„What if?” to jedna z moich ulubionych książek popularnonaukowych! Randall Munroe, który jest jej autorem, to fizyk pracujący w NASA, a także rysownik. Takie połączenie rodzi tylko KŁOPOTY! Naukowiec udziela odpowiedzi na absurdalne i hipotetyczne pytania w sposób naukowy, ale także z niezwykłym poczuciem humoru. Jest on również twórcą popularnego komiksu internetowego xkcd, gdzie udziela zaskakujących odpowiedzi na śmieszne pytania, które prawdopodobnie nigdy nie przyszłyby czytelnikowi do głowy. Dlatego ucieszyłem się, kiedy nadarzyła się niezwykła okazja, aby pójść trochę w jego ślady, kiedy to zadano mi pytanie „Dlaczego wieloryby nie latają?”. Na wiele podobnych pytań – zarówno bezpośrednio związanych z arkuszami maturalnymi, jak i ogólnie traktujących o fizyce, odpowiadam na moim kursie przygotowującym właśnie do egzaminu. Koniecznie zajrzyj na dedykowaną podstronę i sprawdź w jaki sposób pomagam moim uczniom w osiąganiu wysokich wyników!
Latanie według słownika PWN to unoszenie się w powietrzu lub przenoszenie się z miejsca na miejsce drogą powietrzną. Rozszerzmy to pojęcie, gdyż w słownikowej wersji jest trochę nieścisłości. Weźmy np. zbiornik wypełniony dwutlenkiem węgla – w takowym zbiorniku balon napełniony helem latałby tak samo jak w normalnym powietrzu. Zdefiniujemy zatem latanie jako unoszenie lub przemieszczania się ciała w obrębie gazu. Weźmy teraz dorosłego płetwala błękitnego, którego średnia masa wynosi 150 000 kg, długość 25 m, a promień 3,8 m. Taki wieloryb kształtem przypomina bardziej stożek, a szybka kalkulacja doprowadza nas do gęstości ok. 1028,5 kg/m3, co pi razy oko zgadza się z gęstością wody (zdaje się więc poprawne).
Aby powyższy wieloryb zaczął się unosić musi istnieć siła, która w granicznym przypadku zrównoważy jego siłę ciążenia grawitacyjnego. Pierwsza myśl jaka przychodzi to zmienić gęstość otaczającego powietrza tak, aby osiągnąć gęstość wieloryba, a wtedy ten, na skutek siły wyporu, zacznie sobie latać nad naszymi głowami. Jednakże jest pewien szkopuł, gdyż gaz o największej gęstości w warunkach standardowych to sześciofluorek wolframu (13 kg/m3) – gaz bezbarwny, trujący, a co ważniejsze powodujący obrzęk płuc. Zatem wymienienie go z powietrzem otaczającym Ziemię nie dość, że nie uniesie wieloryba, to jeszcze wszystkich zabije.
Próby wrzucenia go na gazową planetę też spalą na panewce. Dlaczego? Otóż użycie słowa „spalą” nie jest tu przypadkowe, ale o tym zaraz. Można by wziąć płetwala np. na Jowisza, ale niestety należy pamiętać, że wraz ze wzrostem gęstości wzrasta również ciśnienie – w pewnym momencie dochodzi do skroplenia gazu w ciecz, a to już jest pływanie, nie latanie! Zatem trzeba byłoby zwiększać temperaturę, tak aby pozostać choć trochę w stanie gazowym. Już wiecie dokąd zmierzam… Niestety, aby naszego wieloryba nie zdyskwalifikować trzeba byłoby zwiększyć temperaturę tak mocno, że otaczający gaz osiągnąłby stan nadkrytyczny (stan, w którym ciecz i gaz są nierozróżnialne) lub co gorsza zamieniłby się w plazmę = nasz wieloryb byłby bardzo dobrym obiadem. Bon appetit!
Wypróbujmy może bardziej standardową metodę i napompujmy balony z helem, a te podniosą naszego nowego przyjaciela do chmur. Jeden balon o objętości ok. 10 dm3 wypełniony helem wytwarza siłę skierowaną do góry o wartości koło 0,1N. Oznacza to, że potrzeba byłoby około 15 mln balonów! Co więcej do napompowania nich musielibyśmy zatrudnić cały Radom (ok. 200 tys. mieszkańców), przy założeniu, że pracowaliby nieustannie przez całą godzinę.
Gdybyśmy pod naszym wielorybem umieścili ogromny wiatrak, może wiatr zdołałoby go podnieść? Zacznijmy od tego, gdzie tak ogromny wiatrak, o tak ogromnej mocy miałby powstać – choć już rozpędzamy wieloryba, więc co nam szkodzi. Niestety nawet jeśli zbudujemy podobne urządzenie i postaramy się, aby nasz wieloryb był podobny do żagla to ta masa robi swoje. Aby tego dokonać byłoby trzeba rozpędzić wiatr do prawie 240 m/s, czyli 870 km/h. Dodam tylko, że rekord pomiarów zmierzonej prędkości wiatru huraganu to 408 km/h, a my musimy uzyskać ponad dwa razy więcej!
No nie… Nasz przyjaciel chyba nie polata. A może? Wróćmy może do tematyki grawitacji. Być może pomyślałeś, że warto zmniejszyć grawitację i np. przenieść wieloryba na księżyc? Niestety warunek pływania ciał nie zależy od przyspieszenia grawitacyjnego, dlatego to również za wiele nie pomoże.
Da się? Wyłączyć się nie da, ale da się doprowadzić, aby siły działające ze wszystkich stron wieloryba równoważyły się. Co ciekawe tak zadziałoby się, gdybyśmy wydrążyli centralnie kulę w samym środku Ziemi, a całą masę skupili symetrycznie na jej powierzchni. W takich warunkach wieloryb doznawałby zerowej siły wypadkowej i w konsekwencji lewitował, a my popijali sobie ciepłą kawkę ponad nim. Niestety jak na lekarstwo szukać takich obiektów we wszechświecie, które są planetami z próżnią w środku. Smuteczek ☹
Oczywiście przychodzi mi jeszcze pomysł, aby naszego płetwala zamienić w wielorybolot tzn. przymocować mu skrzydła samolotowe z silnikami rakietowymi, które w efekcie generowałyby siłę nośną zdolną podnieść go z pasa startowego. Najcięższy samolot na świecie z załadunkiem waży 250 000 kg, a więc nasz 100 t lżejszy kolega dałby raczej radę – tym bardziej, że ma również całkiem opływowy kształt.
Ostatnim sposobem i chyba najbardziej realnym jest rozpędzić wieloryba do pierwszej prędkości kosmicznej i wrzucenie go na orbitę okołoziemską (byłby jak taki satelita). Prędkość jaką musiałby uzyskać to raptem 7,9 km/s czyli ponad 28 tys. km/h. Nasz wieloryb (po otrzymaniu skafandra kosmicznego) byłby już taką małą rakietą i w końcu spełnił swoje marzenia.
Takie wydawałoby się mało poważne pytania pozwalają kapitalnie sprawdzić nasze faktycznie rozumienie praw fizycznych. W moim kursie zagadnienia poważne i tłumaczone podręcznikowo, przeplatane są tymi „luźniejszymi”, w których staramy się wspólnie rozbudzić ciekawość otaczającym nas światem. Zapraszam Cię do stałej współpracy, o której przeczytasz w zakładce w całości poświęconej maturze z fizyki.
autor: Kacper Raciu Raciborski
ilustracje: Sebastian Wyszczelski[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row][vc_row css_animation=”” row_type=”row” use_row_as_full_screen_section=”no” type=”full_width” angled_section=”no” text_align=”left” background_image_as_pattern=”without_pattern” el_id=”linki-matury-miasta” z_index=””][vc_column][vc_empty_space][vc_column_text]
[/vc_column_text][vc_empty_space][vc_row_inner row_type=”row” type=”full_width” text_align=”left” css_animation=””][vc_column_inner width=”1/3″][vc_column_text]
[/vc_column_text][/vc_column_inner][vc_column_inner width=”1/3″][vc_column_text]
Kursy maturalne Gorzów Wielkopolski
[/vc_column_text][/vc_column_inner][vc_column_inner width=”1/3″][vc_column_text]
[/vc_column_text][/vc_column_inner][/vc_row_inner][/vc_column][/vc_row]
Strona przygotowana przez Zyskowni.pl
Zakładamy Ci konto na naszej platformie e-learningowej, na której znajdują się materiały, artykuły popularnonaukowe, czy nagrania video! Możesz tam bez ograniczeń kontaktować się ze swoim Opiekunem. Odpowiada on na Twoje pytania i sprawdza wysyłane do sprawdzenia prace.
Na platformie otrzymujesz moduły - zestawy materiałów z prezentacjami, skryptami, testami, kartkówkami. Z nimi pracujesz w dowolnym miejscu - w domu, w podróży, w bibliotece.
Na platformie, gdzie odbywa się kurs możesz zadawać pytania 24h na dobę 7 dni w tygodniu - Prowadzący są tam po to by zawsze Ci pomóc i rozwiać Twoje wątpliwości.
Twój progres w nauce jest kontrolowany wraz z każdym kolejnym modułem - służą temu wszelkie kartkówki, testy i sprawdziany, które rozwiązane odsyłasz i otrzymujesz szczegółowy klucz.
Celujesz w świetny wynik na egzaminie ósmoklasisty? A może potrzebujesz tylko usystematyzować posiadaną wiedzę? Nieważne - nasz kurs (tempo pracy i materiały oraz pomoc Prowadzącego) jest zawsze dopasowany do aktualnego stanu Twoich umiejętności i oczekiwań.
Na platformie otrzymasz nielimitowany w okresie przygotowań dostęp do nagrań video, na których nasz zespół merytoryczny przeprowadzi Cię przez najbardziej wymagające i najczęściej pojawiające się na arkuszu zagadnienia egzaminacyjne.
Indywidualny kurs e-learningowy
egzamin ósmoklasisty
Wolisz uczyć się we własnym tempie i na własnych zasadach? W takim razie kurs e-learningowy jest stworzony właśnie dla Ciebie!
Nowoczesna forma indywidualnej nauki zdalnej (start: natychmiast lub we wskazanym terminie)
Dostęp do dedykowanej platformy do nauki e-learningowej
Harmonogram przygotowań dostosowany do dostępności ucznia
Przypisany opiekun merytoryczny prowadzący kurs
Komplet materiałów podzielonych na moduły tematyczne, a w każdym z nich: prezentacje, testy, kartkówki, skrypty, karty pracy i zadania egzaminacyjne
Materiały video – do kursu dołączone są nagrania video, na których członkowie zespołu merytorycznego IWK tłumaczą najtrudniejsze lub najbardziej prawdopodobne w wystąpieniu na egzaminie zagadnienia
Indywidualne podejście – otrzymujesz dostęp do naszej dedykowanej platformy edukacyjnej z pomocami naukowymi, na której możesz bez ograniczeń kontaktować się ze swoim Opiekunem. Odpowiada on na Twoje pytania i sprawdza wysyłane prace.
Regularnie sprawdzane postępy
Ciągła możliwość kontaktu z Prowadzącym
Dzięki nowoczesnej formie nauki nasze kursy są dostępne dla uczniów z całej Polski – możesz dołączyć do nich niezależnie od miejsca zamieszkania i zacząć przygotowania już dziś! Skontaktuj się z nami i nie odkładaj decyzji na później – do egzaminu ósmoklasisty coraz bliżej!
Grupowy kurs całoroczny
egzamin ósmoklasisty
Chcesz solidnie przygotować się do egzaminu ósmoklasisty? Wolisz regularne zajęcia w grupie i stałe wsparcie prowadzącego? Jeśli tak, kurs grupowy będzie idealnym wyborem dla Ciebie!
46 godzin lekcyjnych zajęć (23 spotkania) + prace domowe
Forma stacjonarna (w salach w Warszawie) lub webinarowa (zajęcia online na żywo)
Nagrania z zajęć webinarowych oraz nagrania umożliwiające nadrobienie materiału osobom zapisującym się po rozpoczęciu kursów stacjonarnych
Możliwość wyboru grupy zajęciowej (harmonogram pojawi się w lipcu 2026 r.)
Pomoc pomiędzy zajęciami – ciągła możliwość kontaktu z Prowadzącym przez dedykowaną grupę zajęciową
Materiały z zajęć w formie cyfrowej
Regularne zajęcia pomagają utrzymać systematyczność w nauce i realnie wpływają na lepsze wyniki na egzaminie ósmoklasisty. Co roku wielu naszych uczniów z różnych części Polski osiąga wysokie rezultaty. Zapisz się na zajęcia już dziś i przygotuj się z nami do egzaminu ósmoklasisty!