Síla a změny pohybu

Předpokládané znalosti:

• Trajektorie tělesa, okamžitá rychlost

• Tíhová síla, výpočet

• Síla - jednotka, skládání sil

• Vyjádření směru a orientace síly i rychlosti pomocí orientované úsečky (vektoru).

Cíle:

Žák:

• Žák vysvětlí, jak mění síla působící na těleso jeho pohyb.

• Žák uvede na příkladech, jak mění síla působící na těleso jeho pohyb.

Průběh

Opakování (forma ústní zkoušení)

• Tíhová síla

• Skládání sil

• Těžiště

Úvodní pokus

Pomůcky: skládací žebřík, míč

• Žák vystoupí na skládací žebřík a volně pouští míč (alespoň 3x)

Otázky a úkoly

• Co se děje s míčem?

• Proč padá na zem?

• Jak se jmenuje síla, která na něj působí?

• Jestliže má míč 200 g, jakou silou je přitahován k zemi?

• Jaká je rychlost míče? Mění se? Jak se mění?

Simulace

Na simulaci je krabice o hmotnosti 10 kg ve výšce 80m (pro ilustraci je zde i budova. Několikrát pouštíme simulaci, ukazujeme vektory rychlosti,zobrazíme trajektorii pomocí Tracer.

Tíhová síla

Ke stažení ZDE.

Znovu probereme otázky z heuristického pokusu. A vyvodíme závěr.

Zápis a nákres do sešitu

Síla, která působí ve směru rychlosti, těleso urychluje. Nákres vychází přímo z pozastavené simulace Algodoo.

Další pokus

Pomůcky: míč

• Žák vyhazuje míč do vzduchu.

Otázky a úkoly

• Co se děje s míčem?

• Proč letí nahoru?

• Proč se míč zpomaluje?

• Jaká síla na něj působí?

• Jaký je směr rychlosti?

• Jaký je směr tíhové síly?

Simulace

V simulaci je postava vyhazující míč a vektory zobrazující okamžitou rychlost míče a tíhovou sílu působící na míč. Lze vidět zpomalování míče, změnu směru rychlosti a urychlování míče. Lze doplnit o zobrazení trajektorie

Míč vyhazovaný do vzduchu

Ke stažení ZDE.

Znovu probereme otázky z heuristického pokusu a vyvodíme závěr.

Zápis a nákres do sešitu

Síla, která působí proti směru rychlosti těleso zpomaluje. Nákres vychází přímo z pozastavené simulace Algodoo.

Žákovský frontální pokus

• Žáci dostanou do lavice různě hmotné koule (popř. válce) a zkouší měnit sílu, kterou je rozpohybují a zastavují.

• Pokusí se formulovat závěry na které přišli. Popřípadě vybraní demonstrují pokus před třídou.

Otázky

• Jestliže se snažíte uvést do pohybu těžší a lehčí kouli stejnou silou, která bude mít vyšší výslednou rychlost?

• Jestliže se snažíte rozpohybovat dvě stejné koule různými silami, která bude mít vyšší výslednou rychlost?

Zápis

Čím větší je hmotnost tělesa, tím je účinek síly působící na těleso menší. Čím větší je působící síla, tím je změna pohybu větší.

Rozšiřující učivo

Simulace

Slunce Země - simulace znázorňuje pohyb Země okolo Slunce, zpočátku jsou vypnuty vektrory síly a ryhlosti a žáci na simulaci odhadují jejich směr

Země - Slunce

Ke stažení ZDE.

Otázky a úkoly

• Jaký je směr okamžité rychlosti Země?

• Jaký je směr síly, kterou působí Slunce na Zemi?

• Co se děje s trajektorií Země působí-li Slunce přitažlivou silou na Zemi?

• Jak by vypadala trajektorie Země, kdyby na Zemi přitažlivou silou Slunce nepůsobilo?

• Můžeš uvést jiný příklad ze života, kdy síla působí kolmo ke směru rychlosti?

Zápis a nákres do sešitu

Síla, která je kolmá ke směru rychlosti, zakřivuje trajektorii tělesa. Nákres vychází přímo z pozastavené simulace Algodoo.

Závěrečné shrnutí

• Jak ovlivňuje pohyb síla, která působí na těleso ve směru rychlosti? Uveď příklad.

• Jak ovlivňuje pohyb síla, která působí na těleso proti směru rychlosti? Uveď příklad.

• Jak se změní účinek síly, pokud se hmotnost tělesa zvětší? Uveď příklad.

• Jak se změní pohyb tělesa, pokud se síla působící na těleso zvětší? Uveď příklad.

• Jakou změnu pohybu způsobí síla, která začne působit na těleso kolmo ke směru pohybu? Uveď příklad.