Fyzika v 20M

Měření reakční doby člověka

Když se žáci třídy 20M SPŠST Panská vrátili na týden do školy v rámci střídavé návštěvy školy vyplývající z vládních protikoronavirových opatření, chtěl jsem, aby absolvovali první laboratorní práci.

„V rámci této práce si jednak proměříte zajímavou charakteristiku vašeho těla, a současně se naučíme zpracovávat protokol o fyzikálním měření. A ten vám může být vzorem pro všechna další měření,“ říkám na úvod hodiny věnované laboratornímu cvičení z fyziky.

Pak píšu na tabuli nadpis 1. laboratorní práce: Reakční doba člověka.

„Co to je reakční doba?“ ptám se žáků.

„Tak třeba, když budu chtít měřit čas, tak je to ta doba, než zmáčknu stopky,“ zní trošku kostrbatá, ale věcně správná odpověď v první polovině třídy.

„To je doba, kterou potřebuje třeba brankář, aby zareagoval na letící míč,“ zaznívá odpověď na stejnou otázku ve druhé polovině třídy další vyučovací hodinu.

„A může být reakční doba třeba nebezpečná?“ ptám se záměrně trošku záludně.

„Může, třeba u řidičů,“ napadne shodně žáky v obou skupinách třídy. Pak diskutujeme, čím může být reakční doba, zejména u řidičů, ovlivněna.

„Prima, a teď si zkusíte vaší reakční dobu změřit tím pravítkem, které jste si měli na hodinu donést,“ říkám; vidím totiž, že žáci mají pravítka už nachystaná na lavici. „Nějaký nápad?“

„No mohli bychom nechat padat kolem toho pravítka nějaký předmět - třeba tužku,“ zní první odpověď.

„To by určitě šlo, ale nebylo by možné nechat padat něco jiného?“ usmívám se.

„Třeba to pravítko,“ napadne někoho.

„Super! Přesně tak,“ říkám a popisuji, jak ve dvojicích bude jeden pravítko držet, povídat si s kamarádem a v nestřeženém okamžiku pravítko pustí. Kamarád se bude snažit pravítko co nejdříve zachytit; a na základě vzdálenosti, o kterou pravítko mezi prsty propadne, pak lze určit příslušnou reakční dobu.

„Jakým typem pohybu se bude pravítko pohybovat?“ ptám se pak.

„Volným pádem,“ zazní za chvíli ucelená odpověď.

„Opravdu to bude volný pád?“ zacházím do detailů.

„No nebude - kvůli odporové síle vzduchu,“ odpovídají žáci.

„Fajn, nicméně pro naše měření je představa volného pádu dostatečně přesná,“ uzavírám diskusi nad typem pohybu pravítka.

Pak žákům rozdávám připravené pracovní listy a začínáme postupně pracovat.

Nejdříve ze vztahu pro dráhu, kterou hmotný bod urazí volným pádem za určitý čas, vyjádříme tento čas. Pak začínají žáci měřit dráhu, kterou pravítko od puštění do zachycení urazí.

Když mají naměřeno, dopočítají dobu, za kterou pravítko od jeho vypuštění z ruky spolužáka zachytili, a poté spočítají průměr této veličiny.

„Proč vlastně měříme víckrát?“ ptám se.

„Abychom dostali přesnější hodnoty,“ odpovídají žáci.

„Fajn,“ souhlasím, „ale je ještě nutné posoudit, jak přesně jsme měřili.“

Postupně procházíme v pracovním listu připravené výpočty chyb měření a žáci vše počítají na svých naměřených hodnotách.

Na závěr vysvětlím, co vypočtená chyba znamená, jakým způsobem naměřená data interpretovat a jakým způsobem formulovat závěr laboratorní práce.

Z přečtených protokolů bylo patrné, že se žákům měření podařilo velmi dobře a že si ho užívali. To ostatně nemuseli psát - to bylo jasně patrné už během hodiny, v níž měření prováděli a zpracovávali.

Průběh měření je zobrazen na fotografiích.

Autor fotografií:

Jaroslav Reichl