Nonverbální úlohy - - mechanika Katedrafyziky PF JU Č. Budějovice Katedra fyziky PF JU Č. Budějovice Jiří Tesař KDF MFF UK PRAHA

Úloha na páku - kleště

Jaké otázky vyvolá zadání u žáků? K čemu dojde, jestliže síla ruky nepřestane působit? Na jakém fyzikálním principu kleště fungují? Mohu vyvinout tak velkou sílu jaká je na obrázku? Jak velkou silou působí čelisti kleští na drát? Dojde k přeštípnutí drátu?

Řešení F 1 = 9,5 N F 1. a 1 = F 2. a 2 a 1 = 0,1 m F 2 = (F 1. a 1 ) : a 2 a 2 = 0,02 m F 2 = (9,5. 0,1) : 0,02 F 2 = ? N F 2 = 47,5 N

Řešení – problémy s matematikou F 1 = 9,5 N F 1. a 1 = F 2. a 2 a 1 = 10 cm 9,5. 10 = F 2. 2 a 2 = 2 cm 95 = F 2. 2 F 2 = ? N F 2 = 95 : 2 F 2 = 47,5 N

Didaktické poznámky Diskutovat zadání jednotek - délka v cm. Při kvantitativním řešení využívat matematické analogie. Diskutovat tvar a poměr ramen u jiných kleští, nůžek na papír, nehty, plech,… Ukázat obrázky různých nůžek a podobných nástrojů.

Nůžky a podobné nástroje

Výpočet práce

Jaké otázky vyvolá zadání u žáků? Jaké dva děje jsme viděli na videu? Mají něco společného? Jaké veličiny jsou zdůrazněny na prvém snímku? Jaké veličiny jsou zdůrazněny na druhém snímku? Co můžeme určit, známe-li délku dráhy a působící sílu, která způsobila pohyb (posunutí)? Může být vykonaná práce v obou případech stejná?

Dílčí řešení F 1 = 350 N W 1 = F 1. s 1 s 1 = 10 m W 1 = W 1 = ? J W 1 = J m 2 = 70 kg W 2 = F 2. s 2 = m 2. g. s 2 s 2 = 0,5 m W 2 = ,5 W 2 = ? J W 2 = 350 J

Konečné řešení W 1 = J x = W 1 : W 2 W 2 = 350 J x = 3500 : 350 x = ? x = 10 krát Kulturista musí činku zvednout 10 krát.

Didaktické poznámky Diskutovat práci u lineárního děje a děje, který se opakuje. Diskutovat velikost práce při překonávání výšek (schodiště, skok do výšky, …). Práce při pohybu ve vodorovném směru – překonávání třecí síly.

Výpočet práce, výkonu

Jaké otázky vyvolá zadání u žáků? O jaký fyzikální děj se jedná v ukázce? Jaké fyzikální veličiny z videa určíme? Kolikrát zvedl kulturista činku po dobu měření času? Co můžeme určit, známe-li výšku zdvihu hmotnost činky? Jakou práci vykoná při 1 zdvihu činky? Můžeme ze známých údajů určit ještě něco jiného?

Dílčí řešení – výpočet práce m = 70 kg W = G. h = m.g.h h = 0,5 m W = ,5 W = ? J W = 350 J n = 4 (počet zdvihů) W c = W. 4 W c = W c = J

Konečné řešení W c = J P = W c : t t = 10 s P = : 10 P = ?W P = 140 W Výkon kulturisty je 140 W.

Didaktické poznámky Je vykonaná práce z hlediska fyzikálního a z hlediska fyziologického stejná? Zdvihal kulturista činku rovnoměrně nebo s přestávkami? Jaký by měl výkon, kdyby zdvihal rychleji, tj. bez přestávek? Porovnejte výkon našeho sportovce s výkonem některých živočichů.