Kako izračunati udaljenost od udara groma?
Kako izračunati udaljenost od udara groma?
Kako izračunati udaljenost od udara groma?
Vjerujemo da su se mnogi ljudi barem jednom u životu zapitali na kojoj udaljenosti od njih je udario grom. To je moguće izračunati na vrlo jednostavan način. Kad vidimo munju, počnemo brojati sekunde dok ne čujemo grmljavinu. Broj sekundi pomnožimo brzinom zvuka u zraku koja iznosi približno 340 metara u sekundi. Rezultat je upravo ono što tražimo, udaljenost na kojoj je grom udario (u metrima). Pri tome smo brzinu svjetlosti koja iznosi približno 300 000 kilometara u sekundi zanemarili jer ne utIče na račun zato što je puno veća od brzine zvuka.
Kada se zemlja zagrije, zagrije se i vazduh iznad. Topli vazduh se podiže naviše. Na velikim visinama, vodena para se ohladi i stvaraju se oblaci. Temperatura donjih slojeva vazduha znatno je viša od temperature gornjih, što dovodi do strujanja vazduha, vodena para vlažnog vazduha se ohladi i kondenzuje u kapljice. Trenjem kapljica o molekule vazduha stvara se elektricitet.
Tako oblak postaje naelektrisan. On zatim naelektriše druge oblake i predmete na zemlji i tu pojavu nazivamo influencijom. Kada napon između oblaka i Zemlje dostigne vrijednost od nekoliko miliona volti, dođe do električnog pražnjenja ili kratkotrajnog strujnog luka. Ovo pražnjenje naziva se munja ili grom. Munja može biti duga više kilometara, nekoliko sekundi poslije svjetlosnog bljeska čuje se grmljavina. Ova razlika u vremenu pojave munje i grmljavine je posljedica različite brzine prostiranja svjetlosti i zvuka.
Kako se kroz historiju razvijala ideja o munji i gromu?
U starim mitologije ljudi su se plašili grmljavine i na različite načine tumačili njeno porijeklo. Starim Grcima grom je predstavljao jedno od Zevsovih oružja koje je za njega načinila Minerva, koju su stari Grci smatrali božicom mudrosti. U nekim sredinama sanke Djeda Mraza po cijelom svijetu vuku jeleni po imenu Donner (grmljavina) i Blitzen (munja). Indijanska plemena u Sjevernoj Americ su vjerovala da je munja nastala od blještavih perja misticne ptice čija su krila posjedovala zvuk grmljavine.
Preokret u razmišljanjima o fenomenu groma dogodio se sredinom 18. vijeka zahvaljujući radu i fascinantnim ogledima Benjamina Franklina. On je pomoću njih dokazao da je grom električna pojava te je konstruisao i gromobrane kojima su se objekti i ljudi u njima mogli zaštititi. To je svakako bio ogroman korak naprijed, no trebalo je proteći jošdosta vremena da njegove ideje budu prihvaćene u nauci i u praksi.
Sljedeći veći napredak dogodio se krajem 19. vijeka, kad su naučnicima za istraživanja postali dostupni fotografski i spektroskopski alati. Struju groma među prvima je uspio izmjeriti njemački naučnik Pockels koji je mjerio jačinu magnetskog polja kojeg bi uzrokovao grom te posredno, preko tog podatka izračunavao jačinu struje groma (1897 1900).
Savremena istraživanja započinju s radom C.T.R. Wilsona koji je prvi vršio mjerenja električnog polja da bi odredio strukturu naboja u oblacima koji sudjeluju u atmosferskim pražnjenjima. Wilson je svojim radom puno doprinio današnjem razumijevanju tih fenomena, a za izum “oblačne komore” (Cloud Chamber) dobio je i Nobelovu nagradu.
Nauka je dalje napredovala malim koracima sve do munjevitog razvoja tehnologije i mjernih tehnika i instrumenata u šezdesetim godinama 20. vijeka. Taj razvoj je donio nove mogućnosti izučavanja, ali i potrebu za efikasnijim čišćenjem objekata i vozila (aviona i svemirskih letjelica), te raznih tehničkih (elektroničkih) naprava osjetljivih na prenapone koji mogu nastati kao posljedica udara groma.
Eksperiment sa zmajem
Za dokazivanje svoje teorije da elektricitet nastaje prilikom udara groma, Benjamin Franklin je imao mnogo ideja. Prva ideja je bila privući elektricitet na vrh tornja crkve u Filadelfiji. Kako je za izgradnju tornja trebalo dosta vremena, sjetio se da bi bilo lakše približiti se oblacima koji su “bogati” gromovima. Za tu priliku Franklin je konstruisao zmaj. Na vrhu toga zmaja bila je željezna žica (koja je trebala privući elektricitet), a na rubovima konci od konoplje.
Nakon što je konstruisao zmaja, Franklin je otišao u područja koja su bila poznata po grmljavinama. Kako se bojao podrugivanja i podsmjehivanja, nije nikome govorio o svojim planovima, nego je uz pomoć svoga sina otićao u polje i za vrijeme oluje digao zmaja u zrak. Za vrijeme ogleda njih dvojica su koristili sjenicu kao zaštitu od udara groma. Eksperiment u početku nije davao pažnje vrijedne rezultate. U trenutku kad je već posumnjao u postojanost svoje teorije, uočio je da su konci konoplje međusobno razmaknuti. Izgledali su kao da je svaki od njih spojen na zaseban strujni provodnik. Kako se poslije navodi u rukopisima, osjećaj koji je u tom trenutku osjetio u svom tijelu nije nikada zaboravio. Kako bi još vše učvrstio vlastitu teoriju elektriciteta, na kraju konca je pričvrstio ključ i zmaja ponovo dignuo što bliže “gromovitim” oblacima. Nakon određenog vremena na kraju ključa se pojavila evidentna i jasno vidljiva električna iskra. U trenutku kad je kiša smočila konac i ključ isti su akumulirali znatnu količinu elektriciteta. Franklin je 1752. godine dokazao postojanost svoje teorije. Međutim, ona je dugo vremena ostala misteriozna i maglovita, jer Franklin svoje zabilješke nije objavio. Sve što je o događajima toga dana zabilježeno objavio je petnaest godina poslije J.Presteley koristeći Franklinove zabilješke.
Osim pokusa zmajem, Franklin je svoju teoriju pokušao dokazati i na druge načine. Na vrhu dimnjaka svoje kuće je pričvrstio željezni štap kako bi privukao gromove. Željezni štap je bio dugačak otprilke 2,80 metara. Na donju stranu štapa Franklin je pričvrstio žicu, a istu proveo kroz staklenu cijev i spojio na zvonce u hodniku. Drugo zvonce se nalazilo 15 cm od prvog, a između njih je na svilenom koncu visila mjedena kuglica. Drugo zvonce je žicom bilo uzemljeno na pumpu za vodu u dvorištu. Svaki put kad je došlo da udara groma, željezni štap na vrhu krova je proveo elektricitet i zvona su se oglašavala. Ponekad je količina elektriciteta bila dovoljna da osvjetli čitav hodnik tako da je po njegovim riječima “mogao bez problema pronaći iglu”. Zvona su se oglašavala često što se može vidjeti iz pisma njegove supruge koja ga u njemu moli da joj objasni kako da isključi tu “spravu” koja zvoni gotovo za vrijeme svakog nevremena.
Zaštitne mjere od udara groma
Veliki objekti kao što su drveće i nebodere obično se prvi na udaru groma. Planine su takođe mete munja, iz razloga što su njihovi vrhovi bliži olujnom oblaku.
Međutim, ovo ne znači da će meta biti uvijek visoki objekti. Sve zavisi od toga gde se akumulira elektricitet. Munja može udariti u zemlju u otvorenom polju čak i ako je drveće u blizini.
Prvo što morate je obratiti pažnju na nebo,pogledajte da lije nebo tamno, da li se sprema oluja. Krenite prije nego kiša počne. Ako čujete zvuk grmljavine, odmah idite na sigurno mjesto. Najbolje mesto za to je zgrada ili automobil, provjerite jesu li prozori u automobilu zatvoreni. Ako nema skloništa oko vas, držite se dalje od drveća. Spustite se na otvoreni prostor, držite se što dalje od visokog drveća. Stavite ruke preko ušiju kako biste smanjili oštećenje sluha od gromljavine. Ako ste sa grupom ljudi držitr rastojanje oko 15 stopa jedan od drugog. Ne smijete biti u vodi, jer je voda odličan provodnik elektriciteta. Plivanje i ronjenje nisu sigurni. Takođe, ne stojite u barama i izbegavajte metale. Držite se dalje od metalnih ograda, spuštajte ruksake jer oni često imaju metalnih djelova.
Pažnja!!!
Ako grmi, a nalazite se na otvorenom, nemojte stajati uspravno da ne biste bili viši od predmeta u okolini. Ne držite blizu sebe metalne predmete, ne smijete stajati ispod drveta ili usamljenih objekata!!!
