Dlhé lety pomocou rotácie

Mohlo by ufo naozaj lietať? Ako by sa cítili pasažieri v takto rotujúcom objekte? Nielen mimozemšťania, ale aj naša príroda používa rotáciu na dlhšie lety.

Videonávod dvojice uvedených pokusov nájdete, ako obvykle, na stránke video.matfyzjein.sk/experimenty.

Ufo

Pomôcky: tvrdý papier alebo trojvrstvová lepenka, nožnice, lepidlo alebo obojstranná páska, gumička
Postup: Z tvrdého papiera vystrihneme kruhy podľa obrázku (môžeme si ich aj vytlačiť podľa šablóny). Plné čiary znamenajú strihanie, prerušované ohyb. Je potrebné si všimnúť, že na podkladovom kruhu sú oranžové krídelká ohnuté smerom nadol a červené smerom nahor. Z rozstrihnutého kruhu vyrobíme kužeľ a pomocou nastrihaných okrajov ho prilepíme do stredu prvého kruhu.
Realizácia: Ufo sa štartuje pomocou gumičky, ktorá by mala byť širšia ako šírka lietajúceho taniera. Ufo uchytíme pevne do ľavej ruky tesne za ohnuté krídla. Gumičku vložíme do výrezu medzi krídla a pravou rukou napneme. Keď uvoľníme ľavú ruku, ufo sa prudko roztočí a letí.
Pozorovanie: Ufo je možné vypustiť pod rôznymi uhlami štartu. Pri správnom uhle vypustenia sa správa ako bumerang a vráti sa na miesto, odkiaľ bolo vypustené. Papierové ufo nám ukazuje, že takýto spôsob prepravy by bol teoretický možný, ale technicky ešte nie sme pripravení ho realizovať. Otáčať by sa museli len krídla a veľmi rýchlo, pričom stred s pasažiermi by musel zostať bez rotácie. Naše malé ufo má vďaka gumičke pri štarte veľké zrýchlenie, no reálne ufo by malo mať štart hladší.

Vrtuľa

Šablóna

Pomôcky: tvrdý papier, nožnice, kancelárske spinky
Postup: Vrtuľu nakreslíme alebo vytlačíme na tvrdý papier podľa obrázku. Plné čiary znamenajú strihanie, prerušované ohyb. Časti 1 a 3 ohneme a kancelárskou spinkou pripneme k časti 2. Časti 4 a 5 sú krídla, a preto ich ohneme každé na inú stranu.
Realizácia: Vrtuľu púšťame z výšky voľným pádom.
Pozorovanie: Všimnime si, že vrtuľka sa vždy točí na tú istú stranu. Ak vymeníme krídelká a ohneme ich na opačnú stranu, začne sa otáčať opačne. To, ktorým smerom sa bude točiť, ovplyvňujú aj minimálne rozdiely medzi krídlami.
Pomocou tejto vrtuľky môžeme sledovať, aký vplyv má jej hmotnosť na rýchlosť otáčania. Hmotnosť zväčšujeme pridávaním kancelárskych spiniek na spodnú časť vrtule. Platí, že do určitej hodnoty závaží rýchlosť rotácie rastie. Keď však závažie preženieme, krídla sa odporom vzduchu vystrú do zvislej polohy a teleso padne dolu bez rotácie.
Efekt rotácie vyvolaný pádom nesymetrického telesa môžeme v prírode pozorovať na semienkach javora. Tieto semienka využívajú rotáciu na predĺženie svojho pádu a pomocou vetra, prípadne vzostupných prúdov, dokážu doletieť veľmi ďaleko od svojho rodičovského stromu. Dokonca aj v prípade bezvetria krídla semien, ktoré rotujú nad sebou, vytvoria vír, ktorý ich nadvihuje a oddiali ich pád.

PaedDr. Soňa Gažáková, PhD.
Foto a video Stanislav Griguš
Fakulta matematiky, fyziky a informatiky
Univerzita Komenského v Bratislave
Svoje realizácie experimentov môžete posielať na adresu: sona.gazakova@fmph.uniba.sk.

Tento článok si môžete prečítať v časopise Quark 7/2021. Ak ešte nie ste našou predplatiteľkou/naším predplatiteľom a chcete mať prístup k exkluzívnemu obsahu, objednajte si predplatné podľa vášho výberu tu.
Komentáre