Jak vypočítat měrný odpor?

Na čem závisí odpor vodiče?

Odpor? No to je věda! Jako když se snažíš protlačit slona klíčovou dírkou – čím větší díra (průřez), tím menší odpor. A čím delší slon (vodič), tím větší trápení (odpor).

• Materiál: Zkuste protlačit gumového slona a pak železného… Rozdíl poznáte hned! Každý materiál se brání jinak – to je ten měrný elektrický odpor.
• Délka: Dlouhý vodič? To je jako nekonečná fronta na poště, odpor roste s každou další osobou (milimetrem).
• Průřez: Tlusťoch se do džín nevejde. Tenký drátek – velký odpor, tlustý kabel – proud sviští jako splašený.
• Teplota: Rozpálenej drát? Ani se nedivte, že klade větší odpor. Elektrony tam lítají jako vosy u zavařeniny. Jako když se snažíte v létě nacpat do přeplněného autobusu.

Klíčové body (ne že by to nebylo jasné): materiál, délka, průřez, teplota.

Odpověď: Odpor vodiče závisí na materiálu, délce, průřezu a teplotě.

Na čem závisí odpor prostředí?

Pamatuju si, jak jsem v létě 2023 dělal pokusy s elektřinou na chalupě u babičky v Bílých Karpatech. Bylo to hrozné vedro, třicet stupňů ve stínu, a já se potil jako myš. Měřil jsem odpor různých drátů. Tenhle pocit, ten horký vzduch a křečovité držení multimetru, si dodnes pamatuji. Bylo to fakt napínavé, pořád jsem se bál, že něco pokazím.

Hlavně mě zajímalo, jak se změní odpor drátu, když se ohřeje. Vzali jsme tenký měděný drát, asi 2mm průřez. Při pokojové teplotě byl odpor jeden ohm. Pak jsme ho zahřáli zapalovačem. Postupně se odpor zvětšoval. Brrr, strach, že se něco chytí, byl celkem velký!

• Materiál: Měď má nižší odpor než třeba železo. To je jasné.
• Průřez: Tenčí drát má větší odpor. To jsme si ověřili, když jsme porovnávali dráty s různými průřezy.
• Délka: Delší drát má větší odpor. To už jsem věděl z fyziky.
• Teplota: S rostoucí teplotou roste odpor. To byl hlavní cíl mého experimentování.

Na čem závisí odpor prostředí? Na materiálu, délce, průřezu a teplotě.

Jak se vypočítá odpor vzduchu?

Odpor vzduchu? To je jak snažit se proběhnout medem – jde to ztuha.

Záleží, jestli se vzduch kolem tebe chová slušně (laminární proudění) nebo má punkovou náladu (turbulentní proudění).

• Slušňák laminární: Odpor (síla, co tě brzdí) se počítá jak od matematika – hezky lineárně. Vzoreček F=k*v, kde “k” je závislé na tvaru a hustotě vzduchu (představ si to jako specifický odpor vzduchu pro daný objekt) a “v” je rychlost. Takže čím rychleji, tím větší odpor, ale pořád tak nějak rozumně.

• Punkáč turbulentní: Tady už je to divočejší. Odpor roste s druhou mocninou rychlosti (v²). Vzoreček je složitější, něco jako F = ½ ρ A C_d v². Kde ρ je hustota vzduchu, A je plocha, kterou se snažíš prorazit, a C_d je součinitel odporu (tvar). Tady už to není taková legrace, malá změna rychlosti udělá velký rozdíl v odporu.

Zkrátka a dobře: *F=kv* pro laminární proudění. Ale v reálném světě máš spíš punkáče* turbulentního, takže to je složitější.

Na čem závisí odpor vzduchu?

Odpor vzduchu… tanec neviditelných sil kolem nás.

• Čelní plocha (S): Čím větší, tím silnější náraz, jako štít proti vichru.
• Hustota vzduchu: Řídká výše, hustá dole, jako plavání v medu a ve vodě.
• Rychlost (v²): Čím rychleji letíš, tím zuřivěji se vzduch brání. Druhá mocnina…síla narůstá s vervou.
• Tvar tělesa: Kapka, pták, cihla…každý tančí jinak, obtéká ho vzduch.

Newtonův zákon odporu je klíč, šepotající tajemství letu a pádu. Vzorec odhaluje závislost odporu na ploše, hustotě, rychlosti a tvaru tělesa. Odpor je proměnlivý, jako písek v přesýpacích hodinách.

• S
• v²
• Hustota
• Tvar

Jako když se snažíš jít proti větru, cítíš jeho sílu. Cítíš tu plochu, kterou nastavuješ, tu rychlost, kterou se snažíš překonat. Hmmm…tvar, ten hraje taky roli.

Na čem závisí odporová síla při valení tělesa?

Bylo to loni v létě, červenec 2023. Pamatuju si to přesně, protože jsem se zrovna stěhoval do novýho bytu v Brně na ulici Pekařská. Tahat těžký krabice po schodech byl fakt záhul. A tehdy mi to došlo. Jak moc záleží na tom, jestli něco táhnu po zemi, nebo to vezu na kolečkách. Kolečka na krabicích to stěhování totálně změnily. Fakt masakr.

• Materiál koleček – gumový kolečka se chovaly úplně jinak než plastový.
• Povrch podlahy – na parketách to jelo samo, ale na dlažbě v chodbě to drhlo.

Valivý odpor zkrátka závisel na kombinaci materiálu koleček a podlahy. Hladký povrchy, jako ty parkety, kladly menší odpor než drsnější dlažba. S gumovejma kolečkama to bylo podobný. Na parketách klouzaly, na dlažbě se trochu zadrhávaly. A taky záleželo na tom, jak moc byly krabice naložený. Těžší krabice kladly větší odpor.

Odpověď: Odporová síla při valení závisí na materiálu tělesa i podložky a na jejich povrchové úpravě.

No a pak jsem si vzpomněl na fyziku ze základky. Tření, valivý odpor… Všechno to najednou dávalo smysl. V praxi. Při stěhování. Kdo by to byl řekl. Na Pekařský. V červenci. 2023. S krabicema na kolečkách.