Známy popularizátor vedy Derek Muller, ktorého môžeš poznať z kanálu Veritasium vyhral stávku o 10 000 dolárov. Ukázalo sa, že auto poháňané silou vetra dokáže ísť naozaj rýchlejšie ako vietor. Na tému upozornil portál IFLScience.

Zázrak menom Blackbird

29. mája 2021 „zavesil“ Muller na svoj kanál takmer 22 minút trvajúce video s názvom „Risking My Life To Settle A Physics Debate“ (Riskujem svoj život, aby som urovnal spor vo fyzike), kde sa preháňal s vozidlom, respektíve skôr s pozemnou jachtou známou ako Blackbird. Demonštroval, že je možné, aby vozidlo na veterný pohon išlo priamo po vetre rýchlejšie ako samotný vietor.

Koniec koncov, na to bol Blackbird zostrojený. Samotné vozidlo využíva rotor spojený s kolesami a samozrejme nedisponuje žiadnou batériou, motorom či žiadnym iným pohonom.

Experimentálne vozidlo zostrojili ešte v roku 2010 Rick Cavallaro a John Borton, pričom v júli toho istého roku na svojej pozemnej jachte uháňali priamo po vetre rýchlosťou 44,6 km/h (a stále zrýchľovali), zatiaľ čo rýchlosť vetra bola iba 16 km/h. Je treba podotknúť, že to v tom čase rozpútalo poriadne ostrú polemiku.

Aj keď sa to spočiatku môže zdať ako hrubé porušenie zákona zachovania energie, z fyziky vieme, že vozidlá poháňané vetrom môžu prekročiť rýchlosť vetra v prípade, ak nesmerujú rovnobežne so silou vetra, ale sú pod určitým uhľom, upozorňuje portál IFLScience.

Rick Cavallaro však tvrdí, že jeho stroj dokáže z vetra vyťažiť viac než si dokážeme predstaviť, a tak žiadne zákony fyziky pri pohybe priamo v smere vetra netreba porušovať. Blackbird podľa dostupných informácií funguje jednoducho tak, že vietor uvedie vozidlo do pohybu, vrtuľa začne tlačiť vzduch priamo za ňu, čo jej umožní pohybovať sa rýchlejšie ako vietor, ktorý ju poháňa. Navyše pozemná jachta funguje rovnako dobre aj pri pohybe proti vetru.

Kedže mnoho ľudí výsledky tohto experimentu spochybňovalo, ukončiť spor sa pokúsil Derek Muller, ktorý Blackbird poriadne otestoval a dospel k záveru, že pozemná jachta skutočne prekračuje rýchlosť vetra, ktorý ju poháňa.

To sa očividne nezdalo profesorovi fyziky Alexandrovi Kusenkovi z Kalifornskej univerzity v Los Angeles (UCLA), ktorý tvrdil, že Blackbird pohánany vetrom jednoducho nemôže ísť 2,8-krát rýchlejšie ako vietor samotný. Okrem toho spochybnil aj Mullerove vysvetlenia, čo napokon vyústilo do priateľskej stávky o 10 000 dolárov.

Kusenko sa v krátkej prezentácii (dostupná na tomto odkaze) podelil o svoje vedomosti a objasnil, že Blackbird sa dokáže pohybovať rýchlejšie ako vietor iba v prípade, že rýchlosť vetra nie je konštantná. Pri konštantnej rýchlosti by vozidlo nielenže nikdy nebolo schopné ísť rýchlejšie ako vietor, ale dokonca sem-tam aj spomalí.

Ako to dopadlo?

Aby bolo možné potvrdiť správnosť jedného alebo druhého tvrdenia, Kusenko trval na tom, aby počas testu bola sila vetra konštantná v čase a pôsobila na vozidlo rovnomerne, teda aby sa do vrtule opieral rovnako silný vietor ako do jeho kolies. Na priebeh celého testu dohliadali známe vedecké osobnosti Neil deGrasse Tyson, Bill Nye a Sean Carrol.

Keďže dodržať stanovené podmienky by na Blackbirde a v teréne bolo veľmi náročné, celý test prebiehal na malom modeli Blackbirdu a v laboratórnych podmienkach. Z tohto dôvodu sa Muller spojil s inžinierkou a YouTuberkou Xylou Foxlin, ktorá mu celý model Blackbirdu pomohla zostrojiť.

Po odstránení niekoľkých problémov a záverečnom testovaní sa ukázalo, že model testovaný na bežiacom páse sa skutočne pohyboval väčšou rýchlosťou ako samotný bežiaci pás. Profesorovi Kusenkovi tak neostalo nič iné ako pripustiť, že Muller má pravdu, vozidlo Blackbird sa naozaj môže pohybovať rýchlejšie ako vietor aj v prípade, že ide priamo v jeho smere.

Čo sa týka samotného princípu fungovania, podľa Mullera vrtuľa nefunguje tak, ako si väčšina ľudí myslí. Vrtuľa sa totiž správa ako ventilátor, ktorý tlačí vzduch dozadu a keď vozidlo naberie dostatočnú rýchlosť, kolesá nasmerujú vrtuľu, aby tlačili pozemnú jachtu smerom vpred a keďže tlak z vrtule je oveľa väčší ako trenie pôsobiace na kolesá, Blacbird sa môže smelo pohybovať.

Ako sme už spomínali, Kusenko svoju chybu priznal, Mullerovi vyplatil sľúbených 10 000 dolárov, ktoré YouTuber plánuje vyplatiť trom najlepším súťažiacim, ktorí dokážu v krátkom videu najlepšie objasniť niektoré zo STEM konceptov, ktoré sú proti našej intuícii.