Ľudí odjakživa fascinuje to, čo si nevedia vysvetliť. Prípadne nás priťahuje aj to, čo sa javí ako popieranie známych javov. Niekedy však obdivujeme aj také javy, ktoré sú jednoduché na vysvetlenie, len v prvom okamihu vyzerajú ako malý zázrak. Takým je aj antigravitačný stolík.
Stolík zavesený zhora na štyroch špagátoch nás ničím neprekvapí, ale keď tieto špagáty upevníme pod jeho hornú dosku, je to pre nás už trochu udivujúce. Videonávod tohto experimentu, ako aj všetkých predchádzajúcich, nájdete na stránke video.matfyzjein.sk/experimenty.
Pomôcky
Vlnitá lepenka (päťvrstvová – tri rovné vrstvy, dve vlnité vrstvy), nožnice, orezávač, lepidlo, lepiaca páska, tavná pištoľ, špagát (silón, niť)
Postup
Na vlnitú lepenku si nakreslíme štyri štvorce a šesť tvarov písmena C podľa obrázka. Už pri vystrihovaní tvarov C polovicu z nich umiestnime v smere vlnitej lepenky a druhú v kolmom smere. Dvojice štvorcov zlepíme tak, aby vlnité vrstvy boli na seba kolmé. Tým docielime pevnosť vytvorených podstáv. Pri lepení troch tvarov C na seba tiež prestriedame smery lepenky. Takto zlepené tvary majú dostatočnú pevnosť na vyrobenie stolíka. Ak chceme, aby bol stolík krajší, môžeme jeho okraje oblepiť papierovou páskou, prípadne ich aj natrieť farbou. No je to len pre estetickú stránku pokusu a na funkčnosti to nič nemení.
Každý z tvarov C prilepíme tavnou pištoľou na strednú priečku podstavy tak, aby dlhá strana C lícovala s hranou štvorca. Na vnútornej strane krátkej hrany jedného tvaru C urobíme dierku vo vzdialenosti 1 cm od okraja a pomocou sekundového lepidla vlepíme nami zvolený špagát. Jeho dĺžku si môžeme zvoliť, ale ideálna je približne 2 až 3 cm plus časť, ktorú vlepíme do vnútra. Druhý koniec špagátu vlepíme symetricky do druhého tvaru C. Potom spojíme rohy podstáv štyrmi špagátmi.
Pozorovanie
Už pri spájaní rohov podstáv špagátmi si môžeme všimnúť, že pri spojení tretieho rohu nám stredný špagát, ktorý spája tvary C, začína klásť odpor, pričom cítime napätie. Spájanie rohov podstáv je potrebné urobiť dostatočne presne tak, aby podstavy boli navzájom rovnobežné. Dôležité je, aby niektorý zo špagátov nebol príliš krátky alebo, naopak, veľmi voľný. Najjednoduchším spôsobom je spojiť hornú a dolnú podstavu pruhmi lepenky v takej polohe, v ktorej chceme, aby nakoniec držali. A až potom postupne pospájame príslušné rohy podstáv špagátmi. Snažíme sa, aby špagáty boli jemne napnuté. Odstránime dočasné pruhy.
Ak sme všetko spravili správne, symetricky a so správnym napnutím špagátov, tak vieme stolík postaviť a jeho hornú dosku aj zaťažiť nejakými predmetmi.
Vysvetlenie
V čom spočíva záhada nášho antigravitačného stolíka? Je to v správnom napätí medzi jednotlivými kúskami špagátov. Stredný špagát spájajúci tvary C drží stolík pred spadnutím dole, pôsobí proti gravitačnej sile. No keby sme nechali iba tento špagát, vrchná časť stolíka sa nachádza v tzv. vratkej polohe. Inak povedané, stolík má tendenciu otočiť sa a spadnúť. Až špagáty, ktoré spájajú rohy podstáv, mu bránia spadnúť na niektorú zo strán. Takže stredný špagát drží celú tiaž hornej podstavy a bočné špagáty ho pridržiavajú v stabilnej polohe, a tak z vratkej polohy robia stabilnú.
Alternatíva
3D tlačiareň nám umožní si takýto pokus urobiť relatívne jednoducho. Vytlačené podstavy spojíme podobným spôsobom ako pri verzii z lepenky. Použijeme špagát a tavnú pištoľ. Podklad pre 3D tlač hotovej podstavy je dostupný na profile FMFI UK na stránke thingiverse.com/matfyzjein.
PaedDr. Soňa Gažáková, PhD.
Foto a video Stanislav Griguš
Fakulta matematiky, fyziky a informatiky
Univerzita Komenského v Bratislave
Svoje realizácie experimentov môžete posielať na adresu: sona.gazakova@fmph.uniba.sk.
