Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
903) Těleso v těžišti koule II.
09. 10. 2003
Dotaz: K dotazu "Těleso v těžišti koule" z 23.9.2003: Pokud se gravitační síly v
těžišti hmotných objektů ruší a nevzniká žádný tlak, jaký princip způsobuje
vzrůst tlaku směrem k jádru např. u plynných obřích planet? Proč se může
gravitačně zhroutit objekt, který je pro tento jev dostatečně hmotný? (Milos Orlik)
Odpověď: "Pokud se gravitační síly v těžišti hmotných objektů ruší a nevzniká žádný
tlak, jaký princip způsobuje vzrustů tlaku směrem k jádru..."
V této větě je první tvrzení správné, ale druhé je už nesprávné. Gravitační
zrychlení (zrychlení volného pádu, pokud neuvažujeme odstředivé zrychlení v důsledku
rotace planety) směrem ke středu tělesa obecně klesá a v těžišti je nulové. Tato část úvahy
tazatele je tedy správná.
Odtud ovšem neplyne, že také tlak v těžišti tělesa bude nulový. Nulový bude
v těch místech pouze přírůstek tlaku, daný známým vzorcem
dp=rho.g.dh ,
kde rho je hustota, g tíhové (gravitační) zrychlení a dh přírůstek hloubky.
Protože g klesne v těžišti na nulu, bude tam nulový také přírůstek tlaku dp. Ovšem tlak v těžišti
tělesa bude součtem přírůstku tlaku od povrchu do centra (integrálem přes dp od povrchu do
centra), což samozřejmě není nula.
Zde najdete jednoduché odvození příslušných veličin např.
pro homogenní kouli.
Dotaz: Jaký je příkon varné konvice? (1,5l) (Cenda)
Odpověď: Může být velmi různý, například připojím-li konvici na plochou baterii,
pak její příkon bude asi méně než 1 watt. Jaký je příkon konkrétní
konvice, je napsáno na štítku na ní nebo je to potřeba změřit. Dá se
očekávat, že bude takový, aby zmíněných 1,5 litru vody uvařil za několik
minut, bude to asi 1 kW nebo trochu více.
Dotaz: Chtěla jsem se zeptat, jak je to s volným pádem, jestli těleso
dosáhne nějaké maximální rychlosti (pokud ano, jak se zjistí její
hodnota) a pak už jenom tuto rychlost dodržuje, nebo jestli až do
konce pádu zrychluje. (Jana Wernerová)
Odpověď: Ve vakuu pod vlivem gravitačního pole by se těleso zrychlovalo až k
rychlosti světla (pokud by někam nespadlo dříve), ve vzduchu kromě tíhy
působí právě odpor vzduchu, takže se rychlost stabilizuje na takové
hodnotě, kdy je odpor právě rovný tíze. Takže parašutista ve stabilizované
poloze padá stálou rychlostí snad okolo 50 m/s, jestli si to dobře
pamatuji, když poletí jako šipka, bude mít více. Kapky deště se taky
neurychlují pořád, jak ostatně víte z toho, že například z mraku kilometr
nad vámi nedopadají rychlostí v=odmocnina(2gh)=140 m/s (experimentálně to
lze srovnat například tak, že vystrčíte za deště tvář v autě na dálnici
(já bych si vzal dobré brýle).
Dotaz: Možná můj dotaz je blbost, ale dostal jsem nápad, při pohledu na tancující
pračku, zda by to nešlo využít k řízenému pohybu. Představoval bych si to asi
takto: Dva kovové pásky široké cca 1cm, stočené do kruhu o průměru X,
položené na sobě, ale s mezerou cca 3mm. V ose tohoto kruhu umístěn svisle
motor. Kolmo v ose motoru upevněna tyčka průměr 3mm a délky cca max 2x průměr
kruhů z pásku. Tato tyčka by se pohybovala v mezeře mezi kruhy rychlostí
podle počtu otáček. Ale teď na osu navléknu posuvná závažíčka(třeba v podobě
koleček,aby se mohla snadno pohybovat po vnitřní stěně kruhů).Co se stane
když motor nebude v ose kruhů, ale budu jeho polohu měnít směrem od osy ke
stěně kruhů? Bude na kruhy působit nějaká síla, která způsobí jejich pohyb
budouli třeba připevněny na desce s kolečky? A jak velká? Dá se případně
spočítat účinnost přeměny energie? Co když místo kružnic bude použita elipsa
a pohyb motoru bude po její delší ose?Posouváním tohoto rotujicího motoru od
středu kruhu k jeho plášti by se možná dala řídit síla působící na kruhy za
optimálních otáček motoru. Nepoužívá se tento nápad pokud to funguje již
někde? Třeba u plavidla s velmi nízkým ponorem. Snad mému dotazu porozumíte a
(Kvíz)
Odpověď: Milý pane, tohle je dotaz, na který podle mně nejlepší odpověď je to
zkusit. Nevím o praktické realizaci podobného principu, jaký jste popsal,
vím, že se používají excentrická závaží například pro buzení kmitů
(minizemětřesení). Ono totiž při praktické realizaci nejlíp přijdete na
to, k čemu by to mohlo být dobré, objasnit chování podobného zařízení pak
jde vždycky, zatímco navrhnout z pohybových rovnic konstrukci třeba té
zmíněné pračky moc nejde. Zkuste vyrobit, pošlete fotku. Kdyby vás akutně
zajímala otázka, zda to už někdo nenavrhl (třeba známý český génius), pak
relevantní informace se dají hledat např. na
http://platan.vc.cvut.cz/vychova/vychova1/inf_pram/p_online.html .
(J.Dolejší)
Reakce na dotaz (17.10.2003):
Narazil jsem náhodou na vaši odpovědnu a opravdu se mi líbí. Přesto si
neodpustím komentář k jedná vaší odpovědi na téma : Jak využít pračku k
řízenému pohybu. Pan Dolejší má jistě mnohem širší fyzikální vědomosti než
já, ale tady si myslím byla na místě jasná odpověď typu tohle fungovat
nebude. Sám jsem kdysi v mladické naivitě řešil podobný problém, kde
výsledkem mělo být vznášedlo. Záhy jsem ale pochopil, že je to nesmysl. Ve
fyzice totiž platí zákon, že izolovaná soustava nemůže změnit polohu svého
těžiště. To platí pokud je v klidu. Pokud je v pohybu, tak nemůže změnit jeho
rychlost. Jinými slovy, pokud se chce něco pohnout,nebo zrychlit, pak to musí
poslat kus hmoty opačným směrem. Ta hmota může být vlastní (spaliny rakety ve
vesmíru), nebo vnější (auto jedoucí po Zemi, způsobilo její, byť
zanedbatelné, otáčení proti směru jízdy automobilu). Kdyby si tazatel provedl
integrál třeba impulsu síly v těžišti svého zařizení, pak by po jedné
vykonané otáčce motoru dostal čistou a krásnou nulu. Pokud se mýlím,nebo jsem
nepochopil otázku tazatele, nebo vaši odpověď, pak rád přijmu vaši kritiku.
(L. Felger)
Odpověď:
Já se pokusím trochu naznačit, proč jsem odpověděl tak, jak jsem
odpověděl: Pokud jsem dobře pochopil návrh tazatele, vyrobí zařízení,
které sebou bude zmítat (podobně jako pračka). Ale stejně tak jako pračka
může urazit značnou vzdálenost a utrhnout se od přívodní a odpadové trubky
(stačí například, aby se pěkně zmítala a měla kolečka, která se na jednu
stranu pohybují snáze než na druhou). Když dáte zmítající se pračku na záď
kanoe a vyrobíte nějakou ploutev připevněnou na kanoi, tak asi také
dosáhnete pohybu vpřed. Tohle všechno není vůbec ve sporu s momentovými
větami atd. Takže si nemyslím, že se dá jednoznačně říct, že tazatelův
nápad nemůže fungovat. Podstatný je totiž opravdu výsledek, a i v rámci
dobře ověřených fyzikálních zákonů je veliký prostor. A jak jste zmínil,
když se pračka na lodi bude pohybovat jedním směrem a voda nebo dokonce
Země druhým, vše je v pořádku.
Dotaz: Rád bych věděl na jakém principu vlastně funguje technologie studené fúze a
jakou má tato technologie vyhlídky do budoucnosti. (Jakub Škrabal)
Odpověď: Ona nefunguje, resp. až na několik skalních zastánců na ni
nikdo nevěří. V odpovědně je již odpověď doc. Obdržálka z 9. 7. 02, na
webu najdete i spoustu dalších.
