3 ZMĚNU POHYBU TĚLESA ZPŮSOBUJE VÝSLEDNÁ SÍLA PŮSOBÍCÍ NA TĚLESO

Úkol 10

Pracovní list Workshop

Pomůcky pro dvojici/skupinu:

materiál na výrobu kladek a kladkostroje podle návodu v pracovním listu, siloměr

Postup:

Cílem úkolu je zkoumání kombinace pevné a volné kladky, přičemž v tomto případě už nejde jen o srovnání, ale i přímo kvantitativní měření, to znamená, že vynaložená námaha bude vyjádřena prostřednictvím hodnoty proměnné (měřeno na stupnici siloměru). V první části úkolu žáci konstruují jednotlivé kladky a pomocí siloměru měří sílu potřebnou pro zvednutí nákladu. Hodnotu ze siloměru si zapíší. Kvůli rozvoji způsobilosti měřit je vhodné žáky navádět na to, aby měření opakovali, proto měření pro každou situaci opakují třikrát a všechny hodnoty si zapíší do připravených políček v tabulce. Případně je možné získat data tak, že každá skupina zrealizuje jedno měření a naměřené hodnoty si vzájemně poskytnou. Zde se však může stát, že hodnoty budou různé, což dává prostor pro diskusi o tom, co mohlo způsobit rozdíly v naměřených hodnotách. Pokud je měření provedeno stejně s určitostí musí každý získat stejné výsledky. Pokud výsledky nebyly shodné, pravděpodobně nebylo měření vykonáno úplně stejně. Uvědomění si této souvislosti také patří k rozvoji představy o procesu vědy. 

Úloha má částečně konstrukční charakter, neboť vytvoření soustavy volných kladek vyžaduje konstrukční přemýšlení a dovednosti. Práce s naměřenými hodnotami již má víceméně přírodovědný charakter; žáci vyslovují z  naměřených údajů závěr. Učitel může pomoci žákům v tvorbě závěru tím, že zaměří jejich pozornost na to, aby se pokusili na základě naměřených údajů zhodnotit, kdy je vytahování nákladu nejjednodušší. Podstatnou součástí závěru je odvolávání se na naměřené údaje. To znamená, že žák musí podložit svůj závěr naměřenými daty, čímž zajistíme, že žák argumentuje výsledkem svého pozorování. Právě proces argumentace je podstatným prvkem rozvoje vědecké komunikace.

Aby byla tvorba závěru jednodušší a zároveň, aby se žáci učili konvertovat získané údaje do grafické podoby, jejich úkolem je zaznamenat naměřené údaje do připraveného diagramu. Aby nemuseli počítat průměrnou hodnotu ze tří naměřených hodnot, do diagramu zaznamenávají všechny naměřené hodnoty. Žákům by měl vzniknout graf, ve kterém budou dva první soubory sloupců přibližně stejné (k vytažení nákladu s pevnou kladkou a bez kladky je třeba vyvinout stejnou sílu), při volné kladce se hodnota sníží o polovinu a při kladkostroji se hodnota potřebné síly znovu sníží. Klesající tendence diagramu viditelně ukazuje, která konstrukce kladek nám nejvíce usnadňuje práci. Zajímavé je diskutovat s dětmi o tom, proč se používá pevná kladka, pokud nesnižuje sílu potřebnou k vytažení nákladu. Vysvětlení se mohou pokusit žáci najít na internetu a mohou o výsledcích hledání spolu diskutovat.