Category Archives: Geofizička mjerenja

Elektromagnetizam, Fizika unutrašnjosti Zemlje, Fizika Zemlje, Geofizička mjerenja, Geofizika, Geomagnetizam

Kako razumjeti kapacitet Zemlje?

Leave a comment

Njegova površina se uzima kao jedna sferna ‘ploča’ kondenzatora s dvije ploče, a druga ploča je šuplja sfera smještena na beskonačnoj udaljenosti.

Njegov kapacitet se mjeri (u faradima) u smislu količine naelektrisanja u kulonima koji ćete morati pumpati u zemlju za povećanje njenog električnog potencijala za 1 volt.

Ovo se može lako izračunati ako uzmemo u obzir da je električni potencijal sfernog provodnika dat jednačinom V=kQ/r gdje je k Kulonova konstanta jednaka 9*10^9.
Budući da je poluprečnik Zemlje 6378100 metara ispostavilo se da je kapacitet 710 mikrofarada, što je, vjerujte mi, ogromna vrijednost kapaciteta.

Količina naelektrisanja potrebna za povećanje potencijala Zemlje za 1 volt ispostavlja se da je 1410 kulona, što je suludo velika količina naelektrisanja – nešto što se može isporučiti samo udarcem munje.

Činjenica da je potrebna tako OGROMNA količina naelektrisanja da bi se prouzrokovala promena električnog potencijala u zemlji za čak 1 volt, veoma je slična činjenici da ćete morati da dodate 3,6 * 10^11
tone vode za podizanje nivoa okeana za 1 metar.

Potencijal zemlje ostaje gotovo stalan, jer je najveći objekt koji je čovjeku neposredno dostupan. Ovo čini zemlju izvanrednim referentnim nivoom za upoređivanje drugih nivoa napona.

Zbog toga, umjetno fiksiramo napon zemlje na 0 volti, kao što mjerimo visine geografskih karakteristika na zemlji u odnosu na srednji nivo mora, koji umjetno nazivamo visinom od 0.

Ovo je dobro mjesto za mene da dodam napomenu o temi koja zbunjuje mnoge ljude – kako ‘pobogu’ možemo uzeti planetu Zemlju kao provodnu sferu? Sve što imamo je stena, kamen, pesak i glina!

Istina je da ako kopate nekoliko metara ispod zemlje (osim usred pustinja), tlo je uvijek vlažno. Sadržana vlaga lako otapa brojne soli koje obiluju kamenjem i blatom. Ove soli su uglavnom elektroliti. Nakon rastvaranja, soli daju električno nabijene ione (baš kao kada u vodu dodamo natrijum hlorid). Ovi joni čine vlažni sloj tla odličnim provodnikom, sa prosječnom vrijednošću otpora od 5 oma.

Ovaj vlažni sloj ispod površine zemlje formira virtuelnu provodnu šuplju sferu.

Izvor: https://www.quora.com/Why-isn%E2%80%99t-the-capacitance-of-Earth-zero

Fizika "nemogućeg", Geofizička mjerenja, Geofizika, Primjenjena fizika, Seizmologija

Japanske kompanije razvijaju kuće koje bi lebdjele u slučaju zemljotresa

Leave a comment

Nekoliko japanskih kompanija trenutno radi na inovativnoj tehnologiji dizajniranoj da podigne kuće iznad zemlje tokom zemljotresa. Među ovim kompanijama ističe se Air Danshin, jer su predstavile konceptualne slike kuće koja lebdi iznad zemlje, podržana strukturama nalik balonima ispod nje.

Ove kuće su opremljene ugrađenim senzorima koji kontinuirano prate seizmičku aktivnost i potrese. Kada ovi senzori otkriju bilo kakvu aktivnost potresa, šalju signal vanjskom kompresoru zraka koji se nalazi izvan kuće. Ovaj kompresor zatim pumpa komprimirani zrak u temelj otporan na potrese postavljen ispod kuće, podižući ga iznad tla i pružajući zaštitu.

U novijim razvojima, arhitekti su istraživali potencijal tehnologije magnetne levitacije za upotrebu u građevinarstvu. Iako je ova tehnologija već u upotrebi za japanske brze vozove metaka, tek treba da se primeni na zgradama. Iako koncept plutajućih kuća za sada ostaje u domenu ideja, japanska istorija inovacija sugerira da bi oni mogli biti na čelu pionirskog pokretanja ovog trenda.

Fizika budućnosti, Fizika okoliša, Fizika sistema, Fizika Zemlje, Geofizička mjerenja, Geofizika, Vijesti o prirodnim nepogodama, Zanimljivost

Bojite se da će asteroid donijeti apokalipsu na Zemlju? Postoji još jezivija i vjerojatnija prijetnja: Gigantska erupcija megavulkana

Leave a comment

Ma kakvi asteroidi, zaboravljena prijetnja ljudima nisu ništa drugo doli vulkani. Ipak, svijet je “nedovoljno pripremljen” za to, mišljenje je to dr. Michaela Cassidyja sa Sveučilišta u Birminghamu i dr. Lare Mani sa Sveučilišta u Cambridgeu. Oni kažu da je rizik od ogromne erupcije sličan padu asteroida širokog 1 kilometar, piše The Sun.

No, razlika je u tome što je vjerojatnost da će se dogoditi vulkanska katastrofa stotinama puta veća od pada asteroida. Ako to nije dovoljno alarmantno, znanstvenici predviđaju da postoji šansa da se erupcija dogodi u ovom stoljeću, s magnitudom od 7 stupnjeva te upozoravaju da bi to moglo izazvati globalno razaranje.

Tonga bi trebala biti ‘poziv na buđenje’

Hunga Tonga–Hunga Haʻapai, kako se zove podvodni vulkan, rezultirao je smrću šestero ljudi, a nisu sve žrtve bile na samom otoku. Dvoje ljudi u Peruu su se utopili od smrtonosnog mega vala na plaži. U Japanu i SAD-u stotinama tisuća ljudi je rečeno da se drže podalje od obala zbog straha od tsunamija.

U međuvremenu, pacifički otoci ostali su okruženi pepelom i nisu imali struje. Bio je potreban cijeli mjesec da se popravi ključni podmorski kabel koji je Tongi potreban za telefoniranje i pristup internetu.

Posljednja erupcija magnitude 7 ubila je 100 tisuća ljudi

Trebate samo pogledati u povijesne knjige kako biste vidjeli koliko magnituda 7 može biti loša. “Takve gigantske erupcije uzrokovale su nagle klimatske promjene i kolaps civilizacija u dalekoj prošlosti”, rekao je dr. Mani.

Posljednji se dogodio 1815. godine u Indoneziji i procjenjuje se da je stradalo oko 100 tisuća ljudi. Smrtonosni događaj uzrokovao je pad globalne temperature u prosjeku za stupanj, pa je postao poznat kao “godina bez ljeta”. Usjevi nisu dobro rasli, što znači da je uslijedila glad, kao i nasilne pobune i epidemije.

Bezobzirni smo

“Stotine milijuna dolara upumpano je u prijetnje asteroidima svake godine, ali postoji ozbiljan nedostatak globalnog financiranja i koordinacije za spremnost na vulkan”, nastavio je dr. Mani. “Ovo se hitno mora promijeniti. Potpuno podcjenjujemo rizik koji vulkani predstavljaju za naše društvo.”

Dr. Cassidy je dodao: “Vulkani mogu biti uspavani dugo vremena, ali su još uvijek sposobni za iznenadno i iznimno uništenje.”

Izvor: www.net.hr

Arheologija, Biologija, Geofizička mjerenja, Geofizika, Najnovija istraživanja i otkrića, Ostale nauke, Sva Fizika

Naučnici su identifikovali ogroman podzemni ekosistem koji sadrži milijarde mikroorganizama

Leave a comment

Globalni tim naučnika je pronašao ekosistem ispod zemlje koji je dvostruko veći od svjetskih okeana.

Zemlja je daleko življa nego što se je ranije mislilo, prema studijama “dubokog života” koji otkrivaju bogat ekosistem pod nogama, što je gotovo dvostruko veći od onog nađenog u svim svjetskim okeanima.

Uprkos ekstremnoj vrućini, bez lakih, mršavih ishrana i intenzivnog pritiska, naučnici procjenjuju da ova podzemna biosfera sadrži između 15 i 23 milijardi tona mikroorganizama, stotinama puta kombinovanu težinu svakog čovjeka na planeti.

Istraživači Deep Observatory tvrde da raznolikost podzemnih vrsta ima poređenje sa Amazonom ili ostrvima Galapagos, ali za razliku od tih mjesta okolina je i dalje skrivena jer ljudi još nisu sondirali većinu podzemnih površina.


To je kao pronalaženje čitavog novog rezervoara života na Zemlji “, rekao je Karen Lloyd, vanredni profesor na Univerzitetu Tennessee u Knoxvilleu. “Mi stalno otkrivamo nove vrste života. Toliko je puno života unutar Zemlje, a ne na vrhu. ”

Tim kombinuje 1.200 naučnika iz 52 zemlje u disciplinama od geologije do mikrobiologije do hemije i fizike. Godinu dana prije završetka desetogodišnje studije, oni će predstaviti prikupljanje nalaza do danas, prije nego što se ove sedmice otvori godišnji sastanak američke geofizičke unije.

Uzorci su uzeti iz bušotina dubokih od 5km i podvodnih bušotina kako bi se napravili modeli ekosistema i procijeniti koliko živog ugljenika mogu sadržavati.

Za izgradnju modela podzemnog ekosistema korišćene su bušotine dužine preko 5000 metara.

Rezultati pokazuju da 70% bakterija i arhea na zemlji postoje na podmorju, uključujući Altiarchaeales koje žive u sumpornim izvorima i Geogemma barossii, jednoćelijski organizam koji se nalazi na 121C hidrotermalnim otvorima na dnu mora.

Jedan organizam koji je pronađen 2,5 kilometara ispod površine zakopan je milionima godina i možda se uopšte ne oslanja na energiju iz sunca. Umjesto toga, metanogen je pronašao način stvaranja metana u ovom niskoenergetskom okruženju, koji možda neće koristiti za reprodukciju ili podjelu, već za zamjenu ili popravku slomljenih dijelova.


Lloyd je rekao: “Najčudnija stvar za mene je da neki organizmi mogu postojati milenijumima. Oni su metabolički aktivni, ali u stazama, sa manje energije nego što smo mislili da može podržati život. ”

Rick Colwell, mikrobiološki ekolog na Univerzitetu u Oregonu, rekao je da su vremenski rokovi podzemnog života potpuno različiti. Neki mikroorganizmi su živjeli hiljadama godina, jedva se kreću, osim sa smjenama u tektonskim tablicama, zemljotresima ili erupcijama.

“Ljudi smo orijentisani prema relativno brzim procesima – dnevnim ciklusima na bazi sunca ili lunarnih ciklusa zasnovanih na Mjesecu – ali ovi organizmi su dio spora, upornih ciklusa na geološkim vremenskim rokovima.”

Biosfera podzemlja varira u zavisnosti od geologije i geografije. Procjenjuje se da će njihova kombinovana veličina biti više od 2 milijardi kubnih kilometara, ali se to u budućnosti može dodatno proširiti.

Istraživači su rekli da su njihova otkrića omogućena od dva tehnička dostignuća: bušilice koje mogu prodrijeti daleko ispod zemlje Zemlje i poboljšanja u mikroskopima koja omogućavaju detekciju života na sve manjim nivoima.

Naučnici pokušavaju pronaći donju granicu preko koje život ne može postojati, ali što dublje otkopaju više života nađu. Postoji temperaturni maksimum – trenutno 122C – ali istraživači vjeruju da će ovaj zapis biti prekinut ako nastave istraživanje i razvoj sofisticiranih instrumenata.


Misterije ostaju, uključujući da li se život kolonizuje od dubine ili odozdo s površine, kako mikrobi stupaju u interakciju sa hemijskim procesima i šta bi to moglo otkriti o tome kako su se život i Zemlja zajedno razvili.

Naučnici kažu da neki nalazi ulaze u oblast filozofije i egzobiologije – proučavanje vanzemaljskog života.

Robert Hazen, mineralogičar u Carnegie Instituciji za nauku, rekao je: “Moramo se zapitati: da li se život na Zemlji može razlikovati od onog što nam je iskustvo navelo da očekujemo, onda kakva neobičnost može da očekuje dok proučavamo život na drugim svjetovima ? ”

Izvor:

https://www.theguardian.com/science/2018/dec/10/tread-softly-because-you-tread-on-23bn-tonnes-of-micro-organisms

Fizika Zemlje, Geofizička mjerenja, Geofizika, Seizmologija

Australski geofizičar iz Hrvatske Hrvoje Tkalčić potvrdio je 80 godina staru hipotezu da je unutarnja jezgra Zemlje izgrađena od čvrstog materijala

Leave a comment

Hrvoje Tkalčić je objavio rad s mlađim kolegom Thanh-Son Phamom u nedavnom broju časopisa Science, koji je pobudio interes u struci i za koji kolege ističu da ima implikacije na razumijevanje sastava unutarnje jezgre Zemlje.

“Generalno smo uspjeli dokazati da je unutrašnja jezgra Zemlje u čvrstom agregatnom stanju, za što je postavljena hipoteza prije otprilike 80 godina. Do sada to nije bilo dokazano, iako su postojale dosta jake indicije, kazao je Tkalčić za Hinu i dodao da im je to uspjelo detekcijom tzv. smicajnih valova u unutrašnjoj jezgri Zemlje, koji su izravan dokaz za to. Ti valovi mogu se kretati samo u čvrstim objektima, ne kroz tekućine ili plinove. Korištenjem globalne mreže postaja uparivali smo svaki pojedini prijamnik sa svakim velikim potresom, te mjerili sličnosti između seizmograma, kaže Tkalčić i napominje da se radi o velikom broju kombinacija. Iz tih sličnosti konstruirali smo globalni korelogram, neku vrstu otiska prsta Zemlje. Osim što smo detektirali te valove, uspjeli smo izmjeriti brzinu njihova širenja, a onda možete izvlačiti iz toga i neke druge fizikalne ili kemijske parametre nekog materijala. U ovom slučaju, mi smo odredili da taj materijal, od kojeg je napravljena unutrašnja jezgra Zemlje, po ponašanju ima sličnost s nekim drugim kemijskim elementima više nego sa željezom na normalnim temperaturama i tlakovima.




Znamo da unutarnju jezgru manje-više izgrađuje legura željeza i nikla, međutim taj materijal iz naših mjerenja se više ponaša kao zlato ili platina, a podložniji je deformaciji nego željezo. Tako, jedno od bitnih rezultata istraživanja je da smo uspjeli odrediti neke parametre iz kojih možemo utvrditi puno bolje ne samo fizikalna i kemijska svojstva Zemljine jezgre, nego i kako se ona ponaša u odnosu na, recimo, plašt Zemlje.”, kazao je Tkalčić.

“Moja grupa nastavlja rad na korelacijskom polju Zemlje. Uspjeli smo pokazati ogroman potencijal te nove metode, to je zapravo jedna nova paradigma u našem području znanosti. Imamo puno ideja kako iskoristiti teorijski napredak na tom području, gdje smo mi kao znanstvena grupa dosta pridonijeli, kazao je.
Jedna od mogućih smjernica je rad na tomografiji Zemlje, na isti način na koji u medicini rade tomografiju ljudskog tijela.



Druga je primjena metode na druge planete, osim na Zemlju, jer misije koje će postavljati instrumente ne površine planeta, bazirat će se na vrlo sličnim metodama koje smo mi koristili.
Dosta znamo o atmosferama planeta iz toga što možemo o njima opaziti teleskopom ili mjeriti satelitima, ali malo toga znamo o unutrašnjosti planeta. Ova metoda će u tome pomoći”, kazao je profesor na Australskom nacionalnom univerzitetu u Canberri.

Izvor: hrt.hr



Astrofizika, Astronomija, Fizika naoružanja, Fizika Zemlje, Geofizička mjerenja, Geofizika, Planetologija

Zemlju će udari asteroid sa 100% sigurnošću koji će uništiti civilizaciju

Leave a comment

U budućnosti će Zemlju pogoditi asteroid, sličan onom koji je ubio dinosauruse. To će izbrisati većinu, ako ne i sve oblike života. To će se desiti sa sigurnošću od 100 procenata, kaže B612 Fondacija. Iako izgleda kao da tu grupu čine paranoični teoretičari zavjere nju čine bivši astronauti, astronomi, inžinjeri i naučnici.




B612 sebe naziva organizacijom koja “radi na zaštiti Zemlje od uticaja asteroida i informisanja i prosljeđivanja odluka širom svijeta o pitanjima planetske odbrane”, prema njihovoj lokaciji. Filozofija B612 je kombinacija historije i tehnologije, primjećuje izvještaj. Kažu da se asteroidni uticaji dogodili na Zemlji nekoliko puta u prošlosti i bar jednom – događaj KT-a bio je blizu potpunog uklanjanja svih oblika života na planeti.

To je događaj koji je okončao dinosauruse na planeti, omogućavajući toplokrvnim sisarima da preuzmu planetu. Sa aspekta nauke, primećuje izveštaj, obe vladine agencije kao što su NASA, kao i amaterski astronomi zureći na noćnom nebu, pokušavaju da traže asteroide već nekoliko decenija.



NASA je, prema ovom izveštaju, identifikovala 90 procenata asteroida koji su dovoljno veliki da izazovu zabrinutost i takođe su na putu sudara sa Zemljom. To je preostalih 10% što je zabrinjavajuće. Takođe, NASA gleda u asteroide i prati ih je jedna stvar, ali aktivno nešto o njima radi. Ako čak i jedan od tih asteroida stigne do Zemljinih teleskopa, to bi moglo da izazove loše vjesti, kaže predsjednik B612 Danica Remi.

Iako nema puno toga što se može uraditi u vezi sa tim, ako je asteroid uhvaćen u pravo vrijeme, ipak, NASA radi na projektu HAMMER, da ubije asteroide, bilo da ih razbije ili da koristi nuklearke kao u filmu Armageddon.

Izvor: www.sci-techuniverse.com



Eksperimentalna fizika, Eksperimentalne metode fizike, Filozofija, Filozofija fizike, Geofizička mjerenja, Jednostavni eksperimenti/pokusi, Koncepti u fizici, Konceptualno razumijevanje fizike, Misaoni eksperimenti, Mjerenja u fizici, Najnovija istraživanja i otkrića, O fizici općenito, Spoznajne metode fizike, Učenje fizike

Šta je naučna metoda i koji su njeni koraci?

Leave a comment

Naučna metoda je proces eksperimentisanja koji se koristi za istraživanje posmatranja i odgovaranje na pitanja. Da li to znači da svi naučnici prate upravo taj proces? Neke oblasti nauke mogu se lakše testirati od drugih. Na primjer, naučnici koji proučavaju kako se zvijezde mijenjaju kada stare ili kako su dinosaurusi rasipali hranu ne mogu brzo ponoviti život zvijezda za milion godina ili pokrenuti medicinske ispite na hranjenju dinosaurusa kako bi testirali svoje hipoteze. Kada direktno eksperimentisanje nije moguće, naučnici izmjenjuju naučni metod. Zapravo, vjerovatno postoji toliko verzija naučnog metoda koliko i naučnika! Ali čak i kada je izmijenjen, cilj ostaje isti: otkrivanje uzročnih i efektnih odnosa postavljajući pitanja, pažljivo prikupljanje i ispitivanje dokaza, i vidjeti da li se sve raspoložive informacije mogu kombinirati u logičan odgovor.

Iako pokazujemo naučni metod kao niz koraka, imajte na umu da nove informacije ili razmišljanje mogu dovesti do toga da naučnik podržava i ponovi korake u bilo kojoj fazi tokom procesa. Proces poput naučnog metoda koji podrazumijeva takvu podršku i ponavljanje se zove ierativni proces.

Bez obzira da li radite projekat naučnog sajma, naučnu aktivnost u učionici, nezavisno istraživanje ili bilo koji drugi praktični naučni ispit koji će koristiti korake naučne metode, pomaže vam da fokusirate svoje naučno pitanje i da radite kroz vaša zapažanja i podatke kako biste odgovorili na pitanje što je bolje moguće.

Koraci naučnog metoda

Postavite pitanje: Naučni metod počinje kada postavite pitanje o nečemu što primetite: kako, šta, kada, ko, ko, zašto ili gde?
Za projekat naučnog sajma neki nastavnici zahtevaju da pitanje bude nešto što možete da izmerite, po mogućnosti sa brojem.

  • Pozadinsko istraživanje:

Umjesto da počnete od nule u sastavljanju plana za odgovaranje na vaše pitanje, želite da budete naučnik koji koristi biblioteku i Internet istraživanja kako bi si pomogli da nađete najbolji način za rad i osigurate da ne ponavljate greške iz prošlosti.

  • Postavite hipotezu:

Hipoteza je smislena pretpostavka o tome kako stvari rade. To je pokušaj da odgovorite na vaše pitanje uz objašnjenje koje se može testirati. Dobra hipoteza vam omogućava da onda napravite predviđanje:
“Ako _____ [uradim ovo] _____, onda _____ [ovo] _____ će se desiti.”
Navedite i vašu hipotezu i rezultirajuće predviđanje koje ćete testirati. Predviđanja moraju biti lako mjerljiva.

  • Testirajte svoju hipotezu izvođenjem eksperimenta:

Vaš eksperiment testira da li je vaše predviđanje tačno i na taj način vaša hipoteza će biti potvrđena ili opovrgnuta. Važno je da vaš eksperiment bude fer test. Pravite test tako što ćete osigurati da mijenjate samo jedan faktor istovremeno, dok drugi uslovi ostaju isti.
Takođe trebate ponoviti vaš eksperiment nekoliko puta kako biste bili sigurni da prvi rezultati nisu samo nesreća.

  • Analizirajte svoje podatke i izvedite zaključak:

Kada se eksperiment završi, sakupljate mjerenja i analizirajte ih da biste vidjeli da li podržavaju vašu hipotezu ili ne.
Naučnici često otkrivaju da njihova predviđanja nisu tačna i da njihova hipoteza nije podržana, i u takvim slučajevima će komunicirati rezultate svog eksperimenta, a zatim se vratiti i izgraditi novu hipotezu i predviđanje na osnovu informacija koje su naučili tokom njihovog eksperimenta. Ovako ponovo počinju većina procesa naučnog metoda. Čak i ako otkriju da je njihova hipoteza podržana, možda će ju željeti ponovo testirati.

  • Predstavite vaše rezultate:

Da biste završili projekat naučnog sajma, vi ćete svoje rezultate prenijeti drugima u završnom izveštaju i / ili pločici za prikazivanje. Stručni naučnici rade skoro istu stvar objavljivanjem svog završnog izveštaja u naučnom časopisu ili prezentacijom svojih rezultata na plakatu ili tokom razgovora na naučnom sastanku. Na sajmu nauke sudije su zainteresovane za vaše nalaze, bez obzira na to da li podržavaju vašu prvobitnu hipotezu.

Tokom procesa održavanja vašeg sajamskog projekta, trebalo bi da vodite bilješke o svim vašim važnim idejama i informacijama. Ove bilješke se zovu laboratorijski bilješke.

Eksperimentalna fizika, Geofizička mjerenja, Geofizika, Jednostavni eksperimenti/pokusi, Mehanika

Šta je to Foucaultovo njihalo ili klatno? Šta se s njim može dokazati?

Leave a comment

Foucaultovo njihalo

 
 
 

Foucaultovo njihalo.

 

Foucaultovo njihalo unutar Panteona u Parizu.

 Putanja kugle na podlozi koja se okreće prikazuje Coriolisov učinak.
Foucaultovo njihalo je jedan od najpoznatijih fizikalnih pokusa koji zorno dokazuje da se Zemlja vrti oko svoje osi, a prvi je izgradio fizičar Léon Foucault 1851. Prvo Foucaultovo njihalo se sastojalo od 28 kilograma teške olovne kugle obložene mjedom, obješene na nit koja je bila duga 67 metara (period njihanja je iznosio 17 sekundi), unutar kupole Panteona u Parizu. Na donjem kraju kugle nalazila se pisaljka koja je pisala tragove njihala na ploči posutoj pijeskom. Iz zakreta tragova utvrđeno je da se zakreće ravnina njihala kao posljedica vrtnje Zemlje oko svoje osi. Na zemljopisnoj širini u Parizu, predviđen i promatran pomak bio je oko 11° (u smjeru kazaljke na satu) na sat, tako da je trebalo 32.7 sati da Foucaultovo njihalo napravi puni krug. Foucaultova njihala sada se njišu po muzejima po cijelom svijetu. I zgrada UN-a (Ujedinjeni narodi) u New Yorku ima jedno Foucaultovo njihalo. Na Sjevernom ili Južnom polu bi ravan njihanja napravila puni krug za 24 sata, na 45° zemljopisne širine za oko 34 sati, a na ekvatoru bi mirovala.

Foucaultov pokus nudi mogućnost opažanja rotacije Zemlje oko svoje osi i bez proučavanja gibanja ostalih nebeskih tijela, i to pomoću rezultata Newtonove mehanike: s obzirom da se rotira, promatrač na Zemlji nije u takozvanom inercijalnom sustavu, već u sustavu koji ubrzava. A u takvom sustavu se javljaju neinercijalne sile, a tipičan primjer jest centrifugalna sila, svojstvena za rotirajuće sustave. Osim te sile, u sustavu koji se vrti jednolikom brzinom javlja se još jedna sila, koja je razmjerna (proporcionalna) brzini kojom se tijelo giba u tom rotirajućem sustavu. Smjer te sile je okomit na ravninu koju tvore os rotacije sustava i vektor brzine tijela. Ta se sila zove Coriolisova sila ili Coriolisov učinak. Ako zanjišemo uteg (klatno)obješen na nit, s obzirom da tijelo ima neku brzinu, osim centrifugalne sile javit će se i Coriolisova sila, i to okomito na ravninu gibanja (njihanja) tijela. A to onda znači da će se ravnina njihanja zakretati. I sve to samo zato što se Zemlja vrti oko svoje osi.

Kada je Foucaultovo njihalo ovješeno na ekvatoru, ne dolazi do zakretanja ravnine njihanja. Za sve ostale zemljopisne širine, dolazi do zakretanja ravnine njihanja, ali uvijek sporije nego na polovima. Kutna brzina zakretanja ravnine njihanja ω (mjerena u stupnjevima u smjeru kazaljke na satu po sideričkom ili zvjezdanom danu) je razmjerna sinusu kuta zemljopisne širine φ:

{displaystyle omega =360sin varphi ^{circ }/mathrm {dan} }

gdje se sjeverna i južna zemljopisna širina određuju kao pozitivne ili negativne. Na primjer, Foucaultovo njihalo ovješeno na 30° južne zemljopisne širine (- 30° S), promatrano iznad Sjevernog pola, će se zakrenuti cijeli krug (360°) obrnuto od kazaljke na satu, točno za 2 dana. Na Sjevernom ili Južnom polu bi ravan njihanja napravila puni krug za 24 sata.

Coriolisov učinak

Coriolisov učinak spada u prividne sile, kao i tromost. Djeluje na svako tijelo koje se kreće unutar rotirajućeg sustava. Prvi put ga je matematički opisao Gaspard Gustave Coriolis. Smjer Coriolisovog učinka okomit je na smjer kretanja tijela kao i na os rotacije određenog sustava. Snaga učinka proporcionalna je masi tijela koje se kreće, frekvenciji rotacije i projekciji vektora brzine na ravninu okomitu osi rotacije. Ako su smjer kretanja i os rotacije paralelni, učinak je ravan nuli.

Pojednostavljeno, sve točke na Zemlji u roku od 24 sata prijeđu puni krug. Kako se ti krugovi, krećući od polova prema ekvatoru, povećavaju, tako su i putanje tih točaka sve duže, pa tako i brzina njihovog kretanja. U meteorologiji i fizikalnoj oceanografiji Coriolisov učinak ima vrlo važnu ulogu. Zbog rotiranja Zemlje zračne i vodene mase kreću se unutar rotirajućeg sustava. Posljedica Coriolisovog učinka je da te mase na sjevernoj polutci skreću udesno, što se odnosi i na kretanje visokog odnosno niskog atmosferskog tlaka, dok su ova kretanja na južnoj polutci obrnuta. Temperaturna razlika stvara razliku u tlakovima što uzrokuje pomicanje zračnih masa. Topli zrak zagrijan oko ekvatora diže se u visinu sve do oko 10 kilometara, a istovremeno putuje prema polovima. Kada zemlja ne bi rotirala topao zrak bi jednostavno samo došao do polova, ohladio se, potonuo i krenuo nazad prema ekvatoru. Budući da zemlja rotira na vjetar utječe i Coriolisov učinak. Ovaj učinak ima odraz na čitav niz drugih pojava, a pogotovo u ljudskim aktivnostima kao što je balistika i slično.

Izvori

  1. Foucaultovo njihalo, “Hrvatska enciklopedija”, Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2014.
  2. ” Što je to Foucaultov pokus?”, odgovor mr.sc.M.Basletić, PMF Zagreb, www. eskola.hfd.hr, 2014.

Glavni izvor: Wikipedia

Astrofizika, Astronomija, fenomeni u fizici, Geofizička mjerenja, Geofizika

Koliko je šta veliko i udaljeno u Svemiru?

Leave a comment

Svima nam je teško zamislit veličine u Svemiru, kao i veličine koje se pominju u fizici, astrofizici i astronomiji. Mi najbolje možemo zamisliti ono šta znamo iz iskustva.

Npr. svi se susrećemo svakodnevno sa veličinom lopti, automobila, kuća, zgrada, brda i planina, međutim možemo li zamisliti koliko je velika Zemlja? Najbolji način da si to zamislimo jest da zamislimo nevidljivu bakteriju na površini jabuke. To smo mi u usporedbi sa Zemljom!

Sad koliko je Zemlja velika u odnosu na Sunce? Zamislimo si fudbalsku loptu na sredini stadiona, razlika u veličini između lopte i stadiona bi odgovarala odnosu veličine Zemlje i Sunca. Sad bi mogli ići i puno dalje, ali samo naglasimo da je Sunce jedna od manjih zvijezda u Svemiru, postoje mnogo, mnogo veće zvijezde od Sunca, a Sunce je kao što smo rekli veće od Zemlje koliko je stadion veći od fudbalske lopte. 

Isto tako imamo ogromne razlike ne samo u zapremini u Svemiru, nego i u udaljenosti, masi, gustoći, temperaturi itd.

tportal.hr je objavio solidan opis:

“Ako zamislimo da je Sunce veliko poput novčića penija, dakle negdje između 20 i 50 lipa, najbliža zvijezda Alpha Centauri bila bi udaljena oko 563 kilometra, malo manje od dužine ceste od Zagreba do Dubrovnika.

Svaki pokušaj da si predočimo udaljenosti veće od ove ubrzo postaje problematičan. Primjerice, promjer Mliječne staze bio bi oko 9 460 800 000 000 kilometara,  udaljenost  između Zemlje i Mjeseca je oko 384 400 km. Takve nadljudske dimenzije vrlo je teško i zamisliti. No definiranje astronomskih mjernih jedinica poput svjetlosne godine, parseka ili crvenog pomaka pomaže nam da dobijemo barem neke predodžbe o njima.

Prije svega treba istaknuti da zapravo nitko ne zna točno koliko je svemir velik. Mogao bi biti beskonačan, no mogao bi i imati granice, što zapravo znači da bismo putujući pravocrtno u jednom smjeru konačno završili na mjestu s kojeg smo krenuli kao da smo putovali po površini kugle. Znanstvenici se još ne mogu složiti oko toga kakav oblik ima svemir, međutim jednu stvar možemo izračunati prilično precizno – koliko daleko možemo vidjeti. Svjetlost putuje ograničenom brzinom, a budući da je svemir star oko 13,7 milijardi godina, logično je zaključiti da su najudaljenija mjesta koja možemo vidjeti od nas udaljena 13,7 milijardi svjetlosnih godina. No to nije točno. Naime, svemir se stalno širi. Ova ekspanzija može se odvijati bilo kojom brzinom, čak i većom od brzine svjetlosti. To pak znači da su najudaljeniji objekti koje danas možemo vidjeti nekad bili mnogo bliže. Zahvaljujući ovoj ekspanziji mi zapravo možemo vidjeti objekte koji su danas od nas udaljeni više od 46 milijardi svjetlosnih godina. Mada se Zemlja ne nalazi u središtu svemira, ona je u centru njegova vidljivog dijela koji oblikuje kuglu promjera od oko 93 milijarde svjetlosnih godina.

NASA-in teleskop Hubble snimio je najudaljenije dosad otkrivene galaksije u vidljivom svemiru. Astronomi su ovu fotografiju snimili tako što su Hubble okrenuli prema malenom dijelu neba na nekoliko mjeseci i hvatali svaki sićušan foton koji je stigao. Na snimci se vidi oko 10.000 galaksija. Budući da je svjetlost do nas putovala jako dugo, mi zapravo vidimo kako su izgledale prije nekih 13 milijardi godina, nedugo nakon Velikog praska. One su danas od nas udaljene oko 30 milijardi svjetlosnih godina.

Budući da se svemir stalno širi, znanstvenici su smislili bolji način za iskazivanje najvećih udaljenosti. Naime, što je neka galaksija udaljenija, to je njezina brzina udaljavanja veća (širenje svakog dijela svemira između nas i galaksije se zbraja). Kako se galaksija udaljava od nas, valne dužine njezine svjetlosti se izdužuju pa nastaje tzv. crveni pomak – kraće valne dužine plave boje postaju duže, odnosno pomiču se prema crvenom dijelu spektra. Slično se događa kada se kola hitne pomoći udaljavaju od nas – zvuk sirene postaje niži. Prema tom sustavu mjerenja za galaksije na Hubbleovoj slici možemo reći da imaju crveni pomak od 7,9.

Znanstvenici posljednjih godina sve češće koriste i jedinicu za udaljenost koja se zove parsek (pc), a koja u stručnim krugovima sve više istiskuje svjetlosnu godinu te postaje osnovna jedinica za mjerenje udaljenosti u svemiru. Jedan parsek iznosi 3,26 svjetlosnih godina. Definiran je kao udaljenost na kojoj bi zvijezda imala paralaksu od jedne lučne sekunde. To je, dakle, udaljenost s koje se polumjer Zemljine orbite vidi pod kutom od jedne sekunde.

Najudaljeniji izvor svjetlosti u svemiru koji smo do danas uspjeli registrirati je tzv. kozmičko pozadinsko mikrovalno zračenje. To su fotoni koji su do nas putovali gotovo od samog početka stvaranja. Nedugo nakon velikog praska svemir je bio premalen i prenapučen da bi svjetlost mogla otputovati daleko prije nego što će je čestice raspršiti ili apsorbirati. No negdje oko 380 milijuna godina nakon velikog praska postao je dovoljno velik da omogući slobodno putovanje svjetlosti – postao je proziran. Tako je nastalo zračenje koje je krajnji rub ili neproziran zid koji omeđuje ono što danas možemo vidjeti.

Kako se svemir kroz 13,7 milijardi godina širio, svjetlost u njemu se jako razvukla. Mada je pozadinsko zračenje nastalo u vrijeme kada je temperatura svemira bila viša od 3000°C, ono danas ima temperaturu od samo 2,73 K, odnosno -270,3°C. Ta je temperatura vrlo jednolika, a varijacije koje se vide na slici iznose tek 1 naprama 100.000.

Dalje od pozadinskog mikrovalnog zračenja danas ne možemo vidjeti. No naši horizonti mogli bi se proširiti kada bismo uspjeli izgraditi dovoljno osjetljive detektore neutrina. Naime, neutrini, za razliku od fotona svjetlosti, gotovo nesmetano prolaze kroz materiju pa ih čestice u ranom svemiru nisu mogle raspršiti niti apsorbirati.” (1)

 

Dodatno, da biste dobili osjećaj koje  su zapremine i udaljenosti u Svemiru u pitanju, pogledajte sljedeći video:

Reference:

(1) https://www.tportal.hr/tehno/clanak/kako-si-predociti-stvarne-dimenzije-svemira-20111207