Pri skúške z fyziky v Kodani dostal jeden zo študentov nasledujúce zadanie: “Popíšte ako určiť výšku mrakodrapu pomocou barometra.”
* * *
Študent veľmi rýchlo odpovedal: “Upevníme lanko na barometer a spustíme ho z mrakodrapu na zem. Dĺžka lanka plus výška barometra sa rovná výške budovy.
Táto vysoko originálna odpoveď tak rozzúrila skúšajúceho, že študenta vyhodil. Študent sa odvolal na základe toho, že jeho odpoveď bola nepochybne správna, a univerzita vymenovala nezávislé arbitra aby v tomto prípade rozhodol. Arbiter usúdil, že odpoveď bola skutočne správna, ale nepreukázala žiadne zjavné znalosti fyziky. Pre vyriešenie problému bolo rozhodnuté zavolať študenta a dať mu šesť minút, pri ktorých mal v ústnych odpovediach preukázať aspoň minimálnu oboznámenosť so základnými princípmi fyziky.
Študent sedel ticho päť minút so zvrašteným čelom od rozmýšľania. Arbiter mu pripomenul, že čas už uplynul a študent na to odpovedal, že má niekoľko veľmi závažných odpovedí, ale nemôže sa rozhodnúť, ktorú použiť. Keď mu odporučili aby sa ponáhľal, študent odpovedal:
“Po prvé môžeme vziať barometer na strechu mrakodrapu, hodiť ho dole a merať čas, za ktorý dopadne na zem. Výšku budovy potom môžeme vypočítať zo vzťahu H = 1/2g * t^2. Pre barometer to bude asi smola.
Alebo pokiaľ svieti slnko môžeme zmerať výšku barometra, potom ho postaviť na zem a zmerať dĺžku jeho tieňa. Potom zmeriame dĺžku tieňa mrakodrapu a jednoduchou priamou úmerou vypočítame výšku mrakodrapu. Ak má mrakodrap vonkajšie schodisko mohli by sme postupne prikladať barometer po celej jeho výške, počet priložení krát výška barometra a máme výšku mrakodrapu. Ak by sme však chceli byť vysoko vedeckí, mohli by ste pripevniť na barometer lanko a rozhúpať ho ako kyvadlo najprv na zemi, a potom na streche mrakodrapu. Výška sa vypočíta z rozdielov gravitačnej sily. Pokiaľ by ste však chceli byť nudní a ortodoxní, potom by ste mohli použiť barometer na meranie tlaku vzduchu na streche mrakodrapu, a pri zemi. Potom prevedieme rozdiel tlakov v milibaroch na stopy a dostaneme tak výšku budovy.
Pretože sme ale stále nabádaní k tomu, aby sme používali nezávislé myslenie a používali vedecké metódy, bolo by nepochybne najlepšie zaklopať u domovníka a povedať mu: “Chceli by ste nový barometer? Dám vám tento pokiaľ mi poviete výšku tohto mrakodrapu."
Ten študent bol Niels Bohr, jediný človek z Dánska, ktorý získal nobelovú cenu za fyziku.
KU KEŠKE:
Zahráte sa na pána Bohra a vyrátate výšku mrakodrapov.
Určte teda výšku mrakodrapu ak vieme, že barometer by padal presne 13,92 sekundy. Zaokrúhlujte na 2 desatinné miesta a výsledok na celé číslo. Dostanete E-čkovú chýbajúcu súradnicu.
Vedľajší mrakodrap vrhá tieň dlhý presne 106,15 metra. Barometer vysoký presne 10 cm vrhá tieň dlhý 1,43 cm. Vypočítajte výšku mrakodrapu a zárovaň dostanete N-kovú súradnicu. Tiež zaokrúhlujte na dve desatinné miestaa výsledok na celé číslo.
DOSAĎTE DO:
N 48°44.***
E 018°34.***
