Pomôcky: gumičky, hrubšie povrázok, magnet, huba na tabuľu, laserové ukazovátko, kúsok modelíny
Pedagogická poznámka: Nasledujúce rozbory môžu pôsobiť únavne, bohužiaľ sa ukazuje, že sú zrejme nutnou podmienkou na to, aby sa väčšina žiakov naučila robiť fyziku poriadne a
ich fyzikálne vzdelávanie neposúvala k povrchnému plkání bez poriadneho vhľadu.
Všeobecne je silová analýza jeden z absolútne základných problémov aj na vyššom gymnáziu, práve preto, že vyžaduje dôslednosť a opatrné rozlišovanie toho, na čo sila pôsobí a kto ju
spôsobuje.
Opakovanie z minulej hodiny:
• Sila opisuje vzájomné pôsobenie medzi telesami.
• Silu nemôžeme priamo pozorovať, ale sila sama prezrádza svoju prítomnosť svojimi učinky:
uvedenie do pohybu, zmena smeru pohybu, zastavenie pohybu, deformácie predmetu.
Pr. 1: Popíš pôsobenie síl v nasledujúcich situáciách. Pri každej spomínané sily uveď, čím sa prezrádza.
a) Závažie je zavesené na pružinu.
b) Človek sa odráža od trampolíny.
c) Auto naráža do stromu.
a) Závažie je zavesené na pružinu.
Pružina pôsobí na závažie smerom nahor (závažie nespadne), závažie pôsobí na pružinu smerom nadol (pružina sa pretiahne).
Čím väčšou silou pôsobí závažie na pružinu (ťažšie závažia), tým väčšou silou pôsobí pružina na závažie (viac sa pretiahne).
b) Človek sa odráža od trampolíny.
Trampolína pôsobí na človeka smerom nahor (zastavuje ho a potom ho odrazí smerom nahor), človek pôsobí na trampolínu smerom nadol (trampolína sa prověšuje).
c) Auto naráža do stromu.
Strom pôsobí na auto silou proti smeru jeho pohybu (auto sa o strom zastaví), auto pôsobí na strom v smere pohybu (můžem zlomiť alebo poškodiť).
Pr. 2: Pre každú silu musíme nájsť tri veci (každá sila musí spĺňať tri podmienky). Preštuduj všetky naše predchádzajúce opisy a uveď, ktoré tri veci sme boli schopní určiť u každej sily.
Prejdeme si riešenie minulého príkladu
Pružina pôsobí na závažie smerom nahor (závažie nespadne), závažie pôsobí na pružinu smerom nadol (pružina sa pretiahne).

Trampolína pôsobí na človeka smerom nahor (zastavuje ho a potom ho odrazí smerom nahor), človek pôsobí na trampolínu smerom nadol (trampolína sa prověšuje).
Strom pôsobí na auto silou proti smeru jeho pohybu (auto sa o strom zastaví), auto pôsobí na strom v smere pohybu (můžem zlomiť alebo poškodiť).
Červeno vyznačený je pôvodca sily – predmet, ktorý silu spôsobuje.
Hľadáme ďalej.
Pružina pôsobí na závažie smerom nahor (závažie nespadne), závažie pôsobí na pružinu smerom nadol (pružina sa pretiahne).
Trampolína pôsobí na človeka smerom nahor (zastavuje ho a potom ho odrazí smerom nahor), človek pôsobí na trampolínu smerom nadol (trampolína sa prověšuje).
Strom pôsobí na auto silou proti smeru jeho pohybu (auto sa o strom zastaví), auto pôsobí na strom v smere pohybu (můžem zlomiť alebo poškodiť).
Modro vyznačený je cieľ sily – predmet, na ktorý sila pôsobí.
Posledná vlastnosť všetkých síl si zviditeľníme pomocou tabuľky.
Pružina pôsobí na závažie smerom nahor. Závažie pôsobí na pružinu smerom nadol. Trampolína pôsobí na človeka smerom
hore. Človek pôsobí na trampolínu smerom nadol.
Strom pôsobí na auto silou proti smeru jeho
pohybu.
Auto pôsobí na strom v smere pohybu.
Sily sa vyskytujú vždy vo dvojiciach (partnerské sily). Partnerské sily majú:
• prohozeného pôvodcu a cieľ,
• opačný smer,
• rovnakú veľkosť.
Pedagogická poznámka: U predchádzajúceho príkladu postupujeme nasledovne. najskôr si skontrolujeme prvý príklad, popisy síl píšem na tabuľu, aby sme ich mali k dispozícii. potom nechám žiakov chvíľu premýšľať, prejdem si ich názory v zošitoch a začneme diskutovať.
Diskusiu neuzatvárajú, podčiarknite na tabuľu pôvodcu červeno a diskutujeme o tom, aký význam majú podržanie slová v jednotlivých situáciách. Potom, čo sa zhodneme na tom, že ide
o pôvodcu, nechám opäť chvíľku na rozmyslenie. Podčiarknutie cieľov je pre žiakov ďaleko zrozumiteľnejšie. Zviditeľnenie partnerské sily vykonávam pomocou tabuľky z učebnice.
Pri každej sily musíme nájsť:
pôvodcu, cieľ, partnerskú silu (rovnako veľká sila opačného smeru s prohozeným pôvodcom a cieľom)
Pr. 3: Vezmi si gumičku. Natiahni si ju za palec jednej ruky a ukazovákom druhej ruky ju
pomaly naťahuj. Ako sa mení sila, ktorú Tvoj ukazovák na gumičku pôsobí?
Akým spôsobom sa táto sila prezrádza? Spĺňajú pôsobiace sily tri podmienky pre silu?
Čím viac gumičku natiahneme, tým väčšou silou na ňu ukazovák pôsobí, tým viac je gumička natiahnutá. Zároveň cítime, že sa zväčšuje aj partnerská sila, ktorou pôsobí gumička na ukazovák. Obe sily sú navzájom partnerské a spĺňajú podmienky pre partnerské sily.

Rovnaká situácia je u palca. S naťahovaním gumičky rose sila, ktorú musíme palcom pôsobiť na gumičku, aby sme ju udržali, aj sila, ktorou pôsobí gumička na palec (cítime rastúci tlak). Obe sily sú opäť navzájom partnerské a spĺňajú podmienky pre silu.
Dodatok: Je zaujímavé, že môžeme gumičku v našich predstavách vynechať a brať ju iba ako sprostredkovateľa síl medzi prstami. Potom budú tvoriť partnerskú dvojicu sila ukazováka na palec a sila palca na ukazovák.
Pr. 4: Spoj líščí slučkou dve rovnaké gumičky. Jednu si natiahni za za palec jednej ruky, druhú za ukazovák druhej ruky. Ťahaj oboma rukami proti sebe. Ako sa mení predĺženie oboch gumičiek? Čo cítiš? Akou silou pôsobí prvý gumička na druhú?
Akou silou pôsobí druhá gumička na prvý?
Ťahaj iba ukazovákom. Palec drž na mieste. Ako sa mení predĺženie oboch gumičiek? Čo cítiš?
Pripevni jednu z gumičiek k lavici alebo taške. Ťahaj za druhou. Ako sa mení predĺženie oboch gumičiek? Čo cítiš?
Ťaháme oboma rukami proti sebe.
Spojené gumičky pôsobí rovnako ako v predchádzajúcom príklade. Obe sa naťahujú približne rovnako, obe pôsobí rovnako silno na svoj prst, obaja prsty pôsobí na svoju gumičku. Sily, ktorými na seba navzájom pôsobia obe gumičky sú viditeľne partnerské (rovnako veľké, opačný smer).
Ťaháme iba ukazovákom.
Spojené gumičky pôsobí rovnako ako v predchádzajúcom príklade. Obe sa naťahujú približne rovnako, obe pôsobí rovnako silno na svoj prst, obaja prsty pôsobí na svoju gumičku. Sily, ktorými na seba navzájom pôsobia obe gumičky sú viditeľne partnerské (rovnako veľké, opačný smer).
Skutočnosť, že teraz ťaháme iba jedným prstom a druhý držíme na mieste situáciu nijako nezmenila. Je zrejmé, že partnerská sila od palcové gumičky vznikne aj bez toho, aby sa palec
aktívne snažil gumičku natiahnuť.
Pripevníme jednu gumičku k lavici. Spojené gumičky pôsobí rovnako ako v oboch predchádzajúcich príkladoch. Obe sa naťahujú približne rovnako, obe pôsobí rovnako silno na svoj prst, obaja prsty pôsobí na svoju gumičku. Sily, ktorými na seba navzájom pôsobia obe gumičky sú viditeľne partnerské (rovnako veľké, opačný smer).
Skutočnosť, že teraz ťaháme iba jedným prstom a druhý držíme na mieste situáciu nijako nezmenila. Je zrejmé, že partnerská sila od palcové gumičky vznikne aj v situácii, keď na druhú gumičku nepôsobí človek a je len pasívne pripevnená k ťažkému predmetu.
Pedagogická poznámka: Najväčší problém bude asi s líščej slučkou, preto si beriem do hodiny hrubšie špagát, na ktorom viazanie slučky rýchlo ukážem.
V niektorých situáciách sa na prvý pohľad zdá, že podmienky pre silu neplatí.
Pr. 5: Na stole je položené závažie. Aké sily pôsobia medzi stolom a závažím? Platí pre nich podmienky pre silu? Ako je možné sily zviditeľniť?
Určite pôsobí stôl na závažie silou smerom nahor (inak by závažie spadlo). K tejto sile by mala existovať partnerská sila závažia na stôl pôsobiace smerom nadol. Táto sila však nie je za normálnych okolností vidieť (so stolom sa nič nedeje). Prečo? Stôl je príliš pevný a preto na ňom nedochádza k žiadnym viditeľným zmenám.

Silu môžeme zviditeľniť tým, že na stôl pod závažie položíme iný predmet, ktorý nie je moc pevný. Pôsobením sily predmetu sa zdeformuje (napríklad keď pod závažia dáme špongiu na
tabuľu).
Inou možnosťou je zviditeľniť silu na stôl. Na stol pripevníme kúskom plastelíny zapnuté laserové ukazovadlo. tak aby na strope bola vidieť jeho stopa. Keď na stôl sadneme, stôl sa nepatrne prehne (tak, že to väčšinou nie je vidieť), ale stopa na strope sa pohne znateľne.
Pr. 6: Vypátrajte a usvěč partnerskou silu, ktorá pôsobí v nasledujúcich situáciách.
a) Opieram sa rukou o stenu.
b) Stojím na zemi (sedím na stoličke).
a) Opieram sa rukou o stenu.
Stena na mňa pôsobí silou, ktorá mne bráni spadnúť (a ktorú cítim na ruke) ⇒ mal by som pôsobiť partnerskú silou na stenu (smerom do nej).
Rôzne možnosti zviditeľnenia:
• medzi ruku a stenu dám špongiu,
• v čerstvej omietke by zostal odtlačok ruky,
• keď bude múr chatrná spadne,
• miesto steny sa opriem o kamaráta,
• …
b) Stojím na zemi (sedím na stoličke).
Od podlahy na mňa pôsobí sila smerom nahor (vďaka tomu nepadajú) ⇒ musím pôsobiť na podlahu silou smerom nadol.
Podobné možnosti zviditelnený ako v predchádzajúcom príklade:
• Postavte sa na špongiu,
• v mäkkej pôde (v bahne) zostanú stopy,
• chatrná podlaha sa prepadne,
• postavia niekomu na ruky,
• Postavte sa na váhu,
• …
Pedagogická poznámka: U predchádzajúcich dvoch príkladov (a v ďalších podobných príkladoch v nasledujúcich hodinách) ide najmä o to, aby žiaci zistili, že pri hlbšom zamyslení
môžu dôjsť k úplne opačným zisteniam než pri povrchnom pohľade. A práve tieto poctivejšie výsledky sú narozdiel od tých počiatočných v súlade so všeobecnými pravidlami.
Zhrnutie: Pôvodca, partnerka, cieľ, len to za silu vyhlásim.