Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 92 dotazů obsahujících »vakuu«
6) Dráha vystřelené kule
18. 04. 2011
Dotaz: Dobrý den, dočetla jsem se, že vystřelená kula se pohybuje po parabole.
Zajímalo by mě proč neletí rovně. Velice děkuji za odpověď. (Marti)
Odpověď: Představme si nejprve, že vystřelíme kulku (například z pistole) ve vakuu
někde na Zemi. Protože planeta vytváří tzv. centrální gravitační pole
(gravitační zrychlení míří ve všech místech kolmo do středu Země, což
má za následek mimo jiné to, že odmyslíme-li si okolní vlivy, padají
upuštěné předměty kolmo k zemi), existuje na daném místě konstantní
gravitační zrychlení g, které stále nutí naši kulku k volnému pádu. My
jsme ji ale vystřelili, takže existuje další počáteční zrychlení,
které by ji nutilo letět vodorovně. Kulce pak nezbývá, než vykonávat oba
pohyby (tedy volný pád i vodorovný "vrh") naráz. Platí tzv. princip
superpozice, ze kterého pro skládání pohybů plyne následující -
nakreslíme-li si graf, potom na ose y kulka "padá volným pádem" a na ose x
"letí vodorovně"...složením obou pohybů dohromady dostaneme pohyb po
části paraboly.
V našich podmínkách je to ale ještě trošku jinak. Vzduch
není nehmotné prostředí, takže klade letící kulce odpor. Na celém pohybu
se to pak projeví tak, že kulka letí po tzv. "balistické křivce".
Dotaz: Máme dvě tělesa stejné velikosti a tvaru o rozdílné hmotnosti... Obě tato
tělesa bychom pustili ve stejný čas a ve stejné výšce na zem (rovný
povrch) má otázka zní: které těleso dopadne na zem dříve? To lehčí to
těžší nebo nastejně? (Lenka K.)
Odpověď: Základní otázkou je, uvažujeme-li tělesa ve vakuu nebo v
reálném prostředí.
Představíme-li si ideální prostředí bez odporu
(právě zmíněné vakuum), bude nám na tělesa působit pouze síla
gravitační, která dává oběma tělesům stejné zrychlení "g" - dopadnou
ve stejný okamžik.
V reálném prostředí je to ale o něco zajímavější.
Vyřešíme-li diferenciální rovnice pro pohyb, při kterém působí
odporová síla, dojdeme k závěru, že takové těleso není urychlováno
lineárně "donekonečna". Existuje určitá mezní rychlost, ke které se
urychlované těleso blíží a kterou nepřekročí. A tato rychlost je mimo
jiné závislá právě na hustotě (hmotnosti) tělesa a na jeho průřezu
(tvaru a velikosti).
Máme-li tedy dvě stejně velká tělesa stejného tvaru
ale různé hmotnosti v prostředí s odporem (například ve vzduchu), dopadne
na zem těžší těleso dříve.
Vyzkoušet si to můžeme i prakticky -
položíme-li na hladinu vody dva různě těžké předměty stejného
rozměru, dopadne nám těžší na dno podstatně dříve, než lehčí
(protože má voda větší hustotu než vzduch, bude konečná rychlost obou
těles menší, proto bude i lépe pozorovatelný výsledek).
Dotaz: Ahoj je pravda ze dve odlisne vazici telesa ve vakuu padaji stejne rychle pr:
kladivo a pirko a proc? (Honza)
Odpověď: Dobrý den. Ano, pokud neuvažujeme odpor prostředí, padalo by pírko i
kladivo k zemi stejně rychle jednoduše proto, že zrychlení v
gravitačním poli nezávisí na hmotnosti padajícího tělesa. Můžete si
toto zkusit demostrovat následujícím "experimentem": vezměte si k ruce
nějaký těžší předmět a např. malý kousek papíru. Když předměty
pustíte k zemi každý zvlášť, papírek bude pomalu klesat, zatímco
těžší předmět spadne rychleji. Nyní položte papírek NA těžší
předmět a opět je pustťe k zemi. Pozorujete, že papírek se "neodlepí",
tedy padá stejně rychle jako těžký předmět, který mu v tomto případě
"rozráží" cestu prostředím.
Dotaz: Dobry deň. Chcem sa Vás opýtať akou rýchlsťou sa širi elektrický signál
napríklad medeným vodičom? Ďakujem Sojka (Jan Sojka)
Odpověď: Rychlost šíření signálu ve vodiči by měla odpovídat rychlosti šíření světla v daném prostředí. Bude to tedy o něco méně než rychlost světla ve vakuu. Odhaduju, že ve vodiči by to mohlo být okolo 0,6-0,7 rychlosti světla ve vakuu, tedy okolo 2·108m/s.
Dotaz: Lze překonat rychlost světla? Teoreticky - velice silným zdrojem (laser) budu
ze Země svítit např. na Měsíc a když velice rychle pohnu zdrojem světla
můžu teoreticky rychlost světla překonat a osvětlený bod na Měsíci by se
měl pohybovat rychleji, než je rychlost světla. Nebo se světlo "ohne". Pokud by byl tak výkonný laser, co se vlastně stane? (Ziki)
Odpověď: Pojďme si nejprve objasnit, jak to s tou rychlostí světla je. Především platí, že rychlost světla ve vakuu je konstantní a je to také nejvyšší možná rychlost přenosu informací mezi 2 místy. Z teorie i mnoha pokusů také plyne, že žádný hmotný objekt (tj. cokoli, co má nenulovou klidovou hmotnost) není možné urychlit na rychlost světla ve vakuu ani na rychlosti větší. Výše uvedené skutečnosti ale nezakazují některé jevy, které jsou pro laiky často překvapivé:
I hmotné objekty se mohou pohybovat rychleji než světlo v nějakém prostředí (za podmínky, že to bude pomaleji než je rychlost světla ve vakuu). Příkladem může být třeba rychle letící elektron (s rychlostí třeba 0,9 c), který vletí do kapky vody. Rychlost světla ve vodě je zhruba 0,75 c. Elektron sice bude ve vodním prostředí postupně bržděn (a bude docházet k emisi tzv. Čerenkovova záření), alespoň ze začátku se ale bude pohybovat rychleji, než světlo v daném prostředí (0,9 > 0,75). Jevy na tomto principu jsou pozorovány například v reaktorech jaderných elektráren či třeba v detektorech neutrin a kosmického záření.
Nehmotné "objekty", já bych to spíše nazval iluze objektů, jako třeba laserové "prasátko" na Měsíci, se může v principu pohybovat libovolně rychle. Je třeba si ale uvědomit, že nejde ani o přenos hmoty ani o přenos informace mezi jednotlivými osvětlenými místy na Měsíci (jediný přenos informace je v tomto případě ve směru Země-Měsíc). Žádné fyzikální zákony tedy tento nadsvětelný pohyb neporušuje, kromě iluze pohybu (nebo chcete-li kromě pohybu prasátka) však ale také neskýtá žádné možné využití této nadsvětelné "rychlosti".
