13. CELOSTÁTNÍ SOUTĚŽ DEBRUJÁRŮ
Šifra Komenského 2008
Vysvětlivky k pokusům: Každý úkol se dá řešit mnoha způsoby. Hledání toho nejvhodnějšího však vyžaduje dost času. Přiznáváme, že naše návrhy řešení pokusů nemusí být nejlepší. Pokud máte vlastní originální řešení, napište nám ho. Záleží na vaší věkové kategorii a chuti do práce!
Pokusy ani teoretické úkoly rozhodně nemusíte dělat všechny, vyberte si,co vás baví a na co vám stačí síly. Při celkovém hodnocení budeme brán v úvahu váš věk a úroveň vašich odpovědí. Ke každému úkolu přikládáme značku, abyste se orientovali:
Pouze teoretický úkol, odpovědi vyhledejte v literatuře nebo na Internetu.
Ê
Jednoduchý praktický pokus, důležitý pouze k odpovědi, můžete nám ho vyfotografovat,
"
Praktický úkol, který je třeba udělat v daném kole, protože bude potřeba v dalších
Y
Průběžný úkol, který není nutné udělat v daném kole, ale do konce soutěže, poslat nám
popřípadě ještě lépe, vyfotografujte se v akci při práci s ním.
pokusech tohoto nebo dalšího kola, a pokud postoupíte, dovezete ho s sebou do finále. Nabízíme vám vždy více možností řešení úkolu. Vyberte si tu možnost, která vás zaujme a na kterou vám stačí síly!
jeho fotografii, a pokud postoupíte, dovezete ho s sebou do finále
Forma,kterou pro vypracování odpovědí zvolíte, záleží jen na vás, nic není předepsáno, pouze nám ji musíte poslat elektronickou poštou. Nejmladší soutěžící do 8 let mají výjimku, mohou poslat svoje zpracování na adresu: RNDr. Božena Rytířová, Gymnázium J.A.Komenského, Komenského 169, 688 01 Uherský Brod.
Svoje odpovědi, fotografie, nákresy, postupy, případně nová řešení a zážitky v tomto kole zašlete do 29. února 2008 na adresu
[email protected] . Uzávěrka každého kola bude končit posledním dnem daného měsíce. Protože je období jarních prázdnin, budeme tolerovat došlá řešení do konce dubna. Na začátku dalšího měsíce zveřejníme průběžné výsledky. Do soutěže se mohou do konce dubna zapojit družstva i po uzávěrce prvního kola s možností zpětného plnění. Informace o celé soutěži najdete na www.debrujar.cz .
1
Náš úvodní příběh Honza a Tereza byla nerozlučná dvojka. Kamarádili spolu snad už od mateřské školky, i když teď to vlastně byli studenti nižšího ročníku gymnázia v Uherském Brodu. Tereza byla výborná studentka, měla výbornou paměť, leckdo ji podezíral, že snad fotografickou, a logické uvažování. Honza se také neučil špatně, ale navíc byl velmi šikovný, zručný a vynalézavý. Báječně se doplňovali. Oba dva měli dobrodružnou, nebojácnou povahu a neustálou chuť něco objevovat – přicházet věcem na kloub, jak se hezky česky říká. Jejich příběh, který vám chceme vyprávět, se začal odvíjet někdy na počátku nového pololetí roku 2008. Zkuste ho aspoň zprostředkovaně prožít s nimi, samozřejmě pokud chcete. Bude to totiž napínavé vyprávění se spoustou problémů, překážek a úkolů, které jim můžete pomoci řešit. Ten den se zprvu nezdál být nijak výjimečný. A přece. Měli na suplování stařičkého pana profesora Padevěda, který jim vyprávěl o době Jana Ámose Komenského, jehož jméno nesla jejich škola. Ovšem žádné suchopárný výklad, ale spousta zajímavostí. Nejvíce všechny asi nadchlo líčení o tom, že stará pověst praví o tajné místnosti sboru Jednoty bratrské, která by se měla nacházet někde pod gymnáziem. „To by bylo něco, tu tajnou starobylou místnost objevit,“ napadlo současně Terezu s Honzou. V té chvíli si přáli mít kouzelné sluchátko Macha a Šebestové a zavolat do něj: „Prosím, mi bychom se rádi dostali do doby J.A.K.“ A ze sluchátka by se jistě ozvalo: „Ale proč ne, jenom dejte pozor, to víte, doba historická, je doba historická.“ A rázem by se ocitli v 17. století, v době s přídechem klášterů a starých latinských rukopisů. Jenže … to je možné přeci jenom v pohádce. Naštěstí byl dědeček Honzy gymnaziálním školníkem, a tak na naléhání obou našich hrdinů je pustil do školního sklepa. „Ať si bádají,“ myslel si děda, „aspoň bude od nich chvilku pokoj.“ Jenže to netušil, že těm dvěma se opravdu podaří úplnou náhodou objevit tajný vchod do dalšího patra sklepení. On to nebyl v pravém smyslu objev, protože se do dalšího patra prostě propadli. Strop byl přeci jenom zatížen stavbou nové budovy a na jednom místě neodolal hlodajícímu zubu času. K úžasu a překvapení Terezy a Honzy. Když se Honza sebral ze země a ujistil Terezu, že se mu nic nestalo, podala mu baterku. Světelný kužel z baterky, kterou měl Honza s sebou, začal klouzat po místnosti. Na všem ležela ukrutná vrstva prachu, všude visela samá pavučina. Ale pod tím nánosem se daly rozpoznat knihy, rukopisy a také vybavení jakési alchymistické laboratoře. Samá křivule a baňky a celá řada jiných pomůcek. Všechno si pomalu a s rozvahou ti naši dva badatelé prohlíželi. Když Honza posvítil na zem za sebe, viděl jejich vlastní stopy ve vrstvě prachu. „Tak takhle nějak se museli cítili lidé, když poprvé vstoupili na Měsíc,“ pomyslel si. Pak ho zaujala jakási trubka ležící na větší knize. Když vzal trubku do ruky a zjistil, že má na koncích nějaká sklíčka, hned se zkusil přes ně podívat. Je to opravdu to, co si myslím? Tušil správně. Zašeptal na Terezku, která si zatím prohlížela obrázky s nějakými kružnicemi v knize: „Vždyť to je dalekohled!“ „A tady jsou nakreslené souhvězdí a planety i Slunce.“ odpověděla Terezka. „Podívej na ten nápis v kožené vazbě. Ta písmena už nejdou skoro vůbec přečíst, poznávám jen některá. Co by ten nápis mohl znamenat?“ Pomůžete jim ten tajemný nápis vyluštit?
2
Trochu historie: Camera obscura – dírková komora Princip dírkové komory je znám už více jak 2000 let. Asi první ho pozoroval a popsal Aristoteles, když sledoval částečné zatmění slunce. Otvory v koruně stromů pronikaly sluneční paprsky a na zemi vytvořili obraz slunce. Při pozorování si také všimnul toho, že čím je otvor menší, tím je obraz ostřejší. V pozdějších dobách se začalo tohoto principu používat v malířství.
Ê
1. pokus:
Udělejte si jednoduchou dírkovou komoru Potřeby: Kelímek od jogurtu (nejlépe Danone – lze ho snadno propíchnout), černá temperová barva, tekutý škrob (např. Alba efekt), svačinový papír, gumičky, vteřinové lepidlo, svíčka, připínáček nebo jehla Vnitřní část kelímku od jogurtu natřete černou temperovou barvou smíchanou s tekutým škrobem nebo černou akrylovou barvou. Po zaschnutí propíchněte do dna velmi malou dírku pomocí ostré jehly. Na horní části kelímku vytvořte promítací stěnu - matnici z průsvitného svačinového papíru, který upevníte gumičkami, nebo z bílé průsvitné obkreslovací folie, kterou přilepíte vteřinovým lepidlem. Pracujte raději v šeru. Kelímek otočte dnem k plameni svíčky ve vzdálenosti asi 20 cm. Na matnici se vytvoří obraz plamene svíčky. Pracujte se svíčkou a vteřinovým lepidlem jen za asistence dospělého vedoucího! Tip: Pro lepší pozorování za světla je vhodné přilepit na hotový kelímek volným větším okrajem ještě jeden stejně obarvený kelímek, v jehož dně si uděláte trochu větší pozorovací otvor pro oko.
1. otázka: Jaký je obraz plamene, zvětšený nebo zmenšený, skutečný nebo zdánlivý, vzpřímený nebo převrácený, a proč? 3
1. K pozorování vesmíru byl v době Komenského využíván již dalekohled. a) Kdo jej vynalezl? b) Nezbytnou součástí dalekohledu jsou čočky, byly známy již dříve? c) Jaké jsou jejich druhy? d) Co to je ohnisko čočky?
Ê
2. pokus:
Zhotovte si sami jednoduchou čočku z vody Potřeby: kelímek od rostlinného másla, ostrý nůž, nůžky, průhledná pružná potravinářská fólie, gumička, pravítko, voda Z boku širšího nízkého kelímku vyřežte otvor o rozměrech 6x3 cm. Přes okraj nádoby dejte pružnou průhlednou fólii a upevněte ji gumičkou. Lehce zatlačte uprostřed fólie, aby se vytvořil důlek, do kterého nalijete vodu. Fólie musí být naplněná vodou celá (výška vody uprostřed asi l - 2 cm). Otvorem vložte do nádoby libovolný drobný předmět (prst, kousek textu,…) a pozorujte ho přes vodní hladinu.
2. otázka: Jaký je obraz předmětu na dně kelímku, zvětšený nebo zmenšený, skutečný nebo zdánlivý, vzpřímený nebo převrácený, a proč? Jaký druh čočky jste vytvořili z vody?
Ê
3. pokus:
Čočky v kuchyni Jako čočka vám mohou posloužit některé předměty kolem vás, například sklenička. Nakreslete si na kousek papíru větší šipku a podívejte se na ni z boku přes skleničku. 3. otázka: Jak vysvětlíte, že vidíte šipku ukazovat na opačnou stranu?
4
" Praktický úkol 1. kola : Zhotovte si vlastní dalekohled, například podle návodu z časopisu ABC, který si můžete stáhnout u zadání tohoto kola. Dalekohledem můžete pozorovat hvězdy zimní oblohy. Váš výrobek vyfotografujte nebo ještě lépe vyfotografujte se při práci s ním. Pokud postoupíte do finále, přivezte nám váš výrobek ukázat. Pokud se vám to zdá příliš náročné, určitě zvládnete sestrojit nějaký jiný optický přístroj. Návody na spektroskop, zrcadlový dalekohled, periskop nebo kaleidoskop si taky můžete stáhnout u zadání tohoto kola. Trošku mytologie Souhvězdí jsou výmyslem lidským. Člověk pospojoval myšlenými čarami do obrazců hvězdy, které mohou být od nás různě daleko. Obrazce představovaly postavy lidí, zvířata a věci. Například souhvězdí Lyry představuje hudební nástroj, s nímž dovedl bájný pěvec Orfeus vyloudit zvuky tak čarokrásné, že mu i bohové podsvětí dovolili odvést si manželku Euridiku zpět na svět. Ne všechny civilizace měly stejné představy o obrazcích, které souhvězdí tvořila. Typickým příkladem je souhvězdí Velkého vozu. Pro Egypťany bylo souhvězdím Býčí kýty, pro Araby představovalo smuteční průvod, kde čtyři kola představovala máry se zemřelým, a hvězdy oje plačící ženy.
2. úkol pro vás, při jehož řešení můžete využít váš sestrojený dalekohled: a) b) c) d)
Jaké je nejznámější souhvězdí zimy, nakreslete jej. Kolik máme souhvězdí severní a jižní oblohy. Jaké souhvězdí ukazuje směrem k jižnímu světovému pólu? Jmenujte objevy, které udělal Galileo Galilei při pozorování oblohy dalekohledem.
Velký vůz sám o sobě není souhvězdí, je součástí souhvězdí Velké medvědice To patří mezi nejvýraznější a nejznámější souhvězdí severní oblohy. Největší hvězda Velkého vozu, alfa hvězda , je oranžové barvy, jmenuje se Dubhe a tvoří ji ve skutečnosti dvě hvězdy. Beta hvězda je Merak a třetí největší hvězdou je Phecda. A co říká pověst Arkádská princezna Kallistó vzbudila svou krásou žárlivost Héry, manželky nejvyššího boha Dia. Proto ji rozhněvaná bohyně Héra proměnila v medvěda a vyhnala do lesů. A tak bývalá princezna Kallistó bloudila po lesích a bála se divoké zvěře, neboť zapomínala, že je sama divokým zvířetem. Jednou zahlédla mezi pronásledovateli svého syna Arkase. Přiblížila se k němu a chtěla ho obejmout. Arkas v obraně namířil na matku kopí. V posledním okamžiku zasáhl Zeus, a aby zabránil zlému činu, proměnil i syna ve zvíře – v malého medvěda. Protože však měl oba rád, umístil je na obloze. Velkou medvědici i jejího syna Malého medvěda.
5
Ê 4. pokus: Hvězdy v kuchyni Chceme-li vidět hvězdy ze Země, záleží na tom, jak jsou velké a jak jsou jasné. Jasnost hvězd se měří objemem jejich svitu a označuje čísly 1 až 6, nejjasnější mají objem 1, například Altair v souhězdí Orla, což je taky jedna z nejbližších hvězd vůči nám. Potřeby: trubička od toaletního papíru, nůžky, alobal, lepicí páska, špendlík, baterka Alobal propíchejte špendlíkem tak, aby dírky tvořily obraz Velkého vozu. Dodržte jejich velikosti, to znamená že největší dírka bude představovat hvězdu Dubhe. Fólii připevněte lepicí páskou na jeden konec tuby. Tubu namiřte proti světlu a podívejte se druhým koncem. Uvidíte obraz vytvořený hvězdami. Další pozorování je vhodné dělat v zatemněné místnosti. Tubu položte na stůl, namiřte proti zdi a zajistěte ji proti pohybu. Otevřeným koncem zasuňte dovnitř baterku. Odstupte od stolu a pozorujte svítící „hvězdy“ na zdi. 4. otázka: Jak daleko vidíte jednotlivé prosvětlené dírky? Závisí to na velikosti dírek? Můžete si také zhotovit tabulku a vyhodnotit v ní výsledky. Měsíc a jeho krátery Když se naši předkové podívali na noční oblohu, určitě je nejdřív zaujal Měsíc. Dokonce se jim zdálo, že na něm vidí jakýsi obličej. Pomocí dalekohledů lidé zjistili, že jeho povrch tvoří vysoké hory a hluboká údolí a že je pokrytý krátery. Vědci se domnívají, že vznikly nárazem hornin z vesmíru na měsíční povrch. Sopečná láva pronikla měsíční kůrou do některých největších kráterů a vytvořila moře latinsky "Mare".Kdo rád pozoruje Měsíc, může zkusit v noci z 20. na 21. února kolem 3. hodiny k ránu pozorovat zatmění Měsíce a napsat nám o něm.
Ê 5. pokus: Měsíční krátery Potřeby: Větší krabice, písek nebo mouka (nejméně 2 kg), větší množství plastelíny, kamínek, kulička, malý míček Krabici naplňte do třetiny pískem nebo moukou. Pokud budete dělat pokus v místnosti, je vhodné podložit krabici větším starším ubrusem nebo papírem. Postavte se vedle krabice a upusťte do ní kuličku. Podívejte se, co se stalo, když kulička narazila na povrch mouky nebo písku. Pak zkuste upustit ze stejné výšky kámen a pak míček. Uhlaďte povrch písku nebo mouky a vyzkoušejte stejný pokus, ale vystupte na židli. Buďte opatrní a požádejte dospělého o asistenci! Místo písku nebo mouky můžete dát na dno krabice plastelínu. 5. otázka: a) Je rozdíl mezi velikostí kráteru způsobeného malou kuličkou a větším míčkem? b) Jsou krátery vzniklé po nárazu těles spouštěných z větší výšky menší nebo větší než předtím, a proč? c) Jsou krátery v plastelíně větší nebo menší než v písku nebo mouce, a proč?
6
Ê 6. pokus: První krok na Měsíci Potřeby: Větší krabice, písek, modelářská sádra, nádoba a míchadlo na přípravu sádry, proužek kartonu, voda Krabici naplňte do třetiny pískem. Pomocí terénní boty vytlačte do písku stopu. Kolem stopy obtočte a zapíchněte do písku proužek kartonu. Sádru připravenou podle návodu nalijte na stopu a nechte ztuhnout. Pak vyjměte odlitek a očistěte od písku kartáčkem. Víte, že se tato metoda používá v kriminalistice při zajišťování stop zločinu?Takto je možné také udělat odlitky kráterů z předchozího pokusu. 6. otázka: a) Kdo byl ten první člověk, který nechal svoji stopu na Měsíci a kdy to bylo? b) Jak je možné, že jeho otisk tam zůstane tisíce let? Komety Přemýšleli jste někdy nad tím, jak si naši předkové vysvětlovali některé přírodní úkazy, například návštěvy komet? Komenský hovořil o kometách v Atriu z roku 1652 jako o hvězdách mimořádných, objevujících se velmi zřídka, jež jsou opatřeny buď vlasem, vousem nebo ohněm.
Komenského představa vesmíru
odpovídala tehdejšímu geocentrickému názoru. Země měla být nehybná ve středu, Slunce obíhalo ve čtvrté sféře, Venuše, Merkur a Měsíc pod ním, Jupiter, Mars a Saturn nad ním. Planetární sféry přirovnával ke skořápkám vajíčka. Hvězdy měly obíhat ve sféře hvězd, vzdálené od Země 200 000 zemských poloměrů, což mělo být asi 9 vzdáleností Slunce od Země.
Ê 7. pokus: Chvost komety Potřeby: kousek plastelíny, 8 proužků hedvábného papíru o rozměrech 1 x 14 cm, kousek provázku, vysoušeč vlasů Z plastelíny si udělejte kouli, která bude představovat hlavu komety. K ní připevněte provázek a papírové proužky přilepte zezadu. Kuličku zavěste v prostoru a požádejte někoho dospělého, aby zapnul vysoušeč, kterým postupně udělejte kruh kolem zavěšené komety. Sledujte, jak se mění směr proužků.
7. otázka: a) Co představuje vysoušeč vlasů? b) Čím je tvořen skutečný chvost komety?
Y Průběžný úkol: Vyluštěním našeho písmenkového sudoku získáte prvních 5 písmen latinské ŠIFRY, vyluštěním doplňovačky získáte prvních 5 písmenek českého překladu ŠIFRY. V dalších kolech získáte pokaždé po pěti dalších písmenech. Řešení nám můžete posílat po částech nebo až najednou s řešením čtvrtého kola.
7
Doplňovačka
1. 2. 3. 4. 5.
Církev, ve které působil Komenský jako kazatel. Řeka protékající Uherským Brodem. Polské město, kam odešel Komenský do exilu. Město, ve kterém Komenský studovat na střední latinské škole. Severomoravské město, kde působil Komenský jako správce školy a jako kazatel.
1 2 3 4 5
Sudoku s písmenky
Do políček doplňte písmenka A B C D E F G I R tak, aby se neopakovala ve sloupci, řádku, ani ve zvýrazněních čtvercích. V barevných políčkách najdete tajenku, přečtěte ji SHORA DOLŮ, PRVNÍ DVĚ PÍSMENA ZLEVA DOPRAVA a DRUHÁ DVĚ PÍSMENA ZPRAVA DOLEVA. Výhodné je postupovat tak, že začnete ve sloupci (nebo řádku),kde je nejvíc písmen. R
D I
G
B
F
R
A
D I
G
E G A
A E
B
B
B
C I
G I
E
A
A
D
C
C A
C
D R
F G
A to už je v tomto kole všechno a můžete se pustit do řešení. Vlastně ještě ne, chybí zadání průběžného hlavního praktického úkolu. Tak tady následuje a v příštím kole se těšte na pokusy z úplně jiného soudku – zahrajeme si na alchymisty.
Y Průběžný úkol: Představte si, jak si Komenský tehdy mohl představovat vesmír, a vyrobte z libovolného materiálu geocentrický model tehdejšího vesmíru, který je popsán u obrázku komety. Velikost necháme na vašich možnostech, ovšem myslete na to, že pokud postoupíte do finále, přivezete model do Uherského Brodu, kde bude vystaven v Muzeu Jana Amose Komenského.
8
