Levitácia – ľudstvo o nej sníva odnepamäti. Lietanie tesne nad podložkou nám umožnila až moderná doba a výkonné stroje, vznášadlá. Ako fungujú?
Princíp vám priblíži náš nový pokus aj s videonávodom, ktorý nájdete na webstránke video.matfyzjein.sk/experimenty.
Pomôcky
Nepotrebné CD, zatvárateľný vrchnák z PET fľaše (pozri obrázok/video), balónik, kúsok pevnejšej fólie, špendlík, sekundové lepidlo alebo tavná pištoľ, rovná hladká podložka – lavica, stôl, podlaha
Postup
Otvor vo vrchnáku je väčší, než potrebujeme na pozorovanie daného javu. Aby sme ho zmenšili, a tak optimalizovali, nalepíme do stredu CD fóliu a prepichneme ju špendlíkom. Zatvárateľný vrchnák z PET fľaše prilepíme do stredu CD na tú istú stranu ako fóliu, aby jedna strana CD zostala hladká, nepoškodená. Lepidlo necháme uschnúť. Na vrchnák navlečieme balónik a môžeme vznášadlo sprevádzkovať.
Alternatíva
Keď nemáme doma vrchnák, aký je na obrázku, môžeme použiť aj obyčajný vrchnák z PET fľaše, do ktorého v strede urobíme otvor spriemerom približne 2 až 3 mm. Otvor môžeme prepáliť nahriatym klincom alebo vyvŕtať vrtákom. V prípade, že máme mäkší vrchnák, ten sa dá prepichnúť aj špendlíkom asi päťkrát. Keby vznášadlo hneď nefungovalo, počet dierok môžeme poľahky zväčšiť aj dodatočne. Vrchnák nalepíme do stredu CD.
Realizácia
Nafúkneme balónik, nasadíme na vrchnák, vznášadlo položíme na rovný povrch, otvoríme vrchnák a vznášadlo jemne postrčíme a pozorujeme. Ak na postrčenie použijete veľkú silu, balón na vznášadle sa rozkýve a bude sa pohybovať veľmi chaoticky.
Pozorovanie
Vzduch uniká otvorom a vznášadlo sa ľahko pohybuje po podložke. Medzi CD a podložkou sa vytvorí tenká vrstva unikajúceho vzduchu a CD sa priamo netrie o podložku, ale kĺže sa po vzduchovom vankúši. Jedinou nevýhodou takéhoto vznášadla je, že má veľký povrch (nafúknutý balónik), a tak proti jeho pohybu pôsobí veľká odporová sila vzduchu – preto vzniká chaotický pohyb pri silnom postrčení vznášadla. Keď zatvorené vznášadlo otočíme naopak a na CD položíme druhé CD s prelepeným otvorom, vieme vznášadlo jemne nakloniť tak, aby horné CD nespadlo. Trenie medzi CD je síce malé, no dostatočne silné na to, aby horné CD zostalo na mieste. Keď však vznášadlo otvoríme, horné CD sa na povrchu nevie udržať.
Poznámky
Človek o tomto jave vedel už dávno a asi každý už videl skutočné vznášadlo, ktoré unesie aj niekoľko ľudí. Pohybuje sa približne 20 až 30 cm nad povrchom rýchlosťou aj viac ako 100 km/h po súši, vode či blate. Výtlačná výška vznášadla však obmedzuje pohyb po nerovných terénoch a to, čo je vyššie ako 30 cm, sa nedá prekonať. Pri pohybe po priamke nestačí iba držať kormidlo rovno. Vznášadlo veľmi citlivo reaguje na nerovnosti podložia. Akýkoľvek závan vetra či prudší pohyb kormidlom sa prejaví na celkovej stabilite stroja, takže šofér musí korigovať všetky tieto zmeny. Ovládanie takéhoto vznášadla sa teda podobá korčuľovaniu po ľade. Teraz si však predstavme, že by sme rozbehnutí na korčuliach bez hrán na nožoch chcelie zatočiť. Veľmi podobne sa správa vznášadlo. Nadšenci opisujú šoférovanie vznášadla ako niečo medzi lyžovaním, plávaním a korčuľovaním zároveň.
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.
