Odpor vzduchu a setrvačnost

Pomůcky: nůžky, lepidlo, papír, pastelky, provázek, rýže (písek), větrák

  Tentokrát bude pokus věnován problematice odporu vzduchu a tomu jak si jej ověřit.

Nejprve si z papíru vystřihneme rozložený tvar a následně z něj slepíme krabičku se závěsným víkem, kterou si děti mohou dle svých představ vybarvit.

První pokus realizujeme na stole s hladkým povrchem. Ke kraji stolu postavíme větrák tak, aby proud vzduchu směroval směrem na stůl.

Před větrák postavíme krabičku, a to nejprve prázdnou a pak z části zaplněnou rýží nebo pískem.

Sledujeme v jakém případě dokáže větrák krabičku "odfouknout".

Druhý pokus bude na principu kyvadla, kdy krabičku zavěsíme na provázek, a to nejprve prázdnou a pak z části zaplněnou rýží nebo pískem.

Sledujeme v jakém případě se vydrží krabička houpat delší dobu.

V obou pokusech máme tedy krabičku stejných rozměrů, ovšem pokaždé jiné hmotnosti. Můžeme vysledovat, že odporem vzduchu je vždy těžší uvést do pohybu nebo naopak zastavit těžší předmět.

Odpor prostředí

Odpor prostředí je soubor všech sil, kterými plyn nebo kapalina působí proti pohybu těles v něm. Odpor je způsoben třením, které vzniká při kontaktu tělesa a prostředí.

Protože pohyb je relativní, je jedno, jestli se těleso pohybuje v nehybném plynu nebo kapalině, nebo jestli je těleso v klidu a kolem něj proudí plyn nebo kapalina (v takovém případě se často hovoří o obtékání těles). Rozhodující je relativní rychlost mezi tělesem a tekutinou.

Síly, které v důsledku tření působí proti pohybu tělesa, se označují jako odporové síly. Odporová síla působí vždy proti směru relativního pohybu, tzn. těleso pohybující se v nehybné tekutině je zpomalováno, zatímco nehybné těleso v pohybující se tekutině je tekutinou strháváno.

Např. Odpor prostředí (odpor vzduchu) na Zemi způsobuje "rychlejší pád" těžších předmětů. Všechna tělesa však padají stejnou rychlostí, přitahována gravitační sílou, což můžeme dokázat situací v prostředí bez odporu prostředí (např. náš měsíc), kde těžší i lehčí těleso dopadnou na povrch Měsíce ve stejnou chvíli, jsou-li upuštěny ze stejné výšky a ve stejnou dobu.

Setrvačnost

Setrvačnost je vlastnost hmotných těles (těles s hmotností), které se snaží setrvat ve stavu před vnějším fyzikálním působením, tj. v případě, že na těleso nepůsobí žádná vnější síla.

V mechanice můžeme setrvačnost popsat jako schopnost tělesa neměnit směr ani rychlost pohybu vůči vztažné sosustavě. Může se jednat o klid (fyzika) nebo v rovnoměrný přímočarý pohyb. Jsou-li působící síly v rovnováze (tj. vzájemně se ruší) setrvává těleso v původním stavu. Velikost setrvačnosti je přímo závislá na hmotnosti tělesa.