Génius jako Galileo si poradí i bez vyspělé techniky
Třeba fyzikálního génia si většina lidí představí jako tvůrce a řešitele šíleně složitých matematických rovnic například v obecné teorii relativity, kvantové mechanice nebo teorii super-strun, což je nejnadějnější teorie "všeho", která by měla popsat vše v našem vesmíru.
Jenže se na druhé straně zdá, že geniální skoky ve vědě odstartovává mnohdy nová, nicméně velice prostá myšlenka. Darwinova představa evoluce jako vývoje živého od jednoho prostého základu po nejsložitější a velmi rozmanité formy života je vlastně velmi jednoduchá. Stejně jednoduchá je i představa, že se čas skutečně zpomaluje a délky skutečně zkracují, která stála u zrodu Einsteinovy speciální teorie relativity. Jednoduchá je též představa, že gravitační přitažlivost je vlastně totéž jako když zrychlujeme nějaké těleso působením síly (princip ekvivalence), tento Einsteinův základ obecné teorie relativity.
Nádherný příklad takové jednoduché myšlenky předvedl Galileo Galilei při odvození představy setrvačnosti. Zákon setrvačnosti říká, v Newtonově formulaci: "Jestliže na těleso nepůsobí žádné vnější síly, pak těleso setrvává v klidu nebo v rovnoměrném přímočarém pohybu." A Galileo si jej dokázal odvodit úžasně jednoduchým způsobem vlastně z pádu tělesa v gravitačním poli.
Tradované klišé, že Galileo studoval volný pád těles házením předmětů z věže na Náměstí svatého Marka v Benátkách nebo ze Šikmé věže v italském městě Pise, se zdá být pouze výmyslem. Nebo to přinejmenším není tím hlavním, co ho přivedlo k představě, že všechna tělesa padají v tíhovém poli Země se stejným zrychlením. U lehkých předmětů by totiž jeho pozorování znehodnotil odpor vzduchu. Každý asi pochopí, že papírová koule bude padat kvůli odporu vzduchu pomaleji než stejně velká železná koule.
Asi i proto Galileo zvolil raději pouštění kuliček po nakloněné rovině. Na té totiž kuličky dosahují podstatně menších rychlostí a tím je odpor vzduchu prakticky zanedbatelný. Navíc v té době neexistovaly hodiny, které by uměly měřit vteřiny a části vteřin, takže Galileo používal jako hodiny vlastní počítání/odhad času. Měl tedy značně omezenou přesnost měření času, která by nebyla dostatečná při volném pádu (té jeho části, kdy je odpor vzduchu nepodstatný), což si zřejmě vynutilo nakloněnou rovinu. Toto řešení bylo navíc praktičtější, neboť se vešlo do "laboratoře". A taky kdo by chtěl tahat pořád nějaké těžké koule na věž? :-)
Galileo při svých pokusech s nakloněnými rovinami zjistil, že když spustí nějakou kuličku z výšky h po nakloněné rovině, vystoupá na protější stejně nakloněné rovině opět do výšky h (viz obrázek výše). Pak ale také zjistil, že i když má druhá nakloněná rovina jiný sklon, opět kulička vystoupá do přesně stejné výšky h (tření a tím i ztráty energie byly vzhledem k přesnosti jeho měření zanedbatelné). Viz obrázek níže.
Tím vlastně formuloval zákon zachování energie při její přeměně z gravitační potenciální energie do pohybové a zpět. Na začátku ve výšce h je koule v klidu, pak se začne pohybovat a když vystoupá na druhé nakloněné rovině do výšky h, na chvilku se zase zastaví, než se začne vracet zpět. A pak se Galileo geniálně zeptal, kdy se kulička zastaví, když protější rovina bude nakloněná méně a méně, až nebude nakloněná vůbec a bude tedy vodorovná, viz následující obrázek.
Pochopil, že se tato koule nezastaví nikdy a bude se pohybovat věčně (pakliže si odmyslíme třetí). Takovou extrémně prostou, dle mého geniální úvahou došel k principu setrvačnosti. Úžasný nápad!
Ale aby to nevypadalo, že odmítáme high-tech nebo složité výpočty (což pochopitelně není pravda), připomeňme si, jakou high-tech Galileo použil. Měl to štěstí, že byl v jeho době vynalezen dalekohled. Dalekohled byl opravdu náhodně objeven v Holandsku, Galileo nebyl jeho objevitelem. On jej jen dokázal zdokonalit natolik, že jako první vyrobil na tu dobu špičkový dalekohled, který výrazně opticky významně přibližoval vzdálené objekty. Galileo měl štěstí i v tom, že žil v té době v Benátkách, a tak měl nedaleko ostrov Buráno, kde se rozvinulo skvělé sklářství. Proto si zvládl pořídit špičkový 8x zvětšující dalekohled. To byla na tu dobu světově špičková high-tech. Tento dalekohled vyrobil ale dost proto, že ho pak za dobré peníze mohl prodat benátskému dóžeti, jako vojenský pozorovací nástroj, který viděl nepřátelské lodě podstatně dříve než prosté oko.
Jenže už na tom je vidět, že si uměl dopředu představit dopad nově vznikajícího přístroje. A opět prostá myšlenka, že ho použije i k pozorování vesmírných těles z něj udělala absolutní vědeckou hvězdu. Zjistil totiž, že nebesa nejsou dokonalou hudbou sfér, jak se předpokládalo od Aristotela, ale třeba že jsou na Měsíci hory a údolí jako na Zemi, a že tedy Měsíc není žádná ideální koule. Spojil tak zdánlivě dokonalou nebeskou sféru s viditelně nedokonalými ději na Zemi.
(Chcete-li číst podobné blogy, přidejte si blog tohoto autora mezi oblíbené červeným tlačítkem "Přidat blogera k oblíbeným" na pravé straně.)
Jan Fikáček
Proč jsou izraelská média daleko méně proizraelská než česká?
A nejde jen o izraelská média. USA jsou přece dlouholetý a věrný spojenec Izraele, ale ani ony nestojí teď vždy na straně Izraele. Proč? Proč se snaží válečné tažení Izraele brzdit a volají po příměří?
Jan Fikáček
Tak přece má foton hmotnost!?
Fyzika je úžasná věda, která proměnila celou naši civilizaci. Stačí vzpomenout třeba jen elektřinu bez níž by nebyly počítače, mobily, TV, osvětlení našich bytů atd. Ovšem výjimečně se v ní objeví i dost iracionální tvrzení.
Jan Fikáček
Solvay institut - Einstein, Schrödinger, Planck, Heisenberg, Bohr atd.
Od roku 1911 se konají Solvayovské konference, kterých se ve dvacátých letech účastnili dnes nejslavnější fyzici jako Einstein, Planck, Bohr, Heisenberg. Tyto konference jsou známé hromadnými fotografiemi nejslavnějších fyziků.
Jan Fikáček
Nahraďte svou ženu a děti umělou trpělivostí (inteligencí?)!
Tak jo, uznávám, že ženu a děti nelze umělou inteligencí nahradit ve většině případů, ale v jednom by to asi šlo, ne? :)
Jan Fikáček
Mašínové: Padouch nebo hrdina, my jsme jedna rodina!
Film Bratři o skupině Mašínů dostal v sobotu cenu za nejlepší film roku na Českém lvu. Jeho tvůrce na večeru prohlásil, že to byli hrdinové. Tak se pojďme podívat na jejich činy.
Další články autora |
Studentky rozrušila přednáška psycholožky, tři dívky skončily v nemocnici
Na kutnohorské střední škole zasahovali záchranáři kvůli skupině rozrušených studentek. Dívky...
Podvod století za 2,4 miliardy. Ortinskému hrozí osm let a peněžitý trest 25 milionů
Luxusní auta, zlaté cihly, diamanty a drahé nemovitosti. To vše si kupoval osmadvacetiletý Jakub...
Stovky amerických obrněnců se v řádu dnů nepozorovaně přemístily do Česka
Několik set vozidel americké armády včetně obrněnců Bradley nebo transportérů M113 se objevilo ve...
Zemřel bývalý místopředseda ODS Miroslav Macek. Bylo mu 79 let
Ve věku 79 let zemřel bývalý místopředseda ODS a federální vlády Miroslav Macek, bylo mu 79 let. O...
Moskva se chlubí kořistí z Ukrajiny: Abramsy, Leopardy i českým BVP
V Moskvě ve středu začala výstava západní vojenské techniky, kterou používá ukrajinská armáda a...
Nová odhalení z fakulty: studenti viděli vraha dřív, policie byla v budově víckrát
Premium Masový vrah David K., který v prosinci při střelbě na Filozofické fakultě Univerzity Karlovy v...
Na důchodce zaklekli, chalífát neřeší. Němce děsí mdlé reakce jejich politiků
Premium Snímky stovek radikálních islamistů demonstrujících v ulicích severoněmeckého Hamburku, kteří...
Na jednání o míru nepřijdeme, vzkázali Rusové. Švýcaři je ani nezvali
Švýcarsko iniciuje vlastní mírovou konferenci o Ukrajině. S pozváním Ruska na setkání, které se má...
Pavel zkritizoval všechny. Nefér jsou Babišova slova i kampaň SPOLU, míní
Kampaň, která dělá z hnutí ANO zastánce ruských zájmů, je podle prezidenta Petra Pavla stejně nefér...
Nespí vaše dítě? Přečtěte si, jak nespavost vyřešit
Nespavost a problémy se spánkem se v různé míře objevují až u 30 % dětí. Mohou se projevovat častým buzením, problémy s usínáním, brzkým vstáváním...
- Počet článků 310
- Celková karma 30,45
- Průměrná čtenost 3149x
Chcete-li sledovat diskuse v "jeho" skupině, připojte se do Vědecké filosofie & Fyziky (nejen). jfikacek@gmail.com
Upozornění: Toto je popularizační blog pro veřejnost, neberte ho tedy jako vědeckou dizertační práci. Někdy je to jen divoká fantazie. Na druhé straně se snaží udržovat jistou vědeckou kvalitu, takže "esoterické" komentáře nejsou vítány. P.S.: Osobně útočné a odborně velmi nekvalitní komentáře, zejména velmi dlouhé, budou mazány.