Úloha 24

Pomôcky pre dvojicu/skupinu:

doska, drevený kváder, pravítko (meter), plastelína

Postup:

Okrem hmotnosti závisí veľkosť trecej sily, ktorá pôsobí v opačnom smere ako je pohyb telesa po podložke, aj od veľkosti povrchu, ktorým sa predmet o podložku trie. To znamená, že ak máme predmet, ktorý chceme posúvať, vhodné je postaviť ho na tú stranu, ktorá má najmenšiu plochu, čím vznikne pri pohybe po podložke menší odpor spôsobený trením. Úloha je formulovaná induktívne, preto učiteľ nevysloví túto tézu, ale navrhne výskumnú otázku v znení: Závisí veľkosť trecej sily od plochy, ktorou sa predmet dotýka povrchu, po ktorom sa posúva? 

Po vyslovení výskumnej otázky so žiakmi diskutuje o  ich predpokladoch a  o  spôsobe, akým by bolo možné tento jav preskúmať. Podobne ako v  iných úlohách induktívneho charakteru, aj tu je dôležité použiť postupy, ktoré navrhnú žiaci, ak by poskytli dostatočne dôveryhodné (objektívne) dáta, na základe ktorých by bolo možné jednoznačne overiť stanovené predpoklady. 

Ak nemá učiteľ vyhradený na realizáciu skúmania dostatočný časový priestor, postup môže navrhnúť (tak, ako je uvedené v tabuľke v Úlohe 21). V tomto prípade sa však ubezpečí, že žiaci vnímajú súvislosť navrhovaného postupu a výskumnej otázky. Pre realizáciu overenia budú žiaci potrebovať kváder, ktorého obsah troch strán je významne iný. Žiaci tak na prvý pohľad vidia, že predmet sa v rôznych polohách bude kĺzať po povrchu dosky rôzne veľkou plochou. 

Na overenie toho, či pôsobí väčšia trecia sila na predmet, ak sa ten pohybuje po podložke väčšou plochou, používajú rovnaký postup zdvíhania dosky ako v Úlohe 20. Žiaci by mali zistiť, že najmenšie trenie vzniká, keď sa predmet pohybuje po najmenšej strane (v  prípade obrázka ide o stranu B). Problém trochu vzniká so stabilitou predmetu, najmä keď je postavený na strane B. Niekedy má kváder tendenciu sa prevrátiť skôr, ako sa posunie. Aby sme tomu zabránili, môžeme znížiť ťažisko kvádra tým, že z bokov strán v dolnej časti kvádra prilepíme po obvode kúsky plastelíny. Ak to urobíme, potom musíme rovnaký kus plastelíny prilepiť ku kvádru aj v  ostatných testovaných situáciách (keď stojí kváder na hrane A aj C), aby sme nemenili hmotnosť predmetu, keďže veľkosť trecej sily závisí aj od hmotnosti predmetu, ktorý sa po podložke posúva. 

Žiaci môžu postupovať tak, že k prvej situácii (kváder leží na strane A) nevytvárajú predpoklad. Odmerajú výšku, do ktorej musia zdvihnúť dosku, aby sa kváder po nej začal zosúvať a zapíšu si hodnotu do overenia. Pre istotu meranie viackrát zopakujú, aby si boli výsledkom istí. Na základe toho výsledku sa potom snažia vytvoriť predpoklady, aká bude asi hodnota zdvihnutia dosky, ak kváder položíme na stranu B a  následne na stranu C. Svoje predpoklady si overia a na základe meraní sa pokúsia vysloviť záver. V závere môžu vyhodnotiť svoje predpoklady a vyslovia aj odpoveď na výskumnú otázku o vzťahu veľkosti trecej sily a veľkosti plochy, ktorou sa predmet kĺže po podložke.