Vzdyt vytvoril integralni a diferencialni pocet, zformuloval zakladni zakony pohybu a zakon vseobecne gravitace. Newtonova mechanika se stala dokonalym vzorem moderni vedecke teorie novoveku. Jako prvni britsky vedec byl povysen do slechtickeho stavu. Skutecny pocet objevu, na kterych Newton pracoval, je vsak velmi siroky a z dnesniho pohledu stale fascinujici. Zde je (s pomoci Wikipedie) vycet jen tech nejznamnejsich praci:
- V mechanice predevsim dokazal, ze fyzikalni zakony plati nejen na Zemi ale i ve vesmiru. Newtonovym nejznamejsim objevem byly jeho tri pohybove zakony: Zakon sily, Zakon setrvacnosti a Zakon akce a reakce. Dale objevil zakony vseobecne gravitace (Newtonuv gravitacni zakon). Klasicka mechanika se dodnes opira o jim zavedene pojmy hmotnosti, setrvacnosti, sily a interakce. Objevil mnoho zakonu specialni povahy tykajicich se pohybu planet, pohybu v prostredi s odporem, rotujicich kapalin atd.
- V optice objevil, ze svetlo je slozene a sklada se z barevneho spektra (rozklad na optickem hranolu) , vysvetlil barvy tenkych vrstev, objevil zobrazovaci rovnici, nalezl slitinu vhodnou ke konstrukci zrcadel a sestrojil prvni (tzv Newtonuv) zrcadlovy dalekohled (vlastni usporadani primarniho a sekundarniho zrcadla).
- V matematice polozil zaklady diferencialniho a integralniho poctu (tzv. Kalkulus) a take zaklady diferencialnich rovnic. Nalezl take metodu pro numericke reseni transcendetnich rovnic a zobecnil binomickou vetu v binomickou radu. Jeho kniha Matematicke principy prirodni filozofie je povazovana za nejdulezitejsi praci v cele historii moderni vedy, je v ni popsan napriklad zakon vseobecne gravitace a Newtonovy pohybove zakony, ktere polozily zaklady klasicke mechaniky. V ramci sveho vyzkumu take (spolu s Gottfriedem Leibnizem) vytvoril zaklady diferencialniho a integralniho poctu.
Pri odlovu teto cache si v praxi lehce odzkousime tri nejznamnejsi fyzikalni pohybove zakony, ktere jsou pojmenovany prave po Isaacu Newtonovi. Vsechny vychazi ze zjisteni, ze zadne teleso se bez pusobeni sil neuvede do pohybu, ale take se nezastavi, pokud v pohybu je.
- ZAKON SILY: Jestlize na teleso pusobi sila, pak se teleso pohybuje se zrychlenim, ktere je primo umerne pusobici sile a neprimo umerne hmotnosti telesa.
My si budeme zrychleni demonstrovat na specialnim fyzikalnim pripade, ve kterem zajistime, aby byla sila po celou dobu pohybu konstantni a pohyb zacinal z nulove rychlosti. Timto specialnim pripadem je tzv. volny pad, cili pad telesa k zemi, zpusobeny konstantni silou zvanou tez gravitace. Prave v pripade pusobeni gravitace oznacujeme zrychleni telesa jako tzv. tihove zrychleni. Mezi vedce, kteri jeste pred Newtonem experimentovali prave s volnym padem a jeho zakonitostmi, byl i Galileo Galilei, ktery prokazal, ze volny pad je pohyb rovnomerne zrychleny a vyjadril i pribliznou hodnotu zrychleni. Dnes tuto konstantu oznacujeme jako g a jeji velikost je stanovena jako 9,80665 m.s-2.
- ZAKON AKCE A REAKCE: Proti kazde akci vzdy pusobi stejna reakce. neboli Vzajemna pusobeni dvou teles jsou vzdy stejne velka a miri na opacne strany.
Nejjednodussim prikladem tohoto zakona je cinnost reaktivniho motoru - spaliny vychazejici z motoru pusobi na motor silou opacneho smeru, ktery tim zenou vpred. Prikladem akce a reakce je i pusobeni sil pri vystrelu zbrane - sila pusobici v opacnem smeru, nez se siri plyny vyhanejici projektil z hlavne, se nazyva zpetny raz. Mene typickym prikladem, ktera nas bude zajimat, je prace vzperace, ktery drzi v klidu nad hlavou cinku: Na vzperace pusobi tiha cinky. Tihu oznacime jako akci. Svaly vzperace vyvolavaji opacnou silu, tzv. reakci. Akce a reakce jsou stejne velke sily. Pusobi ve stejne primce, maji vsak opacny smer. Pusobi vzdy soucasne a jakmile zanikne jedna sila, mizi i druha. Akce pusobi na jedno teleso, reakce na druhe.
- ZAKON SETRVACNOSTI: Teleso zustava v klidu nebo v rovnomernem primocarem pohybu, pokud na ne nepusobi silovymi ucinky jine teleso.
Vlastnost telesa zustavat v urcitem pohybovem stavu, tedy v klidu, popr. v rovnomernem primocarem pohybu, oznacujeme jako setrvacnost. Tento zakon si denne overujeme v praxi napr. pri jizde hromadnou dopravou. Pokud nenajdeme misto k sezeni a musime stat, je pri kazdem rozjizdeni ci brzdeni nase telo zmitano dozadu ci kupredu. Nejmarkantneji pocitujeme setrvacnost naseho tela pri necekanem prudkem brzdeni, ci zmene smeru jizdy, napr. v prudke zatacce. Nas bude zajimat prave setrvacnost dopravniho prostredku v zatacce.
Stage 1 (N 49° 11.772 E 016° 31.546):
Stojite pred jakousi prohlubni. Nelze ji prehlednout. Za svetla a dobreho pocasi je zde NADHERNY VYHLED DO KRAJINY. Zde si muzete vyzkouset vlastnosti volneho padu teles. Fyzika rika, ze na teleso padajici volne k zemi pusobi konstantni sila (gravitace) a vyvolava rovnomerne zrychleny pohyb. Teleso pada kolmo k zemi a zrychluje tak dlouho, dokud nedopadne na zem. Protoze nezalezi na hmotnosti telesa, mely by vsechny upustene predmety padat stejne rychle a tedy i ve stejnou chvili a stejnou rychlosti dopadnout na zem. V praxi jsou predmety zpomalovany odporem vzduchu ci dokonce jeho pohybem (vitr, stoupave vzdusne proudy) apod. To se ale projevuje u predmetu s malou hmotnosti (typicky pericko), nebo velkou plochou (list papiru). Pro demonstraci ale postaci obycejny kamen, resp. vice kamenu o ruznych hmotnostech.
Uchopte tedy kamen, kterych lze v blizkem okoli nalezt dostatek, a pokus demonstrujte. Teren zde neni idealne kolmy (svisly), proto si musite pomoci tim, ze kamen lehce hodite pokud mozno zcela vodorovne pred sebe. Pak kamen dopadne az na dno prohlubne. Sila, udelena vodorovnym vrhem, nebude mit zadny vliv na rychlost volneho padu.
Vasim ukolem je zde:
- experimentalne vyvratit tvrzeni aristotelske fyziky, ze tezsi predmety padaji rychleji, a potvrdit pokusy Galilea Galilei, ktere predvadel svym udivenym zakum soucasnym vrhanim zelezne a drevene koule z hornich pater zname (tehdy jeste ne tolik sikme) veze v Pise;
- zjistit, jakou rychlosti dopadne kamen na zem. K tomu lze vyuzit nekolik postupu. Nejjednodussi je zmerit dobu, po kterou kamen pada (zde s presnosti na 0,5 sec). Nebo znat vysku h, ze ktere pada (zde zaokrouhlete na cele desitky metru). Patricne vzorecky mate jiste v hlave... :o) Pro overeni vysledku je dobre pouzit oba matematicke postupy (DOPORUCUJI). Hodnotu g tihoveho zrychleni uvazujte jako 10 m.s-2. Presnost zjistene hodnoty neni kriticka, ale cim presneji budete postupovat, tim snaze se vam bude dale darit. Zajima nas hodnota v m/sec. Zjistenou rychlost oznacime jako v1.
Stage 2 (N 49° 11.825 E 016° 31.743):
Stojite pred predmetem, ktery vam brani v dalsi chuzi. Lze jej ale prekonat pusobenim patricne sily a presunout jej po draze, ktera se nabizi jako nejjednodussi. Predmet ma i pres pusobeni sily tendenci se vratit do sve puvodni polohy a pokud se vam nepodari vyvinout tuto silu, jste ztraceni. Pokud ano a predmet se vam podari premistit alespon do casti idealni drahy, mate urcitou sanci. Prave v okamziku, kdy predmet posunete rukama do casti jeho drahy a podari se vam jej v teto poloze chvili udrzet, vyviji predmet silu na vase ruce a naprosto shodnou silu vyviji vase ruce na predmet. Predmet tedy z pohledu fyzikalnich sil vyviji akci a vase ruce reakci. V tuto chvili, pokud je predmet v klidu, jsou obe sily shodne velke, ale maji zcela opacny smer.
Vasim ukolem je zde:
- experimentalne overit princip skladani sil, tedy ze pokud proti sobe pusobi dve ruzne sily, je vysledna sila souctem jejich velikosti. (V nasem pripade je dana rozdilem, nebot sily pusobi presne proti sobe a nebudeme pro jednoduchost uzivat pojem zaporneho smeru sily.) Jinymi slovy, pokud pusobime silou na predmet a predmet presne v opacnem smeru na nas, je vysledny smer pohybu predmetu dan tim, ktera ze sil je vetsi.
- zjistit velikost sily F akce ci reakce (jsou shodne) ve vyse popsanem pripade (predmet je v klidu a je priblizne ve ctvrtine sve mozne drahy). Samozrejme v jednotkach N (Newton). Staci kvalifikovany odhad, bude to nektera z nasledujicich hodnot: 0,3 N, 30 N, 300 N nebo 3000 N. Pro zjednoduseni - protoze budete hodnotu odhadovat, postaci vam k tomu poucka o vztahu tihy (v Newtonech) a vahy (v kilogramech). Nejprve odhadnete zdanlivou adekvatni "hmotnost" v kilogramech a pote prepocitate na Newtony. Bude-li to z nejakeho duvodu potreba pouzit, pak hodnotu g tihoveho zrychleni uvazujte jako 10 m.s-2. Zjistenou silu oznacime jako F2.
Dale z duvodu bezpecnosti pokracujte po lesni asfaltove ceste! Trasa je to delsi, ale bezpecnejsi (vyhnete se frekventovane slinici!). Jako pruchozi bod si do GPS zadejte N:49°11,880 E:16°31,332 kde se nachazi obdobny predmet jako na Stage 2. Muzete zde prekontrolovat vase mereni - sila pro presun predmetu po prvni ctvrtine jeho drahy je priblizne 2/3 F2 (0,2 N, 20 N, 200 N nebo 2000 N).
Stage 3 (N 49° 11.820 E 016° 31.459):
Stojite na bezpecnem miste u komunikace, ktera drive slouzila jako soucast dnes jiz legendarni zavodni trate. Zde stal tratovy komisar, ktery pozdeji popsal nasledujici pribeh:
"Jely se zrovna zavody osmdesatek. Tehdy nejslabsi kubatura. Zavodnici povazuji tuto pravotocivou zatacku za prehlednou a tak do ni najizdi vysokou rychlosti. Idealni stopa vede po rovince pred zatackou u sameho praveho okraje asfaltu. Kdo se nenamackne az ke kraji, tak ho muze souper podjet. Ten zavodnik si to uvedomoval a ritil se snad na plny plyn k zatacce. Pak se stalo ale neco uplne nepochopitelneho. Prestal svuj stroj ovladat. Jako by se mu zaseklo rizeni. Proste vubec nezatocil. V te rychlosti si ani neuvedomil, co se deje a nestihl ani pribrzdit. Motorka se na miste zastavila o pneumatiky naskladane pred svodidly kousek ode me a on pokracoval vzduchem stale rovne. Minul me opravdu jen o kousek. Jeste, ze tam byla spousta toho krovi, kde skoncil, jinak by se snad zabil. Proste letel jak nakopnuty mic a zastavil se o hradbu vysokych a hustych keru, jako mic o brankovou sit. Kdyz se pak propadl krovim na zem, byl jen dotluceny a poskrabany..."
Dnes to jiz vypada na tomto miste trochu jinak. Predevsim stromy jsou vzrostle a svodidla (jak muzete videt) nova.
Vasim ukolem zde je:
- aplikovat v idealizovane podobe zakon setrvacnosti. Zjistit drahu motorky a po narazu do svodidel i pribliznou drahu tela motocyklisty;
- nalezt cache v miste dopadu motocyklisty kdyz vime, ze jeho motocykl se pohyboval rychlosti v1 a ze nez ho zachytily huste kere letel vzduchem po dobu t3, kde t3=1+(3/F2) [sec].
Vsechny stages jsou vhodne pro demonstrovani fyzikalnich zakonu georobotkum ci geomladezi. Vysledky tak, jak by vam mely vyjit, jsou napsany na vnitrni strane obalky logbooku. Pozor, odlov cache po setmeni je vylozene nevhodny a muze byt i nebezpecny! Pri odlovu neni nutne vstupovat do vozovky na neprehlednych ci nebezpecnych mistech! Na ceste mezi Stage1 a Stage 2 doporucuji pouzit prechod pro chodce u blizke zastavky MHD. Cache vznikla v lokalite, kde byla driv umistena zajimava tradicionalka Masarykuv okruh I by Fretaci (timto dekuji Fretakum za spolupraci).
Autorske poznamky mj. i na zaklade zkusenosti dosavadnich lovcu:
- cache ma velmi dobre maskovani a je to tak zamerne
- jednotlive hodnoty lze zjistit absolutne presne, nejednejte zbrkle
- vsechny podstatne informace jsou exaktne zmineny v listingu - ctete jej pozorne!
- na miste pri hledani staci presne pouzit vsechny indicie, netreba systematicky preorat hektar porostu
- cache lze po spravnem vypoctu nalezt s presnosti na metr
- naopak cache NEnajdete metodou BF, zkouseli to uz mnozi pred vami
- cache maskujte tak, jak byla - tedy dobre
- pokud pro cestu na Stage 3 pouzijete silnici, ohrozujete sve zdravi i zdravi dalsich lidi
- pokud se u Stage 3 rozhodnete prejit silnici, prosim nelogujte se, jdete domu a venujte se vysivani a palickovani
- cache opravdu nelovte za sera ci v noci, nema to cenu
- v logu nespoilujte. Ani trochu. Diky za pochopeni...
- cache neni umistena v zadnem tradicnim "geotypickem" miste (koreny, parez...)
- maskovaci vrstvu prosim neprehanejte, cache se stava neodlovitelnou
- v miste cache je velmi spatny signal, staci vynest vektor letu primo do terenu (k vynaseni vektoru je velmi vhodne mit k ruce minimalne jednoho partaka)
| Navstivte nedaleke cache, venovane dalsim genium vedy: |
| GCKZ2X - Ohmova cache (multi 3/1,5), nejstarsi cache v Kohoutovicich |