Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
1456) Kdy dopadne koule?
06. 03. 2002
Dotaz: Koule o stejném průměru 1 m, budou puštěny ze stejné výšky, 1.koule má
hmotnost 100 kg a 2.koule má hmotnost 10 kg,která dopadne na zem dříve?
Neuvažujeme-li homogenní prostředí. (Pavel Dvořák)
Odpověď: Pokud nebudeme uvažovat odpor vzduchu, pak obě koule dopadnou na zem
současně. Doba letu při volném pádu nezávisí na hmotnosti tělesa, které
padá.
Když ale vezmeme v úvahu odpor prostředí (vzduchu), pak jako první
dopadne na zem těžší koule, protože na ni působí větší výsledná síla,
která ji urychluje. Pro pohyb koule můžeme napsat pohybovou rovnici
mg - F = ma => g - F/m = a , kde ale F závisí na rychlosti, takže
pro spočtení doby pádu je třeba integrovat tuto rovnici.
I bez integrace je ale jasné, že těžší koulí odpor "méně vadí" a dopadne
dříve. Vyzkoušejte si to.
Komentář k dotazu (21.10.2003): V dotazu na dobu volného pádu dvou stejných těles různých hmotností
uvádíte, že na těleso působí síla způsobená odporem vzduchu. Můžete mi
poradit, jaký je vzorec pro tuto sílu nebo kde jej mohu najít? Děkuji. (Jiří Vašica)
Odpověď:
Ve středoškolských učebnicích najdete Newtonův vzorec pro velikost
odporové síly ve tvaru F = 1/2.C.ρ.S.v 2.
C je zde tzv. součinitel odporu, který závisí na tvaru tělesa a jeho
hodnota byla změřena experimentálně pro jednotlivé tvary téles (hodnota
se pohybuje v rozmezí 0,03 - 1,33, pro kouli je jeho velikost rovna
číslu 0,48), ρ je hustota prostředí, které těleso obklopuje,
S obsah průřezu tělesa kolmého na směr pohybu a v rychlost relativní
rychlosti (je tedy jedno, zda se pohybuje těleso nebo kolem něj proudí
tekutina).
Tento vzorec platí pro běžné rychlosti, kterými se tělesa v tekutinách
pohybují nebo kterými tekutiny kolem těles proudí. Pokud by relativní
rychlost tělesa vůči tekutině vzrostla nad rychlost zvuku v daném
prostředí, bude odporová síla úměrná ne druhé, ale třetí mocnině
rychlosti. Naopak při velmi malých rychlostech bude síla úměrná pouze
první mocnině rychlosti.
Dotaz: Chtěla bych Vás požádat o nějaké informace oblízkém bodu oka. Pokud by bylo možno poskytnout nějaké informace o tom, co je to, jak na tento bod působí stáří apod. (Lucie Slancová)
Dotaz: V knihe Paula Daviesa "O ČASE" ma najviac zarazila jedna vec. Týka sa neutrónov. Tvrdí, že neutron, ktorý sa navonok javí elektricky neutrálny v skutočnosti má elektromagnetické vlastnosti. V roku 1933 nemecký fyzik Otto Stern objavil , že neutron posobí tak ako keby obsahoval drobný tyčový magnet. Že vraj obsahuje elektricky nabité kvarky. Tie síce majú dokopy nulový náboj ale vytvárajú magnetické pole lebo neutrony neustále rotujú okolo svojej osy. Rýchlosť rotácie je pevne stanovená veličina, ktorá je daná elektricky nabitými kvarkami, a je absolútne rovnaká pre všetky neutrony vo vesmíre tak ako ich hmotnosť. Takže na neutrony nepôsobí okolité prostredie? Prečo trenie a strata rotačnej energie nespomaµuje postupne rýchlosť rotácie. Neutronove kvarky vytvárajú drobný elektrický prúd a ten zase magnetické pole. Kvarky a prúd??? Veď sa vôbec nepohybujú vzhµadom na neutron a sú úplne inej povahy ako elektrony. Ako môžu byť jednotlivé kvarky elektricky nabité? Má to súvis s beta rozpadom neutronu na proton , elektron a antineutrino? A aký malý je ten náboj kvarkov? Najmenší možný je elementárny elektrický náboj.Obsahuje taký kvarkjeden alebo viacej elektrónov? (Aj jeden sa mi zná priveµa) Pre mňa je to záhada.
(Marek Krakovsky)
Odpověď: Na některé otázky
znamená odpověď dost objemný a netriviální výklad na
jedné straně a dost náročné studium na druhé straně.
Neutron má skutečně nenulový magnetický dipólový moment
(-1.9130427(5) jaderného magnetonu), zřejmě související s
tím, že uvnitř něho je složitá struktura, kterou dnes
popisujeme pomocí kvarků a gluonů. Kvarky mají náboj 2/3 a
-1/3, ale nejsou izolovaně vidět, takže pořád zůstává,
že nejmenší pozorovatelný náboj je e. V souvislosti s
magnetickým momentem jste zmínil spin neutronu, který ovšem
nelze jednoduše spojit s tím, že by rotoval kolem osy. Různé
popularní knížky i webové stránky jako např. http://www-hep.fzu.cz/~rames/outreach/castice.html
vlastně otázky spíš provokují, než že by na ně
odpovídaly. Když se odhodláte fyziku pořádně studovat,
časem se na některé otázky odpovědi objeví (ale další
otázky vzniknou). Odpovědna nemůže nahradit těch zhruba pět
let studia například na naší fakultě, kdy se malinko začne
rozsvěcet.