13. CELOSTÁTNÍ SOUTĚŽ DEBRUJÁRŮ Šifra Komenského 2008 Vysvětlivky k pokusům: Každý úkol se dá řešit mnoha způsoby. Hledání toho nejvhodnějšího však vyžaduje dost času. Přiznáváme, že naše návrhy řešení pokusů nemusí být nejlepší. Pokud máte vlastní originální řešení, napište nám ho. Záleží na vaší věkové kategorii a chuti do práce! Pokusy ani teoretické úkoly rozhodně nemusíte dělat všechny, vyberte si,co vás baví a na co vám stačí síly. Při celkovém hodnocení budeme brát v úvahu váš věk a úroveň vašich odpovědí. Ke každému úkolu přikládáme značku, abyste se orientovali: Pouze teoretický úkol, odpovědi vyhledejte v literatuře nebo na Internetu. Jednoduchý praktický pokus, důležitý pouze k odpovědi, můžete nám ho vyfotografovat, popřípadě ještě lépe, vyfotografujte se v akci při práci s ním. Průběžný úkol, který není nutné udělat v daném kole, ale do konce soutěže, poslat nám jeho fotografii, a pokud postoupíte, dovezete ho s sebou do finále Forma,kterou pro vypracování odpovědí zvolíte, záleží jen na vás, nic není předepsáno, pouze nám ji musíte poslat elektronickou poštou. Nejmladší soutěžící do 8 let mají výjimku, mohou poslat svoje zpracování na adresu: RNDr. Božena Rytířová, Gymnázium J.A.Komenského, Komenského 169, 688 01 Uherský Brod. Svoje odpovědi, fotografie, nákresy, postupy, případně nová řešení a zážitky v tomto kole zašlete do 10. června 2008 na adresu sifra@gjak.cz, ať vás stihneme pozvat do finále. Informace o celé soutěži najdete na www.debrujar.cz. 1
Příběh čtvrtý Touha po poznání Začínám si zoufat, povídá Honza. Ty a depka? vyjekla Tereza. To mi nějak nejde dohromady. Z čeho TY, zdůraznila toto slovo Tereza, můžeš mít depresi? Čím víc pročítám tyhle staré zápisy z dob Jednoty bratrské, tím víc získávám pocit, že zmínka o pokladu tam asi fakt nebude, posmutněle konstatoval Honza. Mnoho dní už byli s Terezou ponořeni do bádání a hledání tajemné šifry Bratříků, která by je dovedla k nějakému netušenému pokladu nebo aspoň senzačnímu odhalení. Jedno odhalení ale už učinili, vlastně to nejdůležitější podařilo se jim objevit pod jejich gymnaziálním ústavem tajnou místnost Jednoty bratrské plnou rozličných věcí a hlavně spisků. Ale přitom nemůžeš zastřít, namítla na to Tereza, že jsme se opravdu snažili. Na druhou stranu, vždyť co? Myslím, že jsme se tím bádáním ve starých letopisech naučili víc, než by nás mohl naučit i ten nejlepší kantor ve škole. Á, slečna chytrá! usmál se šibalsky Honza. Jaká chytrá, rozčílila se Tereza, jaká chytrá, prosím tě, vždyť je to pravda. Podívej, kniha se jmenuje Návod, kterak ke znalosti všech tajemství, jež jsou obsažena ve věcech, dospěti. Bláhově jsme si mysleli, že to bude nějaký tajný alchymistický recept, ale Jo, je mi to jasné. Tam by klidně mohlo být napsané fyzika a chemie, aneb návod jak dojít ke znalostem všech zákonitostí věcí. A je to stejné. Přesně, kápnul jsi na to, povídá Tereza a zdviženým palcem dotvrdila svá slova. To jenom ta touha po poznání nám otevírá další dveře, možnosti, objevy, vynálezy Honza Terezu přerušil: Hele, už nemel a jdeme historicky bádat. Já nemelu, ale Komenský mlel! prohlásila Tereza. Honza jenom nevěřícně koukal. Teda, asi. On totiž jeho otec byl mlynář, tak mu třeba mladý Jan ve mlýně pomáhal mlít, ne? usmála se Tereza v momentě, kdy to Honzovi došlo. I vám ledacos dojde. Vyluštěte celou šifru, vyplňte úkoly vyplníte tím mezery ve svém vzdělání. Vždyť právě J. A. Komenský napsal: Smysl jisté vědomosti základ. Očité spatření nad důkazy. Dokažte nám, že to zvládnete! Pokuste se k významným vynálezům v levém sloupci přiřadit jejich správného autora z pravého sloupce. (Nápověda na stránkách našeho partnera http://www.labyrintbohemia.cz/zajimavosti.html) 1. Rtuťový teploměr 2. Vývěva 3. Benzínový spalovací motor 4. Kinematografická kamera 5. Dynamit 6. Knihtisk 7. Kuličková ložiska 8. Kaplanova turbína 9. Patentní válcový zámek 10. Šicí stroj a) Barthélemy Thimonnier b) Alfred Nobel c) Otto von Guericke d) Viktor Kaplan e) Johann Gutenberg f) P. Vaughan g) L.Yale h) Gottlieb Daimler i) Gabriel Daniel Fahrenheit j) Thomas Alva Edison 2
1. pokus: Větrný mlýnek z brček Pomůcky: brčka dvou různých průměrů, popřípadě kousek špejle,izolepa, nůžky Ze silnějšího brčka ustřihneme asi 16 20 cm dlouhou část, do které budeme foukat a pohánět mlýn. Pak z tlustších brček ustřihneme 2 stejné 7 cm trubičky. Každou z nich na jednom konci nastřihneme na 4 části do délky asi 4 cm. Rozstřižené části ohneme tak, abychom dostali lopatky kola, můžeme si pomoci teplem. Konec jedné trubičky bez lopatek jemně nastřihneme a zasuneme do druhé v místě lopatek. Pak vzniklý mlýnek s 8 lopatkami nasuneme na tenké brčko nebo špejli (asi 10 cm). Z dalších brček pomocí izolepy a nůžek vyrobíme rovnoramenný trojúhelník (základna 10 cm, rameno 30 cm). Přibližně uprostřed ramen uděláme otvory, do kterých vsadíme mlýnek. Pak ještě za kolem provlečeme další brčko (vytvoříme jakýsi čtverec u základny). Na tento čtverec umístíme brčko, které jsme si připravili na začátku jako foukátko. Do jeho konce, které je dál od kola budeme foukat a kolo se bude otáčet vlivem tlakové síly vzduchu z našeho foukátka. 1. otázka: Proč se mlýnek rychle zastaví, jakmile přestanete foukat? Co byste vylepšili,aby se otáčel co nejdéle? 2. pokus: Větrný květ Pomůcky: Kelímky od jogurtu, nůžky, tenký hřebíček nebo silnější špendlík s větší hlavičkou, korálky. Kelímek sestřihneme asi na 2 třetiny výšky a pak ho rozstřiháme svisle až ke dnu na 8 pravidelných částí. Z těchto částí šikmým přehnutím (začínaje ode dna) vytvoříme lopatky větrného kola. Konec každé lopatky můžeme sestřihovat do různých tvarů. Ve středu dna uděláme dírku. Na tenký hřebíček navlékneme korálek, větrné kolo a opět korálek. Pak připevníme na špejli. Zafoukáme-li zepředu na větrné kolo, lehce se roztočí. 3
Pod slovem "mobil" se vám zřejmě vybaví mobilní telefon. Dříve se tak ale mimo jiné označovaly známé pouťové ozdoby tvořené různými předměty navěšenými a vyváženými na nestejně dlouhých tyčkách. Takový jednoduchý mobil si můžete snadno a rychle udělat sami. Pokud to nezvládnete, stačí nám jen odpověď na otázku. 3. pokus: Mobil z krabiček Potřeby: několik plastových krabiček od kinofilmů (případně podobné neprůhledné krabičky), špejle, nit, rýži jako závaží (pro těžší závaží lze použít například matičky apod.), kousek drátku - například z kancelářské sponky (obejít se lze i bez drátku). Víčka krabiček propíchneme (například kružítkem) a otvory protáhneme asi 20 cm dlouhé kousky nitě. Na vnitřní straně víčka nit ukončíme velkým uzlem, nebo ke konci nitě uvážeme uštípnutý kousek drátku, aby se nit nevyvlékala. Nachystáme si potřebný počet špejlí (podle potřeby upravíme jejich délku) a naznačíme si na ně fixem vzdálenosti například po pěti centimetrech. Nyní podle předem připraveného návrhu přivážeme kousky nitě špejle k sobě a k volným koncům špejlí přivážeme víčka krabiček. Místo jednoduchého uvázání si můžeme z kousku drátku vyrobit malé háčky, pomocí kterých k sobě připevníme víčka a špejle (takový mobil se bude dát snadno upravit nebo předělat na jiný). Krabičky budeme plnit rýží (nebo jakýmkoli jiným sypkým materiálem) postupně od spodních dvou krabiček tak, aby byly vždy při zvednutí za příslušnou horní nit vyvážené. Dojdeme tak až k horní špejli jejíž druhý konec opět zatížíme krabičkami s vhodným množstvím rýže. Bez předchozího rozmyšlení (výpočtu) hmotností krabiček, dá chvíli práce, než zbylé krabičky na druhé straně správně vyvážíme. Hotový vyvážený mobil pověsíme na vhodný stojan, případně uvážeme ke stropu apod. Náš tip: Můžete svůj mobil využít k výrobě modelu geocentrické soustavy podle Komenského. 2. otázka: Která z krabiček našeho "mobilu", zobrazeného na začátku stránky, je nejtěžší a která nejlehčí? Dokázali byste určit, jaké jsou poměry jejich hmotností? Trochu teorie o rovnováze na kladkostroji Rovnováhy sil a momentů sil člověk už dávno využívá také při konstrukci různých kladkových mechanismů. Na vedlejším obrázku je znázorněno schéma nejjednoduššího kladkostroje, sestaveného z jedné pevné a jedné volné kladky. Velikosti sil působících z obou stran na kladku jsou stejné, protože se rovnají velikosti jejich momentů (to platí pro pevnou i volnou kladku). Z podmínky pro rovnováhu sil potom vyplývá, že volná kladka zvedá břemeno silou dvakrát větší, než působíme na konec provazu. Zdálo by se, že při tom ušetříme práci. Ale nenechte se zmýlit, co ušetříme na síle, musíme vynahradit délkou dráhy, po které za provázek taháme. 4
4. pokus: Ramínkový kladkostroj Potřeby: 2 drátěná ramínka na šaty, 6 kroužků na klíče, provázek, nějaké závaží Na každé ramínko navlékneme 3 kroužky, na jeden přivážeme provázek a dále ho provlékneme střídavě kroužky na obou ramínkách podle kresby, na jednom konci necháme dlouhý konec na tahání. Pak jedno ramínko pevně zavěsíme a na druhé volně pověsíme závaží. 1. úkol: Odhadněte nebo změřte siloměrem tíhu závaží, a pak sílu, pomocí které zdvíháte těleso vaším kladkostrojem. Pak změřte dráhu, o kterou jste zvedli těleso do výšky, a potom dráhu, kterou urazil konec provázku, za který jste tahali. 3. otázka: Kolikrát menší sílu, než je tíha závaží, musíte vynaložit? Kolikrát větší dráhu, než dráhu zvedaného závaží, musíte urazit provázkem? Víte proč? 5. pokus: Vodní mlýnek Potřeby: 4 obdélníky asi 4 cm x 2,5 cm z tvrdšího kartonu nebo plastu, korkovou zátku, dva dlouhé hřebíčky nebo špendlíky, odříznutý spodek dvoulitrové plastikové láhve, láhev s vodou Požádejte někoho dospělého, aby vám vyřízl do zátky čtyři hlubší podélné zářezy, do kterých zasunete obdélníkové lopatky z kartonu. Zapíchněte z každé strany přesně do středu zátky špendlíky nebo hřebíky, to bude osa vodního kola. V horním okraji odříznuté plastikové láhve vyřízněte přesně proti sobě dva zářezy, do kterých položíte osu vodního mlýnku. Osa se musí volně otáčet. Postavte mlýnek do umývadla a na lopatky nalévejte vodu z láhve. Na jeden hřebíček můžete přivázat nit a zavěsit malé tělísko. Zkuste, co může mlýnek zvednout pomocí energie padající vody. 4. otázka: Když lijete vodu na lopatky z větší výšky, jaký to má vliv na lopatky kola a proč? Toto vodní kolo je na svrchní vodu. Jak by muselo být poháněno kolo na spodní vodu? Průběžný úkol: Vyluštěním našeho písmenkového sudoku získáte posledních 5 písmen latinské ŠIFRY, vyluštěním doplňovačky získáte posledních 5 písmenek českého překladu ŠIFRY. Pokud nemůžete najít některá písmenka, zkuste vyhledat celé znění na internetu. 5
Doplňovačka 1. Komenského významné pedagogické dílo Informatorium školy... 2. Velký slovník češtiny, který Komenský začal psát na studiích, ale nikdy nedokončil. 3. a 4. Německé město, ve kterém Komenský studoval na univerzitě. 5. Obec ležící u Uherského Brodu, která se také považuje za možné rodiště Komenského. 1 2 3 4 5 Sudoku s písmenky Do políček doplňte písmenka A B C D E F M R U tak, aby se neopakovala ve sloupci, řádku, ani ve zvýrazněních čtvercích. V barevných políčkách najdete tajenku, přečtěte ji SHORA DOLŮ. Výhodné je postupovat tak, že začnete ve sloupci (nebo řádku), kde je nejvíc písmen. B R F U A E C E F B F F R U A M A M M E R E C F D R C Připomínáme vám velký průběžný úkol: Představte si, jak si Komenský tehdy mohl představovat vesmír, a vyrobte z libovolného materiálu geocentrický model tehdejšího vesmíru, který je popsán u obrázku komety v zadání 1. kola. Velikost necháme na vašich možnostech, ovšem myslete na to, že pokud postoupíte do finále, přivezete model do Uherského Brodu, kde bude vystaven v Muzeu Jana Amose Komenského. A to už je v tomto kole všechno a můžete se pustit do řešení. Přejeme vám hezkou zábavu! 6