Fyzika

Primary tabs

Vedel by mi niekto poradi ako vypočítam dráhu letu telesa od brzdiaceho manévru po pristátie na povrchu Zeme (let telesa prebieha v atmosfére ktorej hustota sa mení v závislosti od výšky).

Roman,
ked odtajnis svoju mailovu adresu, tak ti nieco poslem...

Nedavno jsem delal takovou malou simulaci, mozna to dokonce visi nekde v mistnich diskusich, klidne dam k dispozici :)

[quote]Roman,
ked odtajnis svoju mailovu adresu, tak ti nieco poslem... [/quote]

roman.hamaj@zsvak.sk

[quote]Nedavno jsem delal takovou malou simulaci, mozna to dokonce visi nekde v mistnich diskusich, klidne dam k dispozici :) [/quote]

posli to prosim tez na me Diky predem

[quote][quote]Roman,
ked odtajnis svoju mailovu adresu, tak ti nieco poslem... [/quote]

roman.hamaj@zsvak.sk [/quote]

[quote]Nedavno jsem delal takovou malou simulaci, mozna to dokonce visi nekde v mistnich diskusich, klidne dam k dispozici :) [/quote]

Poslal by jste mi to, prosím Vás i na tuto adresu: andy.looloo@centrum.cz

Mockrát Děkuji

[url]http://www.rochester.edu/news/show.php?id=2544[/url] kouknete na tohle - material s negativnim indexem lomu, kde svetelny signal \"cestuje rychleji nez svetlo\" a vraci se \"zpet v case\" :D myslim, ze pan einstain si s tim nakonec nejak poradi a warp pohony z toho taky nebudou, ale jinak je to bomba ...

[quote]....material s negativnim indexem lomu, kde svetelny signal \"cestuje rychleji nez svetlo\" a vraci se \"zpet v case\" ... [/quote]

Kdo by se chtěl s touto problematikou seznámit více, nech nahlédne do článku \"Záporný index lomu\", autor V. Dvořák. Článek vyšel v čísle 2 Československého časopisu pro fyziku, rok 2004. Tento časopis je vydáván Fyzikálním ústavem AV ČR (www.fzu.cz). LL

[quote]myslim, ze pan einstain si s tim nakonec nejak poradi a warp pohony z toho taky nebudou, ale jinak je to bomba ... [/quote]

Jeslti jsem to z okecávání toho populárního článku správně pochopil, tak ale nejde o žádnou žhavou novinku, nýbrž o variaci jevu zjištěného někdy dost krátce po roce 2000. Tehdy se kolem toho začalo chvilku pokřikovat jako o rychlosti vyšší než světlo, než se tomu pořádně koukli na zoubek teoretici, aby tam žádný rozpor s Einsteinem nenašli. Efekt spočívá v kvantové povaze světla, rozplizlosti vlnových balíků a podivnostech s tím spojených. :o

[quote]Divně vypadá tohle:
http://www.osel.cz/index.php?clanek=1913 [/quote]

Taky jsem na to koukal jako blazen. Vsichni kolem toho chodi po spickach a nikdo poradne nevi, co na to rict. Ze by se slonovinova vez zacala drolit u paty? O tom jsem vzdycky snil - znate, Adolfe, Fiasko od Lema?

[quote]Divně vypadá tohle:

http://www.osel.cz/index.php?clanek=1913 [/quote]

Ale vždy jsme to tu někde poblíž nedávno diskutovali. Nikdo kolem toho po špičkách nechodí. :)
Hledám, kde jsem o tom psal, ale zatím marně... :mad:

To MIZ: Bylo to na Zajímavostech ze Sluneční soustavy. Opravdu, hledání tu není vždy jednoduché.

To Wartex: Bohužel toho Lema jsem nečetl. Ovšem, jak už jsem uvedl v předchozí diskusi o uvedeném, že nám není jasné, která síla to vlastně dělá. Nemusí v to vůbec vyžadovat revizi teorie relativnosti. Ten rozpor možná jen odhlaluje existenci nějakého efektu spočívajícího na něčem jiném, než je samotná gravitace.

Prosím,
Jeden nekosmo dotaz(mozna ale ne zase tak nekosmo)

Kdyz do barelu nasypu kulicky nejdrive s cervenou barvou a to do poloviny a pak druhou pulku nasypu kulicky se zlutou barvou a pak micham ... mam mozna rovnomerne rozlozene barvy ...
ALE jak musim dlouho michat abych opet dostal celistvou vrstvu cervenych a zlutych kulicek ... a proc to nejde !

vim ze jsou tu schopni matematici a teoretici ....

Dik
ROBO

[quote]Prosím,
Jeden nekosmo dotaz(mozna ale ne zase tak nekosmo)

Kdyz do barelu nasypu kulicky nejdrive s cervenou barvou a to do poloviny a pak druhou pulku nasypu kulicky se zlutou barvou a pak micham ... mam mozna rovnomerne rozlozene barvy ...
ALE jak musim dlouho michat abych opet dostal celistvou vrstvu cervenych a zlutych kulicek ... a proc to nejde !

vim ze jsou tu schopni matematici a teoretici ....

Dik
ROBO [/quote]

Kdo rika ze to nejde? Jen je to z pohledu fyzikalnich zakonu velice nepravdepodobne. Tohle popisuji teorie chaosu, protoze kazdy chaoticky system vykazuje urcite zakonitosti - mozne je "skoro vsechno", ale jen na urcite hladine pravdepodobnosti.
Nikdo tedy nemuze rict jak dlouho musis michat abys dostal opet celistvou vrstvu kulicek. Snad by sla vypocitat pravdepodobnost takoveho jevu, ale se zvysujicim se poctem kulicek bude stale a stale mensi.

Vesmir je podobny chaoticky system a projevuji se v nem take urcite zakonitosti. Ikdyz na malem meritku jsou tyto zakonitosti popsany teorii chaosu a mozne je temer vsechno, na velkem meritku stejne zakonitosti nabiraji konzistenci betonove zdi.

[quote]Značnou část energie získá na úkor otáčení Země. Také navíc raketa je něco jako střelec. Vystřelíme-li kulku, odnese si kulka skoro všechnu energii exploze výstřelu a ve zpětném rázu se jí střelci předá jen zlomeček. Také raketa je interakce mezi velkou hmotou rakety a maličkou hmotou vyvrhovaného plynu. Většina energie hoření se tedy přemění na kinetickou energii plynů a jen trocha na kinetickou energii rakety. To u klady a špagátu je energetická účinnost vyšší. [/quote]
:o :o :o
srry, tiez sa obcas seknem, ci nepresne vyjadrim, ale takato formulacia fyzikalnych zakonov skor patri do vladovin

To by mě zajímalo, hnidopYši, v čem byste má tvrzení o výtahu a raketě byli schopni zpochybnit. Výtah jsem vám sem také vytáhl, kdybyste se o něm chtěli poučit.
;)

[quote]To by mě zajímalo, hnidopYši, v čem byste má tvrzení o výtahu a raketě byli schopni zpochybnit. Výtah jsem vám sem také vytáhl, kdybyste se o něm chtěli poučit.
;) [/quote]

Sorry Adolfe, ale pár věcí bys měl vědět. Zaprvé se tady o výtahu diskutuje už dost dlouho. Opravdu bych si netroufl tvrdit, že jsi byl první, kdo to sem přinesl. Spíš bych ti navrhl, abys zalistoval zpátky a co se týče tvého srovnání rakety a kulky. Bylo by to v podstatě správné až na to, že jak na pušku, tak na kulku se přenese stejný díl hybnosti (tj na obě strany působí při výstřelu stejná síla). Protože je ale puška podstatně těžší než kulka, bude její získaná rychlost menší (za předpokladu že vystřelí sama ve stavu bez tíže) než rychlost kulky. Pokud si pušku předtím opřeš o rameno, přenese se ona svou hybnost na tebe. O tom je právě zákon akce a reakce - Newtonův třetí zákon.
http://cs.wikipedia.org/wiki/Newtonovy_pohybov%C3%A9_z%C3%A1kony

Nějaké malé dílky pušky a špagátu s tím nemají co dělat. Nemůžeš zaměòovat získanou rychlost s energií.

[quote]
Sorry Adolfe, ale pár věcí bys měl vědět. Zaprvé se tady o výtahu diskutuje už dost dlouho. Opravdu bych si netroufl tvrdit, že jsi byl první, kdo to sem přinesl. Spíš bych ti navrhl, abys zalistoval zpátky a co se týče tvého srovnání rakety a kulky. [/quote]

Já to sem nepřinesl ale dopustil jsem se diskusní archeologie a vytáhl jsem to téma sem z hlubin zapomnění. Lze se v ní o všech těch věcech, na které se tu mezi tím zapomnělo poučit. Také jsem tam vytáhl příspěvek Aleše Holuba, který vysvětluje, jak výtah využívá rotačního mometnu Země - tedy získává energii na úkor zemské rotace.

Teď k té raketě:
Když vystřelím třebas ve stavu beztíže, kdy se o nic neopírám, a vymrštím třebas jen tisíckrát lehčí projektil, než jsem já, abychom to nekomplikovali plyny, tak, ač síla bude působit na mě i na projektil stejná, projektil si odnese tísíckrát víc energie než já.

Oba objekty střelec i projektil budou mít stejnou velikost impulsu I = F*t = m*v

Tedy střelec poletí tisíckrát menší rychlostí, protože má tisíckrát větší hmotnost. Ale teď jak je to s energií?

Vzorec pro kinetickou energii W = (m*v^2)/2 můžeme s použitím impulsu přepsat na podobu W = (I^2)/(2*m)

A z tohoto vzorce je velice názorně vidět, jak je to s rozdělením energie. Ten impuls na druhou ve jmenovateli je pro oba, střelce i projektil, stejný. Ale ten dvojnásobek hmotnosti v jmenovateli má projektil tisíckrát menší. Jeho energie je tedy tisíckrát větší, jak plyne ze zákona zachování impulsu a vzorce pro kinetickou energii vyjádřeného jako funkce impulsu.

Letět raketou je tak trochu - střílení využívají zpětný ráz k pohonu. Proto také si většinu energie odnesou plyny a jen trochu raketa. Letadlový tryskový pohon je daleko efektivnější právě proto, že jeho motor za sebe vrhá spaliny s obrovským přebytkem vzduchu - tedy hmotnost "projektilu" je obrovská a rozdělení energií uvolněných spálení paliva je více ve prospěch letounu.

Tam, kde mám kladku a lano, využiju energii ještě efektivněji. Dokonce, i když nebudeme mít kompletní výtah ale jen třebas družici, ze které bude viset dlouhé vlákno, můžeme nechat vlákno padat na zem, ale jak se bude odvíjet z družice, poslouží jako reaktivní pohon. Efektivnost by byla obrovská. Také by se ta družice s obrovskou energetickou účinností mohla navíjením lana zase stahovat blíže k Zemi. Prostě když je hnací látkou při reaktivním pohybu obrovské tuhé těleso (aspoò s tuhostí v tahu jako u vlákna), je rozdělení energií ve prospěch předávání energie užitečnému nákladu daleko vyšší. Už to nepřipomíná střelbu malých projektilů způsobujících zpětný ráz, ale projektilem je teď náklad a střelcem vlákno.

Je to již srozumitelné?

:o

[quote]Teď k té raketě:
Když vystřelím třebas ve stavu beztíže, kdy se o nic neopírám, a vymrštím třebas jen tisíckrát lehčí projektil, než jsem já, abychom to nekomplikovali plyny, tak, ač síla bude působit na mě i na projektil stejná, projektil si odnese tísíckrát víc energie než já.

Oba objekty střelec i projektil budou mít stejnou velikost impulsu I = F*t = m*v
[/quote]
Nic ve zlém, ale Izák se v hrobě obraci.

Už chápu proč mne nechápete .
Doplním : Impuls síly udělený tělesu je roven změně hybnosti :F x t = m x v

[quote] Nic ve zlém, ale Izák se v hrobě obraci.

Už chápu proč mne nechápete .
Doplním : Impuls síly udělený tělesu je roven změně hybnosti :F x t = m x v
[/quote]

Proboha, v čem se liší můj Izákův vzoreček od tvého kromě toho, já jako operátor násobení používám "*". Dále podotýkám, že jako operátor umocòování používám "^", aby byl čitelný vzorec pro kinetickou energii. Dále podotýkám, že dnešní učitelé fyziky moc neříkají impuls síly a hybnost hmoty a říkají všemu impuls. I když mně se ten starobylý terminologický způsob docela líbí. Jestli někdo tomu rozdělení energií při výstřelu neporozuměl, tak asi z Izáka moc nepochytil.

Ale asi si z nás spíš utahuješ. ;)

[quote]...Jestli někdo tomu rozdělení energií při výstřelu neporozuměl, tak asi z Izáka moc nepochytil....
...Letět raketou je tak trochu - střílení využívají zpětný ráz k pohonu. Proto také si většinu energie odnesou plyny a jen trochu raketa. Letadlový tryskový pohon je daleko efektivnější právě proto, že jeho motor za sebe vrhá spaliny s obrovským přebytkem vzduchu - tedy hmotnost "projektilu" je obrovská a rozdělení energií uvolněných spálení paliva je více ve prospěch letounu...[/quote]

konecne mi (dufam) zacina dochadzat co si mal na mysli.
1/ kineticka energia je zaludna, lebo je zavisla od vztaznej sustavy.
takze celkom dobre mozes pouzit vztaznu sustavu ked projektil ma nulovu kineticku energiu a 100% bude mat puska
kineticka energia spalin nie je zaujimavy udaj. Zaujimavy udaj je energia do pohonu vlozena a zisk pre raketu. Samozrejme s ohladom na dostupnost a mnozstvo energie, ktoru do pohonu dokaze raketa vlozit.
2/ ak si raketa svoj projektil nesie, tak je nutne pre efektivnost maximalizovat kineticku energiu projektilu, aby sa z neho co najviac vytazilo. takze ten pomer sa musi zvacsovat a nie zmensovat. vid iontove pohony.
3/ pokial je projketil doplnovany tak samozrejme plati co si napisal, ze velky objem s malym dT je uzitocnejsi ako maly objem s velkym dT.
Ale to sme v scramjetoch bez ohladu na zdroj energie.
A ja som presvedceny ze su uz dnes dosiahnutelne rychlosti 5-7km/s a v urcitych schemach to tipujem az na 14km/s, ale zatial mi to vychadza len s nuklearnym pohonom.

Já jsem ze staré školy .Já vidím na levé straně rovnice sílu a čas, (impuls síly) a na pravé straně vidím hmotnost a rychlost(hybnost) po síle ani stopa.
Podotýkám, že tento zákon platí i na Měsíci a že 1/6 gravitaci ignoruje . Nemyslím tím změnu pot. energie
Mockrát na nej v mých příspěvcích narazíte.

[quote]
konecne mi (dufam) zacina dochadzat co si mal na mysli.
[/quote]

Asi si už rozumíme. Podotýkám k tomu ještě, že kdyby jsme šplhali po absolutně tuhém vláknu, tak veškerá energie půjde ve prospěch výtahu. Rozdělení energií tu už nebude hrát roli. Pochopitelně, že u reálného vlákna, znatelná část půjde na kmity vlákna, ale i tak je rozdělení výhodnější než u rakety.

S tou inerciální soustavou pozor. Jde tu o zrychlení, ne konstantní rychlost a energii udělenou zrychlením. Mohu si tedy zvolit soustavu, ve které to budu sledovat, třeba tak, aby konečná rychlost po výsletřelu jednoho z objejtů byla nulová, ale zrychlení a změny kinetické anergie mi vyjdou stejné jako v kterékoliv jiné soustavě. U těch energií by se to jen poněkud modifikovalo u rychlostí blízkých světelné.

[quote]

Teď k té raketě:
Když vystřelím třebas ve stavu beztíže, kdy se o nic neopírám, a vymrštím třebas jen tisíckrát lehčí projektil, než jsem já, abychom to nekomplikovali plyny, tak, ač síla bude působit na mě i na projektil stejná, projektil si odnese tísíckrát víc energie než já.

Oba objekty střelec i projektil budou mít stejnou velikost impulsu I = F*t = m*v

Tedy střelec poletí tisíckrát menší rychlostí, protože má tisíckrát větší hmotnost. Ale teď jak je to s energií?

Vzorec pro kinetickou energii W = (m*v^2)/2 můžeme s použitím impulsu přepsat na podobu W = (I^2)/(2*m)

A z tohoto vzorce je velice názorně vidět, jak je to s rozdělením energie. Ten impuls na druhou ve jmenovateli je pro oba, střelce i projektil, stejný. Ale ten dvojnásobek hmotnosti v jmenovateli má projektil tisíckrát menší. Jeho energie je tedy tisíckrát větší, jak plyne ze zákona zachování impulsu a vzorce pro kinetickou energii vyjádřeného jako funkce impulsu.

Letět raketou je tak trochu - střílení využívají zpětný ráz k pohonu. Proto také si většinu energie odnesou plyny a jen trochu raketa. Letadlový tryskový pohon je daleko efektivnější právě proto, že jeho motor za sebe vrhá spaliny s obrovským přebytkem vzduchu - tedy hmotnost "projektilu" je obrovská a rozdělení energií uvolněných spálení paliva je více ve prospěch letounu.

Tam, kde mám kladku a lano, využiju energii ještě efektivněji. Dokonce, i když nebudeme mít kompletní výtah ale jen třebas družici, ze které bude viset dlouhé vlákno, můžeme nechat vlákno padat na zem, ale jak se bude odvíjet z družice, poslouží jako reaktivní pohon. Efektivnost by byla obrovská. Také by se ta družice s obrovskou energetickou účinností mohla navíjením lana zase stahovat blíže k Zemi. Prostě když je hnací látkou při reaktivním pohybu obrovské tuhé těleso (aspoò s tuhostí v tahu jako u vlákna), je rozdělení energií ve prospěch předávání energie užitečnému nákladu daleko vyšší. Už to nepřipomíná střelbu malých projektilů způsobujících zpětný ráz, ale projektilem je teď náklad a střelcem vlákno.

Je to již srozumitelné?

:o [/quote]

Tohle asi nemá smysl, ale zkusím ti to musím říct ještě jednou:
Pokud působí na dvě tělesa různé hmotnosti stejná síla po stejnou dobu získají stejnou hybnost a tedy i stejnou kinetickou energii protože velikost kinetické energie závisí na hmotnosti a rychlosti tělesa.
Jde sice o jiné veličiny, ale výpočet kinetické energie zahrnuje hybnost.
Viz:
http://cs.wikipedia.org/wiki/Kinetick%C3%A1_energie
http://cs.wikipedia.org/wiki/Hybnost

Newtonův zákon akce a reakce říká, že síly akce a reakce jsou si rovny, tedy že:
Proti každé akci vždy působí stejná reakce; nebo ještě jinak: vzájemná působení dvou těles jsou vždy stejně velká a míří na opačné strany.
Protože na obě strany působí stejná síla a rozdíl je jen v hmotnosti, získají obě tělesa rozdílnou rychlost ale stejnou hybnost (jak vyplývá z 2. Newtonova zákona). Protože hybnost je prostě jen násobek hmotnosti a rychlosti. Když to chcete převádět na kinetckou energii obou těles, zůstane vám stále stejný poměr, protože i hodnoty kinetické energie obou těles si nadále budou rovny.

Pokud to řeknu větou, tak to znamená, že kinetická energie prvního tělesa se rovná jedné polovině druhé mocniny jeho hybností a je zároveò rovna jedné polovině druhé mocniny hybnosti druhého tělesa. Obě tělesa ale přitom mají stejnou hybnost

Chtěl bych podotknout, že něco takového jako podobné diskuse jsem měl na mysli, když jsem kdysi upozoròoval na upadání středoškolských znalostí (ale neučí se tohle náhodou na ZŠ?). Zároveò navrhuji celou tuto část se zdůvodòováním 3. Newtonova zákona odsunout někam jinam. Děkuji.

[quote]

Tohle asi nemá smysl, ale zkusím ti to musím říct ještě jednou:
Pokud působí na dvě tělesa různé hmotnosti stejná síla po stejnou dobu získají stejnou hybnost a tedy i stejnou kinetickou energii protože velikost kinetické energie závisí na hmotnosti a rychlosti tělesa.
Jde sice o jiné veličiny, ale výpočet kinetické energie zahrnuje hybnost.
Viz:
http://cs.wikipedia.org/wiki/Kinetick%C3%A1_energie
http://cs.wikipedia.org/wiki/Hybnost
[/quote]

V čem se vzorec ve Wikině liší od mého? Také je tam čtverec impulsu (hybnosti) dělený dvojnásobkem hmotnosti. Co z toho plyne jiného než že při stejném impulsu (hybnosti) má lehčí těleso tolikrát větší anergii, kolikrát má nižší hmotnost. Vržení lehkého projektilu z těžkého tělesa tedy celkovou energii vrhu přerozdělí převážně ve prospěch lehkého projektilu a na těžkého "střelce" zbyde jen maličká energie zpětného rázu. Let raketou je tak trochu něčím na způsob "kontinuální střelby" lehkého proudu plynů těžkou raketou.

Je to tedy energeticky více rozfukovač plynů než nosič nákladu. Když ale pohon může může roli střelec projektil obrátit ve prospěch užitečného zatížení jako projektilu - interakcí obrovské masy odvrhovaného vzduchu u proudového motoru s velkým přebytkem, vrháním obrovského bidla nebo vlákna jako tuhého celku, kde užitečný náklad je projektilem a ten velký mechanicky soudržný celek je střelec, dojde k výhodnějšímu přerozdělení energie ve prospěch užitečného nákladu.

Nejlepší raketa by tedy za sebe místo plynu vyvrhovala nějaký tuhu skládací žebrříč či skládací metr. :D

U výtahu to není pouhé využití vlákna jako střelce, je navíc ta výhoda, že přes vlákno je i opora se Zemí (tedy střelcem je planeta), jež má navíc obrovskou rotační energii, jíž pomáhá tečné složce zrychlení (je to ale na úkor rotační energie Země). To by pak byla nergetická účinnost docela pohádková.
:P

[quote]
Nejlepší raketa by tedy za sebe místo plynu vyvrhovala nějaký tuhu skládací žebrříč či skládací metr. :D
[/quote]

Tahle úvaha existovala už někdy v 18 století, kdy nějaký důstojník navrhoval pohánět vzducholoď výstřely z děl. Problém byl že by vlastně odstřeloval svoje vojáky. Doufám, že tohle není budoucnost kosmonautiky.

[quote]
U výtahu to není pouhé využití vlákna jako střelce, je navíc ta výhoda, že přes vlákno je i opora se Zemí (tedy střelcem je planeta), jež má navíc obrovskou rotační energii, jíž pomáhá tečné složce zrychlení (je to ale na úkor rotační energie Země). To by pak byla nergetická účinnost docela pohádková.
:P [/quote]

Lituji, ale takhle to také nefunguje. Naopak je snaha aby se různé síly mezi povrchem Země a geostacionární družicí na druhém konci kosmického výtahu přenášely pokud možno co mejméně. To lano neslouží jako katapult. Těžká družice má na geostacionární dráze "viset" v podstatě klasickým vyrovnáním odstředivé sil.

Pane Tomek, nejsem didaktik učiva základní ani střední školy, tak nevím, zda nemáte problémy s porozuměním vzorců základní či střední školy - spíš asi střední - které ovšem v jejich písmenkové podobě znáte.

Zkuste si na vzorci z Wikiny spočítat, kolik Joule bude mít těleso s impulsem (hybností) 1 kgm/s , když bude mít hmotnost 1 kg a když bude mít hmotnost 1 g. Jedna na druhou děleno dvěma mi vychází půl Joule. Jedna na druhou děleno dvěma tisícinami mi vychází 500 Joule.

Ze skutečnosti, že na oba objekty působí stejná síla, neplyne, že budou mít stejnou energii! Při jejich rozhýbávání na ně tou silou nebude vynaložena totiž žádná práce. Když si představíte třebas těžkou kuši ve stavu beztíže, jak vystřeluje lehký šíp. Síla vyvozovaná lukem oba tyto objekty bude tlačit od společného těžiště. Za dodbu zdvihu luku ale posune lehkým šípem od těžiště dost daleko, zatímco celou těžkou kuší hne jen o kousíček. Stejná síla totiž u lehkého tělesa působí větší zrychlení než těžkého tělesa. Dráha jako jedna polovina zrychlení krát čtverec času bude tedy při stejném času tolikrát menší, kolikrát bude menší zrychlení, tedy kolikrát větší hmotnost setrvačného tělesa. Práce vytvářející tuto kinetickou energii bude tedy při stejné síle toliktrát delší u lehkého tělesa kokiktrát je těleso lehčí, a jsme zase u stejného výsledku jiným způsobem.

[quote]
Lituji, ale takhle to také nefunguje. Naopak je snaha aby se různé síly mezi povrchem Země a geostacionární družicí na druhém konci kosmického výtahu přenášely pokud možno co mejméně. To lano neslouží jako katapult. Těžká družice má na geostacionární dráze "viset" v podstatě klasickým vyrovnáním odstředivé sil. [/quote]

Znovu cituji kousek z popisu výtahu od Aleše Holuba:

Problém s dopravou na GEO (geostacionární dráhu) a s odvíjením na obě strany asi opravdu v principu není. Dole by to lano mělo být ukotveno také proto, aby bylo jak předat energii rotace Země stoupajícímu tělesu (zátěži), protože pak teprve bude "výtah" dostatečně efektivní (někde se ta energie k dosažení oběžné dráhy vzít musí).

Reaktivní pohon je vždy v podstatě stířlení "dělem" naslepo. Tady na zemi je tím efektivnější čím víc vzduchu v okolí dokáže využít jako "projektil". Je-li vzduchu hodně, je letoun více projektilem a vzduch je střelcem.

[quote]
Reaktivní pohon je vždy v podstatě stířlení "dělem" naslepo. Tady na zemi je tím efektivnější čím víc vzduchu v okolí dokáže využít jako "projektil". Je-li vzduchu hodně, je letoun více projektilem a vzduch je střelcem.
[/quote]

Naopak reaktivní pohon je tím účinnější, čím více je mimo atmosféru. Raketa nelétá tak že by se opírala o vzduch. Víte co, jestli rozumíte angl. půjčil bych vám film Man in space. Podívejte se na kousek na:
http://www.youtube.com/watch?v=75vX6O8paGo

[quote]
Naopak reaktivní pohon je tím účinnější, čím více je mimo atmosféru. Raketa nelétá tak že by se opírala o vzduch. http://www.youtube.com/watch?v=75vX6O8paGo [/quote]

Pozor REAKTIVNÍ pohon nikoliv pouze jeho specifická forma RAKETOVÝ pohon. Raketa se v atmoféže musí potýkat s aerodynamickými ztrátami a moc výhod z atmosféry nezíská - kromě té dlouhé virtuální trysky, kterou si vzduchem prorazí. Proto je při startu raket ze Země překonání atmosféry hrozný žrout energie.

Ale reaktivní pohon je třebas i tryskový letecký pohon. U něj jde právě o to - co nejvíce využít výhodu přítomnosti vzduchu k tomu, aby maximální hmotnosti vzduchu získaného z okolí bylo využito jako hnací látky. Tím se prudce zvyšuje účinnost reaktivního pohonu, nebo s vysokou hmotností proudu vyvrhované hnací látky se zlepšuje přerozdělení energie uvolněné hořením ve prospěch tahu motoru. Proto jsou tryskové motory v atmosféře nesrovnatelně výhodnější formou reaktivního pohonu než raketové.

Ale tak monstrózní tryskové motory, jež by byly vhodné pro kosmické nosiče, nejsou k dispozici. Jejich konstrukce by byla nesmírně drahá a výrobní série asi nedostatečné, aby bylo možno dosáhnout úspor z rozsahu. Finančně je tedy za současných podmínek daleko výhodnější používat energeticky ne moc účinný raketový pohon i v husté atmosféře.

Pro průlet vysokou atmosférou, kde je třeba už letět vysokou rychostí, pak tryskové motory využívající výhody značného přebytku vzduchu s praktickou použitelností vůbec neexistují. Ramjety a scramjety existují jen jako experimentální aparatury ne jako prakticky použitelné stroje ani pro nosnosti daleko nižší než potřebné pro kosmické nosiče.

Prostě reaktivní pohony dosahující vysoké účinnost v atmosféře - tryskové - jsou proti málo účinné raketě, jež nevyužívá příležitosti zvýšit hmotnost reaktivního proudu atmosférickým vzduchem, při současném stavu techniky finančně stejně nekonkurenceschopné.

Tuto nekonkurenceschopnost účinnějších tryskových pohonů by mohly zvrátit obrovské investice do velikých tryskových pohonů a lépe i tryskových letounů s obrovitou nosností, které využívají vzduch jako příležitost k vyšší účinnosti ještě dokonaleji kombinací s využitím aerodynamického vztlaku, a investice do tryskových pohonů pro extrémní rychlosti - ramjetů a scramjetů. Vzhledem k investiční náročnosti a potřebě dosáhnout u takovýchto zařízení po jejich vyvinutí značných úspor z rozsahu, aby se dostavila rentabilita nákladů a s ní finannčí konkurenceschopnost raketám, neočekávám, že by tento vývoj vznikl na objednávku kosmonautiky. Ta by nezaplatila ani ten vývoj ani by objednávky nevytáhla k objemu, v němž dochází k bodu zvratu a vzniku ziskovosti. Aby k tomu došlo, je naprosto nutné, aby takového technologie objednali letečtí dopravci nebo jejich specifická skupna - vojenská letectva. Potom jako vedlejší produkt tohoto vývoje vzniknou i modifikace těchto technologií pro kosmické nosiče.
:o

[quote] 01.1.2009 - 13:58 - Adolf
Reagovat

quote:
________________________________________

Tohle asi nemá smysl, ale zkusím ti to musím říct ještě jednou:
Pokud působí na dvě tělesa různé hmotnosti stejná síla po stejnou dobu získají stejnou hybnost a tedy i stejnou kinetickou energii protože velikost kinetické energie závisí na hmotnosti a rychlosti tělesa.
Jde sice o jiné veličiny, ale výpočet kinetické energie zahrnuje hybnost.
Viz:
http://cs.wikipedia.org/wiki/Kinetick%C3%A1_energie
http://cs.wikipedia.org/wiki/Hybnost
________________________________________

V čem se vzorec ve Wikině liší od mého? Také je tam čtverec impulsu (hybnosti) dělený dvojnásobkem hmotnosti. Co z toho plyne jiného než že při stejném impulsu (hybnosti) má lehčí těleso tolikrát větší anergii, kolikrát má nižší hmotnost. Vržení lehkého projektilu z těžkého tělesa tedy celkovou energii vrhu přerozdělí převážně ve prospěch lehkého projektilu a na těžkého "střelce" zbyde jen maličká energie zpětného rázu. Let raketou je tak trochu něčím na způsob "kontinuální střelby" lehkého proudu plynů těžkou raketou.

Je to tedy energeticky více rozfukovač plynů než nosič nákladu. Když ale pohon může může roli střelec projektil obrátit ve prospěch užitečného zatížení jako projektilu - interakcí obrovské masy odvrhovaného vzduchu u proudového motoru s velkým přebytkem, vrháním obrovského bidla nebo vlákna jako tuhého celku, kde užitečný náklad je projektilem a ten velký mechanicky soudržný celek je střelec, dojde k výhodnějšímu přerozdělení energie ve prospěch užitečného nákladu.

Nejlepší raketa by tedy za sebe místo plynu vyvrhovala nějaký tuhu skládací žebrříč či skládací metr.

U výtahu to není pouhé využití vlákna jako střelce, je navíc ta výhoda, že přes vlákno je i opora se Zemí (tedy střelcem je planeta), jež má navíc obrovskou rotační energii, jíž pomáhá tečné složce zrychlení (je to ale na úkor rotační energie Země). To by pak byla nergetická účinnost docela pohádková.
[/quote]
Pane Adolf nic ve zlém č.2.
Fyzika se musí pochopit. Tá se nedá ukecat . S těma energiemi to vmete ještě jednou.
[quote]Pane Tomek, nejsem didaktik učiva základní ani střední školy, tak nevím, zda nemáte problémy s porozuměním vzorců základní či střední školy - spíš asi střední - které ovšem v jejich písmenkové podobě znáte. [/quote] Myslím si , že pán Tomek fyziku chápe.

[quote]

Fyzika se musí pochopit. Tá se nedá ukecat . S těma energiemi to vmete ještě jednou.
[/quote]

Dobře, třeba se mi podaří být natolik polopatický, že můj výklad někdo využije k lepšímu pochopení fyziky u středoškolských dětí, čímž pomůže kosmonautice za 50 let.

Vystřeluje se projektil o hmotnosti 1 g z katapultu o hmotnosti 1 kg. Je to někde ve stavu beztíže, kde nám nic nekomplikují jiné síly. Uvažujeme to v inerciální soustavě, ve které je soustava katapult-projektil na počátku v klidu. Katapultace se provede silou, která bude od sebe oba objekty – katapult i projektil – odtlačovat silou 1 N po dobu 1 s. Oběma objektům tento výstřel tedy udělí impuls 1 Ns a můžeme o nich též říci, že oba mají hybnost 1 kg.m/s, je to zcela ekvivalentní. Ovšem ten kilový katapult bude mít při stejné hybnosti (impulsu) rychlost jen 1 m/s zatímco gramový projektil bude mít rychlost 1000 m/s. Už teď, když víme, že energie tělesa roste se čtvercem jeho rychlosti, nás může napadnout, jak konečný výpočet asi dopadne, ale budeme pokračovat podle vzorců, které jsem uváděl já i moji odpůrci, co zkratovitě skočili na intuitivní závěr bez rozboru vzorců:

Kinetická energie se vypočte jako impuls (hybnost) na druhou děleno dvojnásobkem hmotnosti. Impuls máme 1 tedy jeho čtverec bude zase jedna. Vydělíme-li jej dvojnásobky hmotností dostaneme následující výsledky. U 1 kg katapultu to bude 1/ (2 x 1) tedy 0,5 J. U projektilu je to 1/(2 x 0,001) tedy 500 J. Úplně stejné výsledky nám vyjdou, když ty hmotnosti a rychlosti dosadíme do klasického vzorce – polovina hmotnosti krát čtverec rychlosti. (Cvičně to pochybovačům doporučuji spočítat.)

Stejná síla působící po stejný čas na objekty o různé hmotnosti, jim působí stejný impuls (hybnost), takže lehčí těleso poletí tolikrát rychleji, kolikrát je lehčí (součin hmotnosti a rychlosti je stejný). Jelikož s hmotností roste kinetické energie lineárně a s rychlostí kvadraticky, bude mít lehké těleso tolikrát vyšší energii kolikrát je lehčí.

Je vhodné si to představit i jako proces urychlování určitou silou. Ta kinetická energie je rovna urychlující práci. Ta práce je pochopitelně součinem urychlující síly a dráhy, po kterou to ta síla urychluje. Představíme si tedy zase, že ta síla 1 N tlačí jak na projektil, tak na katapult. Tato síla tlačí na oba objekty po dobu 1 s. Čas je sice stejný, síla je stejná, ale dráha, po kterou na ten který objekt bude urychlovat, stejná nebude. Máme tu vzorec síla rovná se součin hmotnosti a zrychlení. Síla 1 N tedy bude udílet 1 kg katapultu zrychlení 1 m/(s^2) zatímco tisíckrát lehčímu projektilu bude udílet zrychlení 1000 m/(s^2). Proto také po sekundě takového urychlování bude mít katapult rychlost 1 m/s zatímco projektil 1000 m/s, jak nám už vyšlo výše. Lehký objekt bude tedy v našem příkladě urychlován tisíckrát vyšší akcelerací, nepřekvapí tedy, že bude delší i dráha, po kterou na něj za tu 1 s bude urychlující síla působit. Kdo to zapomněl, může si v učebnicích najít, že dráha u rovnoměrně zrychleného pohybu se rovná polovina zrychlení krát čas na druhou. Když si do tohoto vzorce dosadíme u 1 kg katapultu urychlovaného akcelerací 1 m/(s^2), vyjde nám, že za sekundu proletí objekt takto urychlovaný (1/2)x 1. 1^2 = 0,5 m. Síla 1 N jej tedy bude urychlovat na dráze 0,5 a vykoná tak práci 1 x 0,5 tehdy 0,5 J, jak už nám vyšlo jinak výše. Úplně stejně nám vyjde, že projektil o hmotnosti 0,001 kg bude při akceleraci 1000 m/(s^2) za sekundu urychlován na dráze 500 m, čímž se vykoná práce 500 Nm čili 500 J. Zase starý dobrý výše už zjištěný výsledek.

Škoda, že se tu špatně píší vzorce. Je tu ještě někdo, kdo si myslí, že při výstřelu dostane střelec stejnou ránu jako zastřelený?
;)

[quote]Škoda, že se tu špatně píší vzorce. Je tu ještě někdo, kdo si myslí, že při výstřelu dostane střelec stejnou ránu jako zastřelený? [/quote]
Střelec a zastřelený jsou mimo mísu . Zákon o zachování hybnosti a energie platí pro projektil a katapult.
Jinač oba dva dostanou stejnou dávku energie . Ale jen jeden to může přežít bez zranění.

[quote]...Je tu ještě někdo, kdo si myslí, že při výstřelu dostane střelec stejnou ránu jako zastřelený?[/quote]

Ja. :)
Velmi dobry vyklad zakonceny zbrklo. Ale urcite je nezmysel hadat sa o zakladnej fyzike, ked je jasne co si chcel povedat.

[quote] [quote]Škoda, že se tu špatně píší vzorce. Je tu ještě někdo, kdo si myslí, že při výstřelu dostane střelec stejnou ránu jako zastřelený? [/quote] Střelec a zastřelený jsou mimo mísu . Zákon o zachování hybnosti a energie platí pro projektil a katapult.
Jinač oba dva dostanou stejnou dávku energie . Ale jen jeden to může přežít bez zranění. [/quote]
ee. kineticka energia odovzdana katapultom i nabojom je "mimo misu".
naboj odovzda hybnost cielu a katapult strelcovi. akurat katapult odovzdava tlmene a naboj naraz. a tu prichadza na plac impulz sily a vtom je schovany rozdiel pre strelca a zastreleneho.
ak zastreleny disponuje vhodnou vestou brzdiacou naboj na dlhej drahe dlhy cas, moze ziskat mensie zranenie ako strelec...

[quote]Velmi dobry vyklad zakonceny zbrklo. Ale urcite je nezmysel hadat sa o zakladnej fyzike, ked je jasne co si chcel povedat. [/quote]

Tohle vzdávám!

Ale aspoò je jasné, že Vladova nepřístupnost argumentům má až takovou hloubku, že neuznává ani primitivní mechaniku, které musel porozumět každý odborník v 18. století a měly by jí porozumět současné náctileté děti ve vyspělých zemích. Není to tak, že bych neměl co dělat, a tak píšu předem odmítnuté argumenty do Vladovin o školní látce, kterou by člověk měl pochopit někdy v 16. Jestli někdo nepřijme vzorečky středoškolské fyziky, tak a si zpochybòuje přistání na Měsíci, je to u něj jasný projev diagnózy, ne názorová oponentura.

[quote]ak zastreleny disponuje vhodnou vestou brzdiacou naboj na dlhej drahe dlhy cas, moze ziskat mensie zranenie ako strelec... [/quote]
A za neprůstřelném sklem se tomu bude smát.

[quote] V čem se vzorec ve Wikině liší od mého? Také je tam čtverec impulsu (hybnosti) dělený dvojnásobkem hmotnosti. Co z toho plyne jiného než že při stejném impulsu (hybnosti) má lehčí těleso tolikrát větší anergii, kolikrát má nižší hmotnost. Vržení lehkého projektilu z těžkého tělesa tedy celkovou energii vrhu přerozdělí převážně ve prospěch lehkého projektilu a na těžkého "střelce" zbyde jen maličká energie zpětného rázu. Let raketou je tak trochu něčím na způsob "kontinuální střelby" lehkého proudu plynů těžkou raketou.[/quote]
To napsal znalec a učitel fyziky Adolf. ( možná zaměnil pojem rychlost za energii) [quote]naboj odovzda hybnost cielu a katapult strelcovi. akurat katapult odovzdava tlmene a naboj naraz. [/quote]Náboj hybnost cíli neodevzdá ,ale ho poškodí (nejde o ideálně tvrdá tělesa)
Je vhodnější napsat ,že odevzdal hybnost při větší a menší rychlosti (naraz tlmene)

Končím! Děti mě vždy pochopily. Nikomu nátlakem dětsví brát nebudu.

[quote] [quote]Škoda, že se tu špatně píší vzorce. Je tu ještě někdo, kdo si myslí, že při výstřelu dostane střelec stejnou ránu jako zastřelený? [/quote]

Střelec a zastřelený jsou mimo mísu . Zákon o zachování hybnosti a energie platí pro projektil a katapult.
Jinač oba dva dostanou stejnou dávku energie . Ale jen jeden to může přežít bez zranění. [/quote]

-----------------------------------------------------
Zákon zachování hybnosti a energie samozřejmě platí pro celou tu soustavu katapult-projektil. To ale myslím opravdu neznamená, že se impulsem získaná kinetická energie mezi katapult a projektil rozděluje v poměru 1:1

Fyzikální příspěvky jsem z "budoucnosti kosmonautiky" přesunul do vhodnějšího tématu.

Chci poznamenat, že podle mého přesvědčení má Adolf pravdu. Myslím, že stejná hybnost skutečně ještě neznamená stejnou kinetickou energii. Mám dojem, že v tomto se mýlí Vlado a dokonce i Petr Tomek.

Krom střelce a střely je v rovnici ještě puška, její hmota pohltí většinu energie výstřelu, resp. zpětného rázu, čím je hmotnější, tím více, pokud by ošem měla stejnou hmotnost jako střela, byl by střelec i cíl zasaženi oba stejnou energií.

Hybnost je definovana jako m*v, kineticka energie jako 1/2mv^2, to znamena, ze ac absolutne jsou to hodnoty rozdilne, je mezi nimi vztah takovy, ze jejich podily budou pro dve dokonale tuha telesa ktere si takto energii predaji vzdy konstantni. Ovsem pozor, toto jsou vztahy ktere plati pouze pro "male" rychlosti, jakmile se budeme bavit o telesech pohybujicich se relativisticky, pojem hybnost takto definovany ztraci smysl, protoze vetsina hmotnosti uz je relativisticka a ne klidova a patricne vztahy budou vypadat jinak. Z hlediska teoreticke fyziky dokonce neco jako hybnost neni vubec jasne definovano a neni dokonce prilis jasne odkad hybnost pochazi. Vic to radsi nebudu zamotavat. Schdou okolnosti jsem se nedavno snazil dokazat zakon zachovani hybnosti pro kasimirove desky a zatimco v klasicke fyzice se mi to podarilo, v relativisticke ne, kdyby mel nekdo zajem rad predlozim jako hlavolam.

[quote]Hybnost je definovana jako m*v, kineticka energie jako 1/2mv^2, to znamena, ze ac absolutne jsou to hodnoty rozdilne, je mezi nimi vztah takovy, ze jejich podily budou pro dve dokonale tuha telesa ktere si takto energii predaji vzdy konstantni. [/quote] Tak tomuhle nějak nerozumím. Jaké "podíly"? Co vůči čemu?

Nejsem si zcela jist, že všichni mluvíme o tomtéž. Diskuze tu byla o energetickém rozdělení "výstřelu", což není jen "předání energie, ale spíš "uvolnění energie" (původně skryté v prachové náloži, nebo třeba v pružině). Nevidím žádný zvláštní důvod, proč by se takto uvolněná energie nemohla rozdělit "nerovnoměrně", v závislosti na hmotnosti urychlované části tělesa. Možná si opravdu jen nerozumíme.

Zdravím,

pokud zustaneme u klasicke mechaniky a budeme uvazovat inercialni soustavu, ve ktere bylo puvodni teleso (nabita puska) v klidu a oznacime hmotnost pusky m1 a hmotnost kulky m2, podobne jejich ruzhlosti a energie (mluvime o kineticke energii obou casti pocitane ve zminene vztazne soustave), pak mame 3 rovnice:

1. zakon zachovani energie 1/2.m1.(v1)^2 + 1/2.m2.(v2)^2 = E

kde E je externi energie uvolnena "dvojsmernym" vybuchem, velmi kratkou pruzinou a podobne

2. zakon zachovani hybnosti ve skalarni podobe m1.v1 = m2.v2

3. dany pomer hmotnosti obou casti, tak ze m1 = K.m2

dosazenim 3 do 2 dostaneme K.m2.v1 = m2.v2 cili v2 = K.v1 (obraceny pomer rychlosti, nez hmotnosti)

dosazenim tohoto vztahu a 3 do 1 dostaneme

1/2.K.m2.(v1)^2 + 1/2.m2.(K)^2.(v1)^2 = E

z cehoz (v1)^2 = 2.E / [m2.(K+K^2)]

potom E1 = 1/2.m1.(v1)^2 = 1/2.K.m2.2E / (K+K^2) = E.K / (K+K^2) = E/(1+K)

a E2 podobne E2 = 1/2.m2.(K.v1)^2 = 1/2.m2.K^2.(v1)^2 = E.K^2/(K+K^2) = E.K/(1+K)

kontrolni soucet E1+E2 nam dava E

uvedene vztahy davaji rozdeleni puvodni "externi" energie na obe kineticke slozky, ktere je rovno pomeru obou hmotnosti K. K-krat lehci cast si odnese K-krat vetsi dil energie.

Děkuji pánům Holubovi, Davidovi a DH za jejich za to, že tu ztratili dobré slovo ve prospěch středoškolské fyziky. Nenapadlo mě, že na Kosmofóru bude problém vysvětlit, že když vzoreček pro kinetickou energii má ve jmenovateli dvojnásobek hmotnosti a v čitateli čtverec impulsu (hybnosti), tak že z toho nemůže plynout nic jiného, než že při stejném impulsu má lehčí těleso tolikrát vyšší kinetickou energii, kolikrát je lehčí. Je asi naivní se domnívat, že když se zlomky probírají někdy v 7. třídě, tak si to dosud všichni pamatují.

Jinak v relativistické fyzice se pochopitelně s impulsem hojně počítá a zákon zachování impulsu v ní platí také. Dokonce standardní odvození proslulého Einsteinova vzorce pro ekvivalenci hmotnosti a energie, jak jej uvádí snad všechny moje učebnice, právě ze zákona zachování impulsu (hybnosti) vychází. Tím je ale asi zbytečné komplikovat debatu o mechanice kosmických pohonů.

Ty analogie s výstřelem jsem vytáhl, abych na nich demonstroval, možnosti zvednutí účinnosti kosmických pohonů pomocí přebytku vzduchu při průletu atmosférou (tryskový pohon místo raketového) anebo při použití dlouhého vlákna chovajícího se jako velké hmotné soudržné těleso - tedy jako katapultu. Kosmický výtah je pak využití tohoto vlákna doplněné o další vychytávky – např. využití rotace Země. Reagoval jsem myslím zrovna na to, když se někdo ptal, kde je u výtahu úspora, když se ta práce k vynesení tělesa stejně musí vynaložit. Pochopení teoretická účinnosti pohonů kosmických nosičů je vychází z pochopení rozdělení energie při výstřelu. Kdo to pochopí, ví, proč je v atmosféře tryskový motor účinnější než raketový a proč je energeticky efektivní šplhat po vlákně.

Problem je, ze toto neni pravda (to co uvadi vase ucebnice, casto se to tak uvadi kvuli zjednoduseni), zkuste nejake pokrocilejsi vysokoskolske ucebnice fyziky. Uz proto ze relativisticka rychlost je ctyrvektor a hybnost poze skalar. Nemuzete ziskat skalar nasobenim ctyrvektoru jinym sklarem. Nicmene to ze v klasicke fyzice je v pripade rozdeleni hybnosti a kineticke energie ekvivalentni samozrejme pravda je, a i v relatiovite by to tak melo platit ( to ze to nedovedu spocitat je vec jina ) :)

Pages