Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 365 dotazů obsahujících »jev«
235) 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: Mám několik dotazů: 1) Co mají společného a v čem se naopak liší červí a
"obyčejná" černá díra? 2) Jak může být dokázána teoretická jsoucnost červí
díry, ačkoliv prakticky neexistuje, nebo, lépe řečeno, nebyla ještě objevena?
3) Existují opravdu částice zvané tachyony, které jsou rychlejší nežli
světlo? (Lukáš Lička)
Odpověď: 1) Červí díra vzniká tak, že se černá díra "propojí" s bílou dírou do
jakéhosi "mostu" mezi různými oblastmi vesmíru. Takové "tunely"
teoreticky mohly vznikat na počátku vesmíru. Červí díra vzniká i tehdy,
když je černá díra nabita elektrickým nábojem: pak je možné, aby se
pozorovatel, který spadl do takové černé díry, vyhnul singularitě a
vyletěl v jiném vesmíru (nebo na jiném místě původního vesmíru). Ve
skutečnosti je ovšem takový průlet nemožný, neboť červí díra je
nestabilní a pokus o její proletění nutně vyvolá její zhroucení. Otázka
existence červích děr stále ale má řadu otevřených problémů.
2) Červí díry teoreticky mohou existovat. Objevena zatím samozřejmě
žádná nebyla. Nic však do budoucna není vyloučeno.
3) O tachyonech se spekulovalo. Dnes převládá mezi vědci názor, že
tachyony neexistují.
Dotaz: Chtěl bych vás poprosit o podrobnější vysvětlení (mně naprosto
nepochopitelného) jevu Magdeburských polokoulí, kdy je ze dvou kovových
polokoulí, na sobě přiložených, odsán vzduch a tyto pak u sebe "drží" velkou
silou. Bude zachováno silové působení i po odtržení polokoulí od sebe? Např.
zpětným přiblížením? "Chytnou" se na sebe jako magnety? Využívá se tohoto
jevu někde v praxi? Proč jev nefunguje i opačně? Tzn. polokoule naplněné pod
vysokým tlakem se neodpuzují? (Pavel Faltýnek)
Odpověď: Na každý předmět kolem nás působí vzduch tak, že na každý čtverečný
centimetr tlačí stejně, jako kdyby na tom čtverečku bylo položeno
kilogramové závaží. Nepozorujeme to jednak proto, že to tlačí ze
všech stran a protože pod tímto tlakem jsme od narození. Když ty
polokoule dáš vzduchotěsně k sobě a vzduch ze vzniklé dutiny
vyčerpáš, bude vzduch tlačit jen zvenku a tedy polokoule stlačovat k
sobě. Po odtržení vleze zase vzduch dovnitř a tlačí
proto ze všech stran a netlačí polokoule k sobě. I po přiblížení
polokoulí je stále vevnitř vzduch, který odtlačuje polokoule od sebe
stejně, jako je vnější vzduch tlačí k sobě. Proto je výsledek
nerozhodný, žádnou sílu nepozorujeme.
Tohoto jevu se využívá na každém kroku. Když saješ limonádu brčkem,
vycucneš z brčka vzduch a vzduch, který tlačí na hladinu limonády ti
ji nažene brčkem do úst. Když přimáčkneš přísavku na dlaždičku,
vymáčkneš z pod ní vzduch a venkovní vzduch ji drží přitisknutou u
dlaždice, když maminka zavařuje, vyžene pára ze zavařovačky vzduch a
když potom pára zkapalní a přestane zevnitř tlačit, vnější vzduch
drží víčko na zavařovačce.
Opačně to samozřejmě taky funguje. Copak jsi nikdy nestřílel ze
vzduchovky. Kdo vyžene brok z hlavně a pušku trochu strčí dozadu?
Pokud chceš kulatější příklad, tak si vzpomeň na granát. Tam sice
netlačí vysokým tlakem vzduch ale plyny vzniklé rychlým spálením
nálože, ale jinak je to totéž v bleděmodrém.
Dotaz: Chtěl jsem se zeptat na jeden zajímavý jev ukázaný v televizní
reklamě. Před časem běžela reklama na výrobek, který měl tvar desky, položil
se do teplé vody, nasypala se sůl a v této lázní bylo možno bezproblemově
čistit stříbrné předměty. Prý se v samotné
vodě nic nedělo, až po přidání soli. Zajímalo by mě, na jakém principu tento
proces fungoval. Odhadl bych, že šlo o elektrolýzu, deska a stříbrný předmět
tvořily elektrody. (Adam Nováček)
Odpověď: Je to spíš otázka z chemie, odpovím, co vím a na zbytek se ptejte na
Přír. fak. UK či podobně.
Černání stříbra je způsobeno hlavně černým sulfidem Ag2S, který se
vytváří na povrchu kovu pod vlivem sirovodíku (vznikajícího hnitím org.
látek) nebo jiných látek schopných uvolňovat síru (allylsulfidy z cibule
a česneku apod.). Pokud sirník rozpustíte a tím odsttraníte, vynikne
původní stříbrný lesk (do té doby, než se to znova znečistí). Ag2S je
nerozpustný ve vodě a v běžných rozpouštědlech, rozkládá se kyselinami
nebo ho lze rozpustit vytvořením různých thiokomplexů, nebo ho lze
nejprve oxidovat na síran Ag2SO4, který je sice taky velice málo
rozpustný, ale už to přece jen jde mírnějšími prostředky, anebo lze
konečně použít elektrolytické oxidace (na Ag2SO4) či redukce (na Ag
kovové). A ten poslední případ zřejmě nastává. Jednou elektrodou je tác,
druhou je přímo čištěný předmět, elektrolytem je právě ona sůl z
reklamy, a buď pomáhá rozpouštět Ag2S na komplexy, nebo oxidovat nebo
redukovat.
Dotaz: Rád bych věděl, jak vlastně funguje gravitace a jakým způsobem dochází k efektu
gravitační čočky, co sem zatím četl na různých fyzikálních stránkách to mně
ten problém nijak nevysvětlilo a je opravdu rychlost světla konstanta? (Luboš Tepřík)
Odpověď: 1) Gravitace je všeobecná vlastnost veškerých hmotných objektů
přitahovat se navzájem. V klasické mechanice je popsána Newtonovým
gravitačním zákonem, který však neobsahuje vůbec čas - je to tedy popis,
při kterém by na sebe působila tělesa okamžitě na libovolnou dálku. To
je ve sporu s důsledky teorie relativity, podle níž se žádné silové
působení (žádná informace) nemůže šířit rychleji než světlo.
Jak funguje gravitace - to je otázka, co tím míníte. Jak funguje
elektřina? Jak funguje motor? Výkladem "jak něco funguje" míníme
převedení něčeho složitějšího (motor) na něco jednoduššího (chování
vodiče protékaného elektrickým proudem a nacházejícího je přitom v
magnetickém poli). Ovšem takové převádění na jednodušší jevy nutně končí
u těch "nejjednodušších" - fundamentálních - jevů. Ty můžeme popsat, to
ano - ale těžko je převést na něco ještě jednoduššího.
2) Gravitační čočka je termín z relativity. Protože světlo
(elektromagnetické vlnění nebo foton, jak to chcete popisovat) nese
jistou energii E, lze mu připsat i jistou hmotnost m = E/c2. Představte
si to s klidem pro tento účel jako foton - částečku světla o frekvenci
f přenášející nejmenší možnou energii E na frekvenci f, tedy energii E
= hf a mající tedy hmotnost m = hf/c2. Tato kulička letí v gravitačním
poli hvězdy (např. Slunce) a její dráha je tedy "ohnutá" podobně jako
kdyby to bylo obvyklé světlo a místo gravitačního pole by kolem Slunce
byla optická čočka.
3) Měříte-li rychlost světla hvězd, Slunce i žárovky co nejpřesněji na
jaře i na podzim, dostanete kupodivu totéž: těch 299792458 m/s, tedy
zhruba 300 000km/s. Přitom Země, na které toto měření provádíte, letí
kolem Slunce tak rychle, že za rok (tj. 60 . 60 . 24 . 365,22 sekund) urazí
kruhovou dráhu délky 2 . pi . 150 000 000 km, tedy Země letí postupnou
rychlostí cca 30 km/s. Světlo z hvězd ale není rychlejší ani pomalejší,
jak by to mělo být podle klasického (galileovského) skládání rychlostí.
O přesnosti měření nemusíte pochybovat v době, kdy jsou běžné počítače
s
procesorem o frekvenci 1 GHz; to odpovídá periodě 10-9s a za tu dobu
uletí světlo jen asi 30 cm.
Berte proto jako POKUSEM OVĚŘENO (nikoli hypoteticky zavedeno!), že
světlo má stále stejnou rychlost, nezávisle na vzájemné rychlosti
pozorovatele a světelného zdroje. Protože to je v rozporu s Galileiho
skládáním rychlostí (které máme dostatečně přesně ověřeno pro rychlosti
pomalé vůči světlu), tak se s tím musíme nějak poprat. Najdete-li lepší
vysvětlení a popis jiný než Einstein, Nobelova cena Vás určitě nemine.
