Fyzika v 18L

Těžiště těles

Když jsme probrali a několika experimenty ukázali se žáky třídy 18L SPŠST Panská polohu těžiště těles a vliv jeho polohy na stabilitu těles, chtěl jsem, aby si žáci zkusili samostatně polohu těžiště najít. Na začátku hodiny jsme spočítali společně dvě úlohy teoreticky, pak jsem vydal pokyny k práci.

„Rozdělte se do čtyř skupin a v každé si zvolte zástupce, který si přijde pro materiály,“ říkám, zatímco na stole vyndávám z papírové krabice několik průhledných obalů s připraveným zadáním. Zástupci si vyberou každý jeden průhledný obal a vracejí se ke skupině.

„Máte v těch pošetkách všechno,“ usmívám se. „Těleso resp. rovinný útvar, jehož těžiště budete hledat, pracovní listy, do kterých budete vše zapisovat, drátěný držák na zavěšení provázků simulujících těžnice, drobnou zátěž i takovou tu žvýkačku na přilepení provázku na těleso. Zacházejte s tím opatrně - jste ostatně první třída, která s těmito pomůckami pracuje!“

Žáci se pustili do práce. Dle pokynů v pracovním listu zjistili, že mají polohu těžiště jak spočítat, jak ověřit experimentálně, a obě metody následně navzájem porovnat. Během chvíle se ukázalo, kdo ve skupince dokáže zorganizovat ostatní, kdo je ten šikovnější s praktickými radami a nápady a kdo je ochoten naslouchat radám ostatním.

„Nezapomeňte, že máte ve skupině minimálně šest rukou,“ usmívám se. „Sami to bez pomoci ostatních patrně nezvládnete proměřit!“

Experimentální část proběhla celkem rychle a bez větších problémů. S výpočtem polohy těžiště měli žáci trošku problém, ale nakonec se dobraly k řešení všechny skupiny.

„Teď by to chtělo ověřit, abyste to měli zcela dokonalé,“ hecuji žáky.

„Jen pozor na ten obrázek,“ usmívám se.

„On není stejně velký jako to těleso, že ne?“ odhalí celkem rychle v každé skupině někdo.

„Není,“ souhlasím. „Ale poměr si určete sami - jistě to zvládnete,“ dodávám.

Když vidím, jak žáci začínají odměřovat rozměry tělesa, upozorňuji ještě na skutečnost, že tělesa byla tištěna na 3D tiskárně. Proto se mohou naměřené rozměry od těch původně v software Mathematica navržených mírně lišit.

„Ale ta chyba je maximálně několik milimetrů, tedy se jistě vejde do chyb vašeho měření,“ dodávám.

Po provedeném výpočtu a následném přepočtu vypočtené vzdálenosti od okraje tělesa žáci změřili skutečnou vzdálenost nalezené polohy těžiště od příslušného okraje. A několik skupinek bylo extrémně překvapených, jak přesně se obě metody svými výsledky sešly.

Průběh hledání polohy těžiště těles zobrazují fotografie.

Poděkování:

Marek Vavřínek (třída 15D SPŠST Panská) - vytištění těles na 3D tiskárně.

Autor fotografií:

Jaroslav Reichl