18. Pokus: Zákon zachovania hybnosti

V praxi sa často stretáme so skutočnosťou, že to, čo sa žiaci naučia v škole, nedávajú do súvislosti s reálnym životom. Mali by sme využiť každú príležitosť na demonštrovanie súvislosti fyziky s životom. Nasledujúci pokus to robí zábavným spôsobom.

Pomôcky: dlhší pevný špagát, jedno až dvoj kilogramový predmet (najlepšie priamo závažie).

Realizácia: zo závažia a špagátu vyrobíme kyvadlo a zavesíme ho v triede na strop (ak máme vhodný pevný záves), alebo na niečo v telocvični, na dvore apod. Kyvadlo by malo mať rameno dlhé aspoň 2-3 metre a v rovnovážnej polohe by malo byť závažie asi pol metra nad zemou. Potom ho vychýlime z rovnovážnej polohy tak, aby bolo tesne pred tvárou (dotýkalo sa nosa) dobrovoľníka, ktorého sme usadili na stoličku do vhodného miesta. Kyvadlo bez ďalšieho impulzu pustíme. Nájde sa len málo žiakov, ktorí pri spätnom chode kyvadla neuhnú hlavou.

Vysvetlenie: Keď držíme kyvadlo pred nosom, má potenciálnu energiu, ktorá je zároveň jeho celkovou energiou. Keď kyvadlo kýve, mení sa jeho potenciálna energia na kinetickú tak, že ich súčet je konštantný. To je zákon zachovania mechanickej energie platný v izolovanej sústave. Platí nie len v škole, ale aj všade inde. Pri spätnom chode kyvadla, ktoré prešlo cez rovnovážnu polohu, sa pohybová energia mení na polohovú. Pri “nose” už nemá kyvadlo žiadnu kinetickú energiu, teda nás nemôže udrieť. Bezpečnosť nášho nosa zvyšuje aj to, že nie sme v prísne izolovanej sústave a časť energie kyvadla pohltí trenie. Po určitej dobe kyvadlo zostane stáť.