Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 42 dotazů obsahujících »tono«
6) Co (ne)dělat při bouřce
20. 07. 2007
Dotaz: Dobrý den, v srpnu se chystáme do chatového tábora. Mám strach, že bude bouřka.Není
na té chatě totiž hromosvod, ale elektřina tam zabudovaná je. Jak se máme při
bouřce chovat? Jaké by jsme měli dodržet pravidla? Děkuji za odpověď (Hanka)
Odpověď: Za bouřky není žádné místo absolutně bezpečné - jsou jen místa poměrně bezpečná (například dobře uzemněné zděné, kamenné nebo železobetonové budovy) nebo automobily s uzavřenou plechovou karosérií, a naopak místa vysloveně riziková (viz níže). Základní pravidlo je, že blesk si vždy hledá pro něj nejkratší a nejvodivější cestu do země. Proto nejčastěji zasáhne nejvyšší nebo nejlépe vodivé objekty v krajině. Nelze však na to absolutně spoléhat - často totiž nedokážeme odhadnout, jaká dráha je pro blesk nejvýhodnější. Obecně však platí, že za bouřky bychom se měli snažit vyvarovat situace, při které se staneme doslova hromosvodem (ať již z důvodu nejvyšší polohy v okolí či zvyšováním své vodivosti). Nebezpečnou se situace stává v okamžiku, kdy již vidíme jednotlivé blesky, akutní nebezpečí hrozí když již slyšíme i hřmění. Čím je doba mezi bleskem a zahřměním kratší nebo čím je hrom hlasitější, tím je riziko větší.
Za nejvíce rizikové lze považovat následující situace:
Pohyb osob v otevřené krajině nebo na jakémkoliv vyvýšeném místě; extrémně nebezpečným je pohyb na horském hřebeni a vrcholech hor.
Pobyt na vodní hladině (řek, přehrad, rybníků, jezer, moře) - jako plavec, v člunu, na lodi, surfovacím prkně, nafukovací matraci, ...
Pohyb v jakékoliv otevřené krajině, kdy máme u sebe jakékoliv větší kovové předměty (např. jízdní kola, deštníky, golfové hole, krosny s kovovou kostrou, zeměměřičské či fotografické stativy, ...) nebo se jich dotýkáme (např. pevné řetězy na horách).
Pobyt pod vzrostlejšími stromy. Pozor - některé nižší stromy mohou mít výrazně hlubší kořeny než třeba okolní vyšší smrky a díky tomu jsou výrazně vodivější. Za bouřky je tedy lepší vyvarovat se blízkosti jakýchkoliv vzrostlejších stromů, nejen těch nejvyšších !!!
Pobyt v blízkosti jakýchkoliv stožárů (nejen kovových!), sloupů veřejného osvětlení, a poblíž elektrického vedení.
Pobyt v/na jakýchkoliv otevřených vozidlech - sportovních, stavebních, či zemědělských, cyklistických kolech a motorkách.
Telefonování pevnými linkami (o to i v uzavřených chráněných místnostech), práce s počítačem (zpravidla je spojen nejen s elektrickou sítí, ale i s telefonní sítí přes modem) či jakýmikoliv elektrospotřebiči, připojenými k rozvodné síti.
Kontakt s vodou z vodovodu (mytí rukou či nádobí, sprchování, ...).
Pobyt pod skalním převisem, ve vchodu do jeskyně nebo jakékoliv šachty.
Pokud jsme v blízkosti bouřky, může být nebezpečným i pouhé vystupování z auta, zejména jsou-li pneumatiky a půda ještě suché. V okamžiku vystoupení se totiž můžeme stát "uzemněním" našeho auta a tím iniciovat blesk. Za mokra by toto riziko mělo být výrazně nižší.
Naopak, za relativně bezpečný lze považovat pobyt v bouřce v autě s uzavřenou plechovou karosérií (nikoliv tedy v kabrioletu - byť se zataženou střechou, nebo v trabantu) - samozřejmě s přihlédnutím k dalším rizikům uvedeným níže a za předpokladu přiměřeného snížení rychlosti jízdy. Stihneme-li to ještě před bouřkou, zatáhneme či demontujeme všechny externí antény (od rádia a mobilního telefonu), zatáhneme okénka a nedotýkáme se zbytečně kovových částí karosérie.
Pokud nás bouřka zastihne v otevřené krajině, snažíme se vyhledat co nejnižší polohy (údolí, úvozy, aj.) - musíme však zvážit riziko nečekaného přívalu vody (zejména v soutěsce nebo uzavřené rokli). Na vyvýšených místech zaujmeme co nejnižší polohu, nikoliv však v leže; zároveň se snažíme o co nejmenší kontakt našeho těla se zemí. Z tohoto důvodu je doporučována poloha v podřepu, avšak pokud možno na špičkách bot (otázkou však je, kdo tuto polohu vydrží delší dobu). Pokud jsme ve skupině, raději se rozdělíme a hlavně se nebudeme držet za ruce. Pokud by někdo ze skupiny byl náhodou zasažen bleskem, je tak větší naděje, že v okolí bude osoba schopná poskytnout první pomoc. Pokud budeme pohromadě, v těsné blízkosti, v případě zásahu bleskem budou zasaženi nejspíše všichni!
Výše uvedené zásady opatrnosti platí i tehdy, když se bouřka jeví jako relativně vzdálená (zejména po vydatných srážkách, kdy se nám zdá, že bouřka již odchází). Bezpečnostní pravidla bychom měli zachovat po dobu alespoň 20 až 30 minut od posledního blesku či zahřmění.
V případě zásahu a zranění člověka bleskem bývá nadějí pro zasaženého včasná první pomoc - zpravidla je nutná masáž srdce a umělé dýchání. Proto není zcela od věci si jejich zásady čas od času zopakovat...
Dotaz: Můj dotaz se týká černých děr, konkrétně jejich vypařování. To se na úrovni
středoškolské fyziky vysvětluje vytvořením páru částice-antičástice a následným
"spadnutím" antičástice do černé díry. Pravděpodobnost, že do díry spadne
částice je však stejně velká jako u antičástice, nebo ne? Pak by černá díra
přijímala stejně hmoty, a tedy i energie, jako by ztrácela Hawkingovým zářením.
Jaký je mechanizmus, který umožňuje černým dírám vypařování? (Jiří Modrý)
Odpověď: Tento zjednodušený popis není závislý na tom, zda do černé díry spadne částice nebo antičástice. Podstatně je, že poté, co se těsně nad horizontem vytvoří virtuální pár částice-antičástice, může jedna z částic mít dostatečnou energii na to, aby unikla ke vzdálenému pozorovateli. Pozorovatel ji tedy naměří kladnou energii, ale v důsledku zachování energie z toho plyne, že druhá částice měla z jeho pohledu zápornou energii a musela tedy spadnout do černé díry (na únik z blízkosti černé díry potřebuje kladnou energii - podobně jako u Keplerovskych orbit v Newtonovské gravitaci). V důsledku souvislostí mezi energií a hmotou této částici odpovídá záporná hmota, kterou přinese do černé díry, jejíž hmota tím klesne a odpovídajícím způsobem se zmenší i její povrch.
Černá díra je výjimečná tím, že její silné gravitační pole umožňuje přeměnu virtuálního párů částic na reálný, v běžných podmínkách virtuální pár okamžitě zaniká.
Korektní popis efektu vyžaduje znalost kvantové teorie pole na zakřiveném pozadí.
Dotaz: Jak se mění gravitačni konstanta od rovníku k pólu? (Nikola)
Odpověď: Gravitační konstanta je univerzální fyzikální konstanta, která je stálá v celém nám známém vesmíru. Značí se G (v našich zemích někdy také řeckým písmenem ϰ) a vyskytuje se například v Newtonově gravitačním zákoně. Její hodnota je G=6,67×10−11N·m2kg-2.
Z dotazu však usuzuju, že více než gravitační konstanta vás zajímá spíše tíhové zrychlení (obvykle se značí g). Tíhové zrychlení v podstatě vyjadřuje, jak moc jsou tělesa tažena směrem k Zemi u jejího povrchu. Je v něm započteno jak samotné gravitační zrychlení, tak i odstředivá síla způsobená rotací Země. Udává se, že na pólech je tíhové zrychlení g=9,8322m·s-2, na rovníku pak g=9,7803m·s-2. Okolo 45° zeměpisné šířky (a tedy prakticky i v ČR, jejíž zeměpisná šířka je okolo 50°) by se pak hodnota měla pohybovat okolo gn=9,80665m·s-2, což je zároveň definováno jako tzv. normální tíhové zrychlení (tj. není-li uvedeno jinak, měla by se používat se právě tato hodnota).
Dotaz: Chtěla bych se zeptat, jak se vypočítá velikost gravitačního zrychlení v
závisloti na nadmořské výšce? Díky (Julie D.)
Odpověď: Můžeme vycházet z Newtonova gravitačního zákona F = G·M·m/R2, kde G je gravitační konstanta (někdy se také značí jako κ), M je hmotnost jednoho tělesa, m hmotnost druhého tělesa a R vzdálenost obou těles. Dosadíme-li za G hodnotu gravitační konstanty (G = 6,674·10-11m3·s−2·kg−1) za M hmotnost Země (MZ = 5,978·1024kg) a za R poloměr Země (RZ = 6,378·106m), dostaneme po pronásobení dosazených hodnot tvar F = m·(9,81·m·s-2). Z toho je nyní vidět, že gravitační zrychlení nad povrchem Země lze vypočítat g = G·M/R2. Pro nadmořskou výšku např. 100km to tedy bude g = G·MZ/(RZ+100km)2.
Dotaz: Na fyzice jsme dostali následující úlohu: "Zemí (koule) je provrtaný otvor
prochazející od pólu, skrz zemský střed k dalšímu pólu. Tímto otvorem na
severním pólu upustíme kámen hmotnosti m. Počáteční rychlost v0=0. Za jak dlouho se kámen vrátí na severní pól? Jedná se v dané situaci o harmonické kmity?"
Profesorka nám tvrdila že se jedná o harmonické kmity, ale úlohu spočítat ani
sama nedokázala. Mně tam hlavně není jasné jak mám počítat gravitaci - ta se
přeci musí směrem k jádru zvětšovat, nebo ne? Lze pro to uplatnit První Newtonův
Zákon, i když ten v podmínce má, že poloměry těles musí být podstatně menší než
jejich vzdálenost? Dík za odpověď. (Tomas Jukl)
Odpověď: Kdyby byla Země dokonale homogenní (zejména kdyby byla hustota ve středu Země stejná jako při povrchu), skutečně by se jednalo o dokonale harmonické kmity. Kámen by se pak zpět k severnímu pólu vrátil přibližně po 2 hodinách a asi 40 minutách. Pojďme se teď nad některými souvisejícími otázkami důkladněji zamyslet:
Jaká je gravitační síla v centru Země? Aniž bychom museli něco počítat, můžeme říct, že nulová. Proč? Třeba ze symetrie - kterým směrem by měla ve středu Země ta síla působit? Je jasné, že všechny směry jsou si rovnocenné, takže gravitační síla nemůže žádný směr preferovat a musí proto být nulová. Když teď víme, že v centru Země je gravitační síla nulová a na jejím povrchu je dána F=mg, bylo by přirozené předpokládat, že mezitím bude spojitě narůstat. A skutečně narůstá, dokonce nejjednoduššeji, jak je to možné - narůstá linárně neboli přímo úměrně vzdálenosti od středu Země. Pro sféricky (=kulově, z řeckého σφαϊρα = koule) symetrická tělesa totiž platí, že pod jejich povrchem se uplatňuje gravitační síla pouze z kulové části o poloměru od pozorovatele ke středu koule. Podívejme se na obrázek 1.
Budeme-li se nacházet v bodě označeném červeným křížkem, bude na nás působit gravitační síla odpovídající gravitaci hnědě vybarvené koule. Gravitační příspěvky jednotlivých částí šedého mezikoulí se totiž navzájem vyruší a výsledkem tedy je, že šedé mezikoulí pozorovatele uvnitř nijak gravitačně neovlivňuje. Na obrázku 2 je naznačeno, proč se vnější mezikoulí neuplatňuje. Veďme pozorovatelem kuželovou plochu (označena červeně, pozorovatel se nachází v průsečíku červených čar). Část mezikoulí odpovídající modrému úseku S1 je size blíže než S2, zároveň je však úměrně tomu menší (velikost gravitační síly i kuželovou plochou vyťatá plocha jsou úměrné druhé mocnině vzdálenosti) navzájem se proto jejich účinky zcela vyruší.
Uplatnění Newtonova gravitačního zákona - nezaměňujte s prvním Newtonovým (pohybovým) zákonem, což je jiný název pro zákon setrvačnosti - je možné v případě sféricky symetrického tělesa kdekoli vně tohoto tělesa, vzdálenost podstatně větší než je poloměr tělesa je podmínkou pouze počítáme-li s tělesy sféricky nesymetrickými.
