Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
74) Gravitační manévr
21. 12. 2009
Dotaz: V odpovědi z 14. 10. 2009 "3. kosmická rychlost" uvádíte, že
"V praxi se pro dosažení 3. kosmické nebo vyšších rychlostí
využívá gravitačního praku při průletu kolem planety Jupiter." Jak
je to však ve vztahu k zákonu zachování energie? Podle mého selského
rozumu by se měla pohybová energie sondy při přibližování k Jupiteru
zvětšovat a při oddalování od něj zase úměrně tomu zmenšovat. Pokud by
ji neztrácela, potom by se nutně měla měnit energie Jupitera
(pravděpodobně pohybová). Nebo snad skutečně existuje nějaký způsob jak
působením gravitace sondu urychlit? A jestliže ano, na úkor jaké energie se
to děje? (Libor Kořista)
Odpověď: Při tzv. gravitačním praku neboli gravitačním manévru je sonda urychlována na úkor rychlosti urychlující planety. Zákony zachování energie i zachování hybnosti tedy stále platí. Planeta přichází o část své pohybové energie, kterou předá sondě. Vzhledem k obrovskému nepoměru hybností obou těles však je ovlivnění dráhy planety v praxi nepozorovatelné, zatímco ovlivnění sondy může být velmi významné.
Dotaz: Dobrý den, mohl bych vás poprosit o zaslání podoby matematického vzorce pro
výpočet rotační obvodové rychlosti bodu na povrchu Země, v závislosti od
proměnné hodnoty zeměpisné šířky ? Velice děkuji. (Radomír Novák)
Odpověď: Délka zemského rovníku je zhruba 40 000 km a Země se otočí okolo své osy jednou za 24 hodin. Z toho přímo plyne, že libovolný bod na rovníku spojený se zemí rotuje okolo zemské osy rychlostí 40 000 km za 24 hodin, tedy asi 1666 km/h (neboli téměř 500 m/s). S přibývající zeměpisnou šířkou rychlost klesá, až na pólech dosahuje nulové hodnoty. Vzorec pro libovolný bod na Zemi pak vypadá takto:
v = vR·cos(φ),
přičemž vR je obvodová rotační rychlost na rovníku, tedy zhruba těch 1666 km/h a φ je zeměpisná šířka daného bodu.
Dotaz: Roste hmotnost Země? dotaz: Podle Einsteinova vzorce pro relativistickou
hmotnost platí, že tělesu, které se pohybuje vysokou rychlostí, hmotnost
měřitelně narůstá. Země obíhá kolem Slunce rychlostí téměř 30 000
m/s. Podle téhož vzorce by tedy měla Země každých sedm let cca
zdvojnásobit svoji hmotnost. Kde je chyba? Poznámka: S neirnecialitou Země to
souviset nemůže, protože v případě hodin na družicích pro GPS je Země
považována za inerciální soustavu i při své rotaci a oběhu kolem Slunce.
Za odpověď děkuji. Jiří Muladi (Jiří Muladi)
Odpověď: Nikoli. Pokud se těleso vůči mně pohybuje nějakou rychlostí, naměřím jeho hmotnost o něco vyšší, než kdyby se vůči mně nepohybovalo. Pokud ale měření provedu třeba po roce, naměřím stále tutéž rychlost jako dříve. Hmotnost tělesa se s časem samovolně nemění, zůstává stejná.
Dotaz: Dobrý den, dneska jsem četl v novinách, že afganské dívce spadl na hlavu
18 kg balík, které vyhodilo ve vzduchu britské letadlo a že ještě byla
převezena do nemocnice. 18 kg je dost velká váha na to, aby mě zabila při
pádu ze 2 metrů... natož z několika stovek metrů či km. Teoreticky pokud
balík byl vyhozen z výšky 1 km, jakou rychlostí dopadl dívce na hlavu a
jakou hmotnost v tu chvíli měl? Děkuji (David)
Odpověď: Ono bude dost záležet nejen na hmotnosti balíku, ale také na jeho velikosti (a s tím souvisejícím aerodynamickém odporu a případně i vztlakové síle). Jistě je něco jiného, když na Vás spadne cihla a nebo načechraná peřina - a přitom obojí může mít stejnou hmotnost.
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".
