Anotace: trošku o počítání, trošku o číslech v médiích a trošku o energii v přírodě.
http://www.novinky.cz/zahranicni/evropa/293493-meteorit-nad-ruskem-explodoval-silou-triceti-hirosimskych-bomb.html
"Meteorit, který v pátek dopadl u Čeljabinsku a zranil 1200 lidí, explodoval se silou nejméně třicetkrát větší, než jakou měla atomová bomba shozená na konci druhé světové války na Hirošimu. Uvedli to experti z americké kosmické agentury NASA. "
Chtěl jsem si trochu započítat a ukázat si na konrétních číslech, co nám matka příroda dokáže předvést. Půjde tedy o takový výklad se společenským přesahem.
Předně je třeba pochopit jednotku megatuna TNT. Já jí chápu jako energii, kterou uvolní výbušnina TNT. O trinitrotoluen mě vpodstatě nejde, jde mi více o vyjádření energie v odvozené jednotce Joule:
podle Wiki je:
1 megatuna TNT=4,2 10^15 J (petajoule)= 4 200 000 000 000 000 J
Ukážu jeden středoškolský příklad na energii meteoritu. Tedy přesně řečeno otázku, jak velkou kinetickou energii má těleso, které letí vesmírem, což znamená obvykle dosti rychle, aby nepadalo do Slunce, je to krychle s hranou 100 metrů o hustotě vody. Hodnoty jsou vymyšlené. Vzorec na výpočet kinetické energie je:
Ek= 1/2*hmotnost *rychlost na druhou
v = 30 km/s= 30 000 m/s
m = V*ro=(100m)^3*1000kg/m^3=10^9 kg
Ek=1/2 10^9*9*10^8= 4.5*10^17 J ~řádově 100 megatun TNT
(příklady jsou vypočítány, tak nějak přesně: tj. částečně z hlavy se zaokrouhlením a částečně v googlu a)
(toto je tedy hypotetická energie, hypotetického tělesa)
dál tu máme parametry jaderné bomby
(Little boy 13 kT TNT=63 Tera Joule= 63.10^12, tuším, že ta menší bomba, co spadla během 2. světové války na Japonsko)
Novinky:
http://www.novinky.cz/zahranicni/evropa/293493-meteorit-nad-ruskem-explodoval-silou-triceti-hirosimskych-bomb.html
meteorit nad Ruskem:
E=500 kT (není řečeno čeho) podle mě odpovídá polovině megatuny TNT
Energie=2,1*10^15 J (energie přepočtená z 500 kilotun TNT)
kontrolní výpočet:
v = 640 000 km/hod=178 000m/s (178 km/s) ("Letěl rychlostí 640 tisíc kilometrů za hodinu")
m= 10 000 000 kg ("Meteorit měl průměr přes šestnáct metrů a hmotnost asi deset tisíc tun")
(pozn. :podle staršího článku, 10 tun
http://www.novinky.cz/zahranicni/293352-rusko-zasahl-roj-meteoru-700-lidi-je-zranenych.html)
V=16*16*16m (přes 16 metrů) (počítám jako krychli)
hustota=m/V= 2441 kg/m^3
z dané hmotnosti a rychlosti vychází energie:
Ek= 1/2 *10^7*(1,8*10^5)^2=1/2*1,8^2*10^17 J=1,62*10^17 J
(což je o dva řády víc než je řečeno v úvodu o kilotunách, tj. Ek=1,62*10^17 J proti Energie=2,1*10^15 J)
Zpětně dodávám, že někde tedy byla chyba. Mé pátrání pokračovalo na wikipedii.
http://en.wikipedia.org/wiki/2013_Russian_meteor_event
v=18 km/s (vidíme, že zde se rychlost neshoduje s číslem v novinkách o jeden řád)
E= 500 kT TNT (shoda)
m=9,100,000 kg (téměř shoda)
V=17^3m (téměř shoda)
hustota=1852 kg/m^3
Ek=1/2*9,1*10^6*1,8^2*10^8=4,6*1,8^2*10^14=1, 5*10^15 Jouleů
(a tady už máme řádově se shodující výsledek srovnáme-li s původním 2,1*10^15 J.)
Původně jsem novinky podezíral z většího množství chyb, ale to byla moje chyba. Jediná významná byla v jednom desetinném místě rychlosti, která v druhé mocnině způsobí chybu ve dvou desetinných místech v kinetické energii. Hirošimských bomb by pak bylo 3000 místo původních třiceti.
Je asi těžké spekulovat co by kdyby, přesto vidíme, že kus skály velikosti "paneláku" může napáchat značné škody. Pokud by působil jako bomba (o čemž nevím nic) a spadl přímo na město, následky by byly skutečně katastrofální, tedy podle počtu obyvatel města.
Dále si můžeme všimnout čistě matematické stránky. Kinetická energie je citlivější na změnu rychlosti tělesa než na změnu hmotnosti, protože se rychlost se vyskutuje ve druhé mocnině. Na druhou stranu je zase hmotnost citlivá na rozměr tělesa, protože se zde vyskytuje ve třetí mocnině.
Samotný příklad je hodně instruktážní. Vpodstatě říká, jaká energie se uvolní, když se těleso naráz zastaví. Patrně se během letu atmosférou vypařuje, nejspíš se může rozštěpit, takže se energie neuvolní na jednom místě. Není řečeno (a ani to nijak snadno nejde), v jaké formě se uvolní. Tedy jestli to bude teplo, záblesky světla, zvuk, tlaková vlna a podobně.
Já osobně si na podobnou událost nepamatuju, a ani jsem si ji nedokázal před tím nijak představit, viděl jsem jen pár videí na internetu a v televizi. Nejvíc mě asi překvapilo, jak byl meteorit malý, i když má sílu několika desítek jaderných bomb.
Chtěl jsem dát ST, ale pak jsem si všim, žes nepromluvil o jednom poměrně zábavném a důležitém detailu - ten bordel, který v Rusku vznikl, není následkem dopadu meteoritu, ale důsledkem roztrhnutí meteoru poměrně dost vysoko v atmosféře. Ty kamínky, které dopadly (= meteority; například ten, co vyrobil tu pěknou, kruhovou díru na tom zamrzlým jezeře), neudělaly skoro nic, to ten rozpuknutý šutr dvacet kiláků nad městem způsobil bordel větší, než výbuch plynu onehdá v Praze. Dokonce jsem poprvý v životě psal do Novinek, že co za nevzdělaný debily zaměstnávaj, když píšou několik dní v kuse o meteorickém dešti - to už je úkaz komplet jiný a v Rusku nikdy, a v tomhle případě zvláště, nedopadl.
23.05.2013 18:27:57 | Bipolar Bear
To je důležitá faktická poznámka. O které moc nevím. :)
Samozřejmě to komplikuje výpočet. Vede to i k zamyšlení, jaký druh energie nám nejvíce vadí.
Moje spekulace tedy je takováto: kinetická energie dopadajícího tělesa se třením v atmosféře mění na teplo (to nám příliš nevadí), dále na odštěpování úlomků, dále vzhledem k vysoké teplotě tělesa i na zářivou energii. Oprava původní představy je taková, že těleso vybuchlo. Pro zjednodušení si stačí představit, že bylo pevné (vzhledem k hustotě) a vlivem ohřátí se změnilo na plyn. Tedy poměrně rychle zvětšilo svůj objem odhadem 1000 krát. Tím vznikla rázová vlna, která vyrážela okna s doprovodem zvukových efektů.
Moje původní představa, byla zhruba, že meteor žuchnul na zem (takže už meteorit) a tahle srážka dvou těles se šířila spíš po zemi- asi by šlo o zemětřesení. Tohoto scénáře nás ušetřila naše atmosféra a tření. Jinak bychom měli v Rusku pěkný kráter.
24.05.2013 10:28:24 | ewon
Stejně bych ale nikdy nevěřil, že se dožiju repete Tunguzsky. Nebo mi to spíš nedošlo - z bolidu Morávka se prý dodneška dají sbírat šutry v Beskydské oblasti tmavé oblohy :-) Stejně tak jsou na světě místa, kde se dá vystoupit z auta, chvíli chodit kolem a sesbírat pár sideritů během několika hodin. Ovšem teda za předpokladu, že Tě v Arizoně nehryzne chřestýš nebo nějaký zdivočelý pes/kojot. Mimochodem, Explore Scientific minulý rok posílal ZADARMO ve skleněné vitrínce meteorit právě z Campo del Cielo každému zákazníkovi, který si u nich koupil a pak registroval nějaký produkt - takže letos bude na Vánoce nějaký jejich okulár, jenom kvůli tomu, abych zjistil, jestli budou takovou akci opakovat :-)
V každým případě se podobný věci dějou poměrně dost často, častěji, než by se zdálo, anyway.
24.05.2013 11:17:53 | Bipolar Bear
a tady další článek, který možná vyvrací či upřesňuje, co píšu (6. 11. 2013)
http://www.novinky.cz/veda-skoly/318458-zbytek-telesa-ze-ktereho-pochazi-celjabinsky-meteorit-miri-k-zemi.html
(nemám vůli ho srovnávat s tím, co píšu já.)
06.11.2013 20:34:31 | ewon
Příroda, Vesmír, mají ohromnou sílu.A teď se už jen stačí podívat na největší objevenou planetu, a tu naší krásnou modrou kuličku, a nebo žeby prachové zrníčko, to až najdeme ještě větší planetu ?:-)
05.04.2013 18:53:19 | Jeněcovevzduchukrásného