Podrobnosti k pokusu foukání do plachty

Pomůcky: víko od dózy na jogurty, tvrdý drát, izolepa, tvrdý papír, nafukovací balónek, trubička od propisovačky, dřevěný špalíček, kousky plíšku (například z ploché baterie), vteřinové lepidlo, vanička, nebo velká fotomiska s vodou

Příprava: Jako loďka bude sloužit víko, ke kterému přilepíme pomocí izolepy kus zahnutého tvrdého drátu, sloužícího jako stožár pro malou papírovou plachtu. Stožár s plachtou je přitom umístěn před přídí loďky, viz foto. Jako zdroj proudu vzduchu bude sloužit nafukovací balónek s kouskem trubičky od propisovačky. Ta slouží ke směrování proudu vzduchu. K malému dřevěnému špalíčku přilepíme, nebo přibijeme  čtyři malé pásky plechu tak, aby sloužily jako držák pro trubičku s balónkem. Dřevěný špalík nakonec přilepíme k víku tak, aby proud vzduchu z trubičky směřoval do plachty.

Provedení: Trubičku s nafouknutým balónkem umístíme do držáku na víku a loďku spustíme na hladinu klidné vody ve vaničce, případně ve velké fotomisce. Loďka se rozjede směrem dopředu.

Pokud zopakujeme pokus bez plachty, loďka se rozjede naopak dozadu.

Poznámky: Model loďky samozřejmě můžeme jakýmkoli způsobem vylepšovat a jako zdroj vzduchu použít například modelářský motorek s vrtulkou.

Místo loďky se též můžeme pokusit vyrobit lehký zavěšený model - například z kousku polystyrenu.

Vysvětlení:

Chování loďky můžeme vysvětlit pomocí zákona zachování hybnosti. Na začátku (než začneme foukat do plachty) je celková hybnost soustavy loďky a vzduchu nulová. Při foukání do plachty dopadá proud vzduchu na plachtu a je plachtou směrován dozadu. To znamená, že hybnost proudu vzduchu po "odrazu" od plachty míří dozadu. Aby zůstala zachována původní nulová hybnost soustavy, musí loďka s plachtou získat hybnost jejíž vektor míří dopředu. To znamená, že loďka se rozjede tímto směrem.

Jestliže plachtu odděláme, míří vektor hybnosti proudu vzduchu dopředu, hybnost loďky bude mít opačný směr, a loďka se proto rozjede dozadu. To je intuitivně lépe pochopitelný případ reaktivního pohonu.

            Protože část proudu vzduchu nemusí dopadat na plachtu a vzduch se také od plachty neodráží ideálně pružně, můžeme vhodnou kombinací velikosti plachty a její vzdáleností od zdroje proudu vzduchu dosáhnout toho, že loďka zůstane stát.

            V reálném případě potom svým dechem zřejmě nerozpohybujeme skutečnou (byť malou) plachetnici, protože odporové síly budou v takovém případě mnohem větší, než reaktivní síla proudu vzduchu. Na druhou stranu například vznášedla používají ke svému pohonu reaktivní sílu proudu vzduchu vytvořeného vrtulí. Plachtu (na odraz proudu vzduchu), která by pouze snižovala účinnost takového pohonu, však samozřejmě nepoužívají. Jiným příkladem takového pohonu jsou také všechna letadla s proudovými motory.