FIZIKA NA OTROŠKEM IGRIŠČU, V TELOVADNICI, ZABAVIŠČNEM PARKU IN V BAZENU

V okviru obveznega izbirnega predmeta - modula naravoslovje - fizikalne vsebine za študentke 4. letnika oddelka za razredni pouk, ki ga vodi izr. prof. dr. Mojca ČEPIČ z asistentkama dr. Barbaro ROVŠEK in Nado RAZPET, smo obiskali tudi otroško igrišče, telovadnico, luna park in bazen. Na tej spletni strani je 66 fotografij nekaterih igral na igrišču v Tivoliju in v Koporu, poskusov, ki jih lahko izvedemo v telovadnici, zabaviščnem parku in v bazenu. Fotografije lahko povečate, če kliknete nanje (hyperlink).

Spletne strani lahko uporabljate le za svoje lastne potrebe.

IGRIŠČE TELOVADNICA ZABAVIŠČNI PARK BAZEN
gugalnice moč, sila nog vrtiljak z navpično osjo plovnost
prevesne gugalnice skakanje vrtiljak z vodoravno osjo popolni odboj
gugalnica na vijačno vzmet ravnovesje vrtiljak s premično osjo daljnovidnost v vodi
spuščanje po jeklenici gred električni avtomobilčki upor vode
drče (tobogani) palica na prstu
vrtiljaki reakcijski čas
plezala odskočnost žogic
gugalnice
vrtljiv stol
tehtnica v dvigalu
na dveh tehtnicah
vozička z vrvjo
kolebnica

Najprej moramo poskrbeti za varnost otrok! Pri mlajših ni nič narobe, če imajo npr. kolesarsko čelado, ščitnike za kolena in komolce ipd.

PrazniGugal_m.jpg (8711 bytes)
gugalnica2_m.jpg (6831 bytes)
StojeNaGugal_m.jpg (7960 bytes)
lestev23_m.JPG (6705 bytes)
navrvi_m.jpg (5193 bytes)
nakrogih_m.jpg (7852 bytes)
  1. Skoraj na vsakem igrišču so GUGALNICE (2215). Tiste na vrveh ali verigah so podobne nitnemu nihalu pri katerem je nihajni čas odvisen samo od dolžine nihala. Zanihajte gugalnico da prosto niha (odmaknite jo približno za en meter od mirovne lege in jo spustite). Izmerite najprej nihajni čas 10 nihajev prazne gugalnice, nato z otrokom in še s študentom. Kaj pa če oden od otrok na gugalnici stoji?
Gugalnica se čez nekaj časa ustavi. (Zakaj?)
Na igrišču so tudi gugalnice na eni vrvi in lestve iz vrvi na katerih se tudi lahko gugamo na različnih dolžinah. Tudi na krogih obešen otrok se lahko guga.

 

prevesna1_m.jpg (6224 bytes)
prevesna2_m.jpg (4070 bytes)
7naprevesni_m.jpg (7354 bytes)
prevesnakonjicka_m.jpg (7261 bytes)
  2. Zanimive so PREVESNE GUGALNICE, še zlasti take, ki jih lahko premikamo. Na igriščih so ponavadi na sredini pritrjene. Delujejo podobno kot vzvod. Na eni strani moramo pritiskati s silo navzdol, da lahko na drugi strani dvignemo breme. Na eno stran prevesne gugalnice naj se vsede drobna deklica, na drugo stran pa krepkejši fant, ki jo bo dvignil.
Kam bi se morala vsesti otroka, da bi bila gugalnica v ravnovesju?
Kako bi še ena deklica pomagala dvigniti fanta?
Na otroškem igrišču v Tivoliju je samo prevesna gugalnica z vzmetmi, na kateri se približno enako težka otroka izmenoma odganjata od tal in jima pri guganju pomagata vzmeti, ki pa določata lastni nihajni čas.

 

vzmet7_m.JPG (8124 bytes)
navzmeti_m.jpg (7678 bytes)
  3. GUGALNICA NA VIJAČNI VZMETI. Na igrišču so tudi gugalnice za enega ali dva otroka na približno 60 cm dolgi vzmeti.
Izmerite lastni nihajni čas prazne gugalnice.
Za koliko cm se stisne vzmet, ko se vsedete na gugalnico?
Kolikšen je nihajni čas gugalnice z otrokom-a?

 

zicnica14_m.JPG (4604 bytes)   4. Med dvema stebroma je napeta jeklena vrv. Po njej drsi kolo na katerega je obešena gugalnica na eni vrvi. Če se otrok požene s podesta na eni strani na podest na drugo stran se giblje po zapletenem tiru sestavljenega premočrtnega gibanja in nihanja. V resnici se jeklenica še malo upogne, tako, da se na prvi polovici poti giblje navzdol vedno hitreje, drugo polovico poti pa se ustavlja. Na začetku se mu povečuje kinetična energija, na koncu pa na njen račun potencialna.

 

tobogan13_m.JPG (6118 bytes)
zaviti_tobogan12_m.JPG (6809 bytes)
tobogan_m.jpg (7283 bytes)
tobogan2_m.jpg (8600 bytes)
  5. Na DRČAH, po indijansko na toboganu, se potencialna energija pretvarja v kinetično in otrok se po njih navzdol drsa vedno hitreje, če le ni trenje pre veliko. Če po njem spustimo žogico, se bo ta zanesljivo kotalila vedno hitreje. Na kopališčih trenje zmanjšajo tako, da tobogane polivajo z vodo. Nekateri tobogani niso ravni pač pa so valoviti. Opazujte na katerem delu se hitrost hitreje in na katerem delu počasneje povečuje. Pospešek je sprememba hitrosti v časovni enoti. (Za koliko m/s se poveča hitrost v eni sekundi?)
Nekateri tobogani so zaviti in z njih žogica odleti, če jo spustimo s pre velike višine.

 

vrtiljak10_m.JPG (6406 bytes)
veliki_vrtiljak17_m.JPG (6818 bytes)
  6. Zanimivi so VRTILJAKI. V Tivoliju so tudi vrteče se okrogle plošče.
  Kako hitro mora po enakomerno se vrteči plošči hoditi otrok v nasprotni smeri vrtenja na obodu in kako blizu sredine, da bo stal pri miru glede na okolico?
  Kaj se zgodi, če se med vrtenjem otroci premaknejo proti sredini in kaj če se vsi premaknejo proti robu?
  Z vrtiljaka naj otrok vrže žogo otroku, ki miruje na tleh.
  Kaj se zgodi z žogo, ki miruje na plošči, ki jo vrtimo vedno hitreje?
  Oseba na vrtiljaku naj v roki drži vrvico in na njej privezan predmet (nihalo).
  Opazujte (obarvano) tekočino v (zaprti) plastenki, ki jo drži oseba na vrtiljaku!

 


hoja19_m.JPG (7671 bytes)
plezalo25_m.JPG (6338 bytes)
plezala_m.jpg (6484 bytes)
hoja21_m.JPG (7625 bytes)
  7. Otroci radi plezajo po PLEZALIH, hodijo po gredi, po premikajoči se podlagi obešeni na jeklenicah ipd. Opozarjajmo jih na občutke, ki naj jih izražajo, kako lovijo ravnotežje ipd. Čisto nekaj drugega je, če otrok sam doživlja gibanje lastnega telesa kot, če mu to opisuje nekdo drug. Anette Carmiloff Smith priporoča za ozaveščanje postopkov prevajanje znanja iz ene v drugo reprezentacijo (representational redescription - RR). Najprej naj otroci občutijo gibanje lastnega telesa in se ga zavedajo. Zavestno gibanje je bolj nadzorovano in uporabno. Gibanja se je treba najprej udeleževati z vsem telesom in ga občutiti z vsemi čutili. Nato naj otrok opazuje gibanje drugih. Gibanje naj podrobno opiše in predstavlja z risbami. Za to so primerne tudi ure telesne vzgoje v telovadnici.

 


  Ob koncu smo izmerili še moč s katero prehodimo stopnice. Izmerili smo višino ene stopnice in jih prešteli. Če smo se povzpeli po njih, smo na račun energije, ki jo dobimo s hrano, povečali potenciano energijo, za približno produkt sile teže (Fg = m.g) in višine (h). Za moč (P) moramo spremembo potencialne energije (DW) deliti še s časom (t) v katerem pridemo do vrha stopnic (P = DW : t = mgh/t). Seveda lahko poskus izvedemo tudi na stopnišču v šoli in tekmujemo, kdo bo najhitrejši, ki pa ni nujno najmočnejši.

V TELOVADNICI smo izmerili silo nog in sicer tako, da smo ob zidu skočili in izmerili višino skoka. Seveda moramo izmeriti za koliko se je dvignil en del telesa, npr. pas (težišče) od normalne drže do najvišje višine ob skoku (s). Izmerimo tudi za koliko se pas spusti pred skokom (h). Namesto pasu lahko izmerimo spremembo lege temena ali prstov na iztegnjeni roki, ki jih pomočimo v barvo, da pustijo sled na papirju, ki smo ga predhodno pritrdili na zid. Delo nog (Fn.h) je enako spremembi potencialne energije telesa (m.g.(h+s)). Sila nog je torej Fn = mg(h+s)/s. V povprečju je to približno dvakratnik telesne teže mg, torej je h = s (skočimo približno tako visoko, kot počepnemo).
skok_m.jpg (3581 bytes)

Z delom je tudi povezano skakanje po eni nogi in po obeh skupaj. Kdaj porabimo več časa, da preskačemo enako razdaljo?
skakanje_m.jpg (3518 bytes)

Nekaj vaj v zvezi z ravnovesjem. Eden v paru naj pred seboj drži zvezek ali list papirja, drugi pa naj se ga skuša dotakniti z rokami, vendar tako, da stoji čim dlje. Poskus ponovite na eni nogi.
Postavite se s hrbtom tesno ob zid. Tudi pete naj se dotikajo zidu. Poskusite se s prsti rok dotakniti prstov na nogah.
Postavite se bočno ob zid tako, da se roka in noga dotikata zidu. Poskusite dvigniti zunanjo nogo.
Postavile se tako blizu zidu, da se ga dotikate s prsti obeh nog. Poskusite se dvigniti na prste nog.
Sedite na stol tako, da boste imeli vzravnan hrbet ob naslonjalu in poskusite vstati, ne da bi se nagnili naprej.
Nobeden od predlaganih gibov ni možen, na da bi izgubili ravnotežje. V vsakem primeru se težišče našega telesa, ki je približno v trebuhu, premakne ven iznad naše podporne ploskve, ki jo opredeljujeta stopali. Podporno ploskev lahko ponazorimo z gumijastim trakom, ki ga napnemo ukrog zunanjih robov čevljev. Če se v mirovanju nagnemo naprej, ne bomo padli dokler bo naše težišče (svinčnica) še nad nad podporno ploskvijo. Bolj stabilni smo, če razširimo noge (povečamo podporno ploskev) in če počepnemo (znižamo težišče). Če se na eni nogi nagnemo naprej, bomo podzavestno drugo nogo stegnili nazaj, da težišče ostane nad podporno ploskvijo.
priklonnaprej_m.jpg (4581 bytes)dvignaprste_m.jpg (4525 bytes)tezisce_m.jpg (4211 bytes)vstajanjesstola_m.jpg (4175 bytes)

Tudi pri hoji po GREDI (2277) je zanimivo opazovati naše gibe, če izgubimo ravnotežje. Presenečeni ugotovimo, da se nagnemo na tisto stran na katero bi padli in ne kot bi pričakovali na nasprotno stran. To je zato, ker se na gredi ne moremo premakniti na stran padca in nam reakcijska sila gredi v nasprotni smeri pomaga ohraniti ravnovesje.
hojapogredi_m.jpg (3308 bytes)

Ravnotežje lahko "lovimo" tudi s palico na prstu. Zanimivo je, da laže držimo daljšo in težjo palico, kot pa kratek svinčnik, ki ima manjšo maso in nižje težišče in ne moremo tako hitro slediti njegovemu "padcu".
palicanaprstu_m.jpg (5370 bytes)palice_m.jpg (4345 bytes)

Reakcijski čas. To je čas, ki mine od začetka zunanjega dražljaja, do odziva nanj. Ali je kaj odvisen od vrste čutila, ki sprejme dražljaj?
Kolikšen je reakcijski čas lahko predstavimo tudi z dolžino. Med naši razširjeni dlani nam kolegica nenapovedano spusti RAVNILO (2276) z merilom z začetkom med dlanmi. Mi ga ujamemo tako, da stisnemo dlani. Če hitro reagiramo bo tudi dolžina ravnila, ki nam "uide" kratka, če pa imamo daljši reakcijski čas, pa bo dolžina ravnila (s) daljša. (t = Ö2s/g; g = 9,8 m/s2). Pri povprečnem reakcijskem času t = 0,2 s nam "uide" približno 20 cm ravnila. Z vajo dosežemo reakcijski čas tudi  do 0,1 s, kar pomeni, da ujamemo ravnilo že pri 5 cm. Poskus lahko izvedemo tudi z zaprtimi očmi tako, da se zelo narahlo dotikamo začetka ravnila predno ga drug v paru spusti. Vlogi še zamenjamo.
Zmerimo lahko povprečni čas skupine (razreda). Naredimo obroč in se primemo za roke. Prvi stisne sosedovo dlan. Ta čim prej preda stisk naprej naslednjemu sosedu. Poskus spet izvedemo tudi miže. Primerjajte povprečni tipni reakcijski čas, ki ga dobite s prestrezanjem ravnila, stistim, ki ga dobite s stiskanjem dlani.
Merjenje reakcijskega časa je eden od načinov za merjenje pozornosti (attention). Človekovo pozornost je mogoče oceniti tudi prek drugih (odvisnih) spremenljivk, na primer po odzivnosti in zmotljivosti.
Odzivnost (detection rate) je razmerje med številom odzivov in in dražljajev, nakatere se je treba odzvati. Zmotljivost (false alarm rate) pa je razmerje med številom zmot in številom vseh odzivov. Zmota je odziv, ki ga ni sprožil (pravi) zunanji dražljaj (npr. preizkušanje slišnosti zvokov različnih jakosti in frekvenc).
Pozornost na dražljaje, ki se pojajvljajo časovno naključno, vendar na pričakovanem kraju, lahko imenujemo čuječnost (vigilance). Pozornost za krajevno naključne pojave lahko imenujemo znajdenje (search). Kadar nabiramo gobe in ko prečkamo prometno cesto, je uspeh odvisen od čuječnosti in od znajdenja.
Katere spremenljivke vplivajo na čuječnost? Kako bi to preiskusili?
Primerjajte svoje reakcijske čase pri znajdenju. V tabeli črk (tekstu) je treba poiskati N. Delajte v parih. Ali zasuk tabele kaj vpliva na reakcijski čas pri zajdenju.
Če človek sočasno sprejema dva dražljaja, mora svojo pozornost porazdeliti. Ali to kaj vpliva na njegov reakcijski čas? Kako bi to preverili?
reakccas_m.jpg (3380 bytes)tabelacrk_m.jpg (6713 bytes)

Merili smo tudi odskočnost različnih ŽOGIC (1209-21, 1777), ki smo jih spuščali z enake višine. Nekatere so se odbile skoraj enako visoko (skoraj vsa kinetična energija se je pretvorila v prožnostno in ta spet nazaj v kinetično), nekatere pa so se niso skoraj nič odbile (skoraj vsa kinetična energija se je pretvorila v notranjo). Lahko bi merili tudi odskočnost ene žogice na različnih podlagah (na lesu, betonu, vinaz plošči, kartonu, ultrapasu,..). Elastičnost (e) je opredeljena z razmerjem med hitrostjo žoge  po trku s tlemi (v2) in pred njim (v1) : e = v2/v1. Ker je v = Ö2gh, je e = Öh2/h1, kjer je h2 višina odskoka po odboju od tal, h1 pa višina s katere je žoga padla (najprimerneje 1 m). Če bi žoga odskočila do iste višine s katere smo jo spustili, bi bil e = 1 (popolnoma elastični odboj), če pa se nič ne odbije, pa je e = 0 (popolnoma nealestični odboj). Na parketu je e za košarkaško žogo približno 0,8, za žogico za namizni tenis 0,85 in za skokico 0,95.
skokice1_m.jpg (4770 bytes)

V telovadnici smo bolj natančno opazovali guganje na GUGALNICI (2215), ki je zapleteno gibanje. Preprosto ga opišemo s hitrostjo gibanja: ko se gibljemo skozi najnižjo (ravnovesno ali mirovno) lego imamo največjo hitrost, v najvišjih - skrajnih legah pa se ustavimo. Z energijskega stališča povemo, da imamo v najnižji legi največjo kinetično energijo v najvišjih legah pa največjo potencialno energijo, nekje vmes pa imamo obe obliki energije, katerih vsota pa je enaka kinetični v najnižji legi in ta potencialni v najvišji legi. Ena oblika energije se pretvarja v drugo, njuna vsota pa je ves čas enaka. V resnici energija ves čas "odteka" zaradi trenja in upora zraka in bi se gugalnica kaj hitro ustavila. Če se želimo ves čas gugati moramo to "odtekanje" nadomeščati z našim delom tako, da se ves čas dvigamo in spuščamo. V mirovni legi, to je v najnižji legi, moramo imeti najnižje težišče, zato se skoraj "uležemo", v skrajnih legah, ko smo najvišje, pa moramo težišče še zvišati in se zato dvignemo.
gugalnica44_m.jpg (3382 bytes)gugalnica48_m.jpg (3705 bytes)gugalnica45_m.jpg (3330 bytes)gugalnica46_m.jpg (3582 bytes)

Gugali smo se tudi na prevesni gugalnici (glej zgoraj). Na eno stran se je vsedlo drobno dekle na drugo pa visoko. Kam se je nagnila gugalnica? Kam se je moralo vsesti visoko dekle, da je bila gugalnica v ravnovesju? Bi lahko ravnovesje dosegli tudi na drug način? Da ne govorimo o teži otrok lahko prinesejo svoje velike plišaste igrače (živali). Na eno stran PREVESNE GUGALNICE (1477) damo najtežjo na drugo stran pa srednje težko igračo. Nato postopoma na stran lažje igrače dodajamo vedno lažje, dokler se gugalnica ne prevesi na njihovo stran.

Poleg guganja smo se vrteli na VRTLJIVEM STOLU (2275), kjer je prišla do izraza notranja reprezentacija pojava. Ni dovolj, da samo gledamo kako se drsalka na ledu vedno hitreje vrti, ko stisne roke ob telo ali jih celo dvigne nad glavo, temveč moramo to tudi sami poskusiti - doživeti. Za večji učinek vzamemo v vsako roko utež in poprosimo, da nas nekdo zavrti. Če bomo med vrtenjem roki razširili, se bomo vrteli počasneje, če pa bomo uteži stisnili k telesu, se bomo vrteli hitreje ne da bi nas kdo pognal. Razlago za to najdemo v vrtilni količini, ki je odvisna od oddaljenosti mase od središča kroženja. Tudi radirka privezana na vrvico na debelejši palici, se bo vrtela okoli nje vedno hitreje, ko se bo vrvica navijala in s tem manjšala razdalja do središča.
vrtlj_stol_m.jpg (4361 bytes)

Naslednji poskus smo izvedli v dvigalu. Če v njem stojimo na TEHTNICI (591) in v roki držimo UTEŽ (2278) obešeno na VZMETI (2279), bomo pri speljevanju navzgor opazili, da tehtnica pokaže več kot v mirovanju in se vzmet malce bolj raztegne. Pri ustavljanju pa tehtnica pokaže kak kilogram manj, vzmet pa se malce skrči. Obratno pri pospeševanju navzdol tehtnica pokaže manj in vzmet se malo skrči, pri ustavljanju navzdol grede pa tehtnica spet pokaže kak kilogram več in vzmet z utržjo se malo bolj raztegne.
dvigalo_m.jpg (4811 bytes)

Naslednji poskus smo izvedli z dvema enakima KOPALNIšKIMA TEHTNICAMA (591) na kateri smo položili DESKO (1605). Če smo stopili na desko na sredini je vsaka tehtnica pokazala polovico naše teže. Če pa smo se premaknili bliže eni tehtnici je ta pokazala več druga pa manj, vsota pa je bila približno enaka naši teži.
deskanatehtn_m.jpg (3729 bytes)

Preko telovadnice sta dve najmočnejši študentki napeljali VRV (1814) in jo z vso silo vlekle vsaka k sebi. Pa ti pride drobižek in brez najmanjšega napora na sredini vrv potisne navzdol. Razlago spet najdemo v fiziki z raztavljanjem sil na komponente. Če je kot med komponentama zelo velik ( blizu 180°) potem je njuna rezultanta zelo majhna. In obratno, kar pojasnjuje tudi to zakaj moramo na začetku balon napihovati z veliko silo, pri napihnjenem balonu, ki ima dosti večji polmer pa so sile manjše.
sile_m.JPG (3797 bytes)

Predzadnji poskus sta izvedle dve približno enaki študentki, ki sta stopili vsaka na svoj VOZIČEK (1574) in med seboj držali VRV (1814). Če je vlekla vrv le ena sta se obe približevali druga drugi. Če je vrv vlekla le druga sta se prav tako približevali druga drugi. Skratka, če želi prva študentka delovati s silo na drugo mora tudi druga s silo držati vrv, če ne ji spolzi iz roke in prva ne more premakniti druge. Če prva študentka s silo deluje na drugo, potem zaradi vzajemnega učinkovanja sil tudi druga deluje hkrati nazaj na prvo z nasprotno enaka silo. Navadno učinka teh dveh sil nista enaka.
dinamometranavrvi_m.jpg (3797 bytes)edennavozicku_m.jpg (3749 bytes)vzajemnoucinkov_m.jpg (5029 bytes)vzajemucinkov_m.jpg (4897 bytes)hojanamestu_m.jpg (4300 bytes)skokzvozicka_m.jpg (4335 bytes)

Ob koncu pa smo opazovali enakomerno pospešeno gibanje VOZIČKA (1574), ki ga je ena študentka enakomerno vlekla s PROŽNO VRVJO (2280) (guma za pritrditev prtljage), ki je morala biti ves čas enako napeta (sila se ni spreminjala), študentka na vozičku pa je v enakomernih časovnih presledkih polagala na tla kocke. Lepo se vidi, da so kocke vedno bolj narazen ( npr.: 1, 3, 5 m ali pa 0,5; 1,5; 2,5 m).
enakompospgib_m.jpg (4491 bytes)

V telovadnici se seveda največ igramo npr. s kolebnico
kolebnica_m.jpg (3851 bytes)

V LUNA PARKU smo opazovali vrtiljake. Prvi je imel navpično os. Ob mirovanju so sedeži viseli navpično. Čim hitreje se je vrtel vrtiljak, tem višje so bili sedeži. Pri največji hitrosti, so bile verige na katerih so pritrjeni sedeži najbolj poševne. Verige morajo vleči sedež proti središču kroženja in otroku na njem ves čas spreminjati smer gibanja. Če otrok z vrtečega vrtiljaka spusti žogo, bo ta odletela v smeri tangente na krog po katerem se giblje. Zanimivo je na vrtiljaku držati širši kozarec z vodo. Ker je to za otroke nerodno, jim lahko damo vodo v manjših plastenkah. Kako vidijo gladino vode tisti na vrtiljaku in kako oni na tleh? Na manjšem vrtiljaku s sedeži pritrjenimi na vrteči se ploskvi, naj otroci zanihajo ključ obešen na približno pol metra dolgi vrvici in ga držijo pri miru. Kako bo nihalo nihalo za opazovalca na vrtiljaku in kako za onega na tleh?
vrtiljak7_m.JPG (5946 bytes)vrtiljak6_m.JPG (5031 bytes)vrtiljak4_m.jpg (7018 bytes)MaliVrtiljak_m.jpg (9073 bytes)
Pri drugem vrtiljaku se je os vrtenja premikala.
vrtiljak9_m.JPG (5335 bytes)NavpVrtilj_m.jpg (7880 bytes)
Pri tretjem vrtiljaku pa je bila os vrtenja vodoravna in smo se na njem dvigovali in spuščali kot na valovih.
veliki_val11_m.JPG (6701 bytes)

Na toboganu z vozički (Roullacouster) lahko merimo pospeške pri spremembah smeri gibanja s preprostim merilcem izdelanim iz polovične mavrične vzmeti (Magic Spring) na konceh s selotejpom pritrjeno na dve približno 40 cm dolgi ravnili.
VozicekNaTobog_m.jpg (10980 bytes)Roullacouster_m.jpg (7294 bytes)

Na koncu smo se peljali še z električnimi avtomobilčki s katerimi smo pospeševali, zavirali, spreminjali smer gibanja, se vrteli v krogu in včasih tudi trkali.
elektr.avto14_m.JPG (5986 bytes)

Gibanje nihal v vrtečem se sistemu

Potrebščine:
- nihalo
Nihalo naredite tako, da na 20 – 30 cm dolgo vrvico privežete utež. Utež je lahko igrača, ključi, ipd. Utež naj ima premer nekaj cm in naj bo relativno težka kot npr. 1 dl vode. Manjši predmeti iz lahkih snovi kot so manjše plišaste igračke ali penaste gume niso primerne.
Opazovali bomo nihanje nihala med vrtenjem (kroženjem) njegovega nosilca (človeka, učenca) na vrtiljaku.
a) Zapišite spremenljivke, ki so pomembne pri nihanju nihala:
Izberite vrtiljak namenjen manjšim otrokom, ki se vrti relativno počasi. Taki vrtiljaki imajo navadno vrtečo se ploščo na kateri so pritrjene živali (konjički) ali avtomobili. Najprej si predstavljajte, da sedite na enem od konjičkov in držite v roki nihajoče nihalo.
b) Zapišite ali narišite napoved, kako bo nihalo nihalo (se bo gibala utež na nihalu) med kroženjem na vrtiljaku. Smeri nihanja oziroma odklona opisujte glede na smer gibanja vašega konjička.
Nato zlezite na vrtiljak in poskus tudi izvedite.
c) Zapišite oziroma narišite gibanje uteži nihala, kot je bilo videti med vožnjo na vrtiljaku.
d) Opazujte kolege in kolegice med vožnjo na vrtiljaku. Opišite in narišite gibanje njihovih nihal, če jih opazujete stoje ob vrtiljaku.
e) Zapišite (morebitna) vprašanja, ki so se ob poskusu porodila vam in (ali) kolegicam!

Spremljevalne dejavnosti

Potrebščine:
- enako nihalo kot v prejšnjih vajah
- vrtljiv stol
Sedite na vrtljiv stol, v roki držite nihalo in ga zanihajte. Kolegica naj počasi vrti stol.
a) Iz izkušenj z vrtiljaka najprej napovejte (opišite, narišite) nihanje nihala med gornjim poskusom. Smer gibanja nihala opisujte v svojem lokalnem koordinatnem sistemu npr. glede na smer roke, ki drži nihalo.
b) Poskus izvedite in ponovno opšite in narišite nihanje nihala.
c) Opišite nihanje nihala, če stojite ob stolu. Nihanje opišite v svojem lokalnem koordinatnem sistemu. Smer nihanja nihala opisujte glede na smer proti tabli ali kaj podobnega.

Vodna gladina med gibanjem na vrtiljaku z visečimi sedeži

Potrebščine:
- pollitrska prozorna oziroma neobarvana plastenka napolnjena do polovice z vodo
- (po želji – kapljica črnila)
V vodo v plastenki kanite kapljico črnila. Tako je opazovanje vodne gladine bolj nazorno. Opazovanje izvedemo na vrtiljaku z visečimi sedeži. Pri tovrstnem vrtiljaku se med vrtenjem vrtiljaka sedeži močno odklonijo od navpičnice in se dvignejo.
Opazovanje izvedite na naslednji način: Sedite na (mirujoči) vrtiljak in si v naročje postavite plastenko, da bo vodna gladina vodoravna. Plastenke ne premikajte več. Opazujte, kaj se dogaja gladino med vrtenjem vrtiljaka!
a) Najprej izvedite poskus v mislih in zapišite oziroma narišite obliko vodne površine me vrtenjem vrtiljaka.
b) Nato poskus izvedite in ponovno opišite oziroma narišite svoje ugotovitve.
c) Opazujte smer vodne gladine v plastenkah pri vrtečih se kolegih iz mesta ob vrtiljaku. Zaradi hitrosti vrtiljaka je potreben relativno dober vid in pozornost. Opišite in narišite obliko vodne gladine, kot jo vidite iz mirovanja.

Spremljevalne dejavnosti

Potrebščine:
- kanglica za vodo ali plastični kozarec
- vrvica cca. 1 m
- kapljica črnila
V kanglico nalijemo vodo do polovice in dodamo kapljico črnila. Kanglico navežemo na vrvico in se s kanglico vred zavrtimo okoli svoje osi.
a) Izhajajoč iz izkušenj na vrtiljaku najprej opišite in narišite smer vodne gladine med vrtenjem.
b) Opišite in narišite gladino vode v kanglici, kot jo vidite, če vrtite kanglico, po izvedbi poskusa.
c) Opišite in narišite gladino vode v kanglici, kot jo vidite, če mirujete ob izvajalcu poskusa.

Opazovanje pospeškov

Pospešeno je vsako gibanje pri katerem se spreminja hitrost. Ker je za hitrost pomembna tako velikost hitrosti kot tudi smer hitrosti, so pospeški povezani s spremembami obojega. Kadar se nahajamo v pospešenem sistemu tj. v avtomobilu, ki pospešuje ali zavira oziroma vozi skozi ovinek, občutimo učinke pospeškov. Pri vožnji skozi ovinek se naslonimo na avtomobilska vrata, pri pospeševanju smo “prilepljeni” ob sedež, pri zaviranju pa ob varnostni pas. Vse te občutke lahko vizualiziramo s preprosto napravo.

Potrebščine:
- krajši slinky (mavrična vzmet)
- nosilce vzmeti npr. 30 cm dolog ravnilo ali palica
Za rabo v razredu morajo biti na konce palic pritrjene zaščite, da se učenci ne poškodujejo.
Slinky nataknemo na palico in ga pritrdimo na oba konca palice.
a) Narišite slinky na palici! Slinky in palica naj kolegica podrži v vodoravni legi!
b) Sunite palico v smeri palice! V stripu narišite gibanje palice in obliko slinkyja.
c) Sunite palico pravokotno na smer palice. V stripu narišite gibanje palice in obliko slinkyja.
Kaj lahko sklepate s poskusov b) in c) ?
d) Narišite slinky na palici! Slinky in palica naj bosta v navpični legi!
e) Spustite slinky v navpični smeri. Dobro opazujte in v stripu narišite obliko slinkyja med padanjem.
Slinky lahko uporabljata za semikvantitativni merilec pospeškov. Pri pospeških v vodoravni smeri (običajno spreminjanje smeri hitrosti), se navoji na eni strani zgostijo, na drugi pa razredčijo. Deformacija slinkyja je semikvantitativna mera za pospešek.
Opazovanje pospeškov v navpični smeri je težavnejše, ker moti deformacija zaradi vedno prisotnega težnega pospeška. Za semikavntitativno merjenje pospeška moramo opazovati spremembe že začetno deformirane vzmeti.
f) Slinky na palice vzemite s seboj na rolley coaster ali vrtiljak s sestavljenim gibanjem ali morda na gugalnico na otroškem igrišču. Opazujte deformacije vzmeti v različnih smereh slinkyja in jih primerjajte z občutki lastnega telesa (npr. v kateri smeri pritiskate ob sedež, ali se počutite lažje ali težje itd.)

V BAZENU

mrtvak_m.jpg (4771 bytes)podvodo_m.jpg (3608 bytes)pripomzaplavanje_m.jpg (5920 bytes)rokavcki_m.jpg (6002 bytes)bazencek_m.jpg (5120 bytes)vbazencku_m.jpg (5448 bytes)

1. Plovnost teles

Potrebščine:
- velika posoda, kad za kisanje zelja ipd. (vsaj 200 l)
- manjša vedra (5l in 10 l)
- litrske plastenke
- menzura (500 ml)
- osebna tehtnica
vzgon3_m.jpg (7210 bytes)
Izberite prostovoljca (najbolje je učenec z nizko telesno težo, skratka suhec), ki ga ne moti potapljanje. Stehtajte ga. Izmerite njegovo prostornino. Primerjajte težo otroka in težo vode.
a) Opišite (skicirajte) postopek merjenja prostornine velikega telesa, če velika posoda nima pravilne oblike. Za merjenje prostornine so uporabni tudi napihljivi bazenčki ipd.
b) Podoben poskus (nekoliko spremenjen postopek) lahko izvedete v domači kadi. Kot rezultat navedite meritve za lastno telo. Opišite postopek!
c) Po postopku a) izmerite razliko med prostornino otroka, ki je izdihnil in se potopil v merilno posodo ter istega otroka po vdihu. Razlika je majhna a merljiva. Ponovno primerjajte težo otroka in težo izpodrinjene vode pred in po vdihu.
d) Vaja je primerna za sladko vodo – bazen, jezero. V morski vodi ne bo uspeha.
Vdihnite polna pljuča zraka in lezite na vodno gladino z obrazom usmerjenim proti dnu. Ali plavate ali potonete? Opazujte, kaj se dogaja z deli telesa (nogami, rokami)? Opišite ali narišite lego v kateri telo samo obmiruje!
e) Vajo delajte le v bazenu z relativno plitvo vodo (1m ali 1,20 m). V bližini učenca naj bo učitelj.
Potopite se na dno bazena. Med potapljanjem izdihnite zrak. Poskusite ležati na tleh.
Ali vam bo uspelo, je odvisno od telesne zgradbe. Bolje uspe suhcem in moškim. Ženske smo po puberteti manj “goste”.
Opišite svoje občutke.
Primerjajte rezultate obeh dejavnosti z rezultati merjenjea teže izpodrinjene vode in teže človeka. Najbolje je, če se potopi isti učenec (suhec). Seveda lahko vaj s potapljanjem poskusijo vsi učenci.
f) Zapišite (morebitna) vprašanja, ki so se ob poskusu porodila vam in (ali) kolegicam!

2. Popolni odboj

Potrebščine:
- maska za potapljanje
Poskus izvajamo v čim bolj mirujoči vodi. Nadenite si masko, ki naj čimbolje tesni (bodite pozorni na lase ipd.).
a) Potopite se in si oglejte vodno gladino (od spodaj, iz vode) v različnih smereh.
Opišite, kaj ste opazili.
b) Poprosite kolega ali kolegico, naj miruje približno 2 m oddaljen od vas. Ponovite vajo in si od spodaj iz vode oglejte kolega in gladino okoli kolega. Narišite in opišite!
c) Zapišite (morebitna) vprašanja, ki so se ob poskusu porodila vam in (ali) kolegicam!

3. Daljnovidnost v vodi

a) Potopite se v vodo in z odprtimi očmi opazujte okolico. Pred oči postavite svojo roko in oddaljujte prste. Opišite slike, ki jih vidite.
b) S kolegico se postavita nasproti in se potopita. Kolegica dvigne poljubno število prstov na roki. Povejte koliko prstov je dvignjenih?
Izmerite razdaljo do katere pod vodo brez maske še ločite prste na roki!
Izmerite razdaljo do katere še vidite drugega kopalca!
Človeško oko je pod vodo daljnovidno. Tako vidijo bližnji svet daljnovodni ljudje!
c) Zapišite (morebitna) vprašanja, ki so se ob poskusu porodila vam in (ali) vašim kolegicam!

4. Upor vode

a) Tecite skozi vodo. Lahko organizirate tudi tekmo.
Opišite občutke.
b) Tecite bočno skozi vodo.
Opišite občutke in jih primerjajte z običajnim tekom skozi vodo.
c) Plavutko premikajte skozi vodo na različne načine (naprej, nazaj, gor, dol, prečno).
Opišite občutke. Primerjajte sile (oziroma težavnost vlečenja ali potiskanja) v različnih smereh. Bodite pozorni na rabo besed pri opisih razlilčnih smeri.
d) S plavutko mahajte kot pri plavanju, le da jo držite v roki.
Opišite svoje občutke.
e) Oponašajte gibanje različnih rib (plavuti – gor dol ali sem in tja). Opšite občutke, smeri potiskanja itd...
f) V literaturi poiščite nekaj rib z opisi njihovih načinov gibanj ali obiščite akvarij.