VY_52_INOVACE_2NOV51 Autor: Mgr. Jakub Novák Datum: 17. 1. 2013 Ročník: 8. Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Vzdělávací obor: Fyzika Tematický okruh: Pohyb těles, síly Téma: Nakloněná rovina Metodický list: Žáci změří sílu potřebnou ke zvedání tělesa pomocí nakloněné roviny a ověří závislost této síly na strmosti nakloněné roviny. Laboratorní práce odpovídá jedné vyučovací hodině. Žáci pracují ve skupinách po dvou. Při práci využijí soupravu pro žákovské pokusy Mechanika, z jejíchž dílů sestaví nakloněnou rovinu, vozík, který je také součástí této soupravy, pravítko a siloměr. Výuka probíhá frontálně za dodržení všech bezpečnostních zásad podle přiloženého pracovního postupu. Žáci průběžně s pomocí vyučujícího vyplňují přiložený pracovní list, který odevzdají ke kontrole na konci hodiny. Nejprve si v části zvané příprava připomenou funkci nakloněné roviny a nakreslí schematický obrázek vozíku na nakloněné rovině spolu se silami, které na něj působí. Zapíší vzorec vyjadřující sílu potřebnou ke zvedání tělesa po nakloněné rovině Pracovní postup: Nejprve žáci zavěsí vozík háčkem na siloměr a změří velikost tíhové síly působící na vozík. Poté změří délku nakloněné roviny a připevní ji ke stojanu. Postupně nastavují různé výšky nakloněné roviny a pro každou nastavenou výšku změří siloměrem sílu, kterou musí táhnout vozík rovnoměrným pohybem vzhůru po nakloněné rovině. Nastavené výšky a naměřené síly zaznamenají do tabulky. Pak vypočítají potřebné síly podle vzorce uvedeného v přípravě a vypočtené síly také zaznamenají do tabulky. Na závěr porovnají vypočtené síly se silami skutečně naměřenými siloměrem. Veškerý obsah materiálu je vlastní tvorbou autora.
…………
LABORATORNÍ PRÁCE
Jméno:
…………………………………………
Třída:
…………………………………………
Škola:
ZŠ Schulzovy sady
Datum:
…………………………………………
Zadání:
Pokusem ověř vliv strmosti nakloněné roviny na sílu potřebnou ke zvedání tělesa.
Příprava:
Tíhová síla FG, působící na vozík pohybující se po nakloněné rovině, se rozkládá do dvou složek, složky F1 působící ve směru nakloněné roviny a složky F2 kolmé na nakloněnou rovinu. Složka F1 způsobuje pohyb vozíku po nakloněné rovině, složka F2 je tlaková síla působící na nakloněnou rovinu.
Zvyšujeme-li stoupání nakloněné roviny, složka F1 se zvětšuje, zatímco složka F2 se zmenšuje. Chceme-li těleso zvedat po nakloněné rovině, musíme (zanedbáme-li odporové síly) na něj působit silou F, která má stejnou velikost a opačný směr než složka F1. Zapiš vzorec pro výpočet síly, potřebné ke zvedání tělesa po nakloněné rovine:
Pomůcky: Stojan, deska sloužící jako nakloněná rovina a vozík opatřený háčkem ze soupravy pro žákovské pokusy z mechaniky, délkové měřidlo – pravítko, siloměr.
Provedení: Nejprve jsme siloměrem změřili velikost tíhové síly FG působící na vozík. Pak jsme změřili délku s nakloněné roviny a připevnili ji ke stojanu. Postupně jsme nastavovali různé výšky h nakloněné roviny a pro každou výšku jsme siloměrem změřili velikost síly potřebné k tažení vozíku nahoru po nakloněné rovině. Na závěr jsme naměřené síly porovnali s vypočtenými. Naměřené a vypočtené hodnoty: Tíhová síla:
FG = ………………………………….
Délka nakloněné roviny:
s = ……………………………………
h/cm Naměřená síla F/N Vypočtená síla F/N
Závěr:
…………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………..
…………
LABORATORNÍ PRÁCE
Jméno:
…………………………………………
Třída:
…………………………………………
Škola:
ZŠ Schulzovy sady
Datum:
…………………………………………
Zadání:
Pokusem ověř vliv strmosti nakloněné roviny na sílu potřebnou ke zvedání tělesa.
Příprava:
Tíhová síla FG, působící na vozík pohybující se po nakloněné rovině, se rozkládá do dvou složek, složky F1 působící ve směru nakloněné roviny a složky F2 kolmé na nakloněnou rovinu. Složka F1 způsobuje pohyb vozíku po nakloněné rovině, složka F2 je tlaková síla působící na nakloněnou rovinu.
F
Zvyšujeme-li stoupání nakloněné roviny, složka F1 se zvětšuje, zatímco složka F2 se zmenšuje. Chceme-li těleso zvedat po nakloněné rovině, musíme (zanedbáme-li odporové síly) na něj působit silou F, která má stejnou velikost a opačný směr než složka F1. Zapiš vzorec pro výpočet síly, potřebné ke zvedání tělesa po nakloněné rovině: ℎ =
.
Pomůcky: Stojan, deska sloužící jako nakloněná rovina a vozík opatřený háčkem ze soupravy pro žákovské pokusy z mechaniky, délkové měřidlo – pravítko, siloměr.
Provedení: Nejprve jsme siloměrem změřili velikost tíhové síly FG působící na vozík. Pak jsme změřili délku s nakloněné roviny a připevnili ji ke stojanu. Postupně jsme nastavovali různé výšky h nakloněné roviny a pro každou výšku jsme siloměrem změřili velikost síly potřebné k tažení vozíku nahoru po nakloněné rovině. Na závěr jsme naměřené síly porovnali s vypočtenými. Naměřené a vypočtené hodnoty: Tíhová síla:
FG = 1,00 N
Délka nakloněné roviny:
s = 49,5 cm
h/cm
15
17,5
20
22,5
25
27,5
30
32,5
Naměřená síla F/N
0,28
0,34
0,39
0,43
0,49
0,54
0,60
0,66
Vypočtená síla F/N
0,30
0,35
0,40
0,45
0,51
0,56
0,61
0,66
Závěr:
Naměřené hodnoty síly přibližně odpovídají hodnotám vypočítaným podle
uvedeného vzorce. Případné rozdíly mohou být způsobeny odchylkami měření, odporovými silami (valivý odpor koleček vozíku) nebo tím, že siloměr neměřil ve svislé poloze, pro kterou je navržený.
