Proč letadlo létá

Letěli jste na dovolenou letadlem? Také vás fascinovalo, jak je možné, že vzduch, který nám prakticky vůbec nebrání v pohybu, dokáže ve vzduchu udržet takové těžké monstrum? Jedním z nejběžnějších typů letadel, kterými se na dovolené obvykle cestuje, je Boeing 737-300 a ten, pokud je plně obsazen pasažéry, může vážit až neuvěřitelných 60 000 kg! Co to musí být za sílu, která dokáže přeprat zemskou gravitaci a udržet takového drobečka v nicotném vzduchu.  Jak musí být křídlo konstruováno, aby uneslo takovou hmotnost? Které vlastnosti vzduchu využívají letadla? V následujících pokusech se pokusíme odpovědi na tyto otázky naznačit.

Překvapivé fouknutí

Připravte si pásek papíru 10 cm x 20 cm, list papíru a dvě knihy. Pásek papíru si přidržte před rty a foukněte na jeho horní povrch. Pásek se překvapivě nazvedne. Jestliže sledujete naše pokusy delší dobu, dokážete vysvětlit proč. Vzduch, který plyne po horním povrchu pásku, vytváří menší tlak vzduchu v porovnání se spodní plochou, kde je vítr nehybný, a tudíž tlak vzduchu je tam větší. Tento rozdíl tlaků způsobí, že se pásek papíru zvedne. Teď položte na stůl dvě knihy, vzdálené od sebe asi 10 cm. Položte na ně papír a foukněte pod něj. List se mezi knihami ohne ke stolu. Pokus je to vlastně úplně stejný, jen teď foukáme na dolní plochu papíru a větší tlak je tedy nad papírem. Podobný pokus, jen s balónky, jsme tu už jednou měli. Pokud si naše pokusy schováváte, najdete ho pod názvem Zamilované balónky.

Tři pokusy s trychtýřem

Na nálevku o průměru asi 10 cm připevněte čistou hadičku. Na stůl položte chomáček vaty, hadičku z nálevky vložte do úst, silně do ní foukejte a spodní okraj nálevky přibližte k chomáčku vaty. Co se stane a proč?? Nebo další pokus (dávejte pozor a mějte po ruce dospělou osobu – pokusy s ohněm a plamenem jsou vždy velmi nebezpečné!): střed otvoru nálevky podržte před plamenem svíčky a foukněte. Vyberte si jednu ze tří možností, které mohou nastat: plamen bude nasáván dovnitř, plamen se bude ohýbat směrem od nálevky, plamen se ani nepohne. No a ten třetí pokus je stejně jednoduchý. Z papíru (filtračního, kancelářského) si vyrobte kužel tak, aby těsně přiléhal zevnitř k nálevce. Foukáním do nálevky se ho pokuste odfouknout pryč. Podaří se nebo se papír vtáhne ještě více do nálevky?  

A jak to vše souvisí s letadlem? Křídlo letadla má zvláštní profil (řez), říkáme mu proudnicový.  Na křídlo letadla působí během letu zespodu síla vyvolaná rozdílnými tlaky vzduchu nad a pod křídlem. Vzduch proudící podél křídla musí díky profilu křídla vykonat nad jeho horním povrchem delší cestu a tak musí proudit rychleji. Vyvolává jev, kterému odborníci říkají sání.  Pod křídlem je díky nižší rychlosti vzduchu tlak vyšší a vytlačuje tedy křídlo nahoru. Síly působící na křídlo shora a zdola se skládají a vznikne tzv. aerodynamický vztlak, který drží letadlo ve vzduchu. Kromě toho byste mohli na křídlech vidět také různá malá křidélka nebo klapky. Tyto mají za úkol odvádět vzduch po křídle tak, aby letadlo mohlo vzlétnout, měnit směr, nebo zůstat ve vzduchu i při relativně malé rychlosti.

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!

 

 

Šprtec – kouzlo přenosu pohybu

Slyšeli jste už někdy slovo šprtec? Mladší zřejmě znají spíš hru, která k nám dorazila ze Švédska a které se také říká stolní hokej. Ti starší si možná pamatují na líté boje o školních přestávkách v jednodušší variantě stolního hokeje, ke které stačila pouze školní lavice, jedna lehčí mince (puk), dvě těžší mince (hráči) a kus ulomeného pravítka (hokejka). Hra vznikla v hospůdkách na jižní Moravě a populární byla v 50. a 60. letech minulého století zejména v okolí Brna a dnešního Zlína, ale k vidění byla i v jiných místech republiky. Pravidla byla velmi jednoduchá – pomocí „hokejky“ strčit do „hráče“ tak, aby „puk“ trefil branku. Hra trvala obvykle 2x5 minut, což je ideální délka na školní přestávku. Po zvonění na hodinu se do hry mnohdy zapojil i sám pan učitel…

Fyzikální princip šprtce je velmi jednoduchý. Když jedna mince trefí přímo druhou minci, předá jí část své energie. První mince po nárazu může změnit směr, zpomalit a nakonec  úplně zastaví. Před srážkou byla veškerá energie v prvé minci, po srážce se rozdělí mezi obě mince a postupně se spotřebuje na překonávání tření. Jak prosté, milý Watsone. 

Pomocí následujících pokusů zjistíte, jak může jedno těleso přenést pohyb na druhé těleso nárazem, a jak se vytvářejí pohyby reakcí těles. Když totiž těleso v pohybu narazí do tělesa v klidu, může mu částečně nebo úplně svoji energii předat.

Řetězový pohyb

Připravte si dlouhé pravítko a dvě mince. Pravítko položte na hladký povrch. Jednu minci položte na hladký povrch k pravítku tak, aby se dotýkala jeho kratší strany. Druhou mincí narazte na opačné straně do pravítka. Jaký je závěr vašeho pozorování? Když mince narazí do pravítka, druhá mince se odrazí, jako by byla sama přímo zasažena.  Síla mince v pohybu se přenese na pravítko a na druhou minci.  Říkáte si možná, že je to přece jasné.  To je ale každý vynález nebo objev vždy poté, co s ním přijde někdo jiný. Vzpomeňte si na školu – ten druhý má vždycky lehčí příklady…

Napadá vás, co by se dalo prozkoumávat dál? Co když mince nebudou stejné, když budeme narážet napřed lehčí a pak těžší – posunou se o stejnou vzdálenost? A jak to dopadne, když vynecháme pravítko mezi mincemi, nebo když ho nahradíme jednou či více stejnými mincemi. Dokážete si vždy výsledek pokusu zdůvodnit?

Přenos pohybu

Budete potřebovat osm stejných kuliček, dvě stejně velké knihy a list kancelářského papíru.  Knihy přiložte hřbety k sobě. Mezi hřbety knih nechejte mezeru. Přes knihy položte list a vtlačte jej mezi hřbety, čímž vytvoříte jakýsi kanálek. Do kanálku vložte sedm koulí tak, aby se dotýkaly. Osmou koulí narazte do řady koulí v kanálku. Pak pokus zopakujte, ale tentokrát narazte do řady koulí dvěma a potom třemi koulemi. Chovají se koule pokaždé stejně? Pozorujte, pozorování zapište, nakreslete a pošlete mailem. Část zdůvodnění vám poskytnu. Energie pohybu narážející koule se přenáší postupně z jedné koule na druhou – první předá svoji energii druhé kouli a sama ji ztratí. Stejně tak druhá koule třetí, třetí čtvrté atd. Poslední ale před sebou nemá nic, čemu by energii mohla předat, a tak je touto energií uvedena do pohybu. 

Newtonova houpačka

Na obrázku je řada kyvadel na dvojitém závěsu – Newtonova houpačka neboli rázostroj. Dá se jednoduše koupit. Ale co takhle se pokusit vyrobit rázostroj sami? Přemýšlejte, vyrábějte, foťte. Fotky pošlete mailem a uvidíme, co se z toho vyvine.

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!

Zblázněte svůj mozek

Nic se nebojte. Nikdo po vás nebude chtít, abyste uprostřed prázdnin chodili do školy víc než je nutné. Právě ve škole jsem často slýchával „mozek je sval a je třeba jej pravidelně cvičit“.  Pojďme tedy cvičit: co říkáte na následující prapodivné shluky písmen?

V suoivsoltsi s vzýukemm na cmabridge uinervtisy vlšyo njaveo, že nzeáelží na pořdaí psíemn ve solvě. Jedniá dleůitžá věc  je, aby blya pnvrí a psoelndí pímesna na srpváénm mstíě. Zybetk mžůe být totánlí sěms a vy to přoád bez porlbméů pteřčtee. Je to ptoro, že ldiksý mezok netče kdažé pensímo, ale svola  jkao cleek.

To smé je mžné i bz smhlsk, kdž pnchte psldní na svm mstě.

Porozuměli jste? Určitě ano a žádný překlad není potřebný. Před dvěma týdny jsme si trochu pohráli s mozkem, lépe řečeno s tím, jak jeho prostřednictvím vnímáme svět. V dnešním pokračování přidám ještě pár dalších překvapivých a zajímavých kouzel, kterými se budeme snažit náš mozek oklamat.

Díra v dlani

Vezměte si list kancelářského papíru a podélně jej srolujte do trubičky o průměru asi 2 cm. Trubičku přiložte k pravému oku a levým okem se dívejte na dlaň levé ruky, kterou dejte vedle trubičky. Po chvíli uvidíte svou dlaň s dírou uprostřed! Proč to tak je? Jedno oko vidí jeden obraz, druhé oko vidí jiný obraz. A mozek po chvíli vyhodnocování oba obrazy spojí do jednoho. A je mu úplně fuk, že vám ukazuje díru v dlani – něco, co ve skutečnosti vůbec neexistuje.

Sardinka

Ve vzdálenosti třicet až čtyřicet centimetrů před očima spojte před sebou konce ukazováčků a svůj pohled upřete skrz prsty na světlou stěnu ve vzdálenosti dva až pět metrů. Po pár vteřinách se vám bude zdát, že mezi prsty je stlačena „sardinka“, malý neúplný nový prst! Jestliže od sebe ukazováčky trochu vzdálíte, zůstane „sardinka“ viset ve vzduchu. Samozřejmě, že se opět jedná o iluzi, za kterou může mozek. Pokud totiž přesunete pohled z ukazováčků na stěnu, obraz levého prstu v levém oku se přisune k obrazu pravého prstu v pravém oku a naopak. No a tam, kde se obrazy obou prstů překrývají, tam uvidíte sardinku.

Kouzlo malé dírky

Co myslíte – dokáže váš mozek otočit hřebík „vzhůru nohama“? Uvidíte, že ano. Do výkresu udělejte jehlou malou dírku a držte ho asi 10 cm od oka. Druhou rukou uchopte hřebík a dejte jej zhruba doprostřed mezi oko a dírku ve výkresu. Když se budete koukat na dírku a ne na hřebík, uvidíte obraz obráceného hřebíku! Mozek opět něco nezvládnul…

Experiment s dveřmi

K tomuto možná známému pokusu budete potřebovat dveře, dvě ruce (nejlépe vlastní) a tikající hodiny nebo budík. Postavte se do dveří s roztaženýma rukama. Ruce směřují dolů. A teď jimi  zatlačte proti rámu dveří  - jak nejsilněji dokážete - směrem nahoru a k zárubním (futrům).  Vydržte asi dvacet až třicet sekund. Pak povolte ruce a nechejte je volně viset podél těla. A i když ruce volně visí, mozek do nich po určitou dobu stále vysílá nervové signály, aby se zvedaly. No není to podivné?

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!

Překvapivé mozkové experimenty

Stalo se v polovině minulého století. Na univerzitě v Kalifornii se připravoval zajímavý experiment. Dr. Weltman vybral skupinu studentů a zavřel je do tlakové komory 20 metrů pod hladinu. Studenti dostali k vyřešení dva úkoly, na kterých měli pracovat současně. Účelem bylo zjistit, jak se chovají lidé, když jsou vystaveni psychickému tlaku. Na rozdíl od skupinky studentů řešící stejné úkoly za normálních podmínek, „ponoření“ studenti dokázali vyřešit jen jeden úkol, a to ještě s velmi velkým vypětím sil. Ve skutečnosti se ovšem tlaková komora k vodě ani nepřiblížila a po celou dobu experimentu zůstala na souši…

Zachvívá se váš mozek při myšlenkách na experimenty vzrušením? Nezachvívá? Tak buď se nemá co zachvívat, nebo je váš myšlenkový aparát na takové úrovni, že dokáže zesměšnit i ten nejdokonalejší počítač. Ale ať je to tak nebo tak, mozek je úžasnou částí lidského těla. Řídí většinu činností lidského těla a mnohé jeho části mají své zvláštní a tajemné úkoly. Mozkem se zabývají vědci z různých oborů. Tak například neurologové zkoumají, jakým způsobem mozek funguje, a třeba psychology zajímá, jak mozek ovlivňuje chování člověka. Některé psychologické experimenty mohou být fakt drsné, ale to za chvíli poznáte sami…

Prapodivné kruhy

Pozor! Při tomto pokusu kolem vás může vzniknout svinčík! Předejděte mu položením novin na pracovní stůl nebo si pokus připravte někde venku na trávníku. Připravte si zavařeninové víčko, tužku, tempery nebo vodovky a štětec, výkres. Obkreslete na papír vedle sebe dvě víčka tak, aby vznikly dva samostatné kruhy. Jeden kruh vybarvěte tmavou barvou, druhý světlou. Pro začátek zvolte kombinaci tmavě červená a žlutá, ale zkuste experimentovat s různými dvojicemi tmavá  – světlá. Nechte barvy uschnout a pověste výkres na zeď. Odstupte pár kroků a oba kruhy pozorujte. Vypadají oba stejně velké, nebo se vám zdají různě velké? Zdá se větší tmavý nebo světlý kruh? U které z barevných kombinací je efekt nejpatrnější? Jak má pokus dopadnout vám přímo neřeknu, ale pouze napovím. Tento psychologický experiment má totiž velmi zajímavé využití. Pokud máte poněkud prostorově výraznějšího kamaráda, poraďte mu, ať nosí tmavší oblečení. Bude v něm vypadat lépe.

Bělejší než bílá

Co když nás o prázdninách potká pošmourný a zamračený den? Nejlépe vylepšit si ho nějakým zajímavým pozorování! Potřebujete jen velmi málo – list papíru (bílý výkres) a zrcadlo. Položte papír na zem na volné prostranství, daleko od všech stromů  a budov. Podívejte se na něj a hned poté se zadívejte na oblohu. Papír by měl být světlejší. Je to tak? Pak položte na zem zrcadlo tak, aby se v něm odrážela pouze obloha a nic jiného proveďte totéž – podívat se na zrcadlo, podívat se na oblohu. Asi nebude žádný rozdíl mezi tím, co vidíte v zrcadle a na obloze – dvojnásobné pošmourno. Ve třetím kroku zakryjte polovinu zrcadla výkresem – obloha odrážející se v zrcadle by měla být bělejší než papír! Není? Tak to je asi hooodně pošmourno… Pokud totiž pozorujete něco ve tmě, zdá se vám jakékoliv světýlko mnohem jasnější než na osvětleném místě.

Zmenšete si Měsíc

Pokud bude Měsíc v úplňku, srolujte si list papíru do trubičky o průměru asi 2 cm. Přiložte trubičku k jednomu oku, druhé zavřete a podívejte se přes trubičku na Měsíc. Pak zavřete oko, kterým se díváte do trubičky a otevřete to druhé. Vše zopakujte několikrát rychle za sebou. A nebojte se  – ať se děje co se děje, Měsíc opravdu zůstává stále stejně velký. To jen když ho sledujeme spolu s nějakým blízkým předmětem, vypadá větší. 

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!

 

 

Bernoulli, balónky a dveře

Co mají kapky vody, bubliny a obyčejný pouťový balónek společného? Zkuste kápnout na desku stolu třeba kapátkem (čím jiným, když mluvíme o kapkách) pár kapek vody. A pak nafukujte balónek. Pozorujte a porovnávejte. Všímáte si? Mají skoro stejný tvar. Pokud byste měli možnost pozorovat, jak vypadají kapky vody na palubě kosmické lodi, všimli byste si, že mají ideální kulový tvar. Volná voda na povrchu tělesa se totiž podobně jako balónek snaží zaujmout tvar s nejmenším povrchem. Takovou vlastnost má z geometrických těles právě koule.  A tak kapky vody, stejně jako nafukující se balónek, mají tvar blízký kouli.

Antibubliny

Dokážete vysvětlit, co to je bublina? Bubliny jsou tvořené tenkou slupkou (obvykle voda se saponátem) obklopující vzduch, který je i vně bubliny. Antibublina je přesný opak. Voda vevnitř, vzduchová slupka, voda vně. Tenká vrstva vzduchu stočená do tvaru koule, vyplněná a obklopená kapalinou. Antibubliny známe od roku 1932, ale vědci o nich neví zhola nic. To nám však nemůže zabránit v pokusech vyrobit je!  V jedné sklenici si připravte roztok vody se saponátem (jedna čajová lžička postačí). V této sklenici pečlivě rozpusťte potravinářskou barvu, aby voda získala pěknou sytou barvu. Druhou sklenici (třeba zavařovací) postavte do misky, nalijte do ní vodu, přilijte saponát, opatrně rozmíchejte a dolijte vodou – všechna pěna a ostatní „nepořádek“ odteče do misky a hladina zůstane krásně čistá a rovná. Z první sklenice odeberte kapátkem (pipetou, brčkem) trochu obarvené kapaliny a v blízkosti hladiny kapejte do druhé sklenice. Chce to trochu cviku, trpělivosti – všechno to určitě máte, a tak se vám po chvíli začnou vytvářet antibubliny! Barevná kapka obklopená vzduchem ve vodě.

Jak se mění objem vzduchu

POZOR! V tomto pokusu se pracuje s horkou vodou! Poproste o pomoc dospělého. Horká voda a horká vodní pára mohou způsobit vážné popáleniny. Dvě zavařovací sklenice, úzká sklenice (musí se vejít do těch zavařovacích), pouťový balónek, horká a studená voda – to jsou potřeby pro další pokus. Na hrdlo úzké sklenice navlečte balónek (vzduch nesmí dovnitř ani ven). Do jedné zavařovací sklenice nalijte horkou vodu (pozor, může prasknout!), do druhé studenou. Sklenice naplňte pouze do poloviny, ať vám voda nepřeteče. Postavte úzkou sklenici do horké vody a chvíli pozorujte, jak se chová balónek. Pak vložte sklenici do studené vody (pár kostek ledu vodu více ochladí a pokus bude zřetelnější). Pozorujete nějakou změnu? Průběh pokusu zakreslete, popište, třeba se i pokuste o vysvětlení a pošlete nám jej.

Zamilované balónky

Dva pouťové balónky nafoukněte na stejnou velikost, zavažte a pověste na provázek do stejné výšky ve vzdálenosti asi 5 cm od sebe v místnosti, kde neproudí vzduch. Co se stane, když přesně mezi balónky prudce fouknete? Logické je předpokládat, že se od sebe odfouknou. Tak schválně – vyzkoušejte a uvidíte!

Významný fyzik a matematik Daniel Bernoulli, žijící v 18. století, objevil zajímavý jev. V místě, kde proudí vzduch, je nižší tlak než tam, kde je vzduch v klidu. Mezi balónky tedy proudí vzduch a je tam menší tlak než na vzdálených stranách balónků. V důsledku tohoto jevu budou tedy balónky přitlačeny k sobě! Stejným způsobem dokážete vysvětlit, proč průvan zabouchne pootevřené dveře.

 

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!