FyzWeb  odpovědna

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


nalezeno 5 dotazů obsahujících »odstředivou«

1) Stav beztíže v ISS16. 11. 2007

Dotaz: Dobrý večer, chtěla bych se zeptat: 340 000 km od Země existuje magický bod. Gravitační síla od Země a od Měsíce je zde vyrovnaná - absolutní stav bez tíže. Vlivy ostatních nebeských těles zde můžeme zanedbat. Mezinárodní vesmírná stanice ISS létá 400 km nad Zemí. Tam ještě působí "90%zemské přitažlivosti". Přesto astronauti cítí stav bez tíže. Jak to? (Bibiána)

Odpověď: Ve stanici ISS, která krouží okolo Země, působí v důsledku kruhového (resp. mírně eliptického) pohybu také odstředivá síla, která má opačný směr než síla gravitační a která se s gravitační silou vyruší. Kosmonauti obíhjící spolu s ISS okolo Země tedy necítí gravitační ani odstředivou sílu.

(Jakub Jermář)   >>>  

2) Kam sahá gravitace Země?27. 02. 2007

Dotaz: Vždycky jsem měl zato, že beztížný stav na oběžné dráze je způsoben prostě velkou vzdáleností od Země. Ale tak to prý není. V jaké vzdálenosti od zeměkoule začíná opravdový beztížný stav, kam už gravitace Země nedosahuje? Díky. (Jiří Panschab)

Odpověď: Beztížný stav na oběžné dráze skutečně není způsoben tím, že by sem již nedosahovala gravitace. Gravitační působení Země přece drží např. Měsíc na jeho dráze okolo Země - a to je jistě dále, než oběžná dráha většiny (umělých) družic. Na druhou stranu stav bez tíže můžete pocítit i u povrchu Země, například v padajícím výtahu. Jak to tedy je? Těleso je v beztížném stavu, pokud nepůsobí svou tíhou na ostatní tělesa. Bývá to tehdy, když tíhová (resp. gravitační) síla je kompenzována nějakou jinou silou (nemající původ v jiných tělesech) opačného směru. V utrženém padajícím výtahu je touto silou setrvačnost, na oběžné dráze se zase uplatní odstředivá síla kruhového pohybu družice okolo Země.

Podívejme se ještě na dosah gravitační síly. Matematicky vzato dosáhne gravitace libovolně daleko neboli je všude. Různě daleko od gravitujícího tělesa (libovolné hmotné těleso, zvolme za příklad třeba Zemi) je však gravitační síla různě silná, čím dále od tělesa, tím slabší - klesá přitom dost rychle (s druhou mocninou vzdálenosti). Pro představu si naznačme, jak velkou gravitační silou bude Země přitahovat člověka o hmotnosti 80 kg:

  • Na povrchu Země bude přitahován silou zhruba 787 N.

  • V letadle letícím typicky 10 km nad povrchem Země to bude asi 785 N (takový rozdíl člověk nepostřehne).

  • Na mezinárodní kosmické stanici ISS létající zhruba 360 km nad povrchem Země bude přitahován Zemí stále ještě silou 705 N, tato síla ale bude vyvažována odstředivou silou způsobenou kruhovou (ve skutečnosti mírně eliptickou) drahou družice.

  • Kdyby se člověk nacházel na geostacionární družici (tedy asi 35 800 km nad rovníkem), byl by přitahován už jen silou 18 N a tato síla by byla opět kompenzována odstředivou silou způsobenou kruhovým pohybem.

  • Ve vzdálenosti Měsíce (okolo 385 000 km), by byl člověk přitahován Zemí silou už jenom 0,2 N.

  • Jeden světelný rok od Země gravitační síla Země působící na člověka o hmotnosti 80 km bude už jenom tři desetimiliardtiny Newtonu.

  • Na okraji naší Galaxie bude tato síla zcela neměřitelná, její velikost bude už jenom 0,08 trilióntiny Newtonu.

  • A pro ilustraci si jěště uveďmě, že v sousední Velké galaxii v Andromedě (asi 2,5 miliónu světelných let od nás) by na vás stále působila gravitační síla Země, její účinek by však byl tak titěrně malý, že v sebepřesnějších měřeních s ním nemá smysl počítat (což ostatně nemá ani v předchozích dvou případech). Přesto tuto sílu dokážeme stále vyjádřit (0,000 000 000 000 000 000 000 006 N) a je tedy vidět, že ani takhle daleko není úplně nulová.

(Jakub Jermář)   >>>  

3) Proč planety obíhají hvězdy?13. 01. 2004

Dotaz: Zajímalo by mě, jak je možné že planety obíhají kolem svých hvězd aniž by se od nich vzdalovaly nebo přibližovaly. Na planety působí dostředivá gravitační síla a setrvačná síla. Je to tím, že se tyto síly se rovnají? To by byla neskutečná náhoda, ne? Děkuji za odpověď. (Martin Worek)

Odpověď: Pokud Sluneční soustavu s planetou popisujeme zvenku ze soustavy, která je spojena s jejím Sluncem, bude pohyb "planety" závislý na velikosti a směru její rychlosti. Na "planetu" působí jen gravitační síla jejího Slunce, žádná setrvačná síla. !!!!!!!!!!! Tato síla při !!! kruhovém pohybu !!! planety je stále kolmá na směr její rychlosti, nekoná práci a jen rychlost planety stále stejně stáčí do kruhu.
Při eliptickém pohybu gravitační síla také stáčí rychlost planety ale navíc ji půl roku poněkud zychluje (při pohybu přibližovacím) a půl roku trochu zpomaluje (při vzdalování od Slunce).
Když je ale rychlost "planety" při dané vzdálenosti od Slunce a vhodném směru dostatečně velká, už "planeta" nebude oběžnicí ale její dráha bude parabolická nebo hyperbolická. Přiblíží se ke Slunci jen jednou a dost (asi bychom ji planetou nenazvali).
Všechny tyto situace ve vesmíru nastávají, kdyby byl pohyb planety nachlup kruhový, byla by to opravdu velká náhoda.
P.S. O tom vyrovnávání gravitační síly se setrvačnou odstředivou se často dočteme. Autoři takových tvrzení zapomínají, že setrvačně síly jsou síly, které jsou spojeny s popisem ze soustavy (neinerciální) spojené s družici, tj. ze soustavy v níž je družice nehybná a rotuje kolem ní okolní vesmír, včetně jejího Slunce.
(M. Rojko)   >>>  

4) Co je reakcí na odstředivou sílu?09. 09. 2003

Dotaz: Mám hned několik dotazů: 1. Jak vyskočit z jedoucího autobusu, aby pošramocení bylo co nejmenší?
2. Co je reakcí na odstředivou sílu, která mne vyhodí ze sedadla kolotoče, pokud nebudu přivázaná, jak se to slučuje s 3. Newtonovým pohyb.zákonem? (Any)

Odpověď: ad 1 Musíte být hodně zakloněná, aby vodorovná složka tíhové síly byla skoro stejná jako brzdící síla na podrážkách bot. Brždění bot a tato složka vás zastaví, takže nespadnete setrvačností na nos.
ad 2 V neinerciálním systému kolotoče neplatí Newtonovy zákony, abychom je tam přesto mohli používat, dokomponujeme do těchto soustav zdánlivé síly (fiktivní, pseudosíly). Ty ale nemají reakci.
(M.Rojko)   >>>  

5) Odstředivá síla20. 02. 2003

Dotaz: Působí na družici obíhající kolem Země odstředivá síla? A co kdybych v družici seděl? (Pavel Šalom)

Odpověď: Už z dotazu je vidět, že tomu zřejmě rozumíš. Tedy: Když se na družici dívám ze Země (to je "skoroinerciální soustava"), tak je jasné, že na ni působí jen Země svou gravitační silou, která ji stáčí tak, že lítá stále kolem dokola. Žádná odstředivá síla tu nemá co dělat. Kdyby tady byla, tak by nám to obíhání kazila. Konec.
Když sedím v družici, popisuji ji z neinerciálního systému spojeného s družicí. V něm je družice V KLIDU. Jestli chci v družici vyznávat Newtonovy pohybové zákony, vyžaduje klid družice úplné vzájemné sežrání všech působících sil. Tak nechám spolknout gravitační sílu setrvačnou (fiktivní, zdánlivou, pseudo-) silou odstředivou. Co asi nevíš je, že tuhle divnou sílu pak musíš nadělit nejen družici, ale úplně všemu. (Nejen tomu, co je u družice ale úplně všemu.).
(M.Rojko)   >>>