Záhada héliového balóna

Autor: Peter Fidler | 3.11.2008 o 9:00 | Karma článku: 12,31 | Prečítané:  4320x

V už pomerne staršej knihe od jedného z mojich obľúbených autorov, Michia Kaku - Hyperpriestor, som sa pred pár dňami dočítal o jednom zaujímavom experimente. Vlastne nejde ani tak o experiment, ako o čosi, čo by Albert Einstein nazval Gedanken experimentom. Teda myšlienkovým pokusom. Jeho jednoduchosť, prekvapujúci záver a ešte prekvapujúcejšie vysvetlenie je fascinujúce.

 aspire.cosmic-ray.org

Takže o čo sa jedná: Samotný pokus spočíva v aute idúcom rýchlosťou povedzme 100km/h po rovine. Rovnomerný priamočiary pohyb. V aute sú niekoľkí pasažieri a jeden drží v ruke na špagáte sa vznášajúci, héliom plnený, balón. Náhle šofér auta prudko strhne volant doprava. Tak, ako každý z nás zo skúsenosti vie, objaví sa fiktívna odstredivá sila a zatlačí nás k ľavému okraju vozidla. Pôsobí nekompromisne na všetkých pasažierov v aute, na všetky objekty v aute aj na samotné auto. Nie je pred ňou úniku. Všetko, čo nie je pevne ukotvené sa vnútri automobilu pohne doľava.

 

car1.JPG

V zákrute sa objavuje odstredivá sila, ktorá pôsobí na všetky objekty vo vozidle. Kam sa pohne héliom plnený balón?

 

Odstredivá sila pôsobí samozrejme aj na balón. Otázka však znie: Kam sa pohne balón?

Podľa Michia Kaku, táto otázka a jej riešenie zmiatla viacero významných fyzikov, čo ma celkom potešilo, pretože ani ja som si správanie balóna nevedel vysvetliť. Predovšetkým som neprišiel na správnu odpoveď, aj keď mám výhovorku, ktorá ma upokojuje - prečítal som si riešenie skôr než som sa stihol poriadne zamyslieť.

 


 

Správnou odpoveďou je, že balón sa vychýli doprava. V smere odbočenia automobilu.

Podstatným faktom pri riešení celého problému je princíp ekvivalencie, ktorý objavil Albert Einstein a ktorý zhruba hovorí, že gravitačná príťažlivosť (sila) a sila vznikajúca pri zrýchlenom pohybe nie sú nijak rozlíšiteľné a sú zameniteľné. V okamihu, keď sa automobil dostane do zákruty objaví sa vplyvom zrýchlenia odstredivá sila, ktorá nie je nijak odlíšiteľná od pôsobenia gravitácie - akoby sa k autu zľava priblížilo veľmi hmotné teleso a "zaplo" svoju príťažlivosť. Všetky objekty sú priťahované k ľavej časti vozidla. Ale ako vieme, hélium je plyn ľahší ako vzduch, preto v tomto fiktívnom gravitačnom poli začne stúpať. Nech to znie akokoľvek prekvapujúco, pohne sa preto v smere otáčania vozidla - doprava.

car2.JPG

Problémom pri skutočnej realizácii pokusu na Zemi môžu byť rôzne praktické obmedzenia, vozidlo nikdy nejde rovnomerne priamočiaro, cesta je nerovná atď. Toto všetko spôsobí poletovanie balóna aj pred samotným aktom zákruty. Ideálne podmienky na pokus by boli v kozmickom priestore, dostatočne ďaleko od akýckoľvek silových polí. Tu sa dá dokonca zrealizovať omnoho zaujímavejšia verzia:

Voľne sa vznášajúca loď v priestore, vnútri je tlak presne 1 atmosféra, a v strede sa vznáša héliový balón. Zapnú sa motory, ktoré udelia lodi zrýchlenie 1G. Zrýchlenie vytvára efekt gravitačnej príťažlivosti a všetky osoby budú pritlačené na spodnú časť lode. Až na náš balón, ktorý, opäť v rozpore s prvotnými očakávaniami, poletí v smere zrýchlenia. Pre pasažierov nášho kozmického výletu to ale nebude nič prekvapujúce - každý predsa vie, že v gravitačnom poli balón stúpa nahor. A oni práve pocítili gravitačné pole svojej rodnej planéty na svojich telách...

ship.JPG

Posledná poznámka - samozrejmosťou v týchto pokusoch je atmosféra v kabíne (aute), ktorá pri zrýchlení vytvorí tlakový gradient a umožní héliom plnenému balónu stúpanie. V prípade, keby aj v kabíne vládlo vzduchoprázdno, žiadny "zázračný" pohyb balónu by sa nekonal a aj on by poslušne dopadol na dno lode.

 

Páčil sa Vám tento článok? Pridajte si blogera medzi obľúbených a my Vám pošleme email keď napíše ďalší článok
Pridaj k obľúbeným

Hlavné správy

DOMOV

Tomanová používa jednostranné stanoviská, súdy ju rešpektujú

Súdneho znalca odvolávajúceho sa na komisárku pre deti Vieru Tomanovú stiahli z prípadu.

KOMENTÁRE

Veď sú to iba deti

Zdá sa, akoby Tomanová nastúpila v čase, keď sa nepredpokladalo, že bude musieť niečo významné urobiť.

SVET

OSN zverejnila plán na zníženie počtu ľudí, je to hoax

Sedemnásť rokov stará správa a množstvo nepodložených komentárov zaujali aj stranu Borisa Kollára.


Už ste čítali?