Vyrobíme si malé papírové postavičky – a pak je budeme ovládat bez dotyku.

Co budeme potřebovat

Kousek toaletního papíru, tužku nebo fix, nůžky, tyčinkové lepidlo (nebo lepicí pásku), papír/karton na podklad, dlouhé plastové pravítko (nebo jiný plastový předmět, ideálně novodurovou trubku).

Postup

1. Na kousek toaletního papíru nakreslíme jednoduchého panáčka.
2. Panáčka opatrně vystřihneme.
3. Toaletní papír rozebereme na jednotlivé vrstvy – hned máme několik panáčků. Potřebujeme, aby byli panáčci co nejlehčí. Postavičku lze vytvořit i např. z alobalu.
4. Panáčka přilepíme za nožičky na papírový podklad tak, aby zbytek postavy mohl volně „vlát“.
5. Dokreslíme pozadí – může to být třeba město, louka nebo taneční parket.
6. Plastové pravítko (nafouknutý balonek / trubku) několikrát přejedeme po vlasech nebo po chlupatém svetru. Dáme pozor, abychom se „nabíjeného konce“ nedotkli rukou!
7. Přiblížíme pravítko k panáčkovi. A pak už sledujeme, co se stane.

Panáček se začne pohybovat, přitahovat k pravítku nebo od něj uhýbat, jako by ožil.

Co se vlastně děje

Třením plastové věci (izolantu) o vlasy nebo oblečení se na jeho povrchu vytvoří statický elektrický náboj. Ten dokáže přitahovat velmi lehké předměty – například tenkou vrstvu papíru.

Protože je panáček z velmi lehkého materiálu, elektrické síly stačí, aby se pohnul.

Pokud chcete aktivitu ještě rozšířit, zkuste vytvořit více postaviček – například tanečníky, sportovce nebo zvířátka. Děti pak mohou vymýšlet celé příběhy a sledovat, jak se jednotlivé postavy chovají při přiblížení nabitého pravítka.

Co je statická elektřina

Elektrostatický náboj vzniká tehdy, když se při tření dvou materiálů přesouvají elektrony z jednoho povrchu na druhý. Jeden předmět tak získá záporný elektrický náboj a druhý kladný elektrický náboj. Tento jev je patrný v elektrických izolantech, kde se nemohou elektrony volně pohybovat, takže se nakupí v jednom místě a navenek je elektrický náboj znatelný. Jeden přesunutý elektron by nestačil.

Nabitý předmět pak může působit elektrickou silou na své okolí. Velmi lehké předměty – například tenká vrstva papíru nebo vlasy – mohou být touto silou přitahovány, nebo odpuzovány, protože elektrony a protony, tedy malé elektricky nabité částice, má v sobě každý atom látky. Právě proto dokáže elektrostaticky nabité plastové pravítko rozhýbat naše papírové panáčky.

Statickou elektřinu ale můžeme pozorovat i v běžném životě:

• vlasy, které se po sundání čepice nebo po použití ručníku „ježí“,
• vlasy přitahované k plastovému hřebenu,
• malá jiskra, kterou někdy ucítíme při dotyku na kovový předmět nebo jiného člověka,
• vlasy, které nám vstanou na hlavě při delším skákání na trampolíně.

Nejsilnějším příkladem statické elektřiny v přírodě je blesk – jde v podstatě o obrovskou elektrickou jiskru mezi mraky nebo mezi mrakem a zemí.

Zkuste bádat dál

Když už se vám podařilo rozhýbat papírové panáčky, zkuste společně zjistit, na čem všem jejich „tancování“ závisí.

Různé materiály: Funguje pokus stejně dobře s plastovým pravítkem, plastovým hřebenem nebo nafukovacím balónkem? Co kovová lžíce nebo dřevěné ramínko?

Hmotnost: Jak lehký musí panáček být? Zkuste panáčka vystřihnout z různých materiálů – například z jedné vrstvy toaletního papíru, z papírového kapesníku nebo z obyčejného kancelářského papíru. Můžete vytvořit panáčka z alobalu i igelitového sáčku.

Počasí a vlhkost: Zkuste pokus udělat v různých dnech a na různých místech.

Co byste měli zjistit

(Dál čte jen ten, kdo si chce předem prozradit, co může pozorovat.) Kovová lžíce, obecně vodivý materiál, se nedá elektrostaticky nabít – tím, že lžíci držíte svou rukou, odchází elektrony rovnou do vás a dále do země. Na druhou stranu alobaloví panáčci fungují dobře. Tím, že jsou přilepení na papíře, mají v sobě jen omezený počet elektronů, které se mohou hýbat, a vytvářejí vlastní elektrostatický náboj při přiblížení nabitého předmětu. Dřevěné ramínko teoreticky nabít lze, ale jde to špatně, pravděpodobně se vám s ním pokus nepovede. Vzdušná vlhkost také velmi ovlivňuje průběh experimentu – čím vlhčí prostředí, tím spíše dojde k samovolnému vybití předmětů, tedy horší průběh experimentu.

Pro hlubší poznání elektrostatického náboje doporučuji pro menší i velké badatele tento článek z e-časopisu Třípól a velmi povedené video 9 Awesome Science Tricks Using Static Electricity!

Hodně radosti při experimentování!

Jedenáctého října se v pražském planetáriu uskutečnil národní festival Science on Stage – setkání učitelů, studentů a nadšenců, kteří sdílejí inovativní přístupy k výuce přírodních a technických oborů. Akce je součástí evropské iniciativy Science on Stage Europe, která propojuje pedagogy a lektory z více než třiceti zemí a pomáhá jim přenášet vědu z učebnic do reálného života.

Jde o prostor pro prezentaci projektů, které vedou k experimentování, spolupráci a tvůrčímu myšlení. Na národních festivalech všech zapojených zemí vybírá odborná porota ty nejlepší nápady, jež pak reprezentují svou zemi na mezinárodním Science on Stage Festivalu – ten příští se bude konat v květnu 2026 v Litvě.

Letošní české kolo nabídlo pestrou paletu aktivit od základních škol po maturanty. Porota ocenila projekty, které nejen rozvíjejí dovednosti v oblasti STEM, ale především propojují vědu s každodenní zkušeností dětí.

Vědou k přežití – badatelský týden LogIQ klubu nadaných dětí, který zaujal porotu

Jedním ze sedmi oceněných projektů se stal i badatelský program uskutečněný letos v létě v klubu nadaných dětí LogIQ v Klatovech s názvem Vědou k přežití, který získal nominaci na mezinárodní festival v Litvě.

Projekt je koncipován jako ucelený týdenní vědecký program pro nadané a zvídavé děti ve věku 6–13 let. Propojuje badatelsky orientované učení s reálnými výzvami světa kolem nás – zaměřuje se na praktické využití přírodních věd, techniky a logického myšlení v situacích spojených s přežitím a krizovými scénáři.

Děti zkoušely, jak vědecké poznatky pomáhají zvládat přírodní katastrofy, klimatické extrémy, technické problémy či nedostatek zdrojů s důrazem na pravděpodobné krizové situace, do kterých se mohou dostat. Zkoumaly například filtraci vody, stavěly improvizovaná plavidla (jedná se o místo s opakovanými lokálními záplavami), vytvářely stabilní konstrukce nebo testovat izolační materiály. Součástí programu byly i výběrové workshopy, které připravili středoškolští a vysokoškolští studenti – absolventi těchto vědeckých týdnů z minulých let. Ti dětem představují pokročilá témata z oblasti termiky, genetiky, programování, kyberbezpečnosti, zemědělství či chemie.

Věda jako nástroj i zážitek

Vědou k přežití je komplexní projekt, který simuluje reálné situace vyžadující aplikaci vědeckých poznatků a tím motivuje děti nejen k hlubšímu porozumění, ale i k aktivnímu přístupu k řešení problémů. Program klade důraz na experimentování, mezioborové propojení a rozvoj nadání v nejširším smyslu – od kognitivních schopností po týmovou spolupráci a komunikaci. Zásadní je i zapojení starších studentů do návrhů a příprav dětských badatelských aktivit, čímž projekt podporuje přenos zkušeností a dlouhodobý vztah k vědě.

Vzájemná inspirace

Science on Stage se dlouhodobě snaží inspirovat učitele, lektory i všechny nadšence, kteří chtějí dětem zprostředkovat vědu hravou, názornou a srozumitelnou formou. Na webu science-on-stage.eu je možné najít širokou paletu nápadů, projektů a metodických materiálů pro výuku i volnočasové aktivity.

Jedním z nejzajímavějších zdrojů je brožura „The Science Behind Magic“, která představuje fyzikální principy ukryté za kouzelnickými triky. Český tým SonS ji přeložil a také většinu experimentů i prakticky ověřil a doplnil o užitečné poznámky, kde lze potřebné pomůcky snadno sehnat v ČR. Brožura je volně dostupná v PDF ke stažení ZDE a představuje skvělý odrazový můstek pro probouzení zvídavosti a chuti bádat nejen u nadaných dětí.

Jednoduchý „gumičkový motor“ dokáže proměnit obyčejnou papírovou vlaštovku ve skutečný experimentální model, na kterém můžeme zkoumat fyziku letu, energii, tření i aerodynamiku – a to zábavně, bezpečně a s minimálními náklady.

Jak na to

Složte z listu papíru vlaštovku (letadlo). Na úvod zvolte klasický model s delším trupem a širšími křídly, ideální je přehnutá (= vyztužená) špička.

Do spodní části přídě (nosu / špičky letadla) udělejte mírně zkosený zástřih jako na fotografii – otvor pro zaklesnutí gumičky.

Nasaďte gumičku do připraveného otvoru a natáhněte ji – letadlo v jedné ruce (blíže k vašemu tělu), gumičku zaháknutou za palec natažené druhé paže.

Vypusťte letadlo. Letadlo vyletí dopředu s překvapivou rychlostí.

Zkoušejte různé varianty vlaštovek – s větším rozpětím křídel, menší špičkou, kratší modely apod.

Tento jednoduchý experiment je doslova učebnicí mechaniky v praxi. Vystřelením letadla pozorujeme přeměnu energie. Když natáhneme gumičku, ukládáme do ní potenciální energii pružnosti. Po uvolnění se tato energie mění na pohybovou (kinetickou) energii, která udělí letadlu počáteční hybnost, tedy rychlost.

Podle 2. Newtonova zákona (F = m×a) závisí zrychlení letadla na síle, jakou gumička působí na letadlo, a na hmotnosti letadla. Tím pádem můžeme experimentovat i s druhem papíru – lehčí či těžší letadla budou létat jinak. Také můžeme přidávat na letadla závaží ve formě kancelářských sponek.

Je dobré si vysvětlit i aerodynamiku letu vlaštovky. Letadlo drží ve vzduchu vztlak, který vzniká prouděním vzduchu kolem křídel. Pokud je ale příliš těžké nebo má nevhodný úhel náběhu, rychle spadne. S tím se nabízí další výzkumné otázky: jak tvar křídel ovlivňuje délku letu, proč se letadlo někdy stáčí, jaký úhel startu je ideální…

A nezapomeňte, že letadlo brzdí odpor vzduchu, proto jde i o šíři profilu letadla – další ideální téma pro pozorování a měření.

Lektorské tipy

Začněte jednoduchým experimentem, aby byl snadný jasný úspěch — letadlo s výchozím tvarem.

Navrhujte vlastní modely a porovnávejte výsledky. Nebojte se modifikací – co se stane, když přidáte zátěž? Jaký tvar a jaká velikost křídla je nejlepší? Jakou zátěž můžeme dodat? Kam je nejlepší umístit odpalovací gumičku? …

Přidejte precizní měření, sestavujte tabulku doletů pro různé modifikace.

Můžete kreativně tvořit i vzhled letadla.

Zaznamenávejte výsledky a diskutujte – nechte děti popisovat, co je překvapilo, co zafungovalo, nebo naopak selhalo.

Pro vysvětlení a motivaci můžete také využít vhodné internetové zdroje:

Vysvětlení principu létání textově: blueskyaviation.cz/podstata-letani

Vysvětlení principu létání video: edu.ceskatelevize.cz/video/7571-proc-letadlo-muze-letet

Trocha historie i teorie: www.youtube.com/watch?v=Oh1kAGapbhs

Např. Černé a Čertovo jezero na Šumavě patřila v době vrcholícího znečištění ovzduší v 70. a 80. letech k nejvíce postiženým horským jezerům v České republice. Obě jezera byla výrazně okyselena kyselými dešti, přičemž Černé jezero (větší a hlubší) na tom bylo z hlediska kyselosti o něco hůře než menší Čertovo. Příčinou byla zejména dálková transpozice kyselých emisí ze severních Čech a sousedního východního Německa (dnes Saska). Dešťové a sněhové srážky přinášely oxidy síry a dusíku, které v kombinaci s nedostatečnou schopností půd v okolí jezer tyto kyseliny neutralizovat vedly k prudkému poklesu pH vody – někdy až pod hodnotu 4,5. V důsledku toho došlo k vymizení většiny vodních bezobratlých a ryb, narušení ekosystému a oslabení samočisticích schopností vod. Ještě dnes při ponoření pH indikátoru do jezerní vody naměříte výrazně kyselejší prostředí než u jiných vodních ploch (můžete zkusit s dětmi). 

Až po roce 1989 došlo ke zlepšení díky odsíření elektráren, snížení emisí a přechodu na ekologičtější zdroje energie.

Většina dětí slyšela o kyselých deštích jako o abstraktní hrozbě, ale jen málokteré měly možnost skutečně zjistit, co kyselý déšť znamená, jak vzniká a co způsobuje. Nechte se inspirovat, jak s dětmi v rámci badatelské činnosti téma uchopit hravě, prakticky, a přitom vědecky.

Každý déšť je trochu kyselý. Kde se to bere?

Po internetu koluje množství obrázků a infografik vysvětlující vznik kyselého deště jako důsledek znečištění ovzduší, ze všech zmiňme např. tuto prezentaci: Odkaz.

Kyselina uhličitá (H₂CO₃) vzniká rozpuštěním oxidu uhličitého ve vodě, ale i agresivnější kyseliny vznikající reakcemi oxidu siřičitého a dusičného s vodou (H₂SO₄, HNO₃). Přitom je dobré si uvědomit, že všechny zmíněné oxidy v ovzduší nevznikají jen lidskou činností, ale také při požárech, sopečné činnosti apod. Tedy na jistou míru znečištění a kyselosti dešťů je naše planeta zvyklá.

Experimenty: Okyselení vody

Využijte metodiku „Ocean Acidification“ od Science on Stage (Odkaz), kde pomocí oxidu uhličitého vdechovaného do vody děti pozorují změnu pH. Experiment je skutečně jednoduchý: změřte pH vody v kelímku, následně do ní děti pár minut vydechují brčkem a opět změří pH. K měření pH můžete použít běžně dostupné papírové indikátory používané k měření pH bazénové vody nebo ve školách, nebo přírodní indikátory jako výluh z červeného zelí, borůvek či třešní.

Zdrojem může být i video a doprovodná aktivita z dílny Evropské vesmírné agentury ESA: „How is climate change transforming our oceans?“ (Odkaz). Zde děti sledují změnu pH při zvýšené koncentraci CO₂ v ovzduší. Tento experiment je spíše demonstrační: buďto opět papírovým indikátorem, nebo zase výluhem zelí vizualizujete změnu pH vody poté, co jste zvýšili koncentraci CO₂ nad ní, např. přiklopili hořící svíčky poklopem – ty zhasly a dým zůstal pod poklopem nad vodou.  

Experiment: Jak kyselý déšť ničí budovy

Z metodiky „How does acid rain damage our buildings“ (Odkaz) vyberte experiment s křídou (uhličitan vápenatý), kterou děti ponoří do octa nebo citronové šťávy a sledují vznik bublinek (oxid uhličitý). Tato aktivita je vizuálně velmi atraktivní – bublinky vidíte hned. Pokud necháte křídu minimálně hodinu (raději déle) ponořenou v kyselině (ocet/citronová šťáva) a ve vodě, můžete s dětmi porovnat rozdíly ve struktuře a tvrdosti. Propojení s reálným světem je jasné: vidíme změny struktur materiálů na sochách, budovách, mostech. Můžete se vydat i ve svém okolí ven a hledat důkazy.

Závěrem

Téma kyselých dešťů se může z náročného vědeckého konceptu proměnit v atraktivní a plně badatelský projekt, který zvládnou i mladší žáci. Klíčem je přímá participace dětí na celém procesu od hypotéz po závěry.

Zdroje:

• Science on Stage: Ocean Acidification (Odkaz)
• Science on Stage: How does acid rain damage our buildings (Odkaz)
• ESA: How is climate change transforming our oceans? (Odkaz)

Science on Stage – Videos for Primary: Učme děti chránit přírodu od nejmladšího věku

Projekt Science on Stage – Save Our Nature nabízí sadu inspirativních videí a výukových materiálů pro učitele a lektory na 1. stupni ZŠ, které dětem poutavou formou přibližují témata udržitelnosti, ochrany životního prostředí a klimatických změn. Videa jsou krátká, názorná a snadno využitelná ve výuce i v zájmových kroužcích, neobsahují žádný text či řeč. Všechny materiály jsou volně dostupné na Odkaz. Doporučujeme jako skvělý start do badatelských a ekologických aktivit s mladšími dětmi.

A kdo má o Zemi nejlepší přehled? Družice na oběžné dráze! Díky nim například víme, kolik je v ovzduší oxidu uhličitého (CO₂), jak rychle tají ledovce, jak vysoko je hladina moří nebo jak moc mraky a sníh odrážejí sluneční světlo.

Evropská vesmírná agentura (ESA) se těmto pozorováním věnuje v rámci programu Climate Change Initiative. Na analýze dlouhodobých družicových dat zde spolupracuje více než 350 vědců z celé Evropy. Jejich cílem je lépe pochopit, jak se klima mění – a pomoci světu reagovat na tyto změny odpovědně a včas.

Proč je na severním pólu zima?

Jevů, které mohou za to, že na pólech je zima, je hned několik.

1. Malý úhel slunečních paprsků

Slunce na pólech nikdy „nesvítí přímo shora“, jako třeba v tropech. Jeho paprsky přicházejí šikmo, a tím se světlo a teplo rozprostře na větší plochu.

2. Odráží se hodně světla (albedo)

Blyštivé bílé ledové a sněhové plochy fungují jako obří zrcadla – odrážejí velkou část slunečního světla zpět do vesmíru. Tomu se říká albedo. To znamená, že na povrchu Země zůstane méně energie.

3. Polární noc

V zimě je na pólech dlouhá tma – slunce nevychází vůbec, někdy i celé 3 měsíce! Bez slunce není žádné nové teplo – a tak se teplota drží hluboko pod nulou.

4. Řídká atmosféra a méně vodní páry

V arktických oblastech je méně mraků i vodní páry, které jinak fungují jako „přikrývka“ a drží pod sebou teplo. Bez této „přikrývky“ teplo ze Země snadno uniká do vesmíru.

5. Led (ledovec) je „sladký“, moře je slané

Led na pólech (např. mořský led) je většinou čistý – „sladký“, protože když mořská voda zamrzá, většina soli zůstane venku. Když led taje, uvolňuje „sladkou“, studenou vodu na hladinu oceánu. Slaná voda má vyšší hustotu, takže je těžší než obyčejná voda. Když roztaje led, lehčí „obyčejná“ voda zůstane u hladiny a nemíchá se snadno s hlubší slanou vodou. Normálně by se teplejší voda zespodu mohla dostávat nahoru a ohřívat své okolí, ale sladká vrstva to jako poklička zpomalí. Díky tomu se povrchová voda drží studená a led se může tvořit znovu – pokud není okolní teplota příliš vysoká. Voda má navíc vysokou tepelnou kapacitu – to znamená, že jakmile je studená, trvá dlouho, než se ohřeje. To za běžných okolností pomáhá kolem pólu udržet chladné prostředí.

Co když se ale oteplí atmosféra?

Zvyšování množství oxidu uhličitého (CO₂) v atmosféře je největším důvodem, proč se Země kvůli lidské činnosti otepluje. Když je CO₂ ve vzduchu moc, zesiluje se skleníkový efekt – a to způsobuje, že se planeta víc a víc zahřívá.

Vyzkoušejte si, jak oxid uhličitý (CO₂), tedy „skleníkový plyn“, ovlivňuje teplotu vzduchu v uzavřeném prostoru:

POKUS: Skleníkový efekt v lahvi

Pomůcky: 2 stejné plastové lahve (0,5–1 l), ocet, jedlá soda, 1–2 teploměry, Lampa / místo, kam svítí Slunce (nebo fén), alobal.

Postup: Postavte obě lahve vedle sebe pod/před zdroj tepla (lampa, slunce, fén). Ujistěte se, že obě lahve budou dostávat stejné množství tepla. Během pokusu lampu ani lahve nepřesouvejte. Vyrobte si na lahve alobalové víčko s teploměrem procházejícím tímto víčkem, tedy aby teploměr měřil teplotu uvnitř lahve.

Do jedné lahve nasypte lžičku jedlé sody a přidejte 0,5 dl octa (i méně) – směs začne bublat a vytvářet CO₂. Druhou lahev nechte prázdnou, případně můžete dovnitř nalít 0,5 dl vody pro srovnatelnější podmínky. Obě lahve uzavřete připravenými víčky s teploměry. Zapište si počáteční teplotu v každé lahvi. Zapněte zdroj tepla. V časových odstupech 2 minut měřte teplotu. Po asi 15 minutách byste měli vidět výrazný rozdíl v teplotách.

Nejvíce dbejte své bezpečnosti! Nahřívané lahve mohou být velmi teplé – dobré je zkoušet vše s dospělákem. Pokud nemáte doma 2 teploměry, prostě je vystřídejte, ale nezapomeňte přichystanou díru ve víčku vždy něčím utěsnit (kousek alobalu). Lahev se sodou a octem nemůže být neprodyšně uzavřena – množství vzniklého oxidu uhličitého by mohlo z vaší lahve vyrobit i bombu. Tedy pokud trochu plynu z lahve uniká (např okolo teploměru ve víčku), je to v pořádku.

V lahvi s CO₂ teplota stoupá rychleji než v lahvi bez něj – podobně jako v atmosféře se zvýšeným množstvím skleníkových plynů. Po zhruba 10 minutách bývá rozdíl teplot asi 1–3 °C. Je důležité zdůraznit, že průměrné zvýšení teploty na Zemi i jen o pouhé 2 °C může mít vážné následky. Například může způsobit výrazné zvýšení hladiny moří, což by mohlo vést k velkým záplavám v pobřežních oblastech.

POKUS: Planeta se zahřívá, taje led = stoupne voda? Ne vždy!

Tání mořského ledu (např. Arktida) a pevninského ledu (např. Grónsko) naší planetě ale přináší odlišné efekty.

Pomůcky: 4 stejné sklenice/kelímky, voda, barevné kostky ledu (doporučuji potravinářským barvivem obarvit vodu a nechat zmrznout), 2 sítka, sůl.

Postup: Do všech sklenic nalijte stejné množství vody. Z toho 2 sklenice výrazně osolte (půl lžičky soli na cca 1 dl vody). Do jedné sklenice s čistou vodou a jedné sklenice se slanou vodou dejte led přímo do vody (= mořský led), na zbylé dvě sklenice na sítko nad hladinou vody dejte led (= pevninský led, ledovec). Přímo na skleničkách si pečlivě označte počáteční hladinu vody (i s ledem uvnitř). Sledujte rychlost rozpouštění ledu, změny hladiny po rozpuštění a kde se barevná roztátá voda drží.

Můžete si všimnout, že ledová kostka v obyčejné vodě taje rychleji než ta ve slané vodě. To je způsobeno tím, že sůl mění bod tání ledu. Zároveň vidíme, že kostky ve vodě tají výrazně rychleji než na vzduchu. To je dáno rozdílnou tepelnou kapacitou vody a vzduchu, kdy voda se svou vysokou tepelnou kapacitou dodá ledu hodně tepla, než se od něj sama ochladí, a oproti tomu vzduch předá tepla mnohonásobně méně a sám se ochladí rychle. Navíc je krásně vidět, jak sladkovodní led (který je zabarvený) zůstává jako zabarvená vrstva na povrchu kvůli rozdílům v hustotě běžné a slané vody.

Nejzajímavějším efektem je to, že roztáté kostky ledu ve vodě nám její hladinu nezvýší, protože roztátá voda jen vyplnila volné místo po ledu, který se ve vodě koupal. Tající mořské ledovce tedy hladiny moří neovlivní. Naopak tající pevninské ledovce stékají skrze řeky do moří (v našem případě kapou do skleničky s vodou) a zvyšují hladiny oceánů. Tání mořského ledu hladinu oceánů nezvyšuje, tání pevninského ledu ano – a právě to je důležité pro budoucnost planety.

Naše planeta pod dohledem satelitů

I děti mohou sledovat Zemi přímo z vesmíru. Satelity Evropské vesmírné agentury (ESA) v rámci programu Copernicus monitorují naši planetu 24 hodin denně. Přesně měří úroveň CO₂ (oxidu uhličitého) v atmosféře, sledují požáry, tání ledovců i změny vegetace. A co je nejlepší – data jsou veřejně dostupná a děti s nimi mohou samy pracovat, protože jsou přístupná v přívětivé webové aplikaci. Díky těmto datům můžeme vidět svět očima vědců – a děti se tak mohou stát skutečnými badateli.

Pro zajímavý úvod doporučujeme zhlédnout některé z motivačních videí z dílny ESA:

Pro přehled o tom, jak satelity fungují (5 minut): Odkaz
Proč vlastně sledujeme Zemi z vesmíru? (2 minuty) Odkaz
Co sleduje Sentinel-2 (3 minuty) – už spíše pro pokročilé: Odkaz

Climate from Space – pozorování klimatu v reálném čase

Online nástroj Climate from Space je bránou do světa reálných klimatických dat. Zde můžete sledovat vývoj CO₂ v atmosféře, pozorovat změny teplot a ledové pokrývky, porovnávat satelitní data napříč lety i kontinenty a mnoho dalšího.

S vizuálně přitažlivým prostředím je práce zábavná.

Zkuste i projekt Climate Detectives

Pokud vás to chytne, doporučujeme se připojit k ESA programu Climate Detectives. Děti zde řeší vlastní výzkumný projekt, sbírají data a navrhují řešení environmentálních problémů. Skvělá příležitost, jak rozvíjet kritické myšlení, týmovou spolupráci a zapojení do skutečné vědy.

Na závěr: věda jako dobrodružství

Tyto komplexní aktivity dětem otevírají svět. Učí je pracovat s daty, myslet v souvislostech a hledat odpovědi na vlastní otázky. Přejeme vám zábavu a radost z poznávání, ať už provedete jeden experiment, nebo se pustíte do celého projektu. Protože právě zvídavost a odvaha zkoumat mohou změnit svět.

Obrázky pro uspořádání experimentů byly převzaty a text byl zpracován podle vzdělávacích materiálů Evropské vesmírné agentury ESA. Všechny experimenty opakovaně zažily děti klatovského KND stejně jako studenti klatovského gymnázia.

Teoretický základ

Světlo se šíří přímočaře, dokud nenarazí na překážku. Předměty, které světlo nepropouštějí, vytvářejí za sebou stín. Pokud světlo dopadá pouze z jednoho zdroje, stín má ostré okraje. Pokud jsou zdroje světla vícečetné nebo svazek rozptýlený, mohou vznikat polostíny, kde se světlo a stín částečně překrývají a teprve plocha neosvětlená žádným zdrojem je stín.

Někdy si můžeme všimnout, že okraje osvětlených ploch mají jinou barvu než zdroj světla. Tento jev vzniká kvůli lomu světla a jeho rozkladu na různé vlnové délky. Stejný jev známe z přírody při západu slunce, kdy se červené a oranžové odstíny zdají výraznější, protože kratší modré vlnové délky se rozptylují více.

Zkoumání stínů kolem nás

Zkoumejte, jaké stíny vznikají posvícením na různé předměty kolem vás z různých směrů.

Vezměte si kruhový předmět (talířek) a posviťte na něj směrem na stěnu. Sledujte, jak se jeho stín mění. Je stín kruhu také kruh? Jaké další tvary může jeho stín mít?

Vyzkoušejte, jak se mění velikost stínu podle vzdálenosti mezi předmětem a zdrojem světla. Pravděpodobně lehce dokážete udělat větší stín, než je samotný předmět, ale můžete vyrobit i stín menší?

Tvoření vlastních stínů

Zkuste se postavit tak, aby váš stín připomínal zajímavý tvar. Použijte ruce nebo celé tělo k vytváření siluet. Experimentujte i s předměty.

Na internetu najdete mnoho návodů na tvorbu zajímavých stínových obrázků pomocí svých rukou.

Zkoumání stínů z různých zdrojů

Použijte dvě nebo více baterek a sledujte, co se stane se stínem jednoho předmětu.

UV světlo nabízí jedinečnou příležitost prozkoumat svět kolem nás v jiném spektru a objevovat skryté vlastnosti běžných materiálů. Přinášíme několik snadno proveditelných a bezpečných experimentů, které lze realizovat v badatelských klubech nebo doma.

Zvýrazňovače a jejich magická fluorescence

K prvnímu a velmi efektnímu experimentu budete potřebovat jen zvýrazňovače různých barev (zelený, žlutý a růžový mají nejlepší účinek).

Nakreslete obrázek nebo napište vzkaz zvýrazňovačem. Následně můžete (jemně) překrýt obrázek jiným motivem pastelkami. Když pak nasvítíte výtvor UV světlem, okamžitě vystoupí jasnou září první tvary nakreslené zvýrazňovači.    

Zvýrazňovače svítí v UV světle jevem tzv. fluorescence. Fluorescenční látky mají schopnost absorbovat lidským očím neviditelné ultrafialové (UV) světlo a následně ho vyzařovat jako světlo viditelné. Na atomové úrovni jde o elektronovou absorpci (vstřebání) energie z UV záření. Tato energie způsobí, že elektron v atomovém obalu přeskočí do vyšší energetické hladiny. Rychle se však vrací zpět do původního stavu a přebytečnou energii vyzáří ve formě viditelného světla, navíc v jasných neonových barvách. Tato vlastnost zvýrazňovačů je výhodná zejména pro čtení textu ve slabším světle, což usnadňuje identifikaci zvýrazněného textu.

Pomocí zvýrazňovače můžete lehce vytvořit i tajemnou svítící kapalinu. Pro efekt rozpusťte trochu zvýrazňovače ve vodě – stačí hrot zvýrazňovače namočit na pár minut do skleničky s vodou. Následně si na kapalinu posviťte UV světlem.

Oleje pod UV světlem

Do skleničky nalijte trochu oleje. Vyzkoušejte běžný slunečnicový nebo řepkový olej a extra panenský olivový olej lisovaný za studena. V temném prostředí posviťte do kapaliny obyčejnou baterkou a následně UV světlem. Budete překvapeni rozdílem!

Fluorescenční reakce slunečnicového oleje na UV světlo vede k nazelenalému efektu. Mohou za to tokoferoly a další sloučeniny přítomné v rostlinných olejích. Olivový olej na rozdíl od slunečnicového obsahuje významné množství chlorofylu, takže jeho fluorescence v UV světle má jiný chemický původ a také vypadá jinak: září červeně. Na atomární úrovni pozorujeme stejný efekt: elektrony atomů luminiscenčně aktivní (=vyzařující) látky absorbují energii z UV světla a následně vyzařují světlo na nižší energetické úrovni, čímž se stane pro lidské oko viditelné.

Fluorescence červeného odstínu je typická pro kvalitní extra panenský olivový olej, protože právě chlorofyl a fenoly jsou indikátory čerstvosti a nízkého stupně rafinace.

Rozmačkané rostliny mění barvu

Ačkoliv je chlorofyl zelený pigment obsažený v rostlinách, sinicích a některých řasách, fluoreskuje červeně, jak jsme se přesvědčili u olivového oleje. Můžete tedy zapátrat i okolo sebe a zkusit ho získat z rostlin, např. lístků a trávy. Zelené rostlinky stačí rozmělnit (nakrájet najemno, utřít v hmoždíři) a zalít etanolem (alkoholem). Doporučujeme nechat rostliny v alkoholu chvíli macerovat a pak kapalinu nasvítit UV světlem. Lépe efekt uvidíte, pokud kapalinu přecedíte, např. přes filtrační papír (kávový filtr).

Kouzlo pracího prášku

Oblečte si bílé tričko, košili, světlé ponožky a zkuste posvítit na své oblečení UV světlem. Některé vzory, bílé plochy najednou začnou zářit. Je to způsobeno chemickým složením použitých látkových barviv.

Většina pracích prášků také obsahuje tyto chemické látky, tzv. optické rozjasňovače, což jsou látky, které mají schopnost absorbovat UV záření a vyzařovat slabě modré světlo. Tím vytváří iluzi bělejší běloby. Podobnými látkami jsou běleny i papíry.

Na množství optických rozjasňovačů ve vašem pracím prášku se můžete podívat tak, že trochu pracího prášku (stačí pár gramů) rozmícháte v menším množstvím vody. Uvidíte malé modře svítící tečky vznášející se v roztoku.

Bonusový tip na závěr

Když vezmete utrhnutou větvičku jírovce maďalu (lidově kaštanu), dáte ji do vody a hned svítíte UV světlem, uvidíte, jak z něj leze svítící šťáva. Míza jírovce obsahuje různé bioaktivní látky, včetně saponinů a flavonoidů, které vykazují schopnost fluorescence. Ta může sloužit k odrazení některých škůdců, nebo ochraně před samotným UV světlem.

Encyklopedie je cílena svou bohatě ilustrovanou formou, menším počtem stránek (56) a jednoduchým jazykem spíše na mladší čtenáře. Autoři uvádí jako cílovou skupinu děti od 8 let, nicméně knihu zcela jistě ocení nadšený prvňáček nebo zvídavý předškolák. Naopak nadanému páťákovi už nebude stačit. Obzvláště nadaným dětem školkového věku by kniha mohla ukázat, jak je celý náš svět spjat s číselným vyjadřováním běhu věcí všude kolem nás. Přináší totiž vysvětlení, jak samotná čísla vznikla, že se využívají nejen k záznamu měření různých veličin (vzdáleností, délek, hmotností, ploch), ale také vysvětluje podstatu vzniku kalendáře nebo počítačových programů.   

Na první pohled zaujme kniha svou velikostí – rozměr 24,5 x 28,5 cm není přesně definován žádným běžně používaným formátem papíru, každopádně pro dětského čtenáře se jedná o knihu velkou, což koresponduje i s názvem samotné knihy Velká malá ČÍSLA. Jednotlivé dvoustrany z tužšího papíru tvoří ucelené kapitoly spjaté barvou, tématem i typografií. Celkově působí kniha dojmem vážené encyklopedie.

V této encyklopedii jsou pokryta témata související s čísly jako nástrojem popisu světa kolem nás. Nejedná se o učebnici matematických postupů, návodů k počítání nebo vzorců, i když vysvětlení nějakých principů souvisejících např. s přepočtem teploty nebo času v knize také naleznete. Pak se ale jedná vždy o slovní popis. Kniha není ani zaměřena na nějaká konkrétní či zábavná fakta o číslech. Jednotlivé kapitoly seznamují postupně mladé čtenáře s tím, jak lidé nejprve zaznamenávali svůj majetek, hledali způsoby, jak spravedlivě zaznamenat vyměňované zboží, později potřebovali jednotně určovat délky, rozměry, teplotu i čas, až na konec dospěli k matematickým vzorcům a formulím jako způsobu popisu dějů okolo nás, včetně speciálních čísel jako je PÍ nebo FÍ. Poslední dvojstrany se věnují 0 a 1 jako nástroji programátorů a velmi lehce šifrám.  

Kniha nabízí sice základní informace k jednotlivým tématům, předností je však komplexní ilustrátorské zpracování. Ilustrace jsou integrovanou součástí textu, pomáhají lépe pochopit obsah, jsou barevné a hravé, v měkkých pastelových barvách. Obsahově bych ji zařadila na 1. stupeň základní školy s lehkým informačním přesahem výše. Tomu odpovídá i interaktivní pojetí textu. Autoři se snaží udržet pozornost mladého čtenáře častými otázkami a výzvami k představám konkrétních situací. Tuto knihu si dokáži představit jako součást třídní, klubové nebo družinové knihovničky volně přístupnou dětem na I. stupni ZŠ jako kvalitní zábavná encyklopedie. Určitě může povzbudit kladný vztah dětí k číslům, budovat koncept matematiky jako nástroje k popisu světa. Nejpřitažlivější je jednoznačně kniha svou vizuální podobou. 

Kniha Velká malá ČÍSLA – Čísla, která tvoří náš svět
Isabela Thomas, Robert Klanten, M.-E. Niebius, Raphael Honigstein
Z anglického originálu In Great Numbers přeložila Eva Kadlecová, Ilustrovala Daniela Olejníková
Portál, 2024. Pro děti od 8 let.

Pozorování a experiment: Jak padají listy?

Všimli jste si někdy rozmanitosti, se kterou listy volně klesají k zemi? Některé se kymácí, jiné se pomalu vznáší, a některé padají přímo dolů. Co způsobuje, že se každý list pohybuje jinak? Klíčem je tvar a velikost listu – dva faktory, které mají zásadní vliv na jeho pád.

Pomůcky: různé druhy papíru (měkký, tvrdý), nůžky, kancelářské svorky.

Postup:

1. Vezmi list papíru a pusť ho z výšky. Sleduj, jak padá.

2. Vyzkoušej to samé s tvrdším papírem (například čtvrtkou). Co se změní? 

3. Zkus různé velikosti papíru a sleduj, jak jejich rozměry ovlivňují pohyb vzduchem.

Zajímavé zjištění: Děti často předpokládají, že těžší předměty, jako jsou kaštany, žaludy, bukvice padají rychleji než listy kvůli jejich vyšší hmotnosti. To není ale hlavní důvod. Nakonec i velmi hmotný parašutista se dokáže pomalu snášet k zemi.

Proveďte experiment, který ukáže, že hmotnost není jediným faktorem!

Pokus s papírem: Co rozhoduje o rychlosti pádu?

Vezmi dva stejně velké listy papíru. Jeden zmačkej do kuličky, druhý nech rozložený. Pusť oba současně z výšky a sleduj, co se stane.

Důležité je vysvětlit, že i když zmačkaný papír padá rychleji, není těžší – to jeho tvar způsobuje, že je méně ovlivněn odporem vzduchu. To je důvod, proč se rozložený list „vznáší“ – větší plocha papíru se tře o vzduch, čímž se zpomaluje jeho pád. Tento princip používají padáky!

Otázka: Proč na podzim padají listy i plody?

Stromy se zbavují listů, aby v zimě šetřily energií a vodou, která je nedostatková. Listy v zimě strom zbytečně zatěžují, proto je strom nechá opadnout. Plody zase v sobě ukrývají semínka, která jsou právě v této době plně vyvinutá a připravená na klíčení. Na jaře a v létě probíhá jejich zrání – během tohoto období strom investuje energii do jejich vývoje, aby byla dostatečně silná na přežití a růst. Na podzim jsou pak semínka připravená k rozptylu a následnému klíčení, které obvykle probíhá až následující jaro, kdy jsou optimální podmínky pro růst nových rostlin (dostatek vody, teplo).

Některé stromy nemají své semínko ukryto v tvrdém plodu, jako je kaštan, žalud, ořech apod. Některá semínka jsou naopak vybavena lehkým křidélkem, které má zajistit co největší prostorový zásah.

Experiment s dvounažkou

Typickým a oblíbeným zástupcem okřídleného semínka jsou dvounažky javoru, tzv. „nosíky“. Pojďme prozkoumat jejich padání.

Postup: Vystřihni z papíru tvar podle nákresu, který sepneš na volných koncích kancelářskou svorkou. Tento papírový simulátor připomíná dvounažku (plod javoru). Nech ho padat z výšky a sleduj jeho pohyb. Vyzkoušej různé velikosti – bude se pohyb měnit?

Nažka se při pádu točí kvůli svému specifickému tvaru, který vytváří efekt podobný vrtuli. Tento tvar způsobuje nerovnoměrné proudění vzduchu kolem plodu. Když nažka padá, její křídlo narazí na vzduch a způsobí nerovnováhu v silách působících na různé části plodu. Výsledkem je rotace, která zpomaluje její pád a umožňuje delší a stabilnější pohyb vzduchem. Točení nažky je výhodné, protože zpomaluje její pád, což jí umožňuje odnést vítr dále od mateřského stromu. Tento mechanismus zvyšuje šance, že semínko dopadne na vhodné místo pro klíčení, a tím se zvyšuje šance na přežití a růst nového stromu.

Ještě jeden pokus: vrtulka

Na internetu najdeš nespočet různých tipů na jednoduché papírové vrtulky. My máme v klubu oblíbenou tuto opravdu jednoduchou.

Vystřihni proužek papíru a lehce nastřihni oba jeho konce. Zaklesni je do sebe, čímž vytvoříš tvar připomínající profil rybičky. Vyhoď ji do vzduchu nebo nech padat z výšky. Sleduj, jak se pohybuje. Změnila se rotace oproti dvounažce?

Věděli jste, že…?

Aerodynamika je věda, která zkoumá pohyb předmětů vzduchem. Díky jejím poznatkům můžeme stavět letadla, raketoplány a mrakodrapy odolné proti větru. Ať už sleduješ padající list, nebo vzlétající raketu, za vším stojí stejné fyzikální principy!

POHÁR VĚDY (Science cup) – letošní téma BARVY

Pohár vědy je mezinárodní soutěž, která nabízí účastníkům badatelské, experimentální a komunikační aktivity související s řešením teoretických i praktických problémů z různých oborů (fyziky, chemie, matematiky, techniky, biologie či ekologie) a podporuje kreativitu a technické, manuální a ICT dovednosti. Jedná se o týmovou soutěž, nicméně týmy mohou být jakkoliv velké a může se jednat i o rodinné týmy.

Soutěž je určena pro všechny žáky od mateřských až po střední školy a je rozdělena do čtyř kategorií:

1. kategorie – mateřské školy a předškoláci,

2. kategorie – 1. stupeň základních škol,

3. kategorie – 2. stupeň základních škol a nižší ročníky víceletých gymnázií,

4. kategorie – střední školy.

Kategorie u nesourodých týmů je určena nejstarším členem týmu, s výjimkou rodinných týmů, kde jde o věk nejstaršího dítěte. Soutěžní týmy se registrují podle pokynů na www.poharvedy.eu, kde jsou zveřejňovány veškeré informace. Registrace je otevřena od 2. září 2024 a uzávěrka registrací je 15. ledna 2025 ve 24:00, po tomto datu již nebude možné se do soutěže přihlásit.

Vím proč

Vysvětli to videem! Soutěž Vím proč je určena žákům základních a středních škol. Účastníci soutěže mají za úkol natočit krátké video (maximálně 5 minut), ve kterém předvedou a vysvětlí nějaký fyzikální (vědecký) pokus nebo jev. Soutěž organizuje společnost ČEZ a nejlepší videa jsou vybírána jak veřejným hlasováním, tak odbornou porotou. Vítězové mohou získat finanční odměny pro své školy. Více na webu www.svetenergie.cz/cz/vim-proc.

Turnaj mladých fyziků

Týmové klání v řešení otevřených fyzikálních úloh. Nejde jen o správnost řešení, ale také schopnost argumentovat a kriticky hodnotit předložená řešení jiných účastníků. Jsou dvě věkové kategorie: středoškoláci a kategorie Junior = mladší žáci, v obou najdete úlohy blízké aplikacím i úsměvné úkoly, mnohdy vycházející z aktuální vědecké problematiky. Řešení jsou otevřená bez omezení použitých metod a prostředků. Očekává se pochopení a vysvětlení klíčových jevů; návrh, stavba a provedení vlastních experimentů; elementární teoretický popis. Soutěží jednotlivci nebo týmy. Více na stránkách soutěže: www.tmfcr.cz.

Soutěže a projekty Evropské vesmírné agentury ESA

Ty jsou zprostředkované českou kanceláří ESERO (European Space Education Resource Office), realizovánou konsorciem vzdělávacích a vědeckých institucí ve složení Planetum (Hvězdárna a planetárium hl. m. Prahy + Štefánikova hvězdárna + Hvězdárna Ďáblice), Hvězdárna a planetárium Brno, Elixír do škol. Hlavním partnerem je Česká asociace science center.

Veškeré info k těmto aktivitám hledejte na webu www.eserocz.cz

Czech Rocket Challenge 2025 – týmová soutěž určená pro středo- a vysokoškolské studenty (v týmu musí být jeden zletilý, může to být nestudent). V rámci této výzvy týmy navrhují, testují, staví a nakonec odpalují svoji raketu. Nehodnotí se jen dosažená výška, ale i pokročilost a komplexnost rakety, propracovanost reportu apod. Týmy dostanou hotový motor, ale zbytek je už jen na nich. Přihlašovací formulář je zatím nespuštěn, sledujte web.

Expedice Mars – zažij nejdelší simulovanou vesmírnou misi v Evropě! 2.–6. 12. 2024.  Mezinárodní projekt pro mládež ve věku od 13 do 18 let, která se zajímá o přírodní vědy a techniku. Registrace do ročníku 2024: 1.8. – 28. 9. 2024! Registruj se, potvrď mail, prokaž svou motivaci, blýskni se domácí prací (do 28. 9.!), připrav se na misi.

Hack an Exoplanet – astronomický projekt zaměřený na planety mimo Sluneční soustavu. Při realizaci této aktivity dostanou týmy studentů příležitost analyzovat skutečná družicová data, která shromáždil malý kosmický teleskop CHEOPS (CHaracterising ExOPlanet Satellite), a pokusit se „hacknout“ co nejvíce informací o těchto záhadných cizích světech. Aktivita je určena pro týmy studentů ve věku od 14 do 19 let. Týmy si mohou vybrat ze tří různých výzev od začátečnické až po pokročilou úroveň složitosti.  Týmy, které odevzdají své projekty na stránkách ESA Hack an Exoplanet, obdrží certifikát. Výzva je otevřena.

Mise X – trénuj jako astronaut! Vzdělávací program pro mladší děti, maximálně do věku 14 let, zaměřený na poznávání vesmíru, lidského těla a přírodních věd. Děti se během mise stávají astronauty. S pomocí připravených metodik děti procvičují stejné svaly jako jejich skuteční kolegové ve vesmíru a osvojují si dovednosti, které jsou nezbytné pro přežití v kosmu. Mise X ve školním roce 2024/25 startuje ve středu 11. září 2024 a je možné se do ní přihlásit kdykoliv, mise probíhá do května.

Moon Camp Challenge – navrhni základnu ve vesmíru! Žáci od 6 do 19 let v sedmi tvůrčích kategoriích mají za úkol navrhnout a vymodelovat (reálně nebo virtuálně) vesmírnou základnu nebo její součásti. Výzva 2024/25 probíhá 10. 9. 2024 – 28. 4. 2025 a podrobné informace jsou k nalezení na webu mooncampchallenge.org

Astro Pi – pošli svůj kód do vesmíru! Poslat svůj vlastní experiment na Mezinárodní vesmírnou stanici ISS nikdy nebylo jednodušší. Sedni s kamarády k počítači a naprogramujte spolu experiment, který poběží ve vesmíru na mikropočítačích Astro Pi (Raspberry Pi). Soutěž je rozdělena do dvou věkových a obtížnostních kategorií. První je určená úplným začátečníkům, zabere maximálně jednotky hodin a úkolem je zobrazit na displeji počítače na palubě ISS jednoduchý obrázek. Druhá je určena týmům starších žáků s programovacími zkušenostmi. Určeno žákům / studentům do 19 let.

Climate detectives – prozkoumej s využitím satelitních snímků environmentální problém. Projekt běží od září do května a je určen pro žáky základních a středních škol ve věku8 až 19 let. Žáci utvoří týmy o minimálně 2 členech (maximální počet není omezen) a budou hledat environmentální problém, který prozkoumají především s využití satelitních snímků. Vybraný národní projekt/tým bude reprezentovat Českou republiku na setkání Earth Scientist for a Day v italském ESA-ESRIN v květnu 2025.

CanSat – postav si vlastní satelit! Proměňte plechovku od limonády (Can) na satelit (Sat). Týmy musí vymyslet, navrhnout, postavit a otestovat svůj vlastní satelit. Následně soutěží s týmy z celé republiky. Osmi nejlepším týmům bude CanSat vynesen do vzduchu raketou nebo letadlem a budou se ucházet o titul národního vítěze. Vítězný tým pak bude reprezentovat Českou republiku na celoevropském setkání v technologickém a vývojovém centru ESA-ESTEC v Nizozemsku na akci Space Engineer for a Day 17.–18. června 2025. Velikost týmu: 3–6 členů + mentor, věk členů: 14–19 let.

Logická olympiáda

A samozřejmě nesmíme zapomenout na největší mensovní soutěž – Logickou olympiádu. Ta prověřuje schopnost rychlého uvažování a samostatného a kreativního řešení logických úloh. Základní kolo probíhá online, snadno se tedy do něj soutěžící zapojí doma nebo ve škole. V loňském roce se Logické olympiády zúčastnilo přes 100 000 soutěžících – přidejte se letos mezi ně. Registrace do letošního ročníku je možná do konce září na www.logickaolympiada.cz