Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 174 dotazů obsahujících »tlak«
118) Schwarzschieldův poloměr
09. 10. 2003
Dotaz: Pozorovatel který padá do černé díry se dočká průletu Schwarzschieldovým
poloměrem v reálném čase. Pozorovatel který pozoruje pád tělesa na černou
díru z dostatečné vzdálenosti vidí, že těleso, blížící se Schwarzschieldovu
poloměru, se zpomaluje tak, že Schwarzschieldův poloměr dosáhne až za
nekonečně dlouhou dobu. Není mi tudíž jasné, jak (kdy) vznikly černé díry,
nebo dokonce obří černé díry v jádrech galaxií, když doba existence vesmíru
je ca 14 miliard roků, což není nekonečná doba. Veškerá hmota padající do
černých děr by v součastnosti ještě měla viset těsně nad Schwarzschieldovým
poloměrem, ale vlastně žádný Schwarzschieldův poloměr by nemohl existovat bez
hmoty pod tímto poloměrem. A nebo je nutno rozlišovat mezi: a) hroucením
hvězdy, kdy Schwarzschieldův poloměr "roste", tak jak se další vrstvy hmoty
"drtí" tlakem vyšších vrstev b) pádem tělesa na již existující černou díru? (Ing. Arnošt Svoboda)
Odpověď: V teorii relativity je třeba rozlišovat časy různých pozorovatelů, což
sám správně uvádíte v první části vašeho dotazu. Ten, kdo bude padat do
černé díry, proletí jejím horizontem za KONEČNÝ časový interval SVÉHO
VLASTNÍHO ČASU od začátku pádu, zatímco měřeno hodinkami velmi
VZDÁLENÉHO pozorovatele bude tento děj trvat NEKONEČNĚ dlouhou dobu.
Veškerá hmota, která projde horizontem (měřeno hodinkami padajícími
spolu s hmotou), samozřejmě zvětší hmotnost černé díry a tedy i její
Schwarzschildův poloměr. Pozorovatele ve vnějším okolí černé díry by
tento efekt postupně zaznamenali (změny gravitačního pole se šíří
rychlosti světla). Jinou věcí ale je, jak by se celý proces JEVIL velmi
vzdálenému pozorovateli, pro kterého se v důsledku nekonečně velkého
rudého gravitačního posuvu zdají být všechny děje v bezprostředním okolí
horizontu "nekonešně zpomalené".
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: Jak mohu ve školních podmínkách zjistit, jaký tlak je pod zvonem vývěvy? (Karel)
Odpověď: Tlakoměrem, který dám pod zvon. Jednoduchý tlakoměr na takové měření
může být užší U trubice, s jedním zataveným koncem (asi 15 cm
vysoká), ve které jedno rameno naplním rtutí. Poklesne-li tlak pod
zvonem pod tlak rtuťového sloupce, začne rtuť v rameni klesat. Z
výšky sloupce nad hladinou tlak vypočtu: p = h.ro.g (h v metrech, ro
v kg/metr krychlový pro rtuť, g = 9,81 m/s2, tlak p v Pa).
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: Zajímalo by mě, jaká vlastně působí síla na těleso v těžišti uvnitř
velmi hmotné duté koule (řekněme o hmotnosti Země a zkušební těleso by byl
např. hmotný bod Miloš). Nacházel by se objekt ve stavu beztíže a byl by
rozdrcen? (Milos Orlik)
Odpověď: Na těleso v těžišti koule, ať duté nebo neduté se gravitační síly
vzájemně ruší a proto tam není ani tlak.
Tedy, beztíže ano, rozdrcení ne!
