Jak zavěsit obrázek rovně

Nedávno jsem dostal dárek - pěkný obrázek. Je škoda nechat takový obrázek někde jen tak položený, ten přece musí viset na zdi. Stačí vybrat nějaké důstojné místo a zavěsit ho. No právě. Zavěsit obrázek vypadá jako náramně jednoduchý úkol. Rozhlédli jste se někdy kolem sebe třeba na chodbách ve škole, na úřadech, možná i doma – kolik obrázků je zavěšených nakřivo? Na první rychlý pohled jsou zcela v pořádku, ale pokud se na ně podíváte pozorněji, vycítíte, že něco nehraje. Zavěsit obrázek správně svisle není nic jednoduchého. Bez fyziky se nám to podaří jedině metodou „pokus – omyl“. Co má tedy fyzika společného se zavěšováním obrázků na zeď?

Nedávno jsme se na tomto místě zabývali tím, jak je pro malé děti obtížné stát, chodit. Jak musí malé dítě nevědomky složitě experimentovat, než najde způsob, jak přemisťovat svoje těžiště, aby nespadlo. Pokud nechceme spadnout, musíme mít těžiště svého těla stále nad svojí základnou. Touto základnou je obdélník, jehož kratší strany vytvoří chodidla. Stejně tak je v rovnováze těleso, které je podepřené pod těžištěm.

Připravte si menší bramboru, dvě vidličky, párátko nebo zápalku, lepicí pásku a fix. Pokuste se vybalancovat bramboru jen tak položenou na prstě. Daří se? Myslím, že žádná sláva. Tak použijeme vidličky – nejdříve do brambory vpíchněte vidličku z jedné strany a pak druhou vidličku v protisměru z opačné strany. Obě by měly směřovat lehce dolů a vytvořit tvar písmene „V“ s bramborou ve vrcholu. Párátko vpíchněte mezi obě vidličky – směřuje ven stejným směrem jako vidličky. Celá formace by měla teď trochu připomínat písmeno „W“. Párátko opřete o váš ukazováček – spadnou vidličky s bramborou z prstu? Pokud budete trochu trpěliví a šikovní, podaří se vám párátko umístit tak, že vidličky nespadnou. Musí to fungovat, je to vyzkoušené. Jak je to možné?

Že se těleso dá vyvážit podepřením pod těžištěm, už víme. U naší vidličkové formace jsme ale dosáhli rovnováhy v místě, kde bychom to vůbec nečekali – její těžiště leží zcela mimo soustavu tvořenou bramborou a vidličkami. Na první pohled to celé vypadá dost překvapivě, ale tento případ není až takový vzácný, dokonce je určitě obvyklejší, než si myslíte.

Při hledání těžiště formace si pomůžeme lepicí páskou. Pokuste se opět vyvážit vidličky s bramborou a párátkem na ukazováčku. Přilepte lepicí pásku z jedné vidličky na druhou tak, aby páska byla napnutá pod párátkem. Na pásce udělejte bod přesně pod bodem, ve kterém párátko podepíráte. Značka ukáže přibližnou polohu těžiště. Nyní zatlačte párátko do brambory o něco hlouběji a znovu ho vyvažte na prstě. Vidličky budou mít asi trochu jiný sklon, také naklonění párátka může být jiné. Ale značka, kterou jste udělali před tím, bude stále pod místem, ve kterém celou soustavu podepíráte. Poloha těžiště se tedy nezměnila. Vyndejte párátko a vpíchněte ho do jiného místa tak, aby soustava s vidličkami šla opět podepřít jako v předchozích dvou  případech. Najít rovnovážnou polohu a zakreslit ji na pásku (tu nesundávejte!) může být teď trochu obtížnější, zvlášť pokud párátko umístíte do nevhodného bodu. Ale pokud se vám vše podaří, bude bod vyznačený na pásce opět pod bodem, ve kterém párátko podepíráte.

Zkuste vymýšlet jiné varianty experimentu s těžištěm. Velmi zajímavé může být umisťovat předměty na provázek natažený například mezi nohy židle – nechejte se inspirovat obrázkem. Vymyslete a natrénujte, jak na tento provázek postavit kuličku plastelíny, korkový špunt, jablíčko, tužku na špičku. Bezpečně tím zapůsobíte na své kamarády. A pokud jim vše řádně fyzikálně vysvětlíte, zapůsobíte na ně podruhé.

Čím to dnešní povídání vlastně začalo? Aha, jak zavěsit obrázek. Těleso je v rovnováze, jestli jej zavěsíme přesně nad jeho těžištěm.

Pozorujte, kreslete, zapisujte, mailujte, ale hlavně se u pokusů dobře bavte!
Žádný pokus nedělejte bez přítomnosti dospělé osoby - i zdánlivě velmi jednoduchý pokus může nadělat spoustu neplechy!

 

Chvíle s lentilkami

Kdo z nás by neměl rád něco sladkého. Každý máme určitě oblíbenou sladkost. Někdo rád Fidorku, jiný gumové medvídky a nebo Studentskou pečeť (už jste zkusili tu novou s hruškovou příchutí?). Já občas zhřeším Lentilkami. Při mlsání jsem si nedávno prohlížel jejich papírový obal. A narazil jsem na zajímavou informaci – 100 gramů lentilek obsahuje 1947 kilojoulů (kJ) energie. Je to hodně nebo málo?

Energii měříme různými způsoby –  také proto, že existují různé a zcela odlišné typy energií. K životu energii nezbytně potřebujeme . Naše tělo je jedna velká chemická továrna a žádná továrna nemůže bez přísunu energie pracovat. Energie se do našeho těla dostává v různých formách, potřebujeme jak energii duševní, tak energii fyzickou a tu získáváme z potravin.  V médiích můžete často zaslechnout slova joule nebo kalorie, ale málokdo ví, jak jsou jouly (nebo po staru kalorie) velké. Tak tedy vězte, že k ohřátí jednoho gramu vody o jeden stupeň celsia potřebujeme asi 4,2 joulů. Vezměte si tužku a papír a zkuste si spočítat, kolik energie vězí ve 100 gramech lentilek… 

Pokud jíte nějaké jídlo, vaše tělo má dvě volby. Buď energii z jídla spotřebuje ihned, nebo si ji uloží pro pozdější použití. Pro udržení tělesné hmotnosti potřebujeme dodat tělu tolik energie, kolik samo spotřebuje. Pokud sníte více jídla, než je nutné, buď jej budete ukládat ve formě tuku, nebo ji musíte spalovat – třeba cvičením. Zabývejme se chvíli naší (nebo spíš mojí) lentilkou.  

Lentilka není moc velký bonbón. V krabičce jich bývá v průměru 28 a každá jedna váží přibližně jeden gram. Takže když 100 gramů obsahuje 1947 kilojoulů, v jedné lentilce je asi 19,5 kJ energie. Jedna lentilka má tedy tolik energie, kolik by stačilo na ohřátí jednoho litru vody o 4,6°C. Člověk o hmotnosti 75 kg spálí při ostré chůzi po rovině za jednu hodinu asi 1050 kJ. Pokud byste tedy chtěli spálit energii, kterou do sebe dostanete snězením jedné lentilky, znamenalo by to rychlejším tempem (asi tak 6 km/h) ujít vzdálenost 111 metrů – to je přibližně délka fotbalového hřiště. Vážně je to tak. Běžte na stadión, vezměte si jeden tento minibonbón do ruky a porovnejte ho s velikostí hřiště – to je neskutečný nepoměr. Není nad vlastní zkušenost, říkával můj děda. Pochutnejte si na jedné lentilce a šup – ostrým tempem od jedné brankové čáry ke druhé. Ne že si sednete a budete nevěřícně kroutit hlavou. Vstaňte a experimentujte! Pokud vážíte o cosi méně, samozřejmě si můžete vzdálenost přiměřeně zkrátit. Na nějakou chvíli vás možná přejde chuť na další bonbóny v krabičce, protože spálení veškeré energie z nich znamená ujít vzdálenost mezi brankovými a čarami 28krát. To je pokud se nepletu asi 3100 metrů. Ostrou chůzí. Mimochodem kdy naposledy jste ušli pěšky a tímto tempem takovou vzdálenost? 

Pozorujte, kreslete, zapisujte, mailujte, ale hlavně se u pokusů dobře bavte!
Žádný pokus nedělejte bez přítomnosti dospělé osoby - i zdánlivě velmi jednoduchý pokus může nadělat spoustu neplechy!