teadus.ee » küsi.julgelt
29. aug. 2011
17.11.2006
Kas okaspuudel toimub fotosüntees mingil määral ka talvel (igihaljusel peab ju olema mingi mõte)? Kas parasvööde hingab talvel ekvatoriaalalade hapnikku? Kui tõesti osaliselt fotosüntees toimub, siis mind huvitab ka meie kohalike okaspuude assimilatsiooni intensiivsuse erinevus.
Malle Salu
Esimese hooga vastavad Eesti Maaülikooli metsanduse ja maaehituse instituudi teadlane Heldur Sander ja Tiit Kändler järgmist: Sõnajalgtaimedki olid ikka kõik igihaljad. Heitlehisus on kohastumus, esineb taimedel, mis kasvavad paikades kus kuiva ja niiske kliima perioodid ning külma ja sooja perioodid vahelduvad. Heitlehisus on evolutsiooniliselt hilisem nähtus kui igihaljus. Heitlehised hakkasid olema alles paljasseemnetaimed. Mingil määral võib fotosüntees toimida ka talvel. Süsihappegaasi määr väheneb päikese tõustes ja suureneb pärast loojumist. Nii ka aastaaegade vaheldudes. Kevadel hakkab süsihappegaasi hulk vähenema, saavutades suvel miinimumi. Sügisel aga kasv jälle taastub. Fotosüntees on maksimumis suvel, kuid see ei lakka päriselt ka talvel. Langenud lehtedest aga eraldub süsinik atmosfääri. Mets hingab üks hingetõmme päevas. Planeet hingab üks hingetõmme aastas. Selle tegi esimesena kindlaks ameerika teadlane Charles David Keeling Hawaii Mauna Loa vaatlusjaamas 1958. aastal. Tema avastas ka, et igal kevadel on atmosfääris miljondik süsihappegaasi enam. Seda taustal, kui süsihappegaasi on atmosfääris 315 miljondikku. Nõnda tehti esmakordselt kindlaks kasvuhooneefekti olemasolu. Igal aastal, kui rohelised taimed hingavad sisse süsinikku, kasvatades pungi, lehti, varsi, hingab biosfäär sisse. Kui lehed langevad, hingab biosfäär välja. Amplituud on umbes 5 miljondikku, ehk siis üks osa 60-st. Nõnda iseloomustab süsinik Maa hingamist kõige paremini. Kuna hapnikku on atmosfääris 20,947 protsenti, siis 5 miljondikku ehk üks osa neljast miljonist ei pasta selle taustal kuigivõrd välja. Niisiis ei saa me öelda, et parasvööde hingaks ekvatoriaalalade hapnikku, sest hapniku osakaalu suhteline muutus on ikka väga väike. Siiski on hapniku koostis atmosfääris läbi ajastute muutunud, olles nulli ja 35 protsendi vahel. Nõnda on fotosüntees väga pika aja jooksul seda oluliselt mõjutanud.
Loodame edaspidi vastusele lisa saada.
03.11.2006
Kui oletada, et lennuk pannakse pika sõidusuunale vastu liikuva konveierilindi peale, mille kiirus on alati sama suur kui lennuki rataste kiirus, kas lennuk tõuseks õhku või mitte? Tegu on internetis väga palju segadust põhjustanud küsimusega, mis jõudis eile ka minu töökaaslasteni, lüües meid kohe kahte erinevaid seisukohti omavasse gruppi.
Ahti Tamm
Vastab füüsik Tiit Kändler:
Oluline on lennuki liikumine õhu suhtes. Lennuk peab saavutama mingi kiiruse just nimelt õhu, mitte maa suhtes, et tekiks vajalik ülestõukejõud. See koosneb kahest osast. Üks on nn Bernoulli liikumise jõud – tiiva profiil on selline, et õhk liigub tiiva peal kiiremini kui all, ja nõnda tekib ülestõstejõud. Tiib on ehitatud ka kaldu, nõnda et Newtoni III seaduse kohane mõju ja vastumõju annab veel lisajõu üles. Kui nüüd lennuk on maas, kuid maa liigub seisva maa suhtes muudkui aga sama kiiresti tagasi, kui tema oma mootorite jõul seisval maal edasi liiguks, siis õhu suhtes on lennuk paigal. Ja tõuseb lendu sama hästi, kui seisev lennuk.
Kui maa liigub pöörase kiirusega samas suunas kui lennuk, pole mootoreid vajagi, et õhku tõusta. Iseasi on seal püsida. Võite selles veenduda mõnes suuremas lennujaamas. Kui tõttate lennujaamas mööda teile vastu liikuvat linti, siis seisate ju ühel hetkel seinte suhtes paigal. Lasete käest paberlennuki, see potsatab maha. Kui aga tõttate sama kiiresti mööda seisvat maad ja lasete paberlennuki kukkuda, siis lendab see mingi aeg maa ja õhu suhtes edasi.
Vaadake ainult, et te mõne kiirustava turistiga kokku ei põrka.
08.09.2006
Radioaktiivset lagunemist, nagu teada, iseloomustatakse poolestusajaga.
Kas on aga teada, mis määrab selle, millal üks konkreetne osake ära laguneb? Et nt kui on olemas ainult üks ebastabiilne tuum, kas siis saab välja arvutada ajahetke, millal ta laguneb ning mis selle ajahetke määrab?
Vastab füüsik ja teaduskirjanik Tiit Kändler: Lühike vastus kõlab: ei saa. Põhjus on selles, et radioaktiivne lagunemine on tõenäosuslik sündmus. Nii nagu on olemuslik kvantmaailmale. Me võime öelda teatud tõenäosusega, millal osake laguneb, kuid mitte enamat. Kui osakesi on rohkem, siis saame arvutada või mõõta keskmise radioaktiivse kiirguse, mis lagunemisega kaasneb. Kuid seda, millal täpselt üks või teine osake laguneb, ei suuda me ilmaski ennustada.
Sellele omadusele põhineb kuulus Schrödingeri kassi nimeline mõtteline eksperiment. Kass on meie silme eest suletud kastis, ja ta nina ees on tops lenduva mürgiga, mille vallandab samas kastis olev radioaktiivse aatomi tuuma kiirgus. Tuum laguneb tunni jooksul tõenäosega 50:50. Tuleb välja, et me ei saa öelda, kas kass on parajasti elus või surnud.
Selle paradoksi kohta on kirjutatud sadu ja tuhandeid artikleid, raamatuid ja kogumikke ning küllap kirjutatakse veelgi. Kuid millal täpselt järjekordne raamat ilmub – kas oskame ennustada sedagi?
11.08.2006
Möödunud numbris püüti selgitada, kuidas lennuk lendab. Ühe vea selgituses leidis lugeja Toomas Hussar.
…”Ja suunda muudab nagu laev, sabas oleva tüüriga.”… Lennuk ei muuda suunda sabas oleva tüüriga, vaid ühele ja teisele poole kallutamisega. Mida suurem kaldenurk, seda järsem kurv. Sabatüüriga korrigeeritakse vaid asendit. See tähendab et võib ka külg ees lennata.
Niisiis on ka teadus.ee teinud lendamise selgitamisel vea – nagu tegi seda ka Scientific American. Lennuk, see pole üldsegi imelihtne!
04.08.2006
Kuidas liigub õhk lindude tiibade all, et nad lennata saavad? Mõnikord lehvitavad tiibu, aga mõnikord liuglevad. Ja kuidas nad õhku tõusevad? Ja kuidas lennuk õhku tõuseb, kui ta tiibu ei lehvita? Kuidas linnud ja lennukid õhus liikumissuunda ja kõrgust muudavad, kuidas kõrgust hoiavad?
Marika
Vastab teadus.ee toimetaja, füüsik Tiit Kändler:
Hiljuti selgitati ajakirjas Scientific American lugejatele, kuidas lennuk lendab. Sellele järgnes lugejakirjade tulv. Väideti, et selgitus oli ekslik. Nonii. Püüame siis vähemalt põhimõtteliselt ja lühidalt selgust saada. Õhus lendava linnu ja tavaliselt ka lennuki tiib on ülaltpoolt kumer, altpoolt sile. Seetõttu peab õhk ülaltpoolt kiiremini läbi voolama kui alt. Ja see (Bernoulli nime kandva seaduse kohaselt) tagabki, et õhk tõukab tiiba alt üles. Teisalt on linnu ja ka lennuki tiivad kaldu, tõustes veidi tagant ettepoole. See kaldenurk tagab (Newtoni mõju ja vastumõju seaduse põhjal) vajaliku üleslükkejõu. Tiib justkui peegeldab talle vastu tormavat õhuvoolu allapoole, mis tekitabki üles lükkava jõu. Lennuk saab laskuda ja tõusta, suurendades õhutakistust vastavas suunas oma tiibades asuvate klappide abil. Ja suunda muudab nagu laev, sabas oleva tüüriga. Muidugi ei püsiks lennuk õhus ilma mootorite jõuta, olgu need siis propeller- või reaktiivmootorid. Ka nende võimsuse suurendamine või vähendamine muudab lennuki lendu. Lind mitte ainult et ei lehvita tiibadega, vaid ka tüürib nende abil osavalt. Tema teadis ammu enne Bernoullit ja Newtonit, kuidas füüsikaseadused toimivad.
Lendutõusmisega on aga mõnedel linnuliikidel tõsine tegu. Ega luigelgi see kerge ole. Kuid osa linnuliikide esindajad ei suuda üldse maast tõusta, nad kas ongi kogu aeg õhus või kukutavad end kaldajärsakult alla ja seeläbi lendu pääsevad, et järsaku otsa jälle puhkama lennata. Muidugi kasutab lind osavalt ära ka tõusvaid õhuvoolusid – nii nagu purilendur seda tema eeskujul teeb.
14.07.2006
Küsisin kord potentsiaalse energia kohta. Aitäh vastuse eest, kuid tahaksin siiski veel selgust juurde saada. Kas energia on rohkem füüsikaline või filosoofiline mõiste? On olemas suurused, mida saab otse mõõta, aga energiat vist saab ainult arvutada. Sellisel juhul jätab mulje, et potentsiaalne energia postuleeritakse selleks, et täita lünka energia jäävuse seadusest tuleneva muundumisjada vahel. Kaido
Vastab füüsik ja teaduskirjanik Tiit Kändler:
Energia on füüsikaline mõiste. Kuid teil on õigus — eripärane füüsikaline mõiste. Tõepoolest ei saa seda mõõta, küll aga arvutada. Ning seejärel katseliselt kontrollida — tehtud töö järgi. Sest energia on keha võime teha tööd. Seepärast mõõdetakse ka energiat ja tööd ühtede ja samade mõõtühikutega.
07.07.2006
Kui kiiresti organite rakud uuenevad — toimub organismi täielik “uuenemine”? Olen otsinud vastuseid, kuid pigem leidnud väikseid ja lühikesi nupukesi, mis ei anna põhjalikumat tervikpilti. Nii palju olen neist küll aru saanud, et selles vallas on alles hiljaaegu toimunud avastused ning varem olid oletused umbkaudsed.
Küllike
teadus.ee vastab, tuginedes ajakirjale Scientific American: Keha eri kudede rakkude eluead on erinevad. Teie keha kattev nahk polnud täpselt seesama nahk kuu aega tagasi. Vanad rakukestad on maha heidetud ja uued peale kasvanud. See on põhjus, miks ka kõige rangemate puhtusenõuetega haiglapalatites tolmust lahti ei saa. Tolm tuleb patsientide vanadest naha rakukestadest. Sisikonna katterakud uuenevad iga paari nädalaga. Vere hüübimist tagavate vereliistakute eluiga on 10 päeva. Kuid kogu see rakkude uuenemise süsteem tugineb mõnele vaalale. Need on tüvirakud. Näiteks pärinevad vere ja lümfi funktsionaalsed rakud ühistest vanematest, mida nimetatakse hematopoieetilisteks tüvirakkudeks. Need paiknevad luuüdis, iga luuüdi 10 000 raku kohta üks.
Kui rakk jaguneb, siis selle DNA kahekordistub ja kumbki tütarrakk saab endale koopia. Pikapeale kopeerimisvead kuhjuvad ja see võib viia näiteks raku vohamisele ehk vähini. Kuid tüvirakk jaguneb asümmeetriliselt. Üks tütarrakkudest on ikka tüvirakk, mis saab endale täpselt sama DNA, teine tütarrakk aga on nn spetsialiseeritud rakk, mis võib liituda mõne koega. Nõnda on tüvirakk tänu surematule DNA-le ka ise surematu.
30.06.2006
Küsin julgelt, et kas kosmoseraketid saadetakse minema risti Maaga, kuid pärast tiirlevad orbiidil või lähevad kaugemale? Kuidas neid manöövreid tehakse, kas kasutatakse ära mingeid jõude looduses või kulutatakse kütust, et liikumise suunda muuta?
Marika
Vastab Tartu ülikooli materjaliteaduse instituudi juhataja Jaak Kikas:
Kui raketti tahetakse saata ringorbiidile, peab mootori töö lõppedes tema kiirus olema horisontaalne. Kuigi rakett stardib algselt vertikaalselt, on madalate orbiitide jaoks mootorite põhiülesanne tehiskaaslasele vajaliku horisontaalkiiruse andmine, see peaaegu horisontaalne lennuetapp jääb aga stardi jälgijatel juba väljapoole visuaalset jälgimisulatust.
Hõõrdumisega atmosfääris kavatsetakse näiteks viia oma esialgselt tugevasti elliptiliselt orbiidilt tööorbiidile USA uus Marsi-sond Mars Reconnaissance Orbiter.
(more…)
23.06.2006
Meie lugeja Marika küsis hulga küsimusi rakettide kohta. Vastame neile järgemööda.
Mis kütusega kosmoseraketid orbiidile viiakse?
Vastab Tartu ülikooli materjaliteaduse instituudi juhatakja Jaak Kikas:
Raketikütusena kasutatakse tänapäeval nii tahket kui vedelkütust, mitmeastmelistes kosmoserakettides annavad algkiiruse harilikult tahkisraketid (kord süüdatuna ei saa neid enam “välja lülitada”), järgmistes astmetes kasutatakse vedelkütust. Kuna aga kütuse põlemine toimub enamasti tingimustes, kus õhu (ja selles sisalduva hapniku) tihedus on väga väike, tuleb lennule kütuse põletamiseks kaasa võtta ka hapendajat. Tahkisrakettides on selleks hapniku asemel ammooniumperkloraat, kütuseks aga alumiiniumpuuder (!), mõlemad komponendid paiknevad terakestena kummilaadses plastis. Vedelkütustena on laialt kasutatav keroseen (petrooleumi destillatsiooni saadus), oksüdeerijana vedel hapnik, aga kasutatakse ka muid kütus-hapendaja kombinatsioone.
02.06.2006
Hulga küsimusi on meile saatnud Tambet Song. Nendele oli lahke vastama Tartu ülikooli materjaliteaduse instituudi juhataja Jaak Kikas.
Kas kosmoses on vaakum? Seda küll. Ja enamasti nii hea vaakum, milleni me maistest tingimustes kuidagi ei küüni. Tähtedevahelises ruumis on ühes kuupsentimeetris keskmiselt üks vesiniku aatom, teisi osakesi veelgi vähem. Ka parim “maine” vaakum sisaldab samas ruumalas kümneid tuhandeid molekule.