jinak kolo nedrželo na ose (špejli).
35
5. Nyní protlačíme dvě špejle otvory v krabici. Na špejli
v přední části automobilu připevníme gumovou páskou.
.
6. V zadní části vozu se říznete vystřihněte dva zářezy,
které slouží k upevnění gumové pásky
7. Na konce náprav nastrčíme pevně lepenkové kruhy
pokud jsou špejle příliš dlouhé, tak je zkrátíme
8. Části čtvrtky nebo víkem krabice uzavřeme karosérii
auta a vše dokončíme grafickou úpravou podle
vlastní volby. Napneme gumu, pevně držíme přední
nápravu a položíme na zem. Auto může odstartovat.
Zdroje :
http://www.svet-aut.cz/product_thumb.php?img=images/k/ko/kov0670blue.jpg&w=149&h=112
http://selection.porsche.cz/upload/img/b4192d0d20e297fd5d1014df9405cc8a.jpg
http://www.supra.grundschuldidaktik.uni-bamberg.de/lernfeld-natur-undtechnik/technisches-spielzeug/gummiantriebrennwagen.html&ei=sjx0UcfvBorY4QTpxoCgBA
36
17. Plovoucí balonek
1) MOTIVACE
Bernoulliho efekt známe z běžných situací, např. když se deštník při
silném větru obrátí vzhůru, nebo když se při letu ohnou vzhůru nosné
plochy křídel u letadel..
Vyskytuje se však také například při
tornádech. Při vysokých rychlostech
kapalin a plynů vzniká podtlak, který je
tím vyšší, čím větší je rychlost. Protože
v tornádech panují velmi vysoké
rychlosti větru, je podtlak v chobotu
extrémně velký a může tak způsobit
vážné škody.
2. PROVEDENÍ POKUSU
Pomůcky : nůžky, litrová láhev s uzávěrem, lepící páska, brčko s ohybem ,
kladivo nebo nebozez, pingpongový míček, hřebík
Postup :
1. V horní části je litrové láhve, tam kde láhev přechází ze zakřivené do rovné
části navineme co nejrovněji lepící pásku.
2. Pásku použijeme jako vodítko pro oddělení horní části láhve, budeme se snažit,
aby řez pokud možno co nejrovnější.
37
3. Do uzávěru láhve udělejte nebozezem kulatý otvor (nebo jej prorazíme
úderem kladiva na hřebík),velikost otvoru musí odpovídat velikosti průřezu
brčka.
4. Otvorem uzávěr provlečeme krátký ohybný konec slámky a víčko láhve
přišroubujme na uříznutou horní část lahvičky
5. Nyní můžeme vyzkoušet plovoucí pingpongový míček! Začneme foukat do
slámky a umístěte pingpongový míček do proudu vzduchu.
6. Existují nějaké další předměty, které můžete udělat plavat pomocí přístroje,
který jste vytvořili?
Jak to funguje?
Plovoucí Ping Pong Ball je krásným příkladem Bernoulliho principu.
Bernoulli, švýcarský matematik žijící v 18. století, objevil něco zcela neobvyklého
pohybu při vzduchu. Zjistil, že rychleji proudí vzduch přes povrch něčeho, tím méně
vzduch tlačí na tento povrch. To znamená, že tlak vzduchu je nižší než v okolí. Míč se
pokouší opustit oblast nízkého tlaku, ale vyšší tlak vzduchu, které ho obklopuje jej tlačí
zpět do oblasti nízkého tlaku. Proudění vzduchu po stranách míče vytváří oblast
nižšího tlaku vzduch.
Zdroje :
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e4/Stoughton_damage.jpg
http://www.tyden.cz/obrazek/201204/4f7bfc9996941/tor3p2012040402031014f7bfdb7c7e27_520x334.jpg
http://21stoleti.cz/wp-content/images/1179345466.jpg
18. Model Sluneční soustavy
1) MOTIVACE
Sluneční soustava - planetární systém hvězdy známé pod názvem Slunce je
součástí Galaxie nepřesně nazývané Mléčná dráha. Ta je dále částí tzv. Supergalaxie,
kam patří mj. i galaxie M 31 v Andromedě. Systém tvoří především 8 planet,
5 trpasličích planet, přes 150 měsíců planet (především u Jupitera, Saturnu, Uranu a
Neptuna) a další menší tělesa jako planetky, komety, meteoroidy a podobně.
Planety ve sluneční soustavě obíhají po eliptických drahách kolem Slunce, které je ve
společném ohnisku oběžných elips. Měsíce obíhají kolem planet také po eliptických
drahách.
38
Zhruba 99,866 % celkové hmotnosti sluneční soustavy tvoří samo Slunce, které svou
gravitační silou udržuje soustavu pohromadě. Zbylých 0,133 % připadá na planety a
jiná tělesa. Soustava se rozkládá do vzdálenosti přibližně 2 světelných let, pásmo
komet do vzdálenosti přibližně 1 000 astronomických jednotek AU, planetární
soustava 50 AU. Soustava vznikla asi před 5 miliardami let (různé zdroje uvádějí
rozmezí 4,55–5 miliard let).
Planety jsou v pořadí od Slunce, Merkur (☿), Venuše (♀), Země (♁), Mars (♂),
Jupiter (
), Saturn (♄), Uran (♅/ ) a Neptun (♆).
Pomůcky: počítač, papír, nůžky , barvy , lepidlo, pravítko
Postup :
Cílem této práce je vytvořit si představu o velikostech (objemech) jednotlivých planet a
také srovnat jejich velikost s velikostí Slunce (hvězdy), a uvědomit si skutečné
vzdálenosti mezi tělesy, protože porovnat vzdálenosti a velikosti těles ve vesmíru je
bez vizuálního znázornění obtížné.
Proto si vytvoříme model Sluneční soustavy, planety vyrobíme z papíru pouze jako
dvourozměrná tělesa. Nakreslíme si jednotlivé kruhy znázorňující Slunce a planety,
podle obrázku vyhledaných na internetu je výtvarně zpracujeme.
Velikosti těles/modelů
Slunce - průměr modelu: asi 30 cm * průměr skutečný: 1 392 000 km
Merkur - průměr modelu: asi 0,5 mm (zrnko máku) * průměr skutečný: 4 878 km
Venuše - průměr modelu : asi 2,5 mm * průměr skutečný: 12 102 km
Země - průměr modelu: asi 2,7 mm * průměr skutečný: 12 756 km
Mars - průměr modelu: asi 2 dvě zrnka máku) * průměr skutečný: 6 794 km
39
Jupiter - průměr modelu: 4 cm (asi pingpongový míček) *
průměr skutečný: 142 984 km
Saturn - průměr modelu: asi 2,5 cm * průměr skutečný: 120 536 km
Uran - průměr modelu: asi 1cm * průměr skutečný: 51 118 km
Neptun - průměr modelu: asi 1 cm * průměr skutečný: 49 528 km
Na provázku pečlivě naměříme vzdálenosti mezi
planetami a Sluncem
Vzdálenosti na modelu:
Slunce – Merkur - 4 cm
Slunce - Venuše – 7 cm
Slunce – Země – 10 cm
Slunce - Mars - 15 cm
Slunce - Jupiter - 52 cm
Slunce - Saturn – 1 m
Slunce – Uran – 2 m
Slunce – Neptun – 3,2 m
Vystřižené modely připevníme pomocí menších papírových
koleček (nalepených na rubu těles) na provázek a zavěsíme
na stěnu. Vyrobíme popisky s názvy.
Zdroje :
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/90/NovaSlunecniSoustava.jpg
http://www.proportionalplanets.com/wp-content/uploads/2010/12/Major-Planetscopy.jpg
http://fyzika-sychrov.sweb.cz/Model-Slunecni-soustavy-LP.html
40
19. Kaleidoskop
1) MO TIVACE
Kaleidoskop, česky krasohled, je dětská hračka, která pomocí soustavy zrcadel a
barevných tělísek vytváří neopakovatelné obrazce při pohledu proti světelnému
zdroji.
Kaleidoskop vynalezl již v roce 1816 skotský
vědec sir David Brewster.
Jeho název je odvozen z řečtiny, a lze jej
volně přeložit jako „přístroj, kterým lze vidět
krásné obrázky.“
Do objímky kaleidoskopu se obvykle vkládá
hromádka kamínků různých tvarů a velikosti.
Po každém jejím otočení se hromádka kamínků nahodile přeskupí a objeví se nový, více
či méně odlišný obraz. Záleží na tom kolik kamínků umístěných v objímce, změní svou
polohu. Protože nelze předvídat, kolik kamínků po otočení objímky změní svou polohu,
nelze ani předvídat výslednou podobu jednotlivých obrazů.
Princip fungování kaleidoskopu si nejlépe objasníme pokusem - postavíme před dvě
zrcadla, která spolu svírají úhel α, nějaký předmět, pak uvidíme nejen předmět,
ale obraz v každém zrcátku a pak také obraz obrazu z druhého zrcadla atd.
Měníme velikost úhlu a pozorujeme, jak se mění počet vzniklých obrazů
Jestliže velikost úhlu α při vynásobení celým číslem dává 360°, potom vidíme
pravidelný obrazec, který se skládá z n dílů (n = 360°/a).
41
Pomůcky :
tvrdý papír – víko krabice, zrcadlová tapeta, různobarevné korálky, izolační páska,
průhledná folie, pauzovací papír, lepící pistole, nůžky, tužka , gumičky
6cm
Postup :
1. Podle šablony nakreslíme na tvrdý papír
a vystřihneme tělo kaleidoskopu.Díly šablony přeneseme
také rubovou stranu zrcadlové tapety, díly vystřihneme
po nalepení tapety na podklad sloupneme ochranou folii
z lícové strany .
a teprve
20cm
3cm
2. Díly spojíme izolepou , měly by vytvářet dutý
komolý jehlan s myšlenou podstavou ve tvaru
rovnostranného trojúhelníka. Přiložte užší konec
kaleidoskopu ke kartonu, obkreslete jej . Tento
tvar vystřihněte a uprostřed udělejte kruhový
otvor . Díl pak nalepte na užší konec trubice.
3. Nyní vytvoříme kapsu na korálky - na širší konec trubice
volně provizorně gumičkou připevníme průhlednou folii.
Do vzniklé prohlubně nasypeme korálky a překryjeme ji
pauzovacím papírem .Korálky musí mít vůli, aby se
mohly pohybovat. Pootočíme trubicí , tím vyzkoušíme
zda se korálky pohybují. Přilepíme kapsu na korálky už
napevno.
4. Trojúhelníkovou trubici obalíme čtvrtkou a zalepíme, tím se překryjí postupné kroky
a kaleidoskop bude mít kuželovitý tvar ( povrch trubice můžeme případně výtvarně
zvýraznit. Tím je kaleidoskop už hotový a nás čeká příjemná zábava při pozorování.
Zdroje :
http://www.conatex.cz/veda/PDF/2_fyzika_zakladni%20skola/04_neviditelne/4.1_zrcad
lo.pdf
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b9/View_of_a_kaleidoscope.JPG
42
20. Vrtulky
1) MO TIVACE
Zahříváme–li v tíhovém poli kapalinu nebo plyn zdola, vzniká proudění. Studenější
kapalina nebo plyn má větší hustotu a vrstvy této tekutiny klesají podle Archimédova
zákona v tíhovém poli dolů. Tím vytlačují teplejší vrstvy tekutiny vzhůru. Proudící
tekutina přitom přenáší energii z teplejších míst do míst studenějších. Kinetická,
tepelná a tlaková energie proudícího plynu nebo kapaliny je v turbíně přeměňována
na rotační pohyb hřídele stroje.
Pomůcky :
špejle - dřevené, válcové, PET láhev - větší než 1/2 litru, čajové svíčky – pro jistotu
aspoň tři (nestačí vám svíčka potřebujete i ten hliníkový obal), špendlíky, zápalky,
nůžky, kousek drátu - na tvorbu otvorů do PET láhve, cvoky - stačí 1 ks, dostatečně
malé, aby prohlubinka, která je v středu byla celá bez dírky
Postup :
1) PET láhev nejdříve očistíme od nálepky. Lepidlo jde dolů pomocí odlakovače na
nehty.Nůžkami odstřihneme vrch PET láhve tak, aby zůstal jen kousek zaoblené části.
Pak odstřihneme také spodek PET láhev tak, aby zůstala len nezaoblená část.
Na spodku takto vzniknutého válce vystřihneme větrací otvory.
43
2) Zapálíme svíčku a ohřejeme jeden konec drátu. Pomocí ohřátého drátu vyrobíme
v láhvi otvor dostatečně velký, aby se tam vešla špejle. Otvor je nejlepší udělat v místě
tenkých čar na boku lahve, které vedou od vrchu dolů. Tyto čáry jsou přesně
symetricky proti sobě, tím zabezpečíme, že otvory budou symetricky přes středovou
osu válce. Velmi výhodné je udělat otvor v zúžené časti láhve, která je pevnější.
Zároveň si tímto způsobem zabezpečíme i vodorovnou polohu špejle. Špejli zkrátíme
tak, aby jen těsně přečnívala.
3) Vytáhneme odměřený kousek špejle a přesně v středu ho propíchneme
špendlíkem. Špejli se špendlíkem vložíme horní okraj lahve do připravených otvorů.
Stojan na vrtulku máme hotový a můžeme začít se samotnou vrtulkou.
4) Použijeme hliníkový obal z jedné svíčky. Obal nastřihneme podle obrázku, tak, aby
jsme vytvořili 8 lopatek. Obal vyrovnáme. Nastřihneme nejdřív 4x = "2x proti sobě" a
potom ještě každou napůl. V středu ho propíchneme špendlíkem. Otvor by měl byť
trošku větší než je průměr špendlíku.
5) Cvok rozdělíme na dvě části, používat budeme tu menší (na obrázku vlevo chlapečka Musíme vybrat taký cvok aby výstupek v středu bol souvislý, bez dírky. Do
otvoru v obale zasuneme chlapečka, ze spodní části (té, kde předtím byla svíčka). Tím
jsme vytvořili ložisko pro špendlík. Na okraji stolu jemně ohneme po úhlopříčce lopatky
vrtulky do jednoho směru. Vrtulku trošku upravíme, aby naklonění lopatek bylo
přibližně 45° vůči vodorovné rovině.
44
6) Vrtulku nasadíme na stojan. Na roztočení vrtulky můžeme použit zapálenou svíčku,
kterou vložíme do spodku stojanu. Roztočení vrtulky můžeme pozorovat i v případě,
že jsme těch stojanů s vrtulkou udělali vícero. Musíme dávat pozor na to, aby špejle
byla dostatečně vysoko nad plamenem
Zdroje :
http://www.allforpower.cz/UserFiles/images/2009/2009_06/Arabelle12(1).jpg
http://www.ddp.fmph.uniba.sk/~bendikova/dv/inak.htm
http://www.infovek.sk/predmety/fyzika/expert02/vysvetlenie_dec.html
21. Hydraulický zvedák
1) MO TIVACE
Hydraulické zařízení je mechanický stroj, jehož hlavní součásti jsou 2 písty a
mezi nimi uzavřená kapalina (obvykle se jedná o hydraulický olej). Působí-li síla na
jeden píst, kapalina přenese sílu k druhému pístu.
Princip hydraulického zařízení vychází z Pascalova zákona. Síla, působící na
první píst, vytváří v kapalině tlak, který se přenáší do všech míst kapaliny, tedy i k
druhému pístu. Na druhý píst tlačí kapalina stejně velkým tlakem a podle velikosti
obsahu pístu působí celkovou silou, která může být větší než byla původní síla na
první píst. Síla se tak nejen přenese, ale i zvětší.
Velikosti sil F1 a F2 na první a druhý
píst závisejí na obsahu pístů S1 a S2. Na
větší píst působí větší síla tak, že tlak
zůstává stejně velký.
Mezi hydraulická zařízení patří např.
hydraulické brzdy
hydraulický lis, hydraulický zvedák ,
45
2) POPIS PROVEDENÍ
Pomůcky :
PET láhev, plastová hadička, 2 injekční stříkačky různých velikostí, víčko nebo
plastová miska od květináče, tavná pistole, akuvrtačka
Postup :
Do víčka PET láhve uděláme otvor a
vsuneme do něj větší injekční stříkačku.
V boční části PET láhve uděláme otvor. Na
malou injekční stříkačku nasuneme
plastovou hadičku, protáhneme otvorem
v láhvi, spojíme s velkou injekční stříkačkou
a naplníme vodou
Hadičku vsuneme do PET láhve tak, až se
konec malé injekční stříkačky zasune do
otvoru v PET láhvi.
Na horní část jejího pístu přilepíme misku.
Vyzkoušíme si funkci zvedáku při zvedání
různých předmětů a závaží.
Funkce: Zatlačíme-li na píst malé
injekční stříkačky, zvedá se horní miska se zátěží.
Vysvětlení: Model je vlastně hydraulické zařízení. Zatlačíme-li na píst
malé injekční stříkačky, vzniká pod ním v kapalině tlak, který se přenáší do
celé kapaliny a je podle Pascalova zákona všude stejný. Velký píst je pak
zvedán tlakovou silou, která je tolikrát větší, kolikrát je větší plocha velkého
pístu než plocha malého pístu.
Zdroje :
http://www.hpsbn.cz/foto/lis-kopiehttp://www.original-kompresor.cz/orlik-kompresor/eshop/33-1-RUCNI-NARADI/528-2ZVEDAKY-A-KLADKOSTROJE
https://www.google.cz/search?q=hydraulick%C3%A9+brzdy&hl=cs&rlz=1T4ADSA_cs
CZ489CZ491&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=91x9Us1TyI_sBr_5gKAG&ve
d=0CDcQsAQ&biw=1366&bih=589
46
22. Přeměny energie - Kapesní vařič
1) MO TIVACE
Energie se nedá vyrobit ani zničit.
Energie se přeměňuje z jednoho druhu na druh jiný.
Většina energie, kterou dnes využíváme, pochází ze Slunce.
V jádru hvězdy panuje teplota kolem 14 000 000 °C a tlak přibližně 20.1010 MPa
(pozemský atmosférický tlak je jen 0,1 MPa!). V těchto vskutku ďábelských
podmínkách jsou všechny atomy zcela ionizovány a vodíková jádra se slučují na
jádra hélia. V nitru Slunce probíhá mocná termonukleární reakce, při které se
každou sekundu:



přemění 560 milionů
tun vodíku na hélium
uvolní 3,8.1026 J energie,
převážně ve formě
krátkovlnného
elektromagnetického
záření
zmenší hmotnost Slunce
o 4 miliony tun, v
souladu s Einsteinovým
vztahem E =m.c2 mezi
energií a hmotností .
Sluneční energie >>> chemická energie (fotosyntéza v rostlinách) >>> chemická
energie >>> teplo (spalování biopaliv).
Vysoce hodnotné biopalivo je ethanol , má antidetonační vlastnosti.
47
2) POPIS PROVEDENÍ
Pomůcky :
víceúčelové kleště, malý vrták, nůžky, smirkový papír, líh, prázdné plechovky od
nápoje, vteřinové lepidlo, fix
Postup :
1) Před začátkem práce pořádně umyjte a vypláchněte plechovky. Po opláchnutí
vodou osušte hadříkem. Každé plechovce uřízneme dno. Fixem si označte místo,
kde budete řezat, abyste potom nestříhali plech jako spirálu. Můžete si fix položit
na nějaký předmět a okolo něj otáčet plechovku. Jednu udělejte vyšší a druhou
nižší.
2) Odstřižení dna plechovek
Teď můžete odstřihnout nepotřebnou část plechovky. Je dobré si nejdříve navrtat
otvor v plechovce, kudy vniknete dovnitř ostrými nůžkami. Odstřihněte nejprve část
plechovky, a potom označenou část dna.
3) Spojení obou částí - toto je složitější část práce. Musíte spojit obě dna k sobě.
Vzhledem k tomu, že mají stejný průměr, to není jednoduchá práce. Mírně ohýbejte
okraje nižší plechovky a postupně na ni přiklápějte vyšší plechovku.
48
4) Slepení dílů - Do spoje nalijte po celém obvodu vteřinové lepidlo. Nechte asi
hodinu schnout.
5) Odstranění zbytků barev - smirkovým papírem odstraňte z plechovky zbytky
barvy. V pravidelných vzdálenostech vyvrtejte po celém obvodu malé dírky.
Můžete použít šídlo nebo tenký nebozízek.
6) Mince - Nakonec položte na vařič minci, která bude zakrývat horní dírky.
Vařič je hotový!
7) Uvedení do provozu –
Před prvním použitím postupujte následujícími kroky:
1.) Zvedněte minci a nalijte do nádoby horními otvory alkohol.
2.) Otvory zase mincí zakryjte.
3.) Nalijte alkohol "kolem" postranních otvorů vařiče a zapalte.
4.) Alkohol kolem kamen za chvíli vyhoří a bude hořet pouze tryskami nádoby.
Zdroje :
http://mojedilo.ireceptar.cz/navody/kapesni-varic/fuqldiqgxuyu3iu-large.jpg
http://www.cojeco.cz/attach/photos/ostatni/Slunce_88143/Slunce-1max.jpg
http://www.cez.cz/edee/content/microsites/solarni/k13.htm
49
23. Šíření tepla - Smažené vajíčko, spirála
1) MO TIVACE
Teplo se může šířit:
1. vedením
2. prouděním
3. zářením
Vedením

teplo se vedením nejlépe šíří
v pevných látkách, ale může se
šířit i kapalinách i v plynech.
Při šíření tepla vedením si předávají sousední částice v látce část pohybové
energie
Teplý vodič, izolant


tepelný vodič - látka, která dobře vede teplo (kovy)
tepelný izolant - látka, která špatně vede teplo (kapaliny, plyny, sklo,
plasty)
Prouděním


teplo prouděním se šíří v kapalinách a v plynech
tepelné vrstvy kapalin a plynů stoupají vzhůru
Zářením



tepelné záření je druh
elektromagnetického vlnění
tepelné záření vydává každé
zahřáté těleso
tepelné záření se může šířit i ve
vakuu (vzduchoprázdnu)
2) POPIS PROVEDENÍ
Pomůcky : vajíčko, trochu stolního oleje, malý propanbutanový vařič, kancelářský
papír A4, 4 kancelářské sponky, 2 dřevěné kolíčky na prádlo, zápalky, hrníček,
štěteček
50
Postup :
1) Z papíru A4 vystřihneme čtverec o straně 18–20 cm a složíme z něj tradičním
způsobem krabičku s okrajem asi 2–3 cm, kterou v rozích zpevníme kancelářskými
sponkami. Do protějších rohů ve zpevněných místech dáme 2 dřevěné kolíčky na
prádlo.
2) Zapálíme vařič a upravíme na malý plamen. Dno papírové krabičky natřeme
stolním olejem. Vajíčko rozbijeme do hrníčku a nalijeme ho do papírové pánvičky.
Papírovou pánvičku držíme za kolíčky několik centimetrů nad plamenem.
Pánvičkou lehce pohybujeme nad plamenem. Na částech papíru, které jsou nad
plamenem, musí být vajíčko. Toto je nejobtížnější fáze pokusu, protože pánev se
prohýbá.
3)Žloutek a bílek totiž obsahují vodu. Voda odvádí teplo a papír se nemůže zahřát na
potřebnou zápalnou teplotu.
Spirála
Základní potřeby:





pletací jehlice nebo silný drát
dřevěná podložka
kreslící čtvrtka
patentka
svíčka
Postup:
Pletací jehlici nebo zašpičatělý drát upevníme do otvoru, předvrtaného v dřevěné
podložce. Ze čtvrtky vystřihneme kruh o průměru asi 10 cm, do jeho středu vložíme
patentku a vytvoříme tak malé ložisko.
Podle obrázku v něm prostřihneme spirálu a vzniklého hádka položíme patentkou na
jehlici nebo drát. Spirálu nakreslíme podle návodu znázorněného na obrázku.
51
Na kolík (třeba tužku) přivážeme nit, na jejímž
druhém konci je přivázaný hrot druhé tužky.Vedemeli hrot a současně napínáme nit, nakreslíme spirálu
vzniklou navíjením niti na kolík.
Pod spirálu umístíme zapálenou svíčku. Vzduch zahřátý plamenem stoupá vzhůru a v
tomto vzdušném proudu se hádek roztočí. Musí však být dostatečně vysoko, aby se v
plameni nevznítil. Místo spirály můžeme použít také papírový větrník.
Při pokusu smažené vajíčko jsme měřili teplotu tepelným senzorem PS 2125
Zdroje :
http://www.oskole.sk/userfiles/image/Zofia/august%20%202012/fyzika/Sirenie_tepla_7r_jul_html_m4280b984.jpg
http://www.google.com.ag/imgres?sa=X&hl=cs&rlz=1T4ADSA_csCZ489CZ491&biw=1
366&bih=612&tbm=isch&tbnid=MbQIeJBjlBU3M:&imgrefurl=http://www.oskole.sk/%3Fid_cat%3D3%26clanok%3D19924&do
cid=menfhgcNq7jr2M&imgurl=http://www.oskole.sk/userfiles/image/Zofia/august%252
520%2525202012/fyzika/Sirenie_tepla_7r_jul_html_446ea77.png&w=635&h=178&ei=6VF
YUo2iCYjNtAbUoYHQCw&zoom=1&ved=1t:3588,r:16,s:0,i:125&iact=rc&page=1&tbnh
=106&tbnw=376&start=0&ndsp=18&tx=49&ty=36
http://www.google.com.ag/imgres?start=239&sa=X&hl=cs&rlz=1T4ADSA_csCZ489CZ
491&biw=1366&bih=612&tbm=isch&tbnid=kjODwlobhGnOgM:&imgrefurl=http://www.b
ohanes.com/Vyuka/Fyzika/Fyzika%2520Teplo.pdf&docid=j0OzvRMUlcW7LM&imgurl=x-rawimage:///69841b5ac283339237d37c97aa43f2a0525d344737ff72b2466795bb13ed98f5
&w=668&h=845&ei=VldYUsvxOMTfsgaytYDAAg&zoom=1&iact=rc&page=12&tbnh=2
19&tbnw=173&ndsp=18&ved=1t:429,r:46,s:200&tx=110&ty=64
http://www.cez.cz/edee/content/file/static/encyklopedie/pokusy/pokus01.html
52
24. Povrchové napětí
1) MOTIVACE
Povrchové napětí je efekt, při kterém se povrch kapalin chová jako elastická fólie
a snaží se dosáhnout co možná nejhladšího stavu s minimální plochou.
Jednotlivé molekuly vody na sebe působí přitažlivými silami, „lepí se“ k sobě.
Důsledkem je například to, že se malé kapičky ochotně spojují ve velké kapky,nebo
možnost nalít do nádobky tolik vody, až vytvoří malý kopeček.
V naprosté většině objemu kapaliny se přitažlivé
síly, kterými na nějakou molekulu působí její
sousedky, v průměru vyrovnají, jak ilustruje
obrázek.
Obrázek také ilustruje, jak se liší silové působení
pro molekuly blízko povrchu kapaliny. Tam již
k vyrovnání nedochází, výsledná síla proto není
nulová a míří dovnitř kapaliny.
Některým vodním živočichům umožňuje povrchové napětí bezpečný pohyb po hladině
vody (např. vodoměrky).
Komáři a moskyti dokonce využívají povrchové napětí vody oběma způsoby.
Na vodní hladině unesou až patnáctinásobek své váhy a můžou po ní skákat, protože
mají konce nožiček pokryty drobnými lamelovitými lištami, které odpuzují vodu.
Povrchově aktivní látky snižují hodnotu povrchového napětí. Mezi povrchově aktivní
látky patří saponáty obsažené v pracích a čistících prostředcích. Kontaminací
přírodních vod tak může mimo jiné dojít k fatálnímu narušení životních podmínek
hmyzu.
53
2) POPIS PROVEDENÍ
a) Vodoměrka
Pomůcky:
nádoba s vodou o dostatečně velkém povrchu (plastový tácek), tenký měděný drátek
Postup:
Ustřihneme dva stejně dlouhé drátky. Drátky uprostřed propleteme. a z volných konců
vytvoříme nožky vodoměrky. Nožky musí být zahnuté směrem nahoru.
Vyrobte alespoň tři vodoměrky, které se udrží
na vodní hladině.
b) Popření Archimédova zákona – potopitelný plovák
Pomůcky:
nádoba s vodou o dostatečné hloubce a povrchu (miska), špejle, korková zátka, tenký
drátek a plastové víčko, nebozízek, nůžky
Postup:
Plovák sestavíme podle následujícího nákresu - zátku navrtáme a nasuneme ji na
špejli, případně upevníme lepidlem. Plastový kruh vytvoříme ze z plastového víčka
nebo silnější plastové fólie, také plastový kruh upevníme napevno.Položíme-li plovák
do vody normálně, pak plave, protože platí Archimédův zákon.
Vložíme-li plovák tak, aby plastový kroužek byl na hladině vody, přichytí se plastový
kroužek na hladině vody a „utopí“ korek. Síla povrchové vrstvy vody vyrovnává
vztlakovou sílu plynoucí z Archimédova zákona.
Problémová úloha.
A co se stane, když do vody
kápneme saponát?
Zdroje :
http://cs.wikipedia.org/wiki/Povrchov%C3%A9_nap%C4%9Bt%C3%AD
http://fyzweb.cz/clanky/index.php?id=144
http://kof.zcu.cz/vusc/pg/termo09/mechanics/v/v2.htm
54
25. Tančící potápěč v láhvi - karteziánek
1) MO TIVACE
Podle Archimédova zákona
Těleso ponořené do kapaliny je nadlehčováno vztlakovou
silou, jejíž velikost se rovná tíze kapaliny stejného objemu,
jako je objem ponořené části tělesa
se těleso, které má větší hustotu než voda, se ve vodě potopí.
Archimédés ze Syrakus (287 př. n. - 212 př. n. l. Syrakusy), byl
řecký matematik, fyzik, filozof, vynálezce a astronom. Je považován za jednoho z
nejvýznamnějších vědců klasického starověku.
Ale všichni víme, že pod hladinou moří se plaví ponorky, při jejichž výrobě je
nejdůležitějším materiálem ocel. V případě těles nestejnorodých ( těles, která tvoří
různé látky – v ponorce je vzduch) je situace zcela jiná než u homogenních těles.
Ponorka je schopna se ve vodě vznášet – nasaje takové množství vody, aby její
„celková hustota“ byla stejná jako hustota vody.
Pascalův zákon - tlak vyvolaný vnější
silou působící na povrch kapaliny je
všech místech kapaliny stejný.
Blaise Pascal 19 června 1623 - 19.srpna 1662 francouzský matematik, fyzik ,
vynálezce
2) POPIS PROVEDENÍ
Pomůcky :
plastová láhev s širším hrdlem (0,5 - 1,5 l), stříkačka o objemu 2ml, kádinka
s vodou, víčko na zavařování, kružítko, nůžky, kleště, tavná pistole.
55
Postup :
1. Změříme průměr hrdla lahve a na zavařovací víčko si nakreslíme
kruh o průměru asi o1mm menším než je hrdlo lahve.Kruh
vystřihneme a po celém obvodě nastříháme (šířka asi 4 mm),
uprostřed kruhu uděláme otvor o průměru hrotu stříkačky.
Z nastříhaných částí ohneme lopatky.
2. Ze stříkačky vytáhneme píst
Hrot stříkačky zaslepíme
lepidlem z tavné pistole.
Kruh nasuneme na hrot
stříkačky.
Pak kleštěmi odštípneme
výčnělky na těle stříkačky.
Na spodní část stříkačky
navineme drát , případně
naneseme plastelínu
3. Ponoříme potápěče – upravenou stříkačku svisle do kádinky s vodou, měl by
plavat těsně pod hladinou. Případně upravte hmotnost potápěče přidáním nebo
odebráním
zátěže.
4. Vyváženého potápěče vyjměte z kádinky, do láhve nalijte vodu až k okraji , vsuňte
svisle potápěče a rychle zašroubujte víčko.
5. Zmáčkneme-li láhev, potápěč se nejen potápí, ale i otáčí.
Povolením tlaku potápěč vyplouvá vzhůru a opět se otáčí, ale na
opačnou stranu.
Vysvětlení:
Směr pohybu ovlivňuje výslednice vztlakové a tíhové síly, která působí na kapátko.
Lopatky kola na stříkačce jsou pak příčinou, proč se potápěč při pohybu dolů a vzhůru
otáčí. Směr pohybu otáčení potápěče se mění, protože se mění směr výsledné síly
(stlačení láhve - směr svisle dolů, povolení - směr svisle vzhůru).
Příčina pohybu tkví v nestlačitelnosti vody a stlačitelnosti vzduchu. Tlak na stěny
láhve je přenášen vodou a způsobí vniknutí vody do stříkačky, která se tím stane těžší
a začne klesat. Je to pěkný příklad použití Pascalova a Archimédova zákona .
Zdroje :
http://nd01.jxs.cz/137/103/4ad8482f5d_9708857_o2.png
http://archimeduvzakon.chytrak.cz/_images/archimed.jpg
img/kapitola3/archimeduv.zakon.final.jpg">
http://www.debrujarek.wz.cz/data/images/kartez.jpg
http://theblessedrebellion.files.wordpress.com/2011/06/blaise-pascal3.jpg
56
26. Elektromagnetická indukce
1) MOTIVACE
Mění-li se magnetické pole, ve kterém je umístěna pevná
cívka s časem, objevuje se na vývodech cívky elektrické
napětí - indukované elektromotorické napětí.
Tento jev se nazývá elektromagnetická indukce.
Objevil ho v roce 1831 Michael Faraday .
Velikost indukovaného napětí závisí :
a) na rychlosti změny magnetického pole (čím
rychleji se mění magnetické pole v cívce, tím
větší se indukuje na jejích vývodech)
b) vyšší napětí indukuje na cívce, která je
umístěna v silnějším magnetickém poli
c) čím více závitů cívka má, tím je indukované
napětí větší
Indukuje-li se na cívce elektromotorické napětí a cívka je součástí uzavřeného
obvodu, protéká tímto obvodem indukovaný proud.
Směr indukovaného proudu udává Lenzův zákon
Indukovaný elektrický proud v uzavřeném obvodu má takový směr, že svým
magnetickým polem působí proti změně magnetického indukčního toku, která je
jeho příčinou.
Indukované napětí má takovou polaritu, že indukovaný proud vytváří
magnetické pole s opačným směrem indukčních čar .
57
2) POPIS PROVEDENÍ
Pomůcky :
tvrdý papír – víko krabice, bílý kancelářský papír, 2 led diody, cívka s 12 000 závity,
izolovaný drát, vodiče, izolační elektrikářská páska, lepící pistole, nůžky, tužka ,
špendlík, magnety
Postup :
1. Na víko krabice nalepíme bílý kancelářský
papír, na který si nakreslíme schéma
rozvětveného elektrického obvodu s opačné
zapojenými led diodami. .
2. V místě umístění led diod propíchneme víko
krabice špendlíkem (vždy asi 2mm od sebe).
Dírkami protáhneme nožičky led diod, tak aby
delší nožička byla druhé diody byla opačně
umístěná oproti delší nožičce první diody.
3. K nožičkám diod připojíme izolovaný drát asi o délce 15 cm – konce drátu
odizolujeme, připojení zpevníme izolační páskou. Druhé konce drátu také zbavíme
izolace a vodivě propojíme do uzlu s dalším drátem, který bude tvořit nerozvětvenou
část obvodu.
4. V místě uzlů opět propíchneme víko krabice a provlečeme drát na horní stranu.
Napojíme odizolované konce drátů na vodiče, napojení zpevníme elektrikářskou
izolační páskou.
5. Cívku s 12 000 závity připevníme tavnou pistolí k k víku krabice, do cívky zasuneme
vodiče.
6. Do cívky vsouváme a vysouváme magnet a pozorujeme, jak se rozsvěcují led
diody, podle směru pohybu magnetu a směru indukovaného proudu.
LED reagují rychle, na rozdíl od ručky voltmetru je nebrzdí setrvačnost.
Lze demonstrovat velikost změny magnetického indukčního toku – při
rychlém pohybu magnetu LED svítí hodně, při pomalejším málo.
Barva svitu LED indikuje polaritu.
Zdroje :
Několik netradičních pokusů z magnetismuVĚRA KOUDELKOVÁ KDF MFF UK Praha
http://fyzika.smoula.net/data/images/lenz_2.bmp
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/88/M_Faraday_Th_Phillips_oil_1842
.jpg
http://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?s=mag_indukce_acc
el&l=cz
58
27. Plovoucí ledky
1) MO TIVACE
LED je zkratka anglického výrazu Light Emitting Diode (světlo emitující
dioda).
LED dioda je elektronická polovodičová součástka obsahující přechod P-N.
Prochází-li přechodem elektrický proud v propustném směru, přechod vyzařuje
(emituje) světlo s úzkým spektrem (jednobarevné). Může však emitovat i jiné druhy
záření. Tento jev je způsoben elektroluminiscencí.
Barva světla LED diody je závislá na
chemickém složení použitého
polovodiče.
Ledky jsou vyráběny s vyzařováním
od ultrafialového, přes různé barvy
viditelného spektra, až po
infračervené záření. LED dioda
nemůže přímo emitovat bílé světlo.
Pomůcky :
LED diody, 3 Volt baterie knoflíkové, izolační páska, lepící pistole, pingpongové míčky,
nůž
Postup :
1. Zkontrolujte ledku Nejprve se podívejte na
LED a určete dlouhou nohu( anodu), a krátkou
nohu (katodu). Pak prověřte 3V baterii a
najděte stranu s "+" . To je kladný pól baterie.
Připojte na delší nohu LED k této straně a
kratší nohu k negativní straně. Pokud ji
připojíte správně, měla by se rozsvítit. Pokud
ne, přepojte nohy ledky - LED to nebude
vadit, protože napětí je nízké.
59
2. Připojte LED na baterie.
Přidržte LED na baterii, tak aby + baterie se
dotýkalo anody. Horní část baterie je ve středu
nohy LED.Nyní připevníme páskou LED na
baterie. V ideálním případě by měla být páska
světlá krycí páska, lepicí páska nebo elektrické
páska. Použijte asi tři centimetrů pásky a obtočte
ji kolem LED a baterie. Ujistěte se, že to pevně
drží.
3. Nyní upravíme LED.
Uchopte baterii, ohněte nohy, LED do úhlu 90
stupňů, tak aby se snáze vešly do pingpongový
míček a LED mohla uvnitř pohybovat.
4.Řezem otevřeme pingpongový míček.
Prohlédneme si pingpongový míček, uvidíme
šev, který jde po obvodu míčku. Nepoužívejte
řez podél nebo do tohoto švu. Vezměte si nůž
a udělat malý řez přes plast v přímé linii, která
má délku asi polovinu obvodu. Nezapomeňte,
že budete muset později lepit a tak snažte
udělat tento řez co nejtenčí. Vyviňte prsty na
okrajích řezu mírný tlak, , aby se štěrbina
otevřela. Opatrně vsuňte LED s baterií do
pingpongového míčku.
5. Uzavřeme lepidlem pingpongový míč.
Použijeme tepelnou lepicí pistole, naneste
dostatečné množství lepidla po řezu k
utěsnění a počkejte až uschne.
Zkontrolujte zda nezůstaly díry a případně
opakujte lepení. Hoďte je do vody!
Zdroje :
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:LED
,_5mm,_green_(cz).svg
http://www.praalien.estranky.cz/img/picture/45/popis.JPG
http://www.instructables.com/id/LED-Water-Floaties/?ALLSTEPS
60
61
28. Chladnutí vody
1) MO TIVACE
V pevných elektricky nevodivých látkách lze tepelnou výměnu vysvětlit tím,
že částice zahřívané části tělesa se více rozkmitají a předávají část své energie
sousedním částicím. V kovových vodičích je tepelná výměna vedením
zprostředkována především volnými elektrony. Různé látky se liší tepelnou
vodivostí.
Tepelná vodivost schopnost daného kusu látky vést teplo. Představuje rychlost, s jakou
se teplo šíří z jedné zahřáté části látky do jiných, chladnějších částí.
Měrná tepelná vodivost. je množství tepla, které musí za jednotku času projít
tělesem, aby na jednotkovou délku byl jednotkový teplotní spád. Přitom se předpokládá,
že teplo se šíří pouze v jednom směru, např. v desce s rovnoběžnými povrchy.
Součinitel tepelné vodivosti je výkon (tzn. teplo
za jednotku času), který projde každým čtverečním
metrem desky tlusté metr, jejíž jedna strana má
teplotu o 1 kelvin vyšší než druhá.
Nejvyšší tepelnou vodivost ze všech látek má diamant
895-2300 W·m-1·K-1 při 25 °C
Pomůcky :
rychlovarná konvice, 3 podobné hrníčky přibližně o stejném objemu
z různého materiálu (plechový, plastový a skleněný či porcelánový, případně
termohrnek), stojany.(3 senzory - nerezová teplotní sonda, 3 rozhraní Sparlink,
počítač)
Postup :
1) Senzory teploty upevni svorkou na stojan ,připoj přes rozhraní do počítače, otevři
program Sparkvue a dej sestavit úlohu. Na první stránce zadej, aby se měření
zobrazovalo jako číslo, na druhé jako graf..
2) Pod dozorem vyučujícího ohřej vodu v rychlovarné konvici na co největší teplotu a
pak ji nalij asi 200 ml do každého hrníčku. Zároveň do vody v hrníčcích umísti senzory
teploty připevněné na stojan. Vodu nemíchej, urychloval bys vychládání.
62
3) Spusť měření teploty vody v jednotlivých hrníčcích a naměřené hodnoty
zaznamenej vždy po uplynutí 3 minut. Měř asi půl hodiny
1. hrníček – materiál 2. hrníček – materiál 3. hrníček – materiál Naměřené hodnoty zapiš přehledně do tabulky a následně vytiskni grafy závislosti
teploty vody na čase v jednotlivých hrníčcích.
Měření číslo
Teplota vody t1
(°C) v 1. hrníčku
Teplota vody t2
Teplota vody t3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
V kterém případě vody vychladla nejvíce a v kterém nejméně?
 -je součinitel tepelné vodivosti (W.m -1 .K-1 ) .Tepelná vodivost je mírně závislá
na teplotě. U kovů s rostoucí teplotou klesá.
W.m -1 .K-1
 sklo
=
porcelán
=
1.2–1.6 W.m -1 .K-1
 železo
=
80,2
W.m -1 .K -1
 plast
=
0,2
W.m -1 .K-1
1,35
Shoduje se, že nejvíce vychladla voda v hrníčku, který je z materiálu s největší
tepelnou vodivostí?
Zdroje :
http://www.prirodnistavba.cz/userfiles/Prirodni%20stavba/Sou%C4%8Dinitel%20tepeln
%C3%A9%20vodivosti.jpg
http://www.atlantic-comfort.com/images/fullsize/Diamant-HD.jpg
63
29. Pokusy s magnety
1) MO TIVACE
Magnet je těleso, které ve svém okolí vytváří magnetické
pole - prostor v kterém působí magnetická síla.
Názvy magnet a magnetismus pocházejí od názvu kraje
Magnesia, který leží na pobřeží Malé Asie (dnešní
Turecko)
Tam se těžil nerost, který přitahoval železné předměty.
Dostal název magnetovec.
Feritové magnety - jsou to oxidy železa a baria nebo stroncia, které se po spečení
(odborně zvaném sintrování) chovají jako keramický materiál.. Využívají se
hojně v kancelářích a domácnostech jako přídržné magnety, používají se v
malých elektromotorech, anebo například bývají součástmi magnetických brzd…
Alnico magnety – jsou magnety tvořené slitinou AlNi (hliník a nikl). Využívají
se ve středně velkých elektromotorech, reproduktorech a akustických měničích a
různých elektrických měřících přístrojích…
FeNdB a SmCo magnety – jsou asi nejnovějšími typy magnetů. Obsahují prvky
vzácných zemin, kterými jsou nejčastěji Samarium (Sm) nebo Neodym (Nd),
odtud také bývají označované jako neodymové magnety. Jsou ovšem také tvrdé a
poměrně křehké .
1. pokus -Prostorový model magnetického pole magnetu
Pomůcky :
sklenice se šroubovacím uzávěrem, zkumavka, feritový a neodymový magnet,
železné piliny, posuvné měřítko, tužka, nůžky, čtvrtka, izolepa, tavná
pistole, provázek
Postup :
1. Posuvným měřítkem změříme průměr zkumavky, tužkou si
nakreslíme kruh o stejném průměru na víčko, a nůžkami vystřihneme
otvor, okroj začistíme smirkovým papírem.
(Náhradní varianta položíme sklenici otvorem na karton, obkreslíme
a vystřihneme si víčko z kartonu)
2. Zkumavku zasuneme do otvoru ve víčka a připevníme lepidlem
z tavné pistole.
3. Do sklenice nasypeme železné piliny a víčko našroubujeme na láhev. ( V náhradní
variantě pečlivě přilepíme víčko z kartonu ke sklenici. Spoj musí být neprodyšný).
4. K magnetům přilepíme izolační páskou provázek.
64
5. Spustíme do zkumavky ferit – pozorujeme chování železných pilin – jejich
uspořádání
nám ukáže, jak působí magnetická síla. Ferit vytáhneme , spustíme ve zkumavce
neodymový
magnet. Opět pozorujeme piliny
-
jak se mění jejich uspořádání při změně polohy neodymového magnetu
jak se změnila velikost magnetické síly při výměně magnetu
2. Pokus – Popření gravitace ?
Pomůcky : 1m dlouhá hliníková trubka, neodymový magnet, stopky , matička
Postup :
1. Vyzkoušíme, že hliníková trubka a magnet se nepřitahují – hliník není
feromagnetická
látka. Připravíme si stopky – budeme měřit čas, po který budou padat trubkou matička
a neodymový magnet.
2. Spustíme do svislé trubky matičku a změříme čas pádu.
Spustíme do svislé trubky do trubky magnet a změříme čas pádu.
S překvapením zjistíme, že magnet se chová podivně Jeho pád se zdá být nezvykle
zpomalený. Přitom hliník není feromagnetickou látkou, která by magnetem byla
přitahována, a proto také magnet při svém pádu není tímto způsobem brzděn.
Příčinou pomalého pádu magnetu v měděné trubce musí být tedy jiný jev.
Padající magnet způsobuje změnu magnetického pole (proměnlivé magnetické
pole). Hliníková trubka se chová jako cívka s jediným závitem. Když magnet padá
dolů trubkou (tedy cívkou), indukuje se v ní napětí.
vířivé
proudy
Trubka navíc tvoří uzavřený obvod a tak se v ní
indukují proudy, které podle Lenzova zákona
mají takový směr, že vzniklá magnetická síla
působí proti změně magnetického pole.
magnetické
pole
padající
magnet
Při pádu magnetu hliníkovou trubkou působí
proti směru pádu magnetu a začnou jej brzdit.
Vířivé elektrické proudy vznikající ve vodiči mají
svůj název – Foucaltovy proudy.
Zdroje : http://fyzmatik.pise.cz/1262-magnet-padajici-medenou-trubkou.html
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/5b/Magnetite275100.jpg/280px-Magnetite-275100.jpg
65
30. Přírodní zdroje napětí – soutěž ovocných a zeleninových „baterií“
1) MO TIVACE
Aby elektrickým obvodem procházel elektrický proud musí být připojen ke zdroji
elektrického napětí. Mezi zdroje napětí patří voltův galvanický článek.
katoda
anoda
Skládá se z měděné a zinkové desky,
které jsou vloženy do zředěného roztoku
kyseliny sírové - elektrolytu. Obě desky
se nazývají elektrody :
Elektrolyt
anoda – kladná elektroda
katoda – záporná elektroda
Pomůcky :
různé druhy ovoce a zeleniny, případně jiné potraviny, měděná a zinková elektroda,
vodiče, senzor elektrického napětí, rozhraní Usblink a program Sparkvue, led dioda
Postup :
1) Připravíme si na pracovní plochu různé druhy ovoce, zeleniny ( jiné potraviny) ,
měděnou a zinkovou elektrodu. Elektrody případě potřeby očistíme, jak před začátkem
pokusu, tak v průběhu mezi jednotlivými měřeními.
2)V počítači otevřeme program Sparkvue, přes rozhraní Usblink připojíme senzor
elektrického napětí. V programu si sestavíme úlohu měřit napětí, zobrazit graf a číslo.
3) Do krokosvorek senzoru připojíme elektrody, které
vsuneme do ovoce. Elektrody se nesmí dotýkat
Je vhodné ovoce před měřením trochu pomačkat, aby se
uvolnily šťávy – elektrolyt.
4) Kliknutím na znak měření, zahájíme měření elektrického
napětí přírodní baterie.
Naměřenou hodnotu zapíšeme do tabulky.
66
Druh přírodní „baterie“
Naměřené napětí
Která potravina je nejvhodnější jako elektrolyt galvanického článku ?
5) Pokuste se vzájemně sériově propojit nejméně tři
galvanické články. To znamená, že zinkový (záporný) pól
jedné baterie propojíme s měděným (kladným) pólem baterie
následující. Změřte napětí mezi zbylými koncovými
elektrodami
napětí je ............................voltů
6) Ke krajním elektrodám sériově zapojených
galvanických článků připojíme drátky led diody .
Led dioda se rozsvítí.
Zdroje :
http://www.cez.cz/edee/content/microsites/elektrina/obr/1-10.jpg
http://deosum.com/Images/galvanicky-clanek-citron-baterie.jpg
http://fyzweb.cz/materialy/bizarni_kramy/lemon.jpg
http://files.extremelab.webnode.cz/200000139-1cd331dcde/IMG_2409.JPG
67
31. Elektroskop
1) MOTIVACE
Elektroskop je přístroj, který slouží k indikaci a měření elektrického náboje.
Robert Boyle zjistil, že elektrická a neelektrická tělesa
se navzájem přitahují. Souhlasně nabitá tělesa se
odpuzují a opačně nabitá tělesa se přitahují.
Na tomto principu je založen elektroskop, který poprvé
sestrojilCharles Francois Du Fay ( 14 září 1698 - 16.
července 1739)
Princip běžného statického elektroskopu
spočívá v tom, že na kovovou destičku,
která je spojena s plátky kovů, přivedeme
elektrický náboj.
Existují dva druhy elektrického náboje kladný a záporný. Kladně se nabíjí např.
skleněná tyč třená kůží nebo vinidurová
tyč třená flanelem.
Souhlasné náboje se odpuzují, opačné
se přitahují. Nabité a nenabité těleso se
přitahují. Na vzájemném odpuzování
souhlasných nábojů jsou založeny
elektroskopy.
Podle velikosti elektrického náboje jsou
plátky kovu od sebe odtlačovány
odpudivou silou stejných elektrických
nábojů. Z velikosti výchylky od svislé
roviny lze určit velikost náboje.
Klasický elektroskop ukazuje přítomnost
elektrostatických nábojů výchylkou bez
ohledu na znaménko, pokud máme
elektroskop se stupnicí (elektrometr),
můžeme určit i velikost náboje.
Pomůcky : menší zavařovací láhev, plastové víčko nebo menší kus kartonu případně
polystyrénu (asi půlky formátu A5), 20cm drátu, alobal, izolepu, tužku, pravítko, nůžky,
kleště, tavnou pistoli
68
Postup :
1. Položíme láhev hrdlem na víčko (papír, polystyrén) a obtáhněte ho
tužkou.Kruh vystřihněte, případně odřežte a ve středu kruhu udělejte
otvor. Drát protáhněte otvorem a vytvarujte.Na jednom konci vytvořte
kleštičkami ohnutí jako u kotvy, na druhém vytvořte spirálu kolmou
k délce drátu.
2. Drát provlečte asi 5cm brčka a s brčkem přilepte kolmo k víčku
tavnou pistolí.
3. Z alobalu vystřihněte dva proužky o rozměru 2 x 0,5cm proužky
navlečte na ohnutí drátu, tuto část drátu vsuňte do lahve.
4. Víčko přilepte izolepou na sklenici, při lepení dbejte na to, aby se
drát s proužky alobalu nedotýkal stěn sklenice.
5. Dotvarujete horní část drátu nad víčkem – ohněte jej pod úhlem 70°.
Hotový elektroskop vyzkoušíme – budeme třít pravítko nebo plastovou tyčku různými
materiály, tím na nich vytvoříme elektrický náboj. Dotkneme - li se zelektrovanou
tyčkou spirály elektroskopu elektroskop se nabije a proužky alobalu se rozestoupí.
Ověřte, jak závisí velikost náboje (rozestup proužků alobalu) na době tření a na
různých materiálech.Připojte k počítači přes rozhraní senzor elektrického náboje a
otevřete program Sparkvue. Senzorem ověřte velikost elektrického náboje na
elektroskopu.
.
Zdroje :
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b5/Electroscope.png
http://www.edenhell.net/media/images/person/2009-05/dyufe-sharlfransua_jpg_110x150crop_upscale_q85.jpg
http://shelf3d.com/VYgOI4fmXoM#Electroscope à deux feuilles
http://shelf3d.com/2PmWlPjV6n0#How to make an electroscope (DIY)
69
32. Jistá ruka
1) MO TIVACE
Elektrický obvod představuje souhrn prvků tvořících uzavřenou cestu pro
elektrický proud.
Nejjednodušší elektrický obvod je takový obvod, který obsahuje jen jeden zdroj
napětí a spotřebič, které jsou navzájem spojené vodiči. Aby bylo možné proud
v obvodu přerušit, je do obvodu zapojen ještě spínač.
K znázornění elektrických obvodů využíváme elektrotechnická schémata
s následujícími značkami:
zdroj napětí - baterie
žárovka
spínač
Elektrickým obvodem prochází proud tehdy, jsou-li splněny tyto podmínky :
1. elektrický obvod je uzavřen
2. obvod je připojen ke zdroji napětí.
Pomůcky :
zdroj napětí – plochá baterie, led dioda, 1m ohýbacího drátu, 0,5m izolovaného drátu,
krabici, lepící pásku, nůžky, kleště, propisovačku,
Postup :
1) Do víka krabice uděláme tři otvory hrotem kuličkového pera, těmi budeme
protahovat dráty.
1
4
2
3
Dále propíchneme špendlíkem ve víku dva otvory asi 4 mm od sebe, do nich
vsuneme vývody led diody.
70
2) Vsuneme vývody led diody do víka krabice (4), trochu je ohneme , aby ledka držela
ve víku.Provlékneme ohýbací drát otvory číslo 1a 2 , drát vytvarujeme do libovolného
tvaru.
Připravíme si propojovací vodiče, přibližně o délce 5 až 10 cm - z konců izolovaného
drátu vždy odstraníme izolaci - první spojí které ohýbací drát s jedním vývodem led
diody, druhý propojí led diodu s baterií (pozor na zapojení ledky v propustném směru).
Při spojování vodičů vytvoříme smyčky, které provlékneme a zpevníme lepící páskou.
3) Odstraníme izolaci z konců izolovaného drátu, na jednom konci asi 2cm – ten
připevníme k baterii, na druhém 6 – 8cm, drát provlečeme tvorem číslo 3 . Na drát
navlekneme trubičku z propisky a odizolovaný konec stočíme do tvaru smyčky
4) Jestliže se smyčka a zprohýbaný drát dotknou, uzavře se elektrický obvod a led
dioda
se rozsvítí, elektrický obvod je uzavřen obvodem pochází proud. Když se dráty
nedotýkají je elektrický obvod přerušen a ledka nesvítí.
Jak zjistíte zda máte pevnou ruku ? Začnete se smyčkou na jednom konci
zprohýbaného drátu. Držte drát se smyčkou v jedné ruce a pohybujte s ním ke
druhému konci,tak
že se budete snažit nedotknout se zprohýbaného drátu. Je to docela obtížné.
71
33. Jednoduchý model elektromotoru
1) MO TIVACE
V letech 1834 až 1838 Moritz Hermann Jakobi zkonstruoval elektromotor
na stejnosměrný proud tak, že mohl pohánět člun na řece Něvě. Jako
zdroj použil sadu 320 galvanických článků.
anoda
Nejjednodušší motor na stejnosměrný
proud má stator tvořený permanentním
magnetem a rotující kotvu ve formě
elektromagnetu s dvěma póly. Rotační
přepínač zvaný komutátor mění směr
elektrického proudu a polaritu
magnetického pole procházejícího kotvou
dvakrát během každé otáčky. Tím zajistí,
že síla působící na póly rotoru má stále
stejný směr. V okamžiku přepnutí
polarity udržuje běh tohoto motoru ve
správném směru setrvačnost.
Pomůcky :
2 velké kancelářské svorky, 5 malých kulatých magnetů, papírový nebo umělohmotný
kelímek, 60 cm dlouhý, izolovaný drát o průměru zhruba 0,5 mm ,lihový popisovač ,
baterie
72
Postup :
1. Udělejte z drátu cívku o průměru asi 2,5 cm. Ať má 4 nebo 5 závitů. Volné konce
drátu obtočte několikrát okolo protějších stran cívky, aby dobře držela. Konce by měly
vyčnívat z protějších stran asi 5 cm. Konce drátu odizolujte. Popisovačem nabarvěte
horní plošku odizolovaných konců drátu (ve svislé poloze cívky).
2. Otočte kelímek dnem vzhůru. Na dno pak položte doprostřed dva magnety. Zbylé tři
nechte přichytit na ně, dovnitř kelímku.
3. Roztáhněte půlku každé kancelářské svorky a přilepte je lepící páskou na kelímek
(viz. obrázek). Jsou připevněny tak, že jejich rozvinuté části tvoří houpačku, která drží
cívku. Cívku dejte do této houpačky tak, aby byla v kolmé poloze ve vzdálenosti asi
1-2 mm od magnetů. Celé zařízení upravujte tak dlouho, až bude cívka vyvážená,
uprostřed závěsů a bude se moci volně otáčet s oběma oblouky procházejícími stejně
daleko od magnetu.
4. Připojte baterii na svorky například drátem s krokodýlky. Pošťouchněte cívku, aby
se začala točit. Když se cívka netočí, jak by měla, zkontrolujte, zda je vyvážená a zda
barva popisovače izoluje dobře vršek drátu. Když si s tím trochu pohrajete, bude váš
elektromotor určitě fungovat.
Zdroje :
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2f/Moritz_Hermann_von_Jacobi.jpg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/89/Electric_motor.gif/400pxElectric_motor.gif
http://www.eti.kit.edu/img/content/Jacobi_Motor_2.jpg
http://www.odbornecasopisy.cz/imagesold/e0402741.gif
73
34. Elektrický kviz
1) MO TIVACE
Elektrický kviz se skládá ze základní desky, na které jsou dvojice vodivých
bodů spojených na zadní části desky vodičem a zdroje napětí propojeného
s žárovkou a volnými vodiči horní straně .
Přiložíme – li volné vodiče
k vodivým bodům elektrický obvod
se uzavře a žárovka se rozsvítí.Světla
na testeru se rozsvítí. Na základní
desku můžeme připravit soubor
různých otázek a odpovědí . Otázky a
odpovědi musí být přiřazeny k
odpovídajícím dvojicím vodivých
bodů, tak že pokud jste odpověděli
správně, kontrolka se rozsvítí. Děti
mohou dělat mnoho různých otázek
samotných panelů.
2) POPIS PROVEDENÍ
Pomůcky :
základová deska, 4,5 volt baterie , izolační páska, lepící pistole, objímka se žárovkou
(případně led dioda ), vodiče, patenty, nůžky, kleště,
Postup :
1. Vytvoříme základovou desku pro elektrický kviz, na které vyznačíme 20 bodů
pravidelně rozmístěných. Body propíchneme špendlíkem . Zvolíme si 2 body které
chceme propojit. Oddělíme část izolovaného drátu potřebnou k propojení zvolené
dvojice bodů, z konců odstraníme asi 2cm izolace.
Každý konec provlékneme spodní částí 1 a 2 patentu, pak spodní části
prostrčíme otvory uzavřeme s horní části patentu. Tím vytvoříme vodivé spojení
mezi body. postupně propojíme všechny body.
74
2. Připravíme si 3 vodiče – 2 o délce asi 25 cm a 1 vodič o délce 10 cm, konce vodiče
odizolujeme. Připojíme vodiče objímce žárovky (povolíme šroubek, provlečeme vodič
a šroubek přitáhneme), pak vodič napojíme na póly baterie. baterii připevníme tavným
lepidlem k podkladové desce, napojení vodičů na póly zpevníme izolační páskou.
3. Ověříme si, že se žárovka při spojení správných dvojic bodů rozsvítí. Kviz můžeme
postavit také s použitím led (propíchneme základovou desku ,prostrčíme nožičky
ledky, připojíme vodiče a knoflíkovou baterii, kontakty zpevníme izolační páskou).
4. Připravíme si s využitím literatury a internetu
soubor zajímavých otázek a odpovědí , které
přidáme na základovou desku a můžeme začít
soutěžit.
Zdroje :
http://www.didakt.cz/vyrobky/elektronicke_hry/dopravni_znacky.gif
http://www.supra-lernplattform.de/index.php/lernfeld-natur-undtechnik/elektrizitaet/einheit-8-wir-bauen-ein-elektroquiz
75
35. Vznášedlo
1) MO TIVACE
Vznášedlo
Vznášedlo je dopravní prostředek pohybující se na vzduchovém polštáři těsně nad
vodní hladinou nebo povrchem Země.
Americké vojenské
výsadkové LCAC vznášedlo
Vzduchový polštář je vytvářen proudem vzduchu, který je dmychadly vháněn pod
vznášedlo otvory ve dně trupu. Většina vznášedel má po celém obvodu pružnou
manžetu, která se naplňuje vzduchem a brání rychlému unikání vzduchu vháněného
pod vznášedlo. Díky tomu vzniká pod vznášedlem trvalý přetlak, který udržuje celý
stroj nad hladinou či pevninou. Pohyb vznášedlům zajišťují mohutné vrtule, které
bývají instalovány v zadní části stroje.
1. Vrtule
2. Vzduch
3. Dmychadlo
4. Pružná manžeta
Žáci shlédnou video na odkazu
http://www.youtube.com/watch?v=NMx_zBSD0PQ
2) POPIS PROVEDENÍ
Pomůcky :
CD, gumička, víčko PET láhve, balónek, hřebík, kleště, svíčka (hořák), zápalky,
lepidlo, rovná dlouhá deska (stůl
76
Postup :
1. Spodní část sportovního uzávěru PET lahve potřeme lepidlem a přiložíme je
přesně na střed CD. Necháme lepidlo zaschnout. Pokud nemáme sportovní uzávěr
lahve seřízneme horní část PET láhve s víčkem podle obrázku Uchopíme do kleští
hřebík a nad hořící svíčkou jej nahřejeme. Jím pak propálíme do víčka otvor shodný
se středovým otvorem CD.
řez
2. Balónek, který použijeme, nejprve ústy nafoukneme
a necháme vzduch opět uniknout otvorem ven. Potom
balónek natáhneme na tu část víčka PET láhve na
němž není přilepené CD a zajistíme jej gumičkou.
3. Vznášedlo umístíme na začátek stolu a
jemným posunutím se pokusíme je po stole poslat.
Vznášedlo se neposune daleko.
Pokud však balónek nafoukneme a pošleme
vznášedlo po stole, začne se pohybovat jako by se
vznášelo.
Vysvětlení: Vzduch z balónku uniká otvorem v CD na všechny strany. Pod
vznášedlem tak vzniká tenká vrstva vzduchu, která sníží tření téměř na nulu. Pod CD
se díky proudícímu vzduchu vytváří podtlak, který přitahuje vznášedlo k ploše desky
(proto vznášedlo neuletí směrem vzhůru, jako by to v jiném případě udělal balónek).
Vznášedlo dopadne na desku stolu ve chvíli, kdy se balónek vyfoukne.
Zdroje :
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:USN_hovercraft.jpg
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hovercraft_-_scheme.svg
http://www.bosladna.eu/produkty/1,5l_kola.jpg
http://fyzweb.cuni.cz/piskac/akce/pos3/pokusy/p11.jpg
http://fyzika.gjvj.cz/pokusy/pokusy/fotky/515vznasedlo1.jpg
77
36. Turbínový zavlažovač
1) MO TIVACE
Princip odstředivého čerpadla spočívá ve využití odstředivé síly, která působí na
přepravovanou kapalinu.
Odstředivá síla je setrvačná síla, která
působí při křivočarém pohybu (při pohybu
po kružnici). Odstředivá síla vzniká jako
reakce síly dostředivé, kdy se těleso snaží
setrvat v přímočarém pohybu.
Velikost odstředivé síly je stejná jako
velikost dostředivé síly.
Směr odstředivé síly je od středu zakřivení
(od středu kružnice)..
V odstředivých čerpadlech částice čerpané kapaliny postupují vlivem odstředivé
síly k obvodu lopatek. V místě výtokového otvoru na ně přestává tato síla působit
a částice pokračují setrvačností v pohybu ve směru otáčení.
Poháněcí hřídel je spojena s rotorem a zahnutými lopatkami. Zahnuté lopatky se
rozbíhají od středu a dávají tekutině, která na ně přiteče rotační pohyb.
Kapalina je pak vytlačena z výstupního otvoru.
2) POPIS PROVEDENÍ
Pomůcky :
tuhý proužek papíru 25cm x 1cm, 2 brčka, otáčecí hřídel - špejle, stará naplň do
propisovačky, tuhý drát,lepidlo, nůžky, lepící páska
Připevnění
slámky na osu
otáčení
Postup :
1. Najděte střed slámky a uprostřed udělejte otvor, kterým
provlečete špejli – osu otáčení..Naměřte 3cm od středu na
obě strany a tam brčko nařízněte, v místech nářezu části
brčka ohněte směrem k ose otáčení. Ohnuté části přilepíme
lepící páskou ke špejli tak, aby konce slámky zůstaly volné.
78
2 . Navineme drát na náplň propisovačky, tím
vytvoříme pružinu, hotovou pružinu stáhneme z náplně .
Konce drátu pružiny stočte a ohněte podle obrázku.
Zahněte drát do
tvaru
písmene Z
Připevněte zahnutý drát lepící páskou ke kratší slámce,
pružinu navlečte na osu otáčení.
3. Papírový pásek poskládáme a po jedné straně potřeme lepidlem.
Papírový pásek vytvarujeme do tvaru hvězdy,
tu, navlečeme na hřídelku a upevníme lepidlem.
4. Ponoříme volné konce brček
zavlažovače do vody a foukneme do
kratšího brčka.
Turbinka se otáčí, voda stoupá díky
odstředivé síle brčky a vesele stříká
kolem.
Vše pečlivě zavlaží, to oceníme
zejména v létě !
Zdroje :
http://www.arvindguptatoys.com/toys/Turbinesprinkler.html
http://www.techmania.cz/edutorium/data/fil_4070.gif
http://druhy-cerpadel.cz/hydrodynamicka/odstrediva/
79
Seznam použité literatury
1) Kolářová R.- Bohuněk J.: Fyzika pro 6. ročník základní školy , 2.vyd. ,Prometheus
2008 Praha, 159s, ISBN 80-7196-246-5
2) Kolářová R.- Bohuněk J. : Fyzika pro 7. ročník základní školy, 2.vyd.,,Prometheus
2008 Praha, 199s, ISBN 80-7196-265-1
3) Kolářová R.- Bohuněk J.: Fyzika pro 8. ročník základní školy, 1.vyd, Prometheus
2008 Praha, 223s, ISBN 80-7196-149-3
4)Kolářová R., Bohuněk J. a kol: Fyzika pro 9. ročník základní školy, 1.vyd.,
Prometheus 2008 Praha, 232s, ISBN 80-7196-193-0
Internetové zdroje
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hframe.html
http://www.physicsclassroom.com/vlase
http://www.arbeitsblaetter-physik.de/
http://kdf.mff.cuni.cz/pokusy/index.php?jazyk=ex&predmet=17
http://www.exo.net/~pauld/
http://www.phywe.cz/fyzikalni_pokusy.php#P24
http://scienceclub.org/kidlink1.html
http://www.stevespanglerscience.com/
http://www.arvindguptatoys.com/films.html
www.infovek.sk/predmety/fyzika/expert_07_08.html
http://www.expoz.cz/materialy
http://www.michaelbach.de/ot/index.html
http://www.fyzikalni-experimenty.cz/cz/elektromagnetismus/
https://www.teachengineering.org/view_subjectarea.php?url=collection/wpi_/subject_a
reas/wpi_physical_science/physical_science.xml
http://fyzweb.cz/materialy/index.php
http://www.kof.zcu.cz/st/dp/hosnedl/html/obsah.html
http://fyzika.jreichl.com/
http://www.instructables.com/
http://www.techmania.cz/edutorium/
http://www.exploratorium.edu/education/designing-teaching-learning-tools
80

Manuál fyzikální kroužek

Transkript

Podobné dokumenty

VY_32_INOVACE_SADA_6_Z, --. 58 - Karlovarsk-

Stezka hastrmanů - Gymnázium Mimoň

Marketing - Obchodní Akademie Lysá nad Labem

KMEN STRUNATCI = CHORDATA

Ročník: II., číslo 3., vyšlo 9. 3. 2012 NEPRODEJNÉ!

Manuál Pokusů z fyziky

pracovní list

HP 25 (51625)

pokusy, experimenty a hrátky s fyzikou

Televizní vysílač TVM-1

2014 - Dobrý den! Vítá vás Synology Web Station katedry

Kutil - Odborky

Ověření obsahu vitamínu C

OVMT Zkoušky tvrdosti

Fyzikální kroužek Elektroskop Elektroskop je přístroj, který slouží k

Bdinková - nápady ze semináře

Učebnice fyziky

Nové odborky - 5. oddíl Hvězda

OBSAH ÚVODNÍ SLOVO 7 Kapitola první NEPOMINUTELNÁ

- Katedra obecné fyziky

1) Kde leží střed vesmíru - Ústav teoretické fyziky a astrofyziky

Číst - ARCHIV - Vedneměsíčník