Pokusy z mechaniky pro budoucí učitele fyziky

Abstract

Cílem práce bylo vytipovat a ověřit pokusy s jednoduchými pomůckami využitelné v přednášce Mechanika případně Teoretická mechanika pro budoucí učitele fyziky. Práce se věnuje vytipované oblasti pokusů, kterou je valení těles. Konkrétně jde o valení kuliček v nakloněné liště profilu L a v drážce mezi kolejničkami, jejichž vzdálenost lze nastavovat. Pro tyto případy jsou několika způsoby odvozeny vztahy pro zrychlení kuličky jak se zanedbáním valivého odporu, tak se započtením valivého odporu. V experimentech byl pohyb kuliček nahráván na video a záznamy byly analyzovány pomocí programu Tracker. Zrychlení kuličky získaná ze zpracovaných měření jsou porovnána s teoretickými vztahy. Výsledky ukazují, že při malých sklonech nakloněné roviny (vhodných pro to, aby pohyb kuliček šel dobře demonstrovat) je nezbytné započítat vliv valivého odporu.

The aim of the thesis was to select and verify experiments with simple aids for utilization in the Mechanics or Theoretical Mechanics lecture for future physics teachers. We deal with a selected area of experiments, which is body rolling. In particular, rolling balls at an inclined slat of an L-profile and in the groove between two rails, the distance of which being adjustable. For these cases, the acceleration of the balls is derived in several different ways, both by neglecting the rolling resistance and by including the rolling resistance. In the experiments, the movement of the balls was recorded on video and analysed using the Tracker program. The accelerations of the balls obtained from the processed measurements are compared with the theoretical results. It is shown that with small inclinations of the inclined plane (which is suitable for the demonstrations because the moment of the balls is more visible), it is necessary to take into account the effect of the rolling resistance.