Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 92 dotazů obsahujících »vakuu«
8) Pád ve vakuu
06. 02. 2011
Dotaz: Ahoj je pravda ze dve odlisne vazici telesa ve vakuu padaji stejne rychle pr:
kladivo a pirko a proc? (Honza)
Odpověď: Dobrý den. Ano, pokud neuvažujeme odpor prostředí, padalo by pírko i
kladivo k zemi stejně rychle jednoduše proto, že zrychlení v
gravitačním poli nezávisí na hmotnosti padajícího tělesa. Můžete si
toto zkusit demostrovat následujícím "experimentem": vezměte si k ruce
nějaký těžší předmět a např. malý kousek papíru. Když předměty
pustíte k zemi každý zvlášť, papírek bude pomalu klesat, zatímco
těžší předmět spadne rychleji. Nyní položte papírek NA těžší
předmět a opět je pustťe k zemi. Pozorujete, že papírek se "neodlepí",
tedy padá stejně rychle jako těžký předmět, který mu v tomto případě
"rozráží" cestu prostředím.
Dotaz: Dobry deň. Chcem sa Vás opýtať akou rýchlsťou sa širi elektrický signál
napríklad medeným vodičom? Ďakujem Sojka (Jan Sojka)
Odpověď: Rychlost šíření signálu ve vodiči by měla odpovídat rychlosti šíření světla v daném prostředí. Bude to tedy o něco méně než rychlost světla ve vakuu. Odhaduju, že ve vodiči by to mohlo být okolo 0,6-0,7 rychlosti světla ve vakuu, tedy okolo 2·108m/s.
Dotaz: Lze překonat rychlost světla? Teoreticky - velice silným zdrojem (laser) budu
ze Země svítit např. na Měsíc a když velice rychle pohnu zdrojem světla
můžu teoreticky rychlost světla překonat a osvětlený bod na Měsíci by se
měl pohybovat rychleji, než je rychlost světla. Nebo se světlo "ohne". Pokud by byl tak výkonný laser, co se vlastně stane? (Ziki)
Odpověď: Pojďme si nejprve objasnit, jak to s tou rychlostí světla je. Především platí, že rychlost světla ve vakuu je konstantní a je to také nejvyšší možná rychlost přenosu informací mezi 2 místy. Z teorie i mnoha pokusů také plyne, že žádný hmotný objekt (tj. cokoli, co má nenulovou klidovou hmotnost) není možné urychlit na rychlost světla ve vakuu ani na rychlosti větší. Výše uvedené skutečnosti ale nezakazují některé jevy, které jsou pro laiky často překvapivé:
I hmotné objekty se mohou pohybovat rychleji než světlo v nějakém prostředí (za podmínky, že to bude pomaleji než je rychlost světla ve vakuu). Příkladem může být třeba rychle letící elektron (s rychlostí třeba 0,9 c), který vletí do kapky vody. Rychlost světla ve vodě je zhruba 0,75 c. Elektron sice bude ve vodním prostředí postupně bržděn (a bude docházet k emisi tzv. Čerenkovova záření), alespoň ze začátku se ale bude pohybovat rychleji, než světlo v daném prostředí (0,9 > 0,75). Jevy na tomto principu jsou pozorovány například v reaktorech jaderných elektráren či třeba v detektorech neutrin a kosmického záření.
Nehmotné "objekty", já bych to spíše nazval iluze objektů, jako třeba laserové "prasátko" na Měsíci, se může v principu pohybovat libovolně rychle. Je třeba si ale uvědomit, že nejde ani o přenos hmoty ani o přenos informace mezi jednotlivými osvětlenými místy na Měsíci (jediný přenos informace je v tomto případě ve směru Země-Měsíc). Žádné fyzikální zákony tedy tento nadsvětelný pohyb neporušuje, kromě iluze pohybu (nebo chcete-li kromě pohybu prasátka) však ale také neskýtá žádné možné využití této nadsvětelné "rychlosti".
Dotaz: Padaji predmety ruzne hmotnosti ruzne rychle? Resp. budou padat dve stejne velke
koule v atmosfere stejne rychle, kdyz jedna bude mit vetsi hmotnost nez druha? (Matt)
Odpověď: Nebudou. Ve vakuu by padaly stejně, protože na 2x těžší kouli sice působí 2x větší gravitační síla, ale tato těžší koule má také 2x větší setrvačnost - je dvakrát obtížnější ji donutit k pohybu. Výhoda či nevýhoda větší hmotnosti se tak vykrátí právě vlivem setrvačnosti tělesa. V atmosféře je to ale komplikovanější - sice pořád platí, že na 2x těžší těleso působí 2x větší gravitační síla, odpor proti zrychlování zde ale netvoří jen setrvačnost tělesa, ale i odporová síla vzduchu. Za takových podmínek spadne dříve těžší těleso (jsou-li obě tvarově a rozměrově stejná), neboť u obou těles stejná odporová síla vzduchu je oproti setrvačnosti u hmotnějšího tělesa zanedbatelnější (resp. méně významná).
Dotaz: Je mozne pri pouziti laseroveho ukazovatka ziskat vetsi rychlost nez je rychlost
svetla? Za predpokladu ze budu svitit treba na metr vzdalenou plochu a opisovat
kruznici tak vznikne nejaka obvodova rychlost a ted tu metr vzdalenou plochu
posuneme treba o 10 km dal, ta rychlost na obvodu by mela byt vetsi si myslim... (Pavel Chobot)
Odpověď: Ano, je to možné. Existují v podstatě dva triky, jak překonat rychlost světla v daném prostředí:
1.) Lze se pohybovat rychleji než světlo v daném prostředí, ale pomaleji než světlo ve vakuu. například rychlost světla ve vodě je něco okolo 220 tisíc km/s. Nic nezakazuje vstřelit z okolí do vody třeba neutron rychlostí řekněme 250 tisíc km/s. Takto pohybující se projektil neporušuje žádná pravidla, neboť se pohybuje pomaleji než c (rychlost světla ve vakuu, tedy asi 300 tisíc km/s). Projektil smozřejmě bude prostředím bržděn za vzniku tzv. čerenkovova záření. Toto se běžně děje napřiklad v jaderných reaktorech.
2.) Nadsvětelnou rychlostí se (a tentokrát i libovolně rychleji než c) může pohybovat i cokoli, co ve skutečnosti není předmět, ale jen "zdání", "obraz". Ona stopa laseru (prasátko) na stěně se ve skutečnosti nepohybuje, jen se v různých chvílích odráží různé (=spolu nijek nesouvisející) fotony od různých (=opět na sobě nazávislých) míst na stěně. Podstatné je, že takto se nedá přenést informace nadsvětelnou rychlostí z jednoho místa na stěně na druhé - vždy se přenáší informace od laserového ukazovátka ke stěně (a to rychlostí c).
