| Magyar | English | ||||
|
|
Ha szeretnél szép, furcsa ábrákat rajzolni és emlékül hazavinni, mindenképpen próbáld ki ezt az eszközünket. Emeld el a tollat a papírtól, a kis mágnes megtartja ebben a helyzetben. Lengesd meg az ingákat, mind a kettőt. Amikor már szépen, egyenletesen lengenek, kis pöccintéssel a papírra juttathatod a tollat, amely különleges, folyamatos görbe vonalból álló ábrát rajzol – ilyet kézzel nemigen tudnál. Az ingák végpontjai, s ennek következtében a toll és a papír is közelítőleg harmonikus rezgőmozgást végeznek. (Hasonló mozgást végez egy rugóra akasztott test is, ha kicsit megnyújtjuk a rugót, majd elengedjük.) Először gondoljuk végig, milyen ábra keletkezik két, egymásra merőleges harmonikus rezgés összekapcsolásából különböző esetekben. Ha a rezgésidők megegyeznek, akkor általában ellipszist kapunk. Amennyiben a két rezgésidő eltér egymástól, de arányuk egész számokkal fejezhető ki (1:2, 2:3, stb.), akkor kapjuk az érdekes, úgynevezett Lissajous-görbéket. (Az elnevezés Jules Antoine Lissajous 19. századi francia fizikusra utal, aki sokat foglalkozott ezek vizsgálatával.) Az ingákat itt úgy alakítottuk ki, hogy ezek lengésideje eltér egymástól, de csak kevéssel, ezért nem ilyen görbéket kapunk, hanem folyamatosan változó alakú és irányú ellipsziseket. 
Forgasd meg a szerkezetet és figyeld egy ideig a mozgását: valószínűleg semmilyen szabályszerűséget nem találsz benne. Sőt, ha többször egymás után hasonló helyzetből indítod el, az ingák egy idő után teljesen másképpen mozognak. Azért nem sikerül szabályosságot felfedezni az összetett, több karú inga mozgásában, mert itt egy úgynevezett kaotikus mozgással állunk szemben. Egy egyszerű inga mozgása könnyen kiszámítható: ha elindítjuk, a kezdeti feltételekből meg tudjuk mondani, hogy egy adott idő múlva pontosan milyen helyzetben lesz (bár a mérés elkerülhetetlen kezdeti pontatlansága miatt ez a pontosság az idővel egyre csökken). Ezt nevezzük determinisztikus (előre meghatározható viselkedésű) rendszernek. Valójában a mi kaotikus ingánk is ilyen, a fizika törvényei pontosan meghatározzák a mozgását: ha sikerülne az ingát újból és újból egészen pontosan ugyanolyan helyzetből, ugyanolyan sebességgel elindítanunk, akkor természetesen ugyanannyi idő múlva mindig ugyanabban a helyzetben találnánk, bármilyen hosszú is ez az idő. A főkarhoz csatolt színes ingák bonyolult mozgása és energiacseréje miatt azonban a kezdeti feltételek nagyon kis eltérése is egy idő múlva nagyon nagy eltéréseket eredményez az inga helyzetében.
A terem szinte minden részéből látható a hőlégballon. Ezzel az eszközzel nem kell semmit tenned: ha türelmesen vársz, láthatod, amint a hőlégballon (kosarát lent „felejtve”) a magasba emelkedik, majd idővel visszatér a helyére, hogy nemsokára újra felszállhasson. Mint az a nevében is benne van, a ballont a hő, pontosabban a felszálló meleg levegő mozgatja. Az emelvényen elhelyezett kosárban egy fűtőegység található, amely a levegőt több száz Celsius fokosra melegíti. A felmelegített levegő kitágul, ezért a sűrűsége lecsökken, így felszáll, és a kosárból kiálló csövön keresztül a ballonba jut. A ballont apró mágnesek rögzítik. Amikor kellő mennyiségű forró levegő gyűlik össze benne, akkor annyira megnövekszik a felhajtóerő, hogy el tud válni a mágnesektől, és felszáll. Ahogy elindul felfelé, a benne lévő levegő elkezd kihűlni, de a lendülete általában kitart addig, amíg felér a mennyezetig. Ha a ballonban lévő levegő lehűlt, szépen visszaereszkedik a helyére, köszönhetően annak, hogy egy sodrony vezeti, és a folyamat indul elölről. A kosár sajnos nem tud elemelkedni, hiszen hőlégballonunk olyan kicsi, hogy épp csak „jártányi ereje” van, azaz éppen csak a saját súlyát bírja el. Ami egyáltalán nem meglepő, ha tudjuk, hogy 1 kilogrammnyi tömeg megemeléséhez kb. 3 köbméternyi meleg levegő szükséges.
Forgasd meg erőteljesen a tárcsát. A henger fenekéről buborékok szállnak fel, s ennek hatására a víz felszínén úszó kishajó elsüllyed. Ha abbahagyod a tekerést, a hajócska egy idő múlva újra a felszínre emelkedik. Arkhimédész óta tudjuk, hogy ha egy tárgyat valamilyen folyadékba merítünk, akkor annak a súlya kisebb lesz, éspedig pontosan annyival, mint amekkora súlya a tárgy által kiszorított folyadéknak van – ezt nevezzük felhajtóerőnek. 
A könnyű strandlabdát helyezzük a „piramis" tetején lévő nyílásból kiáramló levegősugárba. A labda egy helyben lebeg, kicsit táncol, de nem esik le. Vajon mi tartja ott? Egy test, tárgy akkor van nyugalomban, ha a rá ható erők kioltják egymás hatását, vagyis ha nem hat rá erő. A táncoló labdára függőleges irányban hat lefelé a gravitáció, a Föld vonzása, fölfelé pedig a piramis szájánál kiáramló levegő tolóereje. A Föld vonzása állandó, a levegősugár tolóereje viszont a távolsággal csökken, lesz tehát egy olyan hely, ahol a két erő hatása függőlegesen kioltja egymást. De miért nem mozdul el ilyenkor a labda oldalirányba? Erre a magyarázatot abban a hatásban találjuk meg, amelyet Daniel Bernoulli holland születésű svájci matematikus-természettudósról neveztek el, és amely szerint ha egy közeg – folyadék vagy gáz – áramlik, akkor a belsejében a nyomás lecsökken, méghozzá minél gyorsabb az áramlás, annál nagyobb a nyomás csökkenése. Ezért a gyorsan áramló levegősugár belsejében a nyomás kisebb, mint a környező álló levegő nyomása. 
Csodák Palotája | 1024 Budapest, Fény utca 20-22, Millenáris D épület. | Telefon/fax: +361-336-4044, +361-336-4076 | E-mail: info@csodakpalotaja.hu
Copyright © 2010 Csodák Palotája | Szabad továbbközlés a forrás megjelenítésével lehetséges.
Design és cms: Lab68
Copyright © 2010 Csodák Palotája | Szabad továbbközlés a forrás megjelenítésével lehetséges.
Design és cms: Lab68