3 ZMĚNU POHYBU TĚLESA ZPŮSOBUJE VÝSLEDNÁ SÍLA PŮSOBÍCÍ NA TĚLESO

Úkol 7

Pomůcky pro dvojici/skupinu:

pomůcky na výrobu kyvadla navržené žáky

Postup:

V předchozích úkolech (1 – 6) žáci zkoumali, co ovlivňuje pohyb kyvadla. Vhodné je na závěr se žáky diskutovat o obecném závěru. T. j. žáci by měli odpovědět na obecně postavenou otázku o tom, jaké vlastnosti kyvadla ovlivňují to, zda se bude kývat stejně rychle nebo různě rychle. Při tvorbě závěru by se měli odvolávat na získaná data ze zkoumání, která mají zaznamenána v tabulkách k jednotlivým úkolům. Tvorba opodstatněného závěru patří k rozvoji představy o procesu vědy a lze ji výrazným způsobem ovlivnit právě v tomto období.

Následně může učitel vytvořit situaci, která evokuje transfer nabytých informací ze zkoumání. Úkolem žáků je navrhnout kyvadlo, které se bude kývat určeným způsobem, konkrétně 30 kmitů za minutu. Žáci by při řešení tohoto úkolu neměli vytvářet nepodložené dohady a řešit úkol pokusem a omylem (i když i to je jedno z řešení). Vhodnější je zaměřit žáky na to, jaké výsledky získali v jednotlivých Úkolech 1 – 6 a využít tyto výsledky na tvorbu odůvodněného předpokladu. Může se stát, že některé z kyvadel, které během řešení Úkolů 1 – 6 žáci řešili, se kývalo právě takovým způsobem, jak se očekává v sedmém úkolu. Tehdy stačí svůj předpoklad odůvodnit výsledkem získaným z řešení daného úkolu. V principu jde o rozvoj způsobilosti „číst“ naměřená data a odůvodňovat jimi případné další předpoklady.

V úkolu se očekává, že žáci navrhnou hmotnost, velikost, délku a výšku spouštění kyvadla, a to na základě toho, jaké mají zkušenosti s kyvadly, které používali. Potom si svůj předpoklad ověří změřením rychlosti kývání kyvadla. Pokud se jejich předpoklad nepotvrdí, upravují kyvadlo tak, aby kmitalo očekávaným způsobem. Při úpravě kyvadla učitel pozoruje žáky, jaké proměnné na kyvadle mění. Pokud se snaží měnit něco jiného než je délka kyvadla, upozorní je, že řešením Úkolů 1 – 6 přece zjistili, že rychlost kmitání ovlivňujeme jen délkou provázku, na kterém je závaží umístěno.

Po ukončení zkoumání kyvadel (Úkoly 1 – 7) učitel s žáky diskutuje zpětně o tom, co způsobuje, že kyvadlo se kývá, pokud jej spustíme z výšky. Cílem je, aby si žáci uvědomili, že po spuštění závaží je to přitahováno gravitací, ale zároveň ho drží provázek upevněný v pevném bodě, proto nespadne směrem dolů, ale pokračuje směrem nahoru. Také je důležité, aby si děti uvědomili, že zemská přitažlivost způsobuje zrychlování pohybu kyvadla když padá směrem dolů. Stejná síla – gravitační – způsobuje plynulé zpomalování kyvadla při pohybu směrem nahoru.

Úkoly 8 – 15 (pokyny)

V Úkolech 8 – 15 žáci zkoumají různé situace, kdy jsou předměty dány do pohybu různě velkými silami působícími v různém směru, vzhledem k působení gravitační síly. Vhodné je, aby měl učitel snahu diskutovat se žáky o přítomnosti gravitační síly, která působí na pozorované předměty neustále, a to vždy směrem do středu Země. Vhodné je proto, aby v každém z těchto úkolů žáci do kreslených schémat pozorovaných situací zaznamenávali, kterým směrem působí gravitační síla na předmět, který dávají určitou silou do pohybu.

Jelikož v jednotlivých úkolech žáci způsobují pohyb předmětů (například střílením lehkých předmětů z praku, katapultu, proudem vzduchu), zároveň učitel vede žáky k tomu, aby se pokusili zaznamenat i to, jak působí vyvíjená síla, která dává předmět do pohybu vzhledem k tomu, jak působí na tentýž předmět gravitační síla. Tímto způsobem vedeme pozornost žáků k tomu, aby si uvědomovali, že výsledný pohyb předmětu není způsobený pouze silou, kterou těleso rozhýbeme, ale i gravitační silou. Vzhledem k myšlení dětí tohoto věku zatím není možné očekávat, že pochopí skládání sil, ke kterému tyto aktivity vytvářejí predispoziční představy. Proto není úkolem učitele vysvětlovat žákům pozorované jevy v této souvislosti. Stačí, když soustředí pozornost žáků na uvědomění si toho, že na každý předmět, ať už v klidu nebo pohybu, neustále působí gravitační síla.