VLNENIE
Previazané kyvadlá
Potrebujeme:
Dva rovnaké objekty (napríklad matice alebo tenisky)
Lano/šnúrku
Stabilný držiak (napr. rám dverí alebo stojan)
Postup:
Na stojan pripevníme šnúrku tak, aby okraj visel do jednej tretiny.
Obe matice zavesíme na dve rovnaké šnúrky a pripevníme na šnúrku na stojane.
Matice musia byť rovnaké, aby ich hmotnosť a správanie boli symetrické.
Dbáme na to, aby matice voľne viseli a mohli sa kývať.
Jednu maticu vychýlime z rovnovážnej polohy a pustíme. Môžeme si všimnúť, že sa začína kývať a druhá matica sa postupne tiež dostáva do pohybu.
Po chvíli sa pohyb prvej matice začne zmenšovať a druhá matica prevezme väčšinu oscilácie. Tento proces sa opakuje: oscilácia sa prenáša tam a späť medzi oboma maticami, ako sa energia presúva cez pružné lano.
Pokus zopakujeme, ale namiesto matíc zavesíme na konce lana dve rovnaké tenisky.
Tenisky budú hrať rovnakú úlohu ako matice v predchádzajúcom pokuse, pričom opäť uvidíme, ako sa oscilácia prenáša medzi dvomi objektmi.
Aj pri teniskách môžeme pozorovať, ako sa energia prenáša, ale kvôli rozdielnym fyzikálnym vlastnostiam (rozdielne rozloženie hmotnosti alebo tvaru oproti maticiam) môže byť pohyb o niečo odlišný.
Pikoška:
Mnohé biologické systémy fungujú na princípe previazaných oscilátorov. Napríklad srdcové bunky oscilujú spolu, aby udržali pravidelný srdcový rytmus. Ak by sa srdcové bunky „rozladili“, vznikla by arytmia.
Ak dáte vedľa seba dve kyvadlá a prepojíte ich (napríklad lanom), po čase sa začnú hýbať synchrónne. Tento jav sa dá pozorovať aj v prírode, napríklad u svietiacich svetlušiek, ktoré postupne synchronizujú svoje blikanie.
Prepojenie s ďalším pokusom:
Prepojené oscilátory nám ukazujú, ako sa energia a oscilácie môžu šíriť systémom – v prípade nasledujúceho pokusu je to viditeľné vo forme mechanickej vlny.
Juliánov vlnostroj
Demonštrácia vlnového pohybu pomocou jednoduchých materiálov.
Potrebujeme:
Dva podperné stojany
1 rolka lepiacej pásky
8 balení gumových medvedíkov
cca 100 drevených špízov
Postup:
Postavíme podperné stojany na opačné strany stola a upevníme ich pomocou držiakov tyčí.
Natiahneme lepiacu pásku (lepivou stranou nahor) mierne dlhšiu ako vzdialenosť medzi držiakmi tyčí.
Konce lepiacej pásky omotáme okolo držiakov tyčí a uistíme sa, že páska je napnutá.
Na oba konce drevených špízov nasunieme gumových medvedíkov. Použijeme toľko špízov, aby sme pokryli celú dĺžku pásky, pričom medzi každým špízom necháme medzeru asi 5 cm.
Na špíz vyznačíme stred a od stredu vyznačíme polovicu priemeru šírky pásky – táto značka nám pomôže lepiť špízy rovnako a na stred.
Špízy umiestnime na pásku tak, aby boli v cca 5 cm intervaloch.
Zdvihneme gumového medvedíka na jednom konci mechanizmu a uvoľníme ho. Pozorujeme vytvorený vlnový impulz!
Opakujeme krok 1, aby sme videli rozdiel medzi rýchlym a pomalým impulzom, alebo skúsime zdvihnúť medvedíka do rôznych výšok a sledujeme rozdiel.
Ak nie sú špízy správne vycentrované, upravíme pozíciu gumových medvedíkov tak, aby bol mechanizmus vyvážený.
Ak chceme urobiť tento pokus opakovateľný, nalepíme na špízy ďalší kus lepiacej pásky, aby sme ich uzavreli medzi lepivými stranami pásky.
Ako to funguje:
Keď zdvihneme a uvoľníte gumového medvedíka, vytvoríme vlnový impulz, ktorý prechádza cez špízy a pásku. Pozorujeme, ako sa vlna pohybuje prostredím a ako rôzne faktory, ako frekvencia alebo amplitúda, ovplyvňujú pohyb vlny.
Tento experiment jednoduchým spôsobom ukazuje princípy vlnového pohybu.
Pikoška:
Tento pokus simuluje mini tsunami. Každý pohyb medvedíkov môže predstavovať obrovské vlny, ktoré sa šíria cez oceány, aké vidíme pri skutočných prírodných katastrofách.
