Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
189) Rozpínání vesmíru a srážky galaxií
27. 03. 2008
Dotaz: Dobrý den, četl jsem článek od Jiřího Jersáka "Rozpínání vesmíru podle soudobých
poznatků", kde se píše, že prostor se rozpíná všude (příklad: roztahování gumové
tkaničky). Napadlo mě proto, jak je možné, že se galaxie srážejí, když by měly být
unášeny od sebe pryč (například naše galaxie a M31)? Děkuji za odpověď. (Patrik Krupička)
Odpověď: Ano, galaxie se stejně jako všechny ostatní objekty roztroušené ve vesmíru od sebe obecně vzdalují. Neplatí to ale pro ty objekty, které jsou dostatečně blízko a dostatečně hmotné na to, aby se gravitačně přitahovaly či alespoň držely v relativně neměnné vzdálenosti. Můžeme říct, že pro blízké hmotné předměty je gravitace silnější. Ve vesmíru tedy probíhá to, že se nejbližší galaxie drží pohromadě (jako taková skupina, kupa či nadkupa galaxií) a společně se vlivem rozpínání vesmíru vzdalují od dalších takových kup/nadkup. Vesmír tedy v tomto smyslu sice řídne, ale "ostrůvky", které v něm existují si díky gravitaci drží svoji hustotu (nebo ji v dlůsledku různého hroucení dokonce zvyšují).
Dotaz: Dobrý den. Zajímalo by mne, jestli je k vygenerování napětí na krystalické mřížce piezo materiálu nutný impuls, tj. pulsní (střídavě tlak a "release" - např. krystal v podrážce při chůzi) vyvinutí práce/síly, nebo, zda-li je možné vyvíjet na piezo
krystal permanentní tlak a získávat tak permanentní el.napětí. Jde tedy zřejmě o
to, jestli je napětí generováno při každé změně struktury krystalové mřížky a
nebo stačí, aby byla permanentně "vychýlena ze svého klidového stavu". Děkuji. Max (Max)
Odpověď: Z první vody: deformací piezoelektrického krystalu (majícího velmi nízkou symetrii) se přemístí náboje uvnitř buňky tak, že se na buňce objeví elektrický dipólový moment. Jde tedy o "klidnou" deformaci krystalu, není třeba pulz apod. Na tomto principu pracují piezoelektrické snímače deformace.
Dotaz: Jakto, že když mam nadobu a v ní led, který posypu solí tak neroztaje, ale když
nasypu sůl na ledem zamrzlou silnici tak rozmrzne podstatně rychleji než ten v
nádobě. (Veronika Václavková)
Odpověď: Domnívám se, že jste solila málo, mám totiž jinou zkušenost. Tohle jsem
si zkoušel letos v létě. Když jsem do skleničky s ledem nasypal několik
lžic soli, led skutečně roztál. Vzniklá slaná voda měla teplotu výrazně
nižší než 0 °C (podařilo se mi dosáhnout teploty asi -15 °C).
Je to tím že roztok NaCl má podstatně nižší teplotu tuhnutí,
takže osolený led mající původně teplotu okolo 0 °C má tendenci
roztát. Na tání je ovšem třeba dodat energii – ta jde na úkor
teploty roztoku, proto se teplota sníží. Dá se takto připravit chladicí
směs.
Silničáři využívají snižování teploty zasolením k tomu, aby zbavili
silnice ledové pokrývky. Čím větší je zima, tím více soli na čtvereční
metr silnice musí použít. Právě proto se domnívám, že jste použila ve
svém experimentu soli málo. Nestačí osolit led špetkou jako polévku,
musíte zasolit opravdu vydatně.
Na obrázku je fázový diagram pro směs led + NaCl. Svislá osa znázorňuje
teplotu, vodorovná koncentraci soli. Pro každou dvojici
teplota-koncentrace můžeme v diagramu najít stav, ve kterém se směs
právě nachází.
Tak například při 20 °C a 5% koncentraci jsme v oblasti
Liquid, tedy tekutina (roztok). Všechna sůl je rozpuštěna.
Zvýšíme-li ale při stejné teplotě koncentraci na 40 %, voda už tolik
soli pojmout nedokáže a nějaká sůl zůstane nerozpuštěna – jsme v
části Liquid + NaCl.
V diagramu dále vidíme, že teplota tání s rostoucí koncentrací nejprve
klesá. Přechod Liquid -> Liquid + Ice je pro 0%
koncentraci na 0 °C a klesá až k -21,1 °C pro asi 23%
koncenraci soli ve vodě. Tomuto bodu se říká "eutektický bod".
Dalším solením (zvyšováním koncentrace soli) už teplota tání neklesá,
místo toho se dostáváme do oblasti, ve které vedle sebe existuje tekutá
voda a hydrohalit
(NaCl·2H2O).
Když teplota klesne výrazně pod -20 °C, solení silnic chloridem
sodným je principiálně úplně zbytečné. Ledu se tím nezbavíme, protože
netaje. V praxi se prý přestává chloridem sodným solit už při teplotách
okolo -10 °C.
Pokud jsem se trefil a skutečně jste solila málo, doporučuji provést
experiment ještě jednou a zvýšit množsví použité soli. Když napíšete,
jak jste dopadla, budeme rádi :o).
Poznámky:
1. Tání nějakou dobu trvá - tím déle, čím blíže je teplota eutektickému
bodu.
2. Není nutné používat jenom kuchyňskou sůl NaCl. Silničáři používají
také chlorid vápenatý nebo hořečnatý a další látky. Více si můžete
přečíst třeba zde.
Dotaz: Aby se kuchařce uvařené knedlíky po vytažení z vody "nesrazily", musí je rychle
nakrájet nebo alespoň propíchat. Fyzikálně zdůvodněte její počínáni. (Klára Jirásková)
Odpověď: Houskové knedlíky v sobě obsahují celkem dost plynů. Při vaření se tyto plyny vlivem vysoké teploty rozpínají. Pokud bychom knedlíky po vyndání z vařící vody nepropíchali ani nenakrájeli, chladnoucí plyny uvnitř se začnou smršťovat a knedlíky se budou srážet. Propícháním či nakrájením umožníme ventilaci a k jevu by (v takové míře) dojít nemělo.
Dotaz: dobrý den ve fyzice jsme se učili o volném pádu a rovnoměrně zrychleném pohybu
což je volný pád z malé výšky zajímalo by mně jak se vypočítává závislost polohy
tělesa na čase v reálném nehomogenním g. poli(např planeta, pro volný pád s
počáteční polohou v nekonečnu a bez dalších podmínek se mi to snad podařilo, ale
v případě že by těleso mělo poč. rychlost a polohu je to pro mně moc složitá
matematika, stačí mi jen vědět jestli se to dělá numerickou metodou nebo se to
dá i pomocí nějakého vzorce.(odpor prostř. nepočítáme) (lukas)
Odpověď: Netriviální (nejen pohybové) úlohy se obvykle řeší tzv. diferenciálnímih rovnicemi. Některé diferenciální rovnice a jejich soustavy umíme řešit analyticky (lidově řečeno "vzorečkama" a předepsanými postupy), některé ne. Všechny lze (s prakticky libovolnou přesností) řešit numericky. Bez detailního popisu Vaší úlohy k tomu ovšem nemohu říct více.
