pondělí 16. února 2015

Vyzkoušejte: Sklenice se kutálí do kopce!

Viděl jsem najednou na jednom serveru video, na kterém bylo vidět, jak auto s vypnutým motorem jede do kopce. Naprosto nemožné, viďte? Po proměření všeho, co bylo k proměření, se nakonec zjistilo, že silnice je vlastně z kopce, ale okolní terén navozuje dojem, že je tomu právě naopak. Takže žádný zázrak, žádné porušení gravitace. Pan Newton může být v klidu, protože jeho zákony platí dál.

Debrujáři přesto mají ve své sbírce pokusy, při kterých tělesa opravdu šplhají či se kutálí do kopce. Jeden z nich si dnes můžete vyzkoušet. Poohlédněte se kolem sebe po nádobě tvaru válce – se širším hrdlem se bude lépe pracovat (zavařovací sklenice, seříznutá plechovka od nápoje – tady pozor na pořezání, v nouzi můžete použít třeba i roličku od toaletního papíru). Dále budete potřebovat několik gumiček, plastelínu (té bude třeba dost – pro zaručeně zdárný průběh možná i více, než váží vaše nádoba) a desku či prkénko nebo větší knihu (já jsem použil školní atlas) pro vytvoření jakési nakloněné rampy.

Na sklenici navlečte několik gumiček. Jejich úkolem bude zajistit, aby sklenice při šplhání do kopce neprokluzovala. Z plastelíny vymodelujte váleček dlouhý tak, jak je vysoká sklenice. Plastelínu nalepte na vnitřní stěnu sklenice svisle od hrdla ke dnu. Plastelína bude lépe držet na čisté, odmaštěné sklenici, takže ji dobře umyjte v teplé vodě se saponátem. Sklenici položte na nižší část rampy tak, aby plastelína byla v horní části sklenice. Vykoulejte sklenici po rampě kousek nahoru asi tak na čtvrtinu otočky sklenice a pusťte ji. Tak co? Koulí se sklenice po rampě do kopce? Pokud se vše povedlo, tak by měla. Jestliže se sklenice odmítá podřídit se vaší šikovnosti, zkuste pokus ještě párkrát zopakovat a dejte si záležet na detailech. Chyba může být například v nedostatečné hmotnosti použité plastelíny nebo v příliš velkém sklonu rampy. Pokud máte výchozí podmínky pokusu nastavené správně, sklenice by se měla vykoulet do kopce docela snadno. Sice jen o pár centimetrů (o tolik, kolik jí povolí plastelína uvnitř), ale i tak splňujete zadání naší úlohy.

Dokážete průběh pokusu vysvětlit? Pokud máte nějaké vědomosti o těžišti tělesa, mohlo by se vám to po chvilce zapřemýšlení podařit. Na každém tělese najdeme bod, který se jmenuje těžiště. Tento bod je jakýmsi centrem rovnováhy tělesa. Do těžiště je umístěno působiště gravitační síly na těleso – tedy té síly, která způsobuje, že předměty padají směrem k zemi. Pokud je sklenice prázdná, je její těžiště uprostřed. Pokud umístíte sklenici do horní části šikmé rampy, gravitace ji stahuje směrem z kopce dolů. V okamžiku, kdy do sklenice nalepíme pruh plastelíny, se poruší původní rozložení látky sklenice a těžiště se posune blíž k té části, kde je přilepená plastelína. Ve výchozím postavení sklenice na rampě byla plastelína v horní části sklenice, a proto bylo těžiště v největší možné výšce. Při jejím mírném pootočení jsme sklenici určili směr, kterým se má pohybovat – tj. směrem do kopce. Pokud sklon rampy nebyl příliš velký, tak se tak opravdu stane a to proto, že těžiště sklenice v gravitačním klesalo ve směru kolmo dolů. Motorem pohybu sklenice směrem vzhůru je tedy pohyb jejího těžiště směrem dolů. 

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



pondělí 2. února 2015

I Valentýn svědčí pokusům

I Valentýnský svátek může být zajímavým tématem pro vědecké experimenty. Připojte se, přiberte kamarády nebo kamarádky a experimentujte spolu. Možná se vám budou zdát dnešní pokusy velmi jednoduché a nevědecky dětské. Ale kdo z vás může s určitostí rozhodnout, kde začíná cesta k Nobelově ceně? Co když ta vaše začíná právě dnes, u Valentýnských pokusů? Dnes se nacpeme čokoládu ve jménu vědy

Jednou z klasických Valentýnských pozorností jsou určitě sladkosti. K našemu prvnímu pozorování by se tematicky asi nejvíce hodilo čokoládové valentýnské srdce, ale stejně tak můžete použít stejné čokoládové kousky z bonboniéry a svoje pozorování později rozšířit na jakékoliv stejné bonbóny nebo druhy čokolády. Zdá se vám, že „zničit“ cukrovinky byť možná zajímavým pokusem je škoda? Tak to se zeptejte svých zubů (nebo své paní zubařky), jak se jim zamlouvá pojídání sladkostí... 

Co myslíte: rozpustí se čokoláda lépe ve studené nebo horké vodě? A bude proces rozpouštění probíhat stejně rychle? Pravděpodobně většina z vás při odpovědi zvolí variantu rychlejšího rozpuštění v horké vodě. Ale to, zda rozpouštění bude mít stejný nebo odlišný průběh odhadnout asi nedokážete. K ověření své domněnky a odpozorování průběhu rozpouštění si připravte ¨dvě skleničky (je nutné, aby vydržely horkou vodu – třeba takové, ve kterých si rodiče dělají kávu nebo vy zaléváte sáček čaje – ostatní skleničky mohou prasknout!), studenou a horkou vodu (pozor na nebezpečí opaření se horkou vodou – je nutný dozor dospělé osoby!), dvě stejná valentýnská čokoládová srdíčka (nebo dvě políčka čokolády), tužku a blok na poznámky. Stránku bloku si rozdělte svisle na dvě poloviny – jednu nadepište „studená“ a druhou „teplá“ (takovému způsobu zápisu pozorování se říká T-graf). Jedno čokoládové srdce vložte do misky s horkou vodou a druhé do misky se studenou vodou. Kousky čokolády kontrolujte každých deset minut a svoje postřehy z průběhu rozpouštění si zapisujte do T-grafu. Pokud se vám myšlenky lépe formulují ve formě nákresu, klidně místo psaní vět kreslete náčrtky. Všímejte si a zapisujte nebo zakreslujte každičkou drobnost – slyšíte syčení?, vytváří rozpouštějící se čokoláda nějaké zajímavé obrazce nebo tvary (připomínají vám něco)?, viděli jste bublinky?, objevily se nějaké jiné neočekávané barvy?, ...  Mě by třeba zajímalo, zda čokoláda (bonbón) plave na vodě a pokud ano, tak jestli se na hladině udrží celou dobu. Domnívám, že hlavní otázku  – zda se dříve podlehne čokoláda v horké nebo studené vodě – vyřešíte všichni správě. Ale dokážete vysvětlit, proč se v misce s horkou vodou probíhá celý děj rychleji? Hodně záleží na druhu použité čokolády.Některé vůbec nezareagují, jiné se začnou rozplývat. Do těch prvních zkoušejte „dlubat“ například špejlí.

Chutná stejná čokoláda pokaždé stejně? Vyzkoušejme. Odlomte z čokolády dvě tabulky. Obě zabalte do alobalu a jednu z nich vložte na několik hodin do mrazáku a druhou nechejte odpočívat při pokojové teplotě. Po určité době rozbalte tu, co ležela v pokojové teplotě, položte si ji na jazyk a zaměřte na ni své smysly: jak rychle taje?, jak dlouho vnímáte její chuť a vůni? Registrujte každou sebenepatrnost. Po dokončení první části experimentu vypijte několik hltů vody, snězte kousek jablka nebo sušenku – je nutné, abyste si očistili patro v ústech od chuti čokolády. Nyní rozbalte čokoládu z ledničky a udělejte s ní to samé – položte si ji na jazyk a nechte roztávat. Rozlišíte rozdílné pocity a vjemy při tání obou kousků čokolád?


Rychlost rozpouštění čokolády ovlivní její chuť, stejně tak jako její změněná struktura. Zamrzlá čokoláda se musí nejdříve v ústech rozehřát a pak teprve může roztát, zatímco nepodchlazená čokoláda začíná ihned tát. Chutná tedy více podchlazená čokoláda nebo ta „pokojová“? 

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