Vyhledávání úloh podle oboru

Vašim milovaným strýčkem vám byl zadán úkol zjistit, zda jeho památeční rodinná lžička jest skutečně z ryzího hliníku. Vaše experimentální vybavení je však poněkud skromné: kromě uvedené lžíce dostanete k dispozici závaží o známé hmotnosti, dlouhé pravítko, provázek a dva hřebíky, které můžete zatlouct do zárubně dveří. Navíc zde ještě stojí kbelík plný vody. Navrhněte, výpočty podložte a hlavně proveďte měření, při kterém co nejpřesněji s pomocí jmenovaných pomůcek určíte hustotu materiálu lžičky. Uskutečněte dostatečné množství měření a na základě alespoň nějakých kalkulací také odhadněte věrohodnost vámi obdrženého výsledku.

Nápověda: Pokuste se srovnat hmotnost lžíce a závaží zavěšováním na provázek, který jste (s mírným průvisem) natáhli mezi zárubní dveří.

Liftboy v mrakodrapu si pověsil na stěnu svého výtahu přesné kyvadlové hodiny, aby viděl, kdy mu končí pracovní doba. Doba pohybu výtahu se zrychlením vzhůru a dolů je stejná. Zrychlení taktéž. Co si myslíte: bude mít chlapec pracovní dobu delší, kratší nebo stejnou?

Skokan na můstku se odrazí z prkna rychlostí $v=5\;\mathrm{m}\cdot \mathrm{s}^{-1}$ kolmo vzhůru v okamžiku, kdy je deska maximálně prohnutá směrem dolů (o $A=30\;\mathrm{cm}$ pod rovnovážnou polohou). Za jak dlouho se opět s deskou srazí, pokud prkno kmitá s periodou $T=0,5\;\mathrm{s}$.

Srovnejte rychlost výpočtu v jednotlivých fázích (hrubé přibližování, dolaďování).

Hráč golfu řeší obtížný úkol. Musí se trefit do jamky ve vzdálenosti $d$ a přitom přestřelit překážku výšky $h$. Překážka překáží ve vzdálenosti $l$ (viz obrázek). Jakou rychlostí $\textbf{v}$ a pod jakým úhlem $α$ musí ten nešťastník odpálit míček? Jak se změní řešení, stojí-li před hráčem překážka, jejíž přední strana je ve vzdálenosti $l_{1}$ a zadní v $l_{2}?$

Mňága vyjíždí na kole rychlostí $15\; \textrm{km}\cdot\textrm{h}^{-1}$ z Postoloprt po přímé silnici do Kožuchova v $8$ hodin ráno a za jeho uchem se v tu chvíli probouzí pilná včela Žofka. Současně z cílové vísky vzdálené $40\; \textrm{km}$ jim naproti startuje Žďorp a nasazuje tempo $25\; \textrm{km}\cdot\textrm{h}^{-1}$. Do okamžiku, než se oba potkají, musí Žofka, která je přeci jen dvakrát rychlejší než Mňága, plnit úkol spojovatelky – donese zprávu od M. k Ž., otočí se a letí zpět. Kolik kilometrů takto nalétá do okamžiku setkání, pokud

• je bezvětří
• vane vítr od Kožuchova (podél silnice) o rychlosti $10\; \textrm{km}\cdot\textrm{h}^{-1}$
• vane vítr kolmo na silnici o stejné rychlosti.

V autobuse (jede z pouti a má zavřené nejen dveře, ale i okna) stojí cestující a drží na provázku svůj balónek plný helia. Autobus, který původně stál v klidu, se rozjíždí. Co se stane s balónkem? (Cestující je pevně spojen s autobusem –tj. dobře se drží.) Jakým směrem se balónek pohne? Vysvětlete souvislost se setrvačnou silou! Můžete si to také vyzkoušet.

Zajisté jste slyšeli o novém druhu zábavy lidí, kteří si potřebují dokázat, jak snadné je překonat vlastní strach. Z vlastní vůle skočit z výšky třeba $50\; \textrm{m}$ přivázán jen za nohy, není to lákavé? Vaším úkolem by mělo být: laboratorně zkoumat dynamiku tohoto nového sportu (kdy se asi dostane do olympijských her?) a na základě pokusů domácky provedených učinit závěry z toho plynoucí pro člověka přivázaného na takovém laně.

Nejprve si obstaráte kus gumy přiměřené délky. Pak můžete měřit:

• závislost maximální hloubky $h$ na délce gumy $l$, do níž se závaží hmotnosti $m$ klesne
• závislost hloubky $h$ na hmotnosti závaží $m$ pro dvě různé délky gumy $l_{1}$, $l_{2}$. Pozor abyste nepřekročili kritickou hmotnost $M_{K}$ z bodu $c$!
• jaká je kritická hmotnost $M_{K}$ závaží, při němž se guma délky $l$ přetrhne (tento úkol předpokládá, že máte dost experimentálního materiálu a máte též vhodnou gumu – zachovává pružné vlastnosti až do přetržení)

Pro člověka vysícího na takovém laně má značný význam maximální zrychlení na něj působící po čas letu. Pokuste se toto zrychlení určit na základě změřených výsledků.

Přejeme Vám mnoho úspěchů při řešení a hodně zábavy s praskající gumičkou!

Z Prahy vyjíždí v 7 hodin 30 minut rychlostí 95 km/h po dálnici do Brna černý, pečlivě umytý automobil Tatra 613, ve kterém sedí na zadním sedadle za řidičem bílý pták, velký jako pštros, ale s dlouhým a silným žlutým zobákem. Přibližně každých pět minut pták klovne řidiče do hlavy. Ten si toho sice většinou nevšímá, ale čas od času se rozzuří, popadne složené noviny, které leží na prázdném předním sedadle, zakloní se, levou rukou drží volant a pravou tluče novinami ptáka přes hlavu a křičí: „Nech už toho, ty kreténe! Ty máš opravdu ptačí mozek!“ Pták se krčí na zadním sedadle a ustrašeně vřeští, ale za pět minut klovne řidiče znovu.

Téhož dne v 8 hodin 15 minut vyjíždí z Brna do Prahy rychlostí 70 kilometrů za hodinu kamión s tureckou poznávací značkou. Neveze žádné zboží, v jeho vnitřku se nachází pouze pětačtyřicetiletý docent estetiky B. Je na zadním konci kamiónu připoutaný ke klice dveří a dívá se na divný film, promítaný na plátně, jež je umístěné na druhém konci vozu. Vidí ve filmu sám sebe, jak leží v noci ve své vile s manželkou v posteli a spí; manželka tiše vstává z postele a sestupuje do zahrady, kde na ni vzadu u plotu čekají fantastické nestvůry, jsou to tlusté žáby, velké jako pes, porostlé dlouhou vlnitou srstí, s losími parohy na hlavě a s velkými chlupatými křídly. Na špičkách paroží svítí Eliášův oheň. Žáby obletují ženu, která tu tiše stojí v bílé noční košili, dlouhé chlupy na křídlech jim přitom krásně vlají, olizují ženě jazykem tvář a kňučí radostí jako psi. Žena je něžně hladí po hlavě a tiskne je k sobě, pak se temnou zahradou rychle vrací do vily a uléhá opět do postele. Letos je tomu 20 let, co se docent B. se svou manželkou vzali.

Z Prahy do Brna je to po dálnici 202 km. V kolik hodin a na kolikátém kilometru se oba automobily minou?

Michal Ajvaz: Návrat starého varana, MF, Praha 1991, str. 50–51.

Dlouhá vlaková souprava délky $l$ jede po dráze, která z vodorovného úseku přechází ve svah se sklonem $a$. V okamžiku, kdy se vlak zastavil, byla na svahu přesně polovina vagónů. Jaká byla doba, za kterou vyjely tyto vagóny na svah. Tření zanedbejte.

Hmotný bod se v tíhovém poli Země pohybuje po vnitřku kuželové plochy s vrcholovým úhlem $2α$, jejíž osa symetrie má svislý směr (viz obr. 1). V čase $t=0$ se částice nachází ve výšce $z_{0}$ a má rychlost $v_{0}$. Tato rychlost má směr tečny ke kružnici na průniku kužele s vodorovnou rovinou $z=z_{0}$.

• Obíhá-li částice v konstantní výšce $z_{0}$, dokažte, že velikost rychlosti je určena pouze touto výškou a nezávisí na úhlu $α$.
• Při obecném pohybu určete body obratu $z_{1}$ a $z_{2}$, tj. maximální a minimální výšku, do které částice vystoupí.

Diskutujte trajektorii částice v soustavě spojené s částicí a soustavě spojené se Zemí. Tření neuvažujte.