Edukacja

Prędkość

Świat wokół nas pozostaje w ciągłym ruchu. Zarówno ten bliski, który na co dzień mamy w zasięgu wzroku, jak i ten odległy, tajemniczy, którego prawa dopiero poznajemy. Ale kiedy zaczynamy uważniej obserwować świat, nagle uzmysławiamy sobie, że tak naprawdę trudno nam porównywać prędkości, z jakimi poruszają się rozmaite obiekty.

Pozornie sprawa jest prosta. Prędkość można zmierzyć, na przykład w kilometrach pokonywanych przez dany obiekt w ciągu godziny, i już wszystko jasne. Wystarczy wykonać podstawowe działania matematyczne. Hm, być może, ale... Samochód jadący autostradą przebywa w ciągu godziny odległości, które naszych przodków przyprawiłyby o zawrót głowy, ale jego prędkość zestawiona z prędkością rakiety pędzącej w kosmos jest przecież niewielka. Kolarz jadący z pod górę z najwyższym trudem pokonuje kolejne metry, ale i tak porusza się wielokrotnie szybciej niż poczciwy żółw. Jeszcze wolniej suną lodowce – te z Alaski 12 m, te alpejskie 10-20 cm na dobę, ale i tak są sprinterami w porównaniu z kontynentami, których prędkość poruszania się po płaszczyźnie Ziemi jest niewyobrażalnie mała, ledwie kilka centymetrów na rok.

Teoria grawitacji

Nieustanny ruch Wszechświata naukowo objaśnił siedemnastowieczny uczony Isaac Newton. Jego teoria grawitacji opisuje ruch kosmicznych ciał pod działaniem sił. Wieczorem zadzieramy niekiedy głowy i obserwujemy na czarnym niebie zadziwiający astralny spektakl. Jasne, pozornie nieruchome punkciki to gnające gdzieś galaktyki, wirujące gwiazdy, krążące po swoich orbitach planety. Przy odrobinie szczęścia wypatrzymy spadający meteor albo nawet jakąś kometę. Jednak trudno nam sobie wyobrazić nieustanny ruch zachodzący wewnątrz najtwardszej nawet skały. A przecież on realnie istnieje. Każdy może to sprawdzić pod mikroskopem elektronowym.

Jaka jest największa prędkość?

Być może naukowcy odkryją coś nadzwyczajnego. Nam, amatorom, niech wystarczy informacja, że palmę pierwszeństwa dzierży światło. Jest ono formą fali elektromagnetycznej i w ciągu 1 sekundy pokonuje 299 790 km. Taka jest mniej więcej odległość z Ziemi do Księżyca (365 000 – 406 000 km). Jeżeli więc jakiś księżycowy podróżnik mrugnąłby do nas stamtąd latarką, zauważylibyśmy jej błysk dopiero po upływie jednej sekundy. Gdyby zaś krzyknął swoje imię, usłyszelibyśmy je po dobrych jedenastu dniach, oczywiście pod warunkiem, że miałby dostatecznie silny głos. Pewnie niejeden skrzywi się, że fala dźwiękowa rozchodzi się tak wolno, raptem 1225 km na godzinę. Owszem, może i wolno. Ale i tak jest to prędkość o wiele większa niż prędkość samochodów wyścigowych Formuły 1, które wywołują w nas dreszcz emocji. A między nami mówiąc – i tak najszybsza ze wszystkiego jest ludzka myśl, prawda...?

Twórcami pierwszego samolotu byli bracia Wright. W 1903 roku ich samolot odbył pierwszy lot pokonując odległość 37 m i z pewnością nie leciał zbyt szybko. Pierwsi piloci od razu znaleźli naśladowców. Zaczęto konstruować coraz lepsze i szybsze modele. Posypały się rekordy odległości i czasu przelotu.

W 1919 roku otwarto pierwszą regularną linię lotniczą z Berlina do Lipska. Jednak naprawdę szybko samoloty zaczęły latać dopiero po wprowadzeniu silników odrzutowych.

Dzisiejszy Boeing 747 rozwija prędkość 980 km/h, ale pasażerski Concorde latał z prędkością 2300 km.h. W 1976 wojskowy odrzutowiec amerykański Lockheed “Black Bird” ustanowił rekord pokonując w ciągu godziny 3500 km.

Jeszcze szybszy był eksperymen-talny Bell X-15. Nie chce się wierzyć! To nie pomyłka! Jego najlepszy wy-nik wynosi 7270 km/h. Co Wy na to?

http://www.flickr.com/photos/41279036@N06/4273419551/

Balony nie pretendują do roli pogromców prędkości, nawet te wyczynowe. Dla baloniarzy o wiele ważniejsze jest rozkoszowanie się samym lotem, szczególnie na dużych wysokościach. Balony latają z prędkością zależną od prędkości wiatru. Czy umiecie sobie wyobrazić, jakie wrażenie zrobił na ludziach ten pierwszy, który wzniósł się w powietrze w 1783r.?

Balony wykorzystywane są również do badania atmosfery. Nie tylko ziemskiej – w czasie najbliższej podróży na Marsa zostanie wypuszczony balon z urządzeniami do zbadania atmosfery tej planety.

Sterowce to niezwykle ciekawe obiekty latające, obecnie prawie nie budowane. Przypominały balon w kształcie ogromnego cygara. W dolnej części znajdowała się gondola dla pasażerów. Pierwsze sterowce, z 1852r. napędzane były silnikami parowymi. Największym i najbardziej znanym był niemiecki sterowiec “Hindenburg”. Miał 250 m długości, napełniony był wodorem i odbywał regularne loty przez Atlantyk. Dzięki silnikom poruszającym śmigła płynął w powietrzu z prędkością 130 kmh. Jego karierę zakończył tragiczny pożar. Obecnie sterowce wykorzystywane są do celów reklamowych.

Bezpieczeństwo na drodzeROZWIŃ

Poniżej pozostałe artykuły:

http://www.flickr.com/photos/lanair/2158443975/

Sztuczny satelita

Pierwszy sztuczny satelita Ziemi, Sputnik 1, został wystrzelony całkiem niedawno, w 1957r. Miał kształt kuli o średnicy 58 cm. Zarówno ten pierwszy satelita jak i współczesne promy kosmiczne muszą być wynoszone na orbitę przy pomocy rakiet, których zadaniem jest nabranie prędkości umożliwiającej pokonanie siły przyciągania ziemskiego, czyli grawitacji. Silnik rakietowy spala wielkie ilości paliwa, a gaz wydobywający się z dyszy wynosi rakietę w przestrzeń. Aby satelita wszedł na orbitę ziemską rakieta musi mknąć z prędkością 24 000 km.h. Po to zaś, by poszybować w przestrzeń kosmiczną prędkość ta musi być jeszcze większa – 40 000 km/h. Sondy Voyager, które opuściły Układ Słoneczny w ciągu jednej godziny przemierzają odległość 65 000 km i są najszybszymi obiektami stworzonymi przez człowieka. Ponieważ loty kosmiczne są bardzo drogie, zbudowano promy kosmiczne, tzw. wahadłowce, które startują przy pomocy rakiet, ale lądują jak samoloty i mogą być używane wielokrotnie.

Słońce to jedna z wielu miliardów gwiazd. Zbudowane jest z gorącego gazu, przede wszystkim wodoru i helu. Słońce leży na obrzeżu galaktyki i okrąża jej środek pędząc w przestrzeni z prędkością 220 km/s.

Ziemia to jedna z mniejszych planet Układu Słonecznego, ale jedyna, na której istnieje życie. Ziemia okrąża Słońce w odległości 150 000 000 kilometrów z prędkością 29.8 km/s. Każda z dziewięciu planet Układu Słonecznego okrąża Słońce w różnym czasie. Ta najbliższa i najszybsza – Merkury – potrzebuje na to 88 ziemskich dni, Wenus – 224 dni, Ziemia – 365 dni, Mars – 687 dni, Jowisz – 12 lat, Saturn – 30 lat, Uran – 84 lata, Neptun – 165 lat, najodleglejsza i najwolniejsza – Pluton – 248 lat.

Woda stawia łodziom i statkom duży opór. Pływanie pod żaglami wymagało zatem od załogi nie lada doświadczenia, trzeba było umiejętnie wykorzystać wiatr i prądy morskie, by w miarę szybko i bezpiecznie dotrzeć do portu. Dopiero statki o napędzie parowym pozwoliły ludziom skutecznie stawiać czoła oceanicznym falom, ale nawet współczesne okręty wojenne o napędzie atomowym rzadko przekraczają prędkość 40 węzłów. Najszybsze są oczywiście wodoloty. Dzięki płatom nośnym kadłub w dużej części unosi się nad powierzchnią, co znacznie zmniejsza opór wody. Dzisiejsze wodoloty osiągają prędkość 50 węzłów. Poduszkowce są szybsze, poduszka powietrzna unosi je całkowicie nad wodę i dlatego mogą mknąć z prędkością nawet 65 węzłów. Tylko czy można je nazwać statkami?

Aha, jeszcze jedno. Węzeł to prędkość równa 1.83 km/h.

Pierwszy prawdziwy parowóz skonstruował Anglik George Stephenson w 1814r. Najbardziej znana lokomotywa tego konstruktora – “Rakieta" – osiągnęła w 1829r. prędkość 48 km/h. Rekord prędkości parowozów ustanowiono w 1938r. Czy uwierzycie, że wynosił on aż 203 km/h? Obecnie w kilku krajach istnieją linie szybkich pociągów. Francuski TGV pokonuje trasę Paryż-Lyon ze średnią prędkością 213 km/h, ale eksperymentalne próby pozwoliły wyśrubować wynik do 515 km/h. Przyszłością kolei są być może pociągi bez kół, unoszące się nad torowiskiem i napędzane elektromagnesami.

http://www.flickr.com/photos/cicciopizzettaro/56566459/

Pierwsze pojazdy

XIX wiek to stulecie pojazdów. Wtedy też podjęto liczne próby stworzenia pojazdu, który nie będzie musiał być ciągnięty przez konie. W 1885r. taki udany pojazd zbudował Karl Benz. Pierwsze masowo produkowane auta, amerykańskie Fordy T z 1908r. rozwijały prędkość 65 km/h. Niewiele. Jednak już wtedy konstruowano samochody wyścigowe, które brały udział w cieszących się coraz większym zainteresowaniem zawodach sportowych. Panhard z 1902 roku przejeżdżał w ciągu godziny 140 km.

Toyota Corolla WRC rozwijała prędkość 190 km/h i przyspieszała do 100 km/h w 5 sekund. Najbardziej niewiarygodna była jednak moc (300 KM) uzyskiwana z 2-litrowego silnika skonstruowanego specjalnie dla tego auta.

Współczesne samochody wyścigowe Formuły 1 konstruowane są zupełnie inaczej niż osobowe. Mają aerodynamiczne kształty, bardzo niskie zawieszenie, a do budowy nadwozia używane są superlekkie i wytrzymałe materiały wykorzystywane w technologiach kosmicznych. Na prostym odcinku pędzą z prędkością ponad 300 km/h.

Również samochody produkowane seryjnie są niezwykle szybkie. Toyota Celica to jedno z najpopularniejszych coupe na świecie. Jej sportowa wersja, oznaczona symbolem TS, wyposażona została w silnik 1.8 l o mocy 192 KM. Dzięki niemu maksymalna prędkość samochodu wynosi 225 km/h. Celica TSport przyspiesza do 100km/h w 7.4 sek., a odległość 0-400m pokonuje w 15.2 sek.

W USA na pustyni w Newadzie urządzono specjalny tor bicia rekordów prędkości dla samochodów rakietowych. Obecny rekord wynosi 1237 km/h.

W przyszłości zapewne powstaną jeszcze szybsze maszyny. Być może wśród nich bedzie Toyota.