Náměty témat na projekty týkající se sil a interakcí
na soustředění na Malé Hraątici 2003
L.Dvořák, 30. 4. 2003

Tahleta nabídka témat na "miniprojekty" byla předem k dispozici na webu
a na soustředění visela na nástěnce.
(Závěrečná anketa ukázala, ľe nabídku témat účastníci celkem ocenili. Aľ se sám divím. L.D.)

Úvodní informace:
Dále jsou uvedeny (skoro) vąechny moľné (a některé nemoľné) nápady na malé i větąí projekty, které by mohly být zajímavé. Určitě z toho půjde stihnout jen malá část, ale alespoň máte z čeho vybírat.
Náměty jsou „nahozeny“ značně zkratkovitě. Počítáme s tím, ľe alespoň u některých z nich (například u těch, které jsem zvýraznil), bychom mohli dát dohromady alespoň několik vět dlouhý „návod“, resp.ľe by někdo (třeba já, někdo z doktorandů apod.) mohl fungovat tak trochu jako „konzultant“ projektu, bude-li o to zájem.
Náměty, které jsou dále uvedeny menąím písmem, by asi taky byly zajímavé, ale nejspíą nepůjdou v hraątických podmínkách s naąím vybavením realizovat.

I. Mechanika apod.

A. Rovnováha a skládání sil, moment síly

Ø Statika (ověřit, ľe v rovnováze jsou celková síla a celk.moment sil nulové)

Ø Skládání sil ve stejném směru a v kolmých směrech (měření síly ve struně, rozklad sil na nakloněné rovině, praktická realizace příkladů typu „ľebřík“ a daląích – vzepřené tyče, měření síly, kterou tětiva luku působí na ąíp)

B. Síla, práce a energie, jednoduché stroje

Ø Páky (jedno- i dvouzvratné, houpačka, rovnováha, pevný bod a pohnu Zemí – tj. co nejtěľąího zvedneme, louskáčky o co největąí síle – drcení kamenů, váhy rovno- i nerovnoramenné, citlivost vah, přesnost, váľení těľkých předmětů/sama sebe, jakou silou si přivřeme prst do dveří)

Ø Kladky, kladkostroje (volné, pevné – ověření vztahů, zvedání sama sebe)

Ø Kolo na hřídeli (moment síly, povolování a utahování ąroubů)

Ø Nakloněná rovina (klín – měření síly při ątípání dřeva (např. zaąroubováváním vrutu), problém: jede vor po řece rychleji, neľ voda?)

C. 2.Newtonův zákon, hybnost, sráľky, princip akce a reakce

Ø Ověření 2.Newtonova zákona (měření sil na jeho základě, měření m)

Ø Impuls síly (zatloukání hřebíku, kop do míče, odpal balónu, badmingto­nového míčku pod., doby těchto dějů, odraz kladiva, kuličky ze ľeleza, cínu apod. od kovadliny)

Ø Zachování hybnosti při sráľkách (mince, 2 kladiva, zpětný ráz při výstřelu, balistické kyvadlo, odstrkávání dvou lidí, nepruľné sráľky lidí)

Ø Raketový motor

D. Moment hybnosti, 2. věta impulsová

Ø Ověřit zákon zachování, měřit moment setrvačnosti

E. Gravitace

Ø Tíhové zrychlení (měření g, pády různých těles)

Ø Beztíľný stav (demonstrace, měření tíhy v padajících soustavách)

F. Setrvačné síly

Ø Síla ve zrychlené soustavě (bublina ve vodě, seismografy, měřič zrychlení)

Ø Odstředivá síla (měření úhlové rychlosti, centrifuga, hladina vody v rotující nádobě, čerpadlo z rotující hadice /vývěva?/ )

Ø Coriolisova síla (demonstrace, měření, vypouątět a napouątět nádobu na rotujícím kotouči)

G. Tření

Ø Smykové tření (ověřit nezávislost na ploąe, jak udělat co největąí (smirek proti smirku?), rozdíl mezi klidovým a za pohybu, hladké plochy, jak udělat minimální tření – mazání, vzduchový polątář, tření lana na kůlu – Eulerův vztah, tření lana o lano – uzly)

Ø Valivé tření (na různých povrąích a při různých poloměrech kol, tření v kladkách)

H. Tlak, pruľnost, reologické vlastnosti

Ø Tlak pod různými předměty (sněľnice, bota, jehlový podpatek, ąpendlík)

Ø Tah, tlak a deformace (Hookeův zákon, Youngův modul pruľnosti, siloměry, příčné zkrácení, objemová stlačitelnost, mez pruľnosti, plastická deformace, časová závislost – pruľnost medu…, tečení/creep, vztah napětí-deformace u polymerů (u gumy)…)

Ø Torze (torzní váhy, ověření vztahu pro moment, torze trubek a tyčí, torzní kyvadlo)

Ø Ohyb tyčí (nosníků, pravítek, trubek – stébla rostlin apod., síly v luku)

I. Pevnost

Ø Pevnost v tahu (souvislost s fyzikou PL, nejpevnějąí materiály, měření pevnosti drátů, nití, vlasů, pavučin)

Ø Pevnost v tlaku (řezání, síla na ostří noľe, ľiletky, ąpendlíku, zatloukání hřebíků)

Ø Pevnost ve smyku (?) („střih“ a ukroucení ąroubu)

Ø Tvrdost (? Co to je, jak to kvantifikovat ?)

J. Hydrostatika

Ø Tlak (měření tlaku, tlakoměr, podtlak, nízké tlaky, hydraulický lis, Papinův hrnec)

Ø Hydrostatický tlak (hydrostatické paradoxon, Toricelliho pokus, Mariottova láhev, podtlak, paradox vytékání vody deląí hadicí z nádoby, tlak v hadici s mnoha závity, Heronova fontána)

Ø Vztlaková síla, Archimedův zákon (váľení vzduchu, váľení CO₂, balón, ponorka, karteziánek, měření hustoty, vztlak pěny, vody s broky…)

Ø Reologie baľin (prý tam „neplatí“ Archimedův zákon)

K. Hydrodynamika

Ø Tlak v pohybující se tekutině, Bernolliova rovnice (Magnusův jev, Pitotova trubice)

Ø Hybnost pohybující se vody (Segnerovo kolo, antisegnerovo kolo)

Ø Vazké síly (viskozita, měření, Poisellův zákon, vytékání kapaliny otvorem)

Ø Odpor prostředí (Stokesova síla, Newtonův vztah, rychlost pádu deą»ových kapek, měření koeficientu)

L. Biomechanika

Ø Síla svalů (velikost, časová závislot…)

Ø Pruľnost biologických materiálů (kůľe - fakirské lůľko, pruľnost stébel trav, dřeva, pampeliąkového chmýří, ucha, torze stébel…)

Ø Pevnost biologických materiálů (kostí - proč můľe karatista přerazit betonovou taąku, pevnost stébel, jehličí, vlasů, pavučin, chmýří)

Ø Tlaky v organismu (přetlak a podtlak vyvolaný plícemi, krevní tlak)

II. Elektřina a magnetismus apod.

A. Elektrostatická síla (Coulombův zákon, Cavendishův pokus, síla mezi deskami kondenzátoru, vztah mezi silou a potenciálem/napětím)

B. Síla působící na dielektrika

C. Silové působení mezi magnety (dipóly, moment působící na dipól, síla, kterou magnet přitahuje ľelezo, přídrľná síla elektromagnetu)

D. Silové působení mag.pole na paramagnetika a diamagnetika (torzními váľkami?)

E. Síla působící na vodič s proudem (v poli magnetu, vzájemná, proudové váhy, motory, lineární motor, Barlowovo kolečko, deprézské měřicí přístroje, vířivé proudy, tlumení, asynchronní motor)

F. Lorentzova síla (urychlování částic, vychylování částic, Hallův jev, unipolární indukce, alternátor)

G. Hybnost (moment hybnosti) elmag.pole (pokus z Feynmana)

H. Tlak záření (Crookesův mlýnek)

I. Hříčky: „levitace“ v mag.poli

III. Molekulová fyzika apod.

A. Stavová rovnice (ideálního plynu, měření p(T) a p(V) a R, reálné plyny)

B. Povrchové napětí (blány, bubliny, kapilarita, závislost na teplotě; „vodoměrku“ z desetníků?))

C. Roztaľnost kapalin a pevných látek, změny objemu při fázových přechodech (síla, působící v létě na koleje, síla, kterou mrznoucí voda trhá skálu, zkracování polymerů při zahřátí, různá tepelná roztaľnost – bimetal )

D. Tlak nasycených par (aneb jak malý tlak uděláme vyvařením vzduchu)

E. Síly mezi molekulami (lepidla, 2 olověné trubky, kohezní síly…)

IV. Atomová, jaderná a částicová fyzika

A. Rozptyl (klasický rozptyl na tuhé kouli)

Zpět na hlavní stránku hraątického soustředění 2003