Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
786) Značení na vysavačí
14. 03. 2004
Dotaz: Na el. vysavači nejmenované značky je nápis 1400W a 750W spolu s grafickým
značením, které přisuzuje větší výkon sání a menší výkon motoru - sací síla
1400W. O čem tato informace vůbec vypovídá? Co znamená pojem sací síla vyjádřená
jednotkou Watt a jak si vysvětlovat její hodnotu převyšující hodnotu výkonu
motoru? Třešničkou na dortu je hodnota příkon motoru 750W, uvedená v technické
dokumentaci. (Standa)
Odpověď: Sdílím vaše rozpaky. Věřil bych tomu 750W, kterému rozumím (vy samozřejmě taky).
U vysavače bych nejraději viděl jednak, jaký podtlak (v Pa) dokáže vyvinout s
uzavřeným vstupem vzduchu (jakási analogie napětí naprázdno) a jakou vyvine
průtokovou rychlost (v m3/s) při plně otevřeném vstupu vzduchu (jakoby proud do zkratu).
1.) Diracova rovnice popisuje chování relativistické bodové částice se spinem 1/2 (elektronu, mionu...). Jde o diferenciální rovnici pro čtyřkomponentovou vlnovou funkci (tj. jde vlastně o čtyři svázané rovnice). Rovnici je možné upravit do tvaru, kdy všechno vytkneme před hledanou funkci, a to, co stojí před ní, se nazývá Diracův operátor:
, kde
Jedná se tedy o velmi formální objekt, důležité však je, že rovnice (a tedy i tvar Diracova operátoru) určuje fyzikální chování volné částice, lze s ní i (v upravené formě) lépe popsat spektrum atomu vodíku (i když souhlasu s experimentem dosáhneme až s kvantovou teorií pole:), rovnice určuje možné stavy zkoumaného systému. Pro zajímavost můžeme uvést jeden z možných tvarů Diracových matic:
Pro hlubší pochopení je třeba přečíst si příslušnou kapitolu z relativistické kvantové mechaniky.
Dotaz: Tuhle jsme jeli s manželkou v autobuse. Seděli jsme napravo - maželka u okna a
já vedle ní v uličce. Autobus prudce zahnul doleva, a tak jsme do sebe narazili.
Manželka tvrdila, že jsem narazil já do ní. Já tvrdil opak. Kdo měl pravdu? (Michal Heřman)
Odpověď: Na řešení vašeho sporu se můžete podívat z několika pohledů:
1.) Pravdu měla manželka, protože žena má vždycky pravdu.
2.) Pravdu máte vy, protože muž má vždycky pravdu.
Obě tato řešení jsou v některých reálných situacích jediná možná, ale zřejmě vás příliš neuspokojí, protože se chcete dopátrat "objektivní pravdy". Proto nabízíme další variantu:
3.) Může za to řidič autobusu. To on otočil volantem a tím přinutil autobus změnit prudce směr jízdy. Autobus tedy zahnul doleva, ale vše, co s ním nebylo pevně spojeno, mělo tendenci pohybovat se v původním směru jízdy.
Vaše manželka
seděla u okna a měla tedy blíž ke stěně autobusu, která ji přinutila změnit směr
pohybu (kdybyste seděli ve výletním autobuse bez bočních stěn, vaše manželka by
při prudkém zabočení z autobusu vypadla). Stěna tedy donutila Vaši manželku pokračovat v jízdě autobusem, za což může být manželka stěně vděčná nebo jí to vyčítat.
Vy jste chtěl přirozeně pokračovat v
původním směru pohybu, ale autobus zatočil, stěna donutila pokračovat s
autobusem manželku a manželka donutila pokračovat s autobusem Vás. Opět jí
za to můžete děkovat nebo jí to vyčítat.
Díky principu akce a reakce jste do sebe narazili navzájem (oba můžete říci, že ten druhý do vás narazil, a budete mít pravdu), jelikož však pohyb nebyl úmyslný, jediným skutečným viníkem je řidič. (Všimněte si, že stejná situace jako mezi vámi a manželkou se odehrála mezi vaší manželkou a stěnou, nikdo se však nezačal dohadovat o tom, zda narazila stěna do manželky nebo manželka do stěny...).
Takže nakonec za všechno může řidič. Dovolíme si ale předpokládat, že
řidič nezahnul jen pro své pobavení a pak nesledoval vaši hádku v zrcátku,
ale že zahnul proto, aby zůstal na silnici nebo se vyhnul kolizi s jiným
účastníkem silničního provozu. Opět mu za to můžete děkovat nebo mu to
vyčítat. Kdybych byl ale tím řidičem a vy mi to vyčítali, vím, kam bych
Vás poslal.
Dotaz: Všude se říká, že těleso nemůže nikdy dosáhnout rychlosti světla, jelikož to
vyplývá ze zlomku 1 / r(1 - (v^2 / c^2)) => dělili bychom nulou. Ale vždyť se
stále učíme počítat v komplexní rovině (pro rychlosti > c) a nulou se v
matematice taky občas dělí, tak proč by to nemělo fungovat? Jako jediný důvod mě
napadla narůstající hmotnost tělesa, ale při pohybu někde ve vesmíru by
teoreticky měla stačit jakákoliv i nepatrná síla na zrychlení tohoto tělesa. A
kdyby náhodou už toto někdo teoreticky potvrdil, tak kam by se těleso dostalo,
kdyby mělo všechny souřadnice komplexní? (lefan)
Odpověď:
Matematici dokáží zobecnit různé věci, ale pokud je mi známo, nulou se ještě dělit opravdu nenaučili :-) Částice pohybující se rychlostí světla ovšem existují, jsou to přesně ty, které mají nulovou klidovou hmotnost (např. foton). Takové částice se ani jinou rychlostí pohybovat nemůžou, v případě, že by jejich rychlost byla nižší než c, měly by nulovou hmotnost i energii.
Překonat rychlost světla působením síly na hmotné těleso také není možné, protože by k tomu byla potřeba nekonečně velká práce. Pokud bychom na těleso o klidové hmotnosti m0 působili stálou silou F po dráze s, dodali bychom mu energii F.s, takže by mělo hmotnost m = m0 + Fs/c2, což bude stále konečné číslo odpovídající nějaké konečné rychlosti menší než c.
Tvůj návrh s počítáním v komplexních číslech už fyziky také napadnul. Částice pohybující se rychleji než světlo dokonce mají svůj název, říká se jim tachyony. Jednou z jejich vlastností je např. to, že mají imaginární klidovou hmostnost. Nicméně nikdy je nikdo nepozoroval a i teorie, která by je jejich existenci připustila, by obsahovala řadu nekonzistencí. Např. možnost přenášet informace rychlostí větší než c vede k porušení principu kauzuality. Ten tvrdí, že je-li jeden jev příčinou jiného, pak pořadí, v jakém tyto děje nastanou, nezávisí na soustavě, ze které pozorujeme.
Dotaz: Základním zákonem zachování je zákon zachování hmoty a to i relativistické, tj.
izolovaná soustava má stálou relativistickou hmotnost. Pokud by se v této
soustavě začalo nějaké těleso pohybovat (nebo by zvětšilo svou stávající
rychlost), tj. zvětšilo svou hmotnost, muselo by jiné těleso "zhubnout", aby
první těleso získalo energii na zvětšení rychlosti? Děkuji za odpověď. (Iveta Krahulcová)
Odpověď: Záleží na tom, jak na sebe budou tělesa v té izolované soustavě působit. Pokud bychom si představili například pružný ráz, pak skutečně platí, že součet hmotností těles se nezmění. Když se v Newtonovské teorii řeší úlohy o pružných srážkách, vychází se ze zákona zachování hybnosti a energie. Ve speciální relativitě to je stejné, zákon zachování energie lze skrze vztah E = m c2 považovat za ekvivalentní právě zákonu zachování hmotnosti.
Poněkud složitější to je v případě, že uvažujeme elektromagnetické působení. Např. Slunce (nebo libovolná jiná hvězda) vyzařuje energii ve formě elektromagnetických vln. Kvanta této energie se nazývají fotony a podle vlnové délky mají různou povahu (v případě Slunce je vnímáme převážně jako teplo a světlo). Díky tomuto vyzařování hvězda ztrácí určitou hmotnost (schválně si pomocí vzorce E = m c2 a údajů o Slunci spočítejte, kolik to bude za jeden den). Má-li zde tedy platit zákon zachování hmotnosti, je nutné započítat i hmotnost odpovídající energii vyzářených fotonů.
