20.04.2019-09:00:00   |   Marek Jurčík

1. Vďaka čomu dokáže lietadlo letieť?

V mnohých učebniciach, populárno-náučných knihách a dokonca aj v príručkách pre pilotov sa dočítate, že princíp, vďaka ktorému lietadlá lietajú, možno vysvetliť pomocou Bernoulliho rovnice.

Tá hovorí nasledovné: keď vzduch prúdi okolo zakrivenej hornej strany krídla, prekonáva väčšiu vzdialenosť ako vzduch prechádzajúci pod krídlom. Horný prúd musí krídlo obtiecť za rovnaký čas ako dolný prúd, preto sa hýbe rýchlejšie. Podľa Bernoulliho rovnice vzduch, ktorý prúdi pomalšie, vytvára pod krídlom vyšší tlak. Čiže nad krídlom je tlak nižší. V dôsledku toho vzniká sila pôsobiaca nahor a lietadlo sa udrží vo vzduchu.

Toto vysvetlenie nie je úplne správne. Ak by platilo, akrobatické lietadlá by pri otočke okamžite havarovali. Lietať by nemohli ani papierové lietadielka, ktoré majú krídla úplne rovné.



„Populárne vysvetlenie výtlaku je rýchle, znie logicky a dáva správnu odpoveď. Na druhej strane ale zavádza mylné predstavy, používa absurdné fyzikálne argumenty a nesprávne používa Bernoulliho rovnicu,“ hovorí odborník na aerodynamiku Holger Babinsky z Cambridgeskej univerzity.

V prvom rade, neexistuje žiaden fyzikálny princíp, ktorý vyžaduje, aby vzduch obtiekol krídlo zhora za rovnaký čas ako zospodu. Ako zobrazuje video nižšie, v skutočnosti k takému javu vôbec nedochádza. Vzduch nad krídlom prúdi oveľa rýchlejšie ako vzduch pod ním a tieto dva prúdy sa nemusia vôbec spojiť.


Prúdenie vzduchu okolo krídla (zdroj: Cambridgeská univerzita)


Základný argument, že lietadlá lietajú vďaka rozdielu tlakov, je pravdivý. Tento rozdiel ale nevzniká v dôsledku rôznej rýchlosti vzduchu obtekajúceho krídlo. Rozhodujúci je tvar krídla a jeho sklon.

Vďaka špecifickému tvaru krídla vzduch obtekajúci zhora prekonáva väčšiu vzdialenosť ako prúd obtekajúci krídlo zospodu. V dôsledku toho sú molekuly vzduchu obtekajúce krídlo zdola natlačené bližšie k sebe, a tým pádom vzniká pod krídlom vyšší tlak ako nad ním, kde majú molekuly viac priestoru. Sklon krídla špičkou nahor tento efekt umocňuje.

Argument používajúci Bernoulliho rovnicu ale zlyháva pri vysvetľovaní, prečo sa akrobatické lietadlo nezrúti, keď letí obrátené naopak. Lietadlá, ktoré majú zaoblenú iba hornú stranu krídla, pri otočke naozaj začnú padať. Akrobatické lietadlá ale majú symetrické krídla, ktoré sú zaoblené na oboch stranách a smerujú mierne nahor.



Pri normálnom lete sa vzduch láme tak, že určitá časť prúdi nadol, čo tlačí krídlo nahor. Keď sa lietadlo otočí, pilot smer prúdenia vzduchu upraví pomocou klapiek. Rovnakým spôsobom ohýbajú prúd vzduchu aj obyčajné lietadlá. No keď je krídlo otočené, prúd vzduchu už nevytvára dostatočnú reaktívnu silu, aby lietadlo nespadlo.

A čo papierové lietadielko s rovnými krídlami? Keďže je z papiera, krídla sa počas letu ohnú tak, že začiatok krídla je vyššie ako koniec. V podstate ide o rovnaký princíp ako pri akrobatických lietadlách.


-

Rôzne tvary krídel používané v letectve (zdroj: amaflightschool.org)


2. Sklo v oknách pomaly steká

Roztavené sklo tečie a pomerne ľahko sa tvaruje. Vnútornú štruktúru podobnú tekutinám si zachováva aj po stuhnutí. Preto sa zdá rozumné tvrdiť, že veľmi pomaly tečie aj v tuhom skupenstve. Čiže ak počkáte dostatočne dlho - a niektoré zdroje uvádzajú až 10 miliónov rokov - všetko sklo z okenných tabúl napokon stečie dole.

Nič také sa v skutočnosti nestane. Tvar skla sa vôbec nezmení. Prinajhoršom ho niekto medzitým rozbije. Mýtus o "tečení skla" vznikol preto, že niektoré sklá okien na stredovekých budovách sú v spodnej časti mierne hrubšie.

Výskumy ale ukazujú, že väčšina stredovekých okien je celkom rovná. V niektorých prípadoch je širšia len jedna tabuľa na okne, zatiaľ čo vedľajšia nie. Ich vek je pritom rovnaký. Rôzna hrúbka sklených tabúľ nemá nič spoločné s tečením. V skutočnosti ide o dôsledok samotného výrobného procesu skla. V stredoveku totiž bolo veľmi náročné zhotoviť okennú tabuľu s konštantnou hrúbkou.

Podobné deformácie sa navyše nezistili u žiadnych iných výrobkov zo skla, a to aj keď sú omnoho staršie.

Mýtus definitívne vyvrátil tím vedcov z Bristolskej univerzity a Univerzity v Kjóte. Pomocou počítačovej simulácie ukázal, že v skle sa postupom čase mení usporiadanie častíc. Dôsledkom toho je však stále pevnejšie.

3. Striedanie ročných období ako dôsledok obehu Zeme okolo Slnka


Mnohí ľudia sa nazdávajú, že keď je naša planéta k Slnku najbližšie, nastáva leto. Zima keď je zas najďalej. Ročné obdobia v skutočnosti vznikajú ako dôsledok sklonu rotačnej osi Zeme. Ten sa pohybuje v rozmedzí od 22,1° až po 24,5°.


-

Sklon rotačnej osi Zeme (zdroj: NASA)


4. Veľký čínsky múr vidieť z vesmíru


Veľký čínsky múr vraj predstavuje jediný človekom vyrobený objekt, ktorý je viditeľný z vesmíru ako aj z Mesiaca. Lenže posádka misií Apollo a ani iný astronaut nikdy nepotvrdili, že by na Zemi rozoznali akúkoľvek stavbu. Z obežnej dráhy možno pozorovať jedine nočné osvetlenie miest.


-

Naša planéta v noci. (zdroj: NASA)


5. Slnko je žlté

Asi každé malé dieťa kreslí Slnko žltou farbičkou. A aj mnohí dospelí ľudia si myslia, že Slnko je naozaj žlté. Vyvracajú to snímky z vesmíru, ktoré jasne ukazujú, že má biele sfarbenie. Zdanie žltej farby vzniká až v dôsledku lomu svetla v atmosfére. Z rovnakého dôvodu nadobúda pri západe červenkastý nádych.

6. Voda pri odtekaní sa na severnej pologuli točí doprava a na južnej doľava

Tento efekt sa pripisuje pôsobeniu Coriolisovej sily. Ide o takzvanú fiktívnu silu vznikajúcu dôsledkom rotácie Zeme. Spôsobuje napríklad, že cyklóny na severnej pologuli sa otáčajú proti smeru hodinových ručičiek a na južnej pologuli v smere. Nijak ale neovplyvní rotáciu vodného víru v záchode či v umývadle. Na takýchto malých rozmeroch je pôsobenie Coriolisovej sily zanedbateľne malé.



Smer prúdenia vtedy závisí od tvaru nádoby, drobných nerovností v odtoku, počiatočnej hybnosti vody a dokonca aj od prúdenia vzduchu. Čiže je úplne jedno, či sa nádoba s vodou nachádza na severnej alebo južnej pologuli. Voda na oboch hemisférach sa môže pri odtekaní točiť v rovnakom smere, ale aj nemusí.

7. Blesk nikdy neudrie na rovnaké miesto dvakrát

Ide o jednu z najstarších a najznámejších povier o blesku. Neexistuje ale žiaden fyzikálny zákon, ktorý by blesku zamedzoval udrieť do rovnakého miesta dvakrát. Práve naopak. Blesk počas búrky bude opakovane udierať do vyššie položených alebo najlepšie vodivých miest. Dokazujú to aj merania NASA, ktorá vyvinula prístroj schopný presne určiť miesto úderu blesku.

8. Pravdepodobnosť, že minca padne na jednu alebo druhú stranu je presne 50 %

Toto tvrdenie vyvrátili v roku 2009 vedci zo Stanfordovej univerzity. Nechali zhruba 10 000 ráz padnúť jednocentový dolár a zaznamenávali, na ktorú stranu dopadne. Výsledky následne štatisticky vyhodnotili. Analýza ukázala, že minca s minimálne 51 % pravdepodobnosťou dopadne na tú stranu, ktorá bola pred vyhodením dole. V závislosti od spôsobu vyhodenia pravdepodobnosť môže dosiahnuť až 60 %. Prúdenie vzduchu ani typ mince výsledok neovplyvnili.

Ak sa jednocentový dolár točí na stole, existuje až 80 % pravdepodobnosť dopadu hlavou dole. Táto strana obsahuje nepatrne viacej kovu, preto je ťažšia.

9. Minca padajúca z veľkej výšky môže zabiť človeka

Veľa ľudí sa domnieva, a aj ja som si to niekedy myslel, že minca hodená napríklad z vysokej budovy dokáže vážne zraniť alebo dokonca usmrtiť človeka. No už jednoduchý výpočet, ktorý predpokladá ideálne prostredie bez odporu vzduchu, ukazuje, že tomu tak nie je.

Mincu budeme púšťať zo známej Empire State Building. Predpokladajme, že sme veľmi odvážni a vyšplháme sa až úplne hore na stožiar. Nachádzame sa vo výške 381 metrov. Keďže sme v USA, budeme púšťať už spomínanú jednocentovú mincu. Jej hmotnosť dosahuje 2,5 gramu. Rýchlosť pri dopade bude zhruba 86,46 km/hod.

Hoci sa to môže zdať veľa, takto prudko padajúca minca by nikomu neublížila ani pri dopade ostrou hranou. Aby náboj s podobnou hmotnosťou zabil človeka, musel by letieť rýchlosťou takmer 1000 km/hod. Do výpočtu rýchlosti mince sme navyše nezahrnuli odpor vzduchu, ktorý pohyb spomalí. V takom prípade minca dosiahne maximálnu rýchlosť 80 km/hod. No pád sa v závislosti od aktuálneho počasia môže spomaliť až na 50 km/hod. V určitom okamihu dokonca nezáleží ani na výške budovy. Zhruba vo vzdialenosti 15 metrov od zeme sa vplyv odporovej a gravitačnej sily presne vykompenzuje a minca už nebude ďalej zrýchľovať.



10. Slaná voda sa uvarí rýchlejšie

Soľ v skutočnosti vedie k presnému opaku a zvyšuje bod varu. Prekáža totiž molekulám vody v pohybe. Nejde ale o markantný rozdiel. Lyžička soli v hrnci vody zapríčiní, že voda začne vrieť o zhruba sekundu neskôr.

Výrazne urýchliť varenie vody môže soľ len v extrémnych prípadoch. Predstavme si situáciu, keď do jedného hrnca nalejeme 100 g vody a do druhého 80 g vody do ktorej nasypeme 20 g soli. Čas potrebný na uvarenie vody v druhom hrnci bude o 25 % kratší. Dôvod je jednoduchý. Tento hrniec obsahuje menej vody, ktorá má vyšší bod varu ako soľ.

Teplota, keď začne vrieť voda, závisí aj od nadmorskej výšky. Napríklad na Mount Evereste vrie už pri 71 °C.

Ak chcete ušetriť za energiu, pridajte do vody toľko soli, že sa už nerozpustí a zvyknite si piť extrémne slanú kávu. Alebo si odskočte zalievať kávu na Mount Everest.

Ako bonus pridávame mýtus, že NASA minula milióny dolárov aby vyvinula pero, ktoré píše vo vesmíre. Tomu sme venovali celý článok.



Tento článok sme Vám mohli priniesť vďaka podpore na Patreone. Aj symbolický príspevok nám pomôže zverejňovať viac kvalitných článkov.


Zdroje

https://www.explainthatstuff.com/howplaneswork.html
https://www.cam.ac.uk/research/news/how-wings-really-work
https://www.geekwrapped.com/myth-infographic#Science
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_common_misconceptions#Physics
https://en.wikipedia.org/wiki/Lift_(force)#False_explanation_based_on_equal_transit-time
http://www.amaflightschool.org/getstarted/how-do-i-know-difference-between-basic-trainers-aerobatic-trainers
https://www.glassnotes.com/WindowPanes.html
https://www.scientificamerican.com/article/can-somebody-finally-sett/
https://phys.org/news/2009-10-tails-key-variables.html
http://www.todayifoundout.com/index.php/2010/10/dropping-a-penny-from-the-top-of-the-empire-state-building-isnt-dangerous/
https://www.livescience.com/56214-does-salt-make-water-boil-faster.html

Titulný obrázok: www.pixabay.com
Páčia sa Vám naše články? Podporte nás

Zdieľajte článok






Za podporu ďakujeme

Pridať e-mail