FyzWeb  odpovědna

Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!


nalezeno 15 dotazů obsahujících »kinetická«

4) Nebezpečnost dopadající střely21. 02. 2007

Dotaz: Dobrý den, měl bych dotaz, když vystřelím náboj ze střelné zbraně (klasický 9mm projektil) kolmo vzhůru a dejme tomu, že střela dopadne zpět na místo výstřelu (zanedbáme odchýlení větrem). Je energie, tak velká že by zabila člověka? V knížce o balistice jsem se dočetl,že by člověka nezabila.Jak to tedy je?Předem děkuji za odpověď! (Jan Malotin)

Odpověď: Vážený pane,

na Váš dotaz odpovím následujícím příkladem:

Mějme např. 9 mm náboj se střelou o hmotnosti 9 gramů, vystřelenou kolmo vzhůru rychlostí 360 m·s-1. Takto vystřelená střela doletí do výšky cca 800 m. Z této výšky zpět na zem pak dopadne rychlostí cca 70 m/s. Obecně problematické je hodnocení účinku střel na živé tkáně. Je zřejmé, že účinek bude ovlivněn řadou faktorů - konstrukcí a materiály střely, vlastnostmi zasažené části těla atd. Pro posouzení účinku, který nelze bez bojového použití prakticky ověřovat, se používá celá řada nejrůznějších kritérií, např.:
  • na nechráněnou živou sílu v polním stejnokroji je nutná kinetická dopadová energie střely min. 100 J (samozřejmě, že živá síla má i méně odolné části). V našem případě má střela energii 0,5·9·10-3·702 = 22,05 J

  • na nechráněnou živou sílu v polním stejnokroji je nutná specifická dopadová kinetická energie střely min. 1 MJ·m-2. V našem případě je tato dopadová kinetická energie vztažená na jednotku příčné plochy střely 22,05·4/[3,14·(9·10-3)2] = 0,35 MJ/m2

  • řada dalších kritérií je uvedena např. v knize Kneubuehl, B.P.: Balistika. Naše vojsko Praha. 2004. ISBN 80-206-0749-8. Jedním z uváděných kritérií je tzv. PIR kritérium, které by mělo být větší než cca 50. V našem případě je pouze cca 6.
Závěr: Takto vystřelená střela bude po dopadu na zem proti živé síle prakticky neúčinná (neřešíme zde malou pravděpodobnost zásahu oka či krční tepny).

(doc. Ing. Stanislav BEER, CSc. z Univerzity Obrany v Brně)   >>>  

5) Zachovává se energie nebo hybnost?13. 12. 2005

Dotaz: Ve škole (sexta) jsem dostal spočítat tento příklad: Kulka o hmotnosti m1=10g narazí do krabice o hmotnosti m2=990g, a uvázne v ní. Jaká je rychlost v2 objektu s kulkou? Vyšel jsem ze zákona zachování hybnosti a vyšlo mi, že v2=v1*m1/(m1+m2). Když jsem ale vyšel ze zákona o zachování energie a udělal úvahu, že kinetická energie kulky před nárazem musí být stejná jako kinetická energie soustavy krabice+kulka po nárazu, dostal jsem, že v2=SQRT(m1/(m1+m2))*v1. Proč je moje úvaha o zachování kinetické energie chybná? (Zdeněk)

Odpověď: Zkusme se zamyslet nad tím, co se stane, když se kulka zachytává v krabici: Část její kinetické energie se samozřejmě přemění na kinetickou energii celé soustavy, zároveň však nemalá část původní kinetické energie je spotřebována na deformaci a zahřátí krabice v místě, kudy kulka prolétne a kde uvízne. Pokud bychom tuto "ztracenou" energii dokázali vyčíslit, můžeme výslednou rychlost ze zákona zachování energie spočítat a došli bychom ke správnému výsledku. Počítání pomocí zákona zachování hybnosti je však výrazně jednodušší.
(Jakub Jermář)   >>>  

6) Srážka automobilů20. 10. 2005

Dotaz: Jedou-li po silnici dvě totožná vozidla každé rychlostí 50km/h a čelně do sebe narazí, jejich rychlost v době nárazu se nesčítá? Je to jako by každé auto zvlášt narazilo do betonové zdi. Je to tak? (Birkov)

Odpověď: Jsou-li obě auta stejná a narazí čelně, pak je k dispozici dvojnásobná kinetická energie oproti situaci, kdy auto narazí do zdi. Tato dvojnásobná energie se ale použije ke sešrotování dvojnásobného počtu aut, takže se dá říct, že ničivý účinek takové srážky bude přibližně stejný jako srážka s masivní betonovou zdí. Situace se samozřejmě značně změní, pokud by auta nebyla stejná (např. srážka kamionu s motocyklem) nebo jela v okamžiku srážky výrazně rozdílnou rychlostí.
(Jakub Jermář)   >>>  

7) Tvar gravitačního pole pohybujícího se tělesa10. 03. 2004

Dotaz: V Odpovědně již zazněl dotaz, zda se projeví kinetická energie pohybujícího se tělesa na zvýšení jeho hmotnosti a s ní i gravitační síly tělesa. Změní přidaná (kinetická) hmotnost tvar gravitačního pole tělesa v pohybu? Nemám teď na mysli relativistickou deformaci tělesa a jeho gravipole z pohledu vnějšího pozorovatele, ale případnou deformaci tvaru gravipole objektivně změřenou na různých místech povrchu tělesa místním pozorovatelem pohybujícím se spolu s tělesem. Předpokládejme, že toto těleso mělo v klidu ideální kulový tvar a tedy také ideálně sférické rozložení intenzity gravipole. Otázka tedy zní: Zůstane gravitační pole pohybujícího se (v klidu ideálně sférického) tělesa pro místního pozorovatele ideálně sférické? (Josef Korba)

Odpověď: Na Vaši přímou otázku, zda "Gravitační pole pohybujícího se (v klidu ideálně sférického) tělesa zůstane pro místního pozorovatele ideálně sférické?", lze v zásadě odpovědět "Ano". Nicméně toto "ano" platí jen za jistých předpokladů o tom, jakého charakteru je pohyb tělesa a kdo přesně je zmíněný "místní pozorovatel". Může se například stát, že kinetická energie dodaná tělesu přejde nikoli (jen) do translační, ale do ROTAČNÍ kinetické energie. Gravitační pole rotujícího tělesa už nebude sféricky symetrické, pokud nebude pozorovatel provádět svá měření v soustavě "spolurotující" s objektem.
(Doc. RNDr. Jiří Podolský, CSc.)   >>>  

8) Maximální možná teplota21. 01. 2004

Dotaz: Dobrý den! Moc by mě zajímala následující otázka, tedy spíše odpověď na ni. Termodynamická teplota je definována jako rychlost pohybu částic, absolutní nula je když pohyb částic ustane. Lze si však alespoň teoreticky představit maximální teplotu, tedy situaci kdy se i nejtěžsí částice (neutrony?) pohybují rychlostí světla a další zrychlování (ohřev) není možné? (Petr Lánský)

Odpověď: Ano i ne. Ale trošku to upřesníme. Termodynamickou teplotu lze (také) definovat jako střední hodnotu kinetické energie částic. Ta ale roste teoreticky neomezeně, protože i když rychlost částice má svůj strop, kinetická energie pro vysoké rychlosti není 1/2 mv2, ale
celková energie - klidová energie, tedy mc2 - m0 c2, kde m = m0 (1-beta)(-1/2)
(Zkuste si to rozvinout binomickou větou, a první člen je právě klasický výraz 1/2 mv2.)
Pak ovšem roste teoreticky neomezeně i možná teplota. Samozřejmě se teď nestaráme o to, jak bychom něco na extrémní teplotu zahřáli nebo souvislostmi s "celkovou energií vesmíru" apod. Ale abych Vás potěšil: pojem teploty lze zavést i pro jiné systémy, kde energie má svou největší i nejmenší mez: třeba magnetické systémy - stojící částice s magnetickým momentem ve vnějším magnetickém poli. Nejmenší energie je tehdy, když všechny částice stojí ve směru pole, největší tehdy, když všechny jsou proti směru pole. Teplotu (tedy veličinu, kterou musí mít dva systémy stejnou, aby byly navzájem v rovnováze) můžeme definovat přes souvislost pravděpodobnosti celého systému (entropie) s energií. Ukazuje se pak, že při nejmenší energii je teplota nulová. Stavu, kdy je průměrně stejně počet částic po i proti směru pole, přísluší nekonečná teplota. (A už ji máte!). Stavy, kde jsou částice převážně orientovány proti poli, odpovídají záporné teplotě - která je tedy vyšščí, než libovolná kladná. Nejvyšší teplota vůbec pak odpovídá maximální energii, a je to "záporná nula". Pořadí teplot tedy je 0, 1, 2,...,10 ..., 1000, ..., nekonečno, ... -1000, ... -10, ... -0 Toto má uplatnění při studiu systémů spinů.
(J. Obdržálek)   >>>