Fyzikální kroužek 2012 - 2014

ZÁKLADNÍ ŠKOLA KLADNO MOSKEVSKÁ 2929 ZPRACOVALA ING EVA ABERTOVÁ 2014

2

Fyzikální kroužek

název téma strana

Lihová raketa Pohybové zákony 3

Rovnovážný stav Fyzikální vlastnosti látek 4

Sliz Fyzikální vlastnosti látek 5

Octová raketa Pohybové zákony 6

Papírová letadla Pohybové zákony 9

Krystaly Fyzikální vlastnosti látek 13

Siloměr Fyzikální veličiny 15

Přesýpací hodiny Fyzikální veličiny 17

Svíčkové hodiny Fyzikální veličiny 19

Model vah Fyzikální veličiny 21

Hustota Fyzikální veličiny 24

Fyzikální hračky - žába Síla 26

Provazochodec Těžiště 29

Papírové dělo Energie a její přeměny 31

Setrvačník Pohybové zákony 33

Auto na gumu Energie a její přeměny 35

Plovoucí balonek Mechanické vlastnosti plynů 37

Model Sluneční soustavy Astronomie 38

Kaleidoskop Optika 41

Vrtulky Energie a její přeměny 43

Hydraulický zvedák Mechanické vlastnosti kapalin 45

Přeměny energie - Kapesní vařič Energie a její přeměny 47

Šíření tepla - Smažené vajíčko, spirála Teplo 50

Povrchové napětí Mechanické vlastnosti kapalin 53

Tančící potápěč v láhvi - karteziánek Mechanické vlastnosti kapalin 55

Elektromagnetická indukce Elektromagnetické jevy 57

Plovoucí ledky Elektromagnetické jevy 59

Chladnutí vody Teplo 62

Pokusy s magnety Magnetismus 64 Přírodní zdroje napětí – soutěž ovocných a zeleninových „baterií“ Elektromagnetické jevy 66

Elektroskop Elektromagnetické jevy 68

Jistá ruka Elektromagnetické jevy 70

Jednoduchý model elektromotoru Elektromagnetické jevy 72

Elektrický kviz Elektromagnetické jevy 74

Vznášedlo Pohybové zákony 76

Turbínový zavlažovač Síla 78

3

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

4

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.

5

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 www.youtube.com/watch?v=ntp5IrXkHlE

Napíší si recept a podle něj vyrobí sliz 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

6

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.

7

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.

8

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=1T4GGHP_ http://www.kmd-trinec.cz http://cs.wikipedia.org/wiki/Raketa http://www.nasa.gov/mission_pages/apollo/index.html

9

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

10

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 .

11

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

12

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.

13

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/obrazky/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 10-

5 10 -2 m (0,01 – 0,00001) uvnitř zrn je uspořádání

14

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

15

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).

16

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

17

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?

2) POPIS PROVEDENÍ:

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 :

písek

uříznutá

pet lahev

víčko nebo

kruh z čtvrtky

písek

uříznutá

pet lahev

provrtaná a spojená

víčka pet lahví

18

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.

19

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

2) POPIS PROVEDENÍ: 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.

20

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.atelier-impala.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.

21

Model rovnoramenných vah 2) POPIS PROVEDENÍ Pomůcky: PET láhev 0,3 nebo 0,5l, špejle, hřebík, asi 3m bavlnky čtvrtka, tužka, pravítko, nůžky, drátek

stupnice

a ukazatel

hřebík

špejle

papírová miska

vahadlo

jazýček

aretační

šroub stavěcí

šrouby

sloupek

stupnice

olovnice

22

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

23

šablona závaží

24

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.

25

Pokusy :

LÁVOVÁ LAMPA

Pomůcky: sklenice nebo láhev, voda, olej, potravinářské barvivo a šumivý acylpyrin nebo celaskon nebo kalcium Postup: Do sklenice nebo láhve nalijeme Potom do sklenice vhodíme jednu z poloviny olej a ze čtvrtiny vodu až dvě šumivé tablety. obarvenou potravinářským barvivem 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.

26

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/galerie-obrazky/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.

27

2) POPIS PROVEDENÍ:

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

28

Šablona žáby

29

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.

2) POPIS PROVEDENÍ:

Pomůcky: Korková zátka, kancelářská sponka, kus silnějšího drátu , peříčko nebo hedvábný papír, plastelína nebo rybářská olůvka o hmotnosti 20~g , nebozez nebo hřebík

30

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)

31

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.

32

2) POPIS PROVEDENÍ: 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

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.

33

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_Catapult.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.

34

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

35

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.

2) POPIS PROVEDENÍ:

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).

36

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/kov-0670blue.jpg&w=149&h=112 http://selection.porsche.cz/upload/img/b4192d0d20e297fd5d1014df9405cc8a.jpg http://www.supra.grundschuldidaktik.uni-bamberg.de/lernfeld-natur-und-technik/technisches-spielzeug/gummiantrieb-rennwagen.html&ei=sjx0UcfvBorY4QTpxoCgBA

37

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.

38

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/tor3p201204040203101-4f7bfdb7c7e27_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.

39

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 (♆).

2) POPIS PROVEDENÍ: 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

40

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-Planets-copy.jpg http://fyzika-sychrov.sweb.cz/Model-Slunecni-soustavy-LP.html

41

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).

42

2) POPIS PROVEDENÍ: Pomůcky : tvrdý papír – víko krabice, zrcadlová tapeta, různobarevné korálky, izolační páska, průhledná folie, pauzovací papír, lepící pistole, nůžky, tužka , gumičky

Postup :

1. Podle šablony nakreslíme na tvrdý papír a vystřihneme tělo kaleidoskopu.Díly šablony přeneseme také rubovou stranu zrcadlové tapety, díly vystřihneme a teprve po nalepení tapety na podklad sloupneme ochranou folii z lícové strany .

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_zrcadlo.pdf http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b9/View_of_a_kaleidoscope.JPG

20cm

3cm

6cm

43

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.

2) POPIS PROVEDENÍ:

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.

44

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.

45

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. hydraulický lis, hydraulický zvedák , hydraulické brzdy

46

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://vnuf.cz/sbornik/prispevky/13-01-Bdinkova.html

http://www.hpsbn.cz/foto/lis-kopie- http://www.original-kompresor.cz/orlik-kompresor/eshop/33-1-RUCNI-NARADI/528-2-ZVEDAKY-A-KLADKOSTROJE https://www.google.cz/search?q=hydraulick%C3%A9+brzdy&hl=cs&rlz=1T4ADSA_csCZ489CZ491&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=91x9Us1TyI_sBr_5gKAG&ved=0CDcQsAQ&biw=1366&bih=589

47

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.

48

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.

49

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

50

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

51

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.

52

Na kolík (třeba tužku) přivážeme nit, na jejímž druhém konci je přivázaný hrot druhé tužky.Vedeme-li 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=1366&bih=612&tbm=isch&tbnid=MbQIe-JBjlBU3M:&imgrefurl=http://www.oskole.sk/%3Fid_cat%3D3%26clanok%3D19924&docid=menfhgcNq7jr2M&imgurl=http://www.oskole.sk/userfiles/image/Zofia/august%252520-%2525202012/fyzika/Sirenie_tepla_7r_jul_html_446ea77.png&w=635&h=178&ei=6VFYUo2iCYjNtAbUoYHQCw&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_csCZ489CZ491&biw=1366&bih=612&tbm=isch&tbnid=kjODwlobhGnOgM:&imgrefurl=http://www.bohanes.com/Vyuka/Fyzika/Fyzika%2520-Teplo.pdf&docid=j0OzvRMUlcW7LM&imgurl=x-raw-image:///69841b5ac283339237d37c97aa43f2a0525d344737ff72b2466795bb13ed98f5&w=668&h=845&ei=VldYUsvxOMTfsgaytYDAAg&zoom=1&iact=rc&page=12&tbnh=219&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

53

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.

54

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

55

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.

56

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

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

Kruh nasuneme na hrot

stříkačky.

Hrot stříkačky zaslepíme

lepidlem z tavné pistole.

Pak kleštěmi odštípneme

výčnělky na těle stříkačky. Na spodní část stříkačky

navineme drát , případně

naneseme plastelínu

57

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 .

58

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_accel&l=cz

59

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.

2) POPIS PROVEDENÍ:

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.

60

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

61

62

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

2) POPIS PROVEDENÍ:

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.

63

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.

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.

sklo = 1,35 W.m-1

.K-1

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

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

Měření číslo

Teplota vody t1

(°C) v 1. hrníčku

Teplota vody t2

(°C) v 2. hrníčku

Teplota vody t3

(°C) v 3. hrníčku

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Shoduje se, že nejvíce vychladla voda v hrníčku, který je z materiálu s největší tepelnou vodivostí?

64

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 . 2) POPIS PROVEDENÍ:

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.

65

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.

Zdroje : http://fyzmatik.pise.cz/1262-magnet-padajici-medenou-trubkou.html http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/5b/Magnetite-275100.jpg/280px-Magnetite-275100.jpg http://vnuf.cz/sbornik/prispevky/12-06-Bdinkova.html

padající

magnet

vířivé

proudy

magnetické

pole

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.

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.

66

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.

Skládá se z měděné a zinkové desky,

které jsou vloženy do zředěného roztoku

kyseliny sírové - elektrolytu. Obě desky

se nazývají elektrody :

anoda – kladná elektroda katoda – záporná elektroda

2) POPIS PROVEDENÍ:

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.

Elektrolyt

anoda katoda

67

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

Druh přírodní „baterie“

Naměřené napětí

68

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.

2) POPIS PROVEDENÍ:

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

69

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-sharl-fransua_jpg_110x150crop_upscale_q85.jpg http://shelf3d.com/VYgOI4fmXoM#Electroscope à deux feuilles http://shelf3d.com/2PmWlPjV6n0#How to make an electroscope (DIY)

70

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.

2) POPIS PROVEDENÍ:

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. Dále propíchneme špendlíkem ve víku dva otvory asi 4 mm od sebe, do nich vsuneme vývody led diody.

1 2

3 4

71

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.

72

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.

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.

2) POPIS PROVEDENÍ:

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

anoda

73

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/400px-Electric_motor.gif http://www.eti.kit.edu/img/content/Jacobi_Motor_2.jpg http://www.odbornecasopisy.cz/imagesold/e0402741.gif

74

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.

75

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-und-technik/elektrizitaet/einheit-8-wir-bauen-ein-elektroquiz

76

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

77

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.

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

řez

78

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

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.

Připevnění slámky na osu otáčení

79

2 . Navineme drát na náplň propisovačky, tím vytvoříme pružinu, hotovou pružinu stáhneme z náplně . Konce drátu pružiny stočte a ohněte podle obrázku.

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/

Zahněte drát do tvaru písmene Z

80

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_areas/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