1
Náměty na „miniprojekty“ pro Hraštici 2014
(L. D., předběžná verze, 20. 4. 2014)
Samozřejmě můžete mít i další zajímavé náměty, když tak dejte vědět…
Pár prvních námětů, spíše obecných:
A. Kinematika 1. Souřadnice
a) Měření malých rozměrů
• Pákou
• Šroubem (udělat si vlastní mikrometr) b) Měření velkých rozměrů
• Dálkoměr
• Stereoskopické fotografie
2. Rychlost (měření rychlosti)
a) Malých rychlých těles (broku, zrnka rýže z foukačky)
• Optickou závorou?
• Vysokorychlostním fotoaparátem b) Rychlost šíření zvuku v pevných látkách
3. Zrychlení, měření zrychlení
a) Měřit zrychlení tabletem, vypočítat ze zrychlení rychlost a souřadnici, porovnat se skutečnou rychlostí a souřadnicí.
b) Měření tíhového zrychlení
• Kyvadlem (matematickým, fyzickým)
• Z pádu skutečných (malých) těles
• Z pohybu na nakloněné rovině
• Padostroj
• Senzory zrychlení (tablet, chytrý telefon)
• Padají různá tělesa se stejným zrychlením?
4. Měření úhlové rychlosti
a) vrtačky, kola od bicyklu, káči…
2
B. Dynamika - síly
1. Jednoduché stroje
a) Páky
• Jak pohnout Zemí (získáváme co největší sílu) b) Šroub
• Jak velkou silou šroub a matička přitlačují materiál?
c) Převody (z Merkura)
2. Pružnost
a) Deformace v tahu: E různých materiálů (gumička, ocelová struna, buřt, vlasy, tráva…)
b) Ohyb trámků, tyčí, špejlí, …
c) Smyková deformace, G různých materiálů
d) Torze válcové tyče (kroucení drátu, kroucení párku)
3. Tření
a) Smykové
b) Statické x za pohybu; „dynamické mazání“
• Různé materiály (i „kuchyňské“, třeba knedlík, chleba apod.)
• Extrémy: mazání x smirek
• Opravdu nezávisí na ploše?
• Je tření opravdu úměrné přítlačné síle?
c) Valivé
• Různě podhuštěné kolo
• Velmi malé valivé tření: např. ocelová kulička na skle
• Tření v kuličkových ložiscích
• Pevný válec na molitanu, molitanový válec na pevné podložce
4. Viskozita, odpor prostředí
a) Měření viskozity b) Poiseuillův zákon c) Stokesova síla
d) Odpor prostředí úměrný v^2 – prověřovat pro tělesa různých tvarů a různé rychlosti
C. Zákony zachování, srážky 1. Zákony zachování
a) Jak moc platí třeba zákon zachování hybnosti?
• Na balistickém kyvadle, při srážkách…
b) Ztráty mechanické energie c) Zachování momentu hybnosti
• Kónické kyvadlo resp. kyvadlo pohybují se po elipse
3
2. Srážky
a) Pružné
• Dvě kuličky na sobě (hopíky…)
• Newtonova kolébka (ev. různě těžké kuličky)
• Jak dlouho trvá ráz? (měřit vernierem) b) Nepružné
• Balistické kyvadlo
• Koeficient restituce pro různé materiály
• Srážky valících se kuliček
D. Neinerciální soustavy 1. Beztížný stav
a) Různé experimenty v padajících soustavách
• Jak dokázat, že v padajícím výtahu je beztížný stav?
(například házet si mobilem se zapnutým akcelerometrem)
2. Rotující soustavy
a) Měřit zrychlení akcelerometrem b) Centrifuga
E. Rotace, setrvačníky
1. Moment setrvačnosti - měření
a) Opravdu je u homogenního válce 0,5 m r^2 ? b) Opravdu platí Steinerova věta?
c) Momenty setrvačnosti koblihy, knedlíku…
2. Energie v setrvačníku (měření)
a) Brzdit setrvačník nějakou silou, vytáhnout závaží na niti b) Nechat setrvačník vyběhnout do kopce
c) Pohánět setrvačníkem nějaké dynamo, změřit vykonanou práci
3. Jojo (Maxwellův setrvačník) F. Kmity a oscilace
1. Harmonické a anharmonické oscilátory
a) Určování hmotnosti z kmitů na pružině („vážení na kosmické stanici“) b) Anharmonické kmity
• Kmity na gumičce
• Kmity kuličky kutálející se v různě prohnutých miskách
c) Vázané oscilátory (např. dvě kyvadla z PET láhví spojená slabou vazbou) d) Rezonance
• Jak jednoduše ev. překvapivě demonstrovat rezonanci
• Proměřit rezonanční křivku
4
• Jak rezonanční frekvenci ovlivňuje tlumení
2. Kyvadla
a) Závislost T na parametrech matematického kyvadla:
• Délka závěsu
• Amplituda kyvů (anharmonický oscilátor!)
• Tíhové zrychlení (menší – kyvadlo kývající v šikmé rovině; větší: kyvadlo na centrifuze)
b) Fyzické kyvadlo
• Jak udělat kyvadlo s co nejdelší periodou c) Torzní kyvadlo
• Užití k měření modulu pružnosti ve smyku d) Kónické kyvadlo
• Změna úhlové rychlosti při zkracování závěsu
• Ověřovat druhý Keplerův zákon e) Netradiční kyvadla
• Kmity vody v hadici
• Pružné kyvadlo
• Kyvadlo s kmitajícím závěsem
G. Pády, vrhy, další problémy…
1. Voda vystříklá z hadice – pohybuje se po parabole?
2. Padající chleba
(chleba strčený ze stolu, proč padne namazanou stranou dolů ?)
