Úloha 10

Pomôcky pre dvojicu/skupinu:

materiál na výrobu kladiek a kladkostroja podľa návodu v pracovnom liste, silomer

Postup:

Cieľom úlohy je skúmanie kombinácie pevnej a voľnej kladky, pričom v tomto prípade už nejde len o porovnávanie, ale aj priamo kvantitatívne meranie, to znamená, že vynaložená námaha bude vyjadrená prostredníctvom hodnoty premennej (merané na stupnici silomeru). V prvej časti úlohy žiaci konštruujú jednotlivé kladky a pomocou silomeru merajú silu potrebnú na zdvihnutie nákladu. Hodnotu zo silomeru si zapíšu. Kvôli rozvoju spôsobilosti merať je vhodné žiakov navádzať na to, aby merania opakovali, preto meranie pre každú situáciu opakujú trikrát a všetky hodnoty si zapíšu do pripravených políčok v tabuľke. Prípadne je možné získať dáta tak, že každá skupina zrealizuje jedno meranie a namerané hodnoty si vzájomne poskytnú. Tu sa však môže stať, že hodnoty budú rôzne, čo dáva priestor na diskusiu o tom, čo mohlo spôsobiť rozdiely v nameraných hodnotách. Ak je meranie realizované rovnako, s určitosťou musí každý získať rovnaké výsledky. Ak výsledky neboli zhodné, pravdepodobne nebolo meranie realizované úplne rovnako. Uvedomenie si tejto súvislosti taktiež patrí k rozvoju predstavy o procese vedy.

Úloha má čiastočne konštrukčný charakter, lebo vytvorenie sústavy voľných kladiek vyžaduje konštrukčné premýšľanie a zručnosti. Práca s nameranými hodnotami už má viac-menej prírodovedný charakter; žiaci vyslovujú z nameraných údajov záver. Učiteľ môže pomôcť žiakom v tvorbe záveru tým, že upriami ich pozornosť na to, aby sa pokúsili na základe nameraných údajov zhodnotiť, kedy je vyťahovanie nákladu najjednoduchšie. Podstatnou súčasťou záveru je odvolávanie sa na namerané údaje. To znamená, že žiak musí podložiť svoj záver nameranými dátami, čím zabezpečíme, že žiak argumentuje výsledkom svojho pozorovania. Práve proces argumentácie je podstatným prvkom rozvoja vedeckej komunikácie.

Aby bola tvorba záveru jednoduchšia a zároveň, aby sa žiaci učili konvertovať získané údaje do grafickej podoby, ich úlohou je zaznamenať namerané údaje do pripraveného diagramu. Aby nemuseli počítať priemernú hodnotu z troch nameraných hodnôt, do diagramu zaznamenávajú všetky namerané hodnoty. Žiakom by mal vzniknúť graf, v ktorom budú dva prvé súbory stĺpcov približne rovnaké (na vytiahnutie nákladu s pevnou kladkou a bez kladky je potrebné vyvinúť rovnakú silu), pri voľnej kladke sa hodnota zníži o polovicu a pri kladkostroji sa hodnota potrebnej sily znovu zníži. Klesajúca tendencia diagramu viditeľne ukazuje, ktorá konštrukcia kladiek nám najviac uľahčuje prácu. Zaujímavé je diskutovať s deťmi aj o tom, prečo sa používa pevná kladka, ak neznižuje silu potrebnú na vytiahnutie nákladu. Vysvetlenie sa môžu pokúsiť žiaci nájsť na internete a môžu o výsledkoch hľadania spolu diskutovať.