.otázka z minulého týždňa:
Pri štiepaní drevených polien postupujeme bežne tak, že sekeru do dreva zatneme, potom ju otočíme (tak, aby bolo poleno hore) a udrieme do klátu jej tupou časťou. Takýto postup je oveľa účinnejší, ako keby sme sekeru neotočili. Prečo? (Otázka pochádza z blogu Michala Zaričňaka, uverejneného na stránke .týždňa pred zhruba rokom.)
.odpoveď:
Pretože sila, ktorou pôsobí sekera na poleno, je pri prevrátenej sekere väčšia. Vysvetlenie je zložitejšie, než by človek očakával. Základom je porovnanie dvoch prípadov: v prípade A sekeru s polenom neprevrátime, v prípade B ju prevrátime, pričom rýchlosť dopadu je v obidvoch prípadoch rovnaká.
Začnime prípadom A. Poleno narazí na klát, ktorý začne pôsobiť na poleno silou. Sila znamená zrýchlenie (v tomto prípade záporné zrýchlenie, čiže spomalenie), v dôsledku ktorého sa poleno zastaví.
Zastaví sa, samozrejme, aj sekera. Kto pôsobí silou na sekeru? Nuž, nepôsobí na ňu klát (ktorý sa jej nedotýka), ale poleno (ktoré sa jej dotýka). Dôsledkom tejto sily je spomalenie sekery. Ak je spomalenie sekery rovnaké ako spomalenie polena, sekera sa nezasekne hlbšie. Obidve – sekera aj poleno mali pri dopade rovnakú rýchlosť a ak majú aj rovnaké spomalenie, potom prejdú rovnako dlhé dráhy a ich vzájomná poloha sa nezmení. Ak je však spomalenie sekery menšie ako spomalenie polena, potom sekera prejde dlhšiu dráhu a zatne sa hlbšie do polena.
Teraz sa pozrime na prípad B. Na klát tentoraz narazí sekera a je ním zabrzdená. Poleno je zabrzdené silou, ktorou naň pôsobí sekera. Naším cieľom je ukázať, že táto sila bude väčšia ako v prípade A.
Predpokladajme na chvíľu, že je to naopak – že táto sila nie je väčšia. Potom sa sekera zatne do polena menej ako v prípade A (čím menšia sila, tým menej sa zatne). Ak sa však sekera zatne menej, znamená to, že poleno sa rýchlejšie zastaví. Rýchlejšie zastavenie znamená väčšie spomalenie. No a ak má poleno väčšiu hmotnosť ako sekera (a práve vtedy sa tento spôsob rúbania dreva používa), potom väčšie spomalenie nutne znamená väčšiu silu, pretože F = m.a.
Z predpokladu, že sila medzi polenom a sekerou nie je v prípade B väčšia ako v prípade A, nám vyšiel záver, že je predsa len väčšia. Tomu sa hovorí spor a poukazuje to na skutočnosť, že predpoklad bol nesprávny. Sila medzi sekerou a polenom je teda väčšia pri prevrátenej sekere, a preto je táto poloha vhodnejšia na štiepanie veľkých polien.
.otázka na tento týždeň:
Čo je ťažšie, kilo železa alebo kilo peria? (Správna odpoveď je o čosi rafinovanejšia než to, čo všetci poznáme. Na túto skutočnosť ma na tohtoročnej Pohode upozornil mladý muž menom Matúš, za čo mu touto cestou ďakujem.)
Ak ste našli chybu, napíšte na web@tyzden.sk.