nedjelja, 31. ožujka 2013.

Fizika može biti zanimljiva


Ptica sleće na neizolovanu strujnu žicu od 10 000 volti. Hoće li postati potpuno pržena?

Ne. Ptice to stalno rade. Ono što ih štiti je činjenica da sletanjem ne zatvaraju kolo. Dodiruju samo jednu žicu i ništa više. Iako postoji izvesno naelektrisanje na strujnoj žici i jedan njegov deo se uliva u pticu kada ona sleti na žicu, kretanje naelektrisanja je samoograničavajuće. U trenutku kada ptica sakupi dovoljno naelektrisanja u sebi da se po voltaži izjednači sa strujom u žici, naelektrisanje prestaje da se uliva u nju. Iako voltaža strujne linije raste i opada 60 puta u sekundi ( frekvencija naizmenične struje u Americi – primedba prevodioca ) (ili 50 puta u sekundi u nekim delovima sveta), ukupna pokretljivost naelektrisanja na 10 000 volti nije dovoljno velika da bi naročito namučila pticu. Na 100 000 volti ili više, pokretljivost naelektrisanja je dovoljna nelagodna da drži ptice podalje od sletanja na žice. Tako da ih nećete videti kako sleću na dugačke razapete strujne linije kakve se nalaze u selima.



Priča ne bi bila ista kada bi ptica napravila grešku spajanjem razmaka između dve žice. U tom slučaju, struja bi mogla da se kreće iz jedne žice u drugu kroz pticu i ona bi bila u ozbiljnoj opasnosti oda postane kao sijalica . Veverice ponekad naprave ovaj trik kada slučajno naprave most između para žica. Neki od neočekivanih strujnih plamičaka koji nastaju na mestima gde se strujne linije nadilaze su izazvane od strane veverica i povremenog ugljenisanja ptica kada dozvole da struja teče između strujnih linija.


Ako je svetlost najbrža stvar u univerzumu, koja je druga najbrža stvar u univerzumu?

Pitanje vaše ćerke je veoma slatko. Sviđa mi se jer naglašava razliku između brzine svetlosti i svih ostalih brzina. Brzina svetlosti je nezamislivo posebna u našem univerzumu. Koliko god čudno zvučalo, čak i ako svetlost ne bi postojala, brzina svetlosti bi i dalje postojala i dalje bi imala istu vrednost. Brzina svetlosti je deo geometrije prostor-vreme, ai činjenica da se svetlost kreće brzinom svetlosti je kosmički zaključak. Gravitacija i takozvana ''jaka sila'' takođe putuju istom brzinom.

OK, znači nekoliko stvari dele prvo mesto kao najbrže. Vašu ćerku zanima šta je na drugom mestu? Recimo da na drugo mesto dolazi sve ostalo. Teoretski, sa dovoljno energije možete skoro sve naterati da s kreće brzinom bliskoj brzini svetlosti. Na primer, atomske čestice (protoni i elektroni) pa čak i atomska jezgra, ubrzavaju se rutinski do brzine bliske brzini svetlosti u sofisticiranim postrojenjima širom sveta. I sam univerzum svojim prirodnim akceleratorima rastura i toliko ubrzava čestice, da je teško reći da li se one kreću blizu brzine svetosti ili upravo tom brzinom. Ali ja vas uveravam da se ne kreću brzinom svetlosti jer bilo šta što ima masu ne može se kretati tom brzinom. Samo kratkotrajne, nemasivne čestice kao što su svetlosne čestice (fotoni), gravitacione čestice (gravitoni) i čestice jakih sila (gluoni) mogu se kretati brzinom svetlosti. Zapravo, kada fotoni, gravitoni ili gluoni reaguju sa materijom, ni oni se ne kreću pomenutom brzinom. To vam dođe kao ''s kim si takav si'' ; čim ove čestice koje nemaju masu napuste esencijalnu prazninu vakuuma i počnu da reaguju sa materijom, više se ne mogu kretati brzinom svetlosti.

Sad kada smo to utvrdili, još uvek mogu da vam ponudim najverovatnije drugo mesto na listi brzina. Preskočiću svetlost, gravitaciju i jaku silu koje putuju u rastvorenoj materiji jer bi se tako moglo reći da varam – ako uzmete nešto što se prirodno kreće brzinom svetlosti, i usporite ga za mali delić njegove brzine, naravno da će biti neizbežno blizu brzini svetlosti. Na pravom drugom mestu se skoro sigurno nalaze čestice kosmičkih zraka. Ovi kosmički zraci su zapravo atomske čestice koje se ubrzavaju do fantastičnih energija, zahvaljujući prirodnim procesima u kosmosu. Kako takvi akceleratori rade je još uvek velika misterija, ali neke od čestica kosmičkih zraka koje dodiruju našu atmosferu imaju zaista zapanjujuću energiju – s vremena na vreme pojedinačna čestica kosmičkog zraka koja je manja od atoma će poneti dovoljno energije sa sobom da pomeri male uobičajene objekte oko sebe. Čak i ako bi ponela energiju srazmernu energiji jedne muve, to bi i dalje bila neverovatna količina energije za atomski fragment. Ove čestice kosmičkih zraka se kreću toliko blizu brzine svetlosti da bi foto-finiš mogao da odredi pobednika!
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Zašto vam se, prilikom putovanja mlaznim avionom, čini da su objekti na zemlji ukočeni ili se kreću polako?


Кada gledate nešto što se kreće, ono što stvarno primećujete je promena ugla pod kojim ga vidite. Obližnji objekti ne moraju da se kreću naročito brzo da bi vas naterali da okrenete glavu naglo i konstatujete njihovu veliku brzinu. Međutim ako se ti isti objekti kreću istom brzinom ali prema vama ili od vas, njihovo kretanje vam izgleda znatno sporije jer je uglovna promena mnogo manja.

Kada posmatrate udaljene predmete kako se kreću, ne postoji brza promena uglova pa njihovo kretanje definišete kao relativno sporo. Uzmite Mesec za primer: kreće se hiljadama kilоmtara na čas ali vi ne primećujete promenu u njegovom kretanju uopšte. Razlog tome su promene u uglovima koje su za vas potpuno neprimetne zbog udaljenosti planete. I konačno, kada gledate dole iz aviona koji visoko leti, udaljeno zemljište menja uglove sporo pa vam se čini da se objekti na njemu ne kreću uopšte ili kreću jako sporo.


Kako svetlost može da ''putuje'' kroz vakuum ako u njemu ne postoje ''čestice'' na koje svetlost može da ''prenese'' svoje naelektrisanje?

Svetlost uopšte nema naelektrisanje. Sastoji se samo iz električnog i magnetnog polja, koja beskrajno stvaraju jedno drugo dok protutnjavaju kroz prazan prostor brzinom svetlosti.

Činjenica da svetlost putuje kroz vakuum i ne iziskuje bio kakav materijal za svoj prenos, bila je uznemiravajuća za prve fizičare koji su detaljno ispitivali ovu pojavu. Očekivali su da će naći nešto poput tečnog etra, supstancu koja je bila prenosnik elektro-magnetnih talasa. Umesto toga saznali su da svetlosni talasi zaista putuju kroz prazan prostor. Jedna stvar je vodila ka drugoj, i uskoro je Ajnštajn izneo tvrdnju da je brzina svetlosti sasvim posebna pojava i da su prostor i vreme međusobno povezani putem brzine svetlosti.

relaxforum

Nema komentara:

Objavi komentar