12. Pokus: Rovnomerný priamočiary pohyb

S pojmami rýchlosť, dráha sa stretávame v praktickom živote denne. Žiaci s nimi narábajú skôr, ako sa s nimi oboznámia v škole. Pri jazde autom nerozlišujú medzi údajom rýchlomeru (okamžitá rýchlosť) a priemernou rýchlosťou, ktorú počítajú so športovo založeným oteckom z prejdenej dráhy a celkového času. Nesprávna interpretácia praxou zafixovanej skutočnosti, že rýchlosť je prejdená dráha za určitý čas, vedie často k zisteniu, že žiaci nesprávne určia rýchlosť priamočiareho rovnomerného pohybu z grafickej závislosti dráhy od času v prípade, keď graf nezačína od nulovej dráhy. Zaviesť rýchlosť ako podiel prírastku dráhy a prírastku času, čo v ďalšom zjednoduší rozlíšiť jej okamžitú a priemernú hodnotu, je najjednoduchšie a najefektívnejšie priamym meraním príslušných D s a D t. Jednoduchou realizáciou rovnomerného priamočiareho pohybu je pohyb vzduchovej bubliny v trubici naplnenej kvapalinou.

Pomôcky: sklenená (plexi) trubica f 1-2 cm, dĺžka cca 1 m, stopky, pravítko.

Realizácia: Trubicu naplníme vodou a zazátkujeme tak, aby v nej zostala vzduchová bublina (1-2 cm). V ľubovoľnej šikmej polohe trubice bude bublina stúpať konštantnou rýchlosťou. Pohyb je dostatočne pomalý na to, aby žiaci mohli merať časové úseky medzi označenými bodmi na trubici, tak ako ich míňa bublina a následne kresliť príslušné grafy a počítať rýchlosť.

Vysvetlenie: Ideálne je, ak máme k dispozícii stopky, ktoré umožňujú merať priebežné časy v jednotlivých bodoch dráhy (na trubici ich označíme ich napr. lepiacou páskou), tak ako ich míňa bublina pri svojom pohybe. Žiakom ľahko ukážeme, že nie je dôležitý začiatok spustenia stopiek, ale zmeranie časového úseku medzi príslušnými bodmi na dráhe. Nie je problém, pli takomto postupe, rozlíšiť okamžitú rýchlosť od priemernej.

Poznámka: Pri inej príležitosti môžeme rozoberať pohyb vzduchovej bubliny ako samostatný problém. Môžeme sa na ňu pozerať ako na teleso na ktoré pôsobí vztlaková sila, odpor prostredia, gravitačná sila, trenie o steny trubice. Kvalitatívnym rozborom príkladu môžu žiaci hlbšie pochopiť zložitosť na prvý pohľad jednoduchého deja. Inokedy nám vzduchová bublina môže predstavovať kvázičasticu (dieru) pri zavádzaní pojmu dierová vodivosť a modelovať jej pohyb v elektrickom poli.