Říjen 2023 - "Létací pokusy"

V tomto setkání jsme prošli různé létající dopravní prostředky od těch nejstarších po ty nejvýkonější. Záměrně jsme vynechali všechny různé papírové létací hračky (létačky), které si necháme na celé jedno setkání. 

Horkovzdušný balón

Horkovzdušný balon objevili bratři Montgolfierové (Joseph a Etiene) za doby vlády Ludvíka XVI ve Francii. Jejich příběh je bohatý a krásný, rozhodně stojí za nastudování a implementování k vašemu pokusu. Níže popisuji dvě možnosti výroby balonu, malého a velkého.

Malý horkovzdušný balon

• horkovzdušná pistole nebo fén
• odpadkový igelitový sáček 30l, co nejméně kvalitní, co nejlehčí
• rulička od toaletního papíru
• gumička

Na tento balon vám postačí lepší fén - musí mít dostatečnou výhřevnost. Igelitový sáček uvažte gumičkou na ruličku od toaletního papíru a ohřejte vzduch uvnitř nad fénem.

Velký horkovzdušný balon

• izotermická folie
• chemoprén
• horkovzdušná pistole

Tento balon je třeba slepit z jedné izotermické folie, kterou přeložíte napůl, nebo ze dvou folií. Folie se dají sehhnat ve zdravotních potřebách nebo i třeba v Decathlonu. Folie lepte chemoprenem po okraji, stačí tenká a úzká vrstvička, váš balon musí být stále lehký. V jedné z kratších stran nechte díru na ohřev horkého vzuchu. Balon je třeba zahřívat nad horkovzdušnou pistolí, fén stačit nebude. Dejte si pozor, ať balon nespálíte a nespalte se ani vy!

Fyzikálně didakticky dbejte na to, aby děti chápali, že horký vzduch stoupá vzhůru, protože je lehčí než okolní studený vzduch. Horký vzduch se rozpíná a má menší hustotu. Toto si často děti nepropojí. Menší děti upozorňujte na to, že balon klesá, protože vzduch uvnitř zase vychládne.

Letadlo

V dnešní době nejčastěji létáme letadlem. Vysvětlit dětem, jak létá letadlo vlastně není jednoduché. Aby se letadlo vzneslo, musí se velice rychle rozjet a pohybovat se vzduchem. Ten ho pak z nějakého důvodu začne nadnášet. Dokonce by ani nemuselo mít křídla, ale je jasné, že ty mu to značně usnadňují.

Když se na letadlo podíváme pohledem pana Newtona, je to možná pro děti ta nejjednodušší varianta. Můžeme se odprostit od všech podtlaků a obíhání molekul vzduchu a spokojit se s tím, že letadlo létá, protože si pod sebe hází vzduch. Skutečně, kdybyste si zvíraznili vzduch za křídlem, opravdu je zahnutý mírně dolů. A protože každá akce vyžaduje reakci, tak pokud letadlo hází vzduch pod sebe, musí i vzduch šťouchat do letadla směrem nahoru.

Létající míček

• fén
• pingpongový míček

Ilustrativní pokus je velice známý, jde o míček nad fénem. Stačí dát míček do silného laminárního proudu vzduchu, který na míček fouká zespoda a míček se v proudu vzduchu udrží. Pokud začnete fénem mírně naklánět do strany, míček vzduch neodfoukne, jak by nám radila intuice, ale bude ještě chvíli v proudu vzduchu levitovat, dokud sklon nebude natolik velký, že míček spadne. Všimněte si, že padá rovně dolů, není odvátý pryč.

Pokud chcete pokus zvětšit, jistě si poradíte s fukarem na listí :)

Rakety

Ač jsou rakety nejvýkonějšími leteckými prostředky a museli překonat kdejakou technologickou výzvu, aby člověka bezpečně donesly do vesmíru, princip na kterém létají, je prostý. Opět jde o akci a reakci. Rakety si za sebe (nebo pod sebe, jak chcete) jednoduše hází velice rychle unikající expadující plyn po výbuchu.

Raket, které můžete ve třídě ukázat, je velké množství. My jsme vyzkoušeli tři:

Raketa vzduchová

• pumpička na míče
• gumový špunt
• PET lahev

Příprava pokusu spočívá v sehnání gumového špuntu tak, aby se ideálěn vešel do hrdla od PET lahve. Do něj je třeba udělat vrtačkou díru. Díra bude malinkatá, jen taková, abyste jí prostrčili jehlu, kterou se nafukují míče. PET pak vzduchem pumpujte dle libosti. Raketa dokáže přelétnout celou třídu.

Raketa lihová

• PET lahev
• drátek nebo kovová trubička
• vlasec nebo lépe struna do sekačky
• technický líh a zapalovač/sirky

Pozor, tento pokus je nebezpečný pro vás, můžete se popálit. Do víčka od PET je třeba vytobit cca 8mm díru. Aby raketa letěla bezpečně i ve třídě, je dobré ji dát na vodící dráhu. K tomu slouží kovová trubička nebo drátky, které umotejte na lahev tak, aby vytvořily dvě očka pro vlasec. PET pak můžeme navléct na vlasec, jeden konec vlasce dát do rukou kolegovi nebo uvázat za kliku a můžeme odpalovat.

Na odpal je třeba PET naplnit pár kapkami lihu a proštěrchat. Zbytky lihu můžete vylít. V raketě hoří směs vypařeného lihu a vzduchu. Pozor, bez čerstvého vzduchu vám raketa nepoletí. Po prvím odpalu je proto potřeba ji profoukat, aby se do ní dostal čerství vzduch s kyslíkem.

NAČ SI DÁT POZOR:

1. Raketa nelétá dobře v chladu nebo velkém vedru. Buď se v ní neodpaří lihu dostatek nebo naopak se ho odpaří moc a raketě bude chybět kyslík.
2. Z rakety opravdu šlehají plameny, jsou ale špatně vidět. Nedávejte tedy za víčko prsty ani jiné části těla, ať se nepopálíte.
3. Opravdu dbejte na bezpečnost svou i dětí!

Barel a výbuch

• barel od pitné vody
• líh, dlouhé krbové zápalky

Jako doplnění lihové rakety můžete ukázat, jak líh smíchaný se vzduchem hoří. Barel naplňte ihem, proštěrchejte. Zbytek lihu můžete slít zpět. Nutné to není, ale při hoření vznikne velké množství vody, které mi přinde pěkné dětem ukázat. Barel zapalujte z dálky krbovými zápalkami nebo zapálenou špejlé. Dbejte na bezpečnost. Pokus je hodně efektní.

Pokus se dá dělat opakovaně, ale je třeba vyhnat ven zplodiny a dostat do barelu oěpt čerstvý vzduch.

Foukací raketa podle Vaška Piskače

• šablona raketky vytištěná na tvrdší papír ŠABLONA VAŠKA PISKAČE
• PVC trubička
• nůžky, lepidlo/izolepa

Zde si dovolím čtenáře odkázat přímo na zdroj: NÁVOD VAŠKA PISKAČE .

My jsme si na návodu udělali jen pár drobných změn, ale originální návod je velice podrobný a zjednodušení pro vaše děti případně domyslíte dle svých potřeb. Pár rad z naší zkušenosti.

Doporučuji raketu s dětmi lepit spíše izolepou než lepidlem, je to pro ně snazší. Tělo je nejdůležitější část, špička ani křídla nejsou důležité, ale dělají z rakety raketu :) Foukací raketka potěší děti od předškoláků po deváťáky. Ještě lépe létá, pokud PVC trubičku připevníte hadicí k PET lahvi a na PET lahev skočíte.

Hoovercraft

Věřte nebo ne, ale jednu dobu mezi Británií a námi pluly podivné obojživelné stroje, které byly poháněny obřími větráky. Jednalo se o Princess Anne a Princess Margret, minimálně jedna je dnes již sešrotovaná. Jejich konstrukce je fascinující a fanoušky zajímavých technologií rozhodně doporučuji toto téma k prostudování.

Vznášedlo tedy pluje na jakémsi vzduchovém polštáři. Výhodou je minimální tření. Nevýhodou těchto krásných strojů byla nákladná udržba týkající se hlavně jejich sukně.

Vznášedlo z CDčka

• CD/DVD
• tavná pistole
• vršek od Jupíka (zacvakávací)
• balonek

Vršek od jupíka stačí tavnou pistolí přilepit doprostřed CD/DVD. Na vršek dát balonek, šikovně ho nafouknout a máte hotovo. Vznášedlo má rádo rovné a hladké plochy.

Vírové prstence

Pokusy jsme uzavřeli výrovými prstenci, které se už vymikají tím, že nejsou reálným dopravním prostředkem, ale jsou prostě krásně. A pokud nic jiného, jsou skvělou hračkou delfínů (a taky jednou z mála).

Největší vírové prstence v Čechách mají Zázraky přírody, ale nezoufejte. I vy, český fyzikář, můžete udělat obří efekt s málem. Moje první a nejjednodušší konstrukce byl odpadkový kýbl do kterého jsem udělala díru a vršek jsem oblepila pevnou folií, tehdy asi obyčejný pevný pytel na odpadky. Na zvýraznění prstenců je ideální glycerinová mlha, přístroj najdete pod názvem výrobník mlhy například v obchodu kytary.cz.

Vírové prstence z kelímků

• pevnější kelímek od jogurtu, pomazánkového másla a pod
• balonek
• řezák/nůžky
• vonná tyčinka

Konstrukce je vlastně snadná, ale udělat díru do kelímku není moc příjemná část. Kelímek je také pak celkem ostrý po nových hranách, ale můžete je jednoduše trochu opálit zapalovačem. Balonku odstřihněte cancour (slovensky fafák) a navlečte na širší otvor. I to chce trochu zručnosti. Balonek vám bude o hrany držet. Prstýnky bývají rychlé a mají sílu. Abyste je zviditelnili, můžete použít vonnou tyčinku, františka nebo kus hořícího papíru.

Prstence samy v sobě rotují, jsou to takové protáčející se donuty, které v našem případě vznikají zrychlením vzduchu a pak odtržením od hrany kelímku. Popsat jejich pohyb matematicky je ale už vysokoškolská záležitost.