Síla a její účinky

V 6. třídě se žáci seznamují se silou jako vzájemným působením dvou těles: působí-li jedno těleso na druhé, druhé současně působí na první. Sílu nejprve poznávají v běžných situacích — například když někdo táhne tašku, tlačí do lavice, bota se třením dotýká podlahy nebo magnet přitahuje kovový předmět. Potom ji poznávají jako fyzikální veličinu se značkou F a jednotkou newton (N).

Účinek síly závisí na její velikosti a směru. Síla se ve školních náčrtech znázorňuje šipkou: ta se kreslí na těleso, na které síla působí, její směr ukazuje směr síly a délka vyjadřuje její velikost; zpočátku ji žáci mohou určovat jen přibližně. Rozlišují tah, tlak, tření, tíhovou a magnetickou sílu podle působících těles a situace, nejen podle toho, zda se těleso pohybuje.

Téma přispívá k výstupu CAP-FYZ-002-ZV9-004 tím, že žáci při pozorování a jednoduchých pokusech popisují případy působení sil a spojují je především se změnami pohybu těles. Mohou si všímat také deformace jako dalšího účinku síly. Výpočty, skládání sil a formální výklad Newtonových zákonů přesahují tento úvod a navazují na něj v dalších tématech.

Předpoklady

• Těleso jako konkrétní objekt, který můžeme pozorovat a který má tvar a objem.
• Fyzikální veličina, její značka a jednotka; síla se zapisuje podobně jako délka nebo hmotnost.
• Hmotnost v kilogramech; žáci ji rozlišují od síly měřené v newtonech.

Klíčové pojmy

Síla jako vzájemné působení

Síla popisuje působení mezi dvěma tělesy. Není uložená v míči ani v ruce: ruka táhne tašku a taška současně působí na ruku.

Značka F a jednotka newton (N)

Síla je fyzikální veličina, zapisuje se značkou F a měří v newtonech. Kilogram je jednotka hmotnosti, ne síly.

Znázornění síly šipkou

Šipka se kreslí na těleso, na které síla působí. Ukazuje směr síly a její délka vyjadřuje velikost; zpočátku ji lze určit přibližně.

Tah a tlak

Při tahu působíme na těleso směrem, kterým za ně táhneme; při tlaku na ně působíme směrem, kterým do něj tlačíme.

Tření

Třecí síla působí mezi dotýkajícími se povrchy a brání jejich vzájemnému smýkání nebo změně smýkání. Působí podél styčné plochy.

Tíhová a magnetická síla

Tíhová síla působí na těleso směrem k Zemi, i když se těleso Země přímo nedotýká. Magnet působí na jiný magnet nebo na některé kovové předměty i na dálku.

Účinek síly

Síla může změnit pohyb tělesa — uvést je do pohybu, zastavit je nebo změnit směr jeho pohybu — a může těleso také deformovat, například promáčknout houbu nebo natáhnout gumičku.

Časté miskoncepce

• Častá chyba

  „Když stojím nebo kniha leží, žádná síla nepůsobí — síla působí jen při pohybu.“

  Jak na to

  Nechte knihu ležet na dlani a potom ji pomalu sundejte. Žák cítí, že kniha na dlaň působí, a sleduje, jak začne padat, když ji dlaň přestane podpírat. U ležící knihy zakreslete tíhovou sílu dolů a sílu podložky nahoru.

• Častá chyba

  „Míč má sílu, proto letí; síla je v tělese a postupně mu dojde.“

  Jak na to

  Ptejte se, která tělesa na sebe v daném okamžiku působí. Po odhodu už ruka na letící míček nepůsobí; působí na něj například tíhová síla a odpor vzduchu. Směr pohybu sám o sobě neukazuje směr síly.

• Častá chyba

  „Hmotnost v kilogramech je totéž co síla v newtonech; váha měří sílu v kilogramech.“

  Jak na to

  Zvažte stejný předmět kuchyňskou váhou a změřte sílu, kterou působí, siloměrem. Zapište údaj každého měření i jeho jednotku a zdůrazněte, že kilogram patří k hmotnosti a newton k síle.

• Častá chyba

  „Šipka síly musí mířit tam, kam se těleso pohybuje.“

  Jak na to

  Táhněte krabici po podlaze vodorovně. Pohybuje se ve směru tahu, zatímco třecí síla působí proti vzájemnému smýkání povrchů. Žáci zakreslí síly působící na krabici a určí, která pohyb brzdí.

Jak učit

2–3 hodiny

1. Evokace: žáci ve dvojicích uvedou tři situace z cesty do školy, při kterých něco táhnou, tlačí, drží nebo se něco smýká, a u každé určí dvě působící tělesa.
2. Uvědomění: žáci pozorují jednoduché pokusy se siloměrem a závažím, tažením krabice a magnetem působícím na dálku. K jednotlivým situacím zakreslují šipky sil a určují jejich působící tělesa a směry.
3. Reflexe: každý žák doplní do fotografie nebo náčrtu šipky sil a jednou větou uvede, která tělesa na sebe působí.

Nápady na aktivity

• Stanoviště v učebně: u tašky, stlačované houby, magnetu u kovového předmětu a knihy na lavici žáci určí působící tělesa a síly a zakreslí jejich šipky. Učitel sleduje, zda šipky správně znázorňují směr působení na zvolené těleso.
• Odhad a měření: žáci odhadnou velikost síly, kterou působí na penál při jeho klidném držení, a ověří odhad siloměrem. Výsledek zapíší se značkou síly a jednotkou.

Hodnocení

Ústně nebo písemně: u obrázků tahu saní, ležící knihy a dvou přitahujících se magnetů žák určí tělesa, která na sebe působí, pojmenuje příslušnou sílu a zakreslí její směr.

Krátký zápis: žák vysvětlí, proč kilogram není jednotkou síly, a uvede, v čem se síla měří.

Zdroje

• RVP ZV — Fyzika, pohyb, síly a energie (CAP-FYZ-002-ZV9-004)
• NPI — otevřená data kurikula
• PhET — Forces and Motion / Forces

Co pro vás ScioBot připraví k tématu Síla a její účinky

Interaktivní aktivity, které žáci spustí na tabletu či tabuli, tisknutelné kartičky a hry pro celou třídu – každý formát na téma Síla a její účinky jedním klikem.

Základní materiály

• Příprava na hodinu

  Kompletní příprava s cíli, průběhem a aktivitami.

• Pracovní list

  List s úlohami, klíčem a variantou.

• Písemka

  Časovaná písemka s body a variantami.

• Aktivita

  Aktivita do hodiny, kterou žáci hned spustí.

• Prezentace

  Sada slajdů k výkladu a procvičení.

• Kartičky

  Materiál k tisku (kartičky, plakát, pracovní list).

• QR hra

  Interaktivní hra k procvičení tématu.

Interaktivní aktivity 15

• Křížovka s tajenkou

  Legendová křížovka, kde se ve sloupci skrývá tajenka. Skvělá na opakování pojmů.

  10–20 min

• Kartičky

  Sada oboustranných kartiček na učení pojmů a definic. Žáci si je procvičí překlápěním.

  5–20 min

• Pexeso a spojovačka

  Dvojice kartiček s obrázky, pojmy nebo příklady. Spojovačka, pexeso i volné třídění – ideální na slovní zásobu i opakování.

  10–25 min

• Poslechové cvičení

  Vícehlasý dialog s namluvenými hlasy a navázanými otázkami k poslechu.

  5–30 min

• Rozhodovačka

  Rychlé rozhodování mezi možnostmi s okamžitou zpětnou vazbou.

  5–12 min

• Otázky

  Sada otázek s výběrem odpovědí; jedna nebo více správných. Okamžitá sebekontrola.

  5–15 min

• Vpisování

  Žáci dopisují krátké odpovědi a ihned vidí, zda se trefili.

  5–15 min

• Rozřazovačka

  Žáci přetahují kartičky do správných kategorií.

  5–15 min

• Rozbory

  Žák přiřazuje značky k částem věty nebo výrazu — větné členy, slovní druhy, větné rozbory. Sebevyhodnocovací procvičování.

  10–20 min

• Označování

  Žáci označují správná slova přímo v textu.

  5–15 min

• Doplňování textu

  Žáci doplňují chybějící slova přímo do vět nebo krátkého textu.

  5–15 min

• Krok po kroku

  Žáci řadí kroky procesu do správného pořadí.

  5–15 min

• Popis obrázku

  Diagram s očíslovanými špendlíky. Žáci přiřazují popisky k částem obrázku — biologie, zeměpis, anatomie.

  5–15 min

• Přesouvání

  Žáci přetahují kartičky do přesně určených slotů.

  5–15 min

• Čtení s porozuměním

  Žáci čtou krátký text a odpovídají na otázky k jeho obsahu.

  10–25 min

K tisku a rozstříhání 8

• Páry

  Kartičky se dvěma polovinami, které k sobě patří (např. datum–událost). Žáci je vystřihnou a párovají.

  10–20 min

• Výběr z možností (s tajenkou)

  Kartičky s úlohami a třemi možnostmi. Písmena u správných odpovědí složí tajenku — žák si tak řešení zkontroluje sám.

  10–20 min

• Doplňování do vět

  Věty s výběrem ze dvou možností uvnitř — žák zakroužkuje správnou.

  10–20 min

• Hra Riskuj

  Kvízová hra se třemi podtématy a otázkami různé hodnoty — klasický formát Riskuj / Jeopardy.

  15–30 min

• Hra AZ kvíz

  28 otázek na hexagonální hrací pole — cílem je spojit všechny tři strany.

  15–35 min

• Označ správnou možnost

  Kartičky s otázkou a čtyřmi možnostmi — žák označí správnou (např. kolíčkem).

  10–20 min

• Já mám, kdo má …?

  Kartičky s tvrzením a otázkou — žáci je čtou v kruhu a hledají navazující odpověď.

  10–25 min

• Hádej, kdo jsem

  Kartičky s popisem osobnosti, věci nebo zvířete v 1. osobě — žáci tipují, o koho/co jde.

  10–25 min

Hry pro celou třídu 4

• AZ kvíz

  28 otázek na hexagonálním hracím poli — cílem je spojit všechny tři strany. Včetně náhradních ANO/NE otázek.

  15–35 min

• Riskuj

  Klasická hra se 5 kategoriemi a otázkami za 100–500 bodů — týmy soutěží o nejvyšší skóre.

  15–40 min

• Pexeso

  Klasické pexeso s 10 dvojicemi (pojem ↔ popis) — dva týmy se střídají a hledají shody.

  10–25 min

• Šarády

  Šarády se 12 úkoly (mluvení, kreslení, pantomima) — dva týmy hádají, kdo uhodne první, dostane bod.

  15–30 min

Očekávané výstupy