Princip klenby

Znalosti a vědomosti získané v hodinách fyziky by měli být žáci schopni uplatňovat i v dalších předmětech a zejména v praktickém životě. Při vývoji fyziky jako vědní disciplíny (zhruba ve 13. - 14. století) začali učenci teoreticky zdůvodňovat postupy a metody, které lidstvo vyvinulo metodou „pokus - omyl". Jedním z principů, který do této kategorie patří, je i princip klenby. S klenbou se setkáváme u staveb. Zejména u chrámů, kostelů, mostních oblouků a dalších velkých staveb je klenba jasně vidět. Fyzikální podstatu tohoto důležitého stavebního prvku lze přitom velmi jednoduše přiblížit i žákům.

obrázek

K experimentu budeme potřebovat dvě plechovky (např. konzervy od krmiva pro psy) nebo několik knížek jako stativ, list papíru formátu A4 a závaží o hmotnosti 100 g (toto závaží má dostatečnou hmotnost, aby byl efekt klenby výrazně vidět, ale přitom ho papír udrží). Kvůli ochraně stolu, na kterém budeme experiment provádět, je vhodné si připravit i nějaký hadr (starší ručník apod.).

Vlastní experiment provedeme ve dvou krocích. Nejprve postavíme na stůl plechovky nebo knihy do takové vzdálenosti, aby mezi ně bylo možné položit papír formátu A4. Aby nedošlo k poškození stolu, dáme pod papír hadr. Na papír položený mezi plechovkami opatrně pokládáme závaží. Jakmile závaží pustíme, spadne i s papírem na stůl (resp. na hadr). Pokud nejsou plechovky příliš vysoké (a závaží tedy nepadá z příliš velké výšky) a nehrozí poškození stolu, hadr nepoužíváme. Experiment tak bude mít i zvukový doprovod, který je v tomto případě z didaktických důvodů vhodný - žáci si uvědomí, že se stala nehoda!

Ve druhém kroku papír nejprve naskládáme do tzv. harmoniky - střídavě přehýbáme na papíru z jedné a z druhé strany proužky šířky zhruba 1 cm. Takto složený papír položíme na plechovky či knihy a na něj opatrně postavíme závaží. Dáváme pozor, abychom závaží postavili na dva sousední „hřbety harmoniky", tak zajistíme jeho stabilní polohu. Když závaží pustíme, zůstane na složeném papíru stát. Experiment lze předvést frontálně, ale též ho mohou (vzhledem k použitým pomůckám) studenti provést samostatně.