Moodle

Ako rozhojdáš hojdačku, aby išla vyššie? A ak je hojdačka spočiatku v pokoji, ako ju rozhojdať bez toho, aby si sa odrazil od zeme alebo aby ťa niekto postrčil?

Odpoveď:

Jedna z metód je postaviť sa na hojdačku a rozhojdávať ju tak, že sa pri horných bodoch oblúka prikrčíš a v najnižšom bode sa postavíš. Postavenie zvyšuje tvoju rýchlosť. Tento nárast možno vysvetliť buď pomocou energie, alebo momentu hybnosti.

Keď sa postavíš, zdvihneš svoje ťažisko a vykonáš prácu proti odstredivému účinku, ktorý cítiš. Táto práca sa premieňa na kinetickú energiu a zvyšuje tvoju rýchlosť. Zároveň posúvaš svoje ťažisko bližšie k bodu, okolo ktorého sa hojdačka otáča. Tento pohyb je podobný tomu, ako keď sa krasokorčuliarka otáča a pritiahne si ruky k telu – pretože jej moment hybnosti sa nemôže zmeniť, jej rýchlosť otáčania sa musí zvýšiť. Na hojdačke sa teda tvoja uhlová rýchlosť tiež zvyšuje. V oboch vysvetleniach (pomocou energie aj momentu hybnosti) zvýšená rýchlosť v najnižšom bode pridáva oblúku výšku.

Hoci výška tvojho tela ovplyvňuje rýchlosť, akou dodávaš energiu do hojdania, tvoja hmotnosť ju neovplyvňuje.

Hojdačku môžeš „napumpovať“ aj tak, že ťaháš za laná, keď sa hojdáš dopredu, a tlačíš na ne, keď sa hojdáš dozadu. Deformácia lán vytvára sily, ktoré pôsobia na tvoje ruky – dopredu, keď ťaháš, a dozadu, keď tlačíš.

Jeden spôsob, ako rozhojdať hojdačku z pokoja, je postaviť sa alebo si sadnúť vzpriamene, chytiť sa lán s ohnutými rukami a potom sa nechať padnúť dozadu, kým nebudú ruky úplne vystreté. Tvoje ťažisko sa otáča okolo sedadla hojdačky, zatiaľ čo sedadlo sa otáča okolo priečky, ktorá hojdačku drží. Tento krátky pád dodá kinetickú energiu na začatie pohybu aj jeho moment hybnosti.

Najnápadnejšou ilúziou v prírodnej krajine je zdanlivé zväčšenie Mesiaca, keď je blízko obzoru. Je toto zväčšenie spôsobené lomom (ohybom) svetelných lúčov v atmosfére, zmenou vzdialenosti k Mesiacu, alebo ide o chybu vo vnímaní z vašej strany?

Odpoveď:

Mesiac sa zdá byť asi o 50 % väčší, keď je blízko obzoru, ako keď je vysoko na oblohe, a to v dôsledku mylného vnímania. V skutočnosti Mesiac zaberá vo vašom zornom poli vždy uhol približne 0,5°, bez ohľadu na to, či je vysoko alebo nízko. Ak by atmosféra lámala svetlo tak, že by to malo vplyv na veľkosť, spôsobila by zmenšenie zvislého rozmeru Mesiaca, nie jeho zväčšenie. Okrem toho sa vzdialenosť medzi Zemou a Mesiacom počas niekoľkých hodín, ktoré Mesiac potrebuje na východ alebo západ, prakticky nemení.

Mylné vnímanie, ktoré vedie k zdanlivému zväčšeniu Mesiaca, má pravdepodobne viacero súčasných príčin. Hlavnou príčinou sa zdá byť to, že si spájate nízko položený Mesiac s krajinou pred sebou — na základe terénu sa Mesiac javí väčší. Tento efekt môžete ľahko potlačiť: otočte sa, zohnite sa a pozrite sa na Mesiac medzi nohami — bude vyzerať normálne, pravdepodobne preto, že terén, ktorý sa zvyčajne nachádza v hornej časti vášho zorného poľa, sa už nepoužíva ako mierka. Ďalšími možnými príčinami sú sklon očí pri pohľade na Mesiac a zároveň chýbajúca potreba konvergencie očí, ktorá nastáva pri pohľade na veľmi vzdialený objekt.

Prečo lietadlá niekedy zanechávajú na oblohe biele čiary? Prečo sa tieto stopy niekedy rozptyľujú alebo vytvárajú slučky?

Odpoveď:

Keď lietadlo prelieta cez vzduch s vysokým obsahom vodnej pary vo veľkej výške, môže za sebou vytvoriť oblak nazývaný kondenzančná stopa (skrátene contrail, z anglického condensation trail – kondenzančná stopa). Zvyčajne kondenzančná stopa pozostáva aspoň z dvoch bielych čiar, ktoré začínajú niekoľko metrov za lietadlom. Keď sa lietadlo prediera vzduchom, na koncoch jeho krídel (a iných častiach) vznikajú víry.

Vzduch vo víre na konci krídla sa pohybuje nahor, smerom k lietadlu, potom nadol a nakoniec von. Motory do tohto cirkulujúceho prúdenia vpúšťajú sadze, čo spôsobuje že vodná para vytvára malé kvapôčky alebo kryštáliky ľadu. Tie silno rozptyľujú slnečné svetlo, vďaka čomu sú stopy viditeľné. Keďže rozptyl svetla zvyčajne nezávisí od vlnovej dĺžky (alebo farby), kondenzačné stopy sú obyčajne biele.

Tieto víry môžu byť nebezpečné pre iné lietadlá, najmä menšie a ľahšie, ktoré môže vír prevrátiť. Preto si piloti malých lietadiel dávajú veľký pozor, aby sa vyhli prúdeniu vzduchu za veľkým lietadlom. Hovorí sa, že tieto víry na koncoch krídel boli počas druhej svetovej vojny využité v prospech spojencov: počas útokov lietajúcich bômb V-1 britský pilot preletel vedľa jednej z nich a vírom z konca svojho krídla ju prevrátil, čím spôsobil, že spadla.

Dĺžka kondenzačnej stopy tvorená kvapkami vody býva zvyčajne krátka, pretože kvapky sa odparujú. Ľad však môže pretrvať a vytvoriť dlhú, dlhotrvajúcu kondenzačnú stopu, pokiaľ sa kryštáliky nezväčšia natoľko, že jednoducho spadnú. Dlhšie trvajúca stopa sa môže rozširovať, keď sa vodná para mení na ďalšie kvapky alebo kryštáliky. V oblastiach s hustou leteckou prevádzkou sa takéto rozširujúce sa stopy môžu prekrývať a pokrývať veľkú časť oblohy.

Kondenzačné stopy sa niekedy môžu vyvinúť do slučiek, keď sa začnú rozpadávať; vtedy zostávajú viditeľné len jadrá vírov. Môžu sa tiež zmeniť na „popcornovú“ (nadýchanú) štruktúru, keď ich časti klesajú a spôsobujú rozširovanie stopy.

Ak kondenzačná stopa pri silnom svetle vrhá tieň na aerosóly (ako sú dym, hmla alebo opar), tieň sa na oblohe javí ako tmavá čiara. Keď je Slnko za lietadlom, táto tmavá čiara môže vyzerať, akoby bola pred lietadlom — ako tmavé predĺženie kondenzačnej stopy.

Lietadlo môže vytvoriť aj tmavú čiaru známu ako distrail (z angl. dissipation trail – stopa rozptýlenia), keď prelieta cez pomerne riedky oblak a odstraňuje jeho kvapky vody a kryštáliky ľadu ich vyparovaním buď tepelnou energiou svojich motorov, alebo premiešaním teplého vzduchu zhora nadol do oblaku. Distrail môže vzniknúť aj vtedy, keď motory lietadla vypustia do oblaku dostatok vlhkosti, aby kryštáliky ľadu narástli a vypadli z oblaku.