mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterDnes883
mod_vvisit_counterVčera477
mod_vvisit_counterTento týden5432
mod_vvisit_counterMinulý týden4849
mod_vvisit_counterTento měsíc17001
mod_vvisit_counterMinulý měsíc23831
mod_vvisit_counterCelkem1606665

Právě je připojeno: 218 hostů, 1 bots online
Your IP: 54.198.164.83
 , 
Dnes: Dub 22, 2018

Reaktivní síla a fyzikální princip raketového pohonu.

Tato hnací síla se nazývá tah. Nejde tedy o nějaké odstrkování o vzduch, nýbrž o účinek přebytečné síly v jednom místě uvnitř nádoby; síla působí i ve vzduchoprázdnem prostoru. Zapamatujme si tedy: reaktivní pohon nepotřebuje ani vzduch jako pohon pomocí vrtule, ani tření jako vozidlo na kolech. Účinek reaktivní síly je velice jednoduchý. Reaktivní síla vzniká nejen u plynů, ale také u kapalin.

Celý článek...

 

Bezděčná zkouška

Třeme palcem a ukazovákem o sebe, abychom zjistili drsnost kůže. Mezi prsty zkoušíme, jak je povrch papíru nebo látky hladký. Když vane studený vítr, třeme rukama silně o sebe a vyrábíme tím blahodárné teplo. Z téhož důvodu dupeme v zimě nohama. To všechno jsou fyzikální děje, které bezděčně, na základě vlastních zkušeností vyvoláváme. Často si ani neuvědomujeme, že mají mnoho společného s fyzikou.

Celý článek...

 

Experimenty s fénem

pok3-4 Sušič vlasů - fén - upevníme tak, aby proud vzduchu z něho směřoval svisle vzhůru. Zapneme jej a do vzdušného proudu dáme pingpongový míček; ten se vznáší ve výšce několika centimetrů. Jeho tíha G se ruší aerodynamickým odporem D a nastává rovnováha. Nařídíme-li proud vzduchu poněkud šikmo, zůstane míček ještě v proudu. S trochou dovednosti je možno udržet míček i v proudu, jehož sklon je menší než 45°. Přitom se míček vnoří tak hluboko do proudu, že se proudnice dostatečně zhoustl a vznikne potřebné sání. Názorně to vysvětluje rovnoběžník sil: 5 je aerodynamický vztlak, G tíha míčku, D aerodynamický odpor, R aerodynamická síla (výslednice sil S a D), která je v rovnováze s tíhou G. Přiblížíme-li se shora k tomuto "visícímu" míčku vypuklou plochou F (plechem, lahví o průměru asi 10 cm apod.), proudnice se ještě více zhustí. Tím se statický tlak po stranách dále zmenší, sání vzroste, míček se vznese a dotkne se plochy. Tím se však proud vzduchu přeruší, míč klesne do původní polohy - a hra se opakuje.

Podtlak v rozprašovači

pok3-5 Skleněná trubička zahnutá do tvaru písmene U, připevněná ke svislému prkénku a naplněná do poloviny obarvenou vodou (třeba inkoustem), představuje pro naši laboratoř znamenitý manometr, který ukazuje přetlak i podtlak. Stupnice, kterou umístíme za trubicí, nám umožní provádět měření. Každý rozprašovač se skládá z tlakové trubice, sací trubice a nádrže s kapalinou. Tlaková trubice je na konci zúžena tak, že tvoří malou trysku. Tím se proudnice zhustí a vznikne sání. Následkem toho vznikne v trysce i kousek před ní podtlak. Do této oblasti nižšího tlaku ční sací trubice, jíž stoupá kapalina vzhůru. Jakmile kapalina narazí na proud stlačeného vzduchu, rozpráší se; to je druhá úloha, kterou tu má proud. Celé zařízení si můžeme podle obrázku snadno sestavit. Jednoduché rozprašovače se dají také levně koupit v papírnictví nebo v drogerii. Foukáme-li silně do tlakové trubice, ukazuje manometr podtlak. Přitom nesmíme foukat tak silně, aby se kapalina z manometru rozprašovala. Byl by to sice působivý, avšak neúčelný efekt. Na stejném principu pracuje i naše vodní vývěva - jen s tím rozdílem, že podtlak je tu vyvolán svislým paprskem vody. Další použití je v Bunsenově kahanu, v injektoru k čerpání vody do parního kotle, v karburátoru motorových vozidel, v komínech (když fouká vítr) a v násoskách na jedovaté kapaliny.

Proč letadlo létá?

Po tom všem, co jsme až dosud probrali, není odpověď těžká. Obě poloviny křídla vlevo a vpravo od trupu nesou letadlo dík svému zvláštnímu profilu (řezu). Je to proudnicový profil. Ve vzdušném proudu se proudnice nad profilem stlačí; rychlost proudění tím vzroste a vznikne sání. Na spodní straně je tomu obráceně. Proudnice se roztáhnou; rychlost klesne a statický tlak stoupne. Tah shora a tlak zespodu vyvozují sílu, která směřuje svisle vzhůru - aerodynamický vztlak. Ze dvou třetin se na něm podílí tah a z jedné třetiny tlak. Aerodynamický vztlak závisí nejen na profilu, nýbrž i na úhlu, pod nímž je profil obtékán -na úhlu náběhu. Je-li úhel náběhu příliš velký, tvoří se vzduchové víry. Tak vzniknou ztráty energie, jež způsobují zmenšení vztlaku. Ve výzkumných ústavech se hledají nejlepší tvary profilů experimentálně, v aerodynamických tunelech, a to nejen pro letadla, nýbrž i pro pozemní a vodní dopravní prostředky.

Aerodynamický vztlak

pok3-7 Nejprve malý úvodní pokus. List strojového papíru A4 uchopíme palci a ukazováky v obou spodních rozích. Oba prostředníky roztáhneme tak, aby papír podpíraly v podobě oblouku. Foukneme-li silně ve vodorovném směru přes oblouk, list se aerodynamickým vztlakem vznese. Přitom se obyčejně vzpříčí a zůstane trčet. Jde to i tak, že pruh papíru 20 x 3 cm slepíme oběma konci k sobě do špičky a ohneme jej do podoby profilu nosné plochy. Vzniklou smyčku navlékneme na tužku, slepený konec podržíme vodorovně a foukáme. Dokud vzduch proudí, udržuje se smyčka sama ve vodorovné poloze.

Létající brambor

Nemusí to být právě dva brambory. Koule, kameny nebo jiné podobné věci se také hodí. Cívkou od nití nebo trubičkou s hladkým okrajem provlékneme asi 60 až 80 cm dlouhý provázek. Na oba konce uvážeme po jednom tělese. Jeden předmět necháme volně viset; druhý roztočíme kolem dokola, přičemž držíme cívku či trubičku pevně v ruce. Visící těleso se odstředivou silou zakrátko zdvihne do výše. Kdybychom tomu chtěli zabránit, museli bychom je nahradit těžším, tak aby se tahová síla - tíha - zvětšila. Použijeme-li místo visícího předmětu siloměr, můžeme velmi dobře pozorovat, jak s rychlejší rotací tahová či odstředivá síla silně vzrůstá. Přitom musíme zajistit, aby se siloměr mohl volně otáčet. Nejjednodušší je přivázat jej k podlaze pevnou, tenkou nití, která se dá značně zkroutit. Nit po každém pokusu opět rozvineme. Tahová síla tu má působiště ve středu kruhové dráhy a směr poloměru, přestože visící předmět nebo siloměr táhne směrem dolů. Síla se převádí do jiného působiště a směru provázkem.

 

Přítulné kolečko

pok3-2 Podle obrázku navlékneme na pevně napjatý drát dvě lehce pohyblivá kolečka z lepenky, jedno velké a jedno malé. Jestliže velkým kotoučem rychle pohybujeme, malé kolečko se k němu přitáhne. pok3-1 Předešlý pokus nám ukázal, že statický tlak proudících částic závisí na jejich rychlosti. Za velkým lepenkovým kotoučem vzniká při dostatečné rychlosti oblast vírů. Zde mají částice větší rychlost, a proto vyvozují menší statický tlak než v okolí. Zjišťujeme, že čím menší je rychlost proudících částic, tím větší je statický tlak (který působí například na stěny trubice) - a obráceně. Velká a často se měnící rychlost vzduchu v orkánu tak způsobuje nepravidelné nárazy a změny atmosférického tlaku. Přitom vzniká na chvíli přetlak, který strhává střechy. K tomu si ukážeme ještě několik pokusů.

Visící pohlednice

Dvě prohnuté pohlednice zavěsíme v malé vzdálenosti od sebe a shora mezi ně foukneme. Výsledek je tak překvapující, že tento jev označujeme jako paradoxon, jako něco zdánlivě protismyslného. Pohlednice se totiž neoddálí, jak bychom snad čekali, nýbrž se k sobě přiblíží. Proč, to už víme: v důsledku rychlého proudění vzduchu vznikne mezi pohlednicemi podtlak; vnější vzduch svým nezměněným tlakem je přitlačí k sobě.

Paradoxní účinky proudění

Aerodynamické experimenty s nálevkou

pok3-3 Nálevku o průměru asi 10 cm opatříme čistou gumovou hadicí a tu druhým koncem vložíme do úst. Foukáme-li silně a přiblíží-me-li spodní okraj nálevky k chomáčku vaty, vsaje se do nálevky a zřetelně ukáže, jak vzduch víří. Střed otvoru nálevky podržíme před plamenem svíčky a foukáme: plamen bude nasáván dovnitř. Do nálevky vložíme přiléhající papírový kužel, třeba z filtračního nebo průklepového papíru, a foukáme. Kužel se vtáhne do nálevky.

Paradoxní kolečka

Z tenké lepenky vystřihneme dvě kolečka o průměru asi 8 cm. Spodní má na obvodu čtyři malé, vzhůru zahnuté jazýčky. Uprostřed horního kotoučku uděláme otvor. Na ten vzduchotěsně nalepíme provrtanou zátku se skleněnou trubičkou. Sajeme-li trubičkou vzduch, přilehne spodní kolečko k hornímu - vzduch mezi kotoučky se totiž zředil a tlak vnějšího vzduchu nabyl převahy. Ale spodní kolečko se přitáhne, i když do trubičky foukáme. V pohybujícím se vzduchu je statický tlak menší. V našem zařízení proudí vzduch mezi kotoučky ven; zde je tedy tlak menší než na spodní straně dolního kotouče (s výjimkou střední části, kde proud vzduchu vytéká z trubičky). Proto se spodní kolečko nejprve přisaje. Tím se proud vzduchu omezí a kotouč se zase oddálí. Mezi sáním a tíhou tak vznikne dynamická rovnováha, v níž se spodní kolečko s mírným kmitáním udržuje.

 

Kdo z nás jako dítě nehonil káču nebo dřevěnou obruč? Tenkrát jsme nevěděli nic o hybnosti a setrvačnosti - a přece jsme se těšili z toho, jak se káča šlehaná bičem pěkně dlouho točí a jak obruč tlučená hůlkou uhání po silnici. Moudrý dospělý čtenář ví už dávno, že tu působí všudypřítomná setrvačnost. Káča se musí nejprve dostat do rychlého pohybu. Zdrojem energie je ruka, u setrvačníků užívaných v technice (např. setrvačníkový kompas) třeba elektromotor.

Celý článek...

 

Experimenty s odstředivým strojem

K těmto pokusům se často doporučuje gramofon. Ten však podle našich zkušeností ani při 78 otáčkách za minutu nestačí. Obvykle potřebujeme vyšší frekvenci; kromě toho je dobré, když se dá řídit od nuly až do největší možné hodnoty. Naštěstí si můžeme odstředivý stroj snadno udělat sami. To hlavní, co potřebujeme, je dřevěný kotouč o průměru asi 20 cm, který se dá uvést do rychlého otáčivého pohybu.

Celý článek...

 

Vejce jako zásobník sily

Uvařené vejce můžeme sníst v odměnu za vynaložené duševní úsilí. Se syrovým uděláme ještě jeden pěkný pokus. Jak snadno se vejce uvařené natvrdo dá roztočit, tak obtížně se to zdaří u vejce syrového; proč, to už víme. Přesto se o to musíme pokusit.

Celý článek...

 

Setrvačnost závisí na hmotnosti tělesa. Čím je hmotnost větší, tím větší je i setrvačnost, a tím větší sílu musíme vyvinout, abychom setrvačnost překonali. Setrvačnost je příčinou vzniku nových, tzv. setrvačných sil, a proto se jí zabýváme právě zde. K tomu by se dalo ještě mnohé říci, ale raději se věnujme několika pokusům.

Celý článek...

 

Pomalý a rychlý potápěč

Potřebujeme hodně vysokou sklenici nebo skleněný válec o průměru několika centimetrů. Můžeme také použít trubici z pokusu na str. 16, kterou dobře upevníme a na spodním konci uzavřeme. "Potápěče" si uděláme tak, že z obyčejné svíčky (průměr 22 mm) odřízneme starým nahřátým nožem váleček dlouhý asi 15 až 30 mm. Osou válečku protáhneme nahřátý drát (popřípadě nejprve vytáhneme knot).

Celý článek...

 
Anketa
Nápad s povinným počítáním příkladů přes internet (novinka)
 

 


120x600_gif

 

 


logo-cez


logo-nadace-cez-29mm-a4-rgb-png