kto-nam-moze-sliapnut-na-nohu

Kto nám môže šliapnuť na nohu

Pomôcky: milimetrové papiere, ceruzka
Pr. 1: Slon africký býva vysoký až 4 m a váži aj cez 7000 kg. Žirafa síce meria až 6 m, ale pretože je štíhla, váži obyčajnou desatinu toho, čo slon. Je horšie, keď ti šliapne na nohu slon alebo žirafa?

Zrejme slon, pretože je ďaleko ťažšie ako žirafa.
Pr. 2: Skús nájsť dôvod, prečo by obvyklý odhad, že šliapnutia slona je ďaleko horšie, mohol byť nesprávny. Keď nám niekto šliapne na nohu, nezáleží len na tom, ako je ťažký ale aj na tom, ako je
obutý. Čím má väčšiu nohu, tým viac sa jeho sila rozkladá a pôsobí menej (ako keď si stúpneme do snehu v topánkach alebo v lyžiach).
Poriadnu predstavu o tom, ako pôsobí slon alebo žirafa na zem získame až vo chvíli, keď budeme vedieť, aká veľká sila pripadá na kúsok plochy (napríklad 2 cm) ⇒ potrebujeme poznať
plochu nôh žirafy a slona.
Pedagogická poznámka: V triede sa zvyčajne spustí diskusia o tom, ako by sa dala plocha nôh zmerať. Nie je vhodné ju stopnúť príliš rýchlo, ale nemala by trvať ani príliš dlho. Na obrázku sú nakreslené kopýtka žirafy a noha slona na štvorcovej sieti s veľkosťou
štvorčeka 1 cm².
1
Pr. 3: Urči, akou silou pôsobí na 1cm² žirafa a akou silou pôsobí slon.
žirafa
Hmotnosť 700 kg ⇒ gravitačná sila Fg = mg = 700 * 10 = 7000 N.
Plocha kopýtok: 4 * 120 = 480 cm²

480 cm²… 7000N
1 cm² …7000 : 480 = 14,6 N / cm²
Slon
Hmotnosť 7000 kg ⇒ gravitačná sila Fg = mg = 7000 * 10 = 70000 N.
Plocha kopýtok: 4 * 1300 = 5200 cm²
5200 cm … 70000 N
1 cm² …70000 : 5200 = 13,5 N / cm²
Slon má ďaleko väčšiu plochu nôh, preto na každý centimeter plochy pôsobí menšou silou ako žirafa, ktorá je síce ďaleko ľahší, ale jej kopýtka majú ešte ďaleko menšiu plochu.
Pr. 4: Sformulujte poučenia, ktoré plynie z premýšľania o slonovi a žirafe. Následky pôsobenia sily nezávisí len na jej veľkosti, ale aj na veľkosti plochy, na ktorá sila pôsobí.
Následky pôsobenia sily nezávisí len na jej veľkosti, ale aj na veľkosti
plochy, na ktorú pôsobí. Sile, ktorá pôsobí na každý kúsok plochy (napríklad cm²), hovoríme tlak, značíme ju písmenkom p.
Pr. 5: Čí stopy sa otlačiť do pôdy hlbšie – žirafy alebo slona?
Žirafa pôsobí na zem väčším tlakom ⇒ jej stopy budú hlbšie ako stopy slona.
Pr. 6: Prečo majú horské bicykle hrubšie pneumatiky než kolesá cestné? Horské bicykle slúži aj na pohyb v teréne ⇒ aby sa neprepadala do mäkkej pôdy, musí pôsobiť na zem čo najmenším tlakom ⇒ musí doliehať na zem väčšou plochou.
Pr. 7: Prečo sa ostrým nožom reže ľahšie než tupým?
Ostrý nôž sa dotýka predmetu na malej ploche ⇒ pôsobí obrovským tlakom (aj pri malej sile) ⇒ ľahko naruší predmet a rozreže ho.
Pr. 8: Čím sa líšia nohy sliepky a kačice? Prečo?
Kačica má medzi prstami blanu ⇒ väčšia plocha nôh ⇒ menší tlak na podložku ⇒ kačica sa neprepadá ani v bahne na brehu rybníka.
Ďalším dôvodom pre väčšiu plochu nôh je ich využitie pre plávanie vo vode.
Pr. 9: Skús vymyslieť, ako s vybavením dostupným v škole, demonštrovať tlak vyvolaný slonom.
Môžeme zaťažiť nejaký predmet s malou plochou tak, aby pôsobil tým správnym tlakom a položiť si ho na ruku.
Pedagogická poznámka: Žiaci najskôr tvrdí, že bude potrebné niečo veľké a ťažkého, ale za chvíľku určite niekto príde na to, že stačí dostatočne malá plocha a vystačíme aj s malou hmotnosťou.
Pr. 10: Akým tlakom tlačíš na podlahu, keď sa houpáš na stoličke?
Musíme poznať plochu nohy u stoličky.
Plocha jednej nohy u stoličky: 2
1 cm² ⇒ dve nohy 2 cm².
Hmotnosť 78 kg ⇒ gravitačná sila Fg = mg = 78 * 10 = 780 N.
2
Pri húpanie na stoličke, pôsobím na podlahu tlakom 390 N / cm².
Pr. 11: Odhadni výpočtom, ako veľkým tlakom pôsobíš na sneh, keď si nazuješ lyže. ako veľkým tlakom pôsobíš na ľad, keď ideš na korčuliach? Potrebnej veľkosti odhadni. Musíme odhadnúť plochu lyží aj plochu korčúľ.
Lyže (zjazdové): dĺžka 170 cm, šírka 9 cm.

Plocha lyží:
2 * 170 * 9 = 3060 cm²
Tlak: 780 : 3060 = 0, 25 N / cm²
Korčule: dĺžka 25 cm, šírka 0,3 cm.
Plocha korčulí: 2 * 25 * 0,3 =15 cm²
Tlak: 780 : 15 = 52 N / cm²
Pri jazde na lyžiach pôsobíme na sneh tlakom 2
0,25 N / cm, pri korčuľovaní pôsobíme na ľad tlakom 52 N / cm².
Domáce bádania: Zisti, čo nepresnejšie, akým tlakom pôsobíš bosý na zem. hľadaj čo najpresnejšie a najjednoduchšie postup. Rada: Môžeš využiť milimetrový papier alebo presné váhy.
Domáce bádania: Navrhni a pokus sa zostrojiť simulátor „slonieho tlaku“.
Dodatok: Obrázky stop prevzaté z učebnice Fyzika okolo nás pre 6. ročník, Rojko a kol. Scientia.
Zhrnutie: Nezáleží len na veľkosti sily, ale aj na ploche, na ktorú sila pôsobí.

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *