neděle 25. prosince 2011

Foukej foukej větříčku, ale ne moc

Dnes budeme zkoumat chování proudícího vzduchu. Proudící vzduch dokáže udělat pěknou paseku, ať už letíte v letadle, nebo jdete po ulici. Ale přestože se k nám velmi často chová velice nevhodně, lidé jeho sílu a energii dokáží využívat.

Zborcený most
Vystřihněte z papíru obdélník , položte jej přes dvě knihy. Dokážete fouknutím shodit tento obdélník z knih? Vypadá to snadno. Zkuste to. Budete možná překvapeni, jak je to obtížné. Ve skutečnosti se vám to pravděpodobně nepodaří, bez ohledu, jak silně fouknete. Dokonce pokud fouknete silně pod papír, prohne se směrem dolů. Zdá se to zcela nemožné, ale uvidíte sami. S čím vším musí konstruktéři mostů počítat při jejich projektování - vždyť jak vidět vítr profukující pod mostem by mohl být dost nebezpečný.

Pohybující se vzduch
Podržte proužek papíru před ústy, papírek nechť visí volně dolů. Foukněte pod papír. Papír stoupá – no to není žádné překvapení. Vzduch tlačí do papíru a zvedá ho. Tímto způsobem létají třeba papíroví draci. Nyní foukněte NAD papírový proužek. Co myslíte – jak se bude chovat teď? Vyzkoušejte – opět stoupá! Jak je to možné. Zázrak Kelyšová, zázrak! Uvažujte se mnou: papír se může logicky zvednout, jen když na jeho spodní část působí větší tlak, než na horní. Vzhledem k tomu, že tlak pod papírem není žádným způsobem měněný, musí foukaný vzduch způsobit snížení tlaku nad horní částí papíru.

Je to asi 250 let co vědec jménem Bernoulli objevil důležité pravidlo, které bylo později použito při konstrukci křídel. Podle tohoto pravidla je v místech, kde proudí kapalina nebo plyn vyšší rychlostí menší tlak. Jak se tento princip uplatní u pokusu s papírem a dvěma knihami? Při fouknutí pod papír se v tomto prostoru sníží tlak vzduchu. Na horní část papíru působí tedy vzduch větší silou a papír se proto prohne směrem dolů.

Experimentujte sami
Postavte na stůl láhev a za ní hořící svíčku (pozor  ne PETláhev, ta je hořlavá!). Foukněte proti láhvi a svíčka za lahví zhasne. Nevěříte? Sfouknout svíčku za lahví je opravdu snadné… Kdybyste použili třeba dřevěný kvádr, svíčka by vesele plápolala a vy byste se ufoukali. Holt kvádr nemá ten správný – říkáme aerodynamický – tvar.

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!






neděle 11. prosince 2011

Proč nepadáme nahoru?

Už se vám podařilo někdy něco shodit ze stolu? Určitě ano. A tak otázka, kam onen shozený předmět spadl, se vám bude zdát asi hodně divná.  Všechny předměty přece padají na zem. Kapky deště. Listí ze stromu. Voda v řece také teče shora dolů. Samé jasné věci. Ale proč to tak je? Co je to za kouzlo, díky kterému vše padá k zemi? Je to gravitační síla, které také říkáme zemská přitažlivost. Přitažlivost působí na všechno, co je na povrchu Země i v jeho blízkém okolí. Díky přitažlivosti má Země atmosféru. Její „vinou“ obíhá Měsíc kolem dokola tak pravidelně, až to udivuje. Gravitační síla je vlastní každé planetě, každému tělesu ve vesmíru.

Zkoušíme pády
Proč padají všechny předměty dolů, to by se dalo z úvodních řádků vyčíst. Ale padají všechny předměty stejně rychle? Dříve se lidé domnívali, že rychlost pádu tělesa závisí na jeho hmotnosti. A mnozí mezi námi se tak domnívají dodnes, i když slavný Galileo Galilei tento mýtus vyvrátil už na přelomu 16. a 17. století.  V sérii pokusů, při kterých nechával z věže v Pise padat k zemi tělesa o různé hmotnosti, zjistil, že bez ohledu na jejich hmotnost, dopadnout na zem za stejnou dobu. Není vůbec složité podobný pokus zopakovat. Připravte si dva stejné listy papíru a jeden z nich zmačkejte. Oba mají stejnou hmotnost, takže pokud je vypustíte z ruky ve stejný okamžik, měly by také ve stejný okamžik dopadnout na zem. Jak je to ve skutečnosti? Dokážete si zdánlivě paradoxní výsledek pokusu vysvětlit? Vyzkoušejte ještě jednu variantu téhož pokusu. Vezměte si dvě hrací karty a jednu z nich podržte vodorovně nad zemí a druhou podržte svisle. Karta, kterou pustíte přední stranou otočenou k zemi, padá pomaleji, než karta puštěná kolmo.

Kdyby kolem nás nebyl vzduch, všechny předměty by padaly dolů stejnou rychlostí. Vzduch však pád předmětů brzdí a to víc, čím větší je povrch předmětu. Karta puštěná přední stranou k zemi se „opírá“ o vzduch pod sebou, kdežto karta puštěná kolmo vzduch pod sebou „rozřízne“.  Teď snadno vysvětlíte, jak funguje padák. Gravitační síla sice přitahuje padák k zemi, ale pod kupolí padáku se hromadí vzduch, který jej brzdí a zpomaluje jeho pád. 

Důsledky pádu
Pozorujte pád tenisového míčku ze stejné výšky na různé druhy povrchu. Počítejte, kolikrát a do jaké výšky se odrazí. Velice dobře se odrazí od betonu nebo dřeva. Od písku se neodrazí, zato v něm vytvoří jamku. Čím větší bude výška, ze které míček vypustíte, tím hlubší bude v písku vytvořený důlek. Síla balonku je v okamžiku dotyku s podložkou využita částečně k odrazu a částečně k deformaci balonku i povrchu, od něhož se odráží. Pevný povrch se deformuje velmi málo, a proto se balonek od betonu odrazí do větší výšky. Pískový povrch není pevný. Drobná zrníčka  písku zachytí energii balonku a využijí ji k tomu, aby se uvedly do pohybu. Čím výše je balonek, tím větší má rychlost a tím je také větší energie, která odsouvá písek. Účinek dopadu tedy závisí na rychlosti pádu tělesa, na jeho materiálu a povrchu.

V roce 1891 byl v Arizoně v USA objevený kráter, který je největším kráterem na naší planetě, vytvořeným meteoritem. Kráter vznikl asi před 50 tisíci lety a meteorit, který jej vytvořil, měl průměr asi 70 metrů a letěl vesmírem rychlostí 20 km za sekundu. Při dopadu vytvořil na povrchu Země díru a průměru 1200 metrů a hloubce 175 metrů.

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!


neděle 27. listopadu 2011

Vodní čerpadlo na kuchyňském stole

Zeptej se kamarádů a spolužáků, jestli dokážou přemístit vodu z jedné misky do druhé, aniž by ji přelévali, překapávali, používali třetí nádobu či případně umisťovali jednu misku výše než druhou. Věřte tomu, že až tohle kouzlo předvedete třeba ve škole ve správné hodině (a samozřejmě i vysvětlíte), máte o dobrou známku postaráno. Aspoň doufám.

Budete potřebovat plastové pružné brčko s kloubem (možná bude vhodnější hadička o vhodně malém průměru), tři malé misky, potravinářskou barvu, vodu a kuchyňský dřez nebo hluboký lavór. Položte všechny tři misky vedle sebe na kuchyňský stůl. Do první z nich nalijte vodu až po okraj a přidejte pro efekt trochu potravinářského barviva. Do prostřední misky nalijte vodu asi do čtvrtiny. Dřez napusťte do poloviny vodou, brčko ponořte do dřezu a nechejte do něj natéct vodu. Uvnitř nesmí být žádné bublinky. Snažte se je tedy nějakým způsobem dostat z brčka ven – mačkáním, kolíbáním brčka ze strany na stranu, apod… Zatímco je brčko stále ponořené v dřezu, uzavřete prsty oba jeho konce tak, aby ho bylo možné vytáhnout z dřezu a přitom neunikla ani kapka vody a dovnitř se nedostala ani troška vzduchu.

Jeden konec brčka ponořte do první misky a druhý do druhé misky. Ujistěte se, že jsou oba konce brčka opravdu ponořené – nesmí vytéct ani kapka vody, přítomnost bublinek vody v brčku zabrání úspěšnému průběhu pokusu. Po uvolnění obou konců brček pozorujte co se děje a buďte řádně překvapeni. Obarvená voda z první misky přetéká do misky druhé. Neuvěřitelné, viďte. Pokud koukáte a nic se neděje, pravděpodobně do brčka vnikl vzduch, přehlédli jste nějaké malé bublinky.

Mezitím co obarvená voda pokojně přetéká z jedné misky do druhé, připravte si třetí misku – opět trocha barviva a tentokrát vody ještě méně: vaše miska číslo 3. Stejným způsobem jako předtím – tedy ponořením do dřezu a vytlačením případných bublinek – naplňte zcela vodou další brčko a propojte s ní misky číslo 2 a 3. Pokud je vše OK, měla by se začít třetí miska postupně plnit vodou, přitékající ze druhé misky. Máte více misek a více hadiček? Co se stane, když budete přidávat další misky? Vznikne vaše malá domácí vodní horská dráha!

Podobný jev znají určitě všichni akvaristé. Do hadice napustí vodu, jeden její konec umístí do akvária a z druhého nechají odtékat vodu do vědra položeného na podlaze. Aby vše dobře fungovalo, jsou zapotřebí dvě věci: voda v hadici a konec hadice v akváriu výše než konec hadice ve vědru. Jev je způsobený rozdílným tlakem, působícím na oba konce hadice.

No jo, ale naše misky jsou ve stejné výšce – tak totiž znělo zadání úlohy. Jak je možné, že to vše funguje i za této podmínky. Misky jsou sice položeny na stejné desce stolu a tedy ve stejné úrovni, jenže hladiny vody v miskách jsou různě vysoko. V první misce je největší hloubka, v misce druhé je více vody než ve třetí atd. Nechte vodu postupně protékat hadičkami a pozorujte, co se stane s vaším vodním čerpadlem, když hladiny v miskách dosáhnou stejné úrovně. A co když poté znovu dolijete vodu v první misce až po okraj? 

Naše čerpadlo pracuje proto, že v první misce je u dna větší tlak vody než ve druhé misce. Tato tlaková síla vhání vodu do hadičky a nutí ji vtékat do druhé misky. V okamžiku, kdy voda v brčku dosáhne ohybu a tedy nejvyššího místa, je přitahována gravitační silou do druhé misky. Kombinace těchto dvou jevů způsobuje přečerpávání vody z jedné misky do druhé.

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!


neděle 13. listopadu 2011

Jak osladit a přitom ušetřit

Mnoho zajímavých věcí nás napadne v úplně obyčejnou nezajímavou chvilku. Třeba při čekání na oběd ve školní jídelně. Mám rád sladký čaj. Ten v jídelně podle mého gusta samozřejmě není (to není výtka, to je konstatování že sladím opravdu hodně). No a nápad na první experiment je hned na světě – když dva různé čaje o stejné teplotě osladíte stejným množstvím cukru, budou chutnat stejně sladce? Pravda, je to spíš pokus pro mladšího sourozence, který se teprve zorientovává na světě. Uvařte několik různých druhů čaje, do každého dejte po jedné kostce cukru a spolu je ochutnávejte. Na správnou odpověď není třeba být Einstein. Možná byste mohli otestovat chuť čajíků ještě před oslazením – některé druhy čajů chutnají sladce i samy o sobě. O tom rozhodují rostlinky, ze kterých je čaj smíchaný. Ale že stejně oslazené čaje mají různě sladkou chuť, tomu asi věřit nebudete. Pokusím se vás přesvědčit pokusem.

POZOR! K tomuto pokusu je třeba horká voda. Buďte opatrní, poproste o spolupráci dospělého. Připravte si dvě stejné nádoby k přípravě čaje (můžou být dvě stejné pánve, dva malé hrnce, dvě stejné varné konvice, …), vodu, sáčky s čajem a cukr. Do nádoby nalijte po dvou hrníčcích vody. Vodu ohřejte až k varu a každé nádoby vložte dva čajové sáčky. Do jedné nádoby přidejte dvě polévkové lžíce cukru, nechejte pár sekund ještě povařit, a obě nádoby opatrně sundejte z varné plochy (dospělci pomozte!). Oba čaje nechte vychladnout a pak přidejte dvě polévkové lžíce cukru i do druhého - teď už studeného - čaje. Doufám, že jste si obě nádoby nepopletli a druhé dvě lžíce nenasypete do stejného čaje. To byste toho moc nezjistili… Po dokonalém rozpuštění obou cukrů je ochutnejte. Jsou oba čaje stejně sladké? Neměly by být. Čaj, který byl oslazený za horka, chutná sladčeji!

Jak si to vysvětlit? Pokud s námi pokusničíte od začátku (jen tak mimochodem - začínáme už čtvrtý rok společného debrujárského zkoumání obyčejných věcí kolem nás), nebráníte se žádným nápadům na řešení. První myšlenka by mohla být ta, že v horké vodě se cukru rozpustí více. Jasně to je pravda. Horká voda má větší energii než stejné množství vody studené. Právě abychom vyloučili tento vliv, rozpustili jsme v obou čajích stejné množství cukru. Takže tím to nebude. Zdá se to nemožné, ale vypadá to tak, že za rozdílnou sladkost čajů může to, jestli cukr rozpouštíme v horkém nebo studeném čaji! Na první pohled se zdá tato odpověď být nesmyslná - logické přece je, že když rozpustíme stejné množství cukru, musí být oba čaje stejně sladké. Jak je tedy možné, že jeden z čajů je sladší?

Cukr, který jsme rozpustili v horkém čaji, je teď jiným cukrem než na začátku a než ten, co byl rozpuštěný ve studeném čaji. Ano, není jen jeden druh cukru. Cukr, který používáme k běžnému slazení, se jmenuje sacharóza. Sacharóza je cukr vytvářený rostlinami, které si v jeho formě skladují energii. Při nasypání sacharózy do horkého čaje nastane děj, kterému se říká inverze. Sacharóza se rozpadne na jiné dva druhy cukru – hroznový cukr (glukózu) a ovocný cukr (fruktózu). Tato kombinace se nazývá invertní cukr a je asi o 10-20% sladší než sacharóza. Proces inverze cukru je velmi užitečný. Invertní cukr používají pekaři ke slazení cukrovinek a pečiva, užívá se jako sladidlo do nápojů. Slouží také jako výchozí surovina pro přípravu některých umělých sladidel. Včely dokážou totéž pomocí látek zvaných enzymy k výrobě medu. Proto je med o hodně sladší než cukr.

Takže rada jak ušetřit? Sladit horký čaj a ne studený. Ušetříte až jednu pětinu cukru!

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!
 

neděle 30. října 2011

Bubli, bubli, bubliny – jak to dělá peroxid?

S peroxidem vodíku (někdy se mu říká také kysličník) se asi každý z nás aspoň jednou setkal. To je ta kouzelná vodička, která nás všechny v dětství provázela nebo provází skoro na každém kroku. Když se pořežete nebo škrábnete, nalijete na to peroxid, ten začne pěnit a rána se vyčistí. Takže pokud peroxid začne bublat a pěnit znamená to, že jsou v ráně nějaké bakterie? Vypadá to tak.  Aspoň nám to říkají, ale jak si ukážeme, všechno není vždy tak, jak se říká…

Začneme právě naší pokožkou. Jsou na ní nějaké bakterie a mikroby? Mikroorganismy prostým okem vidět nemůžeme, přesto tam jsou. Proč by zrovna na pokožce být neměl! Přitom je jedno, jak často si myjete ruce, nezáleží na tom, jak často se drhnete. Na vaší kůži prostě žijí bakterie a další mikroorganismy. Takže jestliže na kůži žijí tyto organismy běžně, tak by měl při nalití na neporaněnou pokožku peroxidu peroxid začít pěnit, ne? Vyzkoušejte a uvidíte.

Tak co, pěnilo? Tvořily se bubliny? Pravděpodobně ne, ledaže byste měli na pokožce nějakou odřeninu, nebo drobnou ranku.  Proč tedy vznikají bublinky, když k jejich vzniku není potřebná přítomnost mikroorganismů? Peroxid pění a bublá kvůli látce zvané kataláza.  Kataláza se nachází ve vaší krvi a v buňkách vašeho těla. Je to enzym, který napomáhá rozkladu peroxidu vodíku na vodu a kyslík. K tomu, abychom pozorovali, jak se projevuje, nepotřebujeme ale vůbec vlastní krev. Naštěstí pro nás je kataláza přítomná také v bramborách. Uřízněte kousek brambory, kápněte na řeznou plochu peroxid a pozorujte bublinky. To, že brambora na řezu pění, samozřejmě neznamená, že je nakažená. Stejně tak bublinky při kápnutí peroxidu do odřeniny neznamenají, že je rána nakažená, ale to, že jsou v ní poškozené buňky. Peroxid se při poškození buňky dostane do kontaktu s katalázou a začne pěnit.

Proč tedy „kysličník“ v ráně bublá? Chemický vzorec peroxid vodíku H2Oje velmi podobný chemickému vzorci vody H2O. Písmeno H ve vzorcích znamená jeden atom vodíku, písmeno O představuje jeden atom kyslíku. Ze vzorců je tedy vidět, že molekula peroxidu vodíku je tvořena dvěma atomy vodíku a dvěma atomy kyslíku a je téměř stejná, jako molekula vody - má jen o jediný atom kyslíku více než voda. Zdá se, že tento nepatrný rozdíl nemůže znamenat výraznou změnu v chování obou látek, ale opak je pravdou. Například přidání jednoho atomu kyslíku k železu způsobí rezivění železa! Měkká, narudlá rez se jistě velmi liší od nezrezivělého kousku železa. Jeden atom kyslíku navíc dělá z peroxidu vodíku zcela jinou látku. Peroxid vodíku, pokud je koncentrovaný, je velmi nebezpečná látka. To je důvod, proč peroxid vodíku koupíte v drogeriích nebo v lékárnách pouze v 3% koncentraci. Ve 100 ml peroxidu vodíku z lékárny jsou tedy pouze 3 ml koncentrovaného peroxidu vodíku. Zbylých 97 ml vody způsobí dostatečné zředění této chemikálie k bezpečnému domácímu použití.

Peroxid vodíku se zvolna rozkládá, uvolňuje jeden atom kyslíku a mění se na vodu. Určité látky dokážou tuto rychlost průběhu reakce zvýšit a způsobí, že se kyslík z peroxidu uvolňuje velmi rychle. Kataláza má právě tuto vlastnost. A to je důvod, proč je tedy peroxid vodíku dobrý. Pro některé mikroorganismy je kyslík ve vysoké koncentraci jedovatý. Takže pokud dostaneme do rány dostatečné množství kyslíku, mikroorganismy zahynou. Na oděrce se vytvoří strup, který mikroorganismům zabrání v přístupu do rány. A přestože je podle našich dědečků a babiček stejně dobré odřeninu vydrhnout, přece jen je pohled na krásně šumící a bublající peroxid v oděrce příjemnější… 

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!

neděle 16. října 2011

Zkouška odvahy a nebezpečné kyvadlo

Následující pokus od vás bude vyžadovat hodně, hodně víry v zákony vědy. Nevím, jestli fyzika, chemie a ostatní přírodovědné předměty na vaší škole ve vás tuto víru dostatečně pěstují. Rád bych věřil, že ano, že výuka těchto předmětů ve škole není jen listování v učebnici a poslouchání učitele či sledování videa. Věnovat se přírodním vědám znamená hodně pozorovat, experimentovat, přemýšlet, učit se mít vlastní názor, umět ho formulovat a obhájit. 

Pokus, který je pro vás dnes připravený, se obvykle provádí pomocí bowlingové koule přivázané na řetězu. Koule, která se dramaticky blíží k obličeji. A je jen na vaší víře ve vědu a zákony pana Newtona, zda uhnete, nebo ne. Já vám nabídnu poněkud mírnější variantu pokusu. Takovou, která vám neublíží ani tehdy, kdyby přírodní zákony náhodou neplatily. 

Vyberte si nějaké vhodně velké jablko a přivažte je za stopku na provázek. Jablko samozřejmě není podmínkou – oním předmětem může být cokoliv, co jde přivázat na provázek a co má takovou strukturu, která v případě kolize s vaším nosem neublíží. Jedinou podmínkou je tvar co nejvíce se blížící kouli. Opačný konec provázku přivažte dostatečně vysoko tak, aby se jablko mohlo na provázku volně kývat. Například jej přivažte na zahradě na větev jabloně (buďte opatrní, ať nespadnete) nebo na lustr či závěs záclony – v tom případě ale dávejte pozor a pamatujte, že okenní tabule jsou křehké a lustr může spadnout. Odstupe o nějaký ten metr dál od visícího jablíčka a délku provázku zvolte tak, aby se jablko na provázku dotýkalo vašeho nosu. Nebo raději ať se dotýká čela. Přece jen, když vás klepne jablíčko putující vzduchem do čela dá se to snést daleko lépe, než když by vás cvrnklo do nosu.

To je přesně to, co budeme v tomto pokusu dělat. Poproste kamaráda, aby jablíčko na napnutém provázku přiložil k vašemu čelu. Poté ať jablko uvolní. Jablko se v první fázi bude od vašeho čela vzdalovat, po nějaké chvíli se zastaví (tato doba závisí na délce provázku) a začne se pohybovat zpět. Teď se projeví vaše víra v přírodní zákony. Anebo víra v má slova – pokud jste postupovali přesně podle návodu, máte mé čestné slovo, že vám jablíčko neublíží. Jablko se stále více přibližuje: všimněte si toho – pokud vám to obava o vaše čelo dovolí – že se jablíčko zvětšuje! Tomu ale také nevěřte, je to jen optický klam – domy ve větší vzdálenosti se zdají také menší. Vydržte v klidu, i když kamarádi kolem vás budou uzavírat sázky, zda vás jablko udeří. 

Uvolněné jablíčko nabírá rychlost, jeho polohová energie se přeměňuje na pohybovou. Po průchodu nejnižším bodem své dráhy jablko začne zpomalovat, protože se pohybuje proti působící gravitační síle. Učebnice by řekla, že jeho pohybová energie se přeměňuje zpět na polohovou. V přírodě platí zákon zachování energie. Stručně řečeno – žádná energie se nemůže ztratit, pouze se jeden druh energie přeměňuje na jinou. Pokud by se tedy přeměňovala jen polohová energie na pohybovou, mělo by vás jablko při návratu ťuknout do čela. Jenže jablko na pouti vzduchem musí překonávat tření a na to spotřebuje část své celkové energie. A to je právě ten důvod, proč se jablko nemůže vrátit až k vašemu čelu. Nevěříte? Vyzkoušejte – ale přesto raději experimentujte s malým jablíčkem. Nebo možná lépe s rajčetem.

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!
 
 

neděle 2. října 2011

Čichám, čichám … aneb vůně a vlhkost

Víte co je to mozaika? To je obraz skládaný z malých a maličkých barevných prvků – kamínků, sklíček apod. U mozaiky nevnímáme tyto drobné prvky jednotlivě, ale obraz jako celek. Přesto jsou právě ty maličké kamínky, maličká sklíčka tím nejdůležitějším. Takový obraz je velmi podobný našemu životu, který je sice vytyčován velkými obrazy, ale k úspěšnému vytvoření každého takového obrazu jsou potřeba správně vybrané a poskládané kamínky. Podobnou myšlenku vyslovil i vám určitě známý Jan Neruda v Písních kosmických: „… bude-li každý z nás z křemene, je celý národ z kvádrů…“. Naučte se vnímat i ty drobné vjemy, kterých si obvykle nevšimnete. Dívejte se kolem sebe a těšte se z drobností.

Na takovou zajímavost drobnost jsme narazili na jednom z debrujárských seminářů. Při sprchování jsou prý vůně cítit intenzivněji. Všimli jste si toho někdy? Moc jsem tomu nevěřil. Tak to zkusme teď a spolu. Pokusem tuto domněnku prověříme a možná i zjistíme, proč tomu tak je. Přitom nebudeme potřebovat žádné složité pomůcky: jen sůl, pepř, prach, vodovodní kohoutek a horkou vodu a jiné vonící věci.

Začneme pepřem. Jemně jím posypte svou dlaň. Přidržte si ji asi 30 cm od vašeho nosu a jemně šňupněte. Pozor – jemně, žádné funění! Nasát do nosu dávku pepře, to není nic radostného. Cítíte pepř? Pokud ne, zakružte dlaní pod nosem, případně o něco málo přibližte dlaň k nosu. Tak nyní zkusíme téměř to samé, jen popojděte k umyvadlu. Otočte červeným kohoutkem a počkejte, dokud nepoteče horká voda. Nechejte vodu téci, dlaň s pepřem umístěte nad tento kohoutek a pokus zopakujte. Tedy dejte dlaň asi 30 cm pod nos a jemně nasajte vzduch nad tuto dlaní. Vnímáte rozdíl ve srovnání s prvním pokusem? Cítíte vůni pepře silněji, méně či stejně? Pravděpodobně můj pokus dopadne stejně jako váš – já zjistil, že vůně pepře je ve druhé variantě pokusu silnější. 

Jak to bude vypadat, když použijeme jinou látku? Co třeba sůl? Sami zjistíte, že ucítit sůl je o hodně obtížnější. Na 30 cm z dlaně tak jako pepř ji rozhodně nezaregistrujete. Dlaň se solí musí být mnohem blíž. Pokud vaše čichové buňky na sůl reagují stejně jako ty moje, možná že váš nos skončí ponořený do soli. Pokud umístíte dlaň ze solí nad vodovodní kohoutek a srovnáte vjemy čichání pepře a soli, budete určitě překvapeni, o kolik je vnímání soli za vlhka silnější.

Kapaliny, resp. vodní páry usnadňují přenášení částic vůní z jednoho místa na druhé. Smyslová vnímání čichu a chutě spolu velmi souvisejí. Při zvýšení vlhkosti vzduchu se částice vůně „namočí“, což zlepší naši schopnost je ucítit. Počet částic soli ve vzduchu je za suchého i vlhkého vzduchu stejný, ale vlhký vzduch nám umožní snadněji je čichem zaregistrovat. Stejným způsobem nám vlastně „voní déšť“. Je možné „ucítit“ blesk, oleje a vůně uvolňované rostlinami, všichni známe „vůni“ žížal po dešti, mokrého asfaltu a další.

Vyjděte z bytu ven a pokuste se zachytit vůni prachu z ulice, ze dvora, na zahradě. Najděte trochu suchého hezkého prachu nebo hlíny. Zopakujte stejný pokus jako s pepřem a solí – vnímejte jak za suchého ovzduší, tak nad tekoucím kohoutkem s vodou. Pravděpodobně ucítíte známou vůni, typickou pro déšť. Mnohokrát uslyšíte, jak déšť krásně voní. Ve skutečnosti váš čich registruje vůni prachu. 

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!

neděle 18. září 2011

Jak z nezralého udělat zralé


Mám moc rád švestky. Švestky v buchtách, švestky v ovocných knedlících, nebo třeba i ve formě povidel v koblihách. Ale ze všeho nejvíc přímo ze stromu. Nedávno jsem si jich pár koupil v obchodě. Pokud máte vlastní zahrádku, budete vědět, o čem mluvím – ovoce z obchodu není nikdy to pravé. Stejně tak i moje koupené švestky – barva sice modrá, i když ne zcela švestkově modrá, plody byly tvrdé a trpké, kyselé. No jo, když ale v obchodě nejde jednu švestku sníst a podle toho jak vám chutná buď koupit, nebo ne. A tak holt nakupování připomíná pověstnou koupi zajíce v pytli? Na obranu prodavačů je třeba říct, že z pochopitelných důvodů nelze do obchodní sítě dodávat chutné, zralé a tedy měkké ovocné plody. Cesta do regálů v obchodech trvá nějakou dobu. Během této doby by ty moje švestky ještě víc dozrály a kdo by si je pak koupil rozmačkané? 

Jak si tedy například na jaře nebo v zimě (ale pokus můžete provádět kdykoliv!)pochutnat na chutných plodech zakoupených v obchodě? Pro náš pokus o umělé dozrávání potřebujeme švestky nesladké a tvrdé (snadno je vyberete lehkým zmáčknutím mezi palcem a ukazováčkem). Tři švestky dejte do papírového sáčku, který pečlivě uzavřete. Další tři kousky položte na tmavé místo (pozor – dál od papírového sáčku!). Nezapomeňte připsat varování, že vybrané plody jsou předmětem vašeho vědeckého zájmu, jinak o ně snadno můžete přijít. Čekejte do dalšího dne a pak ochutnejte po jednom kousku z každé skupinky vzorků (čili jednu švestku z papírového pytlíku a jednu švestku volně ležící) a jejich chuť porovnejte. Jak srovnání dopadlo? Chutnají oba vzorky stejně, nebo se některá švestka tváří zraleji? Čekejte další den a ochutnejte opět po jednom kousku. A pak pro potvrzení domněnky počkejte se zbylými švestkami ve vzorcích ještě jeden den. 

Pokud chci vysvětlit, co se stalo, musím říct výsledek pokusu. Švestky v sáčku budou zralejší. Patrné to bude již po prvním dnu, značně zřetelný rozdíl v chuti a tvrdosti poznáte druhý, třetí den. Pokud na švestky zapomenete (ale já věřím, že pokus je natolik zajímavý, že se vám to nestane), zjistíte, že ty ze sáčku musíte vyhodit dřív, zkazily se. Proč to tak je? Ovoce a zelenina v procesu zrání vylučuje plyn zvaný ethen (známější je pod starším názvem etylén), který urychluje zrání a často je příčinou předčasného kažení potravin. Tento plyn způsobuje, že rostlina i její plody produkují enzymy. Enzymy umí měnit škrob a kyseliny v plodech rostlin na cukr. Proto švestky, broskve, jahody a další plody při zrání sládnou. Enzymy také stojí za oslabováním tloušťky buněčných stěn, čehož přímým důsledkem je měknutí plodů. 

Jablka při zrání uvolňují hodně ethenu. Zkuste přidat do jiného papírového sáčku k dalším třem švestkám jedno zralé jablko a porovnávejte po jednom, dvou a třech dnech po jedné švestce z každého vzorku – švestku volně položenou, švestku v dobře uzavřeném papírovém sáčku a švestku v sáčku s jablkem. Dokážete odhadnout, jak dopadne porovnání zralosti těchto tří vzorků? Napadne vás, proč nahnilé kusy sklizeného ovoce dokáží nakazit i ty ostatní zdravé a proč je tedy třeba ovoce uskladněné ve sklepě opakovaně pečlivě prohlížet?

Na závěr jeden tip. V ledničce můžete uložit zralé a nezralé plody ve svůj prospěch. Pokud jste si koupili nedozrálé banány, využijte ethen uvolňující se ze zrajících jablek. Když oba dva druhy ovoce smícháte, banány brzy zežloutnou. Jestli jsou ale banány zralé, v blízkosti jablek rychle zhnědnou. Když chcete udržet ovoce déle čerstvé, musíte zabránit produkci ethenu. Dnešní pokus vyzkoušejte i s jinými druhy ovoce či zeleniny: broskve, hrušky, rajčata…

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!




neděle 4. září 2011

Síla vzduchu a kolaps láhve

Také vás napadají ty nejzajímavější nápady při úplně běžných činnostech? Mě námět na dnešní experimentování napadl ve třídě při umývání rukou. Horká voda tekoucí z kohoutku, stoupající pára – co myslíte, jak moc se vzduch rozpíná, když se ohřeje?

Pokud se chcete připojit k experimentování, poproste někoho dospělého o dozor. Dnešní pokus může být opět nebezpečný, protože při něm budete pracovat s horkou vodou. Připravte si prázdnou a čistou PET láhev. Do lavoru nebo dřezu napusťte horkou vodu, ale ne tak horkou, aby vás opařila. Přesto raději zaměstnejte vašeho dospěláka! Voda se nám zdá být tou nejobyčejnější látkou, kterou známe. Ale to jen proto, že nám nechybí, že jí máme zatím dost. Přesto je třeba i s vodou šetřit. Proto si dnešní pokus připravte například před umýváním nádobí nebo před koupelí, abyste mohli při pokusu použitou vodu dále užitečně upotřebit. 

Lavor nebo dřez či jiná nádoba, kterou použijete, musí být dostatečně hluboká, aby v ní bylo pro PET láhev dostatek místa. Otočte uzavřenou prázdnou PET láhev dnem vzhůru a ponořte ji kolmo do vody. Láhev držte pod vodou, opatrně odšroubujte víčko a sledujte co se děje. Věřím tomu, že budete překvapeni. Z láhve by po chvíli měl začít vybublávat vzduch. Bublinek by se postupně mělo  objevovat víc a víc! Možná vás zaskočí i to, jak dlouho bude vzduch z láhve unikat.

Pozor – začíná druhá fáze pokusu. Až únik vzduchu ustane, našroubujte víčko zpět (láhev pořád držte pod vodou dnem vzhůru). Víčko utáhněte co nepevněji. Vyndejte láhev z vody a postavte a stůl. Co se stane? Překvapí vás další průběh pokusu? Dokážete vysvětlit, co se děje? 

Když vložíte láhev do horké vody, vzduch v ní se od horké vody ohřeje. Molekuly horké vody mají více energie a tak se pohybují rychleji a narážejí na stěny sklenice a hladinu vody u hrdla sklenice. Stěnami láhve se molekuly vzduchu ven dostat nemůžou, ale na uniknutí hrdlem mají energie dost. Čím je láhev déle ve vodě tím se vzduch v ní ohřívá víc a víc, a proto i z láhve uniká víc a víc bublinek vzduchu. Rozpínání vzduchu má ale své meze, proto po určité době přestane i bublání v okolí hrdla PETky. V tom okamžiku pevně našroubujte víčko na hrdlo a vyndejte ji z vody ven. Nastane jev právě opačný. Vzduch v láhvi se ochlazuje, jeho molekuly zpomalují, protože ztrácejí energii, a také proto síla jejich nárazů na vnitřní stěny slábne. Tlak venkovního vzduchu získává navrch a láhev se pomalu smršťuje.  

Stejný jev můžete prozkoumat pomocí pouťového balonku. Láhev ponoříte do horké vody dnem dolů. Ale ještě předtím na její hrdlo láhve natáhněte balónek. Vzduch ve sklenici se ohřívá, jeho molekuly se pohybují rychleji. Mají více energie a proto naráží do balónku větší silou a … Ale to bych se opakoval. Tohle už jsme tu dnes jednou měli. Pak sundejte z hrdla láhve balonek. Tlak vzduchu v láhvi se vyrovná s tlakem okolního vzduchu. Balónek natáhněte znovu zpět. Co se stane?
 
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!
 
 
 

neděle 21. srpna 2011

Otoč sklenici a nevylej

Dokážete otočit sklenici vzhůru dnem, aniž by vám unikla byť jediná kapka vody? Neříkejte dopředu ne a pojďte to vyzkoušet.  Připravte si sklenici, vodu, různé látky, tělesa a materiály z vašeho domu i jeho okolí, dostatek fantazie.

Jednou obvyklou možností k řešení jakéhokoliv úkolu je, že před jeho provedením dostanete soubor instrukcí – v normální řeči říkáme návod – k jeho provedení.  Dnes tudy cesta ale nepovede. Úkol budete muset vyřešit sami. Najděte si místo, kde nebude vadit, že vše kolem polijete vodou. Pokud vám rodiče dovolí (ale v tom případě převezmou zodpovědnost za všechny neplechy, které se přihodí), můžete zkusit experimentovat v umyvadle nebo ve vaně.

Zadání je velmi jednoduché. Pokuste se sklenici s vodou otočit dnem vzhůru tak, a by vám z ní nevytekla ani jedna kapka vody. Po několika pokusech zjistíte, že to může být problém. Přitom je řešení tak jednoduché. Stačí jen vystřihnout např. z výkresu nebo lepenky čtverec papíru o něco větší než je horní část sklenice. Čtverec položte přes okraj sklenice, přidržte jej  a sklenici otočte. Voda nevyteče a to dokonce ani tehdy, když ruku uvolníte. To je ale známý pokus, který vás nepřekvapí. Může za to tlak vzduchu, který působí zespodu na papírový čtverec a přitláčí ho ke sklenici – vzduch působí na papír větší silou, než voda ve sklenici. Jednoduché, viďte. Už dříve jsme zkoušeli, že pokud sklenice bude více prázdná než plná, pokus se nezdaří. Napadne vás proč?

Toto je jen jeden ze způsobů, jak splnit zadání z úvodu článku. Mnoho lidí se spokojí pouze s jedním řešením, a to dokonce i tehdy, když se jedná o řešení, na které přijde někdo jiný. Tohle nás ale jistě nemůže uspokojit! My se přece budeme snažit najít jiné a vlastní řešení. Možná bude ještě jednodušší. Lepší, překvapivější. Přemýšlel jsem nad tímto úkolem hodně dlouho a napadlo mě asi pět způsobů, jak úlohu vyřešit. Některá z nich jsou tak jednoduchá, až si říkám „jak je možné, že mě to nenapadlo hned?“. Jsem si jistý, že těch řešení bude ještě víc. Napadne vás nějaké jiné, než to s přiložením papíru? Chcete nápovědu? Žádný nápad, žádné řešení nepovažujte za hloupé. Jen splňte úkol. Otočit sklenici s vodou, aby vám voda nevytekla.

Zdá se vám jeden pokus málo? Dobrá, přidám ještě jeden pokus. Ale začneme otázkou: co myslíte, může téct voda do kopce? Na první pohled divná otázka. Každý přece ví, že voda teče vždycky z kopce, ve směru působení gravitace. Proti gravitaci může téct jen tehdy, když použijeme nějaké čerpadlo. Vy to ale za chvíli dokážete bez čerpadla. Budete potřebovat asi metrovou hadičku, dva kyblíky (jeden plný vody) a židli. Kyblík s vodou postavte na židli. Jeden konec hadičky ponořte do vody, veďte ji vzhůru přes opěradlo židle a na druhé straně zase dolů do prázdné nádoby stojící na zemi. Volný konec hadičky dejte do pusy a odsajte z ní vzduch, až se celá hadička naplní vodou. V tom okamžiku vyndejte hadičku z úst a přendejte do prázdného kýble pod židlí. Ale ale - copak se to děje! Máte nějaké vysvětlení?

Přišli jste na nějaké řešení úlohy „otoč sklenici a nevylej“? Jedno jestli jste mladší či starší, menší nebo už školou odrostlejší. Pojďte si pohrát se svými mozkovými závity, dokázat sami sobě, jaké super myšlenky vás napadají.  A svoje nápady, jak pokus provést a neukápnout, mi můžete napsat na emailovou adresu uvedenou v kontaktech nebo na info@kmd-trinec.cz.

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!

 

neděle 7. srpna 2011

Slyšíte moře?

Za dnešním pokusem jsou vzpomínky na dovolenou a procházky po pláži. A také na hodiny přírodopisu na základní škole – paní učitelka nechala kolovat po třídě ulitu, každý si ji přikládal k uchu a poslouchal šumění moře. Možná jste to také někdy zkoušeli. Byla doba, kdy to byla pro mnoho lidí jediná možnost, jak poslouchat šplouchající mořský příboj. Až jsem se dostal k opravdovému moři, vzpomněl jsem si na ulitu a přírodopis – a vida! moře šumí opravdu stejně jako ulita. Zkuste to také. Nemáte po ruce ulitu? To ale vůbec nevadí!
 
Podívejte se doma po skleničce na víno. Samozřejmě nějakou obyčejnou. Dávejte pozor, abyste ji nerozbili a nepřišli přitom k úrazu. Nezapomeňte také seznámit rodiče, na co se chystáte, a splnit tak svou informační povinnost. Skleničku přibližte k uchu tak, jako byste chtěli poslouchat, co se děje uvnitř. Co slyšíte? Nějaké zvláštní, nečekané zvuky? Snad šumění moře? Moment! Tak to potom neplatí to, co mi říkali, když jsem byl malý – ulita šumí, protože byla v moři. Ale ta vaše sklenička určitě v moři nebyla! Tak to asi neslyšíme moře, ale zvuky myčky na nádobí…

Myčka nádobí samozřejmě není to nejsprávnější vysvětlení. Pokud chcete podrobit vaši skleničku podrobnému vyšetřování, vyberte si nejtišší místnost v bytě. Vypněte všechny zdroje zvuku. Ano, i televizi. Nebojte se, nic hrozného se jí nestane. A když je místnost tichá, jak je jen možné, přiložte sklenici k uchu a poslouchejte ji znovu. Zvuk oceánu je asi hodně v dálce, málo zřetelný. Možná jsou kolem vás další zdroje zvuku. Nástěnné hodiny nebo špatně zavřené okno. Odstraňte všechny rušivé zvuky a znovu poslouchejte. Hm, nic se nezměnilo. Sklenička je stále stydlivě tichá. Logika přece říká, že když odstraníme všechny rušivé zvuky, tak by šumění skleničky mělo být slyšet víc. Teď zapněte televizi (vidíte, hraje – já říkal, že se nic nestane). Zapněte další přístroje vydávající zvuk. Až je vaše místnost plná obvyklých, běžných hluků, poslouchejte sklenici znovu. Je slyšet moře ve sklenici lépe, nebo se jeho zvuky ztrácí v hluku z místnosti. Vsadím se, že vás výsledek pokusu překvapí.

Co se stane, vám přímo neprozradím, ale vysvětlím, proč se tak stalo. Šumění, které se šíří ze sklenice souvisí se zvuky v místnosti, ve které experimentujete. Zvukové vlny, které vydává televize, rádio, hodiny, auta z ulice atd., narazí do sklenice a rozvibrují ji. Tyto vibrace se přesunou i na částice vzduchu ve sklenici. Kmitající částice vzduchu naráží na blánu ušního bubínku a my tyto nárazy slyšíme jako šumění. Více zvuků kolem sklenice, více „vody v moři“. Zkuste poslouchat mořskou vodu i v jiných předmětech. Co třeba boty? Šumí v nich moře? Dokáže vysvětlit, proč z boty slyšíte moře? Po přečtení dnešních řádků byste mohli. Vyzkoušejte jiné sklenice, hrníčky, krabice. Co třeba školní pouzdro? Jak upravit list papíru, aby v něm bylo slyšet mořské vlny?

Prohlédněte si tvar ušního boltce. Nepřipomíná vám také trochu ulitu? Víte, proč má právě takový tvar? Experimentujte se zvuky přicházejícími z různých stran. Pusťte si rádio – ne moc nahlas, tak akorát – a odstupte od něj na vzdálenost přibližně dva až tři metry. Pomalu se před ním otáčejte kolem své vlastní osy. Slyšíte zvuk rádia pořád stejně? Dokážete rozeznat, ve které pozici vzhledem k reproduktorům rádio slyšíte nejsilněji a ve které nejslaběji? Máte pro vaše pozorování nějaké vysvětlení? Pokud se rozhodnete odeslat protokol z vašeho pozorování, nezapomeňte kromě vysvětlení vašeho pozorování připojit i nákresy. Změní se nějak výsledky pokusu, když si pomocí dlaní zvětšíte plochu uší?

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!