15. Pokus: Vodorovný vrh

Vodorovný vrh je zložený z dvoch pohybov: z pohybu rovnomerného priamočiareho v smere vodorovnom a z voľného pádu. Pohyby prebiehajú súčasne. Výsledkom je krivka po ktorej sa vrhnuté teleso pohybuje. Tieto skutočnosti budú žiakom jasné, keď im demonštrujeme, že doba vodorovného vrhu je rovnaká ako doba voľného pádu z tej istej výšky, na ktorej vodorovný vrh začal.

Pomôcky: 2 väčšie, rovnaké oceľové guľky (ø 10 a viac mm), minca, kniha a pravítko.

Realizácia

  • guľky postavíme na stôl cca 10 cm od hrany vo vzájomnej vzdialenosti tiež zhruba toľko. Obidve guľky dáme pomocou pravítka smerom ku hrane stola. Za hranou stola držíme knihu tak, aby jedna z guliek do nej narazila a následne padala voľným pádom k podlahe. Druhá guľka od hrany stola pokračuje vodorovným vrhom vedľa knihy. Pri pozornom počúvaní a niekoľko násobnom zopakovaní pokusu, žiaci zistia, že počuli dopad guliek v tom istom okamžiku. Vodorovne vrhnuté teleso prejde teda svoju dráhu za rovnaký čas ako je doba jeho voľného pádu z tej istej výšky.
  • zaujímavé a prekvapivé môže byť, hlavne pre chlapcov, že nezáleží na tom ako ďaleko dohodia kameň z určitého miesta, napr. na brehu rieky (za predpokladu, že vrh je vodorovný), doba letu bude vždy rovnaká. Môžeme sa takto s nimi zahrať na školskom výlete. Hádzať treba s kameňmi, ktoré vo vzduchu neplachtia (nie s ploskáčmi).
  • ak minci (loptičke a pod.) ležiacej na stole udelíme dostatočný impulz, opustí hranu stola a koná dráhu vodorovného vrhu. Každý žiak môže jednoducho určiť okamžitú rýchlosť s ktorou minca opúšťa stôl. Po predchádzajúcom pokuse je zrejmé, že dobu letu môžeme vypočítať z dráhy voľného pádu (z výšky stola). Odmeraná vzdialenosť, do ktorej minca od stola dopadne, sa zase rovná násobku hľadanej rýchlosti a doby letu, pretože ako už žiaci vedia z predchádzajúcich pokusov, minca si v smere vodorovnom rýchlosť zachováva.
  • pripravte sa aj na možnosť, že na prechádzke pri rybníku stretnete vodníka. Spoznáte ho podľa pravidelného odkvapkávania vody z konca šosu jeho fráčku. Skôr ako sa s ním stihnete zoznámiť zmizne za najbližšou vŕbou. Každý indián, ale aj šikovný žiak, vie podľa stôp vodných kvapiek, ktoré vodník zanecháva, určiť jeho dráhu. Dokonca zo vzdialeností jednotlivých stôp sa dá určiť či bol pohyb vodníka rovnomerný, alebo nie. Môžeme odhadnúť aj jeho rýchlosť (čas medzi susednými kvapkami je rovný dobe voľného pádu z “výšky” šosu).

Vysvetlenie: Tento raz by malo byť všetko jasné z popisu jednotlivých pokusov