Fyzika rotačních těles Vojtěch Kadlec, Petra Šimková Petr Zdráhal, Lucie Štolcová Radek Černý.

Prezentace na téma: "Fyzika rotačních těles Vojtěch Kadlec, Petra Šimková Petr Zdráhal, Lucie Štolcová Radek Černý."— Transkript prezentace:

1 Fyzika rotačních těles Vojtěch Kadlec, Petra Šimková Petr Zdráhal, Lucie Štolcová Radek Černý

2 Co nás čeká a nemine Osobnosti Základy z rotace Rotace v praxi a aplikace Jo-jo, diabolo Fyziky znalý judista Odkazy

3 Heinrich Gustav Magnus (1802-1870) [3]

4 Heinrich Gustav Magnus (1802-1870) německý fyzik a chemik studoval v Berlíně, Stockholmu, Paříži (jeho učitelem byl např. Gay-Lussac) stal se velice oblíbeným učitelem 1827-1833 zejména výzkum v oblasti chemie (několik objevů, nejvýznamnější Magnusova zelená sůl [Pt(NH 3 ) 4 ][PtCl 4 ]) 1845 získal titul profesora 1865 reprezentoval Prusko na konferenci týkající se jednotného metrického systému

5 Magnusův efekt (jev) - otáčející se objekt v tekutině či plynu -objekt vytváří vír - na jedné straně se objekt pohybuje stejným směrem jako vír -> zvýšená rychlost -druhé straně se objekt pohybuje opačným směrem než vír -> rychlost klesá -tlak vzduchu je zmenšen o hodnotu úměrnou čtverci rychlosti -využití např. v míčových hrách nebo u letu hmyzu

6 Magnusův efekt (jev) [4]

7 Jakob Steiner (1796 - 1863) [5]

8 Jakob Steiner (1796 - 1863) - švýcarský matematik -číst a psát se naučil teprve ve 14ti letech -studoval v Heidelbergu, kde též učil, výukou se zabýval i v Berlíně -působil jako profesor v Königsbergu -nejvýznamnějším polem jeho působnosti byla geometrie -Steinerova věta

9 Základy rotace ve 3D poloha hmotného středu... R T =∑m i r i /∑m i moment síly... N=r x F=dL/dt moment hybnosti jedné částice... L=r x p kinetická energie rotace... E k = 1/2Lω

10 Aplikace Příroda –Planety, hvězdy – vlastně nevíme proč, počáteční moment hybnosti –Rostliny – javor, habr Průmysl –Gyrokompas –Umělý horizont –FES (Flywheel energy storage) Zábava –Jo – Jo –Diabolo.

11 [13][14]

12 FES (Flywhell Energy Storage) ekologický efektivní (90% návratnost) dlouhá životnost vysoká energetická bilance (~130 Wh/kg ~500J/g) velké výstupní hodnoty

13 Diabolo čínské jo-jo (dynastie Han 206BC) název z řeckého DIABALLO moderní podoba Gustave Philippart (Fr. 1906) popularizováno v 80.letech [12]

14 Jo-Jo osa rotace prochází těžištěm na Jo-Jo působí síla tíhová F G a síla napětí vlákna F Jaké je zrychlení Jo-Ja? Jaká je síla napětí vlákna?

15 v těžišti působí tíha G = m.g na obvodu působí síla napětí vlákna F pro zrychlení platí a=r.ε [1]

16 Chvat o goši [2]

17 zápasník v judu se chystá položit svého osmdesátikilového soka na žíněnku. při tomto chvatu na něj působí silou F osou otáčení je spojnice ramenního a kyčelního kloubu zápasníka rameno působící síly pro běžné situace d 1 = 30 cm zápasník udělí soupeři úhlové zrychlení -6 rad.s -2 moment setrvačnosti soupeře vzhledem k ose otáčení je asi 15 kg.m 2

18 [2]

19 Odkazy: [1] Štoll, I.: Svět očima fyziky. Prométheus, Praha, 1996. [2] Halliday, D., Resnick, R., Walker, J.: Fyzika. VUTIUM, Brno, 2003. [3] http://en.wikipedia.org/wiki/Heinrich_Gustav_Magnus (7.4.07)http://en.wikipedia.org/wiki/Heinrich_Gustav_Magnus [4] http://en.wikipedia.org/wiki/Magnus_effect (7.4. 07)http://en.wikipedia.org/wiki/Magnus_effect [5] http://en.wikipedia.org/wiki/Jakob_Steiner (10.4.07)http://en.wikipedia.org/wiki/Jakob_Steiner [6] http://faculty.evansville.edu/ck6/bstud/steiner.html (10.4.07, Clark Kimberling)http://faculty.evansville.edu/ck6/bstud/steiner.html [7] http://farside.ph.utexas.edu/teaching/329/lectures/node43.html (7.4.07, Richard Fitzpatrick)http://farside.ph.utexas.edu/teaching/329/lectures/node43.html [8] http://www.techblog.cz/fyzika/jak-leta-hmyz-proc-cmelak-muze-letat.html (7.4.07, Martin Srubar)http://www.techblog.cz/fyzika/jak-leta-hmyz-proc-cmelak-muze-letat.html [9] http://www.osel.cz/index.php?clanek=1956 (7.4.07, Jaroslav Petr)http://www.osel.cz/index.php?clanek=1956 [10] http://en.wikipedia.org/wiki/Flywheel_energy_storage (11.4.07)http://en.wikipedia.org/wiki/Flywheel_energy_storage [11] http://rpm2.8k.com/basics.htm (11.4.07, fradella@earthlink.net)http://rpm2.8k.com/basics.htm [12] http://www.ping.be/~ping7849/diabolo.gif (11.4.07)http://www.ping.be/~ping7849/diabolo.gif [13] http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/2/22/Carpinus_seed.jpg (11.4.07)http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/2/22/Carpinus_seed.jpg [14] http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/72/Maple-seed.jpg (11.4.07)http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/72/Maple-seed.jpg