Newtonovy zákony

Newtonovy zákony jsou velmi důležité nejen pro celou dynamiku, ale i pro řadu dalších částí fyziky, v nichž se vyšetřují silové interakce mezi tělesy, nabitými tělesy, tělesy v magnetickém poli, … Proto je velmi nutné Newtonovy zákony nejen umět, ale také je správně chápat! A pochopení fyzikálního zákona není možné bez experimentu …

Když jsme se ve výkladu přiblížili k Newtonovým zákonům, vyzval jsem žáky třídy 11L, zda by nebyli dva z nich ochotní přinést do školy skateboard. S jeho využitím lze totiž velmi dobře Newtonovy zákony (zejména druhý a třetí z nich) velmi dobře experimentálně objasnit, upozornit na slabá místa, která dělají většinou žákům problémy, ujasnit drobné (v učebnicích většinou přehlížené) detaily a hlavně vidět na vlastní oči, že tyto zákony v praxi fungují!

Vyžadovalo to ovšem spolupráci od celé třídy. Nejen od hlavních dvou experimentátorů Filipa Moravce a Filipa Šmergla, ale také od ostatních. Kluci pod mým vedením jezdili před třídou na skateboardech a ostatní popisovali, co vidí, a pokoušeli se to fyzikálně správně vysvětlit. Zrealizované pohyby a situace jsme postupně schématicky zakreslovali na tabuli a s využitím moderní techniky se vraceli k již namalovanému, dokreslovali další síly k silám již nakresleným a zodpovídali na otázky, které se přitom vynořili. Na závěr hodiny se nám podařilo společnými silami vyslovit třetí Newtonův zákon: zákon akce a reakce.

Druhý den při další hodině fyziky naše snažení pokračovalo. Poté, co jsme předchozí den prozkoumali, co se děje při rozjíždění kluků na skateboardech za předpokladu, že se kluci navzájem odstrkují nebo přitahují promocí provázku, zadal jsem následující úkol: kluci se postavili na skateboardy tak, aby na sebe nedosáhli, a měli za úkol se navzájem uvést do pohybu. Přemýšleli nejen ti dva na skateboardech (Filipa Moravce tentokráte vystřídal Marek Šimák, který umění jezdit na skateboardu, jak se zdá, definitivně propadl), ale i celá třída. Návrhy padaly různé: Filip chtěl na Marka foukat, Radim Fiala chtěl na kluky střílet a podobné nápady. Teoreticky byly všechny naprosto v pořádku, ale prakticky byly neproveditelné ať už z technického nebo humánního hlediska.

Pak se ve třídě ozvalo: „Tak ať si vezmou flašku s vodou a stříkají na sebe!“

„Prima, to je dobrý nápad,“ řekl jsem a šel ke stolu pro prázdnou dvoulitrovou PET láhev. Když jsem jí u umyvadla plnil vodou, politoval jsem službu: „Nezávidím službě, z toho bude hroznej nepořádek!“

„Neeeee, to dělat nebudeme,“ zakřičel Viktor Novák, který už ten den jeden malér kvůli službě měl.

Postavil jsem již naplněnou láhev na první lavici a začal na ní šroubovat víčko. „Buď mi půjčíte kružítko, abych do víčka udělal otvor, nebo vymyslete lepší způsob,“ zavíral jsem nevzrušeně víčko.

„A co kdyby si tu láhev mezi sebou házeli,“ vykřikl ve snaze neudělat v učebně nepořádek kdosi.

„No, to by šlo,“ usmál jsem se, že konečně pochopili, kam mířím.

Marek s Filipem si začali přehazovat pod mým dohledem plnou láhev mezi sebou a já vedl třídu k vysvětlení, proč se pohybuje i ten, který láhev hodil, jak je možné, že když vystřídám Filipa na skateboardu já, tak se nepohnu, …

Od těchto experimentů byl už krůček k zavedení fyzikální veličiny hybnost a odvození impulsu síly.

Až čas a nejbližší testík na toto téma prověří, zda třída skutečně tuto problematiku pochopila.

Naše experimentování zachycují fotografie.

Autoři fotografií: Radim Fiala a Jakub Hůla

© Jaroslav Reichl, 2. 11. 2011