Imate priliku da pročitate prevod stranice www.howeverythingworks.org sa odobrenjem profesora Louis Bloomfield -a, vlasnika sajta.
U prevođenju su učestvovali: Aleksandar Nastić, Aleksandra Todorić, Dragan Đorđević, Đina Radovanović, Đorđe Janjić, Marko Nikolovski, Milica Brnjoš, Miloš Milošević, Slaviša Perišić, Snežana Čalić, Dejan Pardanjac, Srboljub Kovačević, Iva Mrkonjić, Iva Pavlović, Tamara Zimonjić, Mihailo Jokić, Jelica Milošević, Milica Radusin, Marija Aleksić.
U prevođenju su učestvovali: Aleksandar Nastić, Aleksandra Todorić, Dragan Đorđević, Đina Radovanović, Đorđe Janjić, Marko Nikolovski, Milica Brnjoš, Miloš Milošević, Slaviša Perišić, Snežana Čalić, Dejan Pardanjac, Srboljub Kovačević, Iva Mrkonjić, Iva Pavlović, Tamara Zimonjić, Mihailo Jokić, Jelica Milošević, Milica Radusin, Marija Aleksić.
1114.Kako rade detektori metala sa velikim dometom? - AS
Generalno, detektori metala rade tako što traže metalne objekte na osnovu njihovog elektromagnetnog odziva. Na primer, možete odrediti da li je gvozdeni ili čelični objekat u blizini mašući magnetom unaokolo. Ako osetite da nešto privlači taj magnet, možete biti prilično sigurni da je komad gvožđa ili čelika u blizini. Slično, ako mašete jakim magnetom iznad aluminijumske ili bakarne površine, osetićete otpor jer kretanje magneta uzrokuje da električna struja teče na metalnoj površini - električna struja je sama po sebi izvor magnetnog polja.
Naravno, pravi detektor metala je daleko osetljiviji nego vaša ruka, ali radi otprilike na istom principu. Najčešće detektor metala koristi namotaj žice sa naizmeničnom strujom kako bi nastalo što više promena magnetnog polja oko namotaja. Ako to promenljivo magnetno polje dođe u dodir sa obližnjim metalom, metal će reagovati. Ako je feromagnetičan, što znači da ima unutrašnju strukturu kao gvožđe ili čelik, snažno će reagovati svojim magnetnim poljem. Ako nije feromagnetičan, što znači da nema odgovarajuću metalnu rešetku, odgovoriće slabijim magnetnim poljima koja su nastala zbog električnih struja koje teku kroz njega.
Kod detektora sa malim dometom, on traži direktnu interakciju svog magnetnog polja i najbližeg metala. Taj metal menja karakteristike namotaja žice u detektoru na način koji je relativno lako otkriti. Ali kod detektora sa velikim dometom, namotaj mora prvo da emituje elektromagnetni talas, pa tek onda da traži njegovu reflekciju sa nekog daljeg metala. To je zato što se magnetno polje namotaja žice ne širi unedogled, ono nestaje nakon razdaljine koja iznosi nekoliko prečnika namotaja. Da bi mogao da pronađe neki dalji metal, detektoru je potrebna pomoć u prenosu magnetnog polja kroz prostor. Kombinovanjem električnog i magnetnog polja, detektor sa velikim dometom stvara elektromagnetni talas - radiotalas - koji samostalno putuje kroz prostor. Elektromagnetni talasi se reflektuju sa mnogo stvari, posebno predmeta koji provode naelektrisanje. Tako detektor sa velikim dometom prvo odašilje elektromagnetni talas, a onda traži refleksiju tog talasa. Ovo je način rada sonara (zvučni talasi) i radara (radio talasi), i može se koristiti za traženje metala koji su duboko u zemlji. Nažalost, i sama zemlja donekle provodi struju, pa postaje sve teže i teže razlikovati refleksiju sa metala od refleksije sa drugih stvari u zemlji.
1113.Šta je moment sile? - JPT, Calgary, Alberta
Moment sile je termin koji fizičari upotrebljavaju za obrtanje i okretanje. Kada okrećete poklopac tegle, vi delujete momentom sile na teglu i izazivate da se poklopac pokreće ugaonim ubrzanjem - počinje da rotira brže i brže u smeru momenta sile. Slično, kada okrećete vrh igračke, vi delujete momentom sile na vrh i to ponovo podleže ugaonom ubrzanju.
1112.Kako radi sirena? - MM, Waterloo, Iowa
Sirene koriste disk ili doboš izbušen rupicama, koje naizmenično propuštaju ili sprečavaju prolaz vazdušnoj struji. Klasična sirena poseduje disk koji se obrće, po površini prošaran rupicama. Disk rotira naspram vazdušne struje, pri čemu dolazi do promene pritiska vazdušne struje, što stvara zvuk. Nešto savremenije sirene - centrifugalne - poseduju ventilator koji potiskuje vazduh van sirene, pravolinijski, kroz niz rupica na rotirajućem dobošu, postavljenog preko ventilatora. Centrifugalna sirena je jača u odnosu na disk sirenu jer centrifugalni sklop potiskuje vazduh kroz više rupica odjednom, dok vazdušna struja na disk sireni, za isto vreme, prolazi kroz jednu rupicu.
1111.Kako radi operacioni pojačivač? - BR
Operacioni pojačivač je izuzetno snažan naponski pojačivač - uređaj koji upoređuje napon dva izvora i proizvodi izlazni napon koji je mnogo veći u odnosu na razliku ulaznih napona. Nakoji način operacioni pojačivač izvodi proces upoređivanja i umnožavanja napona, to zavisi od tipa operacionog pojačivača, ali u većini slučajeva dva izvora napona kontrolišu kako se struja deli između dve paralelne grane kola. Čak i mala razlika između ulaznih napona izaziva veliku razliku u jačinama struja između dve grane - grana koja kontroliše veći ulazni napon nosi mnogo veću struju nego druga grana. Neuravnotežnost struja između dve grane izaziva veliku razliku napona u njihovim komponentama i ove razlike se ponovo upoređuju u drugoj fazi diferencijalnog pojačivača napona. Konačna razlika u struji i naponu postaje veoma velika i u poslednjoj fazi pojačivač se koristi da izazove ili veliki pozitivni ili veliki negativni izlazni napon, u zavisnosti od toga koji ulaz ima veći napon. Prilikom tipične upotrebe, povratna sprega se koristi da bi se održale vrednosti dva ulazna napona veoma blizu, tako da izlazni napon u stvari ima vrednost između dve svoje krajnosti. U tom režimu, operacioni pojačivač je veoma osetljiv na čak i najmanje promene u izvorima napona i pravi veliko pojačanje slabih električnih signala.
1110.Kako radi video rekorder? - SH, Sault Ste. Marie, Ontario
Video rekorder je prilično sličan kasetofonu, samo što snima mnogo više podataka svake sekunde. Kada pustite audio kasetu u kasetofonu, mali namagnetisani delovi trake kreću se pored glave za preslušavanje. Ova glava se sastoji iz gvozdenog prstena sa malim otvorom u sredini i namotaja žice oko prstena. Dok namagnetisani delovi trake prolaze pored otvora prstena, oni magnetišu prsten. Njegova namagnetisanost se menja kako se traka pomera i te promene omogućavaju struji da teče kroz namotaj žice. Ta struja se povećava i koristi za reprodukovanje zvuka. Kada snimate kasetu, rekorder šalje struju kroz namotaj žice, magnetišući gvozdeni prsten i time se magnetišu oblasti trake koje su blizu otvora na prstenu.
U video rekorderu traka se kreće jako sporo da bi proizvodila milione promena namagnetisanosti koje su potrebne svake sekunde za prezentovanje video signala. Zbog toga, umesto da pomera traku pored glave, rekorder radi obrnuto. Dok se traka polako pomera, glava se okreće oko nje na glatkoj cilindričnoj osnovi. Traka je delimično obmotana oko osnove i dve ili više glava naizmenično registruju namagnetisane delove na njenoj površini. Traka se polako okreće u odnosu na glave tako da one brzo prelaze preko trake njenom dužinom i širinom. Na taj način, cela površina trake se koristi za snimanje ogromne količine podataka potrebnih za reprodukovanje slika na ekranu. Tokom snimanja, struja se šalje kroz glave tako da magnetiše traku, a ne da očitava njenu namagnetisanost.
1109.Kako se prave magneti i od čega? - S, San Francisco, CA
Najjači magneti današnjice prave se sklapanjem velikog broja malecnih magnetnih delića u predmet koji je u čvrstom stanju. Takvi delići su „u unutrašnjosti” magnetni, što znači da atomi od kojih su nastali zadržavaju svoj magnetizam kad se sastave u čvrst oblik. Elektroni prirodno ispoljavaju magnetizam i, posledično, većina atoma takođe. Ali kad se ovi atomi nađu u čvrstom stanju, veliki deo njih izgubi tu svoju namagnetisanost. Na primer, bakar, aluminijum, zlato i srebro su u čvrstom obliku i nisu namagnetisani a izgrađeni su od atoma koji ispoljavaju magnetna svojstva. Postoji samo nekoliko materijala koji ne gube magnetizam svojih atoma i mogu da se koriste za pravljenje stalnih magneta. Međutim, većina njih ispoljava to svojstvo samo kad su u blizini drugih magneta - kad nisu, magnetizam je uglavnom sakriven. Npr., gvožđe i čelik su takvi materijali ali postaju jako magnetni kada se im se prinese stalni magnet.
Da bi se stvorio stalni magnet, potrebno je naći materijal kojem je unutrašnja struktura magnetna i koji ostaje takav i kad je van uticaja spoljašnjeg magnetnog polja. Materijali koji ne ispoljavaju svoj magnetizam van spoljašnjeg magnetnog polja, to čine tako što se njihova magnetna struktura razbija u deliće koji su orijentisani u različitim pravcima. Svaki delić se naziva magnetni domen, a gvožđe i čelik se sastoje iz mnogo takvih domena. Dobar stalni magnet je onaj kojem je unutrašnja struktura magnetna i koji odoleva formiranju nasumično orijentisanih magnetnih domena. Odličan način za pravljenje stalnih magneta je jednako usmeriti veliki broj magnetnih domena. Svaki od njih je oblikovan tako da im je jedan kraj severni, a drugi kraj južni pol, i jako je teško da polovi zamene mesta. Domeni su složeni jedan pored drugog tako da formiraju stalni magnet. Da bi bilo sigurno da im je svima severni pol na jednom, a južni pol na drugom kraju, načinjeni magnet se izlaže jakom magnetnom polju - tako snažnom da okreće one deliće koji su naopačke orijentisani. Nakon što se na ovaj način namagnetiše, stalni magnet je jako teško razmagnetisati, a to je baš ono što je potrebno za stalni magnet.
Najpoznatiji takvi materijali su ferit i alniko. Feritni magneti se prave od primese oksida gvožđa i barijuma, stroncijuma ili oksida olova. Alniko magneti se prave od aluminijuma, nikla, gvožđa i kobalta i sastoje se od malih čestica gvožđe-nikl-aluminijumskih smesa unutar gvožđe-kobaltne smese. Ali najjači magneti se danas prave od gvožđe-neodimijum-borovih smesa. Savremene magnete je jako teško razmagnetisati i sile koje ispoljavaju međusobno su izuzetno jake.
1108.Kako radi elektromagnetno zvonce na vratima? - SH, Sault Ste. Marie, Ontario
Kada se pritisne dugme na elektromagnetnom zvoncetu, zatvara se strujno kolo koga sačinjavaju izvor električne struje (najčešće niskonaponski transformator) i namotaj žice. Kada se kolo zatvori, struja počinje da teče i namotaj se namagnetiše. Od jednog do drugog kraja namotaja proteže se gvozdena šipka. Kada se namotaj, koji se naziva i solenoid, namagnetiše, namagnetiše se i ta šipka. Kao takvu, solenoid je privlači i ona se ubrzano kreće ka njemu. Privlačna sila nestaje tek kad se šipka nađe unutar solenoida, ali se onda ona usled inercije kreće ka drugom kraju i izlazi iz solenoida. Kreće se toliko daleko izvan solenoida da udara u zvonce! Šipka se odbija i menja smer kretanja. Šipka se pomera tako daleko od solenoida da je on privlači nazad. Ponovo prolazi kroz solenoid i opet udara u zvono. Nakon ovog kretanja napred-nazad, šipka se obično zaustavi negde u sredini solenoida i ne pomera se dok se opet ne pritisne dugme na zvoncetu. Slaba opruga onda ponovo vraća šipku na početno mesto na kraju solenoida.
1107.Kako radi elektromagnetna puška?
Elektromagnetna puška predstavlja uređaj koji koristi elektromagnetnu silu da bi ubrzao projektil do visokih brzina. Postizanje ubrzanja zasniva se na činjenici da kad god se naelektrisana čestica nađe u spoljašnjem magnetnom polju, na nju deluje sila u pravcu koji je normalan na brzinu projektila i na magnetnu indukciju. Unutar ovakve puške, pomenuta sila - naziva se i Lorencova sila - potiskuje projektil u pravcu između dve metalne šine i ubrzava ga do ogromnih brzina.
Projektil mora da bude provodan za struju i on zatvara električno kolo koga sačinjavaju pomenute metalne šine i izvor struje velike jačine. Tokom rada, struja protiče od izvora ka jednoj od šina, prolazi kroz projektil i vraća se, prolazeći kroz drugu šinu, u izvor. Dok prolazi kroz šine, struja proizvodi jako magnetno polje između šina. Projektil je izložen ovakvom magnetnom polju i pošto naelektrisane čestice (nosioci struje - prim. DR) prolaze kroz projektil, na njih deluje Lorencova sila koja potiskuje čestice tj. projektil, u pravcu duž koga su postavljene šine. Projektil dobija u brzini dok se kreće i nastavlja sa ubrzavanjem sve dok postoji protok struje u kolu ili dok ne napusti šine. U praksi, u većini elektromagnetnih pušaka izvor sačinjavaju veliki blokovi kondenzatora. Kondenzatori skladište naelektrisanja koja su razdvojena i napajaju šine ogromnom strujom tokom kratkog vremenskog perioda.
Generalno, detektori metala rade tako što traže metalne objekte na osnovu njihovog elektromagnetnog odziva. Na primer, možete odrediti da li je gvozdeni ili čelični objekat u blizini mašući magnetom unaokolo. Ako osetite da nešto privlači taj magnet, možete biti prilično sigurni da je komad gvožđa ili čelika u blizini. Slično, ako mašete jakim magnetom iznad aluminijumske ili bakarne površine, osetićete otpor jer kretanje magneta uzrokuje da električna struja teče na metalnoj površini - električna struja je sama po sebi izvor magnetnog polja.
Naravno, pravi detektor metala je daleko osetljiviji nego vaša ruka, ali radi otprilike na istom principu. Najčešće detektor metala koristi namotaj žice sa naizmeničnom strujom kako bi nastalo što više promena magnetnog polja oko namotaja. Ako to promenljivo magnetno polje dođe u dodir sa obližnjim metalom, metal će reagovati. Ako je feromagnetičan, što znači da ima unutrašnju strukturu kao gvožđe ili čelik, snažno će reagovati svojim magnetnim poljem. Ako nije feromagnetičan, što znači da nema odgovarajuću metalnu rešetku, odgovoriće slabijim magnetnim poljima koja su nastala zbog električnih struja koje teku kroz njega.
Kod detektora sa malim dometom, on traži direktnu interakciju svog magnetnog polja i najbližeg metala. Taj metal menja karakteristike namotaja žice u detektoru na način koji je relativno lako otkriti. Ali kod detektora sa velikim dometom, namotaj mora prvo da emituje elektromagnetni talas, pa tek onda da traži njegovu reflekciju sa nekog daljeg metala. To je zato što se magnetno polje namotaja žice ne širi unedogled, ono nestaje nakon razdaljine koja iznosi nekoliko prečnika namotaja. Da bi mogao da pronađe neki dalji metal, detektoru je potrebna pomoć u prenosu magnetnog polja kroz prostor. Kombinovanjem električnog i magnetnog polja, detektor sa velikim dometom stvara elektromagnetni talas - radiotalas - koji samostalno putuje kroz prostor. Elektromagnetni talasi se reflektuju sa mnogo stvari, posebno predmeta koji provode naelektrisanje. Tako detektor sa velikim dometom prvo odašilje elektromagnetni talas, a onda traži refleksiju tog talasa. Ovo je način rada sonara (zvučni talasi) i radara (radio talasi), i može se koristiti za traženje metala koji su duboko u zemlji. Nažalost, i sama zemlja donekle provodi struju, pa postaje sve teže i teže razlikovati refleksiju sa metala od refleksije sa drugih stvari u zemlji.
1113.Šta je moment sile? - JPT, Calgary, Alberta
Moment sile je termin koji fizičari upotrebljavaju za obrtanje i okretanje. Kada okrećete poklopac tegle, vi delujete momentom sile na teglu i izazivate da se poklopac pokreće ugaonim ubrzanjem - počinje da rotira brže i brže u smeru momenta sile. Slično, kada okrećete vrh igračke, vi delujete momentom sile na vrh i to ponovo podleže ugaonom ubrzanju.
1112.Kako radi sirena? - MM, Waterloo, Iowa
Sirene koriste disk ili doboš izbušen rupicama, koje naizmenično propuštaju ili sprečavaju prolaz vazdušnoj struji. Klasična sirena poseduje disk koji se obrće, po površini prošaran rupicama. Disk rotira naspram vazdušne struje, pri čemu dolazi do promene pritiska vazdušne struje, što stvara zvuk. Nešto savremenije sirene - centrifugalne - poseduju ventilator koji potiskuje vazduh van sirene, pravolinijski, kroz niz rupica na rotirajućem dobošu, postavljenog preko ventilatora. Centrifugalna sirena je jača u odnosu na disk sirenu jer centrifugalni sklop potiskuje vazduh kroz više rupica odjednom, dok vazdušna struja na disk sireni, za isto vreme, prolazi kroz jednu rupicu.
1111.Kako radi operacioni pojačivač? - BR
Operacioni pojačivač je izuzetno snažan naponski pojačivač - uređaj koji upoređuje napon dva izvora i proizvodi izlazni napon koji je mnogo veći u odnosu na razliku ulaznih napona. Nakoji način operacioni pojačivač izvodi proces upoređivanja i umnožavanja napona, to zavisi od tipa operacionog pojačivača, ali u većini slučajeva dva izvora napona kontrolišu kako se struja deli između dve paralelne grane kola. Čak i mala razlika između ulaznih napona izaziva veliku razliku u jačinama struja između dve grane - grana koja kontroliše veći ulazni napon nosi mnogo veću struju nego druga grana. Neuravnotežnost struja između dve grane izaziva veliku razliku napona u njihovim komponentama i ove razlike se ponovo upoređuju u drugoj fazi diferencijalnog pojačivača napona. Konačna razlika u struji i naponu postaje veoma velika i u poslednjoj fazi pojačivač se koristi da izazove ili veliki pozitivni ili veliki negativni izlazni napon, u zavisnosti od toga koji ulaz ima veći napon. Prilikom tipične upotrebe, povratna sprega se koristi da bi se održale vrednosti dva ulazna napona veoma blizu, tako da izlazni napon u stvari ima vrednost između dve svoje krajnosti. U tom režimu, operacioni pojačivač je veoma osetljiv na čak i najmanje promene u izvorima napona i pravi veliko pojačanje slabih električnih signala.
1110.Kako radi video rekorder? - SH, Sault Ste. Marie, Ontario
Video rekorder je prilično sličan kasetofonu, samo što snima mnogo više podataka svake sekunde. Kada pustite audio kasetu u kasetofonu, mali namagnetisani delovi trake kreću se pored glave za preslušavanje. Ova glava se sastoji iz gvozdenog prstena sa malim otvorom u sredini i namotaja žice oko prstena. Dok namagnetisani delovi trake prolaze pored otvora prstena, oni magnetišu prsten. Njegova namagnetisanost se menja kako se traka pomera i te promene omogućavaju struji da teče kroz namotaj žice. Ta struja se povećava i koristi za reprodukovanje zvuka. Kada snimate kasetu, rekorder šalje struju kroz namotaj žice, magnetišući gvozdeni prsten i time se magnetišu oblasti trake koje su blizu otvora na prstenu.
U video rekorderu traka se kreće jako sporo da bi proizvodila milione promena namagnetisanosti koje su potrebne svake sekunde za prezentovanje video signala. Zbog toga, umesto da pomera traku pored glave, rekorder radi obrnuto. Dok se traka polako pomera, glava se okreće oko nje na glatkoj cilindričnoj osnovi. Traka je delimično obmotana oko osnove i dve ili više glava naizmenično registruju namagnetisane delove na njenoj površini. Traka se polako okreće u odnosu na glave tako da one brzo prelaze preko trake njenom dužinom i širinom. Na taj način, cela površina trake se koristi za snimanje ogromne količine podataka potrebnih za reprodukovanje slika na ekranu. Tokom snimanja, struja se šalje kroz glave tako da magnetiše traku, a ne da očitava njenu namagnetisanost.
1109.Kako se prave magneti i od čega? - S, San Francisco, CA
Najjači magneti današnjice prave se sklapanjem velikog broja malecnih magnetnih delića u predmet koji je u čvrstom stanju. Takvi delići su „u unutrašnjosti” magnetni, što znači da atomi od kojih su nastali zadržavaju svoj magnetizam kad se sastave u čvrst oblik. Elektroni prirodno ispoljavaju magnetizam i, posledično, većina atoma takođe. Ali kad se ovi atomi nađu u čvrstom stanju, veliki deo njih izgubi tu svoju namagnetisanost. Na primer, bakar, aluminijum, zlato i srebro su u čvrstom obliku i nisu namagnetisani a izgrađeni su od atoma koji ispoljavaju magnetna svojstva. Postoji samo nekoliko materijala koji ne gube magnetizam svojih atoma i mogu da se koriste za pravljenje stalnih magneta. Međutim, većina njih ispoljava to svojstvo samo kad su u blizini drugih magneta - kad nisu, magnetizam je uglavnom sakriven. Npr., gvožđe i čelik su takvi materijali ali postaju jako magnetni kada se im se prinese stalni magnet.
Da bi se stvorio stalni magnet, potrebno je naći materijal kojem je unutrašnja struktura magnetna i koji ostaje takav i kad je van uticaja spoljašnjeg magnetnog polja. Materijali koji ne ispoljavaju svoj magnetizam van spoljašnjeg magnetnog polja, to čine tako što se njihova magnetna struktura razbija u deliće koji su orijentisani u različitim pravcima. Svaki delić se naziva magnetni domen, a gvožđe i čelik se sastoje iz mnogo takvih domena. Dobar stalni magnet je onaj kojem je unutrašnja struktura magnetna i koji odoleva formiranju nasumično orijentisanih magnetnih domena. Odličan način za pravljenje stalnih magneta je jednako usmeriti veliki broj magnetnih domena. Svaki od njih je oblikovan tako da im je jedan kraj severni, a drugi kraj južni pol, i jako je teško da polovi zamene mesta. Domeni su složeni jedan pored drugog tako da formiraju stalni magnet. Da bi bilo sigurno da im je svima severni pol na jednom, a južni pol na drugom kraju, načinjeni magnet se izlaže jakom magnetnom polju - tako snažnom da okreće one deliće koji su naopačke orijentisani. Nakon što se na ovaj način namagnetiše, stalni magnet je jako teško razmagnetisati, a to je baš ono što je potrebno za stalni magnet.
Najpoznatiji takvi materijali su ferit i alniko. Feritni magneti se prave od primese oksida gvožđa i barijuma, stroncijuma ili oksida olova. Alniko magneti se prave od aluminijuma, nikla, gvožđa i kobalta i sastoje se od malih čestica gvožđe-nikl-aluminijumskih smesa unutar gvožđe-kobaltne smese. Ali najjači magneti se danas prave od gvožđe-neodimijum-borovih smesa. Savremene magnete je jako teško razmagnetisati i sile koje ispoljavaju međusobno su izuzetno jake.
1108.Kako radi elektromagnetno zvonce na vratima? - SH, Sault Ste. Marie, Ontario
Kada se pritisne dugme na elektromagnetnom zvoncetu, zatvara se strujno kolo koga sačinjavaju izvor električne struje (najčešće niskonaponski transformator) i namotaj žice. Kada se kolo zatvori, struja počinje da teče i namotaj se namagnetiše. Od jednog do drugog kraja namotaja proteže se gvozdena šipka. Kada se namotaj, koji se naziva i solenoid, namagnetiše, namagnetiše se i ta šipka. Kao takvu, solenoid je privlači i ona se ubrzano kreće ka njemu. Privlačna sila nestaje tek kad se šipka nađe unutar solenoida, ali se onda ona usled inercije kreće ka drugom kraju i izlazi iz solenoida. Kreće se toliko daleko izvan solenoida da udara u zvonce! Šipka se odbija i menja smer kretanja. Šipka se pomera tako daleko od solenoida da je on privlači nazad. Ponovo prolazi kroz solenoid i opet udara u zvono. Nakon ovog kretanja napred-nazad, šipka se obično zaustavi negde u sredini solenoida i ne pomera se dok se opet ne pritisne dugme na zvoncetu. Slaba opruga onda ponovo vraća šipku na početno mesto na kraju solenoida.
1107.Kako radi elektromagnetna puška?
Elektromagnetna puška predstavlja uređaj koji koristi elektromagnetnu silu da bi ubrzao projektil do visokih brzina. Postizanje ubrzanja zasniva se na činjenici da kad god se naelektrisana čestica nađe u spoljašnjem magnetnom polju, na nju deluje sila u pravcu koji je normalan na brzinu projektila i na magnetnu indukciju. Unutar ovakve puške, pomenuta sila - naziva se i Lorencova sila - potiskuje projektil u pravcu između dve metalne šine i ubrzava ga do ogromnih brzina.
Projektil mora da bude provodan za struju i on zatvara električno kolo koga sačinjavaju pomenute metalne šine i izvor struje velike jačine. Tokom rada, struja protiče od izvora ka jednoj od šina, prolazi kroz projektil i vraća se, prolazeći kroz drugu šinu, u izvor. Dok prolazi kroz šine, struja proizvodi jako magnetno polje između šina. Projektil je izložen ovakvom magnetnom polju i pošto naelektrisane čestice (nosioci struje - prim. DR) prolaze kroz projektil, na njih deluje Lorencova sila koja potiskuje čestice tj. projektil, u pravcu duž koga su postavljene šine. Projektil dobija u brzini dok se kreće i nastavlja sa ubrzavanjem sve dok postoji protok struje u kolu ili dok ne napusti šine. U praksi, u većini elektromagnetnih pušaka izvor sačinjavaju veliki blokovi kondenzatora. Kondenzatori skladište naelektrisanja koja su razdvojena i napajaju šine ogromnom strujom tokom kratkog vremenskog perioda.
1106.Na koji način se proizvode lajt-šou efekti na sportskim priredbama? Pretpostavljam da je u vezi sa upotrebom ogledala.
Upotrebljavaju se ogledala. Kada se laserski zrak odbije od ogledala, bilo kakva mala promena položaja ogledala uzrokuje promenu mesta na kome odbijeni zrak pada. U jednostavnijim varijantama ovakvih uređaja, laserski zraci se odbijaju od ogledala male mase koja su zakačeni za elastične membrane. Pošto se te membrane pomeraju zvučnim talasima, to čine i ogledala i laserski zraci se prostiru svuda, stvarajući predivne oblike na ekranu ili zidu. U lajt-šou prikazima koji proizvode posebne oblike ili slike, ogledala koja usmeravaju laserske zrake pokreću se brzim elektromagnetnim mehanizmom, koji menja položaj ogledala hiljade puta u sekundi. U prisustvu nekoliko ovako pokretanih ogledala, međusobno povezanih i kontrolisanih računarom, zraci mogu da budu usmereni tako da stvore složene oblike na ekranu ili drugim površinama.
1105.Jedna kompanija tvrdi da ukoliko se u veš mašinu stavi zatvorena plastična loptica ispunjenu tečnošću, može da se izbegne upotreba deterdženata sa soda efektom, čime se unapređuje zaštita okoline i čuva planeta. Tvrđenje se zasniva na tome da loptica menja jonski sastav vode i „čudesno otklanja” fleke sa odeće. Da li je moguće upotrebiti jone za čišćenje, podjednako dobro kao što to čine deterdženti ili bolje od toga? - RO, Garden City, MI
Bojim se da je ova reklama, poput „lovačkih priča”, besmislica i da loptica ne čini bilo šta. Stare bapske vradžbine nisu nestale, već su poprimile savremeni oblik. Pošto loptica niti dodaje niti oduzima hemikalije vodi, nije u mogućnosti da joj izmeni broj neutralnih atoma i jona. Inače, joni imaju malo veze sa tim na koji način se čisti odeća. Voda je isto tako odličan rastvarač za so i šećer, tako da za mnoge fleke na vašoj odeći je ona dovoljna. Ali voda je loš rastvarač za ulja i masti jer se njihovi molekuli loše povezuju sa molekulima vode. Ovde ulaze u igru deterdženti - oni formiraju skupine molekula, tzv. micele, oko molekula ulja i masti i utiču da se ovi molekuli rastvore u vodi. Bez upotrebe deterdženata imaćete poteškoću da uklonite zamašćene fleke na vašoj odeći. S obzirom da na molekule ulja i masti ne utiču joni na bilo kakav način, prisustvo loptice neće im pomoći da se rastvore u vodi.
1104.Kako radi klima-uređaj? - RL
Klima uređaj koristi radni fluid koji može da se kondenzuje - supstancu koja lako prelazi iz gasnog u tečno stanje i obrnuto - da bi preneo toplotu napolje iz vazduha u kući. Ovaj proces obavljaju tri glavne komponente i bar jedan ventilator. Tri glavne komponente su: kompresor, kondenzor i isparivač. Kompresor i kondenzor se obično nalaze na spoljašnjoj strani klima uređaja, dok je isparivač postavljen na unutrašnjoj strani tj. u kući. Radni fluid se kreće između ove tri komponente, tako da ću započeti analizu počev od kompresora.
Radni fluid stiže u kompresor kao ohlađen gas niskog pritiska. Kompresor sabija radni fluid, pakujući molekule gušće i bliže jedan drugom, tako da se gustina i pritisak fluida povećavaju. Sabijanjem se vrši rad nad radnim fluidom, uvećavajući njegovu energiju i temperaturu. Radni fluid izlazi iz kompresora i ulazi u kondenzor kao vreo gas na visokom pritisku. Kondenzor je okružen metalnim rebrima, preko kojih se toplota prenosi sa radnog fluida u spoljašnji vazduh. Za to vreme sabijeni molekuli u radnom fluidu se kondenziju, oslobađajaći toplotu u spoljašnji vazduh. Radni fluid napušta kondenzor u tečnom stanju, ohlađen skoro do spoljašnje temperature.
Ova tečnost na visokom pritisku zatim se uliva u isparivač kroz uzanu cevčicu. Ova uzana cevčica uzrokuje pad pritiska u fluidu, tako da on počinje da isparava. Dok isparava, radni fluid apsorbuje toplotu iz vazduha oko isparivača, koristeći toplotu za razdvajanje molekula prilikom prelaska u gasno stanje. Slično kondenzoru, isparivač ima metalna rebra koja pospešuju razmenu toplote sa vazduhom u prostoriji. Kada napusti isparivač, radni fluid je ohlađen gas na niskom pritisku koji se vraća u kompresor, da bi se ceo proces ponovio.
Sve skupa, radni fluid oslobađa toplotu u spoljašnji vazduh i apsorbuje toplotu iz vazduha u prostoriji. Prenos toplote od hladnijeg ka toplijem vazduhu je suprotan u odnosu na spontan prenos i zato zahteva neko ulaganje energije, tako da se ne narušava drugi zakon termodinamike (neuređenost izolovanog sistema se ne može spontano smanjivati). Ovako uložena (električna) energija se koristi za rad kompresora i pretvara se u toplotnu energiju. Proizvedena toplotna, neuređena, energija oslobađa se u spoljašnji vazduh i povećava njegovu neuređenost, čime nadoknađuje povećanje uređenosti u ohlađenom vazduhu unutar prostorije.
1103.Šta omogućava da avion leti? - BO, Pemberton, MN
Dok se krilo aviona kreće kroz vazduh, vazdušna struja se deli na onu koja struji iznad i onu koja struji ispod krila. Krilo je oblikovano i zakrivljeno na takav način da vazdušna struja iznad krila prelazi duži put da bi stigla na oštru izlaznu ivicu krila, za razliku od donje vazdušne struje. Pošto vazdušna struja ispod krila prelazi kraći put, ona će pre stići do izlazne ivice krila i zaokrenuće nagore da bi se spojila sa gornjom strujom (pogledajte jednu animaciju - prim. DR). Ovakvo kretanje struja proizvodi nestabilno kovitlanje na izlaznoj ivici krila. Nekoliko momenata nakon početka kretanja krila kroz vazduh, kovitlac se odvaja od zadnje ivice krila. Kovitlac se odvaja poput vorteksa - vazdušnog vrtloga - i dok to čini on uzrokuje da struja iznad krila dobije u brzini, tako da se dve struje potpuno spajaju na izlaznoj ivici krila. Da bi se struji iznad krila uvećala brzina, ona pretvara deo svoje energije statičkog pritiska u kinetičku energiju. Pošto se smanjio statički pritisak sa gornje strane krila, nastala je neravnoteža pritisaka duž krila: pritisak ispod krila je veći od onog iznad. Neravnoteža pritisaka uzrokuje silu usmerenu nagore i ta sila se suprotstavlja sili teže koja deluje avion, tako da se avion održava u vazduhu.
1102.Koja je razlika između kristala i stakla?
„Kristal”, koji se upotrebljava u elegantnim predmetima načinjenim od stakla, je zapravo staklo, ali je u hemijskom sastavu različit u odnosu na staklo koje se koristi u jednostavnijim predmetima. Oba materijala se prave, u rastopljenom stanju, od smeše silicijum-dioksida (tzv. kvarc) i još nekih jedinjenja, i oba su staklo, što znači da njihovi atomi „spakovani” nasumično, a ne u kristalnu rešetku, poput kristala soli ili šećera. Jedinjenja koja su dodata silicijum-dioksidu da bi se načinilo uobičajeno staklo - natrijum-oksid i kalcijum-oksid - čine da se staklo lakše topi i da očvrsne. Zbog ovih jedinjenja je normalno staklo relativno krhko, emitujući tup zvuk kada kuckate po njemu; prisutno je unutrašnje trenje. Jedinjenja koja se dodaju silicijum-dioksidu da bi se načinilo „kristalno” staklo uključuje olovo-oksid, koje čini da se ono lakše topi, a da bude dovoljno meko da bi se lakše seklo i oblikovalo. Ipak, olovo u „kristalnom” staklu stvara manje unutrašnje trenje u odnosu na uobičajeno staklo i takvo staklo emituje zvonke tonove kada kuckate po njemu.
1101.Zbog čega je osvetljenje klasičnih sijalica u stambenim uslovima bolje u odnosu na osvetljenje živinih i natrijumovih sijalica? - JC, Halifax, Nova Scotia
Iako osvetljenje klasičnih sijalica nije ni blizu energetski efikasno kao osvetljenje ovih drugih izvora, ono proizvodi za oko najprijatniju svetlost. Naše oči su prilagođene svetlu, pa je potrebno da izvori u usijanom stanju daju takav spektar. Srce klasične sijalice je zagrejana volframova nit. Lučne sijalice pod visokim pritiskom, poput onih koje sadrže paru natrijuma ili paru žive (metal-halid sijalice su varijanta živinih, sa drugačijim emisionim spektrom), daju manje-više sličan spektar svetlosti. Natrijumove sijalice su izuzetno energetski efikasne, ali svetlost koju daju je narandžasta ili ljubičasta. Živine sijalice su, takođe, u priličnoj meri energetski efikasne, ali svetlost koju daju je pomalo plavkasta. Čak i metal-halid sijalice ne emituju potpuno belu svetlost. Drugi problem sa sijalicama u kojima je prisutno lučno pražnjenje pod visokim pritiskom je da im treba vremena da se zagreju i ne mogu da se uključe, nakon isključivanja, sve dok se ne ohlade.
Najbolje rešenje, uzimajući u obzir energetsku efikasnost i spektar svetlosti, je fluorescentna ili kompaktna fluorescentna sijalica. Ovakva sijalica, propisano, troši manje od 25 % energije u poređenju sa klasičnom sijalicom istih karakteristika, emitujući spektar koji se poklapa sa spektrom klasične sijalice, a mnogo duže traje od nje. Iako su kompaktne fluorescentne sijalice mnogo skuplje, one mnogo duže traju i veoma su energetski štedljive, tako da će vam jedna takva uštedeti 45 $ tokom radnog veka.
1100.Kako funkcionišu neonska svetla? - MT, Cement City, MI
Neonsko svetlo koristi visokonaponski transformator da dovede naelektrisanja, u žicama, na oba kraja staklene cevi ispunjene neonom. Jedan kraj cevi prima pozitivno a drugi kraj negativno naelektrisanje. Pošto se naelektrisanja istog znaka odbijaju, ogroman broj naelektrisanja istog znaka na svakom kraju se snažno odbija i neki od njih napuštaju žicu ulazeći u gas. Kada uđu u gas, ova naelektrisanja se brzo kreću ka onim sa suprotnim znakom, koji su na samom kraju cevi. Dok putuju kroz cev, ova pokretna naelektrisanja dobijaju brzinu i kinetičku energiju, ali se nasumično sudaraju sa neonovim atomima i mogu da prenesu deo kinetičke energije neonovim atomima. Neonovi atomi čuvaju ovaj višak energije samo na kratko, pre nego što je oslobode u vidu svetlosti - dobro poznat crveni sjaj neonske sijalice. Sve u svemu, naelektrisnja teku od jednog kraja cevi do drugog, učestalo se sudarajući sa neonovim atomima i primoravajući atome da emituju crvenu svetlost. Ako pogledate bliže neonsku sijalicu, videćete da je gas taj koji emituje crvenu svetlost.
1099.Znam da mikrotalasi zagrevaju samo polarizovane molekule, ali šta je sa aluminijumskim folijama i grafitnim ugljenikom, koji se zagrevaju mikrotalasima iako nemaju dipolne momente? - EB
Aluminijumska folija i grafitni ugljenik su provodnici elektriciteta. Kada su izloženi mikrotalasima, električna polja u tim mikrotalasima stvaraju struje koje teku kroz te materijale. Ako bi aluminijum bio dovoljno debeo, bio bi sposoban da izdrži struje bez ikakvih posledica. Ali aluminijum je vrlo tanak i struja koja teče kroz njega može da bude jača nego što aluminijum može da podnese, naročito ako je to samo uska traka. On tada postaje veoma vreo. Efekat je isti kao kada bi se dogodilo da gurnete aluminijumsku foliju u šteker i na taj način pošaljete struju kroz nju. Isto zagrevanje javlja se i u ugljeniku - struja koja teče kroz njega zagreva ga. Ukratko, relativno loši provodnici elektriciteta postaju vreli kada su izloženi mikrotalasima, zato što dozvoljavaju strujama da protiču i reaguju sa mikrotalasnim električnim poljima, ali onda ne mogu podneti te struje bez zagrevanja.
1098.Koje su najvažnije posledice kuvanja razne hrane u mikrotalasnoj pećnici, uključujući posledice koje se odnose na hemijsku strukturu? - EJ, Sydney, Australia
Mikrotalasne pećnice kuvaju deponujući toplotnu energiju u molekulima vode, što nije jednako uobičajenom kuvanju putem pare. Mikrotalasno kuvanje zagreva ravnomerno po celoj zapremini, dok klasično zagreva hranu od spolja ka unutra. Bez obzira na to, promene u hemijskoj strukturi hrane su slične u oba slučaja. Uzrok toj pojavi je povećanje temperature hrane. Nisam stručan za pitanja promene hemijske strukture prilikom kuvanja, ali povećanje temperature sigurno menja strukture proteina i šećera.
1097.Kako radi radio aparat?
Radio stanice šalju radio talase, naizmenično pomerajući naelektrisanja gore i dole u anteni. Kada se ova naelektrisanja ubrzavaju nazad i napred, stvaraju promenljivo električno polje - polje u prostoru koje deluje na naelektrisanja - i promenljivo magnetno polje - polje u prostoru koje deluje na objekte sa magnetnim svojstvima. Pošto se električno polje menja tokom vremena, ono stvara magnetno polje, a promenljivo magnetno polje stvara električno polje. Ova dva polja putuju kroz prostor u paru, beskrajno stvarajući iznova jedan drugog u elektromagnetnom talasu, prostirući se do kraja univerzuma. Međutim, kada se ovaj talas sudari sa antenom vašeg radio aparata, njegovo električno polje počinje da gura naelektrisanja gore i dole u toj anteni. Vaš radio registruje ta pomeranja naelektrisanja i to opaža kao prolazak radio talasa.
Da bi prenela audio informacije (zvuk) do vašeg radio aparata, radio stanica stvara jednu od nekoliko promena radio talasa. U postupku amplitudne modulacije (AM), podešava se količina naelektrisanja koja se pomeraju gore i dole u anteni, i, posledično, pojačanje tog radio talasa, koji pomera membranu zvučnika vašeg radio aparata. To pomeranje membrane je ono što uslovljava vaš radio da emituje zvuk. U postupku frekventne modulacije (FM), radio stanica precizno podešava frekvenciju pomeranja naelektrisanja u njihovoj anteni. Vaš radio registruje ove male promene frekvencije i u skladu s tim pomera membranu zvučnika.
Upotrebljavaju se ogledala. Kada se laserski zrak odbije od ogledala, bilo kakva mala promena položaja ogledala uzrokuje promenu mesta na kome odbijeni zrak pada. U jednostavnijim varijantama ovakvih uređaja, laserski zraci se odbijaju od ogledala male mase koja su zakačeni za elastične membrane. Pošto se te membrane pomeraju zvučnim talasima, to čine i ogledala i laserski zraci se prostiru svuda, stvarajući predivne oblike na ekranu ili zidu. U lajt-šou prikazima koji proizvode posebne oblike ili slike, ogledala koja usmeravaju laserske zrake pokreću se brzim elektromagnetnim mehanizmom, koji menja položaj ogledala hiljade puta u sekundi. U prisustvu nekoliko ovako pokretanih ogledala, međusobno povezanih i kontrolisanih računarom, zraci mogu da budu usmereni tako da stvore složene oblike na ekranu ili drugim površinama.
1105.Jedna kompanija tvrdi da ukoliko se u veš mašinu stavi zatvorena plastična loptica ispunjenu tečnošću, može da se izbegne upotreba deterdženata sa soda efektom, čime se unapređuje zaštita okoline i čuva planeta. Tvrđenje se zasniva na tome da loptica menja jonski sastav vode i „čudesno otklanja” fleke sa odeće. Da li je moguće upotrebiti jone za čišćenje, podjednako dobro kao što to čine deterdženti ili bolje od toga? - RO, Garden City, MI
Bojim se da je ova reklama, poput „lovačkih priča”, besmislica i da loptica ne čini bilo šta. Stare bapske vradžbine nisu nestale, već su poprimile savremeni oblik. Pošto loptica niti dodaje niti oduzima hemikalije vodi, nije u mogućnosti da joj izmeni broj neutralnih atoma i jona. Inače, joni imaju malo veze sa tim na koji način se čisti odeća. Voda je isto tako odličan rastvarač za so i šećer, tako da za mnoge fleke na vašoj odeći je ona dovoljna. Ali voda je loš rastvarač za ulja i masti jer se njihovi molekuli loše povezuju sa molekulima vode. Ovde ulaze u igru deterdženti - oni formiraju skupine molekula, tzv. micele, oko molekula ulja i masti i utiču da se ovi molekuli rastvore u vodi. Bez upotrebe deterdženata imaćete poteškoću da uklonite zamašćene fleke na vašoj odeći. S obzirom da na molekule ulja i masti ne utiču joni na bilo kakav način, prisustvo loptice neće im pomoći da se rastvore u vodi.
1104.Kako radi klima-uređaj? - RL
Klima uređaj koristi radni fluid koji može da se kondenzuje - supstancu koja lako prelazi iz gasnog u tečno stanje i obrnuto - da bi preneo toplotu napolje iz vazduha u kući. Ovaj proces obavljaju tri glavne komponente i bar jedan ventilator. Tri glavne komponente su: kompresor, kondenzor i isparivač. Kompresor i kondenzor se obično nalaze na spoljašnjoj strani klima uređaja, dok je isparivač postavljen na unutrašnjoj strani tj. u kući. Radni fluid se kreće između ove tri komponente, tako da ću započeti analizu počev od kompresora.
Radni fluid stiže u kompresor kao ohlađen gas niskog pritiska. Kompresor sabija radni fluid, pakujući molekule gušće i bliže jedan drugom, tako da se gustina i pritisak fluida povećavaju. Sabijanjem se vrši rad nad radnim fluidom, uvećavajući njegovu energiju i temperaturu. Radni fluid izlazi iz kompresora i ulazi u kondenzor kao vreo gas na visokom pritisku. Kondenzor je okružen metalnim rebrima, preko kojih se toplota prenosi sa radnog fluida u spoljašnji vazduh. Za to vreme sabijeni molekuli u radnom fluidu se kondenziju, oslobađajaći toplotu u spoljašnji vazduh. Radni fluid napušta kondenzor u tečnom stanju, ohlađen skoro do spoljašnje temperature.
Ova tečnost na visokom pritisku zatim se uliva u isparivač kroz uzanu cevčicu. Ova uzana cevčica uzrokuje pad pritiska u fluidu, tako da on počinje da isparava. Dok isparava, radni fluid apsorbuje toplotu iz vazduha oko isparivača, koristeći toplotu za razdvajanje molekula prilikom prelaska u gasno stanje. Slično kondenzoru, isparivač ima metalna rebra koja pospešuju razmenu toplote sa vazduhom u prostoriji. Kada napusti isparivač, radni fluid je ohlađen gas na niskom pritisku koji se vraća u kompresor, da bi se ceo proces ponovio.
Sve skupa, radni fluid oslobađa toplotu u spoljašnji vazduh i apsorbuje toplotu iz vazduha u prostoriji. Prenos toplote od hladnijeg ka toplijem vazduhu je suprotan u odnosu na spontan prenos i zato zahteva neko ulaganje energije, tako da se ne narušava drugi zakon termodinamike (neuređenost izolovanog sistema se ne može spontano smanjivati). Ovako uložena (električna) energija se koristi za rad kompresora i pretvara se u toplotnu energiju. Proizvedena toplotna, neuređena, energija oslobađa se u spoljašnji vazduh i povećava njegovu neuređenost, čime nadoknađuje povećanje uređenosti u ohlađenom vazduhu unutar prostorije.
1103.Šta omogućava da avion leti? - BO, Pemberton, MN
Dok se krilo aviona kreće kroz vazduh, vazdušna struja se deli na onu koja struji iznad i onu koja struji ispod krila. Krilo je oblikovano i zakrivljeno na takav način da vazdušna struja iznad krila prelazi duži put da bi stigla na oštru izlaznu ivicu krila, za razliku od donje vazdušne struje. Pošto vazdušna struja ispod krila prelazi kraći put, ona će pre stići do izlazne ivice krila i zaokrenuće nagore da bi se spojila sa gornjom strujom (pogledajte jednu animaciju - prim. DR). Ovakvo kretanje struja proizvodi nestabilno kovitlanje na izlaznoj ivici krila. Nekoliko momenata nakon početka kretanja krila kroz vazduh, kovitlac se odvaja od zadnje ivice krila. Kovitlac se odvaja poput vorteksa - vazdušnog vrtloga - i dok to čini on uzrokuje da struja iznad krila dobije u brzini, tako da se dve struje potpuno spajaju na izlaznoj ivici krila. Da bi se struji iznad krila uvećala brzina, ona pretvara deo svoje energije statičkog pritiska u kinetičku energiju. Pošto se smanjio statički pritisak sa gornje strane krila, nastala je neravnoteža pritisaka duž krila: pritisak ispod krila je veći od onog iznad. Neravnoteža pritisaka uzrokuje silu usmerenu nagore i ta sila se suprotstavlja sili teže koja deluje avion, tako da se avion održava u vazduhu.
1102.Koja je razlika između kristala i stakla?
„Kristal”, koji se upotrebljava u elegantnim predmetima načinjenim od stakla, je zapravo staklo, ali je u hemijskom sastavu različit u odnosu na staklo koje se koristi u jednostavnijim predmetima. Oba materijala se prave, u rastopljenom stanju, od smeše silicijum-dioksida (tzv. kvarc) i još nekih jedinjenja, i oba su staklo, što znači da njihovi atomi „spakovani” nasumično, a ne u kristalnu rešetku, poput kristala soli ili šećera. Jedinjenja koja su dodata silicijum-dioksidu da bi se načinilo uobičajeno staklo - natrijum-oksid i kalcijum-oksid - čine da se staklo lakše topi i da očvrsne. Zbog ovih jedinjenja je normalno staklo relativno krhko, emitujući tup zvuk kada kuckate po njemu; prisutno je unutrašnje trenje. Jedinjenja koja se dodaju silicijum-dioksidu da bi se načinilo „kristalno” staklo uključuje olovo-oksid, koje čini da se ono lakše topi, a da bude dovoljno meko da bi se lakše seklo i oblikovalo. Ipak, olovo u „kristalnom” staklu stvara manje unutrašnje trenje u odnosu na uobičajeno staklo i takvo staklo emituje zvonke tonove kada kuckate po njemu.
1101.Zbog čega je osvetljenje klasičnih sijalica u stambenim uslovima bolje u odnosu na osvetljenje živinih i natrijumovih sijalica? - JC, Halifax, Nova Scotia
Iako osvetljenje klasičnih sijalica nije ni blizu energetski efikasno kao osvetljenje ovih drugih izvora, ono proizvodi za oko najprijatniju svetlost. Naše oči su prilagođene svetlu, pa je potrebno da izvori u usijanom stanju daju takav spektar. Srce klasične sijalice je zagrejana volframova nit. Lučne sijalice pod visokim pritiskom, poput onih koje sadrže paru natrijuma ili paru žive (metal-halid sijalice su varijanta živinih, sa drugačijim emisionim spektrom), daju manje-više sličan spektar svetlosti. Natrijumove sijalice su izuzetno energetski efikasne, ali svetlost koju daju je narandžasta ili ljubičasta. Živine sijalice su, takođe, u priličnoj meri energetski efikasne, ali svetlost koju daju je pomalo plavkasta. Čak i metal-halid sijalice ne emituju potpuno belu svetlost. Drugi problem sa sijalicama u kojima je prisutno lučno pražnjenje pod visokim pritiskom je da im treba vremena da se zagreju i ne mogu da se uključe, nakon isključivanja, sve dok se ne ohlade.
Najbolje rešenje, uzimajući u obzir energetsku efikasnost i spektar svetlosti, je fluorescentna ili kompaktna fluorescentna sijalica. Ovakva sijalica, propisano, troši manje od 25 % energije u poređenju sa klasičnom sijalicom istih karakteristika, emitujući spektar koji se poklapa sa spektrom klasične sijalice, a mnogo duže traje od nje. Iako su kompaktne fluorescentne sijalice mnogo skuplje, one mnogo duže traju i veoma su energetski štedljive, tako da će vam jedna takva uštedeti 45 $ tokom radnog veka.
1100.Kako funkcionišu neonska svetla? - MT, Cement City, MI
Neonsko svetlo koristi visokonaponski transformator da dovede naelektrisanja, u žicama, na oba kraja staklene cevi ispunjene neonom. Jedan kraj cevi prima pozitivno a drugi kraj negativno naelektrisanje. Pošto se naelektrisanja istog znaka odbijaju, ogroman broj naelektrisanja istog znaka na svakom kraju se snažno odbija i neki od njih napuštaju žicu ulazeći u gas. Kada uđu u gas, ova naelektrisanja se brzo kreću ka onim sa suprotnim znakom, koji su na samom kraju cevi. Dok putuju kroz cev, ova pokretna naelektrisanja dobijaju brzinu i kinetičku energiju, ali se nasumično sudaraju sa neonovim atomima i mogu da prenesu deo kinetičke energije neonovim atomima. Neonovi atomi čuvaju ovaj višak energije samo na kratko, pre nego što je oslobode u vidu svetlosti - dobro poznat crveni sjaj neonske sijalice. Sve u svemu, naelektrisnja teku od jednog kraja cevi do drugog, učestalo se sudarajući sa neonovim atomima i primoravajući atome da emituju crvenu svetlost. Ako pogledate bliže neonsku sijalicu, videćete da je gas taj koji emituje crvenu svetlost.
1099.Znam da mikrotalasi zagrevaju samo polarizovane molekule, ali šta je sa aluminijumskim folijama i grafitnim ugljenikom, koji se zagrevaju mikrotalasima iako nemaju dipolne momente? - EB
Aluminijumska folija i grafitni ugljenik su provodnici elektriciteta. Kada su izloženi mikrotalasima, električna polja u tim mikrotalasima stvaraju struje koje teku kroz te materijale. Ako bi aluminijum bio dovoljno debeo, bio bi sposoban da izdrži struje bez ikakvih posledica. Ali aluminijum je vrlo tanak i struja koja teče kroz njega može da bude jača nego što aluminijum može da podnese, naročito ako je to samo uska traka. On tada postaje veoma vreo. Efekat je isti kao kada bi se dogodilo da gurnete aluminijumsku foliju u šteker i na taj način pošaljete struju kroz nju. Isto zagrevanje javlja se i u ugljeniku - struja koja teče kroz njega zagreva ga. Ukratko, relativno loši provodnici elektriciteta postaju vreli kada su izloženi mikrotalasima, zato što dozvoljavaju strujama da protiču i reaguju sa mikrotalasnim električnim poljima, ali onda ne mogu podneti te struje bez zagrevanja.
1098.Koje su najvažnije posledice kuvanja razne hrane u mikrotalasnoj pećnici, uključujući posledice koje se odnose na hemijsku strukturu? - EJ, Sydney, Australia
Mikrotalasne pećnice kuvaju deponujući toplotnu energiju u molekulima vode, što nije jednako uobičajenom kuvanju putem pare. Mikrotalasno kuvanje zagreva ravnomerno po celoj zapremini, dok klasično zagreva hranu od spolja ka unutra. Bez obzira na to, promene u hemijskoj strukturi hrane su slične u oba slučaja. Uzrok toj pojavi je povećanje temperature hrane. Nisam stručan za pitanja promene hemijske strukture prilikom kuvanja, ali povećanje temperature sigurno menja strukture proteina i šećera.
1097.Kako radi radio aparat?
Radio stanice šalju radio talase, naizmenično pomerajući naelektrisanja gore i dole u anteni. Kada se ova naelektrisanja ubrzavaju nazad i napred, stvaraju promenljivo električno polje - polje u prostoru koje deluje na naelektrisanja - i promenljivo magnetno polje - polje u prostoru koje deluje na objekte sa magnetnim svojstvima. Pošto se električno polje menja tokom vremena, ono stvara magnetno polje, a promenljivo magnetno polje stvara električno polje. Ova dva polja putuju kroz prostor u paru, beskrajno stvarajući iznova jedan drugog u elektromagnetnom talasu, prostirući se do kraja univerzuma. Međutim, kada se ovaj talas sudari sa antenom vašeg radio aparata, njegovo električno polje počinje da gura naelektrisanja gore i dole u toj anteni. Vaš radio registruje ta pomeranja naelektrisanja i to opaža kao prolazak radio talasa.
Da bi prenela audio informacije (zvuk) do vašeg radio aparata, radio stanica stvara jednu od nekoliko promena radio talasa. U postupku amplitudne modulacije (AM), podešava se količina naelektrisanja koja se pomeraju gore i dole u anteni, i, posledično, pojačanje tog radio talasa, koji pomera membranu zvučnika vašeg radio aparata. To pomeranje membrane je ono što uslovljava vaš radio da emituje zvuk. U postupku frekventne modulacije (FM), radio stanica precizno podešava frekvenciju pomeranja naelektrisanja u njihovoj anteni. Vaš radio registruje ove male promene frekvencije i u skladu s tim pomera membranu zvučnika.
Sajt je osmislio i napravio Dragan Ristić. Nije dozvoljena bilo kakva komercijalna upotreba tekstova sa ovog vebsajta.
1096.Kada ste govorili o tome da čak i ljudi poseduju talasna svojstva (što mogu zamisliti), da li je ta teorija ista kao i za ljude u seriji Zvezdane staze, koji se „prebacuju” do određene planete i nazad do broda?
Činjenica je da svi predmeti u našem univerzumu, uključujući i ljude, kreću kao talasi ali to nije ono što su pisci Zvezdanih staza imali na umu kada su „osmislili” transporter. U Zvezdanim stazama, transporter kao da rasklapa ljude na jednom mestu, pa ih onda ponovo sklapa na drugom. Ovaj proces rasklapanja/sklapanja je čista naučna fantastika, dok je talasno prostiranje materije prilično realno. Ovakvo prostiranje talasa ne može da se opazi u slučajevima kada su objekti veliki, jer su su njihovi talasna svojstva veoma mala da bi se opazila i zbog toga što se posmatranjem kretanja objekata ometaju njegova talasna svojstva, čime se umanjuje njihov uticaj. Svako posmatranje objekta vodi ka ograničavanju i umanjenju njegovih talasnih svojstava, pa to posmatranje objekta u pokretu čini efekat njegovih talasnih svojstava minimalnim.
1094.Kada hodate po snegu dok je hladno (–20 0C), sneg škripi; ali kada je relativno toplije (–5 0C) sneg ne škripi. Zašto? - PW, Alberta. CA
Blizu tačke zaleđivanja, površinski slojevi snega na nižoj temperaturi postaju poput tečnosti. Takve površine ne samo da dozvoljavaju da se slepe u čvrstu grudvu, već se ponašaju kao mazivo, tako da je sneg u priličnoj meri sklon klizanju između slojeva. Na mnogo nižim temperaturama, površina snega je čvršća i slojevi teško proklizavaju, dajući zvuk. Hladan sneg škripi zato što nije „dobro podmazan”.
1093.Da li je tačno da će voda koja je prethodno provrela, sledeći put brže provreti od one koja nije uopšte provrela? - HE, Haddonfield, NJ
Ne verujem. Jedina posledica ključanja vode, u ovom kontekstu, je izbacivanje rastvorenih gasova iz vode. Kada se voda vrati na sobnu temperaturu, ona je u osnovi ista kao što je bila i pre ključanja, osim što sada sadrži manje rastvorenog vazduha. Postoji mogućnost da ovakav izostanak rastvorenog vazduha može dozvoliti vodi da sledeći put ključa malo brže, ali sumnjam da biste bili u mogućnosti da uočite razliku.
1092.U svom udžbeniku „Predavanja o hemijskim elementima”, Džozef Blek je raspravljao o poteškoćama u razumevanju latentne toplote. On je prikazao jedan eksperiment, gde je voda u cevi dovedena ispod temperature mržnjenja, bez promene u fazi. Voda je ostala u ovom stanju sve dok se cev sa vodom nije pomerila. Kada je cev pomerena, voda je odmah pretvorena u led, otpuštajući dovoljno toplote da se poveća temperature leda do 0 0C. Molim vas, objasnite zašto je sistem ostao u ravnoteži sve dok spolja nije bio prinuđen da promeni stanje - EDH, Annapolis, MD
Voda u Blekovoj cevi bila je u nestabilnom, ravnotežnom stanju, poznatom kao prehlađena voda. Prehlađena voda teži da se spontano pretvori u led. Kada se deo ove vode pretvori u led, oslobađa se dovoljno latente toplotne energije, povećava se njena temperatura i voda se dovodi do 0 0C, zbog čega se završva promene faze vode pre nego što je celokupna voda postala led.
Ali u eksperimentu koji ste opisali, prehlađena voda nije posedovala centre nukleacija, inicijalna zrna kristala leda na kojima voda može da kristališe. Nakon dovoljno vremena, ta voda bi spontano formirala centre nukleacija i rast lednog kristala bi se nakon toga brzo širio. Međutim, Blek je ubrzao stvaranje tih centara mućkajući cev. Defekt na površini cevi ili prašina ponašaju se kao „okidači” i pomažu u formiranju centara nukleacija. Voda se potom brzo kristališe oko ovakvih centara.
1091.Koja je razlika između motora sa unutrašnjim i spoljašnjim sagorevanjem?
Motori sa spoljašnjim sagorevanjem sagorevaju gorivo van motora i proizvode vreli radni fluid za rad koja onda pokreće motor. Tipičan primer motora sa spoljašnjim sagorevanjem je parna mašina. Motori sa unutrašnjim sagorevanjem sagorevaju gorivo direktno u unutrašnjosti motora i koriste gorivo i gasove dobijene njegovim sagorevanjem kao radni fluid koje napaja motor. Motori automobila su idealan primer motora sa unutrašnjim sagorevanjem.
1090.U kakvom su zavisnom odnosu temperatura i boja vatre? Kolika je temperatura plave vatre,a kolika žute? - SF, Lake Almanor, CA
Što je vatra toplija, to je emitovanje zelenog i plavog plamena veće. Najmutniji sjaj koji možete videti u zamračenoj sobi pojavljuje se pri temperaturi od 400 0C, zagasito crvena boja, koja potiče od zagrejane sijalice, pojavljuje se pri 500 0C. Žuti sjaj sveće uzrokovan je temperaturom od 1700 0C. Standardna električna sijalica ima temperaturu od oko 2500 0C, a Sunce 5800 0C. Plavi plamen bi bio topliji od ovoga, ali plavi plamen koji mi vidimo je „veštački” obojen prisustvom ekscitovanih atoma. Emisije koje potiču iz atoma su obojene zato što atomi ne emituju sve boje da bi proizveli normalan spektar toplotnog zračenja. Umesto toga emituju samo određene boje. Zbog toga, kada zapalite bakar vidite plavo-zeleni plamen,čak i kada bakar nije preterano usijan. Atomi bakra jednostavno ne mogu emitovati crveni i li žuti plamen, iako bi to bile odgovarajuće boje plamena za temperaturu zagrejanog bakra.
1089.Ako imamo četiri kočije jednake mase, jednu sa malim točkovima, jednu sa velikim točkovima, jednu sa malim točkom napred a velikim nazad i jednu sa velikim točkom napred a malim nazad, koju kočiju je najlakše pomeriti? - PK
Kočije sa malim točkovima je najlakše pomeriti. To je zato što, kada se kočije počnu kretati, svaki kilogram mase točkova zahteva duplo više energije nego svaki kilogram mase na samim kočijama. Smanjenje mase točkova, odabirom manjih, umanjiće energiju celokupnih kočija i učiniti lakšim kretanje i zaustavljanje.
1088.Razumem da, kada objekat slobodno pada kroz atmosferu, Zemljina teža, ubrzanjem 10 m/s2, uzrokuje uvećanje njegove brzine. Da li postoji položaj u kome će objekat dostići maksimalnu (konačnu) brzinu i prestati sa ubrzavanjem? - CS, Sykesville, MD
Da, objekti uglavnom konačnu brzinu i prestaju da ubrzavaju. Što objekat brže pada, to je veća sila otpora vazduha. Ova sila deluje nagore i, u najmanju ruku, delimično umanjuje posledicu delovanja sile teže - utiče na težinu objekta. Kada brzina objekta postane dovoljno velika, sila otpora vazduha potpuno poništava posledicu delovanja sile teže. Kada je objekat u tom položaju, na njega ne deluje rezultujuća sila i više ne ubrzava - kreće se brzinom stalne brojne vrednosti tj. konačnom brzinom. Konačna brzina je delimično određena gustinom i veličinom objekta, a delimično njegovim aerodinamičnim svojstvima. Veliki, masivni i aerodinamični objekti imaju veoma velike konačne brzine, dok mali, laki i objekti bez aerodinamičkih osobina poseduju male konačne brzine.
1087.Kada dodamo suvo grožđe u rastvor koji sadrži vodu, sodu bikarbonu i sirće, zbog čega suvo grožđe poskakuje? - RE, Troy, IL
Soda bikarbona i sirće u vodi reaguju tako što daju molekule ugljen-dioksida. Ako su hemikalije dovoljno razređene u vodi, molekuli ugljen-dioksida mogu da budu nepotpuno rastvoreni u vodi. Ali kada voda u sebi ima primese, ugljen-dioksidovi molekuli pokušavaju da napuste rastvor kao molekuli gasa pomoću tih nečistoća. Primese dozvoljavaju molekulima ugljen-dioksida da formiraju tanke mehuriće gasa - pojava tzv. nukleacije. U slučaju suvog grožđa, ono se smatra primesama koje može da ostvari nukleaciju. Kako gas bubri na površinskim slojevima suvog grožđa, na zrnca deluje sila potiska od okolne vode. Mehurići plivaju na gore, noseći zrnca sa sobom i primoravaju ih „da igraju”.
1086.Čuo sam, stručno govoreći, da je atmosfera naše planete fluid. Možete li to protumačiti?
Pošto su tečnosti i gasovi fluidi, atmosfera Zemlje je svakako fluid. Svaki materijal koji protiče kada na njega deluje sila u pravcu koji je tangencijalan na površinu materijala, tretira se kao fluid. To važi i za atmosferu; npr., kada vaš automobil prolazi pored drugog automobila u pokretu, na vazduh između automobila deluje sila u tangencijalnom pravcu i vazduh se kreće na složen način. Vetrovi su drugi primer za atmosferu kao fluid.
1084.Od čega se pravi mastilo? - JD, Langley, British Columbia
Mastilo se pravi od delića pigmenta koji apsorbuju svetlost ili molekula boje koji su u tečnosti koja sadrži rastvorene vezivne hemikalije. Kada se mastilo razlije na papir, vezivni rastvarač prodire u papir ili isparava u vazduh, ostavljajući delove pigmenta ili molekule boje vezane za papir uz pomoć vezivnih hemikalija.
Činjenica je da svi predmeti u našem univerzumu, uključujući i ljude, kreću kao talasi ali to nije ono što su pisci Zvezdanih staza imali na umu kada su „osmislili” transporter. U Zvezdanim stazama, transporter kao da rasklapa ljude na jednom mestu, pa ih onda ponovo sklapa na drugom. Ovaj proces rasklapanja/sklapanja je čista naučna fantastika, dok je talasno prostiranje materije prilično realno. Ovakvo prostiranje talasa ne može da se opazi u slučajevima kada su objekti veliki, jer su su njihovi talasna svojstva veoma mala da bi se opazila i zbog toga što se posmatranjem kretanja objekata ometaju njegova talasna svojstva, čime se umanjuje njihov uticaj. Svako posmatranje objekta vodi ka ograničavanju i umanjenju njegovih talasnih svojstava, pa to posmatranje objekta u pokretu čini efekat njegovih talasnih svojstava minimalnim.
1094.Kada hodate po snegu dok je hladno (–20 0C), sneg škripi; ali kada je relativno toplije (–5 0C) sneg ne škripi. Zašto? - PW, Alberta. CA
Blizu tačke zaleđivanja, površinski slojevi snega na nižoj temperaturi postaju poput tečnosti. Takve površine ne samo da dozvoljavaju da se slepe u čvrstu grudvu, već se ponašaju kao mazivo, tako da je sneg u priličnoj meri sklon klizanju između slojeva. Na mnogo nižim temperaturama, površina snega je čvršća i slojevi teško proklizavaju, dajući zvuk. Hladan sneg škripi zato što nije „dobro podmazan”.
1093.Da li je tačno da će voda koja je prethodno provrela, sledeći put brže provreti od one koja nije uopšte provrela? - HE, Haddonfield, NJ
Ne verujem. Jedina posledica ključanja vode, u ovom kontekstu, je izbacivanje rastvorenih gasova iz vode. Kada se voda vrati na sobnu temperaturu, ona je u osnovi ista kao što je bila i pre ključanja, osim što sada sadrži manje rastvorenog vazduha. Postoji mogućnost da ovakav izostanak rastvorenog vazduha može dozvoliti vodi da sledeći put ključa malo brže, ali sumnjam da biste bili u mogućnosti da uočite razliku.
1092.U svom udžbeniku „Predavanja o hemijskim elementima”, Džozef Blek je raspravljao o poteškoćama u razumevanju latentne toplote. On je prikazao jedan eksperiment, gde je voda u cevi dovedena ispod temperature mržnjenja, bez promene u fazi. Voda je ostala u ovom stanju sve dok se cev sa vodom nije pomerila. Kada je cev pomerena, voda je odmah pretvorena u led, otpuštajući dovoljno toplote da se poveća temperature leda do 0 0C. Molim vas, objasnite zašto je sistem ostao u ravnoteži sve dok spolja nije bio prinuđen da promeni stanje - EDH, Annapolis, MD
Voda u Blekovoj cevi bila je u nestabilnom, ravnotežnom stanju, poznatom kao prehlađena voda. Prehlađena voda teži da se spontano pretvori u led. Kada se deo ove vode pretvori u led, oslobađa se dovoljno latente toplotne energije, povećava se njena temperatura i voda se dovodi do 0 0C, zbog čega se završva promene faze vode pre nego što je celokupna voda postala led.
Ali u eksperimentu koji ste opisali, prehlađena voda nije posedovala centre nukleacija, inicijalna zrna kristala leda na kojima voda može da kristališe. Nakon dovoljno vremena, ta voda bi spontano formirala centre nukleacija i rast lednog kristala bi se nakon toga brzo širio. Međutim, Blek je ubrzao stvaranje tih centara mućkajući cev. Defekt na površini cevi ili prašina ponašaju se kao „okidači” i pomažu u formiranju centara nukleacija. Voda se potom brzo kristališe oko ovakvih centara.
1091.Koja je razlika između motora sa unutrašnjim i spoljašnjim sagorevanjem?
Motori sa spoljašnjim sagorevanjem sagorevaju gorivo van motora i proizvode vreli radni fluid za rad koja onda pokreće motor. Tipičan primer motora sa spoljašnjim sagorevanjem je parna mašina. Motori sa unutrašnjim sagorevanjem sagorevaju gorivo direktno u unutrašnjosti motora i koriste gorivo i gasove dobijene njegovim sagorevanjem kao radni fluid koje napaja motor. Motori automobila su idealan primer motora sa unutrašnjim sagorevanjem.
1090.U kakvom su zavisnom odnosu temperatura i boja vatre? Kolika je temperatura plave vatre,a kolika žute? - SF, Lake Almanor, CA
Što je vatra toplija, to je emitovanje zelenog i plavog plamena veće. Najmutniji sjaj koji možete videti u zamračenoj sobi pojavljuje se pri temperaturi od 400 0C, zagasito crvena boja, koja potiče od zagrejane sijalice, pojavljuje se pri 500 0C. Žuti sjaj sveće uzrokovan je temperaturom od 1700 0C. Standardna električna sijalica ima temperaturu od oko 2500 0C, a Sunce 5800 0C. Plavi plamen bi bio topliji od ovoga, ali plavi plamen koji mi vidimo je „veštački” obojen prisustvom ekscitovanih atoma. Emisije koje potiču iz atoma su obojene zato što atomi ne emituju sve boje da bi proizveli normalan spektar toplotnog zračenja. Umesto toga emituju samo određene boje. Zbog toga, kada zapalite bakar vidite plavo-zeleni plamen,čak i kada bakar nije preterano usijan. Atomi bakra jednostavno ne mogu emitovati crveni i li žuti plamen, iako bi to bile odgovarajuće boje plamena za temperaturu zagrejanog bakra.
1089.Ako imamo četiri kočije jednake mase, jednu sa malim točkovima, jednu sa velikim točkovima, jednu sa malim točkom napred a velikim nazad i jednu sa velikim točkom napred a malim nazad, koju kočiju je najlakše pomeriti? - PK
Kočije sa malim točkovima je najlakše pomeriti. To je zato što, kada se kočije počnu kretati, svaki kilogram mase točkova zahteva duplo više energije nego svaki kilogram mase na samim kočijama. Smanjenje mase točkova, odabirom manjih, umanjiće energiju celokupnih kočija i učiniti lakšim kretanje i zaustavljanje.
1088.Razumem da, kada objekat slobodno pada kroz atmosferu, Zemljina teža, ubrzanjem 10 m/s2, uzrokuje uvećanje njegove brzine. Da li postoji položaj u kome će objekat dostići maksimalnu (konačnu) brzinu i prestati sa ubrzavanjem? - CS, Sykesville, MD
Da, objekti uglavnom konačnu brzinu i prestaju da ubrzavaju. Što objekat brže pada, to je veća sila otpora vazduha. Ova sila deluje nagore i, u najmanju ruku, delimično umanjuje posledicu delovanja sile teže - utiče na težinu objekta. Kada brzina objekta postane dovoljno velika, sila otpora vazduha potpuno poništava posledicu delovanja sile teže. Kada je objekat u tom položaju, na njega ne deluje rezultujuća sila i više ne ubrzava - kreće se brzinom stalne brojne vrednosti tj. konačnom brzinom. Konačna brzina je delimično određena gustinom i veličinom objekta, a delimično njegovim aerodinamičnim svojstvima. Veliki, masivni i aerodinamični objekti imaju veoma velike konačne brzine, dok mali, laki i objekti bez aerodinamičkih osobina poseduju male konačne brzine.
1087.Kada dodamo suvo grožđe u rastvor koji sadrži vodu, sodu bikarbonu i sirće, zbog čega suvo grožđe poskakuje? - RE, Troy, IL
Soda bikarbona i sirće u vodi reaguju tako što daju molekule ugljen-dioksida. Ako su hemikalije dovoljno razređene u vodi, molekuli ugljen-dioksida mogu da budu nepotpuno rastvoreni u vodi. Ali kada voda u sebi ima primese, ugljen-dioksidovi molekuli pokušavaju da napuste rastvor kao molekuli gasa pomoću tih nečistoća. Primese dozvoljavaju molekulima ugljen-dioksida da formiraju tanke mehuriće gasa - pojava tzv. nukleacije. U slučaju suvog grožđa, ono se smatra primesama koje može da ostvari nukleaciju. Kako gas bubri na površinskim slojevima suvog grožđa, na zrnca deluje sila potiska od okolne vode. Mehurići plivaju na gore, noseći zrnca sa sobom i primoravaju ih „da igraju”.
1086.Čuo sam, stručno govoreći, da je atmosfera naše planete fluid. Možete li to protumačiti?
Pošto su tečnosti i gasovi fluidi, atmosfera Zemlje je svakako fluid. Svaki materijal koji protiče kada na njega deluje sila u pravcu koji je tangencijalan na površinu materijala, tretira se kao fluid. To važi i za atmosferu; npr., kada vaš automobil prolazi pored drugog automobila u pokretu, na vazduh između automobila deluje sila u tangencijalnom pravcu i vazduh se kreće na složen način. Vetrovi su drugi primer za atmosferu kao fluid.
1084.Od čega se pravi mastilo? - JD, Langley, British Columbia
Mastilo se pravi od delića pigmenta koji apsorbuju svetlost ili molekula boje koji su u tečnosti koja sadrži rastvorene vezivne hemikalije. Kada se mastilo razlije na papir, vezivni rastvarač prodire u papir ili isparava u vazduh, ostavljajući delove pigmenta ili molekule boje vezane za papir uz pomoć vezivnih hemikalija.
1083.Zašto svetlost u nekim sredinama putuje sporije nego u vakuumu? Na primer, u staklu ili nekoj drugoj prozirnoj sredini, vidljivo svetlo nije apsorbovano ali usporava. Šta se tu dešava? - FH, Waltham, MA
Kada svetlosni zrak prodre u materiju, njegovo električno polje deluje na naelektrisane čestice materije i tera ih da ubrzavaju napred i nazad. To je zato što električno polje deluje silama na naelektrisane čestice. Svetlosni zrak daje deo svoje energije tim česticama i deo je apsorbovan u tom procesu. Ipak, naelektrisane čestice ne zadržavaju svetlosnu energiju veoma dugo. Čestice ubrzavaju, a ubrzane naelektrisane čestice emituju elektromagnetne talase. U stvari, čestice reemituju taj isti svetlosni talas koji su apsorbovale momenat ranije. Svetlosni zrak je delimično apsorbovan i onda reemitovan svakom pojedinačnom naelektrisanom česticom na koji je naišao, tako da svetlost nastavlja svoj put kao da se ništa nije desilo.
Ali, nešto se desilo - svetlosni zrak je blago usporen. Ovaj proces apsorpcije i reemisije zadržava svetlosni zrak tako da on putuje malo sporije u odnosu na svoju maksimalnu brzinu. Ako su naelektrisane čestice u malom broju i na velikoj međusobnoj udaljenosti, usporenje talasa je zanemarljivo. Ali u gustim materijalima, kao što su staklo ili dijamanti, svetlosni talas može biti znatno usporen.
U stvari, visokofrekventni ljubičasti zraci su više usporeni od niskofrekventnih crvenih zraka, zato što se ljubičasti više apsorbuju i reemituju u većini atoma providnih materija. Razlog za tako nešto je da kada visokofrekventni svetlosni talas naiđe na elektrone u atomu, oscilacije elektrona odvijaju se tako brzo, tako da je kretanje elektrona slabo i ne uspevaju da dostignu granice atoma. Posledično, ovakvi elektroni su u mogućnosti da se osciluju napred-nazad kao da su slobodni i uspevaju da uspore svetlosni talas. Ali kada niskofrekventni svetlosni talas naiđe na elektrone u atomu, oscilovanje je sporije, a kretanje elekrona je toliko veliko da oni vrlo brzo dospevaju do granice atoma. Kao rezultat toga, takvi elektroni nisu u stanju da se osciluju napred-nazad koliko bi trebalo i zbog toga ne usporavaju svetlosni talas u tolikoj meri.
1082.Šta je infracrveno zračenje? - AC, Teaneck, NJ
Infracrveno, vidljivo i ultraljubičasto zračenje su elektromagnetni talasi. Ovi talasi se razlikuju po svojim talasnim dužinama (rastojanje između graničnih maksimuma u njihovim električnim poljima) i frekvencijama (broj maksimuma električnog polja koji prolaze pored određenog mesta u prostoru svake sekunde). Infracrveno zračenje ima veću talasnu dužinu i nižu frekvenciju od vidljivog, dok ultraljubičasto ima manju talasnu dužinu i veću frekvenciju od vidljivog zračenja. Mi ne možemo videti ni infracrveno ni ultraljubičasto zračenje jer ćelije naše mrežnjače nisu osetljive na ove vrste zračenja. Bez obzira na to, mi često možemo zapaziti kada su takva zračenja prisutna - infracrveno zračenje možemo osetiti kao toplotu na svojoj koži, a možemo dobiti i opekotine od ultraljubičastog zračenja koje potiče od Sunca.
1081.Znam da elektromagnetni talasi ne mogu da prođu kroz otvore u metalnom kavezu (Faradejev kavez), ako su veličine otvora značajno manje od talasne dužine. Ali šta ako je u pitanju samo stalno električno polje? Šta tada određuje veličina otvora? - KBH, Logan, Utah
Ako se električno polje ne menja tokom vremena, onda ne može da uđe kroz otvore, nezavisno od toga koliki su. U stvari, vremenski nepromenljivo električno polje ima beskonačnu talasnu dužinu i ne može da se prenese kroz otvore bilo kakve veličine. Ipak, otvori ne zaustavljaju elektromagnetne talase momentalno - talas prodire do određene udaljenosti u kavez, pre nego što isčezne. Rastojanje na kome talas oslabi tri puta je približno jednak veličini otvora kroz koji pokušava da prođe. S toga, ako vaš Faradejev kavez ima otvore od 1cm u prečniku, nepromenljivo električno polje će se za nekoliko centimetara svesti skoro na nulu. Ako su otvori mnogo veći od toga, električno polje će prodreti duboko u kavez i kavez će biti delotvoran jedino ako je izuzetno velik. Da bi izbegli upotrebu jako velikog kaveza, bolje je koristiti male otvore.
1080.Kako mikrotalasne pećnice utiču na ljude sa pejsmejkerom? - W
Ako mikrotalasna ne pušta mikrotalase, onda uopšte neće uticati na njih. Ali ako mikrotalasi zrače izvan, uzrokovaće neželjene efekte u električnim provodnicima pejsmejkera. To se dešava zato što se mikrotalasi sastoje od električnog i magnetnog polja i električno polje deluje silama na naelektrisane čestice. Pokretljive naelektrisane čestice u električnim provodnicima pejsmejkera osetiće ove sile kao mikrotalase koji nailaze na njih i pomeraće se napred-nazad, u skladu sa promenama električnog polja mikrotalasa. Žice pajsmejkera nisu predviđene da trpe ove vrste neočekivanih kretanja čestica i pejsmejker, i/ili osoba kojoj je prikačen, može osetiti neželjena dejstva. Iako su takvi događaji vrlo neuobičajeni, trebalo bi upozoriti osobe sa pejsmejkerom kad god je u njihovoj blizini uključena mikrotalasna pećnica.
1079.Da li postoje mikrotalasni grejači ili mikrotalasi uvek moraju da budu zatvoreni, kao što je to slučaj kod mikrotalasnih pećnica? - AL, Umea, Sweden
Koliko ja znam, postoje mikrotalasni uređaji za zagrevanje koji nisu zatvorenog tipa, koji se koriste u medicinske svrhe i služe za dubinsko zagrevanje povređenog tkiva pacijenata. Ali osim takvih uređaja, nikada nisam čuo za mikrotalasne grejače otvorenog tipa. To je zbog toga što bi takvi uređaji bili opasni, jer bi korisnik bio direktno izložen mikrotalasima. Da bi se mikrotalasno zračenje držalo pod kontrolom u mikrotalasnim pećnicama, mikrotalasi su zatvoreni u komoru za kuvanje, iz koje ne mogu da „pobegnu”.
1078.Čuo sam da je razlog zbog koga je antena, kao na primer ona na kolima, toliko dugačka da bi radio talasi velikih talasnih dužina mogli da prođu kroz nju. Da li je to tačno? Zašto su antene za prijem signala radio stanica tako visoke i tanke? - LW, Blacksburg, VA
Vertikalna šipka radio antene prima radio talase tako što omogućava talasu da pomera naelektrisane čestice uz i niz antenu. Radio opaža ova pomeranja i na taj način registruje prolazak radio talasa. Idealna visina antene u vertikalnom položaju je četvrtina talasne dužine talasa koji se prima - u tom slučaju, naelektrisanja koje električno polje tog talasa gura uz i niz antenu imaju dovoljno vremena da dosegnu kraj antene pre nego što promene smer kretanja.
Talasi koji se koriste za standardne AM radio prenose, imaju veoma veliku talasnu dužinu - obično 300m - tako da, za optimalan prijem, zahtevaju vertikalnu antenu od oko 75 m. Antena te visine je takođe optimalna za radio emitovanje, zbog čega su antene AM radio stanica tako visoke i tanke. Ipak, tako visoke antene nisu odgovarajuće za većinu AM prijemnika, tako da koriste male magnetne antene. Magnetne antene su uređaji koji imaju materijal sličan gvožđu, poznat pod nazivom ferit, koji upija linije magnetnog fluksa kao sunđer. Kalem žice je obmotan oko ferita, pa kad linije magnetnog fluksa prolazećeg radio talasa uđu u ferit, one indukuju električnu struju u kalemu žice. Ovaj kalem se onda ponaša kao antena.
Međutim, talasi koji se koriste za FM radio emitovanje imaju mnogo manju talsnu dužinu - obično 3 metra - pa sve što je potrebno su antene od oko 75 cm. Vertikalna šipka radio antene na automobilima je osmišljena da prima FM talase. Antene FM radio stanica su takođe kratke, ali su često montirane visoko na šipci, tako cela struktura izgleda kao AM antena. Ipak, ako pogledate vrh FM radio antene, videćete da je ona mnogo kraća.
1077.Ako je jedan zvucnik otpora 8 oma povezan paralelno sa otpornikom od 8 oma, da li će nova impedansa biti 4 oma?
Da. Kada dva elementa kola otpora 8 oma povežete paralelno, tako da dele struju između sebe, oni će se ponašati kao jedan element od 4 oma.
1075.Koja je formula za nalaženje snage u kolu naizmenične struje?
Ako se neki uređaj, koji dobija snagu od izvora naizmenične struje, ponaša se kao termogeni otpornik - što znači da je struja koja prolazi kroz njega proporcionalna padu napona na njemu - onda je jednostavno da se izračuna snaga koju troši ovaj uređaj. Samo pomnožite pad napona duž uređaja (izražen u voltima) sa strujom koja protiče kroz uređaj (izražena u amperima) kako bi dobili snagu (izraženu u vatima). Pad napona duž uređaja pokazuje koliko energije uređaj crpi od prolaska svakog elektrona kroz njega, a struja koja prolazi kroz uređaj je mera količine elektrona koji prolaze kroz uređaj svake sekunde. Stoga, proizvod pada napona i struje daje energiju koju uređaj crpi iz struje svake sekunde, dakle, daje snagu koju uređaj crpi. S druge strane, ako se uređej ponaša kao kalem ili kondenzator - što znači da struja koja prolazi kroz njega nije proporcionalna padu napona duž njega - teže je izračunati snagu koju troši uređaj.
1074.Kako radi električni aparat za zavarivanje? - JE
Električni zavarivač šalje električnu struju kroz jonizovan gas, dajući protok struje kroz gas, poznat kao električni luk. Jonizovani gas u tom luku sastoji se od elektrona koji su negativno naelektrisani i atoma ili molekula koji su izgubili elektrone i postali pozitivno naelektrisani. Elektroni se kreću ka pozitivno naelektrisanom metalu na kraju luka, dok se pozitivni joni kreću ka negativno naelektrisanom metalu na drugom kraju luka. Tokom kretanja, ove naelektrisane čestice se često sudaraju međusobno i sa atomima ili molekulima gasa na svojim putanjama, pri čemu deo svoje električne energije pretvaraju u toplotnu energiju. U ovim sudarima takođe nastaju novi joni. Ogromna količina toplotne energije, nastale u sudarima dok naelektrisane čestice teku kroz luk, rastapa metal na krajevima luka, tako da krajevi metala mogu da se spoje.
1073.Koji je najefikasniji način da se elektronski meri nivo napunjenosti olovnog akumulatora? - RS
Napon bilo kog akumulatora - količina energije koju akumulator daje svakom pozitivnom naelektrisanju koje prenosi sa negativne na pozitivnu elektrodu - blago raste kad je akumulator potpuno pun. To je zato što, kad je akumulator potpuno pun i hemikalije su veoma uređene, zakoni termodinamike koji podstiču stanje neuređenosti nastoje da povećaju neuređenost u akumulatoru, pri čemu se povećava i napon akumulatora. Ali dok se akumulator prazni, prestaju ovakvi termodinamički procesi i napon akumulatora blago opada. Prema tome, najlakši način da se elektronski odredi stanje napunjenosti akumulatora je da se prati porast napona kroz njega kada kroz akumulator protiče slaba struja ili uopšte ne protiče. Što je viši naon, akumulator je puniji.
1072.Koliko brzo mogu da putuju Maglev vozovi? - AP
Dokle god su šine dovoljno prave da voz ne oseti veliko ubrzanje (pri kretanju na gore, dole, levo ili desno), nema ograničenja brzine koju može da dostigne. Zapravo, proces levitacije postaje sve više i više energetski efikasan kako brzina raste. Ipak, na voz deluje otpor usled opstrujavanja i stvaranja vazdušnih džepova (vrsta otpora vazduha), koji raste približno kao kvadrat brzine voza. Snaga potrebna da savlada tu silu otpora vazduha raste kao kub brzine voza. Stoga je ograničena brzina, čijim prekoračenjem bi kretanje voza bilo veoma nepraktično.
Kada svetlosni zrak prodre u materiju, njegovo električno polje deluje na naelektrisane čestice materije i tera ih da ubrzavaju napred i nazad. To je zato što električno polje deluje silama na naelektrisane čestice. Svetlosni zrak daje deo svoje energije tim česticama i deo je apsorbovan u tom procesu. Ipak, naelektrisane čestice ne zadržavaju svetlosnu energiju veoma dugo. Čestice ubrzavaju, a ubrzane naelektrisane čestice emituju elektromagnetne talase. U stvari, čestice reemituju taj isti svetlosni talas koji su apsorbovale momenat ranije. Svetlosni zrak je delimično apsorbovan i onda reemitovan svakom pojedinačnom naelektrisanom česticom na koji je naišao, tako da svetlost nastavlja svoj put kao da se ništa nije desilo.
Ali, nešto se desilo - svetlosni zrak je blago usporen. Ovaj proces apsorpcije i reemisije zadržava svetlosni zrak tako da on putuje malo sporije u odnosu na svoju maksimalnu brzinu. Ako su naelektrisane čestice u malom broju i na velikoj međusobnoj udaljenosti, usporenje talasa je zanemarljivo. Ali u gustim materijalima, kao što su staklo ili dijamanti, svetlosni talas može biti znatno usporen.
U stvari, visokofrekventni ljubičasti zraci su više usporeni od niskofrekventnih crvenih zraka, zato što se ljubičasti više apsorbuju i reemituju u većini atoma providnih materija. Razlog za tako nešto je da kada visokofrekventni svetlosni talas naiđe na elektrone u atomu, oscilacije elektrona odvijaju se tako brzo, tako da je kretanje elektrona slabo i ne uspevaju da dostignu granice atoma. Posledično, ovakvi elektroni su u mogućnosti da se osciluju napred-nazad kao da su slobodni i uspevaju da uspore svetlosni talas. Ali kada niskofrekventni svetlosni talas naiđe na elektrone u atomu, oscilovanje je sporije, a kretanje elekrona je toliko veliko da oni vrlo brzo dospevaju do granice atoma. Kao rezultat toga, takvi elektroni nisu u stanju da se osciluju napred-nazad koliko bi trebalo i zbog toga ne usporavaju svetlosni talas u tolikoj meri.
1082.Šta je infracrveno zračenje? - AC, Teaneck, NJ
Infracrveno, vidljivo i ultraljubičasto zračenje su elektromagnetni talasi. Ovi talasi se razlikuju po svojim talasnim dužinama (rastojanje između graničnih maksimuma u njihovim električnim poljima) i frekvencijama (broj maksimuma električnog polja koji prolaze pored određenog mesta u prostoru svake sekunde). Infracrveno zračenje ima veću talasnu dužinu i nižu frekvenciju od vidljivog, dok ultraljubičasto ima manju talasnu dužinu i veću frekvenciju od vidljivog zračenja. Mi ne možemo videti ni infracrveno ni ultraljubičasto zračenje jer ćelije naše mrežnjače nisu osetljive na ove vrste zračenja. Bez obzira na to, mi često možemo zapaziti kada su takva zračenja prisutna - infracrveno zračenje možemo osetiti kao toplotu na svojoj koži, a možemo dobiti i opekotine od ultraljubičastog zračenja koje potiče od Sunca.
1081.Znam da elektromagnetni talasi ne mogu da prođu kroz otvore u metalnom kavezu (Faradejev kavez), ako su veličine otvora značajno manje od talasne dužine. Ali šta ako je u pitanju samo stalno električno polje? Šta tada određuje veličina otvora? - KBH, Logan, Utah
Ako se električno polje ne menja tokom vremena, onda ne može da uđe kroz otvore, nezavisno od toga koliki su. U stvari, vremenski nepromenljivo električno polje ima beskonačnu talasnu dužinu i ne može da se prenese kroz otvore bilo kakve veličine. Ipak, otvori ne zaustavljaju elektromagnetne talase momentalno - talas prodire do određene udaljenosti u kavez, pre nego što isčezne. Rastojanje na kome talas oslabi tri puta je približno jednak veličini otvora kroz koji pokušava da prođe. S toga, ako vaš Faradejev kavez ima otvore od 1cm u prečniku, nepromenljivo električno polje će se za nekoliko centimetara svesti skoro na nulu. Ako su otvori mnogo veći od toga, električno polje će prodreti duboko u kavez i kavez će biti delotvoran jedino ako je izuzetno velik. Da bi izbegli upotrebu jako velikog kaveza, bolje je koristiti male otvore.
1080.Kako mikrotalasne pećnice utiču na ljude sa pejsmejkerom? - W
Ako mikrotalasna ne pušta mikrotalase, onda uopšte neće uticati na njih. Ali ako mikrotalasi zrače izvan, uzrokovaće neželjene efekte u električnim provodnicima pejsmejkera. To se dešava zato što se mikrotalasi sastoje od električnog i magnetnog polja i električno polje deluje silama na naelektrisane čestice. Pokretljive naelektrisane čestice u električnim provodnicima pejsmejkera osetiće ove sile kao mikrotalase koji nailaze na njih i pomeraće se napred-nazad, u skladu sa promenama električnog polja mikrotalasa. Žice pajsmejkera nisu predviđene da trpe ove vrste neočekivanih kretanja čestica i pejsmejker, i/ili osoba kojoj je prikačen, može osetiti neželjena dejstva. Iako su takvi događaji vrlo neuobičajeni, trebalo bi upozoriti osobe sa pejsmejkerom kad god je u njihovoj blizini uključena mikrotalasna pećnica.
1079.Da li postoje mikrotalasni grejači ili mikrotalasi uvek moraju da budu zatvoreni, kao što je to slučaj kod mikrotalasnih pećnica? - AL, Umea, Sweden
Koliko ja znam, postoje mikrotalasni uređaji za zagrevanje koji nisu zatvorenog tipa, koji se koriste u medicinske svrhe i služe za dubinsko zagrevanje povređenog tkiva pacijenata. Ali osim takvih uređaja, nikada nisam čuo za mikrotalasne grejače otvorenog tipa. To je zbog toga što bi takvi uređaji bili opasni, jer bi korisnik bio direktno izložen mikrotalasima. Da bi se mikrotalasno zračenje držalo pod kontrolom u mikrotalasnim pećnicama, mikrotalasi su zatvoreni u komoru za kuvanje, iz koje ne mogu da „pobegnu”.
1078.Čuo sam da je razlog zbog koga je antena, kao na primer ona na kolima, toliko dugačka da bi radio talasi velikih talasnih dužina mogli da prođu kroz nju. Da li je to tačno? Zašto su antene za prijem signala radio stanica tako visoke i tanke? - LW, Blacksburg, VA
Vertikalna šipka radio antene prima radio talase tako što omogućava talasu da pomera naelektrisane čestice uz i niz antenu. Radio opaža ova pomeranja i na taj način registruje prolazak radio talasa. Idealna visina antene u vertikalnom položaju je četvrtina talasne dužine talasa koji se prima - u tom slučaju, naelektrisanja koje električno polje tog talasa gura uz i niz antenu imaju dovoljno vremena da dosegnu kraj antene pre nego što promene smer kretanja.
Talasi koji se koriste za standardne AM radio prenose, imaju veoma veliku talasnu dužinu - obično 300m - tako da, za optimalan prijem, zahtevaju vertikalnu antenu od oko 75 m. Antena te visine je takođe optimalna za radio emitovanje, zbog čega su antene AM radio stanica tako visoke i tanke. Ipak, tako visoke antene nisu odgovarajuće za većinu AM prijemnika, tako da koriste male magnetne antene. Magnetne antene su uređaji koji imaju materijal sličan gvožđu, poznat pod nazivom ferit, koji upija linije magnetnog fluksa kao sunđer. Kalem žice je obmotan oko ferita, pa kad linije magnetnog fluksa prolazećeg radio talasa uđu u ferit, one indukuju električnu struju u kalemu žice. Ovaj kalem se onda ponaša kao antena.
Međutim, talasi koji se koriste za FM radio emitovanje imaju mnogo manju talsnu dužinu - obično 3 metra - pa sve što je potrebno su antene od oko 75 cm. Vertikalna šipka radio antene na automobilima je osmišljena da prima FM talase. Antene FM radio stanica su takođe kratke, ali su često montirane visoko na šipci, tako cela struktura izgleda kao AM antena. Ipak, ako pogledate vrh FM radio antene, videćete da je ona mnogo kraća.
1077.Ako je jedan zvucnik otpora 8 oma povezan paralelno sa otpornikom od 8 oma, da li će nova impedansa biti 4 oma?
Da. Kada dva elementa kola otpora 8 oma povežete paralelno, tako da dele struju između sebe, oni će se ponašati kao jedan element od 4 oma.
1075.Koja je formula za nalaženje snage u kolu naizmenične struje?
Ako se neki uređaj, koji dobija snagu od izvora naizmenične struje, ponaša se kao termogeni otpornik - što znači da je struja koja prolazi kroz njega proporcionalna padu napona na njemu - onda je jednostavno da se izračuna snaga koju troši ovaj uređaj. Samo pomnožite pad napona duž uređaja (izražen u voltima) sa strujom koja protiče kroz uređaj (izražena u amperima) kako bi dobili snagu (izraženu u vatima). Pad napona duž uređaja pokazuje koliko energije uređaj crpi od prolaska svakog elektrona kroz njega, a struja koja prolazi kroz uređaj je mera količine elektrona koji prolaze kroz uređaj svake sekunde. Stoga, proizvod pada napona i struje daje energiju koju uređaj crpi iz struje svake sekunde, dakle, daje snagu koju uređaj crpi. S druge strane, ako se uređej ponaša kao kalem ili kondenzator - što znači da struja koja prolazi kroz njega nije proporcionalna padu napona duž njega - teže je izračunati snagu koju troši uređaj.
1074.Kako radi električni aparat za zavarivanje? - JE
Električni zavarivač šalje električnu struju kroz jonizovan gas, dajući protok struje kroz gas, poznat kao električni luk. Jonizovani gas u tom luku sastoji se od elektrona koji su negativno naelektrisani i atoma ili molekula koji su izgubili elektrone i postali pozitivno naelektrisani. Elektroni se kreću ka pozitivno naelektrisanom metalu na kraju luka, dok se pozitivni joni kreću ka negativno naelektrisanom metalu na drugom kraju luka. Tokom kretanja, ove naelektrisane čestice se često sudaraju međusobno i sa atomima ili molekulima gasa na svojim putanjama, pri čemu deo svoje električne energije pretvaraju u toplotnu energiju. U ovim sudarima takođe nastaju novi joni. Ogromna količina toplotne energije, nastale u sudarima dok naelektrisane čestice teku kroz luk, rastapa metal na krajevima luka, tako da krajevi metala mogu da se spoje.
1073.Koji je najefikasniji način da se elektronski meri nivo napunjenosti olovnog akumulatora? - RS
Napon bilo kog akumulatora - količina energije koju akumulator daje svakom pozitivnom naelektrisanju koje prenosi sa negativne na pozitivnu elektrodu - blago raste kad je akumulator potpuno pun. To je zato što, kad je akumulator potpuno pun i hemikalije su veoma uređene, zakoni termodinamike koji podstiču stanje neuređenosti nastoje da povećaju neuređenost u akumulatoru, pri čemu se povećava i napon akumulatora. Ali dok se akumulator prazni, prestaju ovakvi termodinamički procesi i napon akumulatora blago opada. Prema tome, najlakši način da se elektronski odredi stanje napunjenosti akumulatora je da se prati porast napona kroz njega kada kroz akumulator protiče slaba struja ili uopšte ne protiče. Što je viši naon, akumulator je puniji.
1072.Koliko brzo mogu da putuju Maglev vozovi? - AP
Dokle god su šine dovoljno prave da voz ne oseti veliko ubrzanje (pri kretanju na gore, dole, levo ili desno), nema ograničenja brzine koju može da dostigne. Zapravo, proces levitacije postaje sve više i više energetski efikasan kako brzina raste. Ipak, na voz deluje otpor usled opstrujavanja i stvaranja vazdušnih džepova (vrsta otpora vazduha), koji raste približno kao kvadrat brzine voza. Snaga potrebna da savlada tu silu otpora vazduha raste kao kub brzine voza. Stoga je ograničena brzina, čijim prekoračenjem bi kretanje voza bilo veoma nepraktično.
1071.Zašto telo koje miruje ostaje da miruje i zašto telo u pokretu ostaje u pokretu u odsustvu rezultujuće sile?-AW, Karachi, Pakistan
Takvo zapažanje, poznato kao I Njutnov zakon kretanja, je jedno od najznačajnijih karakteristika univerzuma. Mogao bih prosto da odgovorim da je to način kako univerzum funkcioniše. Ali, precizniji odgovor je taj da svemir ispoljava simetriju translacije - što znači da su zakoni fizike isti iz vaše trenutne tačke gledišta, kao što bi bili da se premestite metar ulevo. Premeštanje sa trenutne tačke gledišta duž linearne putanje - proces koji se naziva translacija - ne utiče na zakone fizike. Fizički zakoni, uzimajući u obzir translaciju, su simetrični i zato što su translacije bilo koje veličine moguće, ova simetrija se smatra da je po karakteru kontinuirana (suprotno u odnosu na reflekciju od ogledala, koja je diskretna simetrija). Kad god fizički zakoni pokažu kontinuiranu simetriju ove vrste, postoji sa tim povezana veličina za koju važi zakon održanja. Fizička veličina koja se pridružuje translacionoj simetriji, a za koju važi zakon održanja, poznata je kao impuls. Impulsi tela koja su izolovana, ne mogu da se menjaju jer je impuls podložan zakonu održanja - ne može biti stvoren niti uništen. Pošto je impuls povezan sa kretanjem, izolovani objekat koji miruje i nema impuls mora da ostane u mirovanju, bez impulsa. A izolovani objekat koji se kreće i ima određen impuls, mora da nastavi da se kreće sa istim impulsom.
Takođe, fizički zakoni pokazuju simetriju rotacije - što znači da kada okrećemo glavu, zakoni fizike se ne menjaju - i ova simetrija vodi ka postojanju veličine za koju važi zakon održanja, poznatu kao moment impulsa. Fizički zakoni se ne menjaju dok vreme prolazi - simetrija vremena, koja vodi ka postojanju veličine za koju važi zakon održanja - energija.
1070.Zbog čega hrana, pogotovo pecivo, postaje gnjecava nakon zagrevanja u mikrotalasnoj pećnici?
Obična pećnica zagreva hranu tako što je izlaže toplom vazduhu i toplotnom zračenju. Ona peče hranu od spolja ka unutra. Obična pećnica, kao posledica toga, teži da ostavi površinu hrane suvom i hrskavom, jer prvo zagreva te spoljne slojeve i izvlači vodu iz njih. Mikrotalasna zagreva hranu tako što zagreva vodu u njoj. Ona peče hranu od iznutra ka spolja. Posledično, mikrotalasna teži da izvuče vodu iz sredine u površinske slojeve hrane. Spoljni slojevi su zato „napareni”, a para sve čini mekanim.
1069.Kakvi su snajperski nišani korišćeni tokom Drugog svetskog rata? Izgleda da su, za osvetljavanje mete, koristili zračenje koje je nevidljivo, tako da je snajperista gledao kroz nišan i mogao da vidi metu. - ND, Florence, Montana
Ovakvi snajperski nišani su koristili infracrveno zračenje da osvetle svoje mete, a onda bi detektovali ovo infracrveno zračenje uz pomoć fotokatode, koja je osetljiva na infracrvene zrake. Stvaranje infracrvenog zračenja je lako; bilo koja klasična sijalica proizvodi velike količine ovog zračenja. Snajperski nišan prosto zaustavlja svetlost iz klasične sijalice, propuštajući samo nevidljivo infracrveno zračenje da osvetli metu.
Razumevanje fotokatodnog sistema zahteva poznavanje interakcija zračenja i metala. Kad god čestica elektromagnetnog zračenja - foton - udari površinu metala, postoji mogućnost da će foton izbaciti elektron sa te metalne površine. Međutim, svaki tip metala zahteva određeni minimum energije fotona, pre nego što oslobodi elektron. Zbog toga što fotoni infracrvene svetlosti imaju vrlo malu energiju, mogu da izbace elektrone sa pojedinih metala. Snajperski nišan je posedovao vrlo tanak sloj jednog takvog metala, koji je osetljiv na infracrveno zračenje.
Zapravo, metalni sloj je bio nanešen na providni stakleni prozor, koji je formirao prednji kraj vakumske cevi. Elektromagnetno zračenje ispred snajperiste je prolazilo kroz sabirno sočivo, koje je formiralo realnu sliku na metalnom sloju. Metalni sloj je bio toliko tanak da je zračenje, koje je padalo kroz stakleni prozor na prednju površinu, uzrokovalo da se elektroni izbace sa zadnje površine. Elektroni izbačeni sa zadnjeg metalnog sloja bili su ubrzavani visokim naponom, koji je postojao između sloja metalne fotokatode i anode prekrivene fosforom. Svakom elektronu je, tokom tog kretanja, bilo potrebno puno energije da bi uzrokovali da fosfor na anodi, kada ga pogode, jako svetluca. Putanja elektrona je bila toliko kratka da su elektroni, emitovani sa određenog mesta na fotokatodi, udarali u odgovarajuće mesto na fosfornoj anodi i snajperista bi video jasnu sliku dešavanja ispred snajperskog nišana.
Zbog toga što jedan infracrveni foton, udarajući fotokatodu, dovodi do oslobađanja desetina fotona iz fosfora na anodi, tadašnji snajperski nišan je davao skromnu količinu „jačine slike”. Ali moderni snajperski nišani za noćno gađanje daju veće pojačanje. Kao i stari snajperski nišan, ove moderne naprave takođe koriste fotokatodu da bi pretvorile zračenje koje potiče od realne slike iz sočiva, u oslobođene elektrone. Ali moderni nišani zatim pojačavaju snop elektrona, šaljući ih kroz uske kanale koji imaju visokonaelektrisane ploče. Dok elektroni prolaze kroz kanale, oni mogu da izbace sa ploča stotine, hiljade, čak i milione drugih elektrona, tako da svaki foton može da oslobodi više od milion elektrona iz pojačavačkog sistema. Kada ovi elektroni udare u fosforom prekrivenu anodu, slika koju proizvode je svetla i vidljiva, tako da osoba koja gleda u anodu može da vidi zbog toga što svaki svetlosni foton udara u fotokatodu i inicira jedan od ovakvih kaskadnih kretanja elektrona. Sa ovako izuzetnom osetljivošću na zračenje, više ne postoji potreba da se meta osvetljava infracrvenim zračenjem - čak je i svetlost zvezda dovoljna da načini metu vidljivom kroz ovakav nišan.
1068.Kako radi parna pištaljka? - DR
Koliko ja znam, parna pištaljka je takva da se u nju duva para, a ne vazduh. Način rada pištaljke izgleda ovako: vazduh unutar pištaljke se dovodi do jake vibracije od strane pare koja prolazi kroz otvor u obliku žljeba. Ovaj protok pare je usmeren ka oštrom vrhu na daljoj strani otvora i može, a i ne mora, da uđe u pištaljku. Ako se desi da vazduh izlazi kroz otvor u obliku žljeba, dok para protiče kroz žljeb, izlazeći vazduh će saviti struju pare ka spolja i para neće ući u pištaljku. Ali ukoliko se dogodi da vazduh ulazi u žljeb dok para prelazi preko žljeba, struja pare će da se savije i da uđe u pištaljku. Ovakva situacija dovodi do pojačavajućeg efekta: ako i malo vazduha ulazi u žljeb, onda i ceo protok pare ulazi u žljeb. Ako i malo vazduha izlazi iz žljeba, onda i ceo protok pare izlazi iz žljeba.
Dalje, vazduh unutar pištaljke ne miruje u potpunosti, on se uvek pomera napred-nazad makar po malo, kao što se voda pomera u bazenu. Posledično, pojavljuje se stalno kretanje vazduha u i izvan žljeba. Kada protok pare krene kroz žljeb, on pojačava male kretnje vazduha unutar pištaljke tako da one postaju intenzivnije. Ubrzo vazduh unutar pištaljke intenzivnije vibrira i to rezultira variranjem pritiska koji se oslobađa iz pištaljke kao zvuk.
Isti ovakav princip se odvija i u drugim muzičkim instrumentima, uključujući orgulje i flautu. Kod parne pištaljke, protok pare koji pravi ove vibracije je para, a ne vazduh. Voda se podgreva u kotlovima dok ne napravi osrednje visok nivo pritiska pare, a onda se pritisak otpusti kroz ventil do velike pištaljke, koja se glasno čuje.
1067.Kako nastaje infracrveno zračenje?
Postoji više načina nastanka infracrvenog zračenja. Prvo, svaka topla površina emituje infracrveno zračenje. Na primer, sijalice koje emituju svetlost usled zagrevanja ili grejalice emituju velike količine toga. To je zato što toplotno zračenje zagrejanog predmeta se nalazi, uglavnom, u nevidljivim oblastima infracrvenog elektromagnetnog spektra.
Drugo, mnogi elektronski uređaji emituju infracrveno zračenje. Na primer, diode koje emituju svetlost u daljinskom upravljaču televizora emituju infracrveno zračenje. Kad je takav slučaj, infracrveno zračenje je emitovano elektronima koji prelaze iz jedne grupe kvantnih nivoa u druge grupe, unutar poluprovodnika - od provodne zone do valentne zone. Ovakvo zračenje nije toplotno; ne uključuje toplotu.
Na kraju, neka infracrvena zračenja nastaju laserom. Kad je takav slučaj, pobuđeni atomi ili atomski slični sistemi pojačavaju prolazeće infracrveno zračenje da bi proizveli velike količine identičnih svetlosnih čestica - identičnih fotona. Infracrveni industrijski laseri se uglavnom koriste za sve, od razglednica do čeličnih oplata.
1066.Kako oblik krila utiče na let?
Tokom leta, krilo aviona obezbeđuje silu koja ga podiže tako što čini da protok vazduha preko gornje površine putuje brže od vazduha koji protiče ispod njegove donje površine. Kada vazduh koji ide preko krila ubrza, pritisak vazduha iznad krila opada. Pošto je pritisak sporijeg kretanja vazduha, koji se kreće ispod krila, veći od pritiska vazduha koji se brže kreće preko krila, pojavljuje se rezultujuća podižuća sila na krilu zbog neravnoteže pritisaka i krilo se podiže nagore. Krilo, takođe, oseća i otpor vazduha koje čini da avion uspori. Ali sve dok krilo aviona ne prouzrokuje da se protok vazdušnih struja odvoji od svoje površine, ono će iskusiti relativno mali pritisak otpora vazduha; najveći otpor vazduha je za velike predmete koji se brzo kreću.
Detalji površine krila aviona relativno malo utiču na učinak krila. Dok je većina krila asimetrična, sa široko zakrivljenim gornjim površinama i sa relativno ravnim donjim površinama, to nije bitno. Vrlo je moguće koristiti krila koja su simetrična, sa istim zaobljenjima i na vrhu, kao i na dnu. Ali simetrično krilo neće obezbediti silu podizanja ukoliko nije zakrivljeno na gore, dok asimetrično krilo može obezbediti podizanje čak i kada nije zakrivljeno. Šire, više zaobljeno krilo takođe može obezbediti podizanje na manjim brzinama, kao što je prisutno kod sporijih aviona sa propelerima. Zbog toga je oblik krila često uslovljen željenim uglom leta, brzinom određenog aviona i njegovih krila.
Takvo zapažanje, poznato kao I Njutnov zakon kretanja, je jedno od najznačajnijih karakteristika univerzuma. Mogao bih prosto da odgovorim da je to način kako univerzum funkcioniše. Ali, precizniji odgovor je taj da svemir ispoljava simetriju translacije - što znači da su zakoni fizike isti iz vaše trenutne tačke gledišta, kao što bi bili da se premestite metar ulevo. Premeštanje sa trenutne tačke gledišta duž linearne putanje - proces koji se naziva translacija - ne utiče na zakone fizike. Fizički zakoni, uzimajući u obzir translaciju, su simetrični i zato što su translacije bilo koje veličine moguće, ova simetrija se smatra da je po karakteru kontinuirana (suprotno u odnosu na reflekciju od ogledala, koja je diskretna simetrija). Kad god fizički zakoni pokažu kontinuiranu simetriju ove vrste, postoji sa tim povezana veličina za koju važi zakon održanja. Fizička veličina koja se pridružuje translacionoj simetriji, a za koju važi zakon održanja, poznata je kao impuls. Impulsi tela koja su izolovana, ne mogu da se menjaju jer je impuls podložan zakonu održanja - ne može biti stvoren niti uništen. Pošto je impuls povezan sa kretanjem, izolovani objekat koji miruje i nema impuls mora da ostane u mirovanju, bez impulsa. A izolovani objekat koji se kreće i ima određen impuls, mora da nastavi da se kreće sa istim impulsom.
Takođe, fizički zakoni pokazuju simetriju rotacije - što znači da kada okrećemo glavu, zakoni fizike se ne menjaju - i ova simetrija vodi ka postojanju veličine za koju važi zakon održanja, poznatu kao moment impulsa. Fizički zakoni se ne menjaju dok vreme prolazi - simetrija vremena, koja vodi ka postojanju veličine za koju važi zakon održanja - energija.
1070.Zbog čega hrana, pogotovo pecivo, postaje gnjecava nakon zagrevanja u mikrotalasnoj pećnici?
Obična pećnica zagreva hranu tako što je izlaže toplom vazduhu i toplotnom zračenju. Ona peče hranu od spolja ka unutra. Obična pećnica, kao posledica toga, teži da ostavi površinu hrane suvom i hrskavom, jer prvo zagreva te spoljne slojeve i izvlači vodu iz njih. Mikrotalasna zagreva hranu tako što zagreva vodu u njoj. Ona peče hranu od iznutra ka spolja. Posledično, mikrotalasna teži da izvuče vodu iz sredine u površinske slojeve hrane. Spoljni slojevi su zato „napareni”, a para sve čini mekanim.
1069.Kakvi su snajperski nišani korišćeni tokom Drugog svetskog rata? Izgleda da su, za osvetljavanje mete, koristili zračenje koje je nevidljivo, tako da je snajperista gledao kroz nišan i mogao da vidi metu. - ND, Florence, Montana
Ovakvi snajperski nišani su koristili infracrveno zračenje da osvetle svoje mete, a onda bi detektovali ovo infracrveno zračenje uz pomoć fotokatode, koja je osetljiva na infracrvene zrake. Stvaranje infracrvenog zračenja je lako; bilo koja klasična sijalica proizvodi velike količine ovog zračenja. Snajperski nišan prosto zaustavlja svetlost iz klasične sijalice, propuštajući samo nevidljivo infracrveno zračenje da osvetli metu.
Razumevanje fotokatodnog sistema zahteva poznavanje interakcija zračenja i metala. Kad god čestica elektromagnetnog zračenja - foton - udari površinu metala, postoji mogućnost da će foton izbaciti elektron sa te metalne površine. Međutim, svaki tip metala zahteva određeni minimum energije fotona, pre nego što oslobodi elektron. Zbog toga što fotoni infracrvene svetlosti imaju vrlo malu energiju, mogu da izbace elektrone sa pojedinih metala. Snajperski nišan je posedovao vrlo tanak sloj jednog takvog metala, koji je osetljiv na infracrveno zračenje.
Zapravo, metalni sloj je bio nanešen na providni stakleni prozor, koji je formirao prednji kraj vakumske cevi. Elektromagnetno zračenje ispred snajperiste je prolazilo kroz sabirno sočivo, koje je formiralo realnu sliku na metalnom sloju. Metalni sloj je bio toliko tanak da je zračenje, koje je padalo kroz stakleni prozor na prednju površinu, uzrokovalo da se elektroni izbace sa zadnje površine. Elektroni izbačeni sa zadnjeg metalnog sloja bili su ubrzavani visokim naponom, koji je postojao između sloja metalne fotokatode i anode prekrivene fosforom. Svakom elektronu je, tokom tog kretanja, bilo potrebno puno energije da bi uzrokovali da fosfor na anodi, kada ga pogode, jako svetluca. Putanja elektrona je bila toliko kratka da su elektroni, emitovani sa određenog mesta na fotokatodi, udarali u odgovarajuće mesto na fosfornoj anodi i snajperista bi video jasnu sliku dešavanja ispred snajperskog nišana.
Zbog toga što jedan infracrveni foton, udarajući fotokatodu, dovodi do oslobađanja desetina fotona iz fosfora na anodi, tadašnji snajperski nišan je davao skromnu količinu „jačine slike”. Ali moderni snajperski nišani za noćno gađanje daju veće pojačanje. Kao i stari snajperski nišan, ove moderne naprave takođe koriste fotokatodu da bi pretvorile zračenje koje potiče od realne slike iz sočiva, u oslobođene elektrone. Ali moderni nišani zatim pojačavaju snop elektrona, šaljući ih kroz uske kanale koji imaju visokonaelektrisane ploče. Dok elektroni prolaze kroz kanale, oni mogu da izbace sa ploča stotine, hiljade, čak i milione drugih elektrona, tako da svaki foton može da oslobodi više od milion elektrona iz pojačavačkog sistema. Kada ovi elektroni udare u fosforom prekrivenu anodu, slika koju proizvode je svetla i vidljiva, tako da osoba koja gleda u anodu može da vidi zbog toga što svaki svetlosni foton udara u fotokatodu i inicira jedan od ovakvih kaskadnih kretanja elektrona. Sa ovako izuzetnom osetljivošću na zračenje, više ne postoji potreba da se meta osvetljava infracrvenim zračenjem - čak je i svetlost zvezda dovoljna da načini metu vidljivom kroz ovakav nišan.
1068.Kako radi parna pištaljka? - DR
Koliko ja znam, parna pištaljka je takva da se u nju duva para, a ne vazduh. Način rada pištaljke izgleda ovako: vazduh unutar pištaljke se dovodi do jake vibracije od strane pare koja prolazi kroz otvor u obliku žljeba. Ovaj protok pare je usmeren ka oštrom vrhu na daljoj strani otvora i može, a i ne mora, da uđe u pištaljku. Ako se desi da vazduh izlazi kroz otvor u obliku žljeba, dok para protiče kroz žljeb, izlazeći vazduh će saviti struju pare ka spolja i para neće ući u pištaljku. Ali ukoliko se dogodi da vazduh ulazi u žljeb dok para prelazi preko žljeba, struja pare će da se savije i da uđe u pištaljku. Ovakva situacija dovodi do pojačavajućeg efekta: ako i malo vazduha ulazi u žljeb, onda i ceo protok pare ulazi u žljeb. Ako i malo vazduha izlazi iz žljeba, onda i ceo protok pare izlazi iz žljeba.
Dalje, vazduh unutar pištaljke ne miruje u potpunosti, on se uvek pomera napred-nazad makar po malo, kao što se voda pomera u bazenu. Posledično, pojavljuje se stalno kretanje vazduha u i izvan žljeba. Kada protok pare krene kroz žljeb, on pojačava male kretnje vazduha unutar pištaljke tako da one postaju intenzivnije. Ubrzo vazduh unutar pištaljke intenzivnije vibrira i to rezultira variranjem pritiska koji se oslobađa iz pištaljke kao zvuk.
Isti ovakav princip se odvija i u drugim muzičkim instrumentima, uključujući orgulje i flautu. Kod parne pištaljke, protok pare koji pravi ove vibracije je para, a ne vazduh. Voda se podgreva u kotlovima dok ne napravi osrednje visok nivo pritiska pare, a onda se pritisak otpusti kroz ventil do velike pištaljke, koja se glasno čuje.
1067.Kako nastaje infracrveno zračenje?
Postoji više načina nastanka infracrvenog zračenja. Prvo, svaka topla površina emituje infracrveno zračenje. Na primer, sijalice koje emituju svetlost usled zagrevanja ili grejalice emituju velike količine toga. To je zato što toplotno zračenje zagrejanog predmeta se nalazi, uglavnom, u nevidljivim oblastima infracrvenog elektromagnetnog spektra.
Drugo, mnogi elektronski uređaji emituju infracrveno zračenje. Na primer, diode koje emituju svetlost u daljinskom upravljaču televizora emituju infracrveno zračenje. Kad je takav slučaj, infracrveno zračenje je emitovano elektronima koji prelaze iz jedne grupe kvantnih nivoa u druge grupe, unutar poluprovodnika - od provodne zone do valentne zone. Ovakvo zračenje nije toplotno; ne uključuje toplotu.
Na kraju, neka infracrvena zračenja nastaju laserom. Kad je takav slučaj, pobuđeni atomi ili atomski slični sistemi pojačavaju prolazeće infracrveno zračenje da bi proizveli velike količine identičnih svetlosnih čestica - identičnih fotona. Infracrveni industrijski laseri se uglavnom koriste za sve, od razglednica do čeličnih oplata.
1066.Kako oblik krila utiče na let?
Tokom leta, krilo aviona obezbeđuje silu koja ga podiže tako što čini da protok vazduha preko gornje površine putuje brže od vazduha koji protiče ispod njegove donje površine. Kada vazduh koji ide preko krila ubrza, pritisak vazduha iznad krila opada. Pošto je pritisak sporijeg kretanja vazduha, koji se kreće ispod krila, veći od pritiska vazduha koji se brže kreće preko krila, pojavljuje se rezultujuća podižuća sila na krilu zbog neravnoteže pritisaka i krilo se podiže nagore. Krilo, takođe, oseća i otpor vazduha koje čini da avion uspori. Ali sve dok krilo aviona ne prouzrokuje da se protok vazdušnih struja odvoji od svoje površine, ono će iskusiti relativno mali pritisak otpora vazduha; najveći otpor vazduha je za velike predmete koji se brzo kreću.
Detalji površine krila aviona relativno malo utiču na učinak krila. Dok je većina krila asimetrična, sa široko zakrivljenim gornjim površinama i sa relativno ravnim donjim površinama, to nije bitno. Vrlo je moguće koristiti krila koja su simetrična, sa istim zaobljenjima i na vrhu, kao i na dnu. Ali simetrično krilo neće obezbediti silu podizanja ukoliko nije zakrivljeno na gore, dok asimetrično krilo može obezbediti podizanje čak i kada nije zakrivljeno. Šire, više zaobljeno krilo takođe može obezbediti podizanje na manjim brzinama, kao što je prisutno kod sporijih aviona sa propelerima. Zbog toga je oblik krila često uslovljen željenim uglom leta, brzinom određenog aviona i njegovih krila.