Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
1149) Gyroskop
29. 01. 2003
Dotaz: Zajimá mě problematika gyro efektu v souvislosti s konstrukcí leteckých
motorů (letadla, helikoptéry). Proč se vlastně používá gyroskop
pro stabilizaci? (Kamil)
Odpověď: Teorie setrvačníků (gyroskopů) vysvětluje na první pohled neočekávané
chování rotujících těles. Stručně řečeno:
Stojí-li tužka šikmo na špičce, pak jednotlivé tíhové síly působící
na její části se skládají na sílu F, která spolu z reakcí podpory ve špičce
vytváří silovou dvojici M a ta způsobuje, že tužka padá tak, že se otáčí
kolem špice podél osy kolmé na rovinu tužky během pádu. Pokud ale tužka
rotuje kolem své podélné osy, pak stejně vzniklá silová dvojice M působí na
rotující setrvačník, což vede k jeho otáčení kolem osy kolmé k Zemi.
Podrobněji v učebnicích mechaniky u setrvačníků.
Vrtulník má rychle rotující vrtuli s dostatečně velkým momentem
setrvačnosti, takže ji můžeme pokládat za setrvačník se všemi jeho
"ctnostmi i nectnostmi". Pro výklad je nutno uvažovat moment hybnosti B
tělesa, který souvisí s výsledným momentem M vnějších sil zcela analogicky
jako hybnost p tělesa s výslednou vnější silou F: stejně jako časová změna
hybnosti je rovna výsledné působící síle, tak i časová změna momentu
hybnosti je rovna výslednému momentu působících sil.
Dotaz: 1)Zajímalo by mě, jaký je vztah pro výpočet teploty povrchu tělesa při jeho
průniku Zemskou atmosférou v závislosti na jeho rychlosti.
2)Jaký je součinitel odporu vzduchu pro člověka pří volném pádu střemhlav
a ve vodorovné poloze.
3)Co je to antihmota?
Za Vaši odpověď Vám předem děkuji.
S pozdravem Radek Panuš (Radek Panuš)
Odpověď: 1)Velice jednoduše jde o to, jak se rozdělí ztracená pohybová energie při tření tělesa o
vzduch mezi těleso a vzduch; část připadající na těleso pak vydělíte
tepelnou kapacitou tělesa a dostanete přírůstek teploty (za
zjednodušujících předpokladů, např., že tepelná kapacita se nemění výrazně
s teplotou, že těleso neztrácí podstatné množství energie sáláním do okolí
apod.)
2) Uvádí se, že při letu střemhlav je mezní rychlost (při níž je odpor
vzduchu právě roven přitažlivé síle) cca 200 km/h, naopak při poloze
"rozepjatý orel" cca 100 km/h. Viz např. Sport Science od Petera J.
Brancazia, nebo učebnice biomechaniky.
3) "Antihmota" se říká hmotě vytvořené (symetricky k té "normální") z
antičástic. Tedy např. antivodík, který se podařilo získat i v laboratoři,
má jádro tvořené antiprotonem, kolem kterého lítá pozitron.
Dotaz: Při diskuzi v semináři jsme narazili na problém. Lze záření černého tělesa
pozorovat uvnitř zcela uzavřeného dutého tělesa, které je zvenčí udržované na
stálé teplotě? (Jiří Benda)
Odpověď: Pokud dobře rozumím vašemu dotazu, tak snad ano, například bych do dané
dutiny umístil vhodný pasivní detektor, dráty propojil z dutiny navenek
(to může být propojení těsné pro záření), pak zvenku hřál i měřil, co se
uvnitř děje. Vevnitř by mohl být i pozorovatel, ale ten by rušil svou
tělesnou teplotou a vůbec, pozorovatelé moc nevydrží.
Dotaz: Rád bych věděl, jakými metodami a pomocí jakých přístrojů, jsou vědci
schopni v laboratřích dosáhnout teploty blížící se absolutní nule?
(Honza Ouda)
Odpověď: Podle klasických termodynamických zákonů absolutní nuly nelze dosáhnout
konečným počtem kroků. Ačkoli je cesta k absolutní nule ověnčena řadou
Nobelových cen, stále zbývá místo pro další objevitele.
Velice stručně k metodám:
1/ pomocí zkapalněných plynů 4He do 4,2 K, 3He do 3,2 K, čerpáním par
těchto kryogenních kapalin až do asi 0,3 K
2/ pomocí moderních tepelných strojů - kryogenerátoru Gifford-McMahonova
typu nebo pulzních trubic do teploty asi 3 K
3/ pomocí rozpouštění 3He v 4He díky jejich rozdílnému kvantovému
charakteru asi do 2 mK (0,002 K)
4/ pomocí Pomerancukova jevu v 3He asi 0,8 mK
5/ pomocí adiabatické demagnetizace magnetických momentů atomových jader,
např. mědi do 13 mikrokelvinů (0,000013 K), což je zřejmě stále rekord
6/ pomocí Boseho - Einsteinovy kondenzace atomů se daří je chladit na
úroveň nanokelvinů
Dotaz: Zajímalo by mě, jak velké jsou radiální pohyby zemské kůry působením Měsíce
(Slunce). Jak je vlastně velký "příliv a odliv" kontinentů.
Existuje nějaká mapa? (Jindřich Dvořáček)
Odpověď: Termínem slapy souhrnně označujeme jevy přílivu a odlivu.
Vedle přílivu a odlivu na mořích (mořské slapy) pozorujeme obdobné jevy v
atmosféře (slapy atmosféry) a v menší míře i v pevné části Země
(slapy pevné Země).
Slapy jsou způsobeny gravitačními účinky Měsíce a Slunce a vzájemným pohybem
Země a těchto těles. Slapová síla je výslednicí přitažlivé síly příslušného
tělesa (Měsíce, Slunce) a odstředivé síly vznikající v důsledku oběhu Země
kolem společného těžiště soustavy.
Kdyby Země byla tuhá, pak by posunutí ustálené vodní hladiny na jejím povrchu
kolísalo mezi přílivem a odlivem působeným Měsícem maximálně o 53,4 cm,
vlivem Slunce o 24,6 cm. Při úplňku a novu, kdy se obě maxima sčítají,
by maximální rozdíl činil 78 cm. Deformace pevného zemského povrchu dosahují
necelé poloviny těchto hodnot, maximální radiální změna dosahuje 36 cm.
Podrobnější informace se můžete dočíst v článku z připravované multimediální
encyklopedie fyziky.
