Fyzika v 23L

Newtonovy zákony

„Na další hodinu by bylo fajn mít dva skejty,“ říkám na konci hodiny ve třídě 23L SPŠST Panská, ve které jsme postupnými úvahami odvodili a na závěr vyslovili první Newtonův zákon. „Může někdo přinést? Ale nechci, abyste to stěhovali přes půl republiky!“

Přihlásí se dva žáci; jeden další hodinu skejt zapomene, ale pro začátek vystačíme i s jedním skejtem.

Po experimentech, které navazovaly na první Newtonův zákon, postupně na skejtu zkoušíme tyto situace:

uvedení do pohybu žáka stojícího na skejtu roztlačením od spolužáka stojícího na zemi;

uvedení do pohybu žáka stojícího na skejtu tažením spolužákem stojícím na zemi;

uvedení do pohybu žáka stojícího na skejtu odstrčením od stěny;

uvedení do pohybu žáka stojícího na skejtu tažením za provázek spolužákem stojícím na zemi;

uvedení do pohybu žáka stojícího na skejtu tak, že se sám bude přitahovat za provázek držený spolužákem stojícím na zemi.

Všechny provedené experimenty komentujeme, vysvětlujeme, a nakonec i zakreslíme na tabuli. Ve všech případech působí na žáka síla, která ho uvádí do zrychleného pohybu.

Následující hodinu máme už dva skejty a můžeme tedy v experimentování pokrčovat:

měření velikosti sil, kterými na sebe působí dva žáci – jeden na skejtu a druhý, který ho uvádí do pohybu, stojící na zemi: velikosti obou sil jsou stejné;

žák stojící na skejtu se odstrčí (resp. je odstrčen) od žáka přibližně stejné hmotnosti stojícího také na skejtu;

žák stojící na skejtu se odstrčí (resp. je odstrčen) od učitele vyšší hmotnosti, než má žák, stojícího také na skejtu.

Vzhledem k tomu, že na oba lidi na skejtech působí stejně velká síla, jak jsme proměřili dříve, je zjevné (a bylo to i ve třídě vidět), že:

mají-li oba lidi na skejtech stejnou hmotnosti, pohybují se „stejně“, tedy se stejně velkým zrychlením;

mají-li oba lidi na skejtech odlišnou hmotnost, pohybuje se „snáze“, tedy s větším zrychlením, ten s menší hmotností.

Poté nám nebrání nic v tom, napsat slovní znění druhého a třetího Newtonova zákona.

Snad si fyzikální podstatu Newtonových zákonů budou žáci na základě tohoto experimentování lépe a důkladněji pamatovat.

Průběh "odvozování" Newtonových zákonů zobrazují fotografie. (Změna rozlišení fotografií je způsobena technickými problémy s fotoaparátem.)

Autor fotografií:

Jaroslav Reichl