Odborný článek

Záhada kečupu

4. 8. 2010 Gymnaziální vzdělávání
Autor
Jaroslav Reichl

Anotace

V láhvi s kečupem zůstane vždy po jeho vypotřebování zbytek. Ale jak ho dostat z láhve ven? Pokud ovládáme fyzikální zákony, tak velmi jednoduše.

Všichni určitě známe následující situaci: k ochucení jídel používáme kečup a po několika jídlech je láhev (ať už skleněná nebo plastová) téměř prázdná. V té skleněné je ale vidět, že na stěnách a na dně jsou ještě zbytky kečupu. Jak se k nim ovšem dostat, když je hrdlo láhve tak úzké? Přece se nepřipravíme o zbytky tohoto oblíbeného ochucovadla! Nezbývá, než povolat fyziku, aby pomohla!

Příprava a provedení experimentu

K provedení velmi jednoduchého experimentu, kterým ukážeme, jakým způsobem z láhve dostat zbytky kečupu, budeme potřebovat list papíru a roličku od toaletního papíru (viz obr. 1). List papíru zmačkáme do tvaru kuličky (viz obr. 2) a její rozměry upravíme tak, aby se kulička zasunutá do roličky ve svislé poloze právě udržela. Kulička v roličce musí držet, ale nesmí být v roličce příliš těsně.

Rolička od toaletního papíru bude v našem experimentu představovat láhev od kečupu a papírová kulička samotný kečup.

Potřebné pomůcky
Obr. 1. Potřebné pomůcky
Jaroslav Reichl © 2010

 

Příprava experimentu
Obr. 2. Příprava experimentu
Jaroslav Reichl © 2010

V prvním kroku experimentu vezmeme roličku s kuličkou uvnitř do natažené ruky tak, aby rolička byla ve svislé poloze. Ukážeme, že kulička z roličky sama nevypadne. Pokud se to náhodou stane, upravíme tvar kuličky tak, aby z roličky nevypadla a první krok experimentu zopakujeme.

Nyní zkusíme kuličku z roličky vyklepat. Použijeme metodu, která asi napadne každého jako první. Uchopíme roličku (v níž je kulička) ve svislé poloze do jedné natažené ruky a druhou rukou budeme klepat na nataženou ruku shora (viz obr. 3). Několika údery kuličku z roličky skutečně vyklepeme – ovšem kulička se objeví u horního otvoru roličky (viz obr. 4). Tato metoda tedy není k vyprázdnění láhve od kečupu vhodná.

Poklepávání na ruku shora - první fáze
Obr. 3. Poklepávání na ruku shora – první fáze
Jaroslav Reichl © 2010

 

Poklepávání na ruku shora - výsledek
Obr. 4. Poklepávání na ruku shora – výsledek
Jaroslav Reichl © 2010

Zkusíme tedy druhou variantu. Na nataženou ruku, v níž držíme ve svislé poloze roličku s kuličkou uvnitř, budeme druhou rukou klepat zdola (viz obr. 5). Po několika úderech kulička vypadne z dolního otvoru roličky (viz obr. 6). Tato metoda tedy je vhodná k vyklepávání zbytků kečupu z láhve.

Poklepávání na ruku zdola - první fáze
Obr.5. Poklepávání na ruku zdola - první fáze
Jaroslav Reichl © 2010

 

Poklepávání na ruku zdola - výsledek
Obr. 6. Poklepávání na ruku zdola - výsledek
Jaroslav Reichl, © 2010

Problematiku s vyprázdněním láhve od kečupu lze zadat jako problémovou úlohu a vyzvat žáky, aby se pokusili nalézt řešení. To pak ověří popsaným experimentem.

Vysvětlení experimentu

Vysvětlení experimentu vyplývá z prvního Newtonova zákona – zákona setrvačnosti. Klepeme-li jednou rukou na druhou nataženou ruku, v níž držíme ve svislé poloze roličku s kuličkou uvnitř, působíme na roličku s kuličkou určitou silou. Vzhledem k relativně malému smykovému tření mezi kuličkou a vnitřní stěnou roličky (vyplývá z požadavku, aby kulička v roličce nedržela příliš těsně), se tato síla na kuličku téměř nepřenáší. Proto se pohybuje pouze rolička, zatímco kulička zůstává v relativním klidu (je v klidu např. vůči stolu, nad kterým experiment provádíme, zatímco rolička se vzhledem k tomuto stolu pohybuje).

Klepeme-li tedy na ruku s roličkou shora, rolička se pohybuje dolů, zatímco kulička zůstává na místě. Proto se objeví nad horním otvorem roličky. Klepeme-li na roličku zdola, rolička se pohybuje nahoru a kulička tak vypadne po několika úderech dolním otvorem.

Licence

Všechny články jsou publikovány pod licencí Creative Commons BY-NC-ND.

Autor
Jaroslav Reichl

Hodnocení od recenzenta

Tým RVP.CZ
4. 8. 2010
Experimenty uvedené v článku velmi vhodné pro motivaci žáků k řešení problémů. Vzhledem k jednoduchosti použitých pomůcek snadno využitelné ve výuce. Domnívám se, že článek je využitelný i ve výuce fyziky na ZŠ.

Hodnocení od uživatelů

Pavlína Hublová
6. 8. 2010, 09:38
Více takových praktických experimentů využití teorie! Doufám, že tento článek najde cestu k cílové skupině - učím na 1. stupni :-(.
Hana Pilařová
11. 8. 2010, 17:50
Pavlíno, nezapomeň ve WIKI navštívit Tvořivé pokusohraní

Vaše hodnocení

Ohodnoťte hvězdičkami:

Váš komentář

Pro vložení komentáře je nutné se nejprve přihlásit.

Článek není zařazen do žádného seriálu.

Klíčové kompetence:

  • Gymnázium
  • Kompetence k řešení problémů
  • vytváří hypotézy, navrhuje postupné kroky, zvažuje využití různých postupů při řešení problému nebo ověřování hypotézy;

Průřezová témata:

  • Gymnaziální vzdělávání
  • Environmentální výchova
  • Člověk a životní prostředí

Organizace řízení učební činnosti:

Individuální, Skupinová, Frontální

Organizace prostorová:

Učebna v přírodě, Školní třída

Nutné pomůcky:

Rolička od toaletního papíru, list papíru.