Energie tuhého tělesa

V současné době řada společností nabízí možnost zkusit si zorbing: pohyb člověka v plastové kouli, která se valí z kopce. Skutečnost, že přítomnost člověka v kouli a jeho poloha v ní ovlivní velikost rychlosti pohybu koule, lze simulovat velmi jednoduchým experimentem.

Příprava experimentu

K experimentu budeme potřebovat dvě stejné plastové láhve od nápojů (stačí láhve o objemu 0,5 l), vodu, syrovou rýži a běžnou školní lavici. Láhve začerníme barvou nebo polepíme papírem i ty části, které nejsou opatřeny reklamou od výrobce nápoje, tak, aby nebylo vidět dovnitř (viz obr. 1). Do jedné láhve nalijeme vodu, do druhé nasypeme syrovou rýži (viz obr. 2). Pomocí váhy lze velmi rychle docílit toho, že obě láhve i se svou náplní budou mít stejnou hmotnost. (Láhev s rýží může být plná a z láhve s vodou trošku vody odlijeme.)

Dvě láhve připravené k experimentu

Pohled do připravených láhví

Provedení experimentu

Připravené pomůcky přineseme do třídy a před žáky určíme hmotnost obou lahví, aby bylo vidět, že tyto hmotnosti jsou stejné. Na základě toho tedy usoudíme (a žákům sdělíme), že když láhve necháme pohybovat po nakloněné rovině, projedou jí obě za stejný čas. Žáci souhlasí.

Provedeme tedy vlastní experiment. Stoupneme si ke kratší straně jedné z lavic, položíme na její kratší okraj vedle sebe obě láhve, každou přidržíme jednou rukou a lavici nadzvedneme asi 10 cm až 15 cm (viz obr. 3 a obr. 4). Nyní požádáme jednoho z žáků o pomoc: poprosíme, aby si stoupl naproti nám a pohybující se láhve zachytil a zabránil tak jejich pádu na podlahu. Až bude pomocník připraven, uvolníme současně obě láhve. Žáci s překvapením zjistí, že jedna z láhví projela délku lavice za kratší čas, než druhá láhev.