Tření – tužka / guma

NTC ZČU v Plzni

Předměty:

Sledujte, jak se papír zahřívá vlivem gumování.

Autoři:

Ján Šikula,
Jan Šroub,
Vladislav Lang,
NTC ZČU v Plzni

Pomůcky:

Papír, obyčejná tužka, guma

Aktivity: 

Aktivita ve dvojici. Jeden z dvojice kreslí tužkou po papíru, druhý z dvojice papír termokamerou pozoruje. Pak se úlohy prohodí, druhý z dvojice si vezme gumu a vygumuje nakreslený obrázek, první z dvojice pozoruje plochu papíru termokamerou. Uvedené pozorování je možné rozšířit o zaznamenání si nárůstu teploty povrchu papíru vlivem kreslení tužkou a vlivem gumování.

Otázka:

Čára vytvořená tužkou je teplejší nebo studenější než zbytek papíru? Proč tomu tak je? Místo, kde byla kresba vygumovaná je teplejší nebo studenější a proč? Porovnáte-li maximální teplotu při pokusu s tužkou a gumou, kde byla hodnota větší? Chtěli byste celou hodinu psát nebo gumovat?

Řešení:

Čára vytvořená tužkou je teplejší, to je způsobeno třením, které je mezi hrotem tužky a papírem, část mechanické energie pohybu tužky se přeměňuje na vnitřní energii, uvedené se projevuje zvýšenou teplotou. (Jen si ověřit, jak velký vliv je emisivity)

Materiál gumy je navržený tak, aby koeficient tření mezi materiálem gumy a stopou po tužce byl co největší, tak se zajistí odstranění stopy po tužce z povrchu papíru. Koeficient tření je však vysoký i pro dvojici materiál gumy-papír, pohybem gumy po papíru dochází k narušení struktury papíru tak, že se může vytvořit až otvor.

Vyšší teplota je naměřena při gumování, je potřeba vynaložit větší množství energie, žák obecně nechce vydávat zbytečně energii, vhodnější pro něj je tedy gumování omezit na minimum.

Tip:

Papír termokamerou pozorujte tak, aby nebyly v obraze vidět výrazně teplejší (ruce, topení) či výrazně studenější (okno v zimě) předměty, nebo si nastavte pevnou stupnici na termokameře v rozsahu například 20 až 25 °C. Lépe uvidíte malé nárůsty teploty způsobené třením tužky o papír. 


Pokus je součástí publikace Základní sada pokusů

Tento pokus je zahrnut v publikaci Základní sada pokusů, v níž naleznete základní aktivity, jež provádíme na prezenčních školeních a na workshopech pro učitele.