Veda nás baví

Interaktívne a zábavné aktivity pre deti

Lekcia Zotrvačnosť

Cieľ lekcie:

Deti sa na jednoduchých pokusoch naučili, čo to je zotrvačnosť, a prečo niektoré telesá zotrvávajú v pokoji napriek tomu, že rozhýbeme ich podklad (iné telesá).

Spýtajte sa Vašich detí:

  • Čo znamená, keď sa povie "teleso je v pokoji"?
  • Čo je to pohyb?
  • Čo je to zotrvačnosť?
  • Čo sa deje s mincou, ak z pod nej vytiahnete papier? Čím je to spôsobené?
  • Prečo sa vyleje polievka z taniera, keď ju nesiete moc rýchlo?
  • Prečo nemá chodec prednosť pred električkou?

Zotrvačnosť

Zotrvačnosť je vlastnosť hmotných telies (telies s hmotnosťou), ktoré sa snažia zotrvať v stave pred vonkajším fyzikálnym pôsobením, tj. v prípade, že na teleso nepôsobí žiadna vonkajšia sila. V mechanike môžeme zotrvačnosť opísať ako schopnosť telesa nemeniť smer ani rýchlosť pohybu voči referenčnému systému. Môže sa jednať o pokoj alebo o rovnomerný priamočiary pohyb. Ak sú pôsobiace sily v rovnováhe (tj. vzájomne sa rušia) zotrváva teleso v pôvodnom stave. Veľkosť zotrvačnosti je priamo závislá na hmotnosti telesa.

Z praxe poznáme, že pre uvedenie vozíčka do pohybu treba na neho rukou pôsobiť silou. Pre odpálenie loptičky na golfe je nutné na loptičku pôsobiť golfovou palicou, a pre rozjazd cyklistov na bicykli musí začať cyklista šliapať - teda pôsobiť na pedále silou. Kým na telesá silou nepôsobíme, zostávajú v relatívnom pokoji. Teda: Každé teleso zotrváva v relatívnom pokoji, pokiaľ nie je silovým pôsobením iného telesa uvedené do pohybu.

Vozíček sa pohybuje ďalej, aj keď sila ruky už nepôsobí, golfová loptička letí ďalej, aj keď sa palica už nedotýka a cyklista na vodorovnej ceste zostáva v pohybe, aj keď prestane šliapať. Všeobecne možno vyvodiť aj ďalší záver: Ak nepôsobia na teleso iné telesá silou, zostáva dané teleso v rovnomernom priamočiarom pohybe.

Závislosť zotrvačnosti na hmotnosti
Obrázok Veľkosťt zotrvačnosti od VNB

Vieme ale, že vozíček sa zastaví, cyklista (ak nezačne šliapať) sa postupne zastaví tiež, čo je spôsobené odporovou silou vzduchu a trecou silou o podložku. Silovým pôsobením sa mení nielen veľkosť rýchlosti, ale aj jej smer (odraz puku od mantinelu štadióna, úder raketou do tenisovej loptičky, ...).

Teraz je teda možné formulovať prvý Newtonov zákon, ktorý hovorí o dôležitej vlastnosti telies - o zotrvačnosti. Preto býva často tiež nazývaný zákon zotrvačnosti: Každé teleso zotrváva v relatívnom pokoji alebo v rovnomernom priamočiarom pohybe, kým nie je prinútené silovým pôsobením iných telies tento stav zmeniť. Inými slovami: Ak nepôsobí na teleso sila, teleso sa pohybuje bez zrýchlenia.

Teleso zotrváva v pokoji alebo rovnomernom priamočiarom pohybe, pokiaľ ho nejaká vonkajšia sila nedonúti tento stav zmeniť. S prejavmi zotrvačnosti musíme počítať najmä pri rýchlych pohyboch alebo pri pohyboch veľmi hmotných telies.

Zotrvačnosť telies v praxi

1. zotrvačnosť telies v pokoji - každé uvedenie telesa do pohybu

  • V rozbiehajúcom sa autobuse máme tendenciu zotrvať v pokoji - preto padáme smerom proti smeru rozbiehania.

2. zotrvačnosť telies v pohybe - náhle brzdenie telies, náhla zmena smeru rýchlosti

  • Ak zabrzdí prudko autobus, padáme v smere jeho pohybu. Rovnako tak (pokiaľ sa nedržíme alebo nesedíme) padáme, ak prechádza autobus rýchlo "ostrú" zákrutu.

Autíčko na zotrvačník
Obrázok Matchbox Cars Boss Mustang 1972 od Jeff [CC BY 2.0] via Flickr

Dôsledky zákona zotrvačnosti

  • Ak nesieme tanier s polievkou - nesmieme sa ani rýchlo zastaviť ani rýchlo rozbehnúť.
  • Ak narazí auto - nepripútané osoby sa pohybujú dopredu.
  • Veľkú pozornosť musíme venovať dôsledkom zákona u telies s veľkou hmotnosťou:
    • Rýchlo idúci vlak musí brzdiť už ďaleko pred stanicou.
    • Veľké nákladné lode - tankery - dokonca zastavia plavbu pred prístavom a do prístavu ich ťahá vlečný čln.

Tanker
Obrázok Tanker od GTraschuetz [Public domain] via Pixabay

Ak vás téma zaujala a chcete sa dozvedieť viac:

Potrebujete poradiť? Napíšte nám infosk@vedanasbavi.sk

Návštevou týchto stránok súhlasíte s použitím súborov cookies od nás a tretích strán najmä za účelom analýzy návštevnosti. Viac informácií tu.
cancel
helpline kroužky

Môžeme Vám pomôcť?

Nedarí sa Vám dokončiť prihlášku? Pokiaľ máte problém, neváhajte nás kontaktovať:

Email: infosk@vedanasbavi.sk