Astroblaster skáče pěkně vysoko!

18. duben 2009 | 06.00 |

Fyzikální poučka říká, že žádný předmět upuštěný k zemi nemůže vyskočit výše, než odkud byl upuštěn. Možná jste však viděli pokus, který to zdánlivě popírá. Ze stejné výšky se pustí na zem basketbalový míč, na kterém je položený tenisák. Pokud se nám podaří oba míče takto pustit a věřte, že to není snadné, tak tenisák vyskočí po odrazu od dopadajícího basketbalového míče do velké výšky. Čím je to způsobeno?

Pokud si rozfázujeme společný pád obou míčů na zem rychlostí v zjistíme, že míče nejsou pevně spojeny a tak se nejdříve odrazí basketbalový - pohybuje se tedy nahoru rychlostí v. Tenisák se pohybuje dolů stejně velkou rychlostí. Dohromady se tedy pohybují vzhledem k sobě rychlostí 2v. Basketbalový míč má ale větší hmotnost a tak se od něj tenisák odrazí. A protože se vůči sobě pohybovaly rychlostí 2v, tak se také touto rychlostí odrazí tenisák směrem nahoru. Dalo by se říci, že tenisák se odrazil rychlostí 2v od basketbalového míče v klidu. Basketbalový míč (a s ním vlastně celá soustava) se ale ještě navíc pohybuje rychlostí v směrem nahoru. Tuto rychlost musíme tedy ještě připočíst k rychlosti tenisáku: 2v + v = 3v

Zanedbáme-li nedokonalou pružnost obou míčů, tak se tenisák po odrazu může pohybovat přibližně trojnásobnou rychlostí a v důsledku toho vyletí do velké výšky. Této situace se využívá v tenise, kde se míček odráží od rakety dvojnásobnou rychlostí než je rychlost rakety + svojí původní rychlostí. Nebo v dalších sportech při smečování  pružného míče. Samozřejmě, že ve skutečnosti není odraz tak dokonale pružný.

Protože je však celkem problém oba takové míče pustit z rukou tak, aby došlo ke středovému rázu obou těles, zkonstruoval jeden astrofyzik pomůcku se záhadným jménem AstroBlaster.Jde o 3 (někdy i více) skákací míčky navlečené na umělohmotnou tyčinku. Ty jsou postupně po tyčince spouštěny dolů a odrážejí se ještě divočeji než zmiňované míče. AstroBlaster vystřelí míček až do 15tinásobku výšky, z jaké jste ho upustili.

A co o této hračce říká její tvůrce, astrofyzik Sterling A. Colgate?
"AstroBlaster ilustruje zákony zachování hybnosti a zachování energie v průběhu vzniku supernovy (stará hvězda, která vyplýtvala veškeré své jaderné palivo a při mohutné explozi se během zlomku sekundy naprosto rozpadne). Z epicentra výbuchu směřuje tlaková vlna skrz rozpadlý materiál a jak se dostává do řidších vrstev, stále zvyšuje svoji rychlost. Jakmile vlna zasáhne nejvzdálenější vrstvu materiálu, uvede ji do relativistické rychlosti a vytvoří kosmické záření, které se dále šíří celou galaxií. Gravitační kolaps zmírající hvězdy je ilustrován pádem AstroBlasteru na podložku. Tlaková vlna, zrychlující se od středu supernovy, je dokreslena akcelerací nejmenší vrcholové kuličky AstroBlasteru, která je v důsledku dopadu soustavy vymrštěna do prostoru (představuje kosmické záření)."

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 0.00 (0x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře