Odhady fyzikálních veličin

„Fyzik a technik obecně by měl ovládat kromě bravurní znalosti fyzikálních zákonů a jejich důsledků také fundovaný odhad,“ začal jsem první hodinu laboratorních cvičení z fyziky ve třídě 22M SPŠST Panská. „Proto si váš odhad dneska vyzkoušíme a průběžně budeme podobné úlohy zařazovat, abyste se trénovali. Není nic horšího, než když do písemky opíšete výsledek z kalkulačky na 10 desetinných míst! Uvědomte si, že co fyzik spočítá, musí umět i naměřit. A měření má vždy svou přesnost a omezení.“

Pak postupně vyndávám z připravené tašky sklenice s různými předměty (ořechy, párátka, zrnka rýže, hřebíčky, …) a žáci mají za úkol odhadnout jejich počet. Když si všichni prohlédnout všechny sklenice a poznamenají si své odhady, každý ze žáků se podělí o svůj odhad. Po odtajnění skutečného počtu předmětů v lahvích pak společně diskutujeme, proč se např. počet ořechů odhadoval velmi dobře, ale počet zrnek rýže totálně špatně.

Druhá aktivita je zaměřená na odhady fyzikálních veličin. Jejich seznam dávám žákům na lístečcích a mají za úkol postupně odhadnout:

  • délku chodby;
  • délku špejle;
  • hmotnost ubrousku;
  • hmotnost tenisáku (včetně jednoho speciálního);
  • objem víčka od PET láhve;
  • objem krabičky od filmu;
  • objem hrnce;
  • plochu desky lavice;
  • plochu přiloženého papíru odtrženého z papíru formátu A4;
  • čas výtoku vody z PET láhve.

    • Až na poslední veličinu žáci postupně odhadují, zkoušejí si daný předmět proměřit pomocí ruky, potěžkat v ruce, … Poslední fyzikální děj pak zrealizuji na konci první hodiny sám a sám měřím čas, zatímco žáci ho jen odhadují.

    Na začátku druhé hodiny diskutujeme, jak a čím měřit jednotlivé fyzikální veličiny. Nutím žáky přemýšlet (citlivost vah není dostatečná k vážení jednoho ubrousku, odměrný válec je příliš velký na měření objemu víčka, …) a současně dodávám:

    „Dneska naměříte danou veličinu jen jednou. V okamžiku, kdy budeme dělat sofistikovanější měření, budeme muset měřit víckrát a měření poté zpracovat. Dneska chci, abyste si jen trošku osahali některé přístroje.“

    Pak se žáci rozdělují do skupinek a postupně měří veličiny, které předtím odhadli. Svá měření napíší na tabuli, aby si je mohli ostatní žáci zapsat. Poté diskutujeme nad tím, jak přesně nebo nepřesně se odhady dařily. Současně upozorňuji na různé „finty“, jak odhad zlepšit: porovnat odtržený papír s papírem formátu A4, jehož rozměry žáci znají z hodin technického kreslení, porovnat délku desky lavice s vlastní výškou, …

    Fakt, že se bude špatně odhadovat hmotnost ubrousku nebo tenisáku, jsem očekával. Ale odhad objemu čtyřlitrového hrnce (typického pro vaření oběda v rodině) na dvacet litrů nebo dokonce osmdesát litrů, to mě překvapil.

    Podobné typy úloh mohou žákům pomoci získat lepší odhad. A to nejen u praktických aktivit, ale i u řady kvantitativních úloh, které v rámci fyziky budeme řešit.

    Průběh cvičení zaměřeného na odhady fyzikálních veličin zobrazují fotografie.

    Autor fotografií:

    Jaroslav Reichl

    © Jaroslav Reichl, 14. 9. 2022