Fyzikální kabinet FyzKAB

Stránky Píší o GymKT Jak jsme s gymnazisty zvážili Zemi

Jak jsme s gymnazisty zvážili zeměkouli

KLATOVY - Studenti nadaní na fyziku spočítali pomocí čtyřicetimetrového kyvadla hmotnost modré planety

Víte, jak se váží zeměkoule? Je to snadné. Stačí znát poloměr Země, přesnou dobu její otáčky, gravitační konstantu a zeměpisnou šířku místa, kde postavíte nezbytné matematické kyvadlo. Pak už jen změříte délku kyvadla a dobu jeho kmitu a vše správně vypočtete. Že se vám to tak snadné nezdá? Studentům z klatovského Gymnázia Jaroslava Vrchlického zřejmě ano, neboť se rozhodli spočítat hmotnost zeměkoule s pomocí matematického kyvadla spuštěného z městské dominanty - Černé věže.

Autor článku:
autor
Milan Kilián

U takového pokusu samozřejmě Deník nemohl chybět.

12.00:

V průjezdu Černé věže už čekají gymnazisté Tomáš Klejna, Zdeněk Marek, Tomáš Smolík a Martin Skála. Všichni se vesele usmívají a baví, ovšem jen do chvíle, než se přižene profesor Miroslav Panoš, který musel na poslední chvíli na jeden díl speciální konstrukce, z níž bude kyvadlo spuštěno, přivařit háček. „Tak, popadněte každý kus a jdeme to nahoru postavit,“ burcuje žáky Panoš poté, co dozněl hlas zvonu Vondra.

Vazeni Zeme - obr1 Vazeni Zeme - obr2 Vazeni Zeme - obr3 Vazeni Zeme - obr4
12.10:

Kluci vynášejí kovové části a další nezbytné vybavení po úzkých schodech zhruba do poloviny Černé věže. Protáhneme se pod zvonem a ihned se začíná pracovat na výstavbě konstrukce. Když je připraveno rameno, které se vysune ven, zazní dotaz: „Kde je saturna?“ Všichni se po sobě podívají. „Dole v batohu,“ zazní neveselá odpověď. Zatímco pokračují přípravy, seběhne vybraný nešťastník pro rybářský vlasec. Za chvilku je ale zpět a pomocí dvou olůvek se spouští dva téměř padesátimetrové vlasce dolů.

Vazeni Zeme - obr5 Vazeni Zeme - obr6 Vazeni Zeme - obr7 Vazeni Zeme - obr8
12.22:

Zatímco na věži pokračuje výstavba konstrukce, já scházím zhruba sto schodů a jdu pokus sledovat z úpatí věže.

Vazeni Zeme - obr9 Vazeni Zeme - obr10 Vazeni Zeme - obr11 Vazeni Zeme - obr12
12.38:

Spolu se dvěma desítkami lidí čekáme, až bude připravené kyvadlo. Někteří si čtou improvizovanou nástěnku, kde mladí gymnazisté informují nejen o tomto pokusu, ale i svých internetových stránkách http://kabinet.fyzika.net/. Zatímco se ve vysílačce ozývá, že vše je připraveno, zamotá se nám neopatrná dívka do vlasce. Naštěstí se vymotá dříve, než přijde profesor s žáky dolů, a především nic nepoškodí.

Vazeni Zeme - obr13 Vazeni Zeme - obr14 Vazeni Zeme - obr15 Vazeni Zeme - obr16
12.41:

„Teď zkonstruujeme kyvadlo a z periody jeho kmitu vypočítáme gravitační zrychlení a hmotnost Země. Navážeme závaží a můžeme začít měřit,“ říká Panoš, zatímco s pomocí Skály a zvoníka Jaroslava Aichingera přivazuje dvoukilogramové závaží.

Vazeni Zeme - obr17 Vazeni Zeme - obr18 Vazeni Zeme - obr19 Vazeni Zeme - obr20
12.47:

Přivázané závaží napne vlasec tak, že skončí až na zemi, a je nutné ho převázat. A to dokonce dvakrát. Využívám proto volné chvilky a ptám se na speciální konstrukci, která kyvadlo drží, jejího tvůrce Tomáše Klejny. „Vymysleli jsme ji spolu s otcem, který má kovoobráběcí firmu, takže se výrobou ze železa živí. Výroba trvala zhruba tři, čtyři hodiny a nejtěžší bylo udělat to tak, aby se nám to nepřevažovalo, protože z věže vyčnívá poměrně velký kus, téměř dva metry,“ řekl šikovný student.

Vazeni Zeme - obr21 Vazeni Zeme - obr22 Vazeni Zeme - obr23 Vazeni Zeme - obr24
12.51:

„Všichni, kdo máte stopky na hodinkách nebo na mobilu, se můžete zapojit,“ říká přihlížejícím profesor Panoš a když jsou všichni připraveni, uvede kyvadlo do pohybu. Po deseti kmitech zavelí stop a všichni sdělí naměřené časy studentům. Ti zanesou údaje do notebooku a bleskově počítají.

Vazeni Zeme - obr25 Vazeni Zeme - obr26 Vazeni Zeme - obr27 Vazeni Zeme - obr28
12.56:

„Délka kyvadla je téměř 40 metrů, deset kmitů trvalo 125,5 vteřiny. Hmotnost Země je 5,9 .1024  kilogramu. Teď už jdeme jen zpřesňovat,“ informuje všechny Panoš. Vtom přicházejí k věži turisté a ptají se, co děláme. „Vážíme zeměkouli,“ povídám a žena se srdečně rozesměje.

Vazeni Zeme - obr29 Vazeni Zeme - obr30 Vazeni Zeme - obr31 Vazeni Zeme - obr32
13.20:

Pokus jsme ještě čtyřikrát zopakovali se stejným výsledkem a máme hotovo. Země váží 5,97 .1024 kg. Zatímco gymnazisté se vydávají po schodech, aby rozebrali konstrukci, hodnotí Miroslav Panoš dnešní měření: „S výsledkem jsem velice spokojen. Přesnost je v procentech, která jsme očekávali, a podařilo se nám trefit i druhé desetinné místo, což je super,“ pochvaloval si Panoš. Vzhledem k jeho spokojenosti a nadšení kluků se dá předpokládat, že to rozhodně nebyl poslední zajímavý pokus, který klatovské gymnázium připravilo. Jen by příště mohli vybrat místo, kde je méně schodů.

Vazeni Zeme - obr33 Vazeni Zeme - obr34 Vazeni Zeme - obr35 Vazeni Zeme - obr36

Klatovský Deník, 30. 10. 2008

Pozn:

Pro publikování na stránkách Fyzikální kabinet, byl text oproti novinovému článku doplněn fotografiemi následujících autorů:

Milan Kilián (1–8,13–16, 24–28, 30, 32, 34, 36),
Kristýna Čerbová (12, 19–20, 23, 29, 31, 35),
Petr Mašek (9, 17–18, 21–22)
Zdeněk Marek (10–11, 33 ).

free counters
od 26.9.2012
UPOZORNĚNÍ:
Nesouhlasíme s vyřazením Newtonových zákonů, Ohmova zákona a zákona zachování energie z učiva fyziky základních škol v České republice!