Tato úloha neprošla kontrolou správnosti

Experimenty s velkou pružinou

Pokus číslo: 2075

  • Cíl pokusu

    • Žák pozoruje rychlost šíření postupné vlny

    • Žák rozlišuje podélné a příčné vlnění

    • Žák popíše odraz vlny na pevném konci pružiny

  • Teorie

    Pružina velkého průměru a malé tuhosti umožňuje vybudit pulz vhodný pro pozorování, a to především díky:
    • velké amplitudě a malé rychlosti šíření pulzu

    • možnosti vybudit podélné i příčné vlnění (Obr. 1)

    • možnosti vytvořit jediný pulz; tak dojde k zamezení vzniku stojaté vlny

    • možnosti pozorovat odraz příčného pulzu na pevném a volném konci pružiny

    Obr. 1:	Příčný a podélný pulz (Zdroj: Rauner, Karel et al. Fyzika pro 8. ročník základní školy a primu víceletého gymnázia.)
    Na pevném konci se vlnění vrací s opačnou fází. Na volném konci se vlnění vrací se stejnou fází (Obr. 2).
    Obr. 2:	Odraz vlny na pevném konci (Zdroj: Lepil, Oldřich. Fyzika pro gymnázia).
    Video model odrazu od pevného i volného konce naleznete na:

    http://www.acs.psu.edu/drussell/Demos/reflect/reflect.html

  • Pomůcky

    Pružina velkého průměru a malé tuhosti, stojan k připevnění jednoho konce, provázek

  • Postup

    Pružinu položíme na lavici a na jednom konci upevníme. Je vhodné, aby délka pružiny byla při natažení cca 3 m, přitom nebyla výrazně přepjatá. Prudkým pohybem ruky vybudíme podélný nebo příčný pulz a pozorujeme jeho šíření. Odraz od volného konce demonstrujeme tak, že připevněný konec pružiny nastavíme 30 cm dlouhým provázkem. Ten umožní pohyb konce pružiny. Odraz se lépe demonstruje na méně napnuté pružině a s prudším impulzem ruky. Žáci mohou:
    • diskutovat rozdíl mezi podélnou a příčnou vlnou

    • diskutovat rozdíl mezi pohybem jedné smyčky pružiny a pohybem celé vlny

    • měřit rychlost vlny

    • popsat změnu fáze vlny po odrazu od pevného konce

  • Vzorový výsledek

  • Metodické poznámky

    Pružinu je snadné poničit přílišným natažením, nedoporučujeme proto dávat pružinu k dispozici žákům.
Typ pokusu: kvalitativní
Věková skupina: od 2. stupně základní školy
Potřebné vybavení: proveditelné s pomůckami, které se na školách obvykle vyskytují
Čas přípravy pokusu: do 3 minut
Čas provedení pokusu: do 3 minut
Pokus je zachycen na videu