Panská fyzika II

Jaroslav Reichl, Tomáš Radla

Pro oživení a zpestření výuky fyziky na střední škole dávám k dispozici několik námětů na pokusy a různé legrácky.

Bernoulliho rovnice pro kapalinu

Námět pochází od Tomáše Radly, ve školním roce 2000/2001 studenta 2. ročníku naší průmyslovky. Studenti měli za úkol v rámci opakování prvního ročníku a prohloubení učiva druhého ročníku vymyslet pokusy na předem daná témata, která kopírovala osnovy 1. a 2. ročníku fyziky tak, jak je vyučována u nás ve škole. Tomáš přišel s velmi jednoduchým a přitom velmi názorným pokusem na Bernoulliho rovnici pro kapalinu (vodu).

Pomůcky: kus zahradní hadice, kus hadičky od vzduchotechniky akvária, korek (či jinak vyřešená redukce), 2 prázdné vymyté trubičky od náplně do propisovačky, lepidlo

Postup a provedení:Zahradní hadici, kterou volíme takového průměru, aby ji bylo možné nasadit na vodovodní kohoutek, připojíme pomocí redukce z korku k hadičce od vzduchotechniky. Do každé z hadic uděláme malý otvor, do něhož kolmo k hadici vsuneme a poté vlepíme vymytou trubičku od náplně do propisovačky (dbáme na to, aby obě měly stejný průřez a stejnou délku). Poté zahradní hadici připojíme k vodovodnímu kohoutku a držíme celou „aparaturku“ ve vodorovné poloze. Konec tenké hadičky volně spustíme do umyvadla a pustíme do zahradní hadice vodu. Z trubiček začne stříkat voda a to tak, že z trubičky v zahradní hadici stříká voda do větší výšky než z druhé hadičky. Studenti v té době již znají hydrostatický tlak a rovnici kontinuity, takže je možné dojít k závěru, že v širší zahradní hadici, v níž proudí voda menší rychlostí než v užší hadičce, je vyšší tlak.

Následující náměty již nejsou čistými pokusy vhodnými k demonstraci daného fyzikálního jevu, ale slouží spíše k pobavení či oživení hodiny. Vycházím přitom jednak z příspěvku kolegy Karla Raunera z Plzně (Veletrh nápadů učitelů fyziky 5 - Praha 2000), který předvedl své psychokinetické experimenty. Dále pak vycházím z umění Houdiniho, Davida Copperfielda a dalších mágů a iluzionistů, neboť jejich bombasticky vypadající představení a dokonale nacvičená čísla nejsou ničím jiným než správně a šikovně aplikovanou fyzikou. I bez záře reflektorů, polonahých krásných žen či milionů dolarů na drahá zařízení, se i my, kantoři fyziky, můžeme stát na chvíli mágy.

Kouzelná hůlka

Nezbytnou rekvizitou kouzelníka je jeho kouzelná hůlka. Proto nejprve stručně popíši, jak je možné takovou hůlku vyrobit.

Pomůcky: dřevěná kulatina (cca 22 cm dlouhá), černý papír, bílý papír, lepidlo

Postup:Z dřevěné kulatiny uřízneme kus dlouhý asi 22 cm (na přesných rozměrech příliš nezáleží). Z černého papíru vystřihneme obdélník, do kterého lze hůlku zabalit a zalepíme. Konce hůlek (v délce asi 4 cm) polepíme bílým papírem a stejně tak i obě podstavy hůlky. Místo použití papíru je možné hůlku prostě obarvit vhodným typem barvy. Necháme zaschnout a hůlka v základním provedení je hotová. Pro některé experimenty je nutno tuto hůlku maličko upravit - proto používám hůlek více.

Kouzelná hůlka a antigravitace

Pomůcky: upravená kouzelná hůlka, plastová nádobka (cukřenka, dózička, …), tenký vlasec, šroubek, pilka, tenký vrták

Postup: Kouzelnou hůlku upravíme: před polepením (resp. nabarvením) do hůlky vyřízneme v dolní části šikmý zářez (směrem dolů) a po polepení (nabarvení) na tutéž stranu hůlky do její horní části zašroubujeme skobičku, šroubek, … Hůlku, kterou jsme vyrobili pouhým polepením papírem, je dobré nalakovat bezbarvým lakem. Papír se totiž jinak ve vodě rozmočí.

Nádobku upravíme tak, že těsně u hrdla provrtáme v protilehlých bodech průměru dvě malé dírky, kterými protáhneme vlasec a zajistíme proti vyvlečení. Vlasec musí být mezi dírkami napjatý.

Provedení: Při vlastním provedení experimentu stojíme k žákům levým bokem, v levé ruce držíme nádobku, do níž jsme nalili trochu vody (limonády, …). V pravé ruce držíme hůlku prostředníčkem a palcem. Vsuneme ji do nádobky s vodou ale tak, abychom později mohli plynule zachytit vlasec do připraveného zářezu, tedy hůlku vsuneme do poloviny nádobky, která je blíže k žákům. Našroubovaný šroubek v hůlce se opírá o ukazováček pravé ruky.

Mícháme vodu v nádobce a povídáme nějaký text na téma, jak přinutit vodu k poslušnosti. Poté nenápadně zachytíme vlasec do zářezu na hůlce a pustíme nádobku. Drží ve vzduchu!!! Aby toho nebylo málo, zachytíme šroubek v hůlce pevně o ukazováček pravé ruky a ve vzduchu drží nejen nádobka, ale i kouzelná hůlka i s nádobkou.

Kouzelná hůlka a levitace

Pomůcky: upravená kouzelná hůlka, PET láhev (0,5 l), tenký vlasec, šroubek, sako

Postup: Kouzelnou hůlku při výrobě upravíme tak, že do jedné její podstavy (ve směru podélné osy hůlky) našroubujeme šroubek, k němuž přivážeme asi 0,5 m vlasce s očkem na konci. Pro lepší zamaskování je možné šroubek natřít bílou barvou.

Před samotným vystoupením přivážeme pomocí očka vlasec ke knoflíkové dírce u saka, které máme na sobě. Hůlku připravíme do kapsy tak, aby byla umístěna šroubkem dolů.

Provedení: Uchopíme PET láhev do ruky a vložíme do ní připravenou kouzelnou hůlku (šroubkem na dno). Nyní (opět během hovoru - tentokrát na téma přenos myšlenek, …) hrdlo láhve lehce odstrkujeme od sebe. Tím se vlasec napne a hůlka z láhve stoupá. Pro vrácení hůlky zpět stačí hrdlo láhve opět přitáhnout k tělu. Má-li mít pokus efekt, je třeba pohybovat hůlkou pomalu.

Zmuchlaná kouzelná hůlka

Pomůcky: normální kouzelná hůlka, upravená kouzelná hůlka, novinový list

Postup: Před vlastním předváděním kouzla vyrobíme jednu „speciální“ hůlku. Bude tvořena pouze dvěma dřevěnými špalíčky (z téže kulatiny jako normální hůlka) s tím, že bude dutá - bude ji tvořit pouze plášť papírového válce. Doporučuji uříznout špalíček tak dlouhý, aby pokryl celou bílou část hůlky a zůstal vyčnívat asi 1 cm - 2 cm. Na tento vyčnívající kousek je možné potom nalepit plášť válce vyrobený z černého papíru.

Provedení: „Speciální“ (tedy papírovou) hůlku vezmeme do ruky a žákům tvrdíme, jak je pevná. Na důkaz tohoto tvrzení poklepeme nejdříve jedním a pak druhým dřeveným koncem této hůlky o stůl, katedru, … Poté (stále hovoříme) hůlku zabalíme do novinového papíru, foukneme na ní (případně proneseme nějaké tajné zaříkávadlo dle vlastního uvážení a fantazie) a hůlku zmuchláme a zahodíme. „Znovuzcelenour“ hůlku poté „objevíme“ v kapse, šuplíku, … , kam jsme před začátkem pokusu umístili normální kouzelnou hůlku.

Před skutečným vyhozením zmuchlané hůlky doporučuji vzít ze zmuchlaného papíru dřevěné válečky, které lze použít při dalším opakování tohoto pokusu.

Zázračné karty

Pomůcky: 3 hrací karty, papírová bankovka (např. 100,- Kč), nůžky, lepidlo

Postup:

Na kratší straně hrací karty vystřihneme půlkruhový výřez. Vezmeme druhou kartu a přilepíme obě karty k sobě tak, aby vznikla kapsa otevřená na straně s výřezem. Karta s výřezem přitom bude tvořit líc vzniklé „dvojkarty“. Před vlastním provedením do kapsy z karet vložíme složenou papírovou bankovku tak, aby byla zarovnaná s okrajem nevyříznuté karty, tj. aby bankovka ve výřezu byla vidět. Tuto dvojkartu vložíme s jednou normální hrací kartou do kapsy saka.

Provedení: Postavíme se čelem ke studentům a vyndáme z kapsy karty (normální a dvojkartu), přičemž držíme v každé ruce jednu tak, aby palec zakrýval výřez na dvojkartě. Studentům je ukážeme z obou stran, přičemž dáváme pozor, abychom nehýbli s palcem a nebyla vidět bankovka uvnitř kapsy dvojkarty. Karty nyní položíme na sebe tak, aby podélná osa karty byla vodorovná a držíme je před sebou. Nyní začneme přesouvat vrchní kartu (ta blíže k nám) dospodu. Zhruba po třetím přesunu dvojkarty (opět se studenty hovoříme - např. na téma špatné dotace financí do školství, …) palcem silněji stiskneme bankovku ve výřezu. Díky tomu se přesune jen dvojkarta, zatímco bankovka zůstane v rukou. Efektním rozevřením karet do vějíře ukážeme „vyčarovanou“ bankovku.

Rovnováha s kartou

Pomůcky: 2 hrací karty, hrneček (sklenička, …)

Postup: Hrací kartu přehneme podélně na polovinu a jednu polovinu přilepíme ke druhé kartě tak, abychom po zaschnutí a zavření odchlíplé poloviny karty získali navenek normální kartu (která má rub a líc).

Provedení: Z kapsy vyjmeme takto upravenou kartu a snažíme se jí postavit na výšku a na ní umístit skleničku tak, aby stála. Nedaří se. Poté to zkusíme znovu a zezadu kartu nenápadně pootevřeme - nyní sklenička již drží. Při otvírání je nutno vybrat takové místo a takový úhel, aby ve třídě nebylo nic vidět.

Všechny právě uvedené pokusy - kouzla je třeba pečlivě natrénovat a nacvičit, aby pohyby vypadaly plynulé a nenucené a přitom byly přesné. Každé uvedené kouzlo je možné použít k určité partii ve fyzice a zpestřit jím výuku popř. upozornit, že iluzionisté jsou v podstatě jen zkušenými fyziky, kteří disponují velkým množstvím peněz a velmi dobrými nápady.

Pro úplnost ještě spojení na mne: reichl@panska.cz; případně webová stránka: http://www.panska.cz/reichl.