Nem inerciarendszer

 Newton törvényei inerciarendszerben érvényesek. Leegyszerűsítve azt mondhatjuk, hogy inerciarendszerben vagyunk, ha minden fellépő mozgásállapotváltozást vagy deformációt meg tudunk magyarázni, meg tudjuk mondani, hogy milyen kölcsönhatásból származó erők hozták létre. 
A gyorsuló koordináta rendszerek nem inerciarendszerek. Legtöbbször elég egyértelmű, hogy egy gyorsuló koordináta rendszerben vagyunk, nem is tudunk elvonatkoztatni tőle. Ha kanyarodik az autó, nem meglepő, hogy valami a székbe nyom. Ha elindul a busz és hátradőlünk, ekkor se lepődünk meg. Elinduló és megálló liftben fellépő hastáji mozgások okát is értjük.

Már láttuk a Minden relatív bejegyzésnél, hogy ha a kamera a rendszerhez van rögzítve, és nem látunk ki belőle, akkor már nem is olyan egyszerű a helyzet. 

Ha pedig a rendszert állandó gyorsulással mozgatjuk, akkor az alábbi videóban látható izgalmas jelenetek részesei lehetünk. Ilyen fordó szoba általában megtalálható a Csodák Palotája/Technopolis/Nemo szerű fizikát és egyéb természettudományokat népszerűsítő interakítv játszóházakban. Ha el tudunk vonatkoztatni attól, hogy tudjuk, hogy egy gyorsuló rendszerben vagyunk, akkor rögtön olyan mozgásokkal találkozunk, amikre nem tudjuk a magyarázatot. És ekkor érthetjük meg a tehetetlenségi, fiktív erőket. 

Gepárd és a fizika

Megdöbbentően gyorsan fut a gepárd. Mikor elejti a zsákmányát, a videón nem is lehet látni, hogy miért csapkod ide-oda a farkával. Egy lassított felvételben azonban gyönyörűen látszik, ahogy a gepárd a hirtelen irányváltoztatásoknál a farkával ellenkormányoz.

Usain Bolt és házi feladat egy posztban

Tökéletes házi feladat kinematikát tanuló diákoknak. 100 méteres síkfutást Usain Bolt harmadszor nyeri meg olimpián. Átlagidőt mindig is tudtunk számítani a lefutott idő és a táv ismeretében. Ez ebben az esetben 39,69 km/h-nak adódik, mivel 9.81 másodperc alatt futotta le a 100 métert. Megdöbbentő.
De mivel a New York Times készített egy csodás, görgethető infógrafikát, hogy mikor hol is volt Bolt, ezért a mozgás kicsit pontosabb sebesség idő függvényét is megrajzolhatjuk. Vagy akár rövidebb távon mérhetünk átlagsebességet a táv vége felé.





Közeleg a suli...

Még egy kis tehetetlenség

Ha már tehetetlenség, és úgy érezzük, hogy a múltkoriak után most aztán már mindent értünk, akkor nézzük meg a lenti videót, ami azzal foglalkozik, hogy merre mozdul el a lufi, ami egy autó aljához van erősítve:

Egy vicces fizika vizsga

Ez az anekdota szerintem sokaknak már nagyon ismert. De azért hiányozna innen, ha nem raknám fel. Amellett, hogy megmosolyogtat, még tanulni is lehet belőle. A diákok meg sok helyen elsüthetik.

Az alábbi történet a Koppenhágai Egyetemen egyik fizika vizsgáján történt. A kérdés így hangzott: "Írja le, hogy egy barométer segítségével miként
mérhető meg egy felhőkarcoló magassága!"

Az egyik hallgató a következőt válaszolta: "Fogsz egy hosszú zsinórt, rákötöd a barométer tetejére, majd a barométert a felhőkarcoló tetejéről lelógatod a földig. A zsinór hosszúságának és a barométer magasságának
összege megegyezik a felhőkarcoló magasságával."

Ez a magyarázat azonban a vizsgáztatót meglehetősen feldühítette, így a diákot megbuktatta. Ám a diák nem hagyta magát, mivel szerinte a válasza abszolút helyes volt.

Az egyetem vezetősége így kijelölt egy független bírát, aki megállapította, hogy a válasz valóban helyes volt, de nem tükrözött semmiféle fizikai
ismeretet. A probléma megoldására behívatta magához a hallgatót, és hat
percet adott neki arra, hogy szóban bebizonyítsa, birtokában van a kellő
fizikai alapismereteknek. A diák öt percig némán ült, ráncolta a homlokát,
gondolkodott. Mikor a vizsgabiztos figyelmeztette, hogy vészesen fogy az
idő, a diák azt válaszolta, annyi megoldás jutott eszébe, hogy nem is tudja,
melyiket válassza. Végül aztán belekezdett:

"Nos, az első ötletem az, hogy megfogjuk a barométert, felmegyünk a
felhőkarcoló tetejére, és ledobjuk onnan. Megmérjük, mennyi idő alatt ér
földet, majd a kérdéses magasságot kiszámítjuk a 'H = 0.5g x t négyzet'
képlettel. Viszont ez a módszer nem túl szerencsés a barométer
szempontjából.

A másik lehetőség akkor jöhet szóba, ha süt a Nap. Megmérjük a barométer magasságát, és az árnyékát is. Ezután megmérjük a felhőkarcoló árnyékának hosszát, és aránypárok segítségével kiszámíthatjuk a magasságát is. De ha nagyon tudományosak akarunk lenni, akkor egy rövid zsinórt kötve a barométerre, ingaként használhatjuk azt. A földön és a tetőn megmérve a gravitációs erőt, a 'T = 2 pi * négyzetgyök (1/g)' képlettel kiszámíthatjuk a kért magasság értékét. Ha esetleg a felhőkarcolón van tűzlétra, akkor megmérhetjük, hogy a barométer hosszánál hányszor magasabb, majd a barométert megmérve egyszerű szorzással megkapjuk a kívánt eredményt.

De ha Ön az unalmas, bevett módszerre kíváncsi, akkor a barométert a
légnyomás mérésére használva, a földön és a tetőn mérhető nyomás
különbözetéből is megállapítható a felhőkarcoló magassága. Egy millibar
légnyomás különbség egy láb magasságnak felel meg.

De mivel itt az egyetemen mindig arra buzdítanak bennünket, hogy próbáljunk eredeti módszereket kidolgozni, ezért kétségtelenül a legjobb megoldás a felhőkarcoló magasságának megállapítására az, ha a hónunk alácsapjuk a barométert, bekopogunk a portáshoz, és azt mondjuk neki: 'Ha megmondod, milyen magas ez az épület, neked adom ezt a szép új barométert'."

A történet csattanója, hogy ezt a renitens diákot Niels Bohr-nak hívták, és
a mai napig ő az egyetlen fizikai Nobel-díjas dán fizikus.