Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
367) Relativisticky zkrácená silnice
08. 05. 2007
Dotaz: Pokud se budu pohybovat třeba rychlostí 1km/s, tak přejedu silnici dlouhou 1km
za 1s. Pokud bych ale jel rychlostí mnohem větší a tím pádem bych vnímal silnici
kratší, přejel bych jí za menší čas, než mou původní rychlostí 1km/s. Nebo se to
vše relativisticky vyruší a čas potřebný na cestu si nezkrátím? (Miroslav Strob)
Odpověď: Při rychlostech blízkých rychlosti světla je třeba začít rozlišovat, odkud to celé pozorujeme. Z pohledu superautomobilu, který se řítí obrovskou rychlostí po silnici, zpozorujeme dilataci délky - silnici tedy naměříme kratší, než jak bychom ji naměřili, kdybychom se vůči ní nepohybovali. Zvládneme tedy projet daný úsek silnice opravdu rychleji (jinými slovy za kratší čas).
Trochu jinak tatáž situace vypadá z pohledu člověka sedícího u silnice (který se vůči silnici nepohybuje). Pro něj bude silnice pořád stejně dlouhá a superautomobil ji podle jeho měření projede v původním (delším) časovém úseku. Zároveň ale naměří, že hodiny v superautě jdou nějak pomaleji (tzv. dilatace času - díky tomu naměří řidič v superautě kratší časový interval).
Nyní je třeba upozornit, že ani jeden (ani řidič superauta ani sedící člověk) nikde neudělali žádnou chybu a oba pohledy jsou správné. Jejich rozdílnost je daná tím, že jsou vztaženy k různým, vůči sobě se pohybujícím soustavám.
Nezvyklé chování přírody při vysokých rychlostech vede k mnoha zdánlivým paradoxům, o nichž si můžete přečíst například na:
Dotaz: Kde je na kruhovém magnetě jižní a severní pol? Pomohl by mi obrázek. (julie)
Odpověď: Na každém magnetu je alespoň jeden jižní a alespoň jeden severní pól. Není ale pravda, že by tyto póly musely být na koncích magnetu, jak jsme na to zvyklí z tyčových a podkovových magnetů. Póly mohou být prakticky kdekoli a z pouhé geometrie magnetu je tedy nelze určit.
Mnoho zajímavého o různých magnetech (včetně obrázků, fotografií a experimentů) lze nalézt na:
Dotaz: Dobrý den. Zajimalo by mě, jaký je rozdíl mezi elektrickým příkonem a výkonem.
Děkuju (jana)
Odpověď: Příkon udává rychlost spotřeby energie, výkonem se pak obvykle značí kolik energie (za sekundu) se využitá k tomu, k čemu daný přístroj používáme. Uveďme si příklad: bude-li mít motorek příkon 100 W a výkon 40 W, bude ze zdroje (například elektrické zásuvky) odebírat každou sekundu 100 J elektrické energie, ale pouhých 40 J promění v "užitečně" vykonanou práci, zbytek jsou ztráty, nejčastěji ve formě tepla.
Poznámka: podíl výkon/příkon se označuje jako účinnost daného spotřebiče.
Dotaz: Dobrý den! Naše Země (planeta) je pod povrchem žhavá. Uprostřed Země se nachází
pevné kovové jádro, ve kterém dochází ke štěpným jaderným reakcím. Vznikajícím
teplem, na asi 6000 K ohřáté okolí jádra, je již tekuté, doběla rozžhavené.
Směrem k Zemskému povrchu teplota klesá a roztavené horniny začínají být
plastické. Stejně jako u vody v čajové konvici, i v zemském nitru vznikají
stoupající proudy roztaveného magmatu, deroucí se k Zemskému povrchu. Zajímalo
by mě, jestli je magma a láva vyvrhovaná při sopečných erupcích, radioaktivní.
Tekuté magma je přeci směs chemických prvků (sloučenin) ohřívaných Zemským
jádrem, ve kterém dochází ke štěpným reakcím, obdobně jako v jaderném reaktoru.
Předpokládám tedy existenci radiace Zemského jádra. Předpokládím proto alespoň
sekundární radioaktivitu směsi chemických prvků (magmatu), s různými poločasy
rozpadu, jádrem ozářených. Tak jak to je ve skutečnosti? Děkuji za Váš čas a
jsem s pozdravem. (Vladimír Štěpnička)
Odpověď: Nedomníváme se, že by v Zemi docházelo ke štěpným reakcím podobného typu jako v jaderném reaktoru, protože nic nesvědčí pro to, že by se v Zemi nacházela dostatečná koncentrace nějakého štěpného materiálu. Přesto jsme přesvědčeni o vysokých teplotách zemského jádra (jen o trochu nižších než uvádíte v dotazu - na rozhraní jádro-plášť by mohla být teplota o něco nižší nebo srovnatelná s 4000 K, ve středu Země cca 5000 K).
Hlavní zdroj tepla v nitru Země je patrně dvojího původu:
gravitačního, kdy při vzniku Země došlo ke smrštění prapůvodního materiálu a odpovídající úbytek gravitační potenciální energie se přeměnil na teplo; není vyloučeno, že i v současnosti gravitační potenciální energie zemského tělesa poněkud klesá, pokud dochází ke gravitační diferenciaci materiálu (spekuluje se např. o možnosti, kdy se na rozhraní vnitřního a vnějšího jádra oddělují lehčí příměsi od železa). (Poznámka: Vnější jádro je tekuté.)
radioaktivního - materiál tvořící zemské těleso obsahuje i radioaktivní izotopy některých prvků, vylétávající částice alfa či beta mají určitou kinetickou energii, která se nakonec přemění na teplo - z hlediska energetického mají v současnosti význam hlavně izotopy U238, U235, Th232 a K40, jejichž poločasy rozpadu jsou řádově srovnatelné se stářím Země. O těchto izotopech se domníváme, že pocházejí z původního materiálu, z něhož vznikla Země, nebyly tedy vytvořeny v průběhu existence Země. Není vyloučeno, že v mladší Zemí hrála z energetického hlediska určitou roli i radioaktivita některých prvků s kratšími poločasy rozpadu, jejichž koncentrace je nyní zanedbatelná.
Hovoříme-li tedy o radioaktivních prvcích v Zemi, mluvíme o tzv. přirozené radioaktivitě na rozdíl od umělé radioaktivity, která je (na Zemi) důsledkem technické činnosti jaderných zařízení. Otázka týkající se přirozené radioaktivity horkého magmatu souvisí s tzv. diferenciaci materiálu u zemského povrchu: Zemský plášť je plastický, nikoliv však tekutý, protože teplota tání tohoto materiálu značně závisí na tlaku a jen v oblasti nízkých tlaků u zemského povrchu nastává situace, kdy se horký materiál pláště začíná tavit, díky čemuž vzniká tekuté magma. Geochemici tvrdí, že "tendence" jednotlivých prvků vytvářet magma je značně variabilní a právě radioaktivní prvky, do něj "vstupují" snadno. Z magmatu nakonec vznikají jednotlivé minerály tvořící horniny kůry. Tento proces vede k tomu, že se ze zemského pláště postupně "odčerpávají" radioaktivní prvky, takže jejich koncentrace v kontinentální kůře je nyní mnohem vyšší než ve ("vyčerpaném") materiálu pláště.
Jen pro zajímavost: cca 20 km vrstva žuly by byla schopna (díky vysokému obsahu radioaktivních prvků) produkovat tepelný tok, který je srovnatelný s průměrným tepelným tokem měřeným na povrchu kontinentu.
Dotaz: Projevuje se coriolisova síla i u letu letadel? Musí letadlo letící po ortodromě
na sev. polokouli neustále trochu zatáčet doleva (více či méně v závislosti na
zem. šířce)? (Mirek)
Odpověď: Ano, Coriolisova síla působí na každé těleso v rotující soustavě, pakliže se toto těleso vzdaluje či přibližuje vůči ose otáčení. Působí tedy i na letadla z pohledu rotující Země. Velikost této síly je však malá v porovnání s dalšími vlivy působícími na letadlo (především pohyby vzduchových mas, vítr).
