VÝZVA: Prozkoumat aeromechaniku nažek listnatých stromů.

POSTUP: Posbírej určité množství (třeba 5 - 10?) létavých nažek tří druhů běžných parkových stromů (javory: klen, mléč, babyka, stříbrný, jasanolistý, tatarský; habr obecný, jasan ztepilý, lípa…).

Urči jejich hmotnost (například pomocí nerovnoramenné váhy – návod v samostatné aktivitě) a plochu křidélka.

Prozkoumej jejich let.
Zejména:
- urči potřebnou dráhu k rozvinutí turbulentního pohybu
- urči rychlost pádu v této turbulentní fázi letu a efektivní součinitel odporu vzduchu (podle Newtonova vztahu).
- Závisí rychlost pádu na hnotnosti a rozměrech křidélka

Autor aktivity: Tomáš Krásenský (G Jihlava)

VÝZVA: Měření účinnosti odrazu pružné kuličky. Zpracuj následující měření.

POSTUP:  Vezmi cokoli kulatého, co se dokáže opakovaně odrážet od podkladu (pingpongáček, hopík, tenisák, kopačák, skleněnka /jen od dlažby/…). Urči její hmotnost (buď běžnými vahami, nebo sestroj
nerovnoramenné váhy – třeba ze dvou špejlí, gumičky, kousku nitě a dvou mikrotenových sáčků; jako závaží použij třeba kancelářské papíry, které váží 5 g.)

Vyber nejméně tři různé povrchy (stůl, dlažba… případně tyto podklady pokryté papírem, textilem…). Vyzkoušej, zda je předmět schopen odrazit se alespoň 5x. Na místo, kde bude předmět poskakovat, umísti měřítko (truhlářský či krejčovský metr…).

Připrav si mobil s videozáznamem – nebo jakékoli jiné zařízení na záznam obrazu (nebo si dobře zapamatuj, kam míček vyskočí…).

Pusť předmět z výšky h 0 (třeba 1 m, ale je to libovolné), zaznamenej následné výšky po nejméně třech odrazech (h 1 , h 2 , h 3 , …). Zaznamenej do excelovské tabulky.

Vypočítej polohové energie: E 0 = m.g.h 0 , E 1 = m.g.h 1 , E 2 , E 3 , … (v tabulce)

Vypočítej ztrátu energie při tomto ději: ΔE 0-1 = E 0 – E 1 , ΔE 1-2 = E 1 – E 2 , …

Urči účinnost odrazů η 0-1 = E 1 /E 0 , η 1-2 = E 2 /E 1 , η 2-3 = E 3 /E 2 ; zůstává přibližně stejná při různých odrazech?

Zaznamenej do tabulky a vypočítej průměry a odchylky. Sestroj také vhodné grafy. Zjisti si (pravděpodobnou) tepelnou kapacitu materiálu kuličky i odrazové plochy.

Předpokládej, že se ztrátová energie změní v teplo a to se rozdělí půl na půl do podložky i do kuličky; vypočítej, o kolik se kulička při každém odrazu ohřeje (Q 0-1 = ΔE 0-1 = m.c.ΔT 0-1 ; Q 1-2 = …) – odtud ΔT 0-1 … a o kolik se ohřeje celkem při všech zaznamenaných odrazech.

Autor aktivity: Tomáš Krásenský (G Jihlava)

VÝZVA: Pozoruj intenzitu metabolismu kvasnic v závislosti na teplotě, případně dalších okolnostech.

Obstarej si jedno balení droždí (čerstvého nebo sušeného) … nechceš-li, aby pak droždí vyšlo nazmar, vyhledej vhodný recept na kynuté jídlo či pečivo (lívance, buchty s mákem, povidlové kynuté knedlíky…).  Můžeš si nechat radit maminkou, babičkou… nebo tím, kdo u vás doma peče kynuté…

Nejpozději od této chvíle pořizuj foto-, případně i videodokumentaci
Připrav si čtyři stejné nádobky (skleničky, kompotky, malé talířky…)
Připrav si dva hrnečky, na které je možné položit připravené nádobky.

1. Do jednoho hrnečku nalij mírně teplou vodu (okolo 35 °C – aby na ruce hřála, ale nepálila)

2. Pro druhý hrneček si připrav vroucí vodu z konvice.
Od této chvíle je třeba pracovat svižně: Rozdělej kvásek: buď podle nějakého návodu, nebo tak, že k droždí přidáš vrchovatou lžičku práškového cukru, vrchovatou lžičku hladké mouky a trochu (dvě polévkové lžíce) vlažného mléka a důkladně rozmícháš do hladké
hmoty.

Do připravených nádobek odděl stejná množství (třeba lžičku) připraveného kvásku. Označ čísly, vyfotografuj.

Snímky opakuj po pěti, deseti, patnácti a dvaceti minutách. Na snímcích ať je vidět číslo vzorku (a tedy lze rozpoznat podmínky) + čas od začátku pokusu (0 minut, 5 minut….)
- První nádobku vlož do ledničky
- Druhou ponech volně při pokojové teplotě
- Třetí postav na hrneček s teplou vodou (a ještě třeba zakryj miskou a utěrkou kvůli izolaci)
- Čtvrtou postav na hrneček s vroucí vodou (a ještě třeba zakryj miskou a utěrkou kvůli izolaci)
- … máš-li chuť, a pokud ještě zbyl kvásek, můžeš další dávky vyzkoušet při pokojové nebo mírně zvýšené teplotě s přídavkem octa, JARu, drceného paralenu…

Snímky zařaď do protokolu a připiš vlastní hodnocení výsledků svého pozorování.

… čisté kvásky pak můžeš využít a uvařit nějaký kynutý oběd či zákusek.

Autor aktivity: Tomáš Krásenský (G Jihlava)

VÝZVA: Prozkoumat zda a jak funguje sypný úhel při sypání sypkých materiálů.

Sypké (jemnou fyzikální řečí tak zvané „partikulární“) látky vytvářejí při volném sypání kužel. Úhel mezi podstavou (vodorovnou rovinou) a stěnou kuželu by měl být stálý.

Vyber několik (nejméně pět) běžných sypkých látek (sůl, cukr, škrob, rýži, prášek na praní, … nebo také venku: písek, hlína, brambory, kompost…), vymysli a uskutečni měření jejich sypného úhlu.

Domluvte se mezi sebou ve skupině na jedné nebo dvou látkách, které změříte všichni (polohrubá mouka? … cukr krupice?...). Výsledky si sdělte, zapište do tabulky a vypočtěte z těchto hodnot obvyklé statistické veličiny (průměr, směrodatnou odchylku, relativní odchylku).

V závěru mimo jiné vysvětli tvar zásobníku na sypké stavební hmoty na přiloženém obrázku.

Autor aktivity: Tomáš Krásenský (G Jihlava)

VÝZVA: Jakým způsobem bude klesat pivní (nebo jiná pěna, jar…) pěna, půjde o lineární závislost na čase, nebo bude klesat logaritmicky či snad exponenciálně. Ověř experimentálně, zpracuj do grafu.

CO BUDEME POTŘEBOVAT: Připrav si co nejvyšší sklenici. Připevni na ni vhodné měřítko. Připrav si také případně vhodné video-nahrávací zařízení.

POSTUP: Ve sklenici vytvoř co nejvyšší vrstvu pěny: voda s mýdlem, s JARem… ti starší nebo s asistencí rodičů či prarodičů třeba i pivo. Měř výšku pěny v pravidelných časových intervalech (pozor! Ne výšku, do které pěna sahá, ale výšku vlastní pěny! Lpi = Lphi – Lpdi). Můžeš zaznamenat video a odečítat z videa, ať u toho nemusíš utrácet mládí. Vytvoř vhodnou tabulku a graf.

Předpokládejme, že pokles bude proporcionální. Pak by se výška pěny dala vyjádřit vztahem

Lp = Lp0.(0,5)t/T0,5 - Kde Lp je výška pěny – třeba v cm

Lp0 je výška pěny na začátku (ve stejných jednotkách jako Lp
t je čas – třeba v sekundách

T0,5 je poločas – doba, za kterou klesne výška
na polovinu (ve stejných jednotkách).

Po zlogaritmování a troše úprav dostaneme
pro poločas rozpadu pěny výraz:

T0,5 = t.(ln(0,5)/ln(Lp/Lp0)

Tuto hodnotu počítej v posledním sloupečku tabulky a pak z ní udělej průměry, odchylky… Pošli video a graf.

VÝZVA: Otestujte, zda rostliny kolem vás (v bytě, na zahradě) dokážou být SUPERNESMÁČIVÉ. To znamená, že i když je ponoříte do vody, zůstanou prakticky suché - podobně jako třeba voděodolná bunda.

CO BUDEME POTŘEBOVAT: Listy různých druhů rostlin, nejlépe pokojových i těch ze zahrady - doporučujeme alespoň 10 ks. Dále průhlednou sklenici s vodou (cca 0,5), utěrku. Pro zájemce kapátko, lupu, malé množství prostředku na mytí nádobí (např. Jaru).

1. Zamyslete se nad tím, jestli znáte rostliny, které se nikdy nenamočí - mají tedy supernesmáčivý povrch, podobně jako naimpregnovaná bunda. Bude jich víc u vás doma, nebo venku na zahradě? Bude se nějak lišit nesmáčivost na spodní a horní straně listu? Bude se lišit u starých a mladých listů? Zkuste si tipnout, jak to dopadne!

2. Natrhejte listy a pak je vkládejte do sklenice s vodou a pozorujte, co se bude dít. Supernesmáčivé listy vypadají při ponoření stříbrné, protože se kolem nich drží vrstvička vzduchu. Když je vytáhnete, voda po nich steče a jsou prakticky úplně suché.

3. Můžete také na jednotlivé listy kapat vodu z kapátka. U supernesmáčivých listů budou kapky veliké a téměř kulovité, u běžných listů budou vypadat jako placaté bochánky.

4. Pokud chcete tuto zajímavou vlastnost rostlin “zrušit”, můžete do vody přidat trochu prostředku na mytí nádobí - pak se smočí každá rostlina. Ve skutečnosti ovšem nezrušíte tuto vlastnost u rostliny, ale snížíte povrchové napětí vody.

OHLÉDNUTÍ: Tak jak to dopadlo? Z našich pokusů vyplývá, že více supernesmáčivých rostlin najdete v bytech, nejspíš je tato vlastnost výhodná spíše pro tropické druhy než ty z mírného pásma. Ale i některé naše druhy překvapí - supernesmáčivý je třeba obyčejný jetel, locika kompasovitá, topol osika nebo trnovník akát.

Starší listy tuto schopnost ztrácí, a v porovnání svrchní a spodní strany listu vyhrává ta spodní - nejspíš proto, že zde rostlina má většinu průduchů, a pokud by se na nich držela voda, nemohly by se otevírat a zavírat.

TIP - Doporučujeme zapojit toto zkoumání do online hodiny. Žáci mohou zkoumat listy každý sám doma, ale výsledky zapisovat do sdílené tabulky. Proběhne tak poměrně rozsáhlý výzkum mnoha druhů a kusů rostlin! Žáci se mohou pro listy vydat ven, a pokud tuto možnost nemají, využijí pokojovky.

ZAJÍMAVOST – Supernesmáčivé listy mívají na povrchu vrstvu vosku, případně je tento povrch hodně nerovný, pokrytý drobnými tyčinkami, destičkami, brázdami nebo chlupy. Každopádně tato vlastnost nejde odhalit pouhým pohledem, i když tyto rostliny bývají častěji lesklé a stříbřité. Unikátními vlastnostmi supernesmáčivých listů se inspirují technici a inženýři. Snaží se napodobit povrchové struktury těchto přírodních „zázraků“ a navrhnout třeba samočistící nátěry či vysoce vodoodpudivé textilie – třeba outdoorové oděvy či stany.

Zdroj: Jan Kolář, Ústav experimentální botaniky AV ČR

VÝZVA: Vyzkoušet si improvizované domácí měření velmi malých hmotností

POMŮCKY:  Kousek niti (závěs),  Jednu gumičku (spojení špejlí), Čtyři špejle: Jednu na „ručičku“ (vyvažuji proti spáře mezi křídly dveří skříně – kontroluji svislost!), Dvě na vahadlo (raději delší – je to přesnější), Jednu na uchycení v horním dílu skříně (tam je zatížena krabicí s žehličkou)  

Výpočet hmotnosti tělesa na nerovnoramenných vahách
… je velmi prostý: vychází z rovnováhy momentů – rovnováhy „na páce“. Je třeba dát pozor na to, aby ručička vah směřovala stále stejným směrem, jako u nezatížených vah (nejlépe rovnou dolů s nějakým ověřením, třeba ryskou, nakreslenou v pozadí vah)

MQ = MP
F1.r1 = F2.r2
m1.g.r1 = m2.g.r2
m1.r1 = m2.r2
m1 = m2.r2/r1

ZÁVAŽÍ
•      Je třeba začít s nějakou známou hmotností.
•      Osvědčuje se mi kancelářský papír „osmdesátka“, tedy v tloušťce, kdy 1 m2 váží 80g
–     potom A4 váží 5 g
–     A5 polovinu, tedy 2,5 g
–     … 

… jako příklad uveďme vážení Padáčku z ubrousku a nití
Jako závaží je použit papír formátu A6, tedy m2 = 1,25 g
Rameno závaží r2 = 13,5 cm, rameno tělesa r1 = 21 cm
… tedy hmotnost padáčku je
 m1 = m2.r2/r1 = 1,25 g . 13,5 cm/21 cm = 0,80 g
Je vidět, že jsme dosáhli dosti uspokojivé přesnosti, pohybující se okolo setiny gramu

Kancelářská sponka
Vždy je výhodou, když je možné zvýšit přesnost vážení jednoho předmětu tím, že zvážíme více stejných a výsledek vydělíme počtem:
Váženo 10 sponek najednou kvůli vyšší přesnosti
Jako závaží použit papír formátu A5, tedy m2 = 2,5 g
Rameno závaží r2 = 24,5 cm, rameno tělesa r1 = 16 cm
… tedy
m1 = m2.r2/r1 = 2,5 g . 24,5 cm/16 cm = 3,83 g (deset sponek)
… takže jedna sponka váží 3,83 g/10 = 0,383 g

Autor lekce: Tomáš Krásenský, Gymnázium Jihlava

VÝZVA: Vyrobte si ptačí budku (Matematika a pracovní vyučování)

CO BUDETE POTŘEBOVAT: plán na výrobu ptačí budky v měřítku 1:2, prkna (2,5 cm tlustá), hřebíky, pilku, úhelník, tužku, vrtačku a vykružovací vrták 33 mm, skládací metr

Rozvrhněte si prvně jednotlivé strany podle šířky a tloušťky prkna, které máte k dispozici. Rozkreslete si na papír jednotlivé stěny budky v měřítku 1:2. Předkreslete si jednotlivé díly na prkno, s rodiči pak prkna vyřízněte, stlučte hřebíky a pošlete do školy fotku hotové budky.   

Budku vyvěste: Asi 3m vysoko, vletovým otvorem na východ, zevnitř ji nehoblujte ani nelakujte.

Nemáte prkna ani nářadí a dílnu? Udělejte model ptačí budky třeba v měřítku 1:2 z papíru, Každý žák může vyrobit model jiné budky a ve škole pak udělejte výstavu (jeden dělá sýkorník, druhý rehkovník, budku pro netopýry, domeček pro ježky, čmeláky, sovy...)

Když to půjde, spolupracujte s rodiči nebo spolužákem.

Autor aktivity: Martin Kříž, Ekocentrum Chaloupky

VÝZVA:  Spočítejte si, jak dlouho trvá úklid

CO BUDETE POTŘEBOVAT: vysavač, mop a kýbl, apod…
Až budete vysávat, vytírat podlahu, nosit dřevo, umývat nádobí, sbírat jablka apod.

Ověřte si, jak funguje přímá úměrnost:
Jak dlouho mi trvá vytřít m2 a jak dlouho celá kuchyň (kolik má metrů čtverečních?).

Nebo naopak, stopněte si čas, za jaký jste vytírali podlahu v kuchyni. Jak dlouho vám trval jeden metr čtvereční?

Jak funguje nepřímá úměrnost:
Jak dlouho práce trvá tobě a jak dlouho stejná práce, když jste na to dva, tři...

Autor aktivity: Martin Kříž, Ekocentrum Chaloupky