Nobel SŠ 1. kolo řešení Vektor
21. 2. 2013
POHÁR VĚDY – 2. ročník – „NOBEL 2013“ ŘEŠENÍ ÚKOLŮ
1. kolo (leden) SOUTĚŽNÍ KATEGORIE 4 – SŠ
1. Kreativita
Při hledání názvu, jsme chtěli použít nějakou fyzikální veličinu, která by přesně vyjadřovala náš potenciál. Dlouho nás nic nenapadalo, až při pohledu do akvária, se nám v hlavě zrodila skvělá myšlenka. Bylo to totiž akvárium plné skalárů. Avšak tato veličina se nám moc nelíbila, za to Vektor, který je opakem skaláru se nám zdál přijatelný, a jelikož plně splňoval všechny naše kritéria, získala naše skupina název: VEKTOR
Pokřik nám lámal hlavy ještě déle, avšak zvládli jsme to. Náš jasný, krátký, ale pro nás výstižný pokřik: VEKTOR, máme směr!
2. Teorie a výzkum
Po stopách elektromotoru
V polovině 18. století vypracoval Benjamin Franklin proti dualistické teorii (DuFray, 1733) unitární teorii elektrický jevů, podle které existuje pouze jeden druh elektřiny neboli jediné specifické fluidum. Předpokládal, že v každém elektricky neutrálním tělese se nachází určité množství tohoto fluida. Jakmile dojde k přebytku elektrického fluida, těleso se nabije kladně, při jeho nedostatku zase záporně. Tato teorie potvrdila, že dva opačné náboje se mohou neutralizovat. Jako první Franklin označil elektrické fluidum za záporné a kladné – dnes označováno jako záporný a kladný elektrický náboj. Svými poznatky přispěl k formulaci zákona zachování elektrického náboje.
Touto teorií jsme schopní vysvětlit několik pokusů, které jsme v hodinách fyziky prováděli. Například pokus, kdy využijeme dvě skleněné a dvě novodurové tyče. Zelektrované skleněné tyče se navzájem odpuzují, stejně tak i dvě zelektrované novodurové tyče. 
Ovšem skleněná a novodurová tyč se přitahují. Tudíž zelektrovaná tělesa se buď chovají jako skleněná nebo novodurová tyč = existují tedy dva druhy elektrického náboje.
Ovšem skleněná a novodurová tyč se přitahují. Tudíž zelektrovaná tělesa se buď chovají jako skleněná nebo novodurová tyč = existují tedy dva druhy elektrického náboje. Franklinovy zvonky byly prvním varovným systémem té doby předpovídající bouřku. Na tento experiment budeme potřebovat:
Dvě vodivé desky
Lehkou kuličku s vodivým povrchem (např. obalenou v alobalu, nebo můžeme využít matici)
Kus polystyrénu
Zdroj elektrického náboje (např. pravítko, které budeme třít o vlasy)
Postup práce:
Obalenou kuličku zavěsíme na niť mezi desky, které ustavíme do polystyrénu. Zelektrizovaným pravítkem nabijeme jednu desku a přiblížíme k ní kuličku tak, aby se jí dotkla. Kulička mezi deskami začne kmitat. Vysvětlení je snadné, když se kulička dotkne desky, získá stejný náboj a začne se odpuzovat, tím se přiblíží k druhé desce, kde odevzdá náboj a začne jí přitahovat deska první Benjamin Fraklin v roce 1748 vynalezl „elektrické kolo“, které se skládalo ze svislé šachty. Tato šachta se volně otáčela a vycházelo z ní několik skleněných tyčí, které měly na konci tyče mosazný náprstek. V blízkosti tyčí umístil dvě Leydenské láhve, z nichž jedna byla záporně a druhá kladně nabitá. To zaručovalo pohyb kola tvořeného ze skleněných tyčí. Tento pokus Franklin popsal ve své knize, kterou publikoval roku 1751 s názvem Experiments and Observations on Electricity.
3. Praxe a projekt
Náš vlastní elektromotor
První a jasný krok na začátku naší práce byl ten, že se musíme obeznámit, na jakém principu funguje náš motorek. Dali jsme se do práce a zkoumali co se děje v jednotlivých částech našeho motoru.
Zjistili jsme, že ..
Elektromotor je založen na otáčení cívky s proudem v magnetickém poli. Je to stroj, ve kterém se elektrická energie přeměňuje na pohybovou energii a je složen ze dvou částí:
ROTOR – nepohyblivá část tvořena trvalými magnety (v našem případě jedním magnetem)
STATOR – otáčivá část tvořena jednou nebo více cívkami (v našem případě obtočeným měděným drátkem)
Naše cívka se při průběhu elektrického proudu chová stejně jako magnet, neboť kolem ní je silné magnetické pole se severním a jižním magnetickým pólem. Cívkou ovšem proud prochází pouze v polovině její otáčky, a to tehdy, když se odizolovaná část měděného drátu dotkne pólu baterie. V této polovině otáčky je cívka zároveň přitahována magnetem. Druhou polovinu otáčky zařizuje setrvačnost a tento děj se dokola opakuje.
Provedení
Na náš pokus jsme se přichystali:
Tenký měděný drát (o velikosti přibližně 1 metru, který poslouží jako cívka)
Hrubý měděný drát (který poslouží jako ložiska motor)
Baterii
Magnet
Brusný papír
Postup práce:
Měděný drát jsme stočili do cívky a konce odizolovali brusným papírem. Takzvaná ložiska motoru jsme vyrobili z hrubšího měděného drátu, ale dobře vám poslouží i zvonkový drát. Cívku jsme zavěsili a pozorovali, jestli se začne zahřívat! A podařilo se! Cívka začala hřát, proto upozorňujeme na opatrnost s manipulací!! 
Magnet položíme pod cívku a 
elektromotor vektorů je HOTOV!
Magnet položíme pod cívku a elektromotor vektorů je HOTOV! _____________________________________________________________________________________
Název týmu: VEKTOR – KMD FreeDek
Kategorie: 4 – SŠ Místo působení týmu: Frýdek-Místek
Kolo: 1 Jméno vedoucího: Mgr. Libor Lepík
