Rande s Fyzikou
Vydejte se s námi po stopách další fyzikální veličiny. Kde všude se fyzikální zákonitosti objevují v našem každodenním životě a jak si díky fyzice můžeme usnadnit práci?
Videa
05:14
Pokusy: Atmosférický tlak
Čím je způsoben atmosférický tlak? Atmosférický tlak je důsledkem tíhy vzduchu. Nezbytnou podmínkou pro jeho působení je hmotnost vzduchu. Jak zvážíme vzduch? Ukážeme vám! Tlaková síla ve vzduchu působí ze všech stran. To si dokážeme experimentem s kovovými (magdeburskými) polokoulemi, které přiložíme k sobě a odčerpáme mezi nimi vzduch. Jejich roztržení pak není vůbec jednoduché.
04:27
Pokusy: Archimedův zákon
Změříme-li sílu, kterou těleso působí na siloměr ve vzduchu a poté ve vodě, zjistíme, že těleso ponořené do vody působí na siloměr menší silou než na vzduchu. To znamená, že ve vodě na těleso musí působit ještě jiná síla opačným směrem. Tuto vztlakovou sílu objevil již ve starověkém Řecku Archimedes. Názorně si Archimedův zákon předvedeme na pokusu, při kterém člověk vleze do sudu plného vody, a tím vytlačí stejné množství vody, jako je objem jeho ponořené části. Když pak dolijeme vyteklou vodu, umíme zjistit, jaká tíhová síla na ni působí. Rovná se vztlakové síle, kterou byla osoba nadnášena. Ověříme si to tak, že postupně změříme tíhové síly člověka zavěšeného na laně a poté ponořeného do vody. Rozdíl těchto sil se shoduje se vztlakovou silou.
02:58
Pokus: Hydrostatický tlak a paradox
Jak se počítá hydrostatický tlak? A jak je to vlastně s tlakem v určité hloubce pod hladinou vody v přehradě? Na hladinu totiž působí „píst“ v podobě vzduchu, který má atmosférický tlak. Ten není zanedbatelný. Překvapením je, že v nádobách různých tvarů, v nichž voda dosahuje do stejné výšky, je u dna stejný tlak. Hydrostatický tlak skutečně závisí jenom na hloubce vody a ne na tom, jak vypadá nádoba. Tomu se říká hydrostatický paradox.
01:58
Pokus: Páka
Princip dvojzvratné páky si vysvětlíme na pokusu s houpačkou. Aby byla houpačka v rovnováze nebo abychom se na ní mohli pohodlně houpat, musíme se posadit do správných vzdáleností od její podpěry (osy otáčení). Co pro tyto vzdálenosti platí? Je zapotřebí, aby na obě strany houpačky působil stejně velký moment síly. Moment síly je vektor a má otáčivý účinek, tedy houpačku roztáčí okolo její osy. Velikost momentu síly určíme jako součin velikosti síly a jejího ramene. U jednozvratné páky působí síly na jedné straně od osy.
01:20
Pokus: Kolo na hřídeli
Jednoduché stroje používali již naši předkové. Jedním z těchto strojů je kolo na hřídeli. Hřídel je otáčející se osa a je důležité, aby její poloměr byl menší než kolo, pomocí kterého osou otáčíme. Čím větší je rozdíl poloměrů, tím více nám stroj ulehčuje práci. Pro kolo na hřídeli platí, že součin síly, kterou působíme na kolo, a poloměru tohoto kola musí být roven součinu poloměru hřídele a síly, kterou hřídel působí. Pokud bude poloměr kola šest krát větší než poloměr hřídele, tak při otáčení bude hřídel působit šestkrát větší silou.
02:19
Pokus: Kladka
Už jste někdy potřebovali zvednout náklad do výšky? Pak jste možná použili jeden z jednoduchých strojů – kladku. Obyčejná kladka, která je upevněná na závěsu, se nazývá kladka pevná. Její funkce spočívá v tom, že nezmenší sílu, kterou musíme působit, ale obrací její směr. U volné kladky je jeden konec lana upevněn v horním bodě, zatímco kladka je volně spuštěna do dolní části provazu a tahá se za volný konec lana. V případu volné kladly musíme působit silou ve směru přemisťování, ale stačí vyvinout poloviční sílu, než je tíha nákladu. Pokud spojíme více volných a pevných kladek dohromady, získáme kladkostroj. Pomocí něj můžeme zvednout mnohem větší náklad. Ovšem bez kladkostroje i s kladkostrojem musíme vykonat vždy stejnou práci.
06:09
Pokusy: Proudění kapalin a plynů
Zajímavé je to, jaký je tlak v proudící kapalině nebo tekutině. Zdánlivě paradoxně je tlak menší tam, kde tekutina teče rychleji (např. v užší části trubky). Říká se tomu hydrodynamický paradox (nebo aerodynamický paradox, jde-li o proudící vzduch). Tuto situaci popisuje tzv. Bernoulliho rovnice. Jaký je rozdíl mezi laminárním a turbulentním prouděním? Co můžeme pozorovat při obtékání překážek v aerodynamickém tunelu? A jak si zalétat v simulátoru volného pádu?
10:45
Pokusy: Mechanický tlak
Mechanický tlak je jedním z fyzikálních jevů, který se nám plete do života na každém kroku. Jaké jsou účinky tlakové síly na pružná a nepružná tělesa? Na čem závisí tlak a jaké jsou jeho účinky? Jak se s tlakem vyrovnávají fakíři? Bolelo by víc, kdyby člověku na nohu stoupl slon, nebo slečna jehlovým podpatkem? Proč je ostří nože tak tenké? A jak ždímá vaše pračka?
