Zobrazit na úvodní stránce článků

Na začátek článku
Titulka > Modul články > Gymnaziální vzdělávání > Rovnice spojitosti a šíření virů

Ikona prakticky

Rovnice spojitosti a šíření virů

Ikona inspirace
Autor: Jaroslav Reichl
Spoluautor: Jaroslav Skala
Anotace: Rovnice spojitosti má některé praktické důsledky, které by měli žáci znát. Tyto praktické důsledky lze přitom demonstrovat jednoduchým experimentem.
Podpora výuky jazyka:
Klíčové kompetence:
  1. Gymnázium » Kompetence k řešení problémů » je otevřený k využití různých postupů při řešení problémů, nahlíží problém z různých stran
Očekávaný výstup:
  1. gymnaziální vzdělávání » Člověk a příroda » Fyzika » Pohyb těles a jejich vzájemné působení » využívá zákony zachování některých důležitých fyzikálních veličin při řešení problémů a úloh
Mezioborové přesahy a vazby: Nejsou přiřazeny žádné mezioborové přesahy.
Průřezová témata:

Nejsou přiřazena žádná průřezová témata.

Organizace řízení učební činnosti: Frontální, Skupinová
Organizace prostorová: Školní třída
Klíčová slova: proudění tekutin, rovnice spojitosti

Text článku:

S využitím jednoho jednoduchého fyzikálního experimentu lze žákům vysvětlit také princip šíření virů, např. při kýchnutí. Popis přípravy experimentu a jeho využití ve výuce fyziky je uveden níže.

Příprava pomůcky

K vyrobení pomůcky, se kterou experiment provedeme, budeme potřebovat pouťový balonek a láhev z tvrdého plastu (viz obr. 1); obyčejné PET láhve jsou nevhodné, protože jsou vyrobeny z příliš měkkého plastu. Dále budeme potřebovat nůž nebo nůžky a k vlastnímu experimentu ještě svíčku a zápalky.

Pomůcky k experimentu
1. Pomůcky k experimentu
Autor díla: Jaroslav Reichl

U láhve z pevného plastu uřízneme dno; dbáme přitom na to, aby řez byl rovný a nebyly na něm ostré výstupky. Pouťový balonek rozstřihneme tak, abychom, řečeno jazykem geometrie, mohli využít celý jeho plášť (Dovnitř nenafouknutého balonku zasuneme jednu čelist nůžek, mírně napneme gumový materiál balonku a střihneme.) Vzniklou blánu pak napneme a natáhneme na sestřižený konec láhve. Tím je pomůcka připravena k použití.

Provedení experimentu

Kromě vyrobené pomůcky budeme potřebovat ještě svíčku (v nějakém stojánku, aby mohla bezpečně hořet) a zápalky. Svíčku ve stojánku postavíme na demonstrační stůl a zapálíme ji. Upravenou láhev držíme ve vodorovné poloze hrdlem asi 5 cm až 10 cm od hořící svíčky tak, aby žáci sedící ve třídě dobře viděli láhev i hořící svíčku (viz obr. 2).

Pomůcka připravená k experimentu
2. Pomůcka připravená k experimentu
Autor díla: Jaroslav Reichl

Prsty jedné ruky mírně poklepáváme na blánu z balonku nataženou na láhev a sledujeme plamen svíčky. Ten se pohybuje v rytmu klepání prstů na blánu. I při relativně slabém ťukání na blánu se pohybuje plamínek svíčky poměrně znatelně – viz obr. 3 a obr. 4.

Průběh experimentu - první krok
3. Průběh experimentu – první krok
Autor díla: Jaroslav Reichl
Průběh experimentu - druhý krok
4. Průběh experimentu – druhý krok
Autor díla: Jaroslav Reichl

Ťukneme-li na blánu silněji, můžeme dokonce proudem vzduchu z láhve plamen svíčky zhasnout (viz obr. 5).

Průběh experimentu - třetí krok
5. Průběh experimentu – třetí krok
Autor díla: Jaroslav Reichl

Vysvětlení experimentu

Vysvětlení experimentu vyplývá z platnosti rovnice spojitosti (rovnice kontinuity). Podle ní je součin obsahu průřezu S otvoru, kterým proudí určitou rychlostí ideální kapalina, a velikosti této rychlosti v konstantní, tj. platí: `S*v=konst.` Podle obr. 6 můžeme psát rovnici spojitosti též ve tvaru: `S_1*v_1=S_2*v_2` . V uvedených tvarech platí rovnice spojitosti skutečně jen pro ideální kapalinu, která má konstantní hustotu. V obecném případě, kdy budeme uvažovat proudící tekutiny, platí kvalitativní závěr: s rostoucím průřezem otvoru klesá velikost rychlosti, kterou tekutina otvorem proudí, a naopak, zmenšuje-li se průřez otvoru, roste velikost rychlosti tekutiny proudící tímto otvorem.

Rovnice spojitosti - schématický náčrtek
6. Rovnice spojitosti – schematický náčrtek
Autor díla: Jaroslav Reichl

V provedeném experimentu uvádíme ťukáním do blány do pohybu vzduch v láhvi. Malé ťuknutí způsobí jen malou velikost rychlosti vzduchu uvnitř láhve. Vzduch ale prochází otvorem, který má řádově menší průřez, než je plocha blány (tj. průřez dna láhve). Proto se vzduch při opuštění láhve pohybuje relativně velkou rychlostí, a tak ovlivňuje plamen svíčky. Je-li velikost rychlosti proudícího vzduchu dostatečně velká (tj. je-li i příslušné ťuknutí na blánu silnější), sfoukne proud vzduchu plamen svíčky.

Praktické důsledky

Právě provedený experiment lze použít jako varování před šířením virů a bakterií od nemocného člověka. Je-li člověk nachlazen, dá si sice při kýchnutí instinktivně ruku před ústa, ale to nestačí. Mezi prsty mohou zůstat drobné mezery, kterými se bude vzduch spolu s viry a bakteriemi šířit relativně velkou rychlostí, což vyplývá z právě popsaného experimentu. A viry či bakterie, které se pohybují velkou rychlostí, mají i velkou kinetickou energii, a proto doletí dále, než svůj pohyb vlivem odporu vzduchu zpomalí.

Proto je výrazně účinnější dát si při kýchnutí před ústa kapesník; látka kapesníku většinu virů a bakterií zachytí a nehrozí riziko šíření nákazy.

Anotované odkazy:
Příspěvek nemá přiřazeny žádné anotované odkazy.
Přiřazené DUM:
Příspěvek nemá přiřazeny žádné DUM.
Přiřazené aktivity:
Příspěvek nemá přiřazeny žádné aktivity.
 
INFO
Publikován: 16. 10. 2012
Zobrazeno: 5228krát
Hodnocení příspěvku
Hodnocení týmu RVP:
Hodnocení článku : 3.3333

Hodnocení uživatelů:
Hodnocení článku : 4
Hodnotit články mohou pouze registrovaní uživatelé.

zatím nikdo Hodnocení článku : 5
1 uživatel Hodnocení článku : 4
zatím nikdo Hodnocení článku : 3
zatím nikdo Hodnocení článku : 2
zatím nikdo Hodnocení článku : 1
Jak citovat tento materiál
REICHL, Jaroslav. Rovnice spojitosti a šíření virů. Metodický portál: Články [online]. 16. 10. 2012, [cit. 2017-11-18]. Dostupný z WWW: <https://clanky.rvp.cz/clanek/c/G/16375/ROVNICE-SPOJITOSTI-A-SIRENI-VIRU.html>. ISSN 1802-4785.
Doporučte materiál
Licence Licence Creative Commons

Všechny články jsou publikovány pod licencí Creative Commons.


Komentáře
1.Autor: Recenzent1Vloženo: 16. 10. 2012 10:33
Autor článku popisuje experiment, který dokládá platnost rovnice kontinuity. Doporučuje použití snadno dostupných pomůcek. Výsledek experimentu není překvapivý, ale zajímavé jsou jeho praktické důsledky týkající se šíření virů a bakterií při kýchnutí.