Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
848) Současnost
09. 12. 2003
Dotaz: Zajímalo by mě, ja je definovám pojem současnosti. Teoreticky se dá zjistit
jestli se dvě události odehrály na dvou místech současně, podle toho, že
hodiny v obou místech ukazují stejný čas. Podle mě je jediný racionální
způsob jejich nastavení tento: Z bodu A je vyslán světelný signál, který je,
když dorazí k bodu B vrácen zpět. Vzdálenost A->B je c*1/2t (t=doba mezi
odesláním a vrácením signálu, měřená v bodě A) hodiny budou nastaveny správně
tehdy, když v okamžiku příchodu signálu do B budou hodiny B ukazovat čas
rovný polovině součtu časů zaznamen. v A v okamžiku odeslání a přijmutí
signálu. Tyto hodiny umístěné na nějakém tělese nám dávají vztažný systém pro
určení současnosti. (Z pohledu A nebo B budou ty druhé odděleny nulovým
časovým intervalem) Jenomže ze základních principů teorie relativity vyplývá,
že z pohledu jiných pozorovatelů budou odděleny intervalem nenulovým. To by
ale podle mě znamenalo, že pojem současnost nemá jako takový smysl. Nemám
někde chybnou úvahu? (Tomáš Vaníček)
Odpověď: Pojem současnosti v rámci jedné inerciální vztažné soustavy (dále
jen IS) smysl má. V této soustavě plyne všude stejný čas. Rozdíl proti
klasické mechanice spočívá pouze v tom, že tento čas není pro všechny
IS stejný.
Úvahy s hodinami je třeba dělat opatrně. Do počátku naší IS můžeme
napevno umístit jedny hodiny a ty opravdu budou ukazovat čas této IS. Do
nějakého jiného bodu můžeme umístit jiné hodiny a s těmi v počátku je
seřídit tebou navrženou metodou. Pak budou i tyto hodiny ukazovat čas v
naší IS. Nesmíme s těmito hodinami ale pohybovat, pak totiž přestanou
ukazovat čas IS ale svůj tzv. vlastní čas a to je rozdíl!
Posoudit současnost jevů můžeme následovně. Posadíme pozorovatele do
počátku IS, ve které současnost posuzujeme (ano, zda jevy budou nebo
nebudou současné závisí na IS, ze které je pozorujeme). Jev který nastal v
bodě A a pozorovatel v počátku ho zpozoroval v čase T a zřejmě
nastal v čase T a - |OA|/c (|OA| značí vzdálenost počátku a bodu
A v soustavě IS). Takto zjištěný čas pak použijeme ke stanovení
současnosti dvou nebo více jevů. Polohu bodů, ve kterých pozorované jevy
nastaly, musíme znát (lze ji stanovit např. pomocí dokonale tuhých tyčí).
Dotaz: Chtěla bych vědět, jaké tíhové zrychlení je zdraví neškodlivé. Předem děkuji
za odpověď. (Martina)
Odpověď: To záleží jednak na tom, jak moc jste trénovaná a hlavně jak dlouho může
to přetížení působit. Z učebnice FYZIKA (Halliday, Resnick, Walker,
poslední český překlad VUTIUM & Prometheus 2003) zjistíme, že Eli
Beeding na saních vydržel při starlu během 0,04s asi 80g, Kitty
O'Neilová po 3,72s asi 4,8 g a uvidíte 6 fotek J.P.Stappa při 21g čelně
i naopak po dobu 1,4s. Druhá věc je, že při déletrvajícím větším g se
vám odkrvuje či překrvuje mozek, a to jistě zle ovlivní řadu vašich
schopností. Kopíruji vám, co uvání na webu Malá encyklopedie kosmonautiky:
"Fyziologické působení přetížení na člověka se projevuje dvěma
směry. Jednak ztěžuje pohyby těla a jednak působí přelévání krve v těle
(překrvení a odkrvení). Nejmenší výdrž má lidské tělo ve směru nohy -
hlava (negativní přetížení). V tomto směru člověk trvale nevydrží ani 1
g. V opačném směru (hlava - nohy) vydrží po dobu až stovky sekund
přetížení až 3 g. Nejlépe člověk snáší přetížení ve směru hruď - záda
(po dobu desítek sekund snese 15 až 20 g). V této poloze proto obvykle
létají kosmonauti."
Dotaz: 1.) Dobrý den, zajímá mě, jestli nabitá baterie váží více, než když se vybije.
Jestliže je hmota energií, tak by měla být baterie po vybití lehčí, ne?
2.) Pokud vím, tak ve Slunci se mění protony na neutrony za vzniku neutrin a
elektronů. Měl jsem dojem, že právě z onoho náboje vznikne neutrino, jenže na
internetu nějak nejsem schopen najít důvěryhodné informace o hmotnostech
neutronu a protonu... (Vítězslav)
Odpověď: 1.) Čistě teoreticky to pravda je. Baterie je založená na elektrochemickém
principu, energie se získává přechodem elektronů do stavů s nižší energií
a podle speciální teorie relativity toto skutečně odpovídá poklesu
hmotnosti vybité baterie.
Jsou zde ale dvě ale. Jednak je daný rozdíl jen těžko měřitelný (znáte
vztah E=mc2, takže si snadno spočtete, o kolik by vybitá baterie
měla být lehčí), jednak chemické a jiné procesy ve vybíjené baterii mohou
výslednou
změnu hmotnosti ovlivnit mnohem výrazněji (mám na mysli např. unikání
některých látek z baterie nebo naopak, bude to sice zanedbatelné množství,
ale pořád řádově větší než relativistický úbytek hmotnosti).
2.)
elektron 9.10938188(72) x 10-31 kg
proton 1.67262158(13) x 10-27 kg
neutron 1.67492716(13) x 10-27 kg
hm. jednotka u 1.66053873(13) x 10-27 kg
Není ale zcela jasné, jakou reakci máte na mysli. Proton se na neutron za
vzniku protonu, neutrina a elektronu těžko změní např. kvůli zákonu
zachování náboje. Patrně jste měl na mysli β+ rozpad, ve kterém
vzniká neutron, pozitron a elektronové neutrino. Tento proces ovšem zjevně
nemůže být zdrojem energie hvězd (to by muselo při rozpadu vznikat γ
kvantum). Doporučuju nahlédnou do téměř libovolné astronomické knížky
nebo encyklopedie zabývající se hvězdami, tam budou jaderné reakce popsány
ürčitě přehledněji než by to bylo možné zde na pár řádcích.
Odpověď: Voda jednak zabrání přístupu kyslíku k hořícímu objektu (i když to neplatí
stoprocentně, hoření některých látek, např. hořčíku, molekuly vody
rozkládá na vodík a kyslík a vzniklý kyslík hoření dokonce podporuje),
jednak díky své velké tepelné kapacitě účinně hašenou látku ochlazuje.
Dotaz: 1.Žádné hmotné těleso se nemůže pohybovat rychlostí světla. Jaká je tedy
maximální možná rychlost hmotného tělesa? (domnívám se, že pokud bychom to
číslo znali a odečetli ho od rychlosti světla, získaly bychom nejmenší
jednotku času, ale to je v rozporu s tím, že čas se nedělí na kvanta)
2.Pokud posvítím baterkou ze stojícího auta, vyletí z ní fotony určité
vlnové délky. Pokud posvítím baterkou z jedoucího auta, vlnová délka fotonů
se zkrátí a světlo urazí větší vzdálenost, než aby se k jeho rychlosti
přičetla rychlost jedoucího auta. Je moje domněnka správná? (Vašek)
Odpověď: 1. Ono je to tak, že se může pohybovat libovolnou menší rychlostí, než je
rychlost světla. Ve speciální relativitě se často pracuje s koeficientem
Ten udává, kolikrát se zkracují télky, dilatuje čas, zvyšuje hmotnost
apod. Není neobvyklé pozorovat částici, která se pohybuje např.
s γ = 1000 (tj. je např. 1000 x těžší než v klidu). Dopočteme-li v
takovém případě rychlost, vyjde v = 0.9999995 c, tj. do rychlosti světla
chybí jen asi 150 m/s.
2. Ano, v podstatě máte pravdu. Jedním z výchozích principů speciální teorie
relativity je princip konstantní rychlosti světla, čili fakt, že světlo se
pohybuje stejně rychle v každé (inerciální) soustavě. Nevyhnutelným
důsledkem tohoto (z pohledu klasické fyziky poněkud podivného) faktu je
pak mj. vámi zmíněný Dopplerův jev, tj. změna vlnové délky světla při
vzájemném pohybu zdroje a pozorovatele.
Není možné ale relativistický Dopplerův jev zaměňovat s klasickým
(pozorovatelným např. na zvuku). Zde se jedná o zcela jiný princip, zvuk
má (narozdíl od světla) jasně dané prostředí, ve kterém se šíří (vzduch),
zatímco u světla takové prostředí (éter) neexistuje.
