3 ZMĚNU POHYBU TĚLESA ZPŮSOBUJE VÝSLEDNÁ SÍLA PŮSOBÍCÍ NA TĚLESO

Úkol 3

Pomůcky pro dvojici/skupinu:

siloměr, židle, deska (nakloněná rovina), vědro

Postup:

Jelikož žáci disponují nástrojem pro měření síly (siloměr, který používali v předchozím úkolu), je možné začít se věnovat zkoumání jednotlivých jednoduchých strojů. Nejdříve bude úkolem žáků zjistit, zda použitím nakloněné roviny vynakládáme na vytažení nákladu na židli menší nebo stejnou sílu, v porovnání se situací, kdy nakloněnou rovinu nepoužíváme. Pro srovnání budou používat siloměr nebo je může učitel vést k tomu, aby navrhli vlastní postup, jak by zjistili rozdíl. V prvním případě může učitel postupovat podle Úkolu 3, ve kterém učitel vede žáky k tvorbě předpokladů o tom, zda tažením po nakloněné rovině dostanou kbelík na židli s využitím menší námahy než při jeho přímém zvednutí na židli. Situace jsou zobrazeny, aby si žáci uměli představit samotný způsob porovnávání pomocí siloměrů. Tehdy je tvorba předpokladů jednodušší.

Velmi důležitá je diskuse se žáky o tom, na základě čeho bude možné zjistit, zda se jim předpoklad potvrdí nebo ne. Jde o zjištění toho, zda si žáci uvědomují způsob využití siloměru ke srovnání námahy potřebné k vytažení nákladu po nakloněné rovině a bez jeho použití. Jelikož postup navrhuje učitel, důležité je zjistit, zda je navrhovaný postup ověření předpokladů žákům srozumitelný. Cílem úkolu není jen samotné ověření toho, zda nakloněná rovina snižuje námahu na vytahování nákladu do výšky, ale i to, aby si žáci prostřednictvím příkladu uvědomili, jak je možné využít nástroj pro měření síly při zkoumání běžně pozorovaných jevů.

Po tvorbě předpokladů učitel vede žáky k tomu, aby si předpoklady ověřili a výsledek pozorování (ověření předpokladu) zapsali do příslušné části tabulky. Zhodnotí předpoklad s výsledkem pozorování, přičemž v závěru zdůrazňují, na základě čeho je možné daný závěr vyslovit (zdůrazňují rozdíl ve způsobu natahování struny v siloměru).

Součástí zhodnocení zkoumání by měla být i diskuse o tom, jak v obou případech na náklad vlastní silou působíme. Žáci si mohou na obrázcích k úkolu zelenou šipkou vyznačit, kterým směrem působí na náklad. Zároveň označí červenou šipkou, kterým směrem je kbelík tažený dolů v důsledku působení gravitační síly. I přesto, že v tomto věku neočekáváme, aby děti pochopili skládání sil, vhodné je vést je k uvědomování si toho, že při tažení po nakloněné rovině působíme na náklad silou v jiném směru ve srovnání s přímým vytahováním kbelíku na židli.

Kromě působení gravitační síly se mohou žáci snažit vyznačit i působení třecí síly. V předchozích úkolech zjistili, že tření je možné snížit, a tak si mohou v rámci tohoto úkolu prozkoumat, zda je možné zmenšit námahu potřebnou k vytahování nákladu do výšky pomocí snižování tření při pohybu po nakloněné rovině. Vyznačování směru působení sil na pohybující se předměty je dobré zdůrazňovat ve všech následujících úkolech, aby se tak postupně vytvářela korektní představa o tom, že na předměty neustále působí různé síly a předměty mění svůj pohyb pouze tehdy, jestliže jsou tyto síly v nerovnováze.