Ako sa hýbu vlny

10. aug. 2017 • Fyzikálne vedy

Ako sa hýbu vlny

Nie všetky veci sa hýbu naraz. Niektoré sa dokážu hýbať aj po častiach. Takémuto pohybu hovoríme vlny. A stretávame sa s nimi na každom kroku. O niektorých vieme, vidíme ich, napríklad vlny na strune, vo vode, o iných ani len netušíme, kde sú a kde všade nás nájdu. Stačí mať len zapnutý mobil či rádio a už od nás odchádzajú alebo k nám prichádzajú neviditeľné vlny. Aj taká bola jedna z tém tohoročnej detskej Žilinskej detskej univerzity, ktorá sa konala už po trinásty krát.

Účastníci uvedenej prednášky sa dozvedeli, čo sú to vlny, ako vznikajú a či sa hýbu. Prednášajúci pokračoval príkladmi, kde všade sa už deti mohli stretnúť s vlnami. Kto bol pri mori, istotne videl morské vlny. No napríklad stáva sa tiež, že vidíme letieť lietadlo na oblohe, no počujeme ho až po chvíli. Alebo prejsť loď po jazere a za chvíľu k nám dorazia vlnky. Prípadne počuť sanitku skôr, ako okolo nás prešla. Prečo je to tak, bolo podstatou prednášky s názvom Ako sa hýbu vlny.

Počas nej bol názorne využitý príklad dlhej gumenej hadice. „Jeden jej koniec priviažeme o kľučku dverí, natiahneme hadicu a druhým koncom, ktorý držíme v ruke, zalomcujeme (kmitneme rukou). Čo pozorujeme? Hadicou sa začne šíriť kopček, ktorý sa priblíži až ku kľučke, pri nej sa odrazí, otočí sa a pohybuje sa späť k našej ruke. Ak takto budeme pravidelne lomcovať hadicou (kmitať rukou) hore a dolu, začnú sa hadicou šíriť vlnky, prípadne sa budú isté časti hadice len preklápať (vlnenia sa pružinky),“ uvádza sa v podkladoch k prednáške.

Struna sa nepohybuje celá naraz – tá časť struny, ktorá sa pohybuje, „rozhýbe“ susednú časť a sama sa tým zastaví.

Prečo sa teda pohybuje aj opačný koniec hadice, keď my kmitáme len koncom v našej ruke?, pýtal sa pred svojim publikom prednášajúci. „Hadicu si môžeme predstaviť ako veľké množstvo teliesok, ktoré sú navzájom pospájané (ako oká reťaze) a hýbu sa samostatne. Keď sa vychýlia telieska na začiatku, ich pohyb sa postupne prenáša od jedného telieska k druhému až na opačný koniec hadice. Toto teliesko sa ´odovzdaním´ pohybu zastaví. Tak sa hadicou šíri vlna. Samozrejme, že lomcovanie hadicou musí byť dostatočne výrazné a rýchle (doba vytvorenia jedného kopčeka má byť kratšia, ako doba prechodu vlny na koniec hadice), inak nevznikne vlnka, ale prejaví sa to ako pohyb celej hadice. Ak budeme hadicou neustále lomcovať, vzniknú vlnky, ktoré sa budú pohybovať na jeden koniec, odrazia sa späť, môžu sa skladať, preklápať sa, meniť počet kopčekov a jamiek a všeličo iné.“

Prednášajúci svojim malým poslucháčom ďalej vysvetľoval, že záleží len od nás, čo všetko im dovolíme. „Čo by sa tak asi stalo, keby som držal v ruke niekoľko takýchto hadíc, každú mal otočenú iným smerom a začal by som nimi lomcovať. Čo myslíte? Ako už viete z prvého pokusu, hadicami by sa začali šíriť vlny do priestoru. A keby som mal takýchto hadíc veľké množstvo a zalomcoval by som nimi, hadicami by sa začali šíriť kopčeky, ktoré by v priestore vytvárali kruhy. To isté vidíme, keď hodíme kameň do jazera – zalomcujeme vodnou hladinou. Z miesta dopadu kameňa sa začnú šíriť vlny. Čo všetko však takéto vlnky dokážu? Môžu sa skladať, odrážať sa.“

vlny na jazere

Ako sa ďalej uvádza v rámci prednášky, sú však aj také vlnky, ktoré nemajú kopčeky a jamky, ale ich telieska sa len približujú k sebe a vzďaľujú od seba, podobne ako struny pružiny. „Takto sa šíria vlny vo vzduchu, podobne, ako keď pružinu stlačíme a hneď ju zase pustíme. A môžeme ich pozorovať (´počúvať´), keď nad našimi hlavami preletí lietadlo. Už sme si rozprávali o vlnách vo vode, vo vzduchu a čo myslíte, môžu sa vlny šíriť aj v pevných látkach? Odpoveď je, že môžu. Napríklad v oceľovej tyči či koľajniciach. Podľa šíriacich sa vĺn niekedy ľudia zisťovali, či už ide vlak. Ak bolo počuť zvuk v koľajniciach, znamenalo to, že vlak sa už blíži.“

V závere ešte prednášajúci zdôraznil, že v dnešnej dobe by to radšej neskúšal, pretože niektoré vlaky sa pohybujú tak rýchlo, že môžu súťažiť opreteky so zvukom, ktorý vydávajú. A nielen vlaky, ale aj lietadlá, tie nadzvukové totiž dokážu predbehnúť aj zvuk, ktorý samé vydávajú.

*********************************************

Elektrotechnická fakulta Žilinskej univerzity v Žiline (UNIZA) už od roku 2005 každoročne nadväzuje na výnimočnú aktivitu v oblasti propagácie vedy a techniky v spoločnosti medzi najmladšími žiakmi základných škôl. Výnimkou nebol ani rok 2017, v ktorom druhý júlový týždeň tradične patril Žilinskej detskej univerzite (ŽDU).

Člen organizačného tímu a súčasne prodekan pre vedu a výskum Elektrotechnickej fakulty doc. PaedDr. Peter Hockicko, PhD., je s tohtoročnou ŽDU mimoriadne spokojný: „Myslím si, že pedagóga nepoteší viac nič , ako slová rodičov, že deti chodia domov nadšené a že sa im to tu páči. A to bol aj účel ŽDU 2017, vzbudiť u detí záujem o ďalšie štúdium, prebudiť v nich zvedavosť, aby sa pýtali, skúmali a objavovali a aby sa ich vzťah k vede a technike zmenil pozitívnym smerom,“ zhodnotil.

 

Odborný garant: doc. PaedDr. Peter Hockicko, PhD., prodekan pre vedu a výskum, Žilinská univerzita v Žiline, Katedra fyziky

Spracovala: Slávka Habrmanová, NCP VaT pri CVTI SR

Foto: ŽU v Žiline

Uverejnila: VČ

Súvisiace:

Hore
Aurelium - centrum vedy
Prechod VK na VND - jeseň
Veda v Centre
TVT 2017 výtvarná súťaž
Noc výskumníkov 2017
kúpa časopisov jún 2016
TVT 2017 fotografická súťaž
film Cesta času
kam za vedou 1
QUARK
Extrapolácie 2017
téma mesiaca
kam za vedou 2
TAG Publikácia
TAG Zaujímavosti vo vede
TAG Centrum vedy
TAG Mládež
TAG QUARK
TAG Ženy vo vede
TAG Spektrum vedy
TAG Slovenská veda
TAG História
TAG Rozhovor
banner záhrady
Zaujímavosti vo vede
Pivo resp. nápoj z kvasených obilnín poznalo a pilo ľudstvo už pred viac ako 4 000 rokmi pred. n. l.
Zistite viac