Segnerovo kolo

15. prosinec 2009 | 06.00 |

segnerAni ve snu by mě nenapadlo, že na Slovensku se narodil fyzik, o kterém se běžně píše ve středoškolských učebnicích fyziky. Jde o vynálezce jedné z prvních vodních turbín - označované jako Segnerovo kolo.  Mátlo mě jeho publikované jméno Johann Andreas Segner. Tak tedy - Ján Andrej Segner se narodil  9. října 1704 v Bratislavě v rodině bohatého měšťana. Během studia na gymnáziu v Bratislavě a v Debrecénu projevil zájem o medicínu a matematiku, a tak od roku 1725 studoval na jenské univerzitě lékařskou fakultu, kde však navštěvoval i přednášky z fyziky. V roce 1730 se vrátil do Bratislavy s lékařským diplomem, ale  více byl fyzikem než lékařem. Proto se roku 1732 opět vrátil do Jeny, kam ho pozvali jako profesora matematiky a fyziky. Později byl profesorem fyziky, matematiky a chemie na univerzitě v Göttingenu, ale vrchol v jeho vědeckém životě znamenala léta 1755-1777 na univerzitě v Halle. Od roku 1747 začal publikovat své první práce z odboru hydrauliky. Jeho nejznámější vynález, tzv.Segnerovo kolo, vešlo natrvalo do dějin fyziky.

Segner své nejlepší výsledky dosáhnul v hydraulice, v teorii turbín (Specimen theoriae turbinum). Roku 1750 popsal a fyzikálně propočítal nový typ vodního kola pracujícího na tehdejší dobu netradičním – reaktivním principu. Na jednoduchém modelu postupně odvodil výraz pro výtokovou rychlost vody, určil zvýšení této rychlosti v důsledku odstředivé síly a dokonce vypočítal účinnost stroje pro případ 4 výtokových trubic. Segnerovo kolo je založeno na účinku proudu vody vytékající z válcovité nádoby, která má v dolní části několik vodorovných ramen zahnutých v jednom směru. Tlak vytékající vody vyvolával reakci a nádobu roztáčel opačným směrem. Jeho objev se stal základem pozdějších konstrukcí a principů reaktivních turbín a raket. Jeho princip prostudoval a opravil jeho přítel, znamenitý matematik Leonard Euler. Euler teoreticky a následně i experimentálně odstranil 50% ztrát energie Segnerova kola tím, že do Segnerova kola přiváděl vodu ve směru rychlosti otáčení – tzv. beznárazový vstup. Odborníci tvrdí, že kdyby se Segnerův objev už tehdy prakticky využil, vývoj vodních turbin by se urychlil nejméně o 50 let.

Velkou zásluhou Segnera bylo, že v polovině 18. století znovu poukázal na možnost využití reaktivní síly a vytvořil základní teorii nového typu energetického stroje, který měl podstatně větší účinnost. Reaktivní síla jako původce pohybu nacházela své uplatnění ve vodních turbínách a hlavně v raketových motorech až v minulém století.

O jej prvé praktické uplatnění se zasloužil právě Segner, který bývá označovaný za otce vodních turbín.

Segner uveřejnil zprávu o novém přístroji použitém při lisovaní oleje v mlýnu v Nörtenu blízko Göttingenu, který bol poháněný obrovským Segnerovým kolem. V záznamech Segner uvádí: "Změřili jsme průtok vody tak přesně, jak se dalo, pomocí ohnuté trubky, jejíž otvor byl postavený proti proudu, takže voda musela vystoupit do horní části trubice." Podobné trubice, které následně dostaly název hydrometr, předváděli už dříve ve Francouzské akademii v Paříži, ale prakticky je nepoužili. Segner byl pravděpodobně první kdo uplatnil v praxi trubici na měření rychlosti vody a jejího průtokového množství.

Segner se věnoval starořecké matematice a hledal modernější řešení úloh ze staré matematické literatury. Zdokonalil například už v starověku známou metodu aproximace obsahu kruhu obsahem vepsaných a opsaných mnohoúhelníků. Svoji metodu vyzkoušel na mnohoúhelnících s 96 stranami a ověřil si ji na výpočtu hodnoty Ludolfova čísla. To se mu podařilo s přesností na 6 desetinných míst. Byl autorem řady vědeckých dizertací, studií, učebnic a příruček. Publikoval kolem 80 děl. Zastával názor, že pokrok v matematice a fyzice není možné dosáhnout bez znalosti astronomie a vytvořil dílo "Astronomické přednášky". Byla to jeho nejrozsáhlejší publikovaná práce ve 2 svazcích. Roku 1748 dokonce pozoroval zatmění Slunce z observatoře na jedné z věží městského opevnění v Göttingenu. Poznatky z optiky zpracoval v průkopnickém spise "O hustotě světla".

Animace tohoto vynálezu: http://web.svf.stuba.sk/kat/FYZ/fyzika_ta_vola/animacie/segner.html

autoři: Sabina Bosá, Ján Brodniansky, přeloženo a upraveno

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 2 (8x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře