It is time for fun with Physics; play, learn, live

Transkript

1 Scénář 1 Brownův pohyb Vítejte v rodinném domě pana Roberta Browna. Dovolte nám vás seznámit s panem Brownem a jeho matkou. První část Robert Brown: Mé jméno je Robert Brown a chtěl bych vás seznámit s mou teorií. Tato teorie je o neuspořádém pohybu částic. Příjemně se bavte. (R.B si sedá ke stolu a slyší jak na něj matka volá: '' mohu ti nabídnout polévku?'' ) V tu samou chvíli, v krásném slunečné počasí poledne, létají chvíli před domem dvě včelky a opylují květiny. Matka otevře okno a včely vletí oknem dovnitř. Když se zmateně prohání po celé místnosti, upustí pylová zrna do Robertovy polévky. Brown se upřeně zadívá na pyl ve své polévce a řekne: '' Neuspořádaný pohyb malých částí v roztoku se vlivem tepelného pohybu neustále srážejí.'' (R.B ihned po vyřčení svého výroků spěchá pro svůj deník, kde si zapíše co právě objevil.) Druhá část Nyní se nacházíme ve škole, kde A. Einstein objevil deník s zápisy, které zaznamenal R. Brown. A zaznamenal: ''Molekuly v roztoku se vlivem tepelného pohybu neustále srážejí, přičemž směr a síla těchto srážek jsou náhodné, díky čemuž je i okamžitá poloha částice náhodná.'' Třetí část Nyní bychom vám chtěli teorii Roberta Browna názorně vysvětlit pomocí pokusu. Experiment Do zkumavky nalijeme trochu vody, přidáme kapku mléka abychom vytvořili slabou koncentraci směsi. Ke sledování použijeme desktop, který je asi 2 až 3 centimetry vzdálený od kulatého dna. Pomocí laseru můžete na dataprojektoru vidět přibližně 20 cm velký přiblížený obrázek, na kterém se zrna neuspořádaně pohybují. Vysvětlení Látky přecházejí samovolně (brownovým pohybem) z prostředí kde je jejich koncentrace vyšší směrem tam, kde byla dosud jejich koncentrace nižší. Nedifunduje jen jedna látka do druhé. Proces je pro látku a rozpouštědlo vzájemný.

2 SMOLÍKOVI Scénář 2 Ládínek: Tati, pojď se podívat. Mám nový vynález. Pepa: Prosím tě, co jsi zase vymyslel za extra vynález, že mě rušíš od práce. (Pepa si čte noviny) Ládínek: Od práce? Aha, tak to jsem nevěděl. Gábi: Co ti dva zase vyvádí! Týna: Co já vím. Celkově mě to nezajímá, já mám důležitější věci na práci. Gábi: Než abych se zase rozčilovala, radši se tam ani podívat nepůjdu. Týna: Jdu ven s Lenkou, tak se vrátím později. Gábi: Jak později? (zazvoní zvonek) Lenka: Ahoj, tak můžeme jít za kluk ehm ven. Týna: Ahoj, jo můžeme. Ahoj mami. Lenka: Na shledanou paní Smolíková. Gábi: No ale ještě jsme se nedomluvili v kolik přijdeš. (Týna mezi tím bouchne dveřmi a je pryč) Gábi: Že já se tu o něco snažím! Pepa: A v čem spočívá ten vynález? Ládínek: Souvisí to s elektromagnetickým vlněním. Nabije se kondenzátor: vytvoří se elektrické pole, jehož energie představuje počáteční energii cívky Připojíme cívku: obvodem i cívkou protéká proud =>kondenzátor se vybíjí a energie el.pole se zmenšuje -současně se zvětšuje proud,který teče do cívky => V okolí cívky vzniká elektromagnetické pole zdrojem elektromagnetického vlnění je elektromagnetický rozruch při velké frekvencí napětí zdroje bude napětí mezi dvěma vodiči záviset nejen na čase, ale i na vzdálenosti od zdroje Pepa: No je to pěkné. To je aspoň vynález, ale chce to ještě upravit! Ládínku, dones mi brašnu. Jdeme pracovat! Ládínek: No dobře. (Znělka Smolíkových, během které Ládínek běhá přes celý byt a nosí Pepovi nářadí. Gábi se jen diví a mimicky nadává. Během toho se ve 22:00 vrátí Týna. Halířová zvoní ke Smolíkům) Halířová: Dobrý večer drazí sousedé, nebydlíte tady sami, můžete se ztišit? Gábi: Jistě, moc se omlouvám. Týna: Co se to tu děje? (smích) Vypadá to tady, jako po výbuchu. ( smích) Gábi: Ani mi to neříkej! Proč já hloupá jsem si nevzala Pištu Hufnágla. Pepa: Tak Ládínku, vypadá to, že je to hotové. Ládínek: Tak to zkusíme. Pepa: Gábi, pojď sem. Už je to hotové. Ládínek: (sedá k rádiu a zkouší ho zapnout) FM Lomos, FM Lomos, ohlas se, ohlas se. (je ticho a následně to zkouší Pepa) Pepa: FM Lomos, FM Lomos, FM Lomos, ohlas se, ohlas se.

3 (ticho) Týna: Beztak to máte rozbité! (smích) Pepa: No to bych se na to podíval! (bouchne do rádia) Týna: FM Lomos, FM Lomos, FM Lomos, ohlas se, ohlas se. Nuny: FM Lomos, FM Lomos, FM Lomos, tady Nuny. Všichni: A je to! Scénář 3 Newton a jeho gravitační zákon (podáno jako recese) Uprostřed místnosti je strom v našem podaní je to kokosový ořech a směrem k němu Newton pomalu jde(martin Bednařík) Mezi tím vypravěč vykládá o životě Newtona(narození,dětství,atd ),,Isaac Newton se narodil 4. ledna 1643 ve Woolsthorpu ve východní Anglii. V deseti letech začal chodit do vesnické školy v Skillingtonu a později ve Stoku. Od roku 1655 navštěvoval v Granthamu tamější gymnázium. Ubytován byl v domácnosti lékárníka pana Clarka.[2] V letech se v Grathamu připravoval na studia v Cambridge. Roku 1665 získal bakalářský titul a roku 1667 stálé místo na Trinity College. Roku 1668 se stal magistrem umění a roku 1669 lukasiánským profesorem matematiky, kdy nastoupil na místo po svém učiteli Isaacu Barrowovi. V té době sestrojil svůj zrcadlový dalekohled, který řešil problém barevné aberace u dalekohledů. Po vyprávění o životě Newton už sedím pod kokosovým ořechem. Najednou na Newtona spadne kokos. Zděsí se a začne kolem sebe nadávat a křičet, kdo to po něm hodil. Au, kdo to hodil?! Přiznejte se! Jak si to můžete dovolit! Na řadu přichází posel z budoucnosti (Gabriela Kročilová) a začne Newtonovi vysvětlovat, že po něm nikdo nic nehodil,a že kokos spadl ze stromu sám. Prvně laicky a poté odborně. Uklidni se Newtone. Nikdo po tobě nic nehodil. Kokos spadl sám díky gravitačnímu zákonu: Každé planetární tělo, včetně Země, je obklopené jeho vlastním gravitačním polem, který vykonává přitažlivou sílu na nějakém objektu, který se dostane pod jeho vliv. Tudíž gravitační pole Země přijme určitě těleso, aby spadlo na zem. A dá se taky vyjádřit vzorcem F g = mg. Nebo se dá také vyjádřit teorii relativity. Přesněji řečeno předpokládá, že libovolný objekt s vlastní hmotností zakřivuje prostor, ve kterém se nachází, a toto zakřivení se projevuje jako gravitace. Když posel vysloví vzorec přichází na řadu dívka s vzorcem na papíře a projde se po podiu. Po vysvětlení gravitace a působení gravitace na tělesa. Nastupují na řadu taneční páry a sbor. Taneční páry zatančí krásnou mazurku a k tomu jim bude zpívat sbor písničku Měla babka čtyři jabka v doprovodu Denisy s flétnou. Píseň: Měla babka čtyři jabka a dědoušek jen dvě. Dej mi babko jedno jabko, budeme mít stejně! Měl dědoušek, měl kožíšek a babička jupku. Pojď dědoušku na mazurku, já si s tebou dupnu!

4 Scénář 4 Gravitační projekt Úvod: Každý jistě víte, že Isaac Newton objevil působení gravitační síly. My vám teď ukážeme autentický vědecky ověřený příběh z jeho života. Scénář: VYPRAVEČ: Anglie před 343 lety....newton přichází a sedá si ke stolu. Poté něco sepisuje......služka přichází, přináší čaj... SLUŽKA: Prosím zde je váš čaj....pokládá čaj na stůl... NEWTON: Ticho, soustředím se...mává jí prstem před očima (ve znamení,,ne'' viz Brüno)......Hraje si: naráží koněm do jablka... VYPRAVĚČ: Přichází Newtonův přítel Johnny....Johnny přichází... JOHNNY: Čau Isaacu. Co to děláš?...udiveně se tváří... NEWTON: Jen tak vzpomínám... Nedávno jsem se procházel sadem, abych se trochu nadýchal čerstvého vzduchu, a v tom se mi něco stalo... VYPRAVĚČ: Newton sedí pod stromem a čte si knihu....přijde k němu záhadný muž a podává mu helmu... ZÁHADNÝ MUŽ: Vem si tohle,... věř mi, budeš to potřebovat....urychleně odchází......newton se podiví, a nasadí si helmu......v tom na něj spadne na něj spadne jablko......poté na něj začnou padat spousty dalších věcí... NEWTON: Ááá, dostal jsem nápad....nad hlavou se mu rozsvítí žárovka......návrat do současnosti (sezení u stolu)... JOHNNY: No, a na co jsi tedy přišel? NEWTON: Ale přemýšlel jsem o tom kolik věcí na tebe může ze stromu spadnout....johnny Vezme zahradnické nůžky od krve položené na skříni a ukáže je Newtonovy... JOHNNY: A tohle na tebe spadlo taky? NEWTON: Ne, proč myslíš? JOHNYY: Protože jsou do krve. NEWTON: No ve volném čase dělám kadeřníka a tohle je můj prototyp, bohužel se s ním blbě stříhá kolem uší jak sám vidíš. JOHNNY: Tak na co jsi teda přišel? NEWTON: Ukážu ti to....začne lít čaj do kýblu/koše... JOHNNY: Proboha co to děláš. NEWTON: Sleduj jak ta kapalina teče přímo dolů, proč neteče třeba do strany nebo nahoru?

5 ...služka přichází... JOHNNY: To opravdu nevím. NEWTON: Ukliďte to....služka uklízí... NEWTON: Přišel jsem na to, že tělesa různého skupenství přitahuje záhadná síla kolmo k zemi. NEWTON: Také jsem přišel na to, že čím větší váhu těleso má, tím je síla větší. JOHNNY: Ehm, aha, ohm. Nad tím jsem nikdy nepřemýšlel, ale dávalo by to smysl. SLUŽKA: Ještě něco pane? NEWTON: Ano. Přineste mi nový čaj....služka odchází... JOHNNY: Máš na to nějaký důkaz? NEWTON: Ano, ale jistě. Podívej....vezme 2 objekty a pustí je na zem......služka přináší čaj... SLUŽKA: Budete si přát ještě něco pan? NEWTON: Ano. Ukliďte to prosím....služka uklízí... JOHNNY: No ano, je to pravda, dokázal jsi to. Ale jak ten jev pojmenuješ?...služka odchází......newton si pomalu přikládá šálek čaje ke rtům... NEWTON: Budu tomu říkat G-R-A-V-I-T-A-C-E....Newton se napije čaje... Zákon akce a reakce Scénář 5 Dva žáci stejné hmotnosti sedí na pojízdných židlích tváří v tvář. Jeden je v klidu, druhý opře své nohy o kolena prvního a odrazí se. Oba se začnou pohybovat opačným směrem se stejným zrychlením. Fyzikální vysvětlení: Podle 3. Newtonova zákona akce a reakce oba žáci na sebe působí navzájem stejně velkými silami opačného směru. Protože mají stejnou hmotnost, pohybují se se stejným zrychlením. Dva žáci různé hmotnosti sedí na pojízdných židlích tváří v tvář. Jeden je v klidu, druhý opře své nohy o kolena prvního a odrazí se. Oba se začnou pohybovat opačným směrem s různým zrychlením. Fyzikální vysvětlení: Podle 3. Newtonova zákona akce a reakce oba žáci na sebe působí navzájem stejně velkými silami opačného směru. Protože mají různou hmotnost, pohybují se s různým zrychlením. Žák o menší hmotnosti se pohybuje rychleji.

6 Změna momentu setrvačnosti Scénář 6 1. žák se posadí na otočnou židli do tureckého sedu a v upažených rukou drží PET láhve s pískem. 2. žák ho roztočí. 1. žák přiloží ruce s PET láhvemi na prsa a jeho pohyb se zrychlí. Pak znovu ruce upaží a jeho pohyb se zpomalí. Fyzikální podstata: Pokus potvrzuje platnost zákona zachování momentu hybnosti: Moment hybnosti rotujícího tělesa zůstává konstantní. Moment hybnosti je součinem momentu setrvačnosti tělesa a úhlové rychlosti otáčení. Člověk, otáčející se na židli s těžkými láhvemi v ruce, má vůči ose otáčení určitý moment setrvačnosti. Upažením se jeho moment zvětší, tím se musí zmenšit jeho úhlová rychlost a dojde ke zpomalení otáčení. Připažením se naopak zmenší moment setrvačnosti, tedy se musí zvětšit úhlová rychlost, a tím se otáčení zrychlí.