Jak si zahrát na inženýra pomocí listu papíru a gumičky?
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
