Feynmanov lietajúci tanier

OBSAH:

Na úvod

Tento učebný materiál sa točí okolo jednej príhody, ktorú zažil slávny americký fyzik Richard Feynman ešte keď učil na cornellskej univerzite. Vtedy si v samoobslužnej reštaurácii nejaký študent len tak zo špásu pohadzoval tanier. Ako tanier letel vzduchom, Feynman si všimol že sa otáča a chveje. Neskôr, len tak pre svoje vlastné pobavenie, pohyb taniera prepočítal a došiel k veľmi peknému výsledku, totiž že tanier sa pri malom chvení otáča s dvakrát vyššou frekvenciou, než s akou sa chveje—aspoň tak si na to Feynman spomenul v knihe svojich spomienok, To nemyslíte vážne, pán Feynman!

Na nasledujúcich stránkach ukážeme, že ak to nebol Feynmanov šibalský úmysel, tak sa na pomer frekvencií rozpamätal nesprávne. V skutočnosti sa tanier chveje dvakrát rýchlejšie ako sa otáča!

Feynman neskončil pri svojom prvom teoretickom odôvodnení pohybu taniera, založenom na výpočtoch teoretickej mechaniky. Začal hľadať naozajstné porozumenie pohybu taniera. Nakoniec sa mu podarilo nájsť elementárne vysvetlenie pomeru frekvencií. Píše však, že už zabudol, ako to robil. My sa tu vydáme po jeho stopách a pokúsime sa zrekonštruovať jednak klasické ale aj jeho zabudnuté odvodenie pomeru frekvencií.

Nasledujúci učebný materiál poslúži vynikajúco tým, ktorí sa snažia pochopiť základy fyziky tuhého telesa, teda študentom vysokých škôl, studujúcim teoretickú mechaniku, ale aj nadšencom zo stredných škôl, ktorí sa neboja trošky diferenciálneho počtu.

Čo budete po prečítaní tutoriálu vedieť?

• Preniknete do základov fyziky tuhého telesa.


• Spoznáte Eulerove rovnice tuhého telesa.


• Stanú sa z vás odborníci na pohyb predmetov vyhodených do vzduchu.


• Zistíte, že aj takí veľkí ľudia ako Feynman sa môžu mýliť.


• Zažijete radosť z jednoduchosti a krásy skrytej v jednoduchom vysvetlení pomeru frekvencií kolísania a otáčania taniera.

© Slavomír Tuleja, február 2004
Gymnázium arm. gen. L. Svobodu, Humenné
http://stuleja.org/vscience/materialy/feynmanPlate/index.htm