hledej
fotografie dne
Rotující vztažná soustava
 
FYZIKA V POZADÍ
Mechanika
 
Kinematika
Relativnost klidu a pohybu
Poloha hmotného bodu
Dráha hmotného bodu
Průměrná a okamžitá rychlost
Rovnoměrný přímočarý pohyb
Rovnoměrně zrychlený pohyb
Volný pád
Skládání pohybů a rychlostí
Rovnoměrný pohyb po kružnici
Dynamika
Síla a její účinky
Newtonovy zákony
1. Newtonův pohybový zákon
2. Newtonův pohybový zákon
3. Newtonův pohybový zákon
Odporové síly
Hybnost tělesa
Impuls síly
Zákon zachování hybnosti
Dostředivá a odstředivá síla
Vztažné soustavy
Inerciální vztažná soustava
Neinerciální vztažná soustava
Rotující vztažná soustava
Mechanická práce
Výkon
Účinnost
Mechanická energie
Zákon zachování energie
Představy o vesmíru
Keplerovy zákony
Gravitace
Problém tří těles
Měření gravitančí konstanty
Gravitační, tíhové - kdo se v tom má vyznat
Umělé družice
Pohyby v gravitačním poli Země
Vrhy
Slapové jevy
Rozměry a pohyby Země
Tuhé těleso
Skládání a rozkládání sil
Moment síly
Dvojice sil
Těžiště a stabilita tělesa
Jednoduché stroje
Kinetická energie tuthého tělesa
Moment setrvačnosti
Volná osa
Ráz těles
Základní vlastnosti tekutin
Tlak
Pascalův zákon
Hydrostatický tlak
Spojené nádoby
Atmosférický tlak
Vztlaková síla
Plování těles
Proudění tekutin
Bernoulliho rovnice
Proudění reálné tekutiny
Obtékání těles
Vodní motory
Využití energie proudící tekutiny
Lidské tělo a tlak
Použité zdroje
 
Zvláštním příkladem neinerciální vztažné soustavy je rotující soustava. Pro jednoduchost uvažujme, že rotuje rovnoměrně. Můžeme rozlišit dva případy:

Těleso je v neinerciální vztažné soustavě v klidu

Jako příklad si můžeme vzít holčičku sedící na kolotoči. Z pohledu osoby stojící mimo kolotoč je situace poměrně jasná - na holčičku působí odstředivá síla a jako reakce na ni síla dostředivá (síla rukou, držících se kolotoče). Pro pozorovatele na kolotoči je holčička v klidu, protože pozorovatel rotuje spolu s kolotočem, ale napjaté svaly dávají tušit, že na holčičku působí nějaká síla působící směrem od středu. Jde o setrvačnou "odstředivou" sílu. Obě síly však působí na stejné těleso, a proto nesplňují princip akce a reakce.

Těleso je v neinerciální soustavě v pohybu

Jestliže se v rotující soustavě těleso pohybuje (např. kulička v ruletě), pak na něj působí coriolisova síla. V soustavě otáčející se ve směru hodinových ručiček se pohybující těleso vychyluje vlevo a naopak – koukněte na video s Coriolisovou sílou na kolotoči nebo na video s experimentem o směru otáčení vytékající vody na různých místech Země. . Coriolisova síla závisí na velikosti a směru rychlosti pohybujícího se tělesa
coriolisova síla
kde n je počet otáček soustavy a v je kolmá složka rychlosti.

Coriolisova síla na Zemi ovlivňuje padání těles - nepadají po přímce; př. při padání z 80 m výšky bude východní výchylka 2,3 cm. Při odstřelování Paříže v I. sv. válce dělem „tlustá Berta“ na vzdálenost 10 km dosahovala odchylka 1600 m. Coriolisova síla ovlivňuje vznik cyklon, pasátů apod. - na severní polokouli se kolem tlakových výší (anticyklon) vzduch pohybuje po směru hodinových ručiček, okolo tlakových níží (cyklon) ve směru opačném. Na jižní polokouli je tomu naopak. Tento jev se projevuje na všech planetách, které mají plynnou atmosféru (příkladem může být Velká rudá skvrna na Jupiteru). Díky coriolisově síle se Golfský proud stáčí k pobřeží Evropy a ohřívá ji.

rudá skvrna na jupiteru
Převzato z www.nasa.gov


Jeden z největších vědců všech dob, britský fyzik, matematik a astronom sir Isaac Newton, se zabýval také hydromechanikou. Newton provedl asi před třemi sty lety experiment s vědrem naplněným vodou. Vědro nechal roztáčet na stočeném laně zavěšeném na stropě. Pokusil se vysvětlit rozdíl mezi absolutním a relativním pohybem. Pozoroval jak se na vodorovné hladině postupně vytváří rotační paraboloid. Vytvořil se tak absolutní pohyb vody v prostoru, který není spojen s žádným tělesem, ale místo zaujímané tělesem je v absolutním prostoru.

Vysvětlení z hlediska neinerciální vztažné soustavy: při rotaci nádoby kolem svislé osy působí v soustavě mimo síly tíhové i síla odstředivá. Povrch kapaliny se zakřiví tak, aby stál kolmo k výslednici sil v tomto případě k výslednici síly tíhové G = Δmg a síly odstředivé Fo = Δmx0ω2. Výslednice sil leží na přímce jejíž směrnice se shoduje se směrnicí normály k parabole.

Vysvětlení z hlediska inerciální vztažné soustavy: z hlediska této soustavy vysvětlujeme parabolický tvar hladiny působením sil vnitřního tření. Jimi je pohyb postupně přenášen od stěn vědra až k ose rotace. Co by se však dělo, kdyby v rotující nádobě byla ideální kapalina v níž žádné síly vnitřního tření nepůsobí?! Zřejmě by hladina zůstala vodorovná.

 
Copyright (c) 2008 Techmania   All rights reserved.         Powered by NetPro systems, s.r.o.           Design by Jan Dienstbier, UUD ZCU.
Creative Commons License
Edutorium - Techmania science center by Magda Vlachová, Jindřich Káža is licensed under a Creative Commons 3.0 Unported License