Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 365 dotazů obsahujících »jev«
110) Teorie strun
15. 01. 2007
Dotaz: Dobry den, zajimalo by me jake jsou momentalni objevy/pokroky v teorii
superstrun? Nahlizi se na teorii superstrun jako na dobrou teorii nebo o ni
vetsina vedcu pochybuje? Predpovida tato teorie nejaky jevy, ktere by se alspon
teoreticky daly experimentalne overit? Dekuji za odpovedi. (Honza)
Odpověď: Nejsem expert v teorii strun, ale z aktuálních pokroků bych vybral řešení problémů kosmologické konstanty (její velmi malé hodnoty) prostřednictvím tzv. "krajiny" (landscape) metastabilních řešení, která umožňuje existenci vesmíru s námi pozorovanou hodnotou kosmologické konstanty.
Většina z teoretických fyziků zabývajících se kvantovou gravitací a/nebo teoriemi sjednocení stále ještě považuje teorii superstrun za nejlepšího kandidáta. Ovšem postupem času se začínají stále více prosazovat i jiné teorie (např. smyčková kvantová gravitace). Je to způsobené částečně zpomalením vývoje ve strunách, které od řešení fyzikálně podstatných otázek stále více přechází k pitvání matematického formalismu teorie. Ještě podstatnější je ovšem právě absence experimantálně ověřitelných teorií. Nejnovější urychlovač LHC v CERNu by sice mohl objevit tzv. supersymetrické partnery běžných částic (což teorie strun předpovídá) nebo další dimenze (stočené do miniaturních rozměrů takže neovlivňují běžnou fyziku). Jenže pokud se tak nestane, strunoví teoretici pravděpodobně prohlásí, že fundamentální energetická škála teorie je vyšší a experimenty na LHC tedy nic odhalit nemohou. Což znamená, že teorie je při opakovaném posouvání zmíněné skály (to se už stalo) v podstatě nevyvratitelná, a tedy by se nejednalo o vědeckou teorii.
Pokud se o struny zajímáte, můžete navštívit následující stránky:
Dotaz: Možná se obracím špatně, ale už nevím na koho jiného bych se měl obrátit. Zakoupil jsem si meterologickou stanici a mám si vní nastavit relativní tlak při hladině moře, aby mě dobře předpovídala počasí. Samozdřejmě si nevím rady, proto pokud můžete, prosím, pomožte mi. Jsem ze Starého Města pod Sněžníkem okr. Šumperk.
Za každou pomoc strašně děkuji. (Martin Šimek)
Odpověď: Máte-li přístup k internetu, pak má stránkách http://www.chmi.cz/ si kliknete na obrázek nadepsaný METEOROLOGIE A KLIMATOLOGIE, vlevo dole zvolte oddělení aerologických a přízemních pozorování a potom tlačítko SYNOP. Objeví se Vám grafy průběhu aktuálních hodnot meteorologických prvků (čas je v UTC). Vpravo nahoře v této tabulce jsou uvedeny aktuální hodnoty. Hodnota tlaku je uvedena přepočtená na referenční hladinu (hladina moře).
Nemáte-li přístup k internetu, pak budete asi muse zavolat někam, kde se toto provádí - nejlépe na Český hydrometeorologický ústav (tel.: 244 031 111 - ústředna) a chtít hodnotu tlaku redukovanou na hladinu moře.
Dotaz: Dobrý den, díky za pěkné stránky. Zde je můj dotaz: Na kolejích jsem měl sorpční
lednici, která chladila až mrazila. Teplotu jsme neměřili, ale někdy jsme
vyndali veci zmrzlé a jindy ne. Několikrát se mi stalo, že jsem vodu (vodovodní)
v PET lahvi vytáhl z lednice a voda byla v tekutém stavu. V okamžiku, kdy jsem
PET lahev otevřel voda během 1-2 sekund zmrzla. Krásně prokrystalizovala v celém
objemu. Podobným způsobem, jako když lupnutím aktivujete takové ty ohřívací
polštářky. Podmínky: lednice - sorpční, zavřená ve skříni PET laveh - takový ten
měkčí typ, objem 2 litry, ležíci v lednici na výparniku, úplně plná nebo téměř
plná. Zajímalo by mě, při jakých podmínkách to nastává. Kam se ztratí energie
potřebná ke změně skupenství? Jak mohu tento stav reprodukovat? Jestli si dobře
pamatuji tak energie potřebná ke změně skupenství je zhruba stokrát vyšší než ke
změně teploty kapaliny o 1C. Takže vodu podchladím, jakoby na -100C a pak se mi
přemění na led o teplotě 0C. (Jaroslav Bernkopf)
Odpověď: Voda, kterou jste vyndal z chladničky, se podle všeho nacházela v tzv. metastabilním stavu, kdy je její teplota sice už pod nulou, ale stále ještě zůstává celá v kapalném skupenství. Tento stav je tím méně pravděpodobný, čím většího přechlazení dosáhnete, případně čím více vody v nádobě máte. S dvoulitrovou PET láhví lze znatelného přechlazení dosáhnout zřídka - a když, tak pouze o několik málo stupňů Celsia. Menší množství vody (řekněme 1 ml) lze ovšem snadno přechladit i na teplotu -10 °C a méně. Drobné kapičky se dají přechladit až o desítky stupňů Celsia!
Přechlazená kapalina je nestabilní. Přítomnost rušivých vlivů (nečistoty, otřesy) a další chlazení zvyšují společně šanci, že kapalina samovolně přejde do stabilnějšího stavu - zmrzne.
Mrznutí začne tím, že se někde v objemu kapaliny (typicky na stěnách nebo částečkách nečistot) objeví první krystalek ledu. Ten velmi rychle roste v jakousi dendritickou strukturu prolínající se celou kapalinou, což je ono vámi pozorované rychlé prorůstání krystalků. Tím se ovšem uvolňuje latentní krystalizační teplo ohřívající zbytek přechlazené kapaliny. Teplota přechlazené vody tak během této "bouřlivé" krystalizace po zlomku sekundy až několika málo sekundách vzroste na teplotu tuhnutí (0 °C). Sem se tedy "ztratí" ona pohřešovaná energie. Zbytek kapaliny tuhne již běžným způsobem.
V přiloženém grafu je zachycen průběh teploty v reálném experimentu, který probíhal s 1 ml destilované vody, jejíž počáteční teplota byla přibližně 1 °C. Z grafu lze vyčíst, že se voda v tomto experimentu přechladila o více než 10 °C, načež během velice krátkého okamžiku prorostla zmíněnou dendritickou ledovou strukturou za součásného vzrůstu teploty na 0 °C. "Domrzání" potom trvalo ještě asi minutu a dvacet sekund. Teplota okolí byla přibližně -17 °C.
Dobrý den, mám dvě otázky: proč má měsíc stejnou dobu rotace kolem své osy jako Země (stále vidíme stejnou část měsíce) a zda příliv/odliv (což je energeticky dost náročné) způsobuje zpomalování Země, přibližování měsíce, a nebo je systém stále v energetické rovnováze. moc děkuji za odpověd, jste skvělí, že dáváte nám, divícím se laikům odpovědi často asi na stupidní otázky!
(martin)
Odpověď:
Vezměme to pěkně popořádku. Ze Země je opravdu vidět stále stejná polovina Měsíce, tedy zhruba poovina jeho povrchu. Souvisí to s tzv. vázanou rotací - Měsíc rotuje okolo své osy se stejnou úhlovou rychlostí, jako obíhá okolo Země - k Zemi je pak přivrácena stále stejná polovina. Vázaná rotace není ve sluneční soustavě ničím neobvyklým a jde o důsledek slapových sil (např. přílivu a odlivu na Zemi).
Měl bych zde ale upozornit, že to, že vidíme pořád stejnou polovinu měsíčního povrchu není tak úplně pravda, Měsíc se k nám totiž střídavě natácí trochu víc severní a pak zase trochu víc jižní částí (říká se tomu tzv. librace v šířce) a podobné kývavé pohyby dělá i co se týče natáčení se východní a západní částí (a tomu říkáme librace v délce). V důsledku toho jsme schopni ze Země vidět (samozřejmě ne najednou) asi 59% povrchu Měsíce. A proč se Měsíc tak podivně kýve? On se vlastně nekýve, celý jev vzniká v důsledku dvou skutečností. Jednak Měsíc neobíhá Zemi ve stejné rovině jako obíhá Země okolo Slunce (a díky tomu ho občas vidíme trochu zespodu a pak zase trochu zvrchu - tedy ona librace v šířce). Dále pak Měsíc neobíhá Zemi po kružníci ale po elipse, v důsledku Keplerových zákonů se proto mění jeho oběžbá rychlost (v perigeu obíhá rychleji než v apogeu), ale rychlost rotaze kolem vlastní osy je konstantní - vázaná rotace proto není uplně dokonalá a my to vnímáme právě jako onu libraci v délce.
Příliv a odliv (obecně slapové jevy) skutečně zkůsobují také zpomalování rotace Země a vzdalování se Měsíce od Země. V důsledku toho se pozemský den prodlužuje o zhruba 2,3 milisekundy za 100 let a Měsíc se od nás za rok vzdálí průměrně o 3,7 cm. Je však důležité si uvědomit, že toto nepatrné vzdalování se je jenom průměrná hodnota - Měsíc se během svého oběhu okolo Země pohybuje ve vzdálenosti od 356 410 km (je-li v tzv. perigeu) do 406 697 km (když je v tzv. apogeu). Běžně se tedy k nám přibližuje a zase se vzdaluje o 50 tisíc kilometrů!
Měl-li bych se vyjádřit k energetické bilanci, pak lze zhruba říct, že energie získaná ze zpomalení rotace Země se spotřebovaná jednak na slapové jevy (při přílivu a odlivu se část energie v důsledku tření a viskozity přeměňuje na teplo) a také na zvýšení potenciální energie soustavy Země-Měsíc (a tedy vzdalování se Měsíce od Země).
Dotaz: Dobrý den, přeme se s kolegou o jedné úloze týkající se setrvačnosi. Mějme
autobus ve kterém je někde uprostřed na šňůrce přivázany nafukovací bálonek
naplněný heliem. Jak se tento balónek bude chovat, jestliže se autobus bude
rozjíždět respekt. brzdit. Kolega tvrdí, že balonek bude při rozjíždění
setrvávat v klidu, tudíž se nahne proti směru jízdy. Já tvrdím, že při rozjezdu
dojde k nahromadění vzduchu v zadní části autobusu a tedy rozdílu tlaku v přední
a zadní části. Následkem toho bude na část balonku, která je blíže k zadní části
působit větší tlaková síla než na přední část a balónek se pohne dopředu, tedy
ve směru jízdy? (Miroslav S.)
Odpověď: Máte pravdu, pokud bude mít balónek menší hustotu než okolní vzduch (což by při naplnění héliem mělo platit), bude se při rozjíždění vychylovat kupředu a při brždění autobusu zase dozadu. Bude-li autobus stát či pojede-li rovnoměrně přímočaře, bude balonek v klidu a bude mířit nahoru. V zatáčkách (kde se projevuje tečné zrychlení) se bude vychylovat ve směru zatáčení.
Pravdu máte i co se týče vysvětlení jevu. Vašemu kolegovi možná pomůže, když si představí, že autobus je vyplněn vodou (namísto vzduchu) a balónek je plněn vzduchem. Se vzduchem a vodou máme v tomto ohledu lepší životní zkušenosti, takže se nám pak i celý jev snadněji a přirozeněji chápe.
