Úloha 21

Pomôcky pre dvojicu/skupinu:

naklonené roviny (napr. dosky 50 cm a 300 cm), 2 rovnaké nákladné autá, náklad

Postup:

Úloha je zameraná na zisťovanie toho, či hmotnosť auta ovplyvní to, ako rýchlo zíde z kopca. Žiaci teda zisťujú, či sa ťažšie predmety posúvajú po naklonenej rovine rýchlejšie alebo pomalšie. Čiastkovou úlohou je zistiť, či to platí pre akékoľvek dlhé dosky. V úlohe sú navrhnuté dĺžky pol metra a tri metre, aby učiteľ získal približnú predstavu o tom, aký asi rozdiel by mal zabezpečiť. Ak bude rozdiel väčší, úlohou taktiež žiaci zistia to, čo sa očakáva. Ak však bude rozdiel menší, žiaci nemusia zistiť to, čo sa očakáva. Ťažšie auto sa v dôsledku väčšej trecej sily rozbieha ťažšie ako ľahšie auto. Rovnako však platí, že ťažšie auto zrýchľuje viac ako ľahšie auto. Preto pri kratších dĺžkach naklonených dosiek zvyčajne predbehne ľahké auto to ťažšie. Keď však to isté pozorovanie realizujeme s dlhou (rovnako naklonenou) doskou, ťažšie auto predbehne ľahšie a je prvé v „cieli“, t. j. na konci dosky. Ak pozorujeme autá aj ďalej, tak ťažšie auto prejde väčšiu vzdialenosť, keďže pri pohybe dolu doskou získalo väčšiu hybnosť.

Po identifikácii výskumnej otázky (Ovplyvní hmotnosť predmetu rýchlosť jeho pohybu z kopca?) učiteľ vedie žiakov k tvorbe predpokladov, zatiaľ len s 50 cm dlhou doskou. Žiaci označia číslicami 1 a 2 príslušné políčka pri tých autách, o ktorých si myslia, že zídu ako prvé alebo ako druhé. Následne učiteľ so žiakmi diskutuje o praktickej realizácii overenia. Aby nebolo potrebné merať čas, za ktorý autá zídu naklonenou rovinou, vytvoria dve rovnako naklonené roviny (vhodné je nakloniť dosky do menej ako 45° uhla, aby bol pohyb auta pomalší, a tým bolo možné lepšie zaregistrovať, ktoré z nich bude na konci dosky ako prvé), po ktorých budú obe autá spúšťať naraz. Veľmi dôležité je používať rovnaké autá, pričom jedno z nich žiaci zaťažia nákladom, čím väčším, tým lepšie, aby bol rozdiel v hmotnosti presvedčivý. Na tento dôležitý moment učiteľ upozorní, aby si ho v súvislosti s plánovaním overenia žiaci uvedomili.

Po skonštruovaní naklonených rovín si žiaci overujú svoje predpoklady. Veľmi dôležité je spúšťať autá v tom istom momente, preto je dobré, ak autá spúšťa tá istá osoba, ktorá dokáže lepšie vystihnúť rovnaký moment. Pozorovanie je potrebné opakovať niekoľkokrát, konkrétne je potrebné ho opakovať dovtedy, kým žiaci nevnímajú pozorovaný výsledok za preukazný, t. j. dôverujú mu. Výsledok pozorovania si zaznamenajú do overenia a vyhodnotia predpoklady.

Pri snahe odpovedať na výskumnú otázku sa učiteľ spýta, či by sa autá správali rovnako, ak by sa pohybovali po dlhšej doske. Vedie žiakov k tomu, aby vytvorili predpoklady k pohybu áut po trojmetrovej doske. Po vytvorení predpokladov a ich zdôvodnení sa učiteľ zameriava na návrh postupu overenia. Aj keď je čiastočne daný zobrazením na obrázku v tabuľke v Úlohe 21, je to len schéma, ku ktorej je potrebné určiť podmienky. Napríklad učiteľ upozorní, že ak chceme zistiť, či dĺžka dosky ovplyvní to, či bude dolu prvé ťažké alebo ľahké auto, mali by žiaci vytvoriť dosku, ktorá bude rovnako naklonená, len bude dlhšia. Navrhne preto, aby si „šikmosť“ (uhol) dosky z prvej časti úlohy odmerali ich vlastným meradlom, ktoré si vytvorili v desiatej úlohe a pomocou toho istého meradla upravili trojmetrovú dosku tak, aby bol uhol rovnaký. Mali by tak získať rôzne dlhé, ale rovnako šikmé dosky. Postup overenia potom bude rovnaký ako v prvej časti úlohy. Výsledok overenia si zaznamenajú a zhodnotia svoje predpoklady a následne sa pokúsia odpovedať aj na výskumnú otázku. Odpoveď na výskumnú otázku a aj to, čo nové zistili zaznamenajú do záveru.

Namiesto dosiek je možné použiť napríklad aj kopec, ktorý nie je veľmi strmý, aby bolo možné pozorovať pohyb áut aj na kratšie úseky. Na kopci si žiaci zaznačia štart a dva ciele,jeden vo vzdialenosti pol metra a druhý vo vzdialenosti tri metre, prípadne aj ďalej. Overenie prvej aj druhej časti úlohy je tak možné realizovať na tej istej naklonenej rovine.