Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
800) Proč se dvě tělesa přitahují? Jak rychle se šíří gravitace?
27. 02. 2004
Dotaz: Nikde se mi doposud nepodařilo najít sebemenší informaci o principu gravitační
síly. Proč se vůbec dvě hmotná tělesa přitahují? Jakou rychlostí se gravitační
síla (nebo změna gravitační síly) šíří a zda se vůbec šíří? Pokud se gravitace
šíří rychlostí světla, jak to že "uniká" z černé díry, která jak známo nepustí
díky obrovské gravitaci ani foton... Existuje graviton? Existuje-li je hmotný
podobně jako foton? (Ondřej Hasman)
Odpověď: Princip gravitační síly + proč se tělesa přitahují: Ptám-li se na PRINCIP
něčeho ("co to je ...", "proč se to děje ...") pak
to chci převést na nějaké jiné jevy, které pokládám za ZNÁMÉ. Takže např. na
otázku "Co to je zvuk?" odpovídám třebas: "Sluchový vjem,
který vznikl ve tvém středním uchu tím, že se ti tam chvěje bubínek pod vlivem
vln střídavě stlačeného a zředěného vzduchu ....". Doufám, že víš
a bereš jako známé, co je to vjem, střední ucho, bubínek, vlna, stlačení,
zředění atd. Potíž nastane u "základních" pojmů, jako je čas,
prostor, síla atp., které nemám na co jednoduššího převést. Zpravidla se tam pak
točíme v kruhu tím, že je několik vzájemně svázaných pojmů, a my popisujeme
jejich vzájemné vztahy (síla, práce, energie...).
Tedy: zabývejme se ve fyzice nejprve popisem toho, jak se tělesa chovají. Zjistíme, že se (mj.) všechna tělesa přitahují silou, která ... atd. Tato síla je univerzální v tom smyslu, že je dána výhradně hmotností m, nikoli např. materiálem (obecným jazykem: gravitace působí na všechny předměty stejně"). Einstein si uvědomil, že tuto vlastnost mají jinak jen setrvačné síly (odstředivá, Coriolisova...), které lze převést na geometrii prostoru, v němž děj popisuji. Podařilo se mu pak i gravitaci vyjádřit jako goemetrickou vlastnost prostoru. Změna gravitace se šíří rychlostí světla. (Podrobnější rozbor tohoto tvrzení ovšem vyřaduje porozumění
geometrie prostoročasu v obecné teorii relativity.)
Gravitace je vlastností všech hmot ve všech stavech, tedy i černé díry, a neuniká z ní. Představa unikání předpokládá kvantování gravitačního pole (graviton) a chování gravitonu jako částice. Představa gravitonu, popisujícího gravitaci, by v případě, že by měl sám nenulovou hmotnost a podléhal tak svému působení, je pochopitelně značně složitější, než např. představa klasického elektrického náboje. Kvantování gravitačního pole, není pokud vím dosud důsledně zvládnuto: umíme perfektně kvantovat lineární teorie (např. elmg. pole), ale rovnice gravitačního pole jsou nelineární. Podaří-li se ti to, máš Nobelovu cenu prakticky jistou. Ovšem k tomu, abys přišel na něco, co ještě lidi neznají, je dobře vědět to, co už znají, abys neobjevoval objevené.
Dotaz: Teorie relativity říká že na rychle pohybujících se objektech dochází ke změně
času. Dokonce jsem někde četl o pokusu s atomovými hodinami na palubě letadla,
které se údajně skutečně "rozešly" o pár pikosekund s časem pozemským... Rád
bych přednesl jednu logickou úvahu - představme si raketu, která bude vypouštět
každou jednu vteřinu (podle hodin na raketě) jeden světelný signál směrem k
pozorovateli, tedy k nám na zem. Raketa se bude pohybovat směrem od nás, pak
zastaví a zase přiletí na stejné místo, odkud vystartovala. Teorie relativity
říká, že na palubních hodinách rakety bude jiný čas. Je logické, že při pohybu od nás budou intervaly mezi signály delší a při pohybu k nám kratší. To si dokážu představit (Doplerův efekt) a na tom nevidím nic relativistického, ale pokud má dojít k posunu času, logicky bychom pak museli přijmout i jiný celkový počet signálů, než raketa vyslala. A právě to si vysvětlit nedokážu. Poradíte mi? (Ondřej Hasman)
Odpověď: Počet signálů vyslaných raketou bude opravdu v každé soustavě stejný a
pokud budeme všechny signály schopni na Zemi přijmout, zjistíme skutečně
počet sekund, které uplynuly na hodinách na raketě. Počet přijatých
signálů ovšem nemusí odpovídat počtu sekund uplynulých na Zemi. Zkreslení
dané vzdalovaním a následným přibližováním rakety zde nehraje roli –
pozorováno ze Země, intervaly mezi vysláním signalu budou při pozorování
ze Země skutečně delší než jedna sekunda, tento jev se nazývá dilatace
času.
Dotaz: Rád bych se zeptal, jak zjistím spotřebu el. energie elektromotoru (kW za
jednotku času). (Jara)
Odpověď: Podle dotazu je zřejmé, že Vám nejde o energii, ale o
příkon, tedy vulgárně, kolik váš elektromotor žere energie za
sekundu.
Problém je v tom, že příkon elektromotoru závisí do značné míry na
jeho zatížení. A tak chcete-li to změřit, musíte elektromotor
zatížit, a na elektroměru třeba za minutu odečíst spotřebu v kWh a
toto číslo vynásobit 60 (při měření pětiminutovém násobíme číslem 12). To, co dostanete po vynásobení, je při daném zatížení příkon v kW.
Zatížení elektromotoru se při měření příkonu ( i výkonu, t.j. co z
něj lze vyždímat) dělá například brzděním rotoru vhodnou brzdou.
Dotaz: Jaký je rozdíl mezi tím, když tím když auto narazí do zdi v rychlosti 100km/h a
tím když dvě auta narazí do sebe čelně v rychlosti 100km/h? (MACHALA PAVEL)
Odpověď: Než odpovím na to, na co se ptáte, zjednoduším dotaz na situaci, že
jednou narazí auto do stojícího stejného auta a podruhé se srazí dvě
auta jedoucí stovkou proti sobě.
Rychlost při nárazu stojícího a jedoucího auta je 100 km/h a
pohybová energie, která se spotřebuje převážně na výrobu dvou vraků, má
určitou hodnotu, která závisí i na tom, jakou má auto
hmotnost. Když jedou dvě stejná auta stejnou rychlostí proti sobě,
je k dispozuici na výrobu šrotu samozřejmě dvojnásobek
energie.
V případě nárazu auta do zdi to ale dopadne hůře, než při nárazu do
stojícího auta, protože zeď se nehne a maření pohybové energie
probíhá větší rychlostí a tedy při větších silách a kratší době
srážky. Je to obdobné, jako když lahví praštíte do matrace nebo do
zdi. I když rychlost lahve bude v obou případech stejná, pomalejší
brzdění na matraci bude probíhat menší silou a lahev vydrží, zatím co
v případě úderu do zdi bude doba srážky krátká a při tom vyvinutá
síla značná.
(M. Rojko)
Srazí-li se čelně dvě auta jedoucí
rychlostí 100 km/h, je vznikající hromada šrotu v klidu vůči silnici a
celá energie se spotřebuje na destrukci aut a posádky. Narazí-li jedno
auto do ideálně pevné zdi při této rychlosti, pak hromada šrotu vzniká v
klidu u zdi a energie na destrukci je stejná jako v prvním případě. Kolega
Rojko přidal případ, ža auto narazí do auta stojícího. Pak se část energie
investuje do pohybu vznikající hromady šrotu (pohybu těžiště), energie
zbývající na destrukci je znatelně méně.
Dotaz: Potřeboval bych vysvětlit, co je to torzní tyč a
jaké je její praktické využití. Děkuji. (Marek Bukáček)
Odpověď: Torzní tyč je zpravidla kovová tyč, pružná na zkrut. Používá se např.
jako pérování u některých vozidel. Princip pérování pomocí torzní
tyče byste si mohl představit zjednodušeně jako vodorovně položené
L upevněné na dlouhém konci (to je torzní tyč) s kolmo napíchnutým
kolem na druhé kratší nožce.
Kolo pak může kmitat, jako by bylo na péru.
