Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
1194) Kosmonauti a setrvačnost
09. 12. 2002
Dotaz: Měl bych dva malé dotazy: Zajímalo by mě, jaké jsou účinky setrvačné síly při zrychlení ve vesmíru. Zda také kosmonauti pociťují podobné účinky síly, která působí na naše těla např. při jízdě v tramvaji, kdy stojící člověk se musí držet aby nespadl. 2. Jak je možné, že čmelák může létat při poměrně velké hmotnosti svého těla?
(Roman)
Odpověď: ad 1: Samozřejmě ano, při startu a brždění při přistání jsou mocně tlačeni do sedačky. Při letu na orbitu odstředivá setrvačná síla (z pohledu jejich vztažného systému spojeného s lodí) kompenzuje gravitační sílu a vyvolává stav beztíže. ad 2: Prostě mává dostatečně rychle svými křídly.
Dotaz: Může být rychlost plachetnice vyšší, než je rychlost větru, který ji pohání? Neuvažujeme situaci kdy pluje po proudu.
(Martin)
Odpověď: Odpověď je principielně ANO. Při surfování to můžeme dobře pozorovat. Příklad: plachetnice pluje na východ s plachtou natočenou severovýchodním směrem, kolmo na severozápadní vítr. Při rychlosti plachetnice 10 m/s couvá plachta před větrem rychlostí 10/odmocnina ze dvou, tj asi 7 m/s. Fouká-li vítr rychlostí např. 8 m/s ještě pořád do lodi tlačí.
Rychlost lodi W může být větší než rychlost V větru. V nejjednoduším
přiblížení, neuvažujeme ani situaci, kdy loď není kolmo k vodě, ani
jevy z mechaniky kontinua při obtékání tělesa (tam, kde je těsně u tělesa
rychlost obtékající tekutiny největší, tam je nejmenší tlak), ani roli
odporu vody (která je samozřejmě značná). Snad by to šlo ukázat
takto: Předpokládejme, že loď má mohutný kýl, třeba desku "napodél". Na loď
působí odpor vody F1 při pohybu "podél" (ten budeme doufat, že je malý,
deska "hladce prořezává" vodu) a jiný odpor F2, mnohem větší, při pobyhu
"nabok" (deska před sebou hrne vodu). Dále na loď působí vítr; zjednodušme
jeho působení na to, že "tlačí na loď ve svém směru" (tedy žádné sání při
obtékání tam, kde je vysoká rychlost apod.). Vítr nepůsobí jen tehdy, je-li
loď vůči vzduchu v klidu. Ovšem pokud by F1 byl zanedbatelný a F2 naopak
tak velký, že by prakticky znamenal vazbu lodi na pohyb jen kupředu, pak by
při úhlu fí mezi směrem větru a směrem "podél lodi" nepůsobila síla od
větru na loď jen tehdy, kdyby byla složka rychlosti lodi do směru pohybu
vzduchu právě rovna rychlosti větru. Celá rychlost lodi W by tedy musela
být větší, než je rychlost větru V, aby pro rovnost složky platilo V=W.cos
fí.
Dotaz: Zajímalo by mě presnější popis principu na jakém fungují permanentní magnety plus i případné závislosti velikosti výsledné síly.. velikost magneticke indukce popřípadě magnetického toku.. Mám dostatek materialů o ekektromagnetech jako takových ale o permanentnich se mi nic sehnat nepodařilo.. Můžete mi prosím poskytnout bližší popis, (mám zájem hlavně o matematické závislosti) případně doporučení na jaké webove stránky se mohu obratit.. případně jaká literatura se touto problematikou zabývá? Děkuji (Jan Strnad)
Odpověď: Permanentní magnetismus je důsledkem kvantových jevů a bez nich ho nelze uspokojivě vysvětlit. Jde o kombinaci magnetických polí jednak orbitálního pohybu elektronu, jednak vlastního magnetismu (spinu elektronu). I stručné vysvětlení ale asi dost přesahuje zdejší rámec. Sám magnetismus je samozřejmě relativistický jev, ale to tu asi až tak nevadí.
Dotaz: Chtěl bych vás poprosit o pomoc se sestavením mechanické rovnice soustavy, která se skládá z tubusu, na jehož koncích jsou permanentní magnety. Ty jsou sestaveny tak, aby třetí volně uložený p. magnet levitoval uprostřed tubusu. Zajímalo by mě, zda by šlo řešit pohybovou rovnici mx{II}+kx{I}+bx=F(t), kde F(t)je budící síla a {II} je stupeň derivace okamžité polohy volného magnetu.Jak u této soustavy simulovat tuhost [k] a tlumení [b]? (Jan Strnad)
Odpověď: Člen tření (b) bude nemagnetické povahy, prostě tření o trubici, v níž se vznáší prostřední magnet. (O trubici se musí otírat, protože bez ní by soustava byla nanejvýš v labilní rovnováze.) "Tuhost pružiny" (k) určíte prostě jako přírůstek energie při stlačení pružiny; při síle F= -kx je přírůstek energie 1/2 kx2 u pružiny. Přiblížením stejných pólů magnetu taky vzroste energie soustavy (na dipól působí ovšem výsledná síla nelulová jen tehdy, je-li pole nehomogenní). Porovnáním dostanete potřebné "k".
Dotaz: Jak vypočítám, jak daleko dopadne vůz, který se rychlostí v "odrazí" od rampy pod úhlem alfa. Chtěl bych počítat se všemy reálnými podmínkami, jako je odpor vzduch atd. Stačilo by nastínit princip výpočtu.
(Radek)
Odpověď: Milý kolego, v prvním přiblížení to pojmete jako šikmý vrh. Posléze k tomu budete chtít přidat aerodynamiku, což nejlépe zvládnete tak, že si vezmete modýlek auta, budete ho ofoukávat v tunelu a měřit nejen jeho odpor, ale také vztlak. To asi nejlíp umí lidé ve VZLU v Letňanech. Zjištěná data zahrnete do výpočtu asi nejsnáze numericky. Potom byste se měl přesvědčit, že to funguje a že váš výpočet je realistický, což znamená s tím autem skutečně skákat a měřit jeho pohyb. To by s několika vhodnými kamerami, pomalovaným autem a správně naranžovaným pozadím neměl být problém. Pak už by váš program měl být schopen i snadno spočítat vlivy větru atd. a mohl byste ho prodat filmařům v Hollywoodu na návrh kasdérských scén.
