Odpuzování vozíků s magnety I
Pokus číslo: 4480
Cíl pokusu
Cílem pokusu je ukázat pomocí vozíčků se zabudovanými siloměry od firmy Vernier, že síly, kterými na sebe působí vzájemně se odpuzující magnety, jsou stejně velké a působí opačným směrem, a to nezávisle na tom, jak jsou magnety silné. Při menší vzdálenosti magnetů je velikost obou sil větší než při větší vzdálenosti magnetů.Teorie
Zákon akce a reakce říká, že při vzájemném silovém působení dvou těles mají působící síly stejnou velikost a opačný směr.Pomůcky
- ocelová dráha od firmy Vernier
- dva vozíčky se zabudovanými siloměry
- dva nástavce na magnety
- magnety (stejně silné i různě silné)
- program Vernier Graphical Analysis
Postup
Připravíme dráhu a vozíčky se zabudovanými siloměry a k oběma vozíčkům přišroubujeme nástavce na magnety (obr. 1).
Zapneme program Vernier Graphical Analysis (zkratka VGA).
Vybereme měření pomocí senzorů a připojíme vozíčky. V kanálech vybereme sílu (obr. 2 vlevo).
Vynulujeme siloměry (obr. 2 vpravo nahoře).
U jednoho z vozíků zaškrtneme tlačítko Obráceně, protože vozíky jsou na dráze vůči sobě opačně. Tím zajistíme, aby oba měřili ve stejné vztažné soustavě (obr. 2 vpravo dole).
Nastavíme zobrazování okamžité hodnoty (obr. 3).
Na nástavce přichytíme stejně silné magnety a měříme působící sílu při různých vzdálenostech vozíků.
Na nástavce přichytíme různě silné magnety a měříme působící sílu při různých vzdálenostech vozíků.
Vzorový výsledek – stejně silné magnety
Síly, kterými na sebe působí dva stejně silné magnety, mají vždy stejnou velikost a jsou opačně orientované. Při větší vzdálenosti magnetů je velikost obou sil menší, při menší vzdálenosti magnetů je velikost obou sil větší.
Vzorový výsledek – různě silné magnety
Síly, kterými na sebe působí dva různě silné magnety, mají vždy stejnou velikost a jsou opačně orientované. Při větší vzdálenosti magnetů je velikost obou sil menší, při menší vzdálenosti magnetů je velikost obou sil větší.
Technické poznámky
Vozíčky je nutno vždy při měření držet. Pokud jsou vozíčky v malé vzdálenosti, je třeba si dát pozor, aby nevyskakovaly z dráhy.
Pokus lze provést i bez dráhy, jen s vozíky položenými na stole. Je důležité je přitom dobře přidržovat přímo proti sobě.
Před prováděním experimentu před žáky je třeba vynulovat siloměry, abychom v žácích neprohloubili či nevytvořili chybnou představu tím, že by naměřené působící síly měly různou velikost.
Metodické poznámky
Experiment lze využít při nabourávání následujících, obvykle silně zakořeněných, miskoncepcí:
Síly vzájemného působení jsou časově posunuté, nejprve působí akce, potom reakce.
Silnější magnet působí na slabší magnet větší silou.
Podle Mandíkové, D. a Trny, J., Žákovské prekoncepce ve výuce fyziky, Paido 2011, ISBN 978-80-7315-226-0.
Komentář
Protože magnety není možno k vozíčkům připevnit tak, aby se přitahovaly, byl obdobný pokus proveden s gumičkou. Přitahování vozíků gumičkou I
