• Úvod
  • O webu/knize
  • Kontakt
  • Podpora
  • Blog
  • Připomínky
  • facebook ikona twitter ikona google plus ikona

    5. Kam poplave loďka?

    Představme si, že sedíme na malé loďce a snažíme se ji rozpohybovat tím, že budeme do její plachty foukat, případně do plachty hnát vzduch větrákem.

    Foukáním bychom loďku rozpohybovali kvůli odporu vody asi těžko, dostatečně velkým větrákem však už ano. Nicméně, z fyzikálního hlediska jde v podstatě o stejnou situaci.

    Pokud bude foukání dost silné, měla by se loďka rozjet. Otázkou zůstává jakým směrem. Loďka totiž, možná překvapivě, může couvat.

    Podívejme se na obrázek…

    loďka

    Při foukání se naše pusa chová jako raketový motor. My vyfukujeme nějakou silou vzduch z pusy ven – naše pusa působí na vzduch silou. A stejně velkou silou opačného směru působí vzduch na naši pusu. Tak, jako když pustíme nafouknutý balónek. Stěny balónku působí silou na vzduch, vytlačují ho, a vzduch působí stejně velkou silou opačného směru na balónek a tlačí ho směrem dopředu. Nebo když pustíme prudce sprchu a nedržíme ji. Voda je vypuzována pod velkým tlakem (velkou silou) a stejně tak velkou silou působí voda na sprchu opačným směrem, proto se sprcha hýbe. Na stejném principu pak létají rakety.

    Ke každé síle existuje síla partnerská (reakční). Budeme-li tlačit do zdi, stejně velkou silou bude zeď tlačit do nás. Pokud budeme tlačit dostatečně velkou silou, můžeme se od zdi i odsunout, obzvlášť když budeme mít klouzavější podrážky (zeď na nás tlačí totiž stejně velkou silou, jako my na ni). Se zdí asi pohneme obtížně, protože je mnohonásobně těžší než my. A tohle je třetí Newtonův pohybový zákon — ke každé síle existuje síla reakční, zákon akce a reakce.

    Jsou i druhy sil, tvz. setrvačné, „nepravé“, které nemají partnerskou (reakční sílu).

    My tedy foukáním tlačíme vzduch v zamýšleném směru plavby (na obrázku doprava) a vzduch nás tlačí proti směru plavby (doleva). A jelikož se loďky dotýkáme, je i loďka přes nás díky vzduchu tlačena doleva. Kdyby tedy loďka neměla plachtu, couvala by.


    Záleží na velikosti plachty

    Pokud má loďka plachtu, záleží na její velikosti, zda pojedeme dopředu nebo budeme couvat. Při menší velikosti plachty dochází ke ztrátám. Část vyfukovaného vzduchu míří mimo plachtu, všechen vzduch se tak neopře do plachty. Loďka tedy, stejně jako, kdyby plachtu neměla, bude couvat.

    Pokud plachtu zvětšíme, vzduch plachtu neobtéká, ale zachycuje se v ní a odráží zpět. Pokud je plachta navíc „dobře“ tvarovaná, zachytí a odrazí ještě více vzduchu. Opět zde probíhá vzájemné silové působení. Plachta odráží vzduch určitou silou a vzduch napíná plachtu stejně velkou silou (více vzduchu, větší síly). Při dostatečně velké a vhodně tvarované plachtě je pak síla dost velká na to, aby se loďka rozjela dopředu.

    Celou situaci pak krásně demonstruje experiment na následujícím videu, kde je ukázáno, jak směr pohybu závisí na velikosti plachty.

    Video (anglicky), délka 3:03 min
     

    Fyzika v 50 otázkách a odpovědích