mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterDnes863
mod_vvisit_counterVčera477
mod_vvisit_counterTento týden5412
mod_vvisit_counterMinulý týden4849
mod_vvisit_counterTento měsíc16981
mod_vvisit_counterMinulý měsíc23831
mod_vvisit_counterCelkem1606645

Právě je připojeno: 207 hostů, 2 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.

Pokus s vodou

pok2-15 V boční stěně lehké, úzké a vysoké nádoby, např. plechovky od konzervy, vyvrtáme těsně u dna otvor; zpočátku bude uzavřen zátkou. Plechovku pověsíme na delší nit a naplníme vodou. Zapamatujeme si polohu nádoby, třeba s pomocí pravítka ležícího za nádobou, vytáhneme zátku a nádobu necháme volně viset. Vytékající vodu samozřejmě chytáme do druhé nádoby, kterou jsme si předtím připravili. Plechovka se zřetelně vychýlí na opačnou stranu, než kam směřuje proud vody. Jak vidíme, i tlak vody, který roste s výškou vodního sloupce, působí rovnoměrně na všechny strany. Kdo se nezdráhá pokropit kolejnice svého vláčku vodou, postaví plechovku na lehce pohyblivý vagónek tak, aby otvor byl nad kolejí. Vozíček se pohybuje reaktivní silou. Dočkáme se toho někdy i na skutečné železnici ?

pok2-16 Muž jménem SEGNER přišel na nápad, jak využít reaktivní sílu k otáčivému pohybu, a postavil vodní kolo. Snadno je můžeme sestrojit i my. V plechovce od konzervy vyvrtáme naproti prvnímu otvoru ještě druhý. Oba otvory uzavřeme provrtanými zátkami; v každé je zasazena krátká, zahnutá skleněná trubička, na konci vytažená do špičky. Tyto špičky musí směřovat vodorovně v opačných směrech. Jakmile začne voda z trubiček vystřikovat, plechovka se roztočí. Na tomto principu jsou založeny otáčivé postřikovače trávníků.

Dva čluny na reaktivní pohon

První se dá postavit velmi snadno. Z překližky nebo kartónu vyřežeme člun, jehož tvar ukazuje obrázek. Aby se dřevěná a zvláště lepenková lodička ve vodě nerozmočila, natřeme ji tenkou vrstvou laku nebo roztaveného parafínu. Člun položíme na klidnou vodní hladinu, do vyřezaného kruhu kápneme olej - a už lodička odjíždí. Olej má snahu rychle se rozlít po hladině; nachází však jen úzký volný kanál (široký být nesmí), jímž vytéká ven a tlačí člun na protilehlé straně kupředu. Každý olej nemá tuto vlastnost. Hodí se např. olivový olej. Druhý člun dá víc práce. Na obrázku je vyfouknuté vejce, které spočívá na čtyřech vhodně zahnutých drátcích (třeba kancelářských sponkách). Skořápka je do poloviny naplněna vodou a jeden z obou otvorů, jež byly nutné k vyfouknutí vajíčka, je uzavřen pečetním voskem nebo lepidlem odolávajícím vodě (např. Kanagom). Pod vejcem, které tu představuje parní kotel, je umístěn kousek svíčky nebo vaty napojené lihem; musí být tak velký, aby stačil vodu ve vejci uvést do varu. Na záď lodičky můžeme upevnit kousek plechu jako kormidlo. Šťastnou plavbu!

Raketové vozíčky

K pok2-17 do má doma sifonovou láhev? Vlastně i ten, kdo ji nemá, může si koupit bombičky s kysličníkem uhličitým. Obsahují silně stlačený plyn, a když jehlou propíchneme hliníkový uzávěr bombičky, proudí kysličník uhličitý (CO2) pod velkým tlakem ven. Už v ruce cítíme, jak je nádobka tlačena dopředu. Tuto reaktivní sílu chceme využít ke třem pokusům. Nejprve tedy raketový vůz. Bombičku upevníme na nejlehčí vagónek, jaký máme ve svém železničním parku. Můžeme to udělat pomocí dvou párů dřevěných špalíčků s půlkruhovými výřezy; shora přišroubujeme odpovídající horní díly. Špalíky se k vozíčku přišroubují, přilepí nebo se připevní pomocí kovových pásků obepínajících vozík. Bombičku můžeme také jednoduše uvázat drátem; hlavní je, aby spojení bylo pevné. Vůz s "raketovou náloží" postavíme pozorně na koleje a pevně jej přidržíme. Pomocník pak silnou ocelovou jehlou opatrně propíchne uzávěr. Raketový vůz vyrazí kupředu. Protože může dosáhnout velmi značné rychlosti, musíme použít jen rovné nebo v zatáčkách klopené koleje. V každém případě je nutno postavit na konec dráhy podušku jako nárazník. Bombičku je třeba otvírat opatrně. Proud plynu je velmi prudký a má nízkou teplotu (proč?); v žádném případě nesmí zasáhnout nechráněnou pokožku, protože by mohly vzniknout silné omrzliny. Oči chráníme nejlépe ochrannými brýlemi, ruce rukavicemi. Naplněnou bombičku nesmíme nikdy pokládat na teplá kamna či tělesa ústředního topení nebo ji vystavovat slunci. Tlak by se zvýšil natolik, že by mohlo dojít k výbuchu. Tedy: Uschovat v chladnu!

Létající raketový vůz

Je-li vozíček z předešlého pokusu dost lehký, můžeme jej nechat létat. Tento druhý pokus současně velmi pěkně ukazuje dostředivou sílu a její reakci - odstředivou sílu. Silnou dřevěnou nebo kovovou tyč, dlouhou 30 až 50 cm, připevníme velmi důkladně ke stolní desce a nahoře ji opatříme kovovým kolíčkem (hřebíkem, šroubem). Na kolíček volně položíme kovový kroužek; nitěmi, jež jsou asi o 10 cm delší než tyč, k němu přivážeme vozíček za všechny čtyři rohy. Kroužek nesmí být příliš široký, aby nemohl sklouznout dolů; musí však nitím umožnit otáčivý pohyb kolem tyče. Otevřeme bombičku a vypustíme vůz; ten se odstředivou silou vznese. Tyč vyvozuje sílu dostředivou; nitě se účinkem sil natáhnou - musí to ovšem vydržet. A co pohání vůz? Je to opět reaktivní síla.

Pouštíme raketu

Také poslední pokus se sifonovou bombičkou v nás zanechá hluboký dojem. Aby však nezanechal i stopy na zdi, dáme na konec dráhy podušku. Jízdní dráhu tvoří dokonale hladký provaz nebo drát, pevně napjatý přes celou místnost (může být dlouhý 10 i více metrů). K bombičce pevně přidrátujeme na obou koncích dva kovové kroužky, po nichž bombička klouže podél provazu. Dosahuje značné rychlosti; na počátku pohybu můžeme dobře pozorovat zrychlení. Při tomto pokusu lze pomocí stopek snadno měřit rychlost rakety, jestliže dráhu (v metrech) dělíme časem (v sekundách). Měříme-li přitom dobu potřebnou k projetí celé délky dráhy, dostaneme průměrnou (střední) rychlost. Kdo chce obětovat dvě bombičky, může na prvých dvou metrech měřit zrychlení a v druhé polovině dráhy maximami dosaženou rychlost.

Balón s raketovým pohonem

Tento pokus je bezpečný a jednoduchý. Nafoukneme dětský nafukovací balónek, podržíme jej ústím dolů a vypustíme. Balón vyletí ke stropu jako raketa. Podobně bychom mohli dělat ještě mnoho dalších pokusů. Ponechme to tvůrčí fantazii čtenáře, ale jen do určitých mezí. V žádném případě zde nelze používat výbušniny jakéhokoli druhu, střelný prach apod. Je to příliš nebezpečné, protože nemůžeme dobře předvídat, jak velké budou síly; chemické reakce probíhají příliš rychle. Spojení mezi fyzikou a chemií je sice stále těsnější a chemie nám bude při některých pokusech z elektřiny ještě hodně k užitku, avšak při pokusech s raketami zůstaňme jen na půdě fyziky.

ZAČALO TO TÍM, ŽE...

pok2-18 ...řecký fyzik HÉRÓN ALEXANDRIJSKÝ postavil asi 120 roků před naším letopočtem první nám známý stroj, který pracoval na principu reaktivního pohonu. Byl to parní stroj, jaký ukazuje obrázek. V kotli (i) se vařila voda a pára byla vedena dvěma trubkami (4) do volně otočné koule (2); té se říkalo Heronova báň. Koule byla opatřena dvěma trubičkami (3), zahnutými do pravého úhlu; jimi proudila pára ven a vzniklou reaktivní silou se koule roztočila. Reaktivní síla působila jen v ohbí trubiček, a byla proto velmi malá. Avšak význam tohoto strojku nespočíval v tom, že by zařízení mělo konat práci, nýbrž v tom, že poprvé názorně a přesvědčivě ukazovalo fyzikální princip reaktivního pohonu.

 
Anketa
Nápad s povinným počítáním příkladů přes internet (novinka)
 

 


120x600_gif

 

 


logo-cez


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