Motivační experiment ke třetímu Newtonovu zákonu.
Motivace k provedení experimentu
Některé žáky může někdy po probrání akce a reakce trápit otázka, jak může těleso „vědět”, že má působit reaktivní silou. Nebo jak může mnohem lehčí člověk přitahovat planetu stejnou silou, jako ona jeho.
Z mého pohledu totiž občas jako vyučující sklouzneme k praktickému fyzikálnímu modelu, ve kterém přisuzujeme silové působení pasivnímu tělesu (například říkáme, že zeď na kterou tlačíme, tlačí stejnou silou na nás), což může žáky oprávněně mást. Je proto vhodné nejprve s žáky promyslet základní a zásadní skutečnost – vždy, když působím na těleso silou, nemohu od sebe oddělit dvě skutečnosti: když těleso odtlačuji od sebe, zároveň odtlačuji sebe od něj, a také když těleso přitahuji k sobě, zároveň přitahuji sebe k němu. A přesně tomuto na jednu stranu jasnému a přece skrytému uvědomění se věnuje tento experiment.
Cíl
Žák uvede a na konkrétních situacích popíše skutečnost, že když nějaké těleso přitahuji k sobě, zároveň přitahuji sebe k němu.
Zařazení do učebnice
Jako úvod ke 3. Newtonovu zákonu a tedy před lekci Vodní přitahování.
Provedení experimentu
Úvod
Na úvod položím žákům postupně dvě trojice otázek:
Řekněte mi situaci, ve které:
- od sebe něco odstrkujete,
- od něčeho se odrážíte,
- od sebe něco odstrkujete a zároveň se od toho odrážíte.
Řekněte mi situaci, ve které:
- k sobě něco přitahujete,
- k něčemu se přitahujete,
- něco přitahujete k sobě a zároveň se k tomu přitahujete i vy.
Po popisu několika takových situací následuje samotný experiment.
Experiment
Připravíme dvě identické kolečkové židle, lano a dva dobrovolníky, které vybereme tak, aby byl mezi nimi zřetelný hmotnostní rozdíl.
Posadíme je na židli (nohama se nesmí dotýkat podlahy) a dáme nejdříve hmotnějšímu z nich za úkol, aby k sobě přitáhl svého spolužáka a sám zůstal na místě, což se mu jistě povede.
Stejný úkol zadáme i méně hmotnému žáku, který bude mít s jeho splněním problém. Můžeme ho opakovaně (a opatrně) vyzvat, aby se více snažil, ale k ničemu to nepovede. Následně můžeme říct, že mu ukážeme, jak se to dělá. Posadíme se na židli a žáka pohodlně přitáhneme k sobě (alespoň v mém případě to není problém).
Experiment opakujeme se dvěma přibližně stejně hmotnými spolužáky, což vede k situacím, ve kterých se dějí obě skutečnosti – žák přitahuje spolužáka k sobě a zároveň sebe k němu.
Po této dvojici experimentů můžeme nechat žáky, aby si experiment během několika minut libovolně prozkoušeli.
Závěrečné uvědomění
Následuje zásadní otázka: Jakým způsobem musím tahat za lano, abych přitáhl spolužáka k sobě a sám zůstal na místě? Jak se to liší od toho, když chci přitáhnout sebe ke spolužákovi?
Jako odpověď pravděpodobně zazní, že na tom vůbec nezáleží, což vede k důležitému uvědomění – tyto skutečnosti se dějí zároveň a nejdou od sebe oddělit.
V této chvíli následuje práce s lekcí Vodní přitahování, při které dojde k fixaci této zásadní vědomosti a k promýšlení dalších souvisejících okolností v konkrétní reálné situaci.
Použité pomůcky
dvě identické kolečkové židle, lano, žáci
