Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
275) Relativistický paradox: svícení na desku
12. 11. 2007
Dotaz: Představme si, že provedu následující pokus. Předem si někde v klidu připravím kruhovou desku citlivou na světlo a kruhový reflektor o stejném průměru. To znamená, že když reflektorem správně na desku posvítím, bude světlo dopadat na celou desku a nic se nedostane mimo. Potom umístím desku někam ke kolejím tak, aby na ni bylo možné posvítit z jedoucího vlaku. Do vlaku nasednu i s reflektorem, rozjedu se rychlostí blízkou rychlosti světla a v okamžiku, kdy budu přesně naproti desce, vyšlu proud světla. Kolmo na směr svého pohybu. Protože se deska vůči mně pohybuje vysokou rychlostí, uvidím ji zúženou. Z mého pohledu se bude zdát, že část světelných paprsků musí projít kolem desky. Ale pozorovatel na nádraží naopak uvidí desku jako čistě kruhovou a bude se mu zdát, že je zúžený můj reflektor. A že tedy může být osvícená jenom část desky. A mě by zajímalo, jak to ve skutečnosti dopadne. Co uvidím z vlaku, co z nádraží a co se stane, až se světlo dopadne na úroveň desky. (Marek Pospíšil)
Odpověď: Uvažujme raději místo kruhového reflektoru a kruhové desky obojí čtvercové (na podstatě věci to nic nezmění a bude to názornější). Domnívám se, že z vlaku to bude vypadat tak, že čtvercový reflektor bude svítit na obdélníkovou desku (zkrácenou ve směru pohybu) a bude tedy nějaká část světla (v jednom okamžiku vlakového času) dopadat před desku, část na desku a část za ni. Z pohledu desky bude existovat okamžik, kdy zúžený proud světla zasáhne jen část desky a nic víc. Jak je to možné? Stejně jako umnoha dalších relativistických paradoxů je i zde zakopán pes v relativitě současnosti. Nenápadně se totiž ptáte, zda bude V JEDEN OKAMŽIK osvícená celá deska. Jsme ale ve vzájemně se pohybujících soustavách a proto význam okamžiku je na různých místech v různých soustavách různý. Z pohledu vlaku nastává dopad "prvního" paprsku na přední okraj desky dříve než dopad "posledního" paprsku na zadní okraj desky. Po nějakou dobu (mezi těmito okamžiky) je tedy deska osvětlená celá i s částí před a za ní. Z pohledu desky je tomu naopak, dopad "prvního" paprsku na přední okraj desky nastává později než dopad "posledního" paprsku na zadní okraj desky.
Dotaz: Dobrý den, zajímalo by mě, jak se zjistí, že při sériovém zapojení rezistorů je
el. proud stále stejný. Všude nacházím jen definice: "Při sériovém zapojení
rezistorů je el. proud všude stejný (I=I1=I2)". Ale já nevím, jak na to ti moudří
lidé přisli. Stejný problém mám i při zapojení paralelně u napětí. Děkuji za
odpověď. (Joe)
Odpověď: Při sériovém zapojení (a konstantním napětí) musí být proud ve všech částech obvodu stejný, protože je tvořen elektrony a pokud by v nějakém místě byl proud větší než v místě následujícím, musely by se tam ty elektrony hromadit - tedy např. pokud by prvním úsekem dlouhodobě protékalo 20 miliard elektronů za sekundu a druhým 18 miliard elektronů za sekundu, musely by se někde mezi prvním a druhým úsekem nahromadit či ztratit 2 miliardy elektronů za sekundu. A to nepozorujeme.
Dotaz: Dobrý den, chtěla bych se zeptat, co znamená v MFChT údaj 0,00337 u zploštění
Země. (Jinde jsem našla, že poloměr rovníkový se liší od spojnice pólů o 41 km)
Děkuji Jana (Jana)
Odpověď: Zploštěním se rozumí bezrozměrné číslo f vypočtené dle zvtahu
f = (rovníkový poloměr - polární poloměr) / rovníkový poloměr
Pro kouli by bylo f = 0. Čím větší f je, tím více je těleso deformované a méně podobné kouli.
Dotaz: Proč v zimě namrzají častěji mosty než zbylé části silnice? Myslela jsem si, že při proudění vzduchu pod mostem dojde ke snížení tlaku (podle Bernoulliovy rovnice) a pokles tlaku způsobí pokles teploty, ale to by muselo jít o izochoricky děj. To jsem zavrhla, proto se ptám, jaký je pravý důvod? (Jana)
Odpověď: Domnívám se, že za jevem stojí zejména dva faktory. Především vozovka na mostě promrzne dříve, než tatáž vozovka "na pevné zemi" prostě proto, že je ochlazována jak zvrchu, tak i zespodu (přičemž předpokládám, že most není tak tlustý, aby nepromrzl a vozovku zespodu dostatečně izoloval). Druhým faktorem pak bude skutečnost, že díky větru (který je na mostě pravděpodobně častější a intenzivnější než průměr v krajině krajině) zde dochází k rychlejší výměně studeného vzduchu a tím i rychlejšímu odvodu tepla prouděním.
Dotaz: Dcera mě zaskočila dotazem k pokusu, který jim pro navození zájmu o fyziku
předvedl učitel na ZS. Jedná se o známou soustavu kuliček na závěsech. Kuličku
na kraji vykloním, pustím... předávaná energie a hybnost se přenese přes ostatní
kuličky a dojde k odskočení poslední... a tak pořád dokola (samozřejmě dochází
ke ztrátám, po čase se soustava zastaví). Dcera se mě však ptala, proč, když
vychýlím na jedné straně třeba 2 kuličky, přenese se "vzruch" přes ostatní a na
konci se opět "odtrhnou" 2 kuličky a ne jedna, která by vyletěla výš, díky tomu,
že by získala energii od 2 kuliček. Její odpověď zněla přesně jinak... Doslova
se mě ptala: "Mami, jak můžou ty kuličky na konci vědět, že jsem pouštěla 2
kuličky a mají teda taky 2 vyskočit". Přišlo mi to úsměvné, ale jen do okamžiku,
než jsem vlastně zjistila, že ji nedokážu odpovědět. (Jana)
Odpověď: Vámi popsaná hračka se obvykle označuje jako rázostroj nebo jako Newtonova kolébka či houpačka. V podstatě jste si odpověděla sama, ačkoli si to neuvědomujete - správně jste zmínila, že si kuličky předávají energii a hybnost. Kdyby vyletěl jiný počet kupiček, něž kolik jich na druhé straně kolébky dopadlo, nebyl by dodržen buď zákon zachování energie nebo zákon zachování hybnosti. Například kdybychom pustli 2 kuličky a na druhé straně odskočila jen jedna, musela by odskočit s rychlostí √2·v0 (dle zákona zachování energie) a zárověň s rychlostí 2v0 dle zákona zachování hybnosti - a to je spor, jedna kulička odskočit nemůže. Jediné řešení, které přírodní zákony umožňují (a které tedy nastane), je odskočení 2 kuliček.
Pokud jste tento pokus neviděli, podívejte se na tyto videonahrávky.
