Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
1195) Rychlost plachetnice
09. 12. 2002
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".
Dotaz: Jak vypočítám, jak daleko dopadne vůz, který se rychlostí v "odrazí" od rampy pod úhlem alfa. Chtěl bych počítat se všemy reálnými podmínkami, jako je odpor vzduch atd. Stačilo by nastínit princip výpočtu.
(Radek)
Odpověď: Milý kolego, v prvním přiblížení to pojmete jako šikmý vrh. Posléze k tomu budete chtít přidat aerodynamiku, což nejlépe zvládnete tak, že si vezmete modýlek auta, budete ho ofoukávat v tunelu a měřit nejen jeho odpor, ale také vztlak. To asi nejlíp umí lidé ve VZLU v Letňanech. Zjištěná data zahrnete do výpočtu asi nejsnáze numericky. Potom byste se měl přesvědčit, že to funguje a že váš výpočet je realistický, což znamená s tím autem skutečně skákat a měřit jeho pohyb. To by s několika vhodnými kamerami, pomalovaným autem a správně naranžovaným pozadím neměl být problém. Pak už by váš program měl být schopen i snadno spočítat vlivy větru atd. a mohl byste ho prodat filmařům v Hollywoodu na návrh kasdérských scén.
Dotaz: Jak se užitím klasické fyziky vysvětluje fotoelektrický jev? Vysvětlení musí obsahovat pojmy kmity elektronu a rezonance. (Blanka Jonášová)
Odpověď: Podle klasické fyziky mj. nelze vysvětlit, že existují stabilní pevné látky. Můžeme to ale brát jako fakt z pozorování, jaksi "navíc". V kovu je elektron volný (vodivostní elektron), ale na to, aby se "vysvobodil" z kovu ven, do vakua, musíme mu dodat energii - výstupní práci. To lze učinit třeba právě světlem. Např. se může hromadit energie světelné vlny tak dloouho, až už stačí nějaký ten elektron "osvobodit". Ovšem klasická fyzika nedokázala vysvětlit jevy typické pro korpuskulární povahu interakce světla s látkou (prahová frekvence, výstupní energie elektronu závisející na frekvenci a nikoli intenzitě světla atp.). Ale asi nemá příliš smysl rozebírat klasické modely, když kvantový je celkem jednoduchý a dobře známý.
