Úloha 23

Pomôcky pre dvojicu/skupinu:

doska, uzatvárateľná nádoba s vekom, pravítko (meter), voda (príp. plastelína)

Postup:

Cieľom úlohy je zistiť, či veľkosť trecej sily závisí od toho, aký ťažký predmet sa po podložke pohybuje. Najskôr učiteľ so žiakmi diskutuje o predpokladoch, pričom otázku predstaví tak, aby jej žiaci rovnakým spôsobom porozumeli. Napríklad predstavením situácie, že chcú pohnúť dvoma veľkými škatuľami po koberci, pričom sú rovnako veľké, ale nerovnako ťažké. Pýta sa, či si myslia, že na posunutie ťažšej bude potrebná väčšia sila. Keďže žiaci už s  podobnými situáciami majú skúsenosť, zvyčajne v  súlade s  realitou predpokladajú, že na posunutie ťažšieho predmetu budú potrebovať väčšiu silu. Úloha je zaujímavá skôr tým, ako tento predpoklad overiť tak, aby sme výsledkom mohli dôverovať.

Úlohou žiakov je navrhnúť postup, ako by zistili, že na posunutie ťažšieho predmetu potrebujú väčšiu silu. Po vytvorení návrhov o nich učiteľ so žiakmi diskutuje. Buď vyberú niektorý dôveryhodný postup, ktorý navrhli žiaci, alebo postupujú podľa návrhu v Úlohe 20. Postup overenia predpokladu spočíva v  tom, že predmet, ktorý skúmame položíme na začiatok dosky, ktorú začneme pomaly plynulo dvíhať. V tom momente, v ktorom sa nádoba začne šmýkať po povrchu dosky vplyvom konštantne pôsobiacej gravitačnej sily si žiaci odmerajú výšku, do ktorej museli dosku zdvihnúť, aby gravitačná sila spôsobila pohyb predmetu po naklonenej doske.

Keďže cieľom úlohy je zistiť, že veľkosť trecej sily závisí od hmotnosti predmetu, žiaci používajú na skúmanie uzatvárateľnú nádobu, napríklad plastovú nádobu na potraviny s  vekom. Aby zostala veľkosť predmetu rovnaká, do nádoby postupne pridávajú rôzne množstvo vody alebo plastelíny a  skúmajú, či ťažšia nádoba skĺzne neskôr. Ak žiaci na zväčšenie hmotnosti nádoby používajú plastelínu, vhodné je plastelínu do nádoby upevniť, aby sa počas nakláňania dosky v nádobe neposunula, čo môže spôsobiť náraz na stenu nádoby a jej posunutie po doske skôr, ako by sa nádoba pohla bez pohybu plastelíny v nádobe. Každé meranie opakujú žiaci trikrát, čím získajú tri čísla pre každé z troch meraní. Na základe týchto údajov formulujú záver v zmysle overenia predpokladov a odpovede na výskumnú otázku týkajúcu sa súvislosti veľkosti trecej sily a hmotnosti predmetu.