Antigravitační kolo

Jsem na Univerzitě v Sydney,
kde mi mechaničtí inženýři vyrobili tenhle úžasný nástroj. Je to 40 liber, což je 19 kilogramů, těžký setrvačník na metrové tyči. Myslíte, že byste ho udrželi
za tento konec v horizontální poloze? Je to prakticky... Je to nemožné. - Teď to pustím.

Udržíš to?
- Doufám. Můžeš to zvednout? Udržet to horizontálně? Chci, abys to držel v horizontální poloze. Tak do toho!
Udrž to! No tak! Teď ho roztočím rychlostí
několik tisíc otáček za minutu. A potom se ho jednou rukou
pokusím udržet horizontálně. Pět, čtyři, tři, dva, jedna, teď! Pustím ho levou rukou a vidíte, že tyč zůstala horizontálně.

Koukejte, jak se točí. Skoro to vypadá,
že setrvačník nic neváží. Jak je to možné? Místo aby bylo kolo přitahováno k zemi, jeho váha vytvoří kroutivý moment,
který ho otáčí v kruzích. Tento jev můžete znát
pod názvem precese setrvačníku. Pro více informací klikněte
na odkaz v popisku videa.

Ale teď bych chtěl
zkusit něco extrémnějšího. Chci ho zkusit zvednout
jednou rukou nad mou hlavu. Přejte mi štěstí. Ale než jsem to zkusil,
Rod moudře navrhl, abych zkusil zvednout kolo
nad hlavu, když se nebude točit. Dobře, dokážu vám, že ho dokážu
za tento konec zvednout nad hlavu. Jdu na to! Je to trochu trapné.

Opatrně. Opatrně. Jen stěží. Teda, ty posiluješ? Já očividně ne. Můj nedostatek síly mě
neodradil a jdu do toho. Ale chci se ujistit, že kolo
rotuje tou nejvyšší rychlostí, abych měl co největší šanci uspět.

Ještě deset vteřin. 10, 9, 8, 7, 6,
5, 4, 3, 2, 1, teď! Skvělé! Teď ho pustím mou levou rukou a budu ho držet jen
pravou rukou na konci tyče. Zkusím ho zvednout nad hlavu. Je to 40tlibrový,
tedy 19 kilový, setrvačník. Připraveni?

Jdu na to.
Tři, dva, jedna... Nádhera! Zkusím to znovu. Tři, dva, jedna... Super! Tři, dva, jedna... Takhle se to kolo
zdá neuvěřitelně lehké. Když jsi říkal,
že se to zdá hrozně lehké, tím jsi myslel při zvedání?

Jo. - To by nemělo.
- Já vím. Upřímně, zkoušel jsem to v klidu
zvednout nad hlavu jednou rukou a přišlo mi to jako velmi těžké. Ale když se to točilo,
přišlo mi to jen jako... - Jako by to nahoru chtělo samo?
- Ano. Přišlo mi, jako bych ke zvednutí
nevynakládal tolik síly, kolik by mělo být potřeba.

Vsadím se, že kdyby
jsi to pustil, spadlo by to. - Nejsme ve stavu beztíže.
- To nemůžeme udělat. Nemůžeme to vyzkoušet. Možná bychom mohli stát na váze a viděli bychom, kolik já
a ten nástroj dohromady vážíme. A jestli budu lehčí,
když ho budu zvedat nad hlavu. Jak vidíte, moje váha je asi 72 kilogramů.

Společně se setrvačníkem bude asi... Asi 91 kilogramů. Dává to smysl, protože
ten setrvačník váží asi 19 kilogramů. Roztočím ho a chci, abyste hádali. Když ho budu zvedat nad hlavu,
budu vážit více, méně, nebo stejně? Co myslíte? Správnou odpověď se dozvíte
v playlistu pod videem. 5, 4, 3, 2, 1...

Překlad: Mithril
www.videacesky.cz

Stojím na váze a kolo se točí. Pořád je na 91 kilogramech, zkusili
jste hádat, tak uvidíme, co se stane. Tři, dva, jedna... Co myslíte? Nevím, jak vám, ale mně
to přišlo jako zmatek. Pusťme si to zpomaleně
a já to budu zanášet do grafu. Jak vidíte, během zvedání váha
osciluje kolem 91 kilogramů. Váží stejně, jako když jsem stál.

Takže se zdá, že se nástroj
při točení nestává těžším ani lehčím. Jediná větší výchylka
přichází na konci. Když přístroj klesá, váha se sníží. Pak jeho pád zpomalím a váha se zvýší. Otázkou je, když se nástroj
nestává lehčím, proč se lehčí zdá? Jako první to demonstroval
profesor Eric Laithwaite. Poslechněte si, jak to popsal. Teď se bude 40 liber
zdát lehkých jako peříčko.

Tohle není kouzelnický trik,
tohle je věda. Vypadalo to snadně, že? Podívejte se na to znovu. Věda o rotujícím kole, které si zatím nikdo nevšímal. Profesor Laithwaite tvrdil,
že vlastnosti setrvačníku nemohou být plně vysvětleny
newtonovým zákonem pohybu. Já nesouhlasím.

Ale abychom pochopili,
proč se kolo zdá tak lehké, musíme pochopit, proč je
tak těžké, když se netočí. I obouručně je tohle
nejdál od kola, co to udržíš? Abyste tyč udrželi horizontálně, musíte samozřejmě vyvinout
sílu vzhůru, rovnající se váze kola. Ale to nestačí, protože jen
s těmito dvěma silami by se vytvořil točivý moment
a kolo by stáhl dolů. Musíte tedy navíc k tomuto točivému
momentu vytvořit protisílu.

K tomu je potřeba tlačit jednou
rukou dolů a druhou tahat nahoru. A síla tahající vzhůru musí
být větší než síla tlačící dolů, o sílu vyrovnávající váhu kola. Tudíž síla působící na obě ruce
je mnohem vyšší, než je váha kola. Jakmile se kolo roztočí,
točivý moment způsobený váhou už netáhne k zemi, ale koná precesi. Tudíž není třeba žádná protisíla. Musíte jen dodat sílu vzhůru
rovnající se váze kola.

Zdá se proto lehčí. Abyste kolo zvedli nad hlavu, musíte ho při puštění tlačit od sebe. Laithwaite to věděl. Když setrvačník donutíte
k rychlejší precesi, zvedne se vzhůru. Zrychlete precesi a zvedne se. Ale váha se nezmění. Stejně tak, když precesi
zpomalíte, setrvačník klesne.

Zpomalte ji a klesne. Znatelně. Natočil jsi to dobře? Jo, ukaž mi to. Je těžké se s tím
otáčet proti směru rotace. Nedá se říct, že by to bylo
lehké jak peříčko. Když se to zvedá. Opravdu to nebylo lehké jak peříčko.

Během toho jsem tu váhu cítil. Ale zdálo se to lehčí. Myslím, že to má co dělat s tím, že nemusím vytvářet tu
protisílu točivému momentu. Musím jen vynakládat sílu
rovnající se váze kola. Ale nemusím svýma
rukama vytvářet opačnou sílu, abych vyrušil ten gravitační točivý moment. Díky němu se necítíte jistý,
když se to snažíte držet v klidu.

Když se snažíte vyrovnat točivý moment, vynakládáte na jedné straně rukou
sílu vzhůru a na druhé sílu dolů. Když snížíte sílu na obou stranách, tak se bude zdát lehčí. Zdá se lehčí, aniž by lehčím byl. Funguje to tak,
že snižuje pocitovou váhu. Překlad: Mithril
www.videaceesky.cz