Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 174 dotazů obsahujících »tlak«
150) Rychlost plachetnice
09. 12. 2002
Dotaz: Může být rychlost plachetnice vyšší, než je rychlost větru, který ji pohání? Neuvažujeme situaci kdy pluje po proudu.
(Martin)
Odpověď: Odpověď je principielně ANO. Při surfování to můžeme dobře pozorovat. Příklad: plachetnice pluje na východ s plachtou natočenou severovýchodním směrem, kolmo na severozápadní vítr. Při rychlosti plachetnice 10 m/s couvá plachta před větrem rychlostí 10/odmocnina ze dvou, tj asi 7 m/s. Fouká-li vítr rychlostí např. 8 m/s ještě pořád do lodi tlačí.
Rychlost lodi W může být větší než rychlost V větru. V nejjednoduším
přiblížení, neuvažujeme ani situaci, kdy loď není kolmo k vodě, ani
jevy z mechaniky kontinua při obtékání tělesa (tam, kde je těsně u tělesa
rychlost obtékající tekutiny největší, tam je nejmenší tlak), ani roli
odporu vody (která je samozřejmě značná). Snad by to šlo ukázat
takto: Předpokládejme, že loď má mohutný kýl, třeba desku "napodél". Na loď
působí odpor vody F1 při pohybu "podél" (ten budeme doufat, že je malý,
deska "hladce prořezává" vodu) a jiný odpor F2, mnohem větší, při pobyhu
"nabok" (deska před sebou hrne vodu). Dále na loď působí vítr; zjednodušme
jeho působení na to, že "tlačí na loď ve svém směru" (tedy žádné sání při
obtékání tam, kde je vysoká rychlost apod.). Vítr nepůsobí jen tehdy, je-li
loď vůči vzduchu v klidu. Ovšem pokud by F1 byl zanedbatelný a F2 naopak
tak velký, že by prakticky znamenal vazbu lodi na pohyb jen kupředu, pak by
při úhlu fí mezi směrem větru a směrem "podél lodi" nepůsobila síla od
větru na loď jen tehdy, kdyby byla složka rychlosti lodi do směru pohybu
vzduchu právě rovna rychlosti větru. Celá rychlost lodi W by tedy musela
být větší, než je rychlost větru V, aby pro rovnost složky platilo V=W.cos
fí.
Dotaz: Jak vypočítám, jak daleko dopadne vůz, který se rychlostí v "odrazí" od rampy pod úhlem alfa. Chtěl bych počítat se všemy reálnými podmínkami, jako je odpor vzduch atd. Stačilo by nastínit princip výpočtu.
(Radek)
Odpověď: Milý kolego, v prvním přiblížení to pojmete jako šikmý vrh. Posléze k tomu budete chtít přidat aerodynamiku, což nejlépe zvládnete tak, že si vezmete modýlek auta, budete ho ofoukávat v tunelu a měřit nejen jeho odpor, ale také vztlak. To asi nejlíp umí lidé ve VZLU v Letňanech. Zjištěná data zahrnete do výpočtu asi nejsnáze numericky. Potom byste se měl přesvědčit, že to funguje a že váš výpočet je realistický, což znamená s tím autem skutečně skákat a měřit jeho pohyb. To by s několika vhodnými kamerami, pomalovaným autem a správně naranžovaným pozadím neměl být problém. Pak už by váš program měl být schopen i snadno spočítat vlivy větru atd. a mohl byste ho prodat filmařům v Hollywoodu na návrh kasdérských scén.
Dotaz: Byl naměřen hydrostatický tlak ponorkou
Batyskaf v hloubce 11034m? Jaká je jeho hodnota? (Petra Molová)
Odpověď: Milá Petro, hodnota hydrostatického tlaku v dané hloubce je přibližně 1,1.108 Pa.
Hloubka moře se nejčasteji měří ultrazvukem nebo měřením tlaku vody a
právě posledně jmenovaný je s největší pravděpodobností princip, jakým
změřil velikost tlaku v 11 km i Batyskaf. Přesné technické detaily
nevím.
Pro Vaši představu "různosti" tlaků: střed Slunce - 2.1016Pa, jehlový podpatek na podlahu - 1.106Pa,
střed Země - 4.1011Pa, normální krevní tlak - 1,6.104Pa,
největší tlak vyvinut v lab.- 1,5.1010Pa, největší vakuum vyvinuté
v lab. - 10-12Pa.
Dotaz: Na jakém principu funguje ukazatel rychlosti v letadle, tj. na základě čeho (vzdáleností, otáček, ...) ukazuje ručička tachometru správnou okamžitou rychlost? (Jiří Janda)
Odpověď: Klasický ukazatel je napojen na tzv. Pitotovu trubici a ukazuje
relativní rychlost letadla vůči okolnímu vzduchu.
(Samozřejmě že v případě větru to není rychlost vůči
Zemi, ale zato je to to podstatné pro sílu, která letadlo
nese.) Pitotova trubice je vlastně manometr ukazující rozdíl
tlaků na dvou koncích trubice - jeden vyúsťuje na špici
letadla tak, že ústí je v rovině kolmé ke směru letu,
druhé ústí je "tečné" - v rovině, která obsahuje
směr letu letadla. Podrobnější fyzikální výklad si najdete
v každé učebnici fyziky v partii o aerodynamice nebo
hydrodynamice.
Moderní ukazatele měří polohu a rychlost letadla elektronicky
- přijímá se signál pozemských radiolokačních stanic resp.
se vysílá signál vlastní a měří se signál odražený.
Jeho frekvence je vlivem Dopplerova jevu posunuta v závislosti
na vzájemné rychlosti letadla a odrážejícího objektu. Za
zmínku stojí, že moderní navigační systémy už musejí
používat při výpočtu teorii relativity, aby měření
rychlosti a zjištění polohy letadle bylo po delším letu tak
přesné, jak vyžaduje bezpečnost provozu.
Dotaz: Mám určitý objekt (např. dutou kouli), ve které je tlak p1
(např. p1=1 atmosféra). Tento objekt nechť se nachází ve
vesmíru. A v určitém čase "otevřeme" (za nějakou dobu)
otvor v tomto tělese tak, aby se mohly vyrovnat tlaky.
Mohli byste mi uvést rovnici pomocí které se řídí takovéto
proudění? Zajímalo by mě, jak tuhá musí být konstrukce,
aby to vydržela? (dotaz je částečně inspirován filmem Vetřelci :-) (Petr Novak)
Odpověď: Pane kolego, mít těleso, které snese přetlak jedné
atmosféry s náležitým otvorem je triviálíi, vyprázdněte
standardní PET láhev a máte to. V počátečních fázích po
otevření půjde o proudění plynu z místa s počátečním
tlakem do vakua, platí na to sice standardní hydodynamické
rovnice, ale v detailech to bude asi velmi složité, protože
půjde o velmi nestacionární děj, bude hrát roli detailní
aerodynamika toho otvoru, velmi pravděpodobně se tam objeví
turbulence atd. Možná je to situace připomínající
výstřel, kdy se plyny derou z hlavně. Až tlak poklesne, pak
to přejde na problém difúze, který zase umějí vakuoví
experti. Tedy jinak řečeno, Vaše otázka není ani tak na
jednoduchou odpověď, ale na zevrubné studie. Možná byste
mohl zkusit poslat mail do NASA a zeptat se, jestli mají
detailní studie dehermetizace ISS po nárazu meteoritu atd.
