Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
1369) Zakřivení časoprostoru
06. 06. 2002
Dotaz: Pokud hmota může vyvolat zakřivení časoprostoru, tak aby další hmotu přitahovala, nemůže nastat zakřivení časoprostoru, které by vše odpuzovalo, vlastně takový kopec v protikladu k díře, kterou vytváří hmotná tělesa? A jaká by v takto zakřiveném časoprostoru byla rychlost emg. záření ? (Jan Sova)
Odpověď: Dvě různé, ale spojené věci: 1) odpověď
na konkrétní otázku, 2) celkový pohled. 1) Nemůže, a to v tomto smyslu: gravitace je
jediná ze známých interakcí (tj. vzájemných působení, v
klasické mechanice bychom řekli "sil"), která je jen
a jenom přitažlivá. Proto taky v kosmických rozměrech
"přehlasuje" všechno ostatní, třebaže je v
rozměrech atomového jádra o čtyřicet ŘÁDŮ - tj. 1040
krát - slabší. Každou teorii tvoříme koneckonců proto, aby
byla v souladu s tím, co pozorujeme. (Další požadavky či
přání jsou např. vnitřní logičnost, jednoduchost, možnost
předvídat i nové věci apod.) Pokud tedy nebylo nikde
pozorováno odpuzování, tak si sice můžeme hrát "jak by
to vypadalo, kdyby..", ale spíš je cennější vymyslet
teorii, z níž naopak plyne, proč dochází jen k
přitahování. 2) Úvahy tohoto typu založené jen na
popularizující literatuře jsou vždycky dosti vágní, a u tak
hlubokých problémů jistě sám uznáte, že je těžko
představitelné, že by odborníky podobná otázka taky
nenapadla. Máte-li hlubší zájem o věc, pak Vám doporučuji
nebát se učebnic (proto se taky učebnice píší) a napřed si
v nich přečíst, porozumět a naučit se, co je vlastně o tom
(seriozně) známo. Jinak je riziko, že se hlubokomyslné
otázky a odpovědi zvrtnou v povídání značně plytké.
Vynikající učebnice je např. Kuchař K.: Základy obecné
teorie relativity. Academia Praha, 1968.
Dotaz: Předpokládejme rovinu a na ní dva body 1 a 2 vzdálené např.100 m. V bodě 1 umístíme reproduktor, který bude vysílat tón např.1kHz. Bod 2 bude měřící bod (mikrofon a osciloskop). Jak se tento model bude chovat: 1.- za bezvětří 2.- povane-li vítr o rychlosti např.10m/s ze směru bodu 1 k 2 a naopak. Vím, že vítr by měl mít vliv na rychlost šíření zvuku, ale změní se tím pádem i frekvence? Komorní A na koncertu za větru nebude komorní A? Anebo to je zcela jinak?
(Henryk Drobisz)
Odpověď: Za bezvětří se nic pozoruhodného neděje, přijímáte zvuk o
stejné frekvenci s jakou je vysílán. Pokud vane vítr od
mikrofonu k reproduktoru, pak moucha nesená větrem o rychlosti
v se pohybuje k reproduktoru a slyší vyšší tón (vlnoplochy
se z jejího pohledu nahustí) faktorem 1/(1-v/c) (pro vašich 10
m/s se frekvence zvasi asi o 3%). K mikrofonu v místě 2 se ale
zvuk prodírá proti větru rychlostí c - v a tak tento mikrofon
slyší nižší frekvenci než moucha (která se od něj
vzdaluje) faktorem (1-v/c). Frekvence, kterou mikrofon zaznamenává,
je tak ale stejná jako frekvence vysílaná - záleží jen na
relativním pohybu reproduktoru a mikrofonu. Můžete to sám
prozkoumat na vodní hladině, když budete pohybovat zdrojem a dívat
se na frekvenci vln, které přijímáte. Další efekt je v
intenzitě zvuku - když se dere proti větru, musí v pohybujícím
se vzduchu urazit delší dráhu a více zeslábne (v přiblížení
izotropního zdroje a bez tlumení klesá intenzita kvadraticky).
Dotaz: Mohu se vás zeptat, jaká je účinnost klasického dynamického reproduktoru? (Poměr mezi vyzařovaným akustickým výkonem a dodávaným elektrickým příkonem)
Snažil jsem se to najít ve všemožných tabulkách, ale nikde jsem neuspěl.
(Pavel Koška)
Odpověď: Účinnost převodu z elektrického příkonu na akustický vyzářený výkon se v optimálním případě pohybuje okolo 1%, ale může být i daleko míň a jen zřídka je vyšší. Je to pochopitelně také závislé na frekvenci a předpokladu malého zkreslení (příkon se nedá hnát do krajnosti). Pokud má reproduktor uvedenu nějakou nominální hodnotu příkonu, pak tento příkon vydrží obvykle jen velmi krátkou dobu, pak se uvaří. Naštěstí hudba je plná pauz a tohle moc nehrozí. Výrobci totiž dost blafují a chtěji vypadat co nejlepší.
Dotaz: Prosím, objasněte mi pojem kyvadla. Jaká známe a kdo je jejich objevitem. (Barbora Kvasničková)
Odpověď: Já bych to nebral tak formálně. Kyvadlo - jak název
napovídá - je cokoliv, co se kýve, tedy pohybuje tam a
zpátky. Nejjednodušší je mít v poli zemské tíže malé
tělísko (které pak můžu pokládat za hmotný bod o hmotnosti
m) na provázku (tedy: nehmotné niti délky L), aby bylo pořád
stejně daleko od bodu závěsu. Tomu se říká MATEMATICKÉ
kyvadlo. Jeho energie je složena z potenciální energie (mgz) a
kinetické (1/2 m v2). Pokud je to tělísko tak
velké, že ho nemůžu s klidným svědomím pokládat za bod
(anebo to je například připevnění na tyči, a její hmotnost
už nemůžu zanedbat), tak se tomu říká FYZIKÁLNÍ kyvadlo.
Tam je potenciální energie stejná - beru-li za z souřadnici
těžiště - ale ke kinetické energii posuvného pohybu
přibývá kinetická energie pohybu rotačního, kde se uplatní
moment setrvačnosti kývajícího se tělesa. Pro malé
výchylky je doba kyvu (polovina doby kmitu) úměrná odmocnině
z podílu L/g, kde g je tíhové zrychlení a je nezávislá na
hmotnosti m. (Tak se dá taky měřit g.) Na fyzikálním kyvadlu
záleží pochopitelně na poloze osy, kolem které těleso
kýve. REVERZNÍ kyvadlo (fyzikální) má dvě osy tak
nalezené, že doby kyvu podle obou jsou stejné, a pak se dá
snadno převést na kyvadlo matematické. Tahle kyvadla zatím
všechna kývala v rovině. FOUCALTOVO kyvadlo kýve taky "v
rovině", ale ta sestáčí s časem tak, jak se otáčí
Země, a jak tedy tomu kyvadlu "ujíždí pod nohama";
tohle ujíždění by bylo jasné tomu, kdo by to pozoroval
nikoli ze Země, ale z nějaké inerciální, neotáčející se
soustavy. Ten, kdo to pozoruje ze soustavy spjaté se Zemí (a
tedy neinerciální), si musí doplnit k působícím silám
ještě tzv. síly setrvačné, které nejsou povahy fyzikální,
ale geometrické - mají za účel vyrovnat to, že pohyb
popisuji ze systému neinerciálního. Z nich se zde uplatní
právě Coriolisova síla, kterou si (vůči Zemi) vysvětlíme
stáčení roviny.
Vsuvka: představte si kyvadlo na severním pólu. Kmitá chudák
pořád v jedné rovině, ale Země se pod ním podtáčí,
jednou za 24 hodin, proti směru hod.ruč.. Když ho tedy
pozorujeme ze Země, tak se nám jeho rovina kmitů naopak
stáčí, vůči Zemi po směru ruč.hod., celou obrátku za 24
hod. Pochopíte-li tohle, pochopili jste právě
"Coriolisovu sílu".
Taky se říká KÓNICKÉ kyvadlo takovému, které nekmitá v
rovině, ale v prostoru, takže vlastně šňůrka vytváří
kužel (konus). Průmět jeho pohybu do libovolné roviny
obsahující svislici dálá obyčejné kmitání. A ještě si
vzpomínám na TORZNÍ kyvadlo, což je např. visící
čtvercový stůl přivázaný za každý roh ke stropu. Když ho
trošku zkroutíte, tak ty šňůry jsou sice pořád rovné, ale
směr mají šikmý a snaží se dostat zpět do svislice.
Takováhle kyvadla mívají sloupkové hodiny. Víc už mne
nenapadá.
Dotaz: Dvě elektromagnetické vlny se při interferenci ve vakuu zruší.Co se stane s energií vln ? (Jezek Vlastimil)
Odpověď: Ono
to "zrušení" není tak docela pravda. Za prvé:
elektromagnetická vlna má nejen elektrickou, ale i magnetickou
složku. Obě nesou STEJNĚ VELKOU energii. Za druhé: Dvě vlny
jdoucí proti sobě (a každá z nich přenášející energii)
dají vzniknout stojaté vlně - tedy stojatým kmitům, které
energii nepřenášejí, jenom si ji přelévají na místě z
elektrické složky do magnetické.
Představte si to na provázku, který kmitá nahoru a dolů tak,
že zprvu jde jedna vlna napravo a druhá nalevo; když se
(šikovně) sejdou, tak vznikne "stojatá vlna", v
níž se přelévá kinetická energie rychle letícího kousku
provázku (blízko rovnovážné polohy) do potenciální energie
"našponovaného" kousku provázku daleko od
rovnovážné polohy.
