Oheň ve stavu beztížeVeritasium

Za chvíli poprvé zakusím, jaké to je být ve stavu beztíže. Můj bože. Můj bože. To je tak zvláštní. Úplně podivné. Je to mnohem lepší, než jsem očekával, to řeknu rovnou. Letím ke stropu. A jsem u něj.

Jsem natěšený jako malé dítě, protože za mnou stojí letadlo ZERO-G. Jsem ve Francii, pozval mě sem YouTuber Bruce. Tohle je Bruce a Diana, fyzikální dívka. Jdeme se proletět. Jdeme se proletět ve stavu beztíže. Bude to super, pojďte. Princip stavu beztíže je celkem jednoduchý. Letadlo a vše v něm jen potřebuje zrychlit směrem k Zemi stejnou rychlostí jako volně padající těleso ve vakuu, tedy 9,8 metrů za sekundu na druhou.

Můžete si představit svoje tělo jako tuhle fixu a letadlo jako láhev. Když volně padají, navzájem na sebe nepůsobí žádnou silou, takže fixe připadá, že je bez tíhy. Možná si myslíte, že by stačilo, aby letadlo prudce kleslo, ale takhle to ve skutečnosti nefunguje.

Místo toho letadlo začne stoupat pod rovnoměrně se zvětšujícím úhlem. Nepoznáte, jestli k tomu skutečně dochází, protože vevnitř nejsou žádná okna. Cítíte jenom, jak vás to tlačí směrem k podlaze silou 1,8krát větší než hmotnost vašeho těla. To je kvůli tomu, že letadlo zrychluje vzhůru a kolmo k podlaze. To velice znesnadňuje stání. Nejenže jste skoro dvakrát těžší, ale všechna krev vám odteče z hlavy do nohou, z čehož jsem měl docela závratě.

Jsem slabý! Mnohem pohodlnější je ležet na zádech. Doporučili nám, abychom nehýbali hlavama ze strany na stranu a abychom se dívali před sebe, protože při zvětšené tíze je náš vestibulární systém extra citlivý na pohyb, což může vést ke kinetóze, proto se tady tomu někdy přezdívá zvracecí raketa.

Docela se mi to líbí. Je to zábava. - Jako kdyby na tobě někdo ležel. - Jo. - To se mi líbí. - Jo. Jakmile letadlo stoupá pod asi 50 stupni, ztlumí motory a letadlo je uvedeno do parabolické trajektorie. Právě v tomhle okamžiku se ocitnete ve stavu beztíže. Cítím, jak začínám být lehký.

To je tak divný pocit. To je tak zvláštní. Vy se s letadlem stále pohybujete směrem vzhůru, ale zrychlujete směrem dolů. Tady je Diana, ta fyzikální dívka. Pak se letadlo přehoupne a začne opět zrychlovat směrem k Zemi. To je strašně zvláštní. Celou tuhle dobu letadlo zrychluje směrem k Zemi stejnou rychlostí jako volně padající objekt ve vakuu.

Piloti musí šikovně upravovat pohon, aby dokonale vyvážili odpor vzduchu a aby udrželi přesně tohle zrychlení. Božínku. Jak se cítíš? Je to šílené. Neskutečné. Je to jako hodit tuhle flašku do vzduchu. Fixa uvnitř se ocitá ve stavu beztíže od opuštění mojí ruku do doby, než s ní zase přijde do kontaktu.

Po 22 sekundách stavu beztíže přestanou piloti klesat a jak letadlo začne zrychlovat vzhůru, ocitáme se opět ve stavu zvětšené tíhy. Dohromady jsme těchto beztížných parabol vykonali třináct plus jedenkrát parabolu marsovské gravitace a dvakrát gravitace měsíční. Právě jsme v marsovské gravitaci. Při marsovské gravitaci možná zvládnu jednoruční přítahy. Kliky.

Dole. Kliky. Takhle. Jo, takhle. Jsem Marťan. Vzali jsme sem s sebou experimenty k vyzkoušení ve stavu beztíže. Tohle se děje při zemské gravitaci, takhle vypadá plamen tohoto krbového zapalovače. - Zkusíme to při zvětšené tíze? - Ano, při zvětšené. A pak to zkusíme ve stavu beztíže a to by měl být... - Uvidíme.

- Uvidíme. Máme za samozřejmé, že plameny mají takovýto typický tvar, ale to je jen díky gravitaci. Produkty hoření mají více energie, takže se pohybují rychleji a zabírají více prostoru než chladnější vzduch kolem nich, proto je na ně vyvíjena nadnášející síla, která je větší než jejich hmotnost, takže horký vzduch stoupá. To napomáhá k nasávání kyslíku z okolí plamenu, aby reakce pokračovala. Právě jsme ve zvětšené tíze.

Koukám se na zapalovač, protože stres ze zvětšené tíhy je znát. Při zvětšené tíze je tenhle účinek znásoben, protože účinek gravitace je téměř dvakrát větší. Tohle zvětšuje rozdíl mezi hmotností horkého a chladného vzduchu okolo, takže horký vzduch stoupá vzhůru rychleji, což plamen prodlužuje. Božínku. Podívejte se, jak ten plamen ve stavu beztíže jen plápolá, protože je na něj vyvíjena mnohem menší nadnášející síla, která by tu hmotnost nesla.

Proto hoření není tak dobré, můžete vidět unikat hodně kouře. Je to neskutečné. Plyn proudí, proto ten plamen není kulový. Není to koule, ale vypadá to velmi podivně. Ve stavu beztíže je horký vzduch stále méně hustý než vzduch chladný, ale teď tu není žádná hmotnost a žádná nadnášející síla, takže plamen nestoupá tak vysoko.

Tenhle plamen si stále uchovává něco ze svého tvaru, protože palivo ze zapalovače proudí, jinak by se zformoval do koule jako na vesmírné stanici, kde je velice obtížné udržet hoření, protože je pro kyslík těžké dostat se k palivu, když produkty reakce unikají pryč.

Takže pokud si někdy nebudete jistí, jaké gravitační zrychlení na vás působí, pohledem na plamen to můžete zjistit. Také jsem si s sebou vzal pružinu, abych vyzkoušel její puštění ve zpomaleném záběru, ale ve stavu beztíže. Samozřejmě tady jsem s ní nemohl pohupovat pomocí její hmotnosti, takže jsem ji místo toho roztočil okolo mé hlavy. Účinek by měl být podobný.

Každá roztažená spirála poskytne napětí, které udrží délku spirály menší, než jak by ji roztáhlo zrychlení krouživého pohybu. Chtěl jsem vidět, co se stane s koncem pružiny, když ji pustím. Jdeme na to. Tři, dva, jedna. Postřehli jste to? Pružina zůstala roztažená a kroužila zhruba stejnou frekvencí jako předtím. Zpočátku jsem si myslel, že je to nudný výsledek, ale pak jsem si uvědomil, že důvod, proč se pružina nesmrští, je, že hmotnost nikdy nebyla součástí této rovnice.

Pružina se roztáhla kvůli tomu, že kroužila, a jelikož kroužila i po tom, co jsem ji pustil, je potřeba zhruba stejné napětí k tomu, aby si udržela stejný krouživý pohyb, takže se nesmrští. Ve stavu beztíže je možné kroužit nataženou pružinou na místě, aniž by se smrštila. Dokud napětí v pružině poskytuje dostředivou sílu, bude se točit.

Je to v rozporu s mojí intuicí, ale ta vychází pouze ze zkušenosti s gravitací. Beztížnost byla nezapomenutelným zážitkem. Ale nejvíc se mi na tom líbilo asi to, jak to zpochybnilo moji intuici. To je ten důvod, proč musíme provádět výzkum ve stavu beztíže. Chtěl bych moc poděkovat týmu Novespace, díky kterým to byl nezapomenutelný zážitek, a za pozvání Bruceovi, kterému patří francouzský YouTube kanál e-penser. Měli byste se na jeho video ze stavu beztíže kouknout.

A také děkuji Dianně, fyzikální dívce. Koukněte se na její video zde.