Jak se vznášet
23. 9. 2009
Tentokrát se Michael s Filipem zcela oddali podivuhodné síle, která dokáže nadnášet tělesa nejen v kapalinách, ale i v plynech – vztlakové síle. Vznášení v horkovzdušném balónu dopadlo dobře, ale jejich zápal pro pokusy na hladině lipenského jezera měl téměř dramatický závěr. Ještě že oba umějí plavat, tedy vznášet se na hladině vody!
Michael: Podívaná, která se odehrává za mnou, je skvělou ukázkou síly, známé jako vznášivost, neboli anglicky buoyancy.
Michael: Počkejte na mě!
Filip: Kdybychom vyskočili, tak jsme mohli letět s nimi …
Michael: Vztlaková síla, která působí na tento balón, dokáže neuvěřitelné – vynést tenhle koš i s námi cestujícími.
Filip: A Michael zrovna není nejlehčí.
Michael: Buoyancy is in action whenever a body is immersed in a fluid.
Vztlaková síla se projevuje, kdykoli je těleso ponořeno v tekutině.
Tereza:V tekutině? Vždyť jsme přece ve vzduchu.
Michael: What fluid, you ask? It’s air. Gases as well as liquids are fluids. And we’re absolutely immersed – ve vzduchu.
Ptáte se, v jaké tekutině? Je to vzduch. Plyny stejně jako kapaliny jsou tekutinami. A my jsme zcela ponořeni …
Michael: And this is another buoyant fluid – water.
A toto je další vznášivá tekutina – voda
Filip: Trocha vztlakové síly v praxi. Naše plachetnice je jako malý byt: s lůžkem, kuchyňským koutem, stolkem – prostě byt, plovoucí na jezeře.
Michael: Our yacht has a mass of almost two tonnes.
Naše jachta má hmotnost téměř dvě tuny.
Filip: To je asi jako malý slon.
Michael: But despite its huge mass it has no problem in floating on water. Whether an object floats or sinks is not determined by its mass but by its density and the density of the fluid, in which it is immersed.
Ale přes svoji velkou hmotnost nemá žádné potíže s plaváním na vodě. To, zda předmět plave, nebo se potopí, není dáno jeho hmotností, ale jeho hustotou a hustotou kapaliny, do níž je ponořen.
Michael: Vezměme si například tenhle kousek plastelíny. Když má tvar kuličky s velkou hustotou, klesá ke dnu.
Filip: Když ale dáme plastelíně tvar loďky, tak snížíme její hustotu a krásně plave.
Michael: Anebo si vezměte plechovku běžného nápoje, a ve vodě se potopí.
Filip: Tu mám ještě běžnou “lightku”.
Michael: Ale běžný nápoj “light”, který neobsahuje žádný cukr, plave.
Why? Well, the reason is that in our standard trick. There are more than six tablespoons of sugar dissolved in the drink, which make the drink more dense than the water.
Proč? Příčina je v běžném triku. V nápoji je rozpuštěno víc než šest kávových lžiček cukru, které způsobují, že nápoj je hustší než voda.
Filip: Z toho plyne, že těleso, které má vyšší hustotu než voda, klesá ke dnu. A naopak těleso, které má nižší hustotu než voda, na hladině krásně plave. Ale tohle neplatí jenom pro vodu, ale pro všechny kapaliny – a taky plyny.
Michael: Teď naplním tuto nádobu plynem hexafluorid síry, který je bezbarvý, bez zápachu a není jedovatý.
Filip: Hexafluorid síry je opravdu velmi těžký plyn. Je skoro šestkrát těžší než vzduch.
Michael: Právě vysoká hustota tohoto plynu způsobuje, že teď mám tak hluboký hlas. Hexafluorid síry je dokonce tak hustý, že – díky chlapci – že náš člun na něm hezky plave.
Filip: Jé, jak je to možné?
Michael: How is it possible? Well, our aluminum boat is full of air. And as we now know, air is six times lighter than the SF6 gas inside the tank.
Jak je to možné? Hliníkový člun je plný vzduchu. A jak teď víme, vzduch je šestkrát lehčí, než plynný hexafluorid uvnitř nádržky.
A proto hezky plave.
Filip: A ze stejného důvodu naše jachta tak majestátně plave na vodě. Podstatnou část jejího objemu totiž tvoří vzduch. A ten je mnohem řidší než voda. Michaele!
Michael: Co je?
Filip: Pojď sem rychle!
Michael: Co je?
Filip: Nabíráme vodu!
Michael: Tak rychle.
Filip: Tady musí být nějaká díra, nebo já nevím … Dělej! Dělej!
Michael: If water begins to come onboard it displaces the air in the yacht and thus increases its density. If enough air is displaced by the water, our yacht will sink.
Když do plavidla začne vnikat voda, vytlačuje vzduch v jachtě a zvyšuje tak její hustotu. Když vytěsní dost vzduchu, jachta se potopí.
Rychle!
Filip: Dělej!
Filip: Totéž se děje naší malé lodičce v moři plném SF6. A teď sledujte: Michael opatrně nabere trochu tohoto těžkého plynu do kádinky a nalije do naší lodičky. Co se právě teď děje?
Michael: Hexafluorid síry vytlačuje z lodičky vzduch, a tak roste její hustota.
Michael: Rychle! Dělej!
Filip: Už to nejde rychleji.
Michael: No a loď se samozřejmě začíná potápět.
Filip: Jó, to bylo hustý…
Michael: Ty jo. Ta loď byla hustá! Naštěstí nejsme tak hustý, jak voda. Help! Help! Tudy…
Autoři: Vladimír Kunz, Michael Londesborough