10 Bizarní fyziky

Často si užíváme naše každodenní zkušenosti s životem na Zemi za samozřejmost, ale každým okamžikem ovládá náš život řadu sil. Existuje překvapivé množství neobvyklých, protiintutivních nebo dosud vysvětlených principů fyziky, s nimiž se setkáváme denně. V fascinujícím průzkumu fenoménů, které musíme znát z fyziky, objevíme často se setkávané události, které zůstávají tajemstvím, bizarními silami, které nám nedokážeme vnímat, a jak by se sci-fi mohla stát realitou manipulací světla.

10 Slabý vítr

Naše zkušenosti s teplotou jsou velmi subjektivní. Vlhkost, individuální fyziologie a dokonce i naše nálada mohou změnit naše vnímání teplých a chladných teplot. Je to stejné s chladem větru: teplota, kterou normálně cítíme, není skutečnou teplotou. Vzduch, který obklopuje lidské tělo, je ohříván tělovým teplem a zůstává kolem těla jako jakýsi "vzduchový plášť". Tento izolační polštář vzduchu skutečně udržuje lidi v teple. Když na vás vítr vítr, vzduchový polštář je odfoukl a vy jste vystaveni skutečné teplotě, která je mnohem chladnější. Chladné větry ovlivňují pouze subjekty, které vyrábějí teplo.

9 Čím rychleji jdete, tím tvrdší je

Lidé mají tendenci přemýšlet v lineárních pojmech, což je z velké části důsledkem některých obecných principů pozorování; pokud jedna dešťová kapka váží 50 miligramů, dvě kapky dešťové kapky by měly vážit asi 100 miligramů. Sily, které řídí náš vesmír, se často přihlásí k exponenciálnějšímu modelu reakce, který následuje po distribuci energie. Objekt, který se pohybuje rychlostí 40 kilometrů za hodinu, zasáhne zeď s odpovídajícím stupněm energie. Pokud zdvojnásobíte rychlost objektu na 80 kilometrů za hodinu, síla nárazu se nezdvojnásobí, ale čtyřnásobně. Tento princip vysvětluje, proč jsou havárie dálnic mnohem ničivější než městské havárie.

8 Orbit je jen konstantní Free-fall

Satelity vystupují jako pozoruhodný nedávný doplněk k hvězdám, ale my málokdy přemýšlíme o pojmu oběžné dráhy. Známe obecný nápad - objekt obíhá kolem planety nebo jiného velkého objektu ve vesmíru a nikdy nespadá. Ale důvod, proč se oběžná dráha děje, je překvapivě neintucitivní. Když objekt padne, spadne zpět na povrch. Je-li však dostatečně vysoká a pohybuje se dostatečně rychle, země se od ní odkloní předtím, než může dopadnout. Stejný efekt zabraňuje tomu, aby se Země střetla se sluncem.

7 Teplo indukované zmrazení

Voda je nejdůležitější tekutina na Zemi. Je to také jedna z nejzáhadnějších a nejintenzivnějších sloučenin v přírodě. Jedním z málo známých vlastností vody je například to, že horká voda zamrzne rychleji než studená voda. Není zcela pochopeno, proč, ale fenomén, známý jako efekt Mpemba, původně objevil Aristotle před více než 3000 lety. Záhadný účinek byl připsán řadě jevů, ale zůstává záhadou.

6 Tlak vzduchu

V současné době jste stisknuti ze shora 1 000 kilogramů vzduchu, což odpovídá hmotnosti malého automobilu. Je to proto, že atmosféra Země je skutečně poměrně těžká a lidé stojí na dně oceánu vzduchu s atmosférickým tlakem 14,7 liber na čtvereční palec. Jsme přizpůsobeni tomu, abychom odolali tomuto tlaku a vyhýbali se rozdrcení tak, že vstřebáváme do těla rovnoměrně stlačený vzduch. Nicméně nepropustné předměty, jako jsou plastové lahve uvolněné v nadmořské výšce, jsou rozdrceny v okamžiku, kdy dosáhnou zemského povrchu.

5 Kovový vodík

Vodík je prvním prvkem periodické tabulky, což z něj činí nejjednodušší prvek ve vesmíru. Jeho atomové číslo 1 znamená, že má pouze 1 proton, 1 elektron a žádné neutrony. Přestože je vodík známý jako podstatný plynný prvek, vykazuje spíše zvláštní vlastnosti, které ji spojují s alkalickými kovy, spíše než s jinými plyny, jako je hélium. Vodík se nachází ve sloupci periodické tabulky těsně nad sodíkem, těkavým kovem, který tvoří stůl. Fyzici už dlouho pochopili, že vodík se chová jako kov pod extrémním tlakem, jako je ten, který se nachází ve hvězdách a jádru plynových obřích planet. Pokusy vyrábět sloučeninu na Zemi byly plné výzev, ale někteří vědci věří, že vytvořili malé vzorky pomocí tlakových úprav zahrnujících diamantové krystaly.

4 Coriolisovy efekty

Vzhledem k poměrně velkému rozměru planety není jeho pohyb přímo cítit lidmi. Otočení ve směru hodinových ručiček Země však způsobuje, že předměty, které se pohybují na severní polokouli, jsou odkloněny jemným směrem ve směru hodinových ručiček, což je známé jako Coriolisova síla. Vzhledem k tomu, že povrch Země se pohybuje jinou rychlostí vzhledem k atmosféře, rozpor mezi rotací Země a pohybem atmosféry způsobí, že objekt směřující na sever získá energii rotace Země a začne se křivovat východ. Opak se vyskytuje na jižní polokouli. Výsledkem je, že navigační systémy musí kompenzovat Coriolisovu sílu, aby se vyhnula odchylce vpravo nebo vlevo od cíle.

3 Dopplerovská dynamika

Zvuk se může jevit jako nezávislý jev, ale naše vnímání zvukových vln je ovlivněno rychlostí. Rakouský fyzik Christian Doppler zjistil, že když pohyblivý předmět, jako je siréna, vytváří zvukové vlny, vlny se rozdělí před objekt a rozptýlí se za ním. Tato indukovaná vlnová porucha, známá jako Dopplerovský efekt, způsobuje, že zvuk blížícího se objektu stoupá vzhledem k zkrácení vlnových délek. Když předmět projde, koncové vlny se rozšiřují a jsou vnímány spodní v rozteči. Dopplerovský efekt je také patrný v hromadění vln před lodí a rozptylujícího bdění.

2 Sublimace

Bylo by logické, že chemické látky v procesu přechodu z pevného stavu do plynného stavu by musely projít kapalným stavem před vstupem do plynného stavu. V určitých situacích je však voda schopná přeměnit přímo z pevného materiálu na plyn. Sublimace může způsobit, že ledovce zmizí na tenký vzduch, protože koncentrace slunečního záření podobná čočce změní led na páru. Stejně tak mohou kovové prvky, jako je arzén, skutečně při zahřátí přímo převádět do plynného stavu a uvolňovat toxické výpary. Při aplikaci zdroje tepla může být voda sublimována při teplotách pod bodem tání.

1 maskovací zařízení

Rychle se vyvíjející technologie přeměňuje nejpodivnější vědecké fantastiky na vědecké fakty. Objevíme pouze objekty, když se jim odrazí světlo a vytváří obraz s rozsahem vlnových délek. Vědci dlouho předpokládali, že objekty mohou být neviditelné tím, že narušují způsob, jakým světlo interaguje s nimi. Pokud se světlo může odvíjet od objektu, mohlo by to být neviditelné pro lidské oko. Nedávno se teorie stala skutečností, když vědci vytvořili jasný hexagonální hranol, který odvrátil světlo kolem jakéhokoli objektu uvnitř. Když byl umístěn v akváriu, hranol způsobil, že se zlatá rybka plavala do něj, aby se stala neviditelnou, zatímco pozemský plášť způsobil, že hospodářská zvířata zmizela z místa. Zkrácený efekt funguje podle stejných principů, které činí "neviditelné" letadlo na radar.