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!

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.

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!

Magické obrázky

Když na ně koukáte do vody, vidíte něco jiného než na souši.

Jak si vyrobit takový magický obrázek?

Potřebujete: uzavíratelný plastový sáček (= polyetylenový (LDPE) sáček); papír, fixa na papír + fixa permanentní té samé barvy (ideálně černá), nůžky.

Nejprve musíte vymyslet takový obrázek (nebo nápis), jehož součástí je něco jiného: např. mašle, které dokreslíte druhá křídla, hlavičku a tykadla, je vlastně motýl. Nebo v nápise OKURKA je schované slovo KUK. Zde je prostor pro fantazii a kreativitu!

Postup výroby samotného obrázku už je snadný: Nejdříve vystřihněte papír přesně takový, aby se akorát vešel do sáčku. Na tento papír nakreslete plný obrázek. Můžete ho vybarvit nebo nechat jen obrysy. Následně uzavřete hotový obrázek do sáčku. Je důležité, aby sáček přesně doléhal na papír a papír se v něm nijak nehýbal. Následně PERMANENTNÍM fixem obtáhněte jen ty čáry, které tvoří „skrytý“ obrázek. Pak už stačí jen vložit do vody a dívat se pod dostatečně velkým úhlem (myšleno dívat se přes hladinu vody, nikoliv kolmo vodou na obrázek) – původní obrázek zmizí a je vidět jen ten „skrytý“.

Za toto magické kouzlo může optický jev zvaný totální odraz. Plast, ze kterého jsou vyrobeny potravinové uzavíratelné sáčky, je vodoodpudivý, to znamená, že od sebe přirozeně odpuzuje molekuly vody.

Můžete to ověřit tím, že na sáček vylijete menší množství vody – voda se nerozlije po povrchu sáčku, ale shlukne se do kapiček či větších loužiček, které při sebemenším náklonu ihned stečou pryč. Naopak pokud takto nalijete trochu vody na látku, voda se ihned začne vpíjet do hadru a rozlévat po ploše.

Tedy díky plastovému materiálu, ze kterého je sáček vyroben, se na pytlíčku ve vodě vytvoří mikrovrstva vzduchu. Do našeho oka, když se díváme na sáček ve vodě, dopadají světelné paprsky vždy nějak lomené, protože musely projít přes několik optických rozhraní: voda – vzduch u sáčku, voda vzduch u oka. Díky průchodu z opticky hustšího prostředí (voda) do opticky řidšího (vzduch), dochází k lomu od kolmice – tedy paprsek se od svého původního směru odchýlí.  Při dostatečně velkém úhlu dopadu se však paprsky odchýlí natolik, že do dalšího prostředí (vzduch u sáčku) už ani neprojdou, všechny paprsky se odrazí. Naše oko tak vidí jen odraz vnitřku „vody“ = bílo/stříbrné nic. Pokud ale na pytlíček něco nakreslíte permanentem, v tom místě se voda už neodpuzuje, totální odraz nenastává a tento obrázek vidíte.

Stříbrné vejce

Typickým podobným pokusem, který využívá stejného principu totálního odrazu, je experiment „stříbrné“ vejce. Doma si pomocí svíčky a vody můžete totiž nechat postříbřit vlastně cokoliv – nejenom vajíčko. Stačí danou věc (předem umytou = odmaštěnou, aby chytala saze) dostatečně očoudit sazemi nad plamenem svíčky. Následně vložit do vody a opět se dívat shora. Věc se nám zdá krásně stříbrná. Zde naopak využíváme toho, že saze jsou mastné, tedy vodoodpudivé. Tam, kde je předmět pokryt sazemi, vidíme stříbrný vodní totální odraz.

Výzkum přímo v terénu – tedy v bazénu

A protože nastává léto, můžete si tento jen vyzkoušet i v bazénu. Když se potopíte a budete se z vody dívat ven (třeba na břeh) kolmo nad sebe, vše vidíte. Ale jakmile se budete dívat pod velkým úhlem (vzhledem ke kolmici na plochu rozhraní), tedy dostatečně šikmo na břeh, vidíte opět jen stříbrný pás, stříbřité nic.

Ilustrační foto přímo z kroužku – je zde vidět efekt „zmizení“ části obrázku.

Metod samozřejmě existuje více, ale my si pro náš výzkum vybereme ty, které se lehce dají realizovat s dětmi a běžně dostupnými pomůckami. Toto téma nabízí jedinečnou příležitost prozkoumat přírodní svět a zároveň pochopit některé základní matematicko-fyzikální principy.

Určení stáří stromu podle jeho obvodu v hrudní výšce

Asi nejjednodušším způsobem je změřit obvod kmene v tzv. hrudní výšce dospělého člověka, což je podle některých zdrojů 1,37 metru, ale podle jiných jen 1,2 metru. Vzhledem k tomu, že nám jde spíše o práci dětí s měřidly a obecně vědecký přístup ke zkoumání světa kolem nás, zvolte jednu konkrétní výšku vhodnou pro práci dětí (spíše 1,2 m). Pro měření obvodu kmene je nutné zvolit vhodné měřidlo, což svinovací metr není. Doporučujeme užít krejčovský metr nebo provázek, jehož délku následně porovnáte právě se svinovacím metrem nebo pásmem.

Pokud známe obvod kmene stromu v prsní výšce, máme dvě možnosti, jak z něj zjistit stáří stromu:

a) Podle průměru, pokud známe růstový koeficient.
Průměr stromu v prsní výšce vypočteme dělením změřeného obvodu číslem π (přibližně 3,14) a následně vynásobíme průměr stromu tzv. růstovým faktorem pro daný druh stromu. Růstový faktor se liší podle druhu stromu a může být nalezen v různých zdrojích, ale vyhledává se nesnadno. Pro některé stromy jsme je našli: smrk 4.5–5 (dle druhu); javor 4.7; borovice 5; bříza 5; akát 5.9; dřín 7; habr 7.

b) Vydělíme obvod stromu číslem 2 a číslem 3. Stáří stromu se pohybuje mezi těmito výsledky.

c) Pro některé stromy najdeme na internetu celé převodní tabulky k určení stáří stromu podle obvodu kmene v prsní výšce – např. mensa.click/18v.

Určení stáří stromu podle jeho výšky

Aneb – Jak určit výšku stromu?

Jiným zajímavým způsobem určování stáří stromů je určit jeho výšku a podle toho, jak rychle strom roste do výšky, odhadnout jeho stáří. Informace o rychlosti růstu různých druhů stromů se vyhledávají poměrně snadněji nežli informace o rychlosti růstu stromů do šířky.

Metody odhadu výšky stromu (čehokoliv) jsou založeny na podobnosti trojúhelníků.

a) Nastavíte takovou situaci, kdy nějakou tyčkou (tužkou, klackem) ve své natažené ruce přesně zakryjete daný strom ve svém zorném poli. Znamená to, že stojíte dostatečně daleko od stromu. Potom stačí změřit kolikrát vzdálenější je strom od vás proti vzdálenosti vašich očí od tyčky v natažené ruce a tímto poměrem (třeba 35x) vynásobit známou velikost tyčky ve vaší ruce.   

b) Změříte si (za pomocí tyčky ve vaší natažené ruce, když stojíte dostatečně daleko od stromu) kolikrát se vejde tyčka ve vaší natažené ruce do výšky stromu a zároveň na kmenu stromu udělá váš asistent značku ve výšce, kam podle vašich očí dosahuje jedna tyčka. Pak stačí jen změřit výšku značky na kmeni stromu a vynásobit změřeným počtem. (Stejným způsobem je metoda srovnání – vedle stromu se postaví dítě o známé výšce a někdo jiný o kus dále odhadne, kolikrát se dotyčný vejde do výšky stromu.)

c) Velmi podobnou metodou je „vzít si míru“ velikosti stromu opět na nějakou tyčku ve své natažené paži, příp. si rovnou rukama odměřit výšku stromu, a následně tyčku o 90° otočit, pomyslně položit na zem. Na místo, kam tyčka dosahuje, někoho postavit. Následně změříme vzdálenost dotyčného od stromu – a to je výška stromu.

My jsme tímto způsobem měřili s dětmi platany na školní zahradě, které podle internetu rostou rychlostí 25–30 cm za rok.

Metod existuje samozřejmě mnohem více. Tyto popsané jsou jednoduše pochopitelné i pro mladší zvídavé děti.

Zajímavým badatelským počinem tak může být určení stáří jednoho konkrétního stromu všemi zmíněnými metodami a diskuse o shodě či neshodě výsledků a přesnosti každé z metod. Pokud by se jednalo o nějaký strom v obydlené oblasti, můžete své měření doplnit ještě dohledáváním konkrétního stromu na dobových fotografiích místa.

Pamatujte, že růst stromu může být ovlivněn různými faktory, jako je konkurence, kvalita půdy a další podmínky.

Na závěr můžete hledat také zajímavosti o růstu stromů. Např. že nejstarší strom na světě se jmenuje Methuselah, je to borovice dlouhojehličná a je stará více než 4800 let. Nachází se v Bílých horách v Kalifornii, ale přesná poloha je tajná, aby byl strom chráněn. Nebo že nejvyšší strom na světě je hyperion, sekvoj vždyzelená, která měří více než 115 metrů. Je také v Kalifornii, v Redwood National Park (dle Wikipedie).

I když mnoho lidí si myslí, že stromy v zimě nerostou, ve skutečnosti pokračují v růstu, i když pomaleji. V zimě se stromy soustředí na růst kořenů. Stromy hrají klíčovou roli v boji proti globálnímu oteplování, protože absorbují oxid uhličitý z atmosféry a ukládají uhlík ve své tkáni. Stromy jsou domovem pro mnoho druhů živočichů a rostlin. Například v pralesích Amazonie se nachází více než 16 000 druhů stromů a miliony druhů hmyzu. I u nás v lese najdeme na jednom stromu prý až 250 druhů hmyzu. Je jasné, že skutečný počet druhů hmyzu na konkrétním stromě je ovlivněn mnoha faktory, včetně druhu stromu, geografické polohy, klimatu a dalších environmentálních podmínek. Až vás přestane bavit určovat stáří stromu, můžete se podívat, kolik hmyzáků najdete na jednom stromě vy.

Lesodiverzita

Pokud vás měření stromů nadchne, můžete se s dětmi zapojit do projektu Lesodiverzita (lesodiverzita.cz). Tento projekt vznikl na Katedře ekologie lesa Fakulty lesnické a dřevařské na České zemědělské univerzitě v Praze. „Pokud bychom měli jedním slovem vyjádřit, co tyto člověkem neovlivněné lesy (tedy pralesy) charakterizuje a spojuje, jistě by to byla rozmanitost. Najdeme v nich totiž jehličnaté i listnaté stromy různých rozměrů (výšek i tlouštěk), různého stáří i různých druhů, a tím pádem i mnoho různých druhů lesních živočichů a organismů, kterým tato nabídka vyhovuje.“ (převzato z webu projektu).

O co jde?

Záměrem je vytvoření online databáze biotopových stromů (s pomocí mobilní aplikace), jakožto významných prvků podporujících biodiverzitu, a to na základě dat z mapování jak přírodo-ochranářských, lesnických či vzdělávacích institucí, tak širokou veřejností se zájmem o přírodu a její ochranu. V obou případech přitom platí potenciál uplatnění záznamů pro vědecké účely. Pokud by se například podařilo komplexně zmapovat území větších rozloh, bodové záznamy nalezených stromů mohou dobře posloužit k modelování výskytu významných druhů organismů vázaných na mrtvé dřevo apod. V souhrnu by měla shromažďovaná data a projekt celkově přispívat k šíření povědomí o významu biotopových stromů pro ochranu biodiverzity velké části ohrožených druhů organismů, nutnosti jejich ochrany a odpovědném chování v jejich blízkosti. To je totiž důležitým předpokladem pro současnou přítomnost těchto stromů v krajině i na vhodných místech městského prostředí.

A jak říkají autoři, protože se snaží edukovat i ty menší až nejmenší, zvolili formu, která by mohla být sympatická i dětem. Interaktivní biotopový strom na hlavní stránce projektu umožňuje prozkoumávání stromových mikrostanovišť, galerie lesních druhů je doplňována o kresby i s popisem jejich ekologie a pod galerií je k nalezení lesní pexeso, díky němuž si děti názvy lesní fauny a flóry snáze zapamatují. Mapujte biotopové stromy taky!

Labyrinty a bludiště jsou starodávné symboly, které se objevují v různých kulturách a náboženstvích. Mají různé tvary, velikosti a účely, ale společně je spojuje jedna vlastnost: jsou to složité sítě cest, které vedou k nějakému cíli. Jak je možné využít toto téma pro dětské badatelství?

Rozdíl mezi labyrintem a bludištěm

Podle Wikipedie je bludiště síť v podobě složitě větvených cest s možností volby cesty a směru, zatímco labyrint obsahuje do svého středu pouze jedinou cestu, která navíc vede od vnějšího kraje ke středu. Labyrintem vede jediná cesta, byť pořádně klikatá. Oproti tomu v bludišti narazíte na mnohá rozcestí. A přitom ne každá z cest, kterou si na těchto rozcestích vyberete, vede tím správným směrem.

Příkladem labyrintu je například slavný labyrint v katedrále v Chartres ve Francii, který má tvar kruhu s jedenácti kruhovými zákruty a vede k růžici uprostřed. Příkladem bludiště je například buxusové bludiště na zámku Loučeň, které má čtvercový půdorys a je složené z mnoha slepých uliček a odboček.

Největší labyrint na světě je Labyrint na ostrově Samsø v Dánsku, který je také zapsán v Guinessově knize rekordů. Labyrint je vytvořený z kavkazských jedlí a rozkládá se na ploše 60 000 metrů čtverečních. Jeho celková délka je 5,3 kilometrů. Uvnitř se nachází osm cílů, mezi něž patří například Vikingský chrám, Srdcové náměstí nebo Kamenný kruh. Labyrint byl otevřen pro veřejnost v roce 2000.

Jak téma využít

Matematika: Labyrinty a bludiště souvisejí s teorií grafů, která je odvětvím matematiky zabývajícím se studiem struktur složených z uzlů a hran. Každý labyrint nebo bludiště můžeme reprezentovat jako graf, kde uzly jsou křižovatky a hranami jsou cesty mezi nimi. V teorii grafů se řeší různé problémy, například jak najít nejkratší cestu mezi dvěma uzly, jak najít nejdelší cestu mezi dvěma uzly, jak najít všechny možné cesty mezi dvěma uzly, jak zjistit, zda graf obsahuje cyklus, jak rozdělit graf na menší podgrafy a podobně. Pro řešení těchto problémů existují různé algoritmy, například Dijkstrův algoritmus, Bellman-Fordův algoritmus, Floyd-Warshallův algoritmus a další. Je možné děti seznámit s těmito algoritmy a vyzkoušet si je na různých labyrintech a bludištích, které si mohou nakreslit, nicméně se jedná o poměrně náročnou disciplínu. Každopádně bývá pro zvídavé děti velmi zajímavé vyzkoušet si „překreslit“ svoje bludiště do grafu – systému uzlů a hran. Je ale nutné začít od velmi jednoduchých bludišť, doporučuji křižovatky číslovat v grafu i v bludišti, aby děti viděly přímou spojitost.

Geometrie: Labyrinty a bludiště souvisejí také s geometrií, která je odvětvím matematiky zabývajícím se studiem tvarů, velikostí, poloh a vlastností prostorových objektů. Každý labyrint nebo bludiště má nějaký tvar, který můžeme popsat pomocí geometrických pojmů, například úhly, délky, obvod, obsah, symetrie, podobnost, shodnost, rovnoběžnost, kolmost, kružnice, elipsy, trojúhelníky, čtverce, obdélníky, mnohoúhelníky a podobně. Můžeme s dětmi určovat tyto pojmy a vlastnosti na různých labyrintech a bludištích, které existují nebo které si nakreslí. Zajímavé je také zkoumat, jak se mění tvar a vlastnosti labyrintu nebo bludiště, když ho zvětšíme, zmenšíme, otočíme, posuneme, zrcadlíme. Dokážete nakreslit takový labyrint, který po přiložení zrcátka doprostřed zůstane úplně stejný?

Děti milují bludiště a proto jsme jeden náš klub věnovali vytváření (kreslení) bludišť dle jejich fantazie (dračí / nebeské / Star Wars …). Následně si děti svá bludiště vyměnily a hledaly v nich průchody.

Měření: Druhým, náročnějším úkolem, je změřit délku cesty svým nakresleným bludištěm. Zvláště u tvarově členitých bludišť je záhy jasné, že pravítko, dokonce ani krejčovský metr, se nedá použít. I z hlediska badatelství je zajímavější měřit délku cesty bludištěm provázkem – „protáhnout“ provázek správnou cestou a následně změřit délku provázku. Samotná práce s provázkem je pro mladší děti velmi náročná. Vyžaduje koordinaci pohybů, orientaci v prostoru, jemnou motoriku. A velkým překvapením je délka cesty nakresleným bludištěm. Děti zjistí, že mohou mít i na papíru velikosti A4, tedy v bludišti o rozměrech do 30 cm délky, cestu delší než 1 m.

Návazným úkolem pak může být vytvořit labyrint s co nejdelší cestou.

Vrcholem vašeho zkoumání pak může být známý úkol „prolézt“ papírem. Návod např. hranostaj.cz/hra815.

Jděte ven!

A co teprve vytvoření skutečného venkovního labyrintu! Váš labyrint nemusí mít vysoké zdi, stačí když bude vyznačen na zemi tak, abyste jím mohli procházet. Tak znělo i zadání soutěžního úkolu lednové výzvy Poháru vědy:

Navrhněte a vytvořte bludiště či labyrint z přírodních materiálů. Bludiště/labyrint musí být tak velké, abyste jím mohli procházet. Změřte, jak je vaše bludiště/labyrint velké a jak je dlouhá nejkratší cesta, která ho projde. Vymyslete způsob, jak to změřit co nejpřesněji.  

Úkol lze pojmout dvojím způsobem: můžete začít vytvářet bludiště a následně ho zkusit zakreslit do plánku. Těžší úkol je naopak nejprve vytvořit plán a pak se snažit podle něj bludiště vytvořit. Toto je úkol, který vyžaduje notnou dávku odhodlání a trpělivosti při jeho plnění. Následný úkol s proměřováním cest je také velmi zajímavý: i zde přijde nejspíš na řadu provázek a práce s poměrně velkými délkami. Opět obzvláště pro malé děti je měření délek v desítkách až stovkách metrů zcela novým zážitkem. Můžete samozřejmě také krokovat či stopovat a následně údaje získané různými metodami porovnat.

Pro úplnost ještě dodejme znění úkolu pro kategorii II. stupeň ZŠ v letošní soutěži Pohár vědy:

Vytvořte model zahradního bludiště. Vaše bludiště může být z jakéhokoliv materiálu, může jím procházet kulička, nebo magnet či jiná drobná věc dle vašeho uvážení. Jedinou podmínkou je, že rozměry bludiště nesmí překročit délku 30 cm a šířku 20 cm (přibližně sešit formátu A4).

Toto zadání lze ještě více využít a vytvořit si hru – labyrint v krabici, jejímž správným nakláněním se bude vaše kulička muset vyhnout všem připraveným nástrahám (dírám, překážkám).

Přejeme vám hodně zvídavé zábavy!