Fyzika v 23L

Rozklad sil na papíru a papírové váhy

Když jsme spočítali se žáky třídy 23L SPŠST Panská několik kvantitativních úloh na téma momentová věta, přinesl jsem do třídy použité listy papíru formátu A4, špendlíky a několik kelímků z automatu na kávu.

„Zkusíme si teď tři aktivity, které vám mohou pomocí operace se silami a momentovou větu lépe pochopit,“ říkám.

„Nejdříve si vezměte dva kelímky jako stativy, položte na ně papír a na něj nějaké závaží – gumu, sušenku, … prostě to, co máte po ruce,“ říkám a sám provádím experiment se 100gramovým závažím.

Experiment dopadne dle předpokladů – předmět propadne na stůl.

Na otázku, jak propadu předmětu zabránit, se ozvou dvě správné odpovědi: dát kelímky ve funkci stativů blíže k sobě, a nebo papír složit do tvaru harmoniky. Chválím, ale vyzývám žáky ke druhé možnosti, protože se složeným papírem budeme pracovat dále.

„Než začnete, přeložte decentně papír na polovinu tak, abyste našli střed delší strany. Nezarývejte, jen si polovinu papíru takto označte,“ nabádám žáky. A pak už skládáme.

Když je hotovo, položíme společně všichni papír na dva kelímky, na něj opatrně zátěž a ta drží. To je možnost pro kreativitu žáků, aby jako zátěž přidávali své iVěci, učebnice, penály, …

„Jak je možné, že nyní zátěž na papíru drží?“ ptám se.

Po chvíli přemýšlení dáme společně dohromady rozklad sil na hraně složeného papíru. Tíha zátěže se rozkládá do směru složeného papíru a tím ho vlastně ještě zpevní. V praxi se tento princip uplatňuje při stavbě klenby, stropů, oblouků mostů, …

Poslední aktivitou je výroba papírových vah.

„Vedle středu, který máte na složeném papíru označen, zapíchněte opatrně špendlík tak, aby se mohl papír kolem špendlíku volně otáčet, a na druhou stranu od špendlíku zavěste opatrně drobný předmět – minci, prstýnek, řetízek z krku a podobně,“ radím další postup.

Současně kreslím na tabuli schéma vah: na jedné straně od osy otáčení táhne dolů papír jeho tíhová síla, na druhé straně tíhová síla předmětu. Když změříme příslušné vzdálenosti nositelek sil od osy otáčení můžeme spočítat hmotnost předmětu.

„K tomu ale musíme vědět, jakou hmotnost má jeden list papíru,“ přemýšlím nahlas.

Přináším z kabinetu připravený obal od balíku papíru, kde přečteme klíčovou informaci: hmotnost papíru je 80 g na metr čtvereční.

„Teď jen, kolik papírů formátu A4 se vejde do jednoho metru čtverečního?“

Po chvíli přemýšlení odvodíme, že jich je 16; jeden list má tedy hmotnost 5 g.

Snad si žáci budou tyto aktivity pamatovat při řešení dalších typů úloh, které z nich budou fyzikálně vycházet.

Průběh aktivity je zobrazen na fotografiích.

Autor fotografií:

Jaroslav Reichl