Co má společného polámaný deštník a přibouchnuté dveře? Za to, že vám vítr obrátil deštník naruby, nemůže zákon schválnosti - ale zákony fyziky. (délka blogu 8 min.)
Věčný boj deštníků s větrem
První zmínka o existenci deštníku v Evropě pochází z roku 800. Deštníky tedy doprovázejí naši civilizaci už 1200 let - a po celou dobu mají jeden závažný problém. Nesnášejí právě ten druh počasí, při kterém je nejvíc používáme. Deštníky nemají rády - vítr.
Venku prší a fouká. Plískanice je nepříjemná - bereme si tedy na pomoc prastarou konstrukci, od které si slibujeme, že nás udrží v suchu. Všechno probíhá dobře až do chvíle, kdy je náš deštník konfrontován s nečekaným poryvem větru - a skončí jako bezpočet jeho bratrů před ním. Proč se při větru deštník obrací naruby?
Na vině je - jak jinak - fyzika.
Bernoulliho zákon
Vysvětlení nabízí fyzikální zákon, který objevil v 18. století Švýcar Daniel Bernoulli. Ten zjistil, že se proudící vzduch chová zvláštním způsobem. Tam, kde se musí pohybovat rychleji, panuje nižší tlak. Je to právě změna rychlosti vzduchu, která má v případě deštníku nepříjemné následky.
Pokud držíte rozevřený deštník v naprostém bezvětří, panuje nad deštníkem a pod jeho kupolí stejný tlak vzduchu. Jiná je situace tehdy, když vane boční vítr.
Deštník mu překáží. Vzduch proudí kolem každé překážky určitým specifickým způsobem. V případě deštníku se pohybuje nad jeho vypouklou částí rychleji, než vzduch, který proudí přímo pod ním.
Jak vyzkoumal už pan Bernoulli v 18. století, panuje v tomto rychle proudícím vzduchu nižší tlak než v jeho okolí. Rozdíl generuje sílu, která na deštník působí. Pokud je rozdíl tlaku dostatečně vysoký, je dost vysoká i tato síla, která následně obrátí deštník naruby.
Pokud navíc vítr neustále mění svůj směr, lehce deštník ve vaší ruce rozkývá. Dříve nebo později dojde k situaci, kdy se závan větru dostane přímo pod kupoli deštníku. Tak jako napíná vítr plachty plachetnice, opře se i do látkové konstrukce. Rychle pak dokončí dílo zkázy, kterou předtím zahájil Bernoulliho efekt.
Praktický experiment
Bernoulliův zákon můžete sami prověřit následujícím experimentem. Vezměte běžný list papíru. Může být i popsaný nebo potištěný, neměl by být ale zmačkaný. Uchopte oba rohy jeho kratší strany a snažte se držet papír ve vodorovné pozici. Protože je papír pružný, míří teď jeho volná kratší strana k zemi.
Pokud teď fouknete vzduch podél listu papíru těsně nad jeho povrchem (ve směru kterým ukazuje modrá šipka na vrchním obrázku), nadzvedne se volný konec papíru.
Princip je stejný jako u deštníku. Působí na něj síla, která je způsobena rozdílným tlakem vzduchu nad listem papíru a pod ním. Síla, která ve větru obrací naruby také váš deštník.
Ti, kdo mají slabší dech mohou papír držet svisle a foukat shora dolů. Papír se poté zřetelně odchýlí od kolmice - a to navíc v nečekaném směru. Vyfouknutý vzduch nebude list papíru odtlačovat - naopak ho přitahuje.
Při další variantě pokusu můžete zkusit pomocí foukání oddálit dva papíry, které jsou přiložené k sobě. Nepovede se to. Čím víc budete foukat, tím pevněji se k sobě budou oba listy lepit. Poté, co se přilepí, proud vzduchu ustane, podtlak se vyrovná a papíry se od sebe odlepí. Jakmile zase začne mezi oběma papíry procházet vzduch, vytvoří se znovu podtlak a listy se budou spojovat. Výsledkem je, že se oba papíry rozkmitají, protože se oba stavy rychle střídají.
Bernoulliho zákon můžete pozorovat také … v průvanu. Ze stejného důvodu se dveře přibouchnou, místo co by se působením proudícího vzduchu rozrazily. Průvan způsobuje lokální změnu tlaku. Vzduch s normálním tlakem se nachází na vnější (zadní) straně dveří, zatímco mezi rámy panuje v rychle proudícím vzduchu (průvanu) nižší tlak. Rozdíl v tlaku na přední a zadní straně dveří pak generuje sílu, která je přibouchne.
Až vám příště vítr zničí deštník, můžete se utěšit tím, že za vaši škodu nemůže nešťastná náhoda a zákon schválnosti, ale přírodní zákon, který vám zavírá v průvanu okna a dveře a díky kterému můžete třeba … letět na dovolenou k moři. A protože u moře vane vítr prakticky pořád, nejsou deštníky v bezpečí ani u něj.
align="justify"
