Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
1129) Pole kruhových magnetů
17. 02. 2003
Dotaz: Ráda bych věděla, jak je to s magnetickým polem kruhových magnetů s otvorem
uprostřed. Proč se kovový předmět (např. nýtek), který se spustí svisle po
špejli směrem ke středu magnetu připevněného na dřevěnou podložku zastaví
nad úrovní magnetu? Proč zůstane ve stejné poloze i v případě, že podložku
s magnetem obrátíme směrem k zemi?
(Markéta)
Odpověď: Milá Markéto, záleží na tom, jak je magnet polarizovaný, tj. kde má své póly.
Mluvíte patrně o magnetech, které se například vyskytují v mikrovlnných
troubách a jejichž póly sídlí na podstavách. V dostatečně velké
vzdálenosti vypadá pole takovéhoto magnetu jako obyčejný dipól,
zajímavější je to ale na ose díky oné díře. Průběh pole můžete zobrazit
například železnými pilinami, jak jste to asi dělali ve škole. Kus
feromagnetika, který do tohoto pole strčíte, se snaží umístit a
zorientovat tak, aby do sebe "vcucl" magnetického pole co nejvíce. To je
na ose magnetu uprostřed díry a pak na obou stranách kus od magnetu. Vede
to právě k tomu jevu, který jste zmínila, totiž že například kousek
železné trubičky vedený špejlí v ose dost stabilně drží kus od magnetu.
Dotaz: Zajímalo by mě, vůči čemu je stálá osa setrvačníku ve stavu beztíže. (Zuzana Vlčková)
Odpověď: Milá Zuzko,
rotující setrvačník, na který nepůsobí žádná dvojice sil, zachovává svou osu
rotace vůči (libovolnému) inerciálnímu systému, tedy vůči každému systému, v
němž se hmotný buď, na nějž nepůsobí žádné síly, pohybuje bez zrychlení.
Je-li setrvačník ve stavu beztíže a nepůsobí-li na něj žádná dvojice sil, je
to právě tento případ. Je-li setrvačník v tíhovém poli (např. zemském), pak
taky někde musí být podepřen, aby nespadl. Tíhová síla a síla reakce
podložky, kde je podepřen, vytvářejí silovou dvojici; je-li ovšem podepřen v
těžišti (např. Cardanovým závěsem anebo tím, že je jako zvon a má tedy "pod
sebou" volno, aby byl ve svém těžišti podepřen, pak se chová stejně jako by
byl v beztížném stavu. Pokud je podepřen přesně pod těžištěm nebo nad ním
(zavěšen), je to opět táž situace, jde o rovnováhu stabilní (zavěšený nad)
či labilní (podepřený pod).
Působí-li na rotující setrvačník silová dvojice (např. rotující káča,
jejíž osa rotace je šikmo vůči horizontále), pak tato osa koná (pomalý)
otáčivý pohyb po kuželu kolem směru, v němž působí ony síly tvořící silovou
dvojici. Šikmá rotující káča tedy rychle rotuje kolem osy, která koná tzv.
precesní pohyb - po kuželu s vrcholem tam, kde je káča podepřena. Je-li tedy
v jistém okamžiku např. káča čelně proti mne a její osa je vychýlena
napravo, pak káča "nespadne doprava", jak by to udělala, kdyby se netočila,
ale stáčí se ke mně (anebo ode mně, podle smyslu její rotace), a "zachovává
si tedy stejnou výšku" - úhel, který osa rotace svírá s horizontálou, se
nemění. (Samozřejmě tu pro jednoduchost zanedbáváme tření a podobné další
jevy.) Je to dynamická rovnováha, stejná jako např. u Země, která letí a je
přitahována Sluncem, takže na něj sice padá, ale přitom je stále stejně
daleko od něj.
Dotaz: Kdysi jsem četl ve středoškolské učebnici fyziky, že většinu viditelných
barev lze složit ze složek zelená, modrá, červená. Byl tam uveden i takový
obrazec s třemi vrcholy symbolizujícími tyto tři základní barvy. Vnitřek
trojúhelníku tvořily barvy, které bylo možné složit z těchto tří barev.
Bylo tam i pásmo mimo trojúhelník, které nemělo jít poskládat z těchto barev.
Zajímalo by mě, kde uvidím barvu, kterou nelze složit z červené, zelené, modré.
Uvítal bych nějaké zdroje, které toto téma popisují. (I. Horowitz)
Dotaz: Magnetická rezonance - jaký je princip této vyšetřovací metody? Je tato metoda nějakým způsobem zátěžová pro organismus? (Jirka Langhammer, Ajka)
Odpověď: Magnetická rezonance (MR) je vysoce kvalitní vyšetřovací metoda,
prováděná pomocí magnetického pole. Pacient tedy není
zatížen radioaktivním zářením jako u RTG a počítačové tomografie (CT). MR
velmi dobře odliší hranice mezi orgány, bez podání kontrastní látky
zobrazí cévy, umožňuje vyšetřit tělo v libovolných rovinách. Její
nevýhodou je vysoká cena a malá dostupnost (v naší republice je jen
několik pracovišť vybavených přístroji pro MR).
Pacient při vyšetření leží uvnitř vyšetřovacího tunelu (gantry). V
případě MRI - vyšetření mozku - má hlavu uvnitř měřící cívky.
Z nepříjemných zážitků pacienti obvykle popisují hlučnost vyšetření.
Někteří úzkostnější pacienti mohou mít nepříjemný pocit z uzavřeného
prostoru. Vyšetření je bezbolestné a při dodržení určitých omezení i zcela
bezpečné.
Výsledky MR vyšetření jsou velmi cenné, protože umožňují lékaři detailně
posoudit strukturu vyšetřovaného orgánu. Magnetická rezonance se hojně
využívá v epileptologii a v dětské neurologii obecně. Vyšetření obvykle
trvá kolem 30-45 minut.
Na webu můžete najít spoustu článků na toto téma, stačí do vyhledávače
napsat příslušné heslo, např.: http://otokar.troja.mff.cuni.cz/vyuka/sylaby/OFY016/F2001/Fried/Fried.htm,
http://www.physics.muni.cz/~kubena/CTaNMR7Tisk_soubory/frame.htm,
http://www.mujweb.cz/www/kotrbova/.
Dotaz: Zajímalo by mě, jak fungují čipové karty - ty bez kontaktních plošek a jak pracují identifikační čipy, které se dávají psům pod kůži. (Jaroslav Pavliš)
Odpověď: Technologii čipování původně vyvíjel americký národní úřad pro
kosmonautiku NASA pro účely spolehlivé identifikace astronautů. Vojenské
přívěsky na řetízku kolem krku, přezdívané jako psí známky, se totiž ve
stavu beztíže nedají použít. Tetování má zase nevýhodu v tom, že při
poškození pokožky je nečitelné. A tak se zrodil nápad na vpravení malého
mikročipu pod kůži nebo do svalů. "Pokusy" na kosmonautech ukázaly, že tělo
snáší pouzdro z tvrzeného skla velmi dobře a že ani samotné označení není
problém. Čip i s pouzdrem má tvar šesti až osmimilimetrového válečku o
průměru necelých dvou milimetrů. Do těla se zapravuje o něco větší
injekční jehlou a celý zákrok je srovnatelný s běžným očkováním. Značení
je na celý život. Čip nese určitý kód, který se dá přečíst přiblížením
čtecího přístroje k tělu. Čtečka má v sobě malý displej, kde se zobrazí
několikamístný kód čipu. Podle něj pak v počítači vyhledají příslušné
údaje. Veškerou energii potřebnou k přečtení kódu dodává čtečka při
přiblížení, bez nutnosti zásahu do organismu. Čip uvnitř těla nemá žádný
zdroj elektřiny, nemusí se dobíjet ani měnit. Čipování nenalezlo uplatnění jen u zvířat
(a to nejen u psích miláčků, hospodářských zvířat,...), ale
i u lidí. Systém čipování snad nalezne své uplatnění i u police a správních orgánů.
Další podrobnosti se můžete dočíst na internetu, stačí do webovského
vyhledávače napsat příslušné heslo a vybrat si z uvedených článků.
Čipové karty prošly dlouhodobou praxí a existuje mnoho různých druhů. V
zásadě se dělí na paměťové a mikroprocesorové (smart-cards), dále na
kontaktní (standardní) a bezkontaktní. Bezkontaktní neboli radiofrekvenční
karty komunikují prostřednictvím elektromagnetických vln a není potřeba je
zasouvat do čtečky, z tohoto důvodu jsou vhodné pro masovou identifikaci
fyzického přístupu (elektronické "píchačky", vstup do budov apod.). Čipová
karta je zároveň jedním z nejspolehlivějších médií. Uloženým datům
neublíží voda, škrábance, elektromagnetické pole,... Podívejte se např. na stránku:
http://www.systemonline.cz/site/bezpecnost/compels.htm
