Odolná vajíčka

Vejce jsou překvapivě pevná díky svému tvaru.

Dělali jste si už někdy míchaná vajíčka nebo omeletu? Je těžké vejce rozbít? Vůbec ne. Vždyť je skořápka vajec velice tenká. Pojďme se teď podívat, jak je to s pevností vaječné skořápky.

1. Požádáme žáky, aby si sundali prstýnky ze všech prstů jedné ruky.
2. Vložíme syrové vejce do dlaně jednoho žáka (můžeme použít i více vajec pro více žáků naráz), přičemž ho necháme položit ruku s vejcem nad umyvadlo nebo talíř apod. (Popřípadě můžeme dát vajíčko do igelitového pytlíku.)
3. Potom žáka s vejcem v ruce požádáme, aby vejce v dlani zmáčkl tak silně, jak jen dokáže.
4. Opakujeme tento postup se všemi žáky, kteří si to chtějí vyzkoušet. Můžeme zároveň nechat kolovat několik vajíček. Jen dáváme pozor, abychom nějak poškozené vajíčko včas vyměnili.
5. Co se stalo? Proč si myslíte, že se nikomu nepodařilo vejce rozmáčknout?

Proč nikdo nezvládl vejce rozmáčknout? Vždyť přece není těžké rozbít vejce o okraj pánve. V čem se liší pokus se zmáčknutím vejce v dlani?

Jednoduché vysvětlení

Na rozdíl od okraje pánve nemá naše ruka žádné ostré hrany (proto jsme všechny prstýnky před pokusem sundali). Přestože je skořápka vejce hodně tenká (kvůli úspoře materiálu), tak její zakřivený (vejčitý😊) tvar pomáhá rozložit tlak při mačkání. Díky tomu při zmáčknutí potom na žádné místo na skořápce vejce nepůsobí tak velká síla, aby ji rozbila.

Podrobnější vysvětlení

Kulovitý tvar vajíčka přenáší sílu zmáčknutí po celé ploše vajíčka, takže celkový tlak se roznese do velké plochy, a nepůsobí tak pouze na malou plochu, jako když vajíčko rozklepneme například o okraj pánve. Díky svému tvaru tedy dokáže skořápka odolat i hodně velkému tlaku (kulovitý tvar výborně přenáší vyvíjený tlak do celého jeho povrchu), přestože je jinak velmi tenká.

Často, když chceme, aby bylo něco pevnějšího, přidáme do toho více materiálu. (Je například snazší zlomit jeden kus suché špagety, než naráz zlomit celou hrst suchých špaget.) Vaječné skořápky jsou ale velmi tenké, a přesto také velmi pevné. Není to ale kvůli velkému množství použitého materiálu (ten je většinou v prostředí dost cenný), ale kvůli jejich důmyslnému tvaru.

Lidé se už dávno od přírody naučili, jak vyrobit věci pevnější a odolnější, aniž by do nich museli přidávat více materiálu. Kulovité tvary, zvyšující pevnost, lze nalézt od nádobí ve vaší kuchyni až po mosty, nebo budovy [uvedeme nějaký ilustrativní příklad z okolí]. Používání menšího množství materiálu k výrobě věcí je dobré pro naše životní prostředí, protože vyžaduje méně těžby a menší spotřebu energie, a také se tak nevyprodukuje tolik odpadu. Z výše popsaných důvodů vede použití menšího množství materiálu také k celkovým finančním úsporám.

Některé možnosti propojení s výukou:

• Žák zkoumá a porovná vhodnost běžných materiálů.
• Žák zjistí, jak může tvar ovlivnit pevnost předmětů.
• Žák zváží, jak jsou vlastnosti a tvar různých materiálů vhodné pro různé úkoly.
• Think about unusual and creative uses for everyday materials.
• Comparing the properties of different materials.
• Asking questions and making observations.
• Carrying out simple tests.
• Making predictions.
• Using scientific evidence to answer a question.
• Apply learning to real world problems.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095263514000363

https://asknature.org/strategy/curved-spine-deals-with-tension/