Prečo lenivé? Lebo ho nemusíme držať vo vzduchu, ale tam a späť sa pohybuje po podložke tak, ako chceme my.
Na uľahčenie realizácie pokusu si môžete pozrieť video dostupné na webstránke video.matfyzjein.sk/experimenty.
Pomôcky
Dve CD, nožnice, malá PET fľaša (0,5 l), sekundové lepidlo (lepidlo na plasty či namáhané spoje), lepiaca páska, stužka (šírky 3 až 5 cm, dĺžky cca 1 m), brúsny papier (šmirgeľ)
Postup
Z plastovej fľaše vystrihneme valec s hrúbkou 3 až 5 cm, podľa šírky stuhy. Okraje valca sa snažíme nožnicami čo najviac zarovnať. Malé nerovnosti môžeme zbrúsiť pomocou brúsneho papiera, stačí keď valec niekoľkokrát potočíme po ňom. Ak nemáme brúsny papier, môžeme okraje zarovnať aj žehličkou. Potom valec prilepíme čo najpresnejšie do stredu jedného CD, otočíme a prilepíme druhé CD. Necháme potrebný čas uschnúť. Pomocou lepiacej pásky prilepíme stužku k strednému valcu a namotáme ju naň.
Alternatíva
Stuhy sa dajú kúpiť na papierových rolkách, ktoré môžu nahradiť stredový valec nášho joja. Takýmto spôsobom ušetríme problémy s opracovaním plastovej fľaše.
Realizácia
Položíme jojo na rovnú nešmykľavú podložku, pričom stuha by sa mala odmotávať zo spodného okraja joja. Stuhu uchopíme za voľný koniec a jemne potiahneme smerom k sebe.
Pozorovanie
Sú tri možnosti, ako sa jojo zachová. Buď sa bude točiť smerom od nás alebo, naopak, smerom k nám. Posledná možnosť je, že sa točiť nebude, ale bude sa posúvať smerom k nám šmykom.
Vysvetlenie
Zamyslime sa, okolo akej osi sa vlastne jojo otáča. Väčšina z nás by asi hneď odpovedala, že okolo osi prechádzajúcej stredom cédečiek. No nie je to tak! Jojo sa otáča okolo osi, ktorá prechádza bodmi dotyku cédečiek s podložkou. Keby sme joju zafixovali stredovú os otáčania a zdvihli ho z podložky, potiahnutím za stuhu by sa jojo točilo vždy iba jedným smerom. Spodný okraj by smeroval k nám, moment sily by mal vždy rovnaký smer. Moment sily je vektorová fyzikálna veličina vyjadrujúca mieru otáčavého účinku sily, to znamená, akým smerom a ako rýchlo sa teleso bude točiť. Moment sily závisí od dvoch veličín – od sily a ramena otáčania. Silu určujeme potiahnutím za stuhu, smer sily nám ukazuje stuha. Rameno otáčania je kolmá vzdialenosť sily F od osi otáčania, čo je najkratšia vzdialenosť priamky, na ktorej ležia sila a osi otáčania. Smer momentu sily sa určuje podľa pravidla pravej ruky. Pravú ruku položíme na teleso tak, aby prsty ukazovali smer otáčania, pričom vztýčený palec ukáže smer momentu sily. Nato, aby sme zistili, ktorým smerom sa bude jojo položené na podložke pohybovať, potrebujeme teda sledovať, kam presne smeruje pomyselná predĺžená čiara stuhy, čo je vlastne priamka, na ktorej leží vektor sily. Takže zmenou uhla naklonenia stuhy dokážeme jojo bez problémov ovládať. Môžeme si všimnúť, že keď predĺženie smeruje presne do osi otáčania, moment síl je nulový a jojo sa netočí. Ak teda budeme ťahať jojo tak, aby stuha vždy smerovala do osi otáčania, jojo sa nebude točiť, ale šmýkať. Chce to trochu cviku, aby sme tento jav vedeli predviesť. Ak ťaháme za stuhu k sebe tak, že stuha smeruje za os otáčania z nášho pohľadu, teda za bod dotyku joja s podložkou, jojo ide smerom k nám. Ak sa predĺženie stuhy nachádza medzi nami a bodom dotyky s podložkou, jojo sa začne otáčať od nás.
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.
