Vyhledávání úloh podle oboru

Obrázek ukazuje dva čluny pohybující se po hladině jezera. Z obálky vln soudíme, že

• obě lodi plují větší rychlostí, než je rychlost povrchových vln, přičemž loď I pluje rychleji než loď II
• loď I pluje rychleji než loď II, ale nemusí nutně plout větší rychlostí, než je rychlost povrchových vln
• ani a), ani b)

Křemílek chce dostat z misky těžkou kuličku. Stěny misky jsou však příliš strmé, aby ji vykulil přímo. Svými silami

• může dostat kuličku ven. (Jak?)
• nemůže dostat kuličku ven.

Spočtěte, jak bude s časem klesat rychlost auta brzděného jen odporem vzduchu. Auto jede po rovině na neutrál a zanedbáme valivé tření kol atd. – vše kromě odporu vzduchu.

Návod: Síla, kterou je auto brzděno, je v daném případě zhruba úměrná druhé mocnině jeho rychlosti: $F_{brzd}=C\cdot v$. (Pro běžný automobil lze odhadnout $C=(1–2)\; \textrm{m}^{-2}\cdot \textrm{s}$.) Uvažte, že během krátkého časového intervalu $Δt$ se síla působící na automobil příliš nezmění a jeho pohyb tedy můžeme brát jako rovnoměrně zpomalený. Celkovou změnu rychlosti za delší čas dostaneme poskládáním změn v jednotlivých „kouscích“ $Δt$.

Problém tak lze velmi dobře simulovat na mikropočítači, ale můžete využít i obyčejnou kalkulačku a hodnoty psát na papír, vynášet do grafu apod. Úlohu si můžete i rozšířit a počítat též ujetou dráhu, případně uvažovat změněné podmínky: jízdu z kopce či do kopce, jízdu pod vodou ($Cρ_{prostředí}$), vynalézavosti se meze nekladou.

Uvažujme nádobu s otvorem dle obrázku. Uniká-li stlačený vzduch z nádoby ven, nádoba se pohybuje. Jde o princip analogický raketovým motorům. Představme si nyní opačnou situaci. Nádobu, v níž bylo vakuum, umístěnou ve vzduchu, který do nádoby proudí malým otvorem. Nádoba se bude pohybovat:

• doleva
• doprava
• nebude se pohybovat

Pohybuje-li se těleso v kapalném nebo plynném prostředí, působí na něj prostředí odporující silou, závislou na rychlosti tělesa. Navrhněte nějakou jednoduchou metodu (realizovatelnou doma, ve škole atp.), kterou by bylo možno alespoň přibližně určit závislost rychlosti tělesa pohybujícího se ve vzduchu. Navržené experimenty proveďte a zhodnoťte výsledky.

Návod: Předpokládejte závislost tvaru $F = av^{b}$.