Valení - teorie a experiment, gymnaziální studentský projekt

BARTOŠ, Jiří, Jana MUSILOVÁ and Luboš VOZDECKÝ. Valení - teorie a experiment, gymnaziální studentský projekt (Rolling - theory and experiment, secondary school student project). Československý časopis pro fyziku. Praha: AV ČR, Fyzikální ústav, 2017, vol. 67, No 9, p. 61-69. ISSN 0009-0700.

Basic information

Original name

Valení - teorie a experiment, gymnaziální studentský projekt

Name (in English)

Rolling - theory and experiment, secondary school student project

Authors

BARTOŠ, Jiří (203 Czech Republic, belonging to the institution), Jana MUSILOVÁ (203 Czech Republic, guarantor, belonging to the institution) and Luboš VOZDECKÝ (203 Czech Republic)

Edition

Československý časopis pro fyziku, Praha, AV ČR, Fyzikální ústav, 2017, 0009-0700

---

Other information

Language

Czech

Type of outcome

Článek v odborném periodiku

Field of Study

10301 Atomic, molecular and chemical physics

Country of publisher

Czech Republic

Confidentiality degree

není předmětem státního či obchodního tajemství

RIV identification code

RIV/00216224:14310/17:00096790

Organization unit

Faculty of Science

Keywords (in Czech)

valení s prokluzem i bez prokluzu; fyzikální vzdělávání

Keywords in English

rolling with and without slipping; physics education

Tags

NZ, rivok

Tags

Reviewed

---

Abstract

V originále

Problematika rotačních a valivých pohybů bývá považována studenty a často i učiteli fyziky za značně obtížnou. Plně obecné řešení problémů spojených s takovým typem pohybu (pohyb setrvačníků, apod.), ovšem vyžaduje odpovídající matematický aparát, a pak je samozřejmě na místě s takovým názorem souhlasit. Na druhé straně je možné na zcela elementární úrovni, ať již středoškolské či bakalářské, provést výklad i takových rotačních a valivých pohybů, jimž se nejen učebnice, ale i učitelé při přímé výuce raději vyhýbají. Dokladem jsou výsledky tohoto článku, jenž vychází z gymnaziálního studentského projektu z oblasti mechaniky valivých pohybů. Studuje různé aspekty valení, zejména podmínky pro valení bez prokluzu, popis valení s prokluzem a podmínky přechodu mezi nimi. Teoretické závěry jsou ověřeny pomocí jednoduchých experimentů. Data jsou zpracována pomocí software Tracker, který je mimořádně vhodný pro využití na středoškolské úrovni, a poté porovnána metodou nejmenších čtverců s teoretickým modelem. Ze závěrů studie je zřejmé, že úlohy uvedeného typu mohou dokonce řešit studenti velmi samostatně, samozřejmě s konzultační a materiální podporou. Na rozdíl od často viděných soutěžních prací z moderní fyziky, do jejíž podstaty středoškolský student v principu nemůže proniknout (a práce buď zůstává na povrchu, nebo se student stává pouhým účastníkem týmového výzkumu či pomocníkem vědeckého konzultanta), mají důsledně zpracované projekty z názornějších klasických, i když ne tak tzv. atraktivních oblastí fyziky zásadní význam pro prohloubení fyzikálního myšlení studentů.

In English

This paper presents results of a secondary school student project in rolling mechanics. Various aspects of rolling motions are studied, especially conditions for rolling without slipping, description of rolling with slipping, and conditions for transitions between them. Theoretical results and conclusions are verified by simple experiments, the data being treated by the open source software Tracker (appropriate for the use on the secondary school level) and processed by the least squares method using theoretical models. It appears that rotational and rolling motions, considered as difficult for students, can be treated elementarily even on the secondary school or university bachelor level and solved by students themselves. Thus the physical thinking of students can be developed through such project.