Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
1193) Zakřivení časoprostoru
09. 12. 2002
Dotaz: Zajímalo by mě, kam se zakřivuje časoprostor. Při vysvětlování gravitace podle Einsteina se používá na znázornění dvojrozměrná deska (zastupující časoprostor), která se zakřivuje do třetího prostoru (působením velmi hmotného tělesa). Pokud deska zastupuje čtyřrozměrný časoprostor, kam se tedy ten časoprostor zakřivuje?
(Miroslav Drozden)
Odpověď: Nikam, on sám je křivý. Problém je jenom v tom, že každý autor se snaží věci nějak vysvětlit, používá různých analogii a tím riskuje, že bude špatně pochopen. Jak poznáte, že je prostor plochý nebo zakřivený? Tak třeba na povrchu Země. Ten přece vypadá docela rovný. Na rovném povrchu když půjdu rovně za nosem (to třeba udělám tak, že budu píchat tyče jako horská služba na horách a budu dbát na to, aby byly pěkně v zákrytu, tak budu pořád poznávat nové kraje a půjdu pořád dál až do smrti. Tak se na cestě musím na chvíli zastavit, udělat potomky a pak jít s nimi, aby v mé cestě pokračovali, i když já už někde skončím. A tak to může jít libovolně dlouho, nanejvýš je potřeba přesednout na saně nebo do lodi a dořešit, jak jet rovně. Když ale na Zemi půjdete, pojedete nebo poletíte rovnou za nosem, dorazíte časem na stejné místo (při 20 km za den, což se dá vydržet dlouho, za nejvýš šest let, takže byste si to jistě pamatoval, poletíte-li, pak podstatně rychleji). Jak to, že jste přišel na stejné místo, když jste šel po rovině (maximálně jste tu a tam přelezl nějaký kopec nebo se plavil po moři??? Asi je to tím, že rovina, na které jste se pohyboval, není běžná plochá rovina, ale je rovina zkřivená, ale tak málo, že to při běžném pohledu nepoznáte. Abyste k tomuto došel a správně interpretoval, potřebujete mít hodně odvážnou mysl. Když technické možnosti lidstva pokročily tak, že se na Zemi dokázalo podívat z vesmíru, byla už křivost oné roviny očividná. Křivost třírozměrného prostoru, ve kterém žijeme, můžeme taky studovat a měřit (například letět pořád rovně a starat se, kam doletíme, nebo se dívat na to, jak letí paprsek světla), jen nedokážeme vstoupit do další dimenze, abychom to opět hned viděli (dokážeme to samozřejmě v našich teoriích). Ale opět potřebujeme odvážnou mysl a dost snažení, abychom to trochu dokázali pochopit.
Dotaz: Měl bych dva malé dotazy: Zajímalo by mě, jaké jsou účinky setrvačné síly při zrychlení ve vesmíru. Zda také kosmonauti pociťují podobné účinky síly, která působí na naše těla např. při jízdě v tramvaji, kdy stojící člověk se musí držet aby nespadl. 2. Jak je možné, že čmelák může létat při poměrně velké hmotnosti svého těla?
(Roman)
Odpověď: ad 1: Samozřejmě ano, při startu a brždění při přistání jsou mocně tlačeni do sedačky. Při letu na orbitu odstředivá setrvačná síla (z pohledu jejich vztažného systému spojeného s lodí) kompenzuje gravitační sílu a vyvolává stav beztíže. ad 2: Prostě mává dostatečně rychle svými křídly.
Dotaz: Může být rychlost plachetnice vyšší, než je rychlost větru, který ji pohání? Neuvažujeme situaci kdy pluje po proudu.
(Martin)
Odpověď: Odpověď je principielně ANO. Při surfování to můžeme dobře pozorovat. Příklad: plachetnice pluje na východ s plachtou natočenou severovýchodním směrem, kolmo na severozápadní vítr. Při rychlosti plachetnice 10 m/s couvá plachta před větrem rychlostí 10/odmocnina ze dvou, tj asi 7 m/s. Fouká-li vítr rychlostí např. 8 m/s ještě pořád do lodi tlačí.
Rychlost lodi W může být větší než rychlost V větru. V nejjednoduším
přiblížení, neuvažujeme ani situaci, kdy loď není kolmo k vodě, ani
jevy z mechaniky kontinua při obtékání tělesa (tam, kde je těsně u tělesa
rychlost obtékající tekutiny největší, tam je nejmenší tlak), ani roli
odporu vody (která je samozřejmě značná). Snad by to šlo ukázat
takto: Předpokládejme, že loď má mohutný kýl, třeba desku "napodél". Na loď
působí odpor vody F1 při pohybu "podél" (ten budeme doufat, že je malý,
deska "hladce prořezává" vodu) a jiný odpor F2, mnohem větší, při pobyhu
"nabok" (deska před sebou hrne vodu). Dále na loď působí vítr; zjednodušme
jeho působení na to, že "tlačí na loď ve svém směru" (tedy žádné sání při
obtékání tam, kde je vysoká rychlost apod.). Vítr nepůsobí jen tehdy, je-li
loď vůči vzduchu v klidu. Ovšem pokud by F1 byl zanedbatelný a F2 naopak
tak velký, že by prakticky znamenal vazbu lodi na pohyb jen kupředu, pak by
při úhlu fí mezi směrem větru a směrem "podél lodi" nepůsobila síla od
větru na loď jen tehdy, kdyby byla složka rychlosti lodi do směru pohybu
vzduchu právě rovna rychlosti větru. Celá rychlost lodi W by tedy musela
být větší, než je rychlost větru V, aby pro rovnost složky platilo V=W.cos
fí.
Dotaz: Zajímalo by mě presnější popis principu na jakém fungují permanentní magnety plus i případné závislosti velikosti výsledné síly.. velikost magneticke indukce popřípadě magnetického toku.. Mám dostatek materialů o ekektromagnetech jako takových ale o permanentnich se mi nic sehnat nepodařilo.. Můžete mi prosím poskytnout bližší popis, (mám zájem hlavně o matematické závislosti) případně doporučení na jaké webove stránky se mohu obratit.. případně jaká literatura se touto problematikou zabývá? Děkuji (Jan Strnad)
Odpověď: Permanentní magnetismus je důsledkem kvantových jevů a bez nich ho nelze uspokojivě vysvětlit. Jde o kombinaci magnetických polí jednak orbitálního pohybu elektronu, jednak vlastního magnetismu (spinu elektronu). I stručné vysvětlení ale asi dost přesahuje zdejší rámec. Sám magnetismus je samozřejmě relativistický jev, ale to tu asi až tak nevadí.
Dotaz: Chtěl bych vás poprosit o pomoc se sestavením mechanické rovnice soustavy, která se skládá z tubusu, na jehož koncích jsou permanentní magnety. Ty jsou sestaveny tak, aby třetí volně uložený p. magnet levitoval uprostřed tubusu. Zajímalo by mě, zda by šlo řešit pohybovou rovnici mx{II}+kx{I}+bx=F(t), kde F(t)je budící síla a {II} je stupeň derivace okamžité polohy volného magnetu.Jak u této soustavy simulovat tuhost [k] a tlumení [b]? (Jan Strnad)
Odpověď: Člen tření (b) bude nemagnetické povahy, prostě tření o trubici, v níž se vznáší prostřední magnet. (O trubici se musí otírat, protože bez ní by soustava byla nanejvýš v labilní rovnováze.) "Tuhost pružiny" (k) určíte prostě jako přírůstek energie při stlačení pružiny; při síle F= -kx je přírůstek energie 1/2 kx2 u pružiny. Přiblížením stejných pólů magnetu taky vzroste energie soustavy (na dipól působí ovšem výsledná síla nelulová jen tehdy, je-li pole nehomogenní). Porovnáním dostanete potřebné "k".
