Padá pírko stejně rychle jako kus železa? Jak kde.
Problém pádu různých těles analyzoval a poprvé správně vyřešil Galileo Galilei. I mnozí géniové před ním si mysleli, že co je těžší, padá rychleji, což nám také našeptává naše praktická zkušenost. Pověst tvrdí, že Galileo na správné řešení přišel tak, že shazoval různé předměty z šikmé věže v Pise. Ale vypadá to, že to není pravda, neboť historicky je doloženo, že k analýze působení gravitace používal spíše nakloněnou rovinu, tedy jen mírně nakloněnou? Proč mírně nakloněnou? To si vysvětlíme později. Ale teď k tomu geniálnímu nápadu s deštníky.
Vezměte si dva identické skládací deštníky, které jsou přesně stejně těžké. A pusťte je současně z okna nebo z mostu. Pochopitelně dopadnou v naprosto stejný okamžik. A teď svůj pokus upravte, a jeden z nich otevřete, a pak teprve oba pusťte současně dolů. Pochopitelně ten otevřený dopadne podstatně později. Je tedy jasné, že rozdíl nebyl způsoben rozdílnou váhou deštníků, ale rozdílnými tvary, které mají různý odpor vzduchu. Rychlost pádu všech těles v gravitačním poli je tedy stejná, ať mají jakoukoliv hmotnost / váhu. A rozdíly může způsobovat pouze odpor vzduchu?
Výše popsaný krásně názorný příklad prezentoval britský fyzik a popularizátor Al-Khalili ve videu níže. Koukněte od času 2:30.
Ale přímo na vlastní oči se můžete přesvědčit o tom, že pírko padá ve vakuu stejně rychle (a se stejným zrychlením) jako třeba těžké kladivo, opět v Al-Khaliliho videu. V roce 1971 totiž tento pokus udělal na Měsíci americký astronaut a záznam toho pokusu najdete ve videu výše v čase 3:15.
Nebo můžete totéž a mnohem zřetelněji shlédnout v následujícím nádherném videu britského fyzika a popularizátora Briana Coxe. Je to tentýž pokus: pustit současně něco těžkého a současně něco lehkého, tady peří, tentokráte ale v největší vakuové komoře světa, kde vše vidíte daleko lépe než "na Měsíci". Shlédnout to můžete ve videu níže v čase 2:50. Je to opravdu fascinující. Chcete-li začít sledovat video s tímtéž pádem, ale za přítomnosti vzduchu, začněte sledování v čase 1:05.
A ještě více fascinující je vysvětlení stejné rychlosti a stejného zrychlení všech těles v gravitačním poli. Chovají se totiž naprosto stejně, a to proto, že se vůbec nepohybují, ale stojí na místě! Tento nejšťastnější nápad Einsteinova života, jak ho sám Albert označil, se nazývá princip ekvivalence, a je ústřední myšlenkou jeho mistrovského díla, obecné teorie relativity. (Princip ekvivalence říká, že zrychlení v gravitačním poli, když např. stojíme na zemi, je fyzikálně totéž jak zrychlení způsobené silou, třeba raketovými motory. Nebo, že volný pád v gravitačním poli je fyzikálně totéž jako vznášení se v beztížném stavu.)
Kdyby totiž kolem věcí padajících ve vakuu nebyla ona vakuová komora či Země, ani by nás nenapadlo, že se předměty pohybují, protože bychom se pohybovali, neboli lépe řečeno stáli na jednom místě, přesně jako ony. Ona se totiž spíše "pohybuje Země vůči prostoru", máme-li to říci názorně, leč poněkud nepřesně. Nicméně si můžeme situaci představit, jako když držíme kus dřeva v proudu vody před vodopádem. Dřevo rozráží proud. Ale jakmile jej pustíme, pluje kus dřeva spolu s proudem a je vůči vodě už v klidu. Nebo se můžeme vrátit k pokusu s peřím, a pochopit, že cokoliv padá ve vakuu společně s váhou, neváží na této váze vůbec nic.
Když už všemu rozumíme, můžeme si vysvětlit, proč Galileo k výzkumu zemské tíže používal právě jen mírně nakloněnou rovinu. Je to proto, že při volném pádu těžká tělesa rychle získají velkou rychlost, při níž jsou ale silně brzděna velkým odporem vzduchu. Na velmi pozvolné šikmé rovině se tělesa pohybují dosti pomalu, takže se dá odpor vzduchu zanedbat. Aby to bylo jasné, představte si třeba polystyrénovou a železnou kouli, kterou hodíte z ona, a pak tytéž, které pustíte po zmíněné nakloněné rovině. Jak probíhaly tyto Galileiho pokusy můžete vidět v Al-Khaliliho videu výše od času 4:50.
Když se vrátíme k původním dojmu z pádu lehkých a těžkých těles, je jasné, že nás naše běžná intuice klame. Běžně bychom třeba ze své zkušenosti řekli, že se Země neotáčí, ale Slunce obíhá Zemi. Až ve škole se dovíme, že pohyb Slunce je zdánlivý a že je to rotace Země, která vytváří východy a západu Slunce. O tom si můžete zapřemýšlet ve výkladu rotace Země v blogu Kterak zařídit, aby zítra nevyšlo Slunce. A jestli vás ještě zajímají geniální Galileiho úvahy související s jeho pokusy s nakloněnou rovinou, kterými přišel na zákon setrvačnosti, zkuste blog Génius si poradí i bez vyspělé techniky.
(druhý název Pochopte základní ideu obecné relativity za pár minut)
Jan Fikáček, Ph.D.
Existuje v Česku svatá a mechanická inkvizice (srovnání s dobou marxistickou)? - 3.díl

Na té kauze kolem mé disertace mě zaujalo, že jsem se o ní nedozvěděl z university, ale z tisku. Člověk by předpokládal, že když je vědecká kritika na vědeckou práci, tak její autor dostane prostor se obhájit. Bláznivý požadavek.
Jan Fikáček, Ph.D.
Existuje v Česku svatá a mechanická inkvizice (proti filosofii)? - 2.díl

V minulém díle na toto téma jsme upozornili na nevědeckou kritiku ze strany jednoho universitního profesora (a dalších pedagogů). Dnes se podíváme trochu na psychologické souvislosti této kauzy.
Jan Fikáček, Ph.D.
Existuje v Česku svatá a mechanická inkvizice (proti nezávislému myšlení)? - 1.díl

Tak jsem změnil povolání a místo vydělávání peněz ve „finančnictví“ jsem se pustil do vědy a filosofie. To mě baví mnohem víc, i když je to zatím spíše investování, příjem minimální. Překvapilo mě ale, co vše se v české vědě děje.
Jan Fikáček, Ph.D.
Je vesmír konečný nebo nekonečný?

Ptá se fyzička Sabine Hossenfelder ve svém videu. A odpovídá často špatně, někdy správně. Netřeba se divit, protože na takové otázky fyzika nestačí. Copak fyzika zkoumá, jestli může nekonečno existovat? Nikoliv!
Jan Fikáček, Ph.D.
Způsobil knihtisk upalování čarodějnic?

Za minulého režimu jsem slýchal, že vzdělání a šíření informací vede automaticky ke správnému názoru v politice a k pravdě vůbec. Dnes se ale nezdá, že by šíření informací na sociálních sítích vedlo k rozumným názorům.
Další články autora |
Pekarová chválila Kingdom Come. Nemáte zásluhu, neparazitujte, sepsul ji autor
Hra Kingdom Come Deliverance 2 od českého vývojáře Warhorse Studios je celosvětový prodejní hit....
Trump nevyhostí prince Harryho z USA. Je to chudák, má hroznou ženu, vysvětlil
Britský princ Harry se podle serveru listu The New York Post nemusí obávat toho, že bude vyhoštěn...
„Je to tu peklo.“ Dva dny s narkomany na Andělu, drogovém epicentru Česka
Premium „Já chci umřít. Fakt chci umřít. Rozumíte? Bože, prosím, ať už chcípnu, tohle není život, tohle je...
Masakr ve švédské škole si vyžádal deset mrtvých. Zahynul i pachatel, říká policie
Zhruba 10 mrtvých si vyžádala úterní střelba v areálu vzdělávacího centra v Örebro ve středním...
Šikaně čelila roky, říká matka napadené dívky. Škola pochybení odmítá
Několik desítek dětí v sobotu v Hodoníně přihlíželo nevybíravým útokům na dvanáctiletou dívku. Ta...
Fico píše Muskovi. Dejte nám informace o dotacích pro média, žádá
Slovenský premiér Robert Fico reaguje na plánované zrušení americké Agentury pro mezinárodní rozvoj...
Unikátní nález archeologů v Oslavanech. Muže z neolitu pohřbili vsedě
Ojedinělý nález se podařil archeologům z organizace Archaia na konci minulého roku v Oslavanech na...
Bankám v Ústeckém kraji vyhrožoval anonym bombou, policisté po něm pátrají
Policisté prověřovali anonymní výhrůžku bombou v pobočkách ČSOB v Ústí nad Labem a v Kadani. V...
Pes v Plzni napadl nezletilou dívku, jejímu whippetovi prokousl hlavu
Policisté v Plzni se zabývají dvěma útoky psů. K nedávnému došlo minulý týden, kdy v Křimicích...
- Počet článků 321
- Celková karma 16,04
- Průměrná čtenost 3097x
Chcete-li sledovat diskuse v "jeho" skupině, připojte se do Vědecké filosofie & Fyziky (nejen). jfikacek@gmail.com
Upozornění: Toto je popularizační blog pro veřejnost, neberte ho tedy jako vědeckou dizertační práci. Někdy je to jen divoká fantazie. Na druhé straně se snaží udržovat jistou vědeckou kvalitu, takže "esoterické" komentáře nejsou vítány.