Fyzika v 09M

Tíhové zrychlení

Ve fyzice a dalších aplikačních předmětech (chemie, elektrotechnika, …) se velmi často ve výpočtech různých fyzikálních veličin vyskytují fyzikální konstanty nebo veličiny, jejichž číselné hodnoty charakterizují určité vlastnosti různých prostředí, materiálů, chemických prvků, … Většina z těchto parametrů je velmi obtížně měřitelná ve školních podmínkách, neboť chybí drahé experimentální zařízení, s jehož pomocí by bylo možné, ale v některých případech také bezpečné, danou číselnou hodnotu naměřit. Existují ale i výjimky!

Jednou z fyzikálních veličin, kterou lze ve školních podmínkách velmi dobře naměřit, je i velikost místního tíhového zrychlení. A když už měřit tuto fyzikální veličinu, tak proč se také nenaučit něco víc o zpracování naměřených dat? Nerad totiž provádím se žáky měření jen proto, aby se naměřilo něco, co už je dávno známé a naměřené výrazně přesněji! Důležité je, zda toto měření žákům (a nebo třeba i mě) přinese něco nového, prospěšného a zajímavého pro další profesionální růst nebo „jen“ použití v jiných předmětech. Navíc velikost tíhového zrychlení měřená dále popsanou metodou vychází i ve školních podmínkách velmi přesně!

Proto jsem se rozhodl i žáky třídy 09M ze SPŠST Panská vmanévrovat v březnu 2011 do měření velikosti místního tíhového zrychlení pomocí matematického kyvadla. Proto jsem připravil několik kyvadel, jejichž délky závěsů se pohybovaly od několika desítek centimetrů až po přibližně devět metrů! A taková kyvadla jsem volil ze dvou důvodů. Jednak proto, aby bylo zřejmé, že při určování velikosti tíhového zrychlení nezávisí na délce závěsu použitého matematického kyvadla, a dále proto, aby bylo možné sestrojit graf závislosti periody matematického kyvadla na délce jeho závěsu a graf závislosti periody kyvadla na druhé odmocnině délky závěsu kyvadla. Proč? To se ukáže právě na naměřených datech …

Ačkoliv v každé polovině třídy, s níž jsem měření prováděl, pracovalo nezávisle na sobě zhruba sedm skupin, grafické závislosti se zpracovávaly z dat všech skupin. Proto bylo nutné, aby všichni měřili přesně a správně. V opačném případě by se totiž chyba jednotlivce promítla do chyby všech!

Průběh měření je zaznamenán na fotografiích.

Autor fotografií: Jaroslav Reichl