Zákon zachování energie netradičně

Zákon zachování energie patří snad k nejdůležitějším fyzikálním zákonům. Na jeho přesném pochopení pak závisí pochopení řady jevů a dějů v dalších částech fyziky (kmitání tělesa na pružině, matematické kyvadlo, urychlování elektronů v televizní obrazovce, základy speciální teorie relativity, ...). Ačkoliv v uvedených příkladech vystupují různé druhy energie (mechanická, energie elektrického pole, ...), základní pochopení tohoto důležitého zákona lze žákům přiblížit na mechanických energiích. Navíc při výkladu mechaniky lze s žáky diskutovat i o rozdílu zákona zachování energie a zákona zachování mechanické energie.

Pomůcky a základní provedení experimentu

K experimentu budeme potřebovat běžné pomůcky, které lze najít nejen v kabinetě fyziky, ale i v domácnosti. Stačí dvoulitrová PET láhev naplněná vodou, asi 3 - 4 m pevnějšího provázku, židle a vhodné místo závěsu láhve. Místo závěsu provázku s PET láhví by mělo být na takovém místě, aby bylo v okolí místo pro postavení židle a láhev se mohla bez nárazu do okolních předmětů kývat v námi určené svislé rovině. K PET láhvi přivážeme pevnější provázek (viz obr. 1), láhev naplníme vodou a připevníme např. k rámu dveří (viz obr. 2). Místo závěsu musí být dostatečně pevné, aby nedošlo během experimentu ke zbytečnému poranění.

Obr

Obr

Aniž bychom specifikovali účel, vyzveme žáky, aby ve svých řadách našli dobrovolníka. Ten si vezme židli a umístí ji nedaleko místa závěsu láhve tak, aby se při napnutém vychýleném provázku PET láhev na něm zavěšená dotýkala žákovy brady (viz obr. 3). Stoupneme si za žáka, láhev vychýlíme až k jeho bradě, žáka vyzveme, aby se vůbec nehýbal, a láhev pustíme. Láhev projde rovnovážnou polohou, vychýlí se na opačnou stranu od žáka a vrací se k žákovi (viz obr. 4). Sledujeme přitom žáka - dáme pozor zejména na to, aby se nepředklonil!