Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 125 dotazů obsahujících »fyzikální«
50) Magnetické indukční čáry a siločáry
27. 01. 2006
Dotaz: Dost dlouho mne trápí tento problém: nechápu, proč jsou v učebnicích pro ZŠ
kolem trvalého magnetu znázorňovány indukční čáry magnetického pole, když toto
pole evidentně není indukované. Není lepší je nazývat magnetické siločáry?
Podobně jako máme elektrické siločáry? Děkuji (Svatava Odložilíková)
Odpověď: Pojmenování různých fyzikálních veličin, modelů a teorií je do značné míry ovlivněno historií a tradicí, proto ne vždy je zcela intuitivní. Magnetické indukční čáry získaly své označení podle veličiny zvané magnetická indukce (obvykle se značí B). Zaměňovat magnetické indukční čáry a magnetické siločáry není možné, je mezi nimi (pro laika na první pohled ne zcela patrný) rozdíl:
Magnetické siločáry (též čáry pole vektoru megnetické intenzity; field lines of H) jsou orientované křivky mající ve všech bodech (kde H≠0) tečnu ve směru vektoru H. Odpovídá-li hustota siločar v každém bodě velikosti vektoru H, jsou magnetické siločáry modelem magnetického pole.
Magnetické indukční čáry (též čáry pole vektoru megnetické indukce; field lines of B) jsou orientované křivky mající ve všech bodech (kde B≠0) tečnu ve směru vektoru B. Odpovídá-li hustota indukčních čar v každém bodě velikosti vektoru B, jsou magnetické indukční čáry modelem silových účinků magnetického pole.
Odpověď: Perpetuum mobile prvního druhu (perpetual motion machine of the first kind) je definováno jako zařízení, které by trvale či periodicky konalo práci bez toho, že by mu byla dodávána tomu odpovídající energie zvenčí - představte si tedy třeba automobil, který by jezdil, aniž by spotřebovával polivo. Šlo by zjevně o porušení zákona zachování energie (nebo též první věty termodynamické) a proto nás nepřekvapí, že takové zařízení nemůže existovat.
Perpetuum mobile druhého druhu (perpetual motion machine of the second kind) je zařízení, které bezestráty (bez potřeby dodávat energii zvenčí) přeměňuje tepelnou energii na energii jiného druhu, případně na práci - to si můžeme představit jako ledničku, která elektřinu vůbec nespotřebovává, ale zmrazováním potravin (na teplotu nižší než okolí) ji vyrábí. Ani takovéto zařízení nemůže existovat, porušuje totiž fyzikální zákon zvaný druhá věta termodynamická.
Obvykle se za perpetuum mobile považuje i stroj, který sice nekoná žádnou práci, setrvává však stále v pohybu. Takové zařízení by dle fyzikálních zákonů mohlo fungovat, pokud by neexistovalo žádné tření (resp. disipace).
Lingvistická poznámka: správný tvar je PERPETUUM MOBILE, tedy se 2 písmenky "u" ve slově perpetuum.
Dotaz: Jakou teplotu musí mít železo aby se dostalo do tekoucího stavu? (Magda)
Odpověď: Železo se dostane do tekutého stavu, bude-li jeho teplota vyšší, než je jeho teplota tání. Ta je dle matematicko-fyzikálních tabulek za normálního tlaku rovna 1535 °C.
53) Konzistence Machova principu a obecné teorie relativity
22. 04. 2004
Dotaz: Při budování obecné teorie relativity se údajně nechal Einstein inspirovat
Machovým principem (podle kterého setrvačné síly jsou důsledkem relativního
zrychleného pohybu soustavy vzhledem k vesmíru). Je tedy v souladu Machův
princip s obecnou relativitou? (František Kříž)
Odpověď: Machův princip vychází z kritiky Newtonova absolutního prostoru, jakožto daného, statického jeviště, na kterém se odehrávají fyzikální procesy a nahrazuje jej představou dynamického uskupení těles, jejichž globální uspořádání má vliv na lokální zákony. V jeho původní podobě jej lze formulovat následovně: "Setrvačnost tělesa je určena jeho interakcí se všemi objekty ve vesmíru". Myšlenky, které jsou v Machově principu zahrnuty, sehrály významnou úlohu pro Einsteina při vytváření jeho obecné relativity. Sám Einstein byl zpočátku dokonce přesvědčen, že Machův princip je v jeho teorii plně obsažen. Poukazoval při tom na některé aspekty obecné teorie relativity odpovídající Machovu principu. Mezi ně především patří tzv. strhávání ("dragging") inerciálních systémů v okolí urychlených objektů. Klasickým příkladem je rotující dutá koule, jejíž rotace má z hlediska obecné teorie relativity, a tedy v souladu s Machovým principem, vliv na pohyb testovací částice uvnitř koule, což je jev, který v rámci newtonovské teorie nenastává.
Navzdory těmto argumentům, nikdo dnes nepochybuje o tom, že Machův princip -- v tomto původním znění, obsažen v obecné relativitě není. Nekonsistenci obou teorií lze nahlédnout na hypotetickém příkladu testovací částice v jinak prázdném prostoru. Z Machova principu totiž přímo vyplývá, že setrvačná hmotnost takové částice je rovna nule (nemá s čím interagovat), zatímco z relativistického hlediska se takový případ redukuje na plochý, Minkowského prostoročas, v němž bude částice charakterizována svojí klidovou, obecně nenulovou hmotností jako ve speciální relativitě.
Můžeme shrnout, že obecná teorie relativity má zcela jasně "machovské" rysy, diskuse o souvislostech mezi Machovým principem a Einsteinovou teorií relativity je ale stále živá. Někteří odsuzují Machův princip jako prostě chybný, jiní hledají jeho slabší formulace, které by v konsistenci s relativitou být mohly. Kromě toho se našli i takoví zastánci Machova principu, kteří naopak modifikovali obecnou relativitu k obrazu Machova principu. Některé z těchto teorií (Bransova-Dickeho teorie) vzbuzují stále velkou pozornost, ačkoli současná pozorování spíše upřednostňují obecnou relativitu.
Dotaz: Nějak nemohu nikde najít vyjádření závislosti teploty rosného bodu na relativní
vlhkosti okolí. Poradíte mi? (Ludvík Trnka)
Odpověď: Pokud jde o přepočet relativní vlhkosti na teplotu rosného bodu, pak je
nutné ještě znát aktuální teplotu, k níž se hodnota relativní vlhkosti
vztahuje. K výpočtu se pak s plně vyhovující přesností využije poněkud
zjednodušený tvar Clausius - Clapeyronovy rovnice (viz např. Pechala,F.,
Bednář, J.: Příručka dynamické meteorologie, Academia, Praha, 1991) upravený
do výrazu:
E = Eo exp [- L/R ( 1/T - 1/To )],
kde E značí parciální tlak nasycené vodní páry při teplotě T (v kelvinech),
To = 273,16K, L je skupenské teplo vyparování, R měrná plynová konstanta vodní
páry a Eo parciální tlak nasycené vodní páry při teplotě To (viz běžné fyzikální
tabulky).
Pro výchozí teplotu T určíme z uvedeného vztahu hodnotu E, tu vynásobíme
relativní vlhkostí vyjádřenou jako desetinné číslo z intervalu 0 - 1 (např.
0,3 pro rel. vlhkost 30%). Dostaneme tak zjednodušeně, ale ve velmi dobrém
přiblížení, skutečný parciální tlak vodní páry pro náš případ. Ten se zpětně
dosadí za E a vypočte se teplota T, jež by při daném parciálním tlaku vodní
páry odpovídala stavu nasycení. Tuto teplotu pak můžeme interpretovat jako
hledanou teplotu rosného bodu. Jinak toto vše je tabelováno v tzv.
Psychrometrických tabulkách.
