Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 15 dotazů obsahujících »kinetická«
6) Srážka automobilů
20. 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.
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.
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.
Dotaz: Mám dva dotazy. 1/ Chtěl bych vědět, jak se odvodí 2. kosmická rychlost.
U 1. je to jasné, ale ta 2. mi stále vrtá hlavou.
2/ Na konzultaci pro FO kat. B v Olomouci byl zadán příklad:
Kometa se pohybuje kolem Slunce a má v určitém okamžiku rychlost 565,8 km/s
vzhledem ke vztažné soustavě spojené se středem Slunce. Polohový vektor má v
tomto okamžiku velikost 0,005543 AU. Určete, zda jde o kometu perodickou,
či nikoli. Řešení spočívalo ve výpočtu celkové mechanické energie.
Pro celkovou E menší než nula se jedná o kometu perodickou. A já bych chtěl
vědět, zda je možné tento příklad řešit tak, že si spočítáme jen 2. kosmickou
rychlost pro daný polohový vektor a porovnám s udávanou rychlostí.
Když jsem to zkoušel spočítat, tak mi to vyšlo. (Lubomír Šerý)
Odpověď: Ad 1. kinetická energie družice u povrchu Země =
absolutní hodnota potenciální gravitační energie na povrchu Země
E potenciální = - kapa . mZemě . mdružice/RZemě (v nekonečnu je
potenciální energie družice nulová a tedy kinetická energie musí tu
zápornou potenciální znulovat.
Ad 2. sečtu:
kinetická energie komety + potenciální energie v poli Slunce = x
výjde-li záporné číslo je kometa periodická, pro nulu a kladný
výsledek od Slunce uteče.
E potenciální v poli Slunce = - kapa . M Slunce . mkomety / rkomety
Té hmotnosti komety se neboj, zkrátí se v rovnici.
Dotaz: Zajímalo by mě, jakým způsobem se dá vypočítat kinetická energie
pístu ve vzduchovce, pokud známe napínací sílu pružiny. Dále předpokládejme,
že vše je dokonale vzduchově utěsněno. Předá píst tu samou kinetickou energii
okolnímu vzduchu ve válci, kdy jeho stlačením dojde k předání energie
diabolce, která je následně vystřelena? (Štěpán)
Odpověď: Milý kolego,
domnívám se, že vzduchovka pracuje tak, že nejprve se "natáhne", tj. v
nějakém prostoru vytvoří přetlak, který se spouští uvolní a žene potom brok
před sebou. Děj je pak možno pokládat za adiabatickou expanzi plynu (viz.
úloha 15, kap.2: Fahnrich, Havránek, Slavínska: Příklady
z mechaniky).
