Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
458) Navier-Stokesova rovnice
07. 01. 2007
Dotaz: Co vyjadruje Navier-Stokesova rovnice? (viki)
Odpověď: Navier-Stokesova rovnice (Navier-Stokes equation) vyjadřuje rovnováhu sil působících na element proudící viskózní kapaliny, uvažujeme tedy i vliv třecích sil.
Jde o vektorovou diferenciální rovnici. Obecně není analyticky řešitelná, chceme-li ji řešit analyticky, musíme se omezit na některé zjednodušené případy. Nalézt řešení obecnějších případů pak umíme pouze numericky (a tedy přibližně).
Rovnici odvodil roku 1827 francouzský matematik Claude Louis Navier a nezávisle na něm jiným způsobem roku 1845 také anglický matematik a fyzik George Gabriel Stokes.
Dotaz: Proč sadaři při očekávaných mrazech udržují v době květu stromů celou noc nad
korunami stromů vrstvu kapének vody? (Jirka)
Odpověď: Voda může namrzat na větvích stromů a funguje jako tepelná ochrana, díky velké teplotní kapacitě. Podstatná je jedna věc. Živý organismus stromů může utrpět velké škody (roztrhání buněk rostlinné tkáně) při rychlém rozmrzání. Samotné krátkodobé zmrznutí není tak fatální. A těmto škodám může právě zabránit ledový povlak, který podstatně zmírní rychlost teplotních změn a zmírní rychlost změn teploty rostliny. Je dobré si uvědomit, že nízké teploty v době kvetení stromů (s možnosti mrazíků) se vyskytnou při jasné obloze, kdy díky radiačnímu ochlazování zemského povrch a přilehlých vrstev vzduchu může v blízkosti zem. povrchu klesnout teplota pod bod mrazu. A ráno vysvitne Slunce a přechod od nízkých teplot k vyšším hodnotám (týká se to teplot dřeva) může být velmi rychlý. Právě ledový povlak tomu pak může zabránit.
Odpověď: Není nutné, aby se před deštěm oteplilo a když se podíváme na objektivní záznamy (termograf), ani to není pravidlem. Může to souviset např. s polohou atmosférických front, které se často vyskytují v relativně hlubokých brázdách nízkého tlaku, kde je před frontou proudění jižní (z jihu) nebo jihozápadní, tj. existuje tam přenos teplého vzduchu z nižších šířek. Ale nemusí to být 100% pravidlo, že to tak bude foukat vždy.
Dotaz: Dobrý den, mám dotaz ohledně východu a západu slunce. Na jaře se u nás stále
dříve rozednívá a večer později stmívá. Na podzim je to naopak. Nedává mi však
smysl, proč v těchto dnech (trvá to zhruba od 15. prosince do 5. ledna, se ráno
stále rozednívá později, ale zároveň se začíná už i později stmívat. Například:
slunce vychází v 7.56, 7.57, 7.58 a zapadá v 15. 58, 15.59, 16.00... Díky za
odpověď. (Martin)
Odpověď: Ačkoli lidé celé věky používali sluneční hodiny k určování a měření času, ukazuje se, že Slunce není pro měření času příliš šťastná volba. Pohyb Slunce po obloze je totiž v průběhu roku značně nerovnoměrný. Postavíte-li si sluneční hodiny, budou se vám oproti klasickým hodinám občas předbíhat a jindy se zase opozdí (a to třeba až o čtvrt hodiny na jednu či druhou stranu, v závislosti na roční době). V důsledku této nerovnoměrnosti pohybu Slunce po obloze pak dochází také k opožďování či urychlování východu a západu Slunce oproti očekávaným časům (měřeným přesnými hodinami).
A co je tedy příčinou onoho nerovnoměrného pohybu slunečního kotouče? Jednou z příčin je sklon Zemské (rotační) osy vůči rovině oběhu Země okolo Slunce. Na obloze se pak sluneční kotouč nepohybuje po tzv. světovém (nebeském) rovníku, ale po tzv. ekliptice. Druhou neméně významnou příčinou je to, že Země neobíhá okolo Slunce po kružníci, ale po elipse. V souladu s Keplerovými zákony pak v periheliu (přísluní, místě nejblíže Slunci) obíhá rychleji než v aféliu (odsluní, místě nejvydálenějším). Udává se, že oběžná rychlost v periheliu je 30,28 km·s-1 a v aféliu jen 29,27 km·s-1, tedy zhruba o 3% méně, což se samozřejmě také promítá denních změn v poloze slunečního kotouče na obloze.
Jak však správně upozornil pan Vratislav Červenka (ČZU v Praze), většinu opožďování či předbíhání západu a východu Slunce lze vysvětlit jednodušeji:
V době kolem rovnodennosti svírá osa zemské rotace se směrem dopadajících slunečních paprsků úhel 90 stupňů a tudíž východ slunce je pro celý poledník v témže okamžiku. Rovněž i západ. Jaká je z tohoto pohledu situace v období slunovratu? Sledujme Prahu a průsečík jejího poledníku s rovníkem o zimním slunovratu. Udělejme teoretický pokus: Zastavme v den zimního slunovratu Zemi na její dráze okolo slunce, nechme ji jen rotovat kolem své nakloněné osy. V našem bodě na rovníku je 6:00 ráno, slunce vychází, zatímco Praha na svůj východ musí ještě čekat 2 hodiny. Večer se situace „zrcadlově“ opakuje; rozdíl časů východů obou míst je přesně stejný jako rozdíl časů západů. Den na rovníku je dlouhý 12 hodin, v Praze mu z každé strany 2 hodiny chybí – pouze 8 hodin. Klíčový moment nastává, když se nám Země v našem pokusu opět rozběhne svými 30 km/s kolem slunce a třeba i po přesně kruhové dráze ve stejném smyslu v jakém rotuje kolem své osy. Co se stane za ony 2 hodiny mezi východem slunce na rovníku a východem slunce v Praze? Průvodič Země se posune o úhel cca 1/12 stupně. O stejný úhel se musí ráno Praha otočit navíc (oproti pokusu s neobíhající Zemí) aby se východu slunce dočkala. Večer tato geometrie způsobí, stejné zpoždění západu a nesouměrnost je na světě. Neboli Lucie noci upije, ale dne nepřidá a v létě Na svatého Víta hlava uléhá a u paty svítá.
Dotaz: Jaký první číňan byl ve vesmíru? Veronika (Veronika Ščigelová)
Odpověď: Prvním čínským kosmonautem se stal Jang Li-wej (též Yang Liwei) 15. října 2003. V čínské kosmické lodi Šen-čou 5 (v překladu Božská loď, anglický přepis Shenzhou 5) během 21 hodin čtrnáctkrát obletěl Zemi a úspěšně přistál v mongolské stepi.
