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

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

Heinrich Gustav Magnus ( ) [3]

Heinrich Gustav Magnus ( ) německý fyzik a chemik studoval v Berlíně, Stockholmu, Paříži (jeho učitelem byl např. Gay-Lussac) stal se velice oblíbeným učitelem 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

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

Magnusův efekt (jev) [4]

Jakob Steiner ( ) [5]

Jakob Steiner ( ) - 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

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

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.

[13][14]

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

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

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?

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

Chvat o goši [2]

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

[2]

Odkazy: [1] Štoll, I.: Svět očima fyziky. Prométheus, Praha, [2] Halliday, D., Resnick, R., Walker, J.: Fyzika. VUTIUM, Brno, [3] (7.4.07) [4] ( ) [5] ( ) [6] ( , Clark Kimberling) [7] (7.4.07, Richard Fitzpatrick) [8] (7.4.07, Martin Srubar) [9] (7.4.07, Jaroslav Petr) [10] ( ) [11] ( , [12] ( ) [13] ( ) [14] ( )