Úloha 3

Pomôcky pre dvojicu/skupinu:

silomer, stolička, doska (naklonená rovina), vedro

Postup:

Keďže žiaci disponujú nástrojom na meranie sily (silomer, ktorý používali v predchádzajúcej úlohe), je možné sa začať venovať skúmaniu jednotlivých jednoduchých strojov. Najskôr bude úlohou žiakov zistiť, či použitím naklonenej roviny vynakladáme na vytiahnutie nákladu na stoličku menšiu alebo rovnakú silu, v porovnaní so situáciou, kedy naklonenú rovinu nepoužívame. Na porovnanie budú používať silomer alebo ich môže učiteľ viesť k tomu, aby navrhli vlastný postup, ako by zistili rozdiel. V prvom prípade môže učiteľ postupovať podľa Úlohy 3, v ktorej učiteľ vedie žiakov k tvorbe predpokladov o tom, či ťahaním po naklonenej rovine dostanú vedro na stoličku s využitím menšej námahy ako pri jeho priamom zdvihnutí na stoličku. Situácie sú zobrazené, aby si žiaci vedeli predstaviť samotný spôsob porovnávania pomocou silomerov. Vtedy je tvorba predpokladov jednoduchšia.

Veľmi dôležitá je diskusia so žiakmi o tom, na základe čoho bude možné zistiť, či sa im predpoklad potvrdí alebo nie. Ide o zistenie toho, či si žiaci uvedomujú spôsob využitia silomeru na porovnanie námahy potrebnej na vytiahnutie nákladu po naklonenej rovine a bez jej použitia. Keďže postup navrhuje učiteľ, dôležité je zistiť, či je navrhovaný postup overenia predpokladov žiakom zrozumiteľný. Cieľom úlohy nie je len samotné overenie toho, či naklonená rovina znižuje námahu na vyťahovanie nákladu do výšky, ale aj to, aby si žiaci prostredníctvom príkladu uvedomili, ako je možné využiť nástroj na meranie sily pri skúmaní bežne pozorovaných javov.

Po tvorbe predpokladov učiteľ vedie žiakov k tomu, aby si predpoklady overili a výsledok pozorovania (overenia predpokladu) zapísali do príslušnej časti tabuľky. Zhodnotia predpoklad s výsledkom pozorovania, pričom v závere zdôrazňujú, na základe čoho je možné daný záver vysloviť (zdôrazňujú rozdiel v spôsobe naťahovania struny v silomere). Súčasťou zhodnotenia skúmania by mala byť aj diskusia o tom, ako v oboch prípadoch na náklad vlastnou silou pôsobíme. Žiaci si môžu na obrázkoch k úlohe zelenou šípkou vyznačiť, ktorým smerom pôsobia na náklad. Zároveň označia červenou šípkou, ktorým smerom je vedro ťahané dolu v dôsledku pôsobenia gravitačnej sily. Aj napriek tomu, že v tomto veku neočakávame, aby deti pochopili skladanie síl, vhodné je viesť ich k uvedomovaniu toho, že pri ťahaní po naklonenej rovine pôsobíme na náklad silou v inom smere v porovnaní s priamym vyťahovaní vedra na stoličku.

Okrem pôsobenia gravitačnej sily sa môžu snažiť žiaci vyznačiť aj pôsobenie trecej sily. V predchádzajúcich úlohách zistili, že trenie je možné znížiť, a tak si môžu v rámci tejto úlohy preskúmať, či je možné zmenšiť námahu potrebnú na vyťahovanie nákladu do výšky pomocou znižovania trenia pri pohybe po naklonenej rovine. Vyznačovanie smeru pôsobenia síl na pohybujúce sa predmety je dobré zvýrazňovať vo všetkých nasledujúcich úlohách, aby sa tak postupne vytvárala korektná predstava o tom, že na predmety neustále pôsobia rôzne sily a predmety menia svoj pohyb len vtedy, ak sú tieto sily v nerovnováhe.