Zákon zotrvačnosti -pohár a minca - videodemonštrácie

Prejsť na obsah

Hlavná ponuka:

Zákon zotrvačnosti - pohár a minca
Motivácia

Súčasťou jednej rodinnej súťaže bola disciplína, v ktorej mali súťažiaci ťahať obrus spod naložených tanierov na stole. Množstvo tanierov, ktoré si naložili hráči na stôl bolo ľubovoľné, vyhrávalo to družstvo, ktorému zostalo viac nerozbitých tanierov na stole. Počty tanierov, ktoré sa nepodarilo súťažiacim rozbiť boli od 1 taniera až po 30 tanierov. Záležalo na technike, resp. na správnom uplatnení zákonov fyziky. Ktorý zákon mali súťažiaci použiť, napovie nasledujúce video.
Experiment


Video experimentu


Použité pomôcky

  • pohár
  • minca
  • kúsok tvrdého papiera
Vysvetlenie
 
Zákon zotrvačnosti je prvým z troch Newtonových pohybových zákonov, ktoré koncom 17. storočia formuloval anglický fyzik, matematik a filozof Isaac Newton, a ktoré sú dodnes základnými piliermi dynamiky. Zákon znie: Teleso (v inerciálnej sústave) zotrváva v pokoji alebo v pohybe rovnomernom priamočiarom pokiaľ nie je nútené vplyvom vonkajších síl tento svoj pohybový stav zmeniť. Tento zákon sa dá formulovať aj v „obrátenej“ podobe: Ak je teleso v pokoji, resp. v pohybe rovnomernom priamočiarom, nepôsobí naň žiadna sila (resp. výslednica všetkých pôsobiaci síl je rovná nule).
Zákon definuje dva základné pohybové stavy, ktoré poznáme vo fyzike – sú to pokoj (teleso stojí) a rovnomerný priamočiary pohyb (teleso sa pohybuje konštantnou rýchlosťou po priamke), pričom oba tieto stavy sú navzájom rovnocenné. V prípade, že neexistuje vonkajšie silové pôsobenie na teleso, toto sa bude nachádzať v jednom z nich. Na to, aby sme zmenili pohybový stav telesa, alebo ho previedli z jedného stavu do druhého, potrebujeme na teleso pôsobiť silou. Sila je teda príčinou zmeny pohybu telesa a nie samotného pohybu. Každé teleso, ktoré sa nachádza v jednom zo základných pohybových stavov má tendenciu v tomto stave zotrvať, pričom mierou jeho zotrvačných vlastností je hmotnosť. Čím hmotnejšie teleso máme, tým väčšie sú jeho zotrvačné vlastnosti.

V pokuse s mincou sa upatňuje tento zákon. Na pohár položíme papier s mincou. Ak papier dostatočne rýchlo vytiahneme (kvôli prekonaniu statického trenia medzi papierom a mincou), minca sa v dôsledku svojich zotrvačných vlastnosti snaží zachovať svoj pohybový stav a ostane na mieste (nepohne sa spolu s papierom). Do pohára spadne v dôsledku pôsobiacej gravitačnej sily.

Ten istý princíp platí aj v prípade tanierov umiestnených na obruse.

Pozri aj aplety.
 
Otázky
  1. Čo by sa stalo, ak by sme papier ťahali pomaly. Odpoveď zdôvodnite.
  2. Je možné na pokus namiesto papiera použiť ľubovoľný materiál (napr. šmirgľový papier)? Odpoveď zdôvodnite.
  3. Ako sa prejavuje zákon zotrvačnosti pri prášení koberca?
  4. Prečo sú v aute bezpečnostné pásy?

Ak nevieš odpovedať na otázky, pozri si ešte raz video.
Použité zdroje:
http://people.tuke.sk/zuzana.gibova/index1.htm (Dynamika hmotného bodu E-skriptá)
http://www.gvp.cz/~vinkle/mafynet/Aplety/Slovenske%20aplety/Mechanika/Dynamika/0Zakonzotrvac/zotrvacnost.htm
Stránky vznikli s podporou projektu KEGA č. 032 TUKE - 4/2014.
Kontakt: zuzana.gibova@tuke.sk
Návrat na obsah | Návrat do hlavnej ponuky