FyzWeb  odpovědna

Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!


nalezeno 117 dotazů obsahujících »nějaký«

47) Zhasínat žárovky nebo je nechat svítit?, Plazma lampy08. 04. 2004

Dotaz: Dobrý den, v poslední době jsem několikrát slyšel, že při zapínání a vypínání žárovky nebo jiných el. spotřebičů se spotřebuje více energie než kdyby žárovka svítila. Zajímalo by mě jestli je to pravda a jak si můžu případně vypočítat dobu kdy je už výhodnější žárovku vypnout než ji nechat svítit. Pak by mě ještě zajímalo na jakém principu fungují tzv. plazma lampy, které vyzařují "blesky" a pokud se jich člověk dotkne tak se všechny paprsky soustředí do místa dotyku. Děkuji za odpověď. (Viktor Branecký)

Odpověď: Patrně máte na mysli skutečnost, že studené vlákno žárovky má menší odpor než horké. To vede k tomu, že po zapnutí teče žárovkou po zlomek sekundy větší proud než potom při stálém svícení. Prakticky podstatné je to asi jenom v tom, že takto namáhané vlákno se při zapnutí občas přepálí (častěji než při svícení). Když zapínáte nějaký motor, také na rozběh potřebujete větší okamžitý výkon. Takovýmto počátečním proudovým nárazům se můžete bránit elektronikou, která se postará o plynulý náběh.
"Plazma lampy" fungují tak, že pomocí vysokého napětí s vysokou frekvencí ionizujete inertní plyn v kouli, ruka na kouli znamená "elektrodu" s kapacitní vazbou přes sklo koule. Podrobněji například na stránce http://www.powerlabs.org/plasmaglobes.htm a dalších, klíčová slova jsou například "plasma globe".
(Jiří Dolejší)   >>>  

48) Heisenbergův princip a nedokonalost měřících přístrojů23. 03. 2004

Dotaz: Dobrý den, zajímalo by mě zda-li Heisenbergův princip neurčitosti nevchází v potaz právě jen proto, že naší dostupnou technikou nejsme schopni měřit současně polohu a hybnost. Protože vyšleme-li např. v elektronovém mikroskopu proud elektronů, abychom pozorovali nějakou částici (velikosti blízké vlnové délce hmotné vlny elektronu), může docházet k předávání energie a tudíž pozorovaná částice obohacená o tuto energii se z původního místa "vystřelí" pryč. Děkuji (František)

Odpověď: K Heisenbegovu principu neurčitosti můžete dojít rozborem různých konkrétních situací, ve kterých se vždy ukáže (nezávisle na konkrétní technické realizaci), že měření souřadnice nebo hybnosti nějakým způsobem ovlivní druhou veličinu (samozřejmě v podmínkách mikrosvěta). Tato zkušenost je zabudována do teorie, která aspiruje na popis mikroskopických jevů - do kvantové mechaniky - a hraje v ní docela podstatnou roli. Když pak už máte v ruce kvantovou mechaniku, zjistíte, že podobně by se měly chovat i jiné páry veličin, například i dvojice složek momentu hybnosti, což znamená, že vlastně nemůžete přesně určit moment hybnosti jako vektor (tedy přesně současně určit jeho tři složky). To se zdá být překvapivé, ale tady teorie perfektně souhlasí s experimentem. Podívejte se do nějaké knihy o kvantové mechanice na diskusi měření. Jednoduše řečeno, každé měření nějak ovlivňuje měřený systém. To je v životě naprosto běžné, např. abych zjistil chuť dortu, musím ho kousek sníst. To jen v klasické fyzice se kocháme abstrakcí, že vliv měření je možné učinit zanedbatelně malým.
(J. Dolejší)   >>>  

49) Umělé družice 310. 03. 2004

Dotaz: Dobrý den, chtěl bych pro své studenty na střední škole udělat jednu hodinu o družicích. Již jsem našel pár informací, ale chtěl jse požádat, zda nemáte nějaký typ na zajímavé stránky o této problematice, které bych mohl využít pro větší zajímavost. Mnohokrát děkuji (Josef Horalek)

Odpověď: Z českých stránek o družicích je možné najít obsáhlou a aktualizovanou Malou encyklopedii kosmonautiky (http://mek.kosmo.cz/index.htm) a také Encyklopedii družic na stránkách Akademie věd ČR (http://www.lib.cas.cz/knav/space.40/).
Více stránek o družicích najdete samozřejmě v angličtině. Určitě zajímavé jsou stránky http://www.heavens-above.com/. Nejprve musíte projít přes přihlašovací stránku, kde si z velké databáze míst najdete své pozorovací místo (databáze je skutečně impozantní, najdete v ní i malé české vísky). Přesnější zadání místa je dobré při hledání přesného času záblesků družic Iridium (Iridium Flares). Po projítí vstupních údajů je možné listovat seznamem satelitů (třeba podle jména či roku vypuštění). Pak lze získat informace o dráze satelitu a jeho průletu nad místem pozorování.
Máte-li možnost promítnout něco z PC, pak je pěkný program SatScape, který zobrazuje i v 3D okamžitý stav satelitů (stáhnout ho lze na http://www.slunecnice.cz). Pokud jde o informace o družicích, tak na stránkách NASA (http://www.nasa.gov) je najdete pod Missions, a poté Looking At Earth, případně Nasa Missions Timeline. Ale nejsou tak pěkně strukturované. A na stránkách ESA (http://www.esa.int) je najdete pod pojmem Space Science, a potom dole Science Missions.
Pro pouze geostacionární družice existuje stránka http://www.goes.noaa.gov/. A na stránce http://liftoff.msfc.nasa.gov/academy/rocket_sci/satellites/ lze najít informace o prakticky všech přibližně 8000 umělých satelitech. Pokud začnete sám hledat stránky s pojmem "satellite", narazíte určitě na další spoustu různě zajímavých odkazů. Například ve vědeckém centru Tech Museum v San José pořádají právě výstavu o družicích, která má své doprovodné stránky, na nichž se mladší zájemci o tuto problematiku dozví, jaké typy družic existují, z čeho se skládají, jaké funkce vlastně plní a mohou si schematicky zkusit sestavit jednoduchou družici.
Kromě umělých družic můžete samozřejmě hledat také přirozené družice Země.
(Mgr.Petr Pudivítr, J. Burešová)   >>>  

50) Mechanický model napětí, zesilovače a střídavého proudu23. 01. 2004

Dotaz: Prolétl jsem články o elektřině a magnetismu, ale to co jsem hledal, jsem nenašel. Vždy se dovídám dogmata.
1.) Tak např. vždy používáte el. napětí. Do obvodu musíme zavést el. napětí, aby mohl téct proud. Ten ale téct vůbec nemusí.. tomu nerozumím, co je tedy el. napětí, resp. jak si ho představit (a to na molekulární úrovni - pokud tak lze).
2.) V učebnici Elektřina a magnetismus pro střední školy je zakreslen obvod s tranzistorem - obr. "Tranzistorový zesilovač"- podobný lze nalézt i jinde (i ve skriptech elektroniky). Vždy tam je řečeno, že na výstupu je obrácená fáze napětí, ale proč to tak je? Fyzikář mi to vysvětlil tak, že jsem si připadal, jako by mi neodpovídal na otázku - asi jsem jediný, kdo tomu nerozumí. U tohoto obvodu nerozumím ani vstupu, výstupu a podobným pojmům, v knize definovány nejsou.
3.) Další problém je s představou střídavého proudu. Kudy jdou elektrony případně díry? U stejnosměrného je jasně dané, kde je + a kde -, ale střídavý, chvíli jde do obvodu na obě strany + a pak zase -. Byl bych rád, kdyby jste mi pomohli v tom udělat jasno. (Liam)

Odpověď: K 1. otázce: Co je to napětí?
Než napíši obecnou odpověď, popíši něco obdobného v mechanice. Kolem Země je gravitační pole. Když umístím 10 m nad podlahu kilovku, bude v tom místě mít jinou potenciální energii než na podlaze. Rozdíl bude 100 J. Mohli bychom říci, že mezi těmi místy (i když tam žádné kilovky nebudou) je "mechanické napětí" 100 J/kg. Toto "mechanické napětí" charakterizuje ROZDÍL STAVŮ mezi těmito dvěma místy gravitačního pole. Nic "molekulárního" si představit k tomu nedovedu, to co jsem popsal, platí i kdyby kolem Země bylo vakuum. Dosaďte místo Země nabité těleso, místo kilovky nabitou kuličku jednou blíž a jednou dál a opět můžeme říci, že v těchto dvou bodech bude mít nabitá kulička rozdílnou potenciální elektrickou energii, rozdíl těchto energií přepočtený na 1 coulomb, tj. třeba 6 J/C, což je ve voltech 6V. Je to "elektrické napětí" mezi těmito dvěma místy pole. I zde charakterizuje elektrické napětí ROZDÍL STAVŮ mezi dvěma místy elektrického pole. (Svým žákům vždycky říkám, že když ukazují na nějaké napětí, potřebují k tomu dva prsty, aby ukázali ta dvě místa) Nic "molekulárního" si tomu představit opět nedovedu, to co jsem popsal platí i když je to elektrické pole ve vakuu. To napětí mezi dvěma místy vodiče se dá vytvořit různé, připojením článku, pohybem magnetu v okolí, atd.

Ke 2. otázce: Co znamená opačná fáze napětí na vstupu a výstupu zesilovače?
Opět to zkusím s mechanickou analogií. Představte si spojitou nádobu tvaru písmene U s vodou, kde pravé rameno bude mít velký průřez a levé malý, něco jako kropicí konev. Když pustím do konve nějaký "vstupní signál" - v širokém rameni budu například pajtlovat pístem 1 cm dolů a 1 cm nahoru od rovnovážné polohy, bude "mechanické napětí" mezi rovnovážnou polohou a okamžitou polohou kmitat od 0 J/kg do -0,1 J/kg (píst dole) k 0 J/kg (píst při návratu uprostřed) až k +0,1 J/kg (píst nahoře). V sousední úzké rouře (tj. "výstup zesilovače" dejme tomu s plochou průřezu 10krát menší) bude voda kmitat 10 cm nahoru a 10 cm dolů, tj. s vyšším napětím , které bude kolísat nejdřív nahoru od 0 J/kg k + 1 J/kg , potom přes nulu dolů k -1 J/kg atd. Tento zesilovač pracuje s desetinásobným zesílením, vstupní signál má opačnou fázi než výstupní (když jde píst v konvi dolů, stoupá hladina v úzké rouře nahoru a obráceně). Co je vstup, plyne ze znalosti českého jazyka. Vstupem může např. být napětí z mikrofonu, které přivádím na vstupní svorky zesilovače, výstup je napětí, které ze zesilovače přivádím třeba na svorky reproduktorů.

Ke 3. otázce: Jak si představit střídavý proud?
Do třetice s mechanickým modelem. V hadici, ve které jsou oba konce napojeny na vstup a výstup čerpadla, proudí voda stejnosměrně kolem dokola. Teď elektromotorek toho čerpadla budu krmit tak, aby chvíli čerpalo zleva doprava a potom zprava doleva. Vodní proud poteče chvilku doleva, chvilku doprava. Proud bude střídavý, ovšem ne sinusový ale zhruba obdélníkového průběhu. Sinusový průběh vodního proudu bychom mohli v této trubici docílit třeba tak, že bychom čerpadlo odstranili, konce propojili a po kusu hadice jezdili sem tam sinusově (jako při kývání kyvadla) válečkem na nudle. Z mikrofyzikálního pohledu (opět velmi primitivního) na elektrický proud doplňuji, co už jednou v Odpovědně zaznělo.
Opakuji: "Nositele nábojů ve vodičích, tj. elektrony v kovech, ionty v kapalinách a plynech a elektrony a "díry" v polovodičích opravdu cestují, jak je elektrické pole žene, !!!!kolem dokola!!! v uzavřeném obvodu (odstartují najednou). Samozřejmě po sepnutí obvodu se nechovají jako účastníci májového průvodu, kteří udělají vpravo vbok a jdou ukázněně směrem, kterým je žene pole, ale spíše tak jak naznačuji svým žákům modelem: Nositelé nábojů představují hemžící se mravence v mraveništi, kde vytvořím pachové pole tím, že na jednu stravu mraveniště dám lákavý med a na druhou něco smradlavého (otevřu tam třeba lahvičku se čpavkem). Tím mezi těmito dvěma body bude "smradové napětí". Díky smradovému poli hemžení neustane, nebude ale zcela souměrně chaotické (středová rychlost nebude 0), ale bude trošičku převládat směr rychlosti mravenců k medu. Kam pocestují, tj. jaký je směr proudu, když smradové pole vyměním, je snad jasné. Samozřejmě mohu to smradové pole střídat a proud mravenců pak bude střídavý."
Ve vodiči je to chaotické hemžení částic - nosičů náboje velmi velkou rychlostí, závislou na teplotě, ta usměrněná rychlost (složka rychlosti) je ve srovnání s tím strašně prťavá, závislá pro daný vodič mj. na napětí mezi jeho konci.

(M.Rojko)   >>>  

51) Chaotické řešení diferenciální rovnice popisující volný pád20. 01. 2004

Dotaz: Dobrý den! Mám tento dotaz: uvažuji těleso padající volným pádem v gravitačním poli s nějakým "g" a nějakým odporem prostředí "n". Diferenciální rovnice popisující pohyb tělesa je kvadratická. Nevíte náhodou, jestli lze namixovat "g" a "n" tak, aby řešení analogické diferenční rovnice vedlo k chaotickému řešení? Děkuji (Milan)

Odpověď: Je-li urychlující síla (čili g) konstantní a odporová síla (neboli n) závisí na rychlosti tak, že vždy brzí a to tím silněji, čím je větší rychlost, pak řešení chaotické být nemůže – pro libovolné počáteční podmínky se pohyb ustálí na rychlosti, při které je odporová síla rovna síle urychlující.
Lze ovšem uvažovat jiné předpoklady. Např. pokud úplně vynecháme odpor a budeme uvažovat g závislé na poloze a na čase, systém se chaoticky chovat může – známý je třeba případ pulsující potenciálové jámy.
Chaotické chování by patrně systém mohl vykazovat i pro g závislé pouze na poloze a n pouze na rychlosti, nicméně nepodařilo se mi zkonstruovat žádný názorný příklad. Pokud upřesníte vlastnosti systému, ve kterém chcete chaos pozorovat, pokusím se dát konkrétnější odpověď.
(J. Houštěk)   >>>