Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 11 dotazů obsahujících »kmitat«
1) Proces ohřívání plynu
21. 01. 2009
Dotaz: Proč se při zahřátí plynu zvýší rychlost jeho molekul? Odstrkují se
rychleji? Proč? (Jan Píka)
Odpověď: Pojďme se podívat, jakým způsobem lze takový plyn zahřát. Nejprve si představme, že máme nějaký plyn (třeba vzduch) uzavřený v krabici. Můžeme jej zahřát třeba tak, že nějak zahřejeme krabici a od ní se zahřeje plyn. Co ale znamená, že zahřejeme krabici? Krabice bude mít vyšší teplotu, tudíž její molekuly budou rychleji kmitat. Při nárazech molekul plynu na stěnu krabice (běžný děj, jímž se projevuje tlak v plynu) se pak tyto molekuly nejen odrazí, ale ještě navíc jsou "nakopnuty" více kmitajícími ("teplejšími") molekulami krabice. Molekuly plynu jsou pak v důsledku toho "nakopnutí" rychlejší... neboli krabice zahřála plyn uvnitř.
Existují ale i další mechanismy, zejména záření. Pokud na náš sledovaný plyn, nyní třeba vzduch v atmosféře, dopadá elektromagnetické vlnění správných vlnových délek (což může být třeba sluneční svit), lze si to představit jako ostřelování molekul plynu velmi rychlými malými kuličkami - fotony. A pokud takový foton molekulu plynu nerozbije (jako třeba ionizující záření), tak ji opět pošťouchne, "nakopne"...
Závěrem bych chtěl zdůraznit, že výše uvedené příklady jsou velmi zjednodušující a nelze je interpretovat doslova - fotony nejsou kuličky, náraz molekuly plynu na kmitající molekulu krabice může způsobit v některých (méně častých) případech i zpomalení ("ochlazení") molekuly plynu, ... základní představu o procesu ohřívání plynu však uvedené příklady vystihují.
Dotaz: Dobrý den, měl bych dotaz týkající se akustiky. Pokud bude zdroj vlnění
umístěn ve vakuu, tak co se stane se vzniklou energií (vlněním)? Je jasné,
že vlnění se nebude šířit. Ale jak říkam, jak se bude chovat vlnění?
Bude snad soustředěné v jednom bodu? Nebo snad dokonce se energie vlnění
přemění na tepelnou energii? Předem děkuji za odpověď. S pozdravem Petr
Jirásek (Petr Jirásek)
Odpověď: Pro jednoduchost si představme obyčejnou ladičku:
Když do jejího dvojitého konce ťukneme, bude vydávat zvuk. Co se vlastně děje? Ťuknutím jsme způsobili, že se kunce ladičky od sebe rychle vzdalují a přibližují (tak rychle, že to očima nepostřehneme - jde to ale ukázat buď na zpomaleném filmovém záběru nebo třeba jednoduchým pokusem). Ťuknutím jsme tedy ladičce dodali energii. Také ze zkušenosti víme, že ladička po chvíli přestane znít, ptejme se tedy, kam se ta energie ztrácí. Důležité jsou zejména dva jevy. První je asi jasný - ladička při svém chvění naráží na vzduch, periodicky jej ve smém okolí svým chvěním/pohybem stlačuje a takto se měnící hustota vzduchu má charakter podélného vlnění šířícího se od ladičky. Prostřednictvím vlnění je ladičce postupně odebírána její kinetická/potenciální (deformační) energie uložená v jejím chvění, kmitání. Když řeknu totéž více lidově, tak ladičku "brzdí" vzduch, do kterého při kmitání naráží.
Druhou příčinou ztráty energie je pak cosi, co by se dalo nazvat jakési "vnitřní tření" v ladičce. To, že se chvěje, vlastně znamená, že se opakovaně trošku deformuje. A tato deformace a následná relaxace do původního stavu se neobejde (jako prakticky nic v libovolném látkovém prostředí) bez ztráty energie - ladička se přitom bude velmi velmi nepatrně zahřívat. Velmi jednoduše řečeno i v ladičče uvnitř materiálu dochází ke tření a ladička se tak při své deformaci v důsledku toho nemřitelně maličko zahřívá.
A jak to bude ve vakuu? První možnost odvodu energie - vlněním, zvukovými vlnami - zde není možná, nebude tedy nastávat. Druhá možnost se bude realizovat i ve vakuu. Výsledkum bude, že ladička nebude vyvolávat žádný slyšitelný zvuk (nemá se čím šířit), bude se jí tedy snáze kmitat/chvět. V důsledku vnitního tření v jejím materálu se ale bude pomalu nepatrně ohřívat na úkor svého chvění, až se její pohyb úplně zastaví. Kinetická/potenciální energie jejího chvěníse tedy plně přemění na vnitřní energii (laicky řečeno na teplo).
Dotaz: Jaky je rozdil mezi vlnami z mikrovlne trouby (2.45 GHz) a vlnami z bezdratoveho
vysilace (2.4 GHz) na tvorbu bezdratove pocitacove site? Neco jako Lan/Wan,
pouze s tim rozdilem, ze jde vse pres mikrovlnne zareni z bezdratoveho routeru.
Je bezdratovy vysilac, pouzivany misto kabelu a routeru pro pocitacove site,
nebezpecny pro zdravi? (Petr Svoboda)
Odpověď: Z pohledu fyziky se jedná o elektromagnetické záření s velice podobnou frekvencí (a tedy vlnovou délkou). Podstatné však je, že frekvence není zcela stejná - zatímco bezdrátové počítačové sítě využívají relativně neškodné frekvence okolo 2.40 GHz (a samozřejmě i spoutu jiných, záleží na technologiích a standardech), záření v mikrovlnné troubě je schválně naladěno na frekvenci 2.45 Ghz, která odpovídá vlastním kmitům molekul vody... a tedy s molekulami vody také snadno interaguje, nutí je kmitat intenzivněji a tím vodu zahřívá.
Nutno ještě dodat, že zatímco typická domácí bezdrátová počítačová síť bude mít vysílací výkon určitě menší než 1 watt, v mikrovlnné troubě půjde minimálně o stovky wattů.
Dotaz: Dobrý den, mám takový dotaz: jaký vliv má pochod a jaký nestejnorodá
(rozvolněná) chůze více lidí na nosník na dvou podporách (lávku či most)? Mám o
tom svoji představu, ale rád bych slyšel slovo odborníka. Díky zas odpověď. J.S. (Jan Spáčil)
Odpověď: Pro každé těleso existuje frekvence (tzv. vlastní frekvence), na které je ochotno kmitat snáze, než na frekvencích ostatních. U mostů se díky rozměrům, tavru a použitým materiálům může stát, že tato frekvence bude blízká frekvenci pochodujících lidí. Pochodováním o příslušné frekvenci pak lze takový most snadno rozkmitat... a bude-li pochodovat dostatek lidí, není vyloučeno, že budou mostu nárazy svých nohou předávat dostatečnou energii na to, aby se výchylky kmitů zvětšovaly a v krajním případě došlo k narušení či dokonce zřícení mostu. Při rozvolněné chůzi se vám most rozkmitat nepodaří, neboť zde jakoby se každý pokoušel rozkmitat most s jinou fází a frekvencí - "příspěvky" jednotlivých chodců se navzájem (téměř) vyruší.
Nebezpečí však mostům nehrozí jen od pochodujících lidí. Je-li most nevhodně navržen, může jej rozkmitat třeba i silný vítr. Nejznámější je asi případ pádu mostu 7. 11. 1940 v Tacoma Narrows.
Dotaz: Potřeboval bych vysvětlit, co je to torzní tyč a
jaké je její praktické využití. Děkuji. (Marek Bukáček)
Odpověď: Torzní tyč je zpravidla kovová tyč, pružná na zkrut. Používá se např.
jako pérování u některých vozidel. Princip pérování pomocí torzní
tyče byste si mohl představit zjednodušeně jako vodorovně položené
L upevněné na dlouhém konci (to je torzní tyč) s kolmo napíchnutým
kolem na druhé kratší nožce.
Kolo pak může kmitat, jako by bylo na péru.
