Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 365 dotazů obsahujících »jev«
287) Setrvačník
17. 02. 2003
Dotaz: Zajímalo by mě, vůči čemu je stálá osa setrvačníku ve stavu beztíže. (Zuzana Vlčková)
Odpověď: Milá Zuzko,
rotující setrvačník, na který nepůsobí žádná dvojice sil, zachovává svou osu
rotace vůči (libovolnému) inerciálnímu systému, tedy vůči každému systému, v
němž se hmotný buď, na nějž nepůsobí žádné síly, pohybuje bez zrychlení.
Je-li setrvačník ve stavu beztíže a nepůsobí-li na něj žádná dvojice sil, je
to právě tento případ. Je-li setrvačník v tíhovém poli (např. zemském), pak
taky někde musí být podepřen, aby nespadl. Tíhová síla a síla reakce
podložky, kde je podepřen, vytvářejí silovou dvojici; je-li ovšem podepřen v
těžišti (např. Cardanovým závěsem anebo tím, že je jako zvon a má tedy "pod
sebou" volno, aby byl ve svém těžišti podepřen, pak se chová stejně jako by
byl v beztížném stavu. Pokud je podepřen přesně pod těžištěm nebo nad ním
(zavěšen), je to opět táž situace, jde o rovnováhu stabilní (zavěšený nad)
či labilní (podepřený pod).
Působí-li na rotující setrvačník silová dvojice (např. rotující káča,
jejíž osa rotace je šikmo vůči horizontále), pak tato osa koná (pomalý)
otáčivý pohyb po kuželu kolem směru, v němž působí ony síly tvořící silovou
dvojici. Šikmá rotující káča tedy rychle rotuje kolem osy, která koná tzv.
precesní pohyb - po kuželu s vrcholem tam, kde je káča podepřena. Je-li tedy
v jistém okamžiku např. káča čelně proti mne a její osa je vychýlena
napravo, pak káča "nespadne doprava", jak by to udělala, kdyby se netočila,
ale stáčí se ke mně (anebo ode mně, podle smyslu její rotace), a "zachovává
si tedy stejnou výšku" - úhel, který osa rotace svírá s horizontálou, se
nemění. (Samozřejmě tu pro jednoduchost zanedbáváme tření a podobné další
jevy.) Je to dynamická rovnováha, stejná jako např. u Země, která letí a je
přitahována Sluncem, takže na něj sice padá, ale přitom je stále stejně
daleko od něj.
Dotaz: Jaká by byla délka fotonu pro pozorovatele "vezoucího" se na něm? (hubert mazanek)
Odpověď: 1) V celém dalším mluvení míním "světelnou rychlostí" rychlost
299792458 m/s, tedy např. rychlost světla ve vakuu. Světlo v hmotném
prostředí je jev mnohem složitější.
2) Termín "délka fotonu" není jasný. Míní se tím vlnová délka (barva
světla)? anebo představa, že foton je kulička, mající tím pádem v jednom
směru jistou délku?
3) Žádného pozorovatele, který někdy vůči mě stál anebo měl
podsvětelnou rychlost, nelze urychlit na rychlost světelnou (a ovšem tím
spíše ani na rychlost nadsvětelnou). Byla by k toku potřeba nekonečně velká
energie. A pro skutečného pozorovatele, ať se pohybuje vůči mně jakkoli
rychle, se světlo pohybuje úplně stejnou rychlostí, jak pro mne. On tedy
necítí to, že se - vzhledem ke mně - "blíží rychlosti světla" tak, že by se
on sám nějak světlu blížil, např. že by ho doháněl anebo že by mu unikalo
pomaleji než mu unikalo dříve.
Ovšem hlavní věc: toto vše NENÍ vlastnost světla, fotonu apod. To je
vlastnost prostoročasu (což je právě vlastní objev Einsteinùv; popis
"kontrakce délek" znali už dříve Lorentz aj.)
Dotaz: Rád bych věděl, jakými metodami a pomocí jakých přístrojů, jsou vědci
schopni v laboratřích dosáhnout teploty blížící se absolutní nule?
(Honza Ouda)
Odpověď: Podle klasických termodynamických zákonů absolutní nuly nelze dosáhnout
konečným počtem kroků. Ačkoli je cesta k absolutní nule ověnčena řadou
Nobelových cen, stále zbývá místo pro další objevitele.
Velice stručně k metodám:
1/ pomocí zkapalněných plynů 4He do 4,2 K, 3He do 3,2 K, čerpáním par
těchto kryogenních kapalin až do asi 0,3 K
2/ pomocí moderních tepelných strojů - kryogenerátoru Gifford-McMahonova
typu nebo pulzních trubic do teploty asi 3 K
3/ pomocí rozpouštění 3He v 4He díky jejich rozdílnému kvantovému
charakteru asi do 2 mK (0,002 K)
4/ pomocí Pomerancukova jevu v 3He asi 0,8 mK
5/ pomocí adiabatické demagnetizace magnetických momentů atomových jader,
např. mědi do 13 mikrokelvinů (0,000013 K), což je zřejmě stále rekord
6/ pomocí Boseho - Einsteinovy kondenzace atomů se daří je chladit na
úroveň nanokelvinů
Dotaz: Zajímalo by mě, jak velké jsou radiální pohyby zemské kůry působením Měsíce
(Slunce). Jak je vlastně velký "příliv a odliv" kontinentů.
Existuje nějaká mapa? (Jindřich Dvořáček)
Odpověď: Termínem slapy souhrnně označujeme jevy přílivu a odlivu.
Vedle přílivu a odlivu na mořích (mořské slapy) pozorujeme obdobné jevy v
atmosféře (slapy atmosféry) a v menší míře i v pevné části Země
(slapy pevné Země).
Slapy jsou způsobeny gravitačními účinky Měsíce a Slunce a vzájemným pohybem
Země a těchto těles. Slapová síla je výslednicí přitažlivé síly příslušného
tělesa (Měsíce, Slunce) a odstředivé síly vznikající v důsledku oběhu Země
kolem společného těžiště soustavy.
Kdyby Země byla tuhá, pak by posunutí ustálené vodní hladiny na jejím povrchu
kolísalo mezi přílivem a odlivem působeným Měsícem maximálně o 53,4 cm,
vlivem Slunce o 24,6 cm. Při úplňku a novu, kdy se obě maxima sčítají,
by maximální rozdíl činil 78 cm. Deformace pevného zemského povrchu dosahují
necelé poloviny těchto hodnot, maximální radiální změna dosahuje 36 cm.
Podrobnější informace se můžete dočíst v článku z připravované multimediální
encyklopedie fyziky.
Dotaz: Velice rád bych Vás poprosil, jestli byste mi
neposlali něco o Archimédovi.
Nejvíce mě zajímá jeho objevitelská část jeho slavného života. (Jiří Svatoš)
Odpověď:
Archimédes (asi 287 př.n.l.- 212 př.n.l) - podle
dostupných údajů svá díla napsal až po 40. roku
života. Věnoval se inženýrské činnosti (mj. zavedl
pojem těžiště a určil metodiku zjištění polohy těžiště
pro rovinné útvary a prostorová tělesa, proslul
stavbou válečných strojů - velkých praků),
geometrii (přibližné určení čísla pí, výpočty
obsahu rovinných geometrických obrazců a objemu
geometrických těles), matematické fyzice (statika a
hydrostatika) a astronomii.
Archimédova díla se v originálech nezachovala.
Nejstarší dostupné jsou jen přepisy a překlady (především
arabské). Do oblasti fyziky Archimédes přispěl pracemi na téma
teorie páky, výpočet těžiště pro rotační plochy atd.
Snad nejznámější je tzv. Archimédův zákon. Těleso
ponořené do kapaliny je nadlehčováno silou, která se rovná
gravitační síle, která působí na kapalinu o stejném
objemu, jako je objem ponořené části tělesa. Archimédes je
i autorem známých výrokù: "Dejte mi pevný bod a já
pohnu Zemí" - objevil zákony páky. Když do Syrakus
vtrhli římští vojáci a Archimédes si cosi "čmáral"
klackem v zemi, přistoupil k němu římský voják a vyzval ho
k souboji. Archimédes jen povstal a rozkřikl se na něho
"Noli tangere circulos meos" - Nenič mi mé kruhy.
"Heukéra" - Objevil jsem. Archimédes v závěru
svého života řešil, jak pomocí čísel popsat geometrické
veličiny. Vytvořil systém pro zapisování velkých čísel.
Podrobnější informace o jeho životě a díle se dočtete na
webu, stačí do vyhledávače napsat heslo "Archimédes"
a vybrat si. Zkuste například: http://www.edunet.cz/fyzikove/Archim.html, http://pes.eunet.cz/veda/clanky/1655_0_0_0.html
,http://www.maturita.cz/referaty/referat.asp?id=5866
.
