Παρασκευή, 11 Απριλίου 2008

ΟΡΙΖΟΝΤΙΑ ΒΟΛΗ ΚΑΙ ΕΛΕΥΘΕΡΗ ΠΤΩΣΗ

video

Οι δυο μπαλίτσες συγκρατούνται από το κατακόρυφο έλασμα. Όταν αφήσουμε ελεύθερο το ανασηκωμένο σφυράκι, το σφυράκι κτυπά το έλασμα, το έλασμα απελευθερώνει την αριστερή μπαλίτσα κι αυτή πέφτει κατακόρυφα. Συγχρόνως το έλασμα κτυπά την δεξιά μπαλίτσα, αυτή εκτινάσσεται οριζόντια και διαγράφει καμπύλη τροχιά. Αυτή την κίνηση την ονομάζουμε οριζόντια βολή.
Ένα σώμα που εκτελεί οριζόντια βολή μετατοπίζεται συγχρόνως οριζόντια και κατακόρυφα. Παρατηρούμε ωστόσο ότι η μπαλίτσα που εκτελεί οριζόντια βολή φθάνει σχεδόν συγχρόνως στον πάγκο με τη μπαλίτσα που εκτελεί ελεύθερη πτώση.
Τολμάμε λοιπόν να ισχυριστούμε ότι:

Όσο μικρότερη είναι η αντίσταση του αέρα και όσο ένα σώμα εκτοξεύεται πιο οριζόντια, τόσο περισσότερο η κατακόρυφη κίνηση του σώματος μοιάζει με ελεύθερη πτώση από το ίδιο ύψος.

Ενστάσεις; Αντιρρήσεις; Διαφωνίες;

8 σχόλια:

ΛΑΜΔΑ-ΜΙ είπε...

Και εδώ θα βοηθούσε η αργή κίνηση, αλλά δεν ξέρω αν είναι video-σκοπικά εφικτή. Επί της ουσίας. Δεν είμαι σίγουρος ό,τι πείστικα. Αν το δεξί σφαιρίδιο φύγει με μεγαλύτερη ταχύτητα, γράψει μεγαλύτερη τροχιά και προσγειωθεί μακρύτερα, το συμπέρασμά σου θα ισχύει;

Ανδρέας Βαλαδάκης, Καθηγητής Φυσικής της Βαρβακείου Σχολής είπε...

Συμφωνώ με το δισταγμό να αποδεχθούμε ότι το συμπέρασμά μας ισχύει σε κάθε περίπτωση. Χρειάζεται όντως τόλμη για να στοιχηματίσεις ότι: "Αν το δεξί σφαιρίδιο φύγει με μεγαλύτερη ταχύτητα, γράψει μεγαλύτερη τροχιά και προσγειωθεί μακρύτερα, το συμπέρασμά σου θα ισχύει." Βεβαίως με περισσότερα πειράματα προς αυτή την κατεύθυνση, το συμπέρασμα θα γινόταν πειστικότερο.
Πρώτος φαντάστηκε τούτο το πείραμα ο Γαλιλαίος. Το περιέγραψε ως εξής: Αν από τη κορυφή του καταρτιού ενός καραβιού που κινείται με σταθερή ταχύτητα αφήσουμε μια μπάλα, η μπάλα θα πέσει στη βάση του καταρτιού, μπροστά από αυτή, ή πίσω της;
Ο ίδιος είχε την τόλμη να προβλέψει ότι η μπάλα θα πέσει στη βάση του καταρτιού. Από τότε μέχρι σήμερα η πρόβλεψή του έχει επαληθευτεί ανεξάρτητα από την ταχύτητα.
Μάλιστα ο Αϊνστάιν γενίκευσε ακόμα περισσότερο αυτό το συμπέρασμα και το περιέλαβε ως μια από τις δύο αρχές της ειδικής θεωρίας της σχετικότητας. Με απλά λόγια αυτή η αρχή είναι η εξής: όταν κινούμαστε με σταθερή ταχύτητα, όλα τα φαινόμενα, όπως είνα η ελεύθερη πτώση, εμφανίζονται ακριβώς όπως όταν είμαστε ακίνητοι. Δηλαδή είτε το πλοίο κινείται με σταθέρή ταχύτητα είτε είναι ακίνητο, η μπάλα πέφτει στη βάση του καταρτιού.
Τι μας μαθαίνει αυτή η ιστορία;

Ανδρέας Βαλαδάκης, Καθηγητής Φυσικής της Βαρβακείου Σχολής είπε...

Η προηγούμενη ιστορία μάς μαθαίνει δύο πράγματα.

Για τις φυσικές επιστήμες:
Οι φυσικές επιστήμες είναι προϊόν της ανθρώπινης κρίσης. Δεν πλεονεκτούν επειδή τα αποτελέσματά τους είναι τελεσίδικα και απολύτως αποδεδειγμένα αλλά διότι ζητούν από τα άτομα να υπερασπίσουν τα συμπεράσματά τους με συνεχή επίκληση το γεγονότων και της λογικής. Τελικά για τις φυσικές επιστήμες αντικειμενικότητα σημαίνει ότι καταλήγουμε σε συμπεράσματα που για την ορθότητά τους συμφωνούν καλά πληροφορημένοι παρατηρητές.

Για τη ζωή:
Ο μόνος τρόπος για να επιτύχουμε είναι να είμαστε αρκετά τολμηροί ώστε να διακινδυνεύσουμε την αποτυχία. Πολλοί άνθρωποι διστάζουν να τολμήσουν. Μια εσωτερική φωνή τούς λέει: «Αν δεν δοκιμάσεις, δεν θα κάνεις λάθος» ή «αν δοκιμάσεις και κάνεις λάθος θα φαίνεσαι ανόητος». Η άλλη φωνή που θα μπορούσε να τους πει «αν δεν δοκιμάσεις, ουδέποτε, θα μάθεις» παγιδεύεται από το φόβο και την έλλειψη αυτοπεποίθησης. Αυτοί οι άνθρωποι ενδιαφέρονται περισσότερο να μάθουν αν η απάντησή τους είναι σωστή και λιγότερο να εμπλακούν στη διαδικασία να βρουν την απάντηση. Αποφεύγουν λοιπόν αμφιλεγόμενες καταστάσεις. Έχουν ανάγκη από βεβαιότητα παρά τάση για αμφιβολία. Ωστόσο όταν κάποιος διστάζει να τολμήσει χάνει συνεχώς ευκαιρίες.

iouliakats είπε...

"Τελικά για τις φυσικές επιστήμες αντικειμενικότητα σημαίνει ότι καταλήγουμε σε συμπεράσματα που για την ορθότητά τους συμφωνούν καλά πληροφορημένοι παρατηρητές."

Απογοητεύομαι...Τελικά,αυτό είναι φυσική;Αρκούν οι παρατηρήσεις;Κι εγώ που πίστευα πως τα φυσικά φαινόμενα,από μόνα τους,χωρίς καμιά παρέμβαση μας ορίζουν τι συμβαίνει γύρω μας!

Ανδρέας Βαλαδάκης, Καθηγητής Φυσικής της Βαρβακείου Σχολής είπε...

Το 1576 ο βασιλιάς Φρειδερίκος Β' της Δανίας παραχώρησε σ’ ένα Δανό αριστοκράτη και αστρονόμο, τον Τύχο Μπράχε, τη νήσο Βεν. Χρηματοδότησε επίσης την κατασκευή ενός αστρονομικού παρατηρητήριου και ενός ειδικού εργαστηρίου πάνω στο νησί. Εκεί ο Μπράχε ήταν επί της κεφαλής μιας ομάδας βοηθών αστρονόμων και τεχνιτών, οι οποίοι πραγματοποιούσαν παρατηρήσεις και κατασκεύαζαν τα απαραίτητα όργανα. Το παρατηρητήριο υπήρξε το μεγαλύτερο κέντρο αστρονομίας στην Ευρώπη του 16ου αιώνα και ο τόπος όπου έγιναν οι ακριβέστερες αστρονομικές παρατηρήσεις με γυμνό μάτι, εκείνης της εποχής. Ο Μπράχε δημοσίευσε αστρονομικούς καταλόγους, μελέτες για την κατασκευή και χρήση αστρονομικών οργάνων, πραγματείες με υπολογιστικές τεχνικές και μεθόδους για την παρατήρηση των αστεριών.
Σύγχρονος του Μπράχε ήταν ο Γερμανός αστρονόμος Γιόχαν Κέπλερ. Για κάποιο διάστημα ο Κέπλερ φιλοξενήθηκε στον πύργο του Μπράχε και μπόρεσε να μελετήσει τα στοιχεία για την κίνηση των πλανητών που είχε συλλέξει με μεγάλη προσοχή ο Μπράχε. Συνδυάζοντας μεταξύ τους τούτα τα στοιχεία ο Κέπλερ μπόρεσε με πολύ κόπο, τόλμη και φαντασία να διατυπώσει τρεις κανόνες που αφορούσαν την κίνηση των πλανητών. Αυτή θεωρείται η αφετηρία της Φυσικής.
Από τότε μέχρι σήμερα έχουμε διανύσει πολύ – πολύ δρόμο. Το καλοκαίρι, στο Ευρωπαϊκό Εργαστήριο Πυρηνικών Ερευνών στη Γενεύη πρόκειται να εκτελεστεί ένα γιγάντιο πείραμα στο οποίο πιστεύουμε ότι θα δημιουργηθούν παρόμοιες συνθήκες μ’ αυτές που επικράτησαν πριν από περίπου 14 δισεκατομμύρια χρόνια, τη στιγμή της δημιουργίας του Σύμπαντος.
Αυτή η πίστη μας έχει κτιστεί με κόπο, μέσω συνεχούς εφαρμογής και ελέγχου των συμπερασμάτων μας. Και κάθε φορά που η εμπιστοσύνη μας σε κάτι κλονιζόταν, επιστρέφαμε στα "ξεροκέφαλα" γεγονότα για να δούμε αν οι αντιλήψεις μας δικαιολογούνταν από αυτά. Εμπιστευόμαστε τις φυσικές επιστήμες αλλά αυτή η εμπιστοσύνη μας δεν είναι τυφλή: βασίζεται συνεχώς σε εμπειρικά δεδομένα και συλλογισμούς.

i0ulia είπε...

Τότε η φυσική μας δίνει τη δυνατότητα να συμμετάσχουμε στα γεγονότα χωρίς όμως να τα καθορίζουμε!Κι αυτό μπορεί να είναι περισσότερο μαγικό απ'ό,τι φανταζόμουν!

Mossotti είπε...

Πολλές φορές διαβάζουμε ή ακούμε ότι ένας αστροναύτης που βρίσκεται μέσα σε δορυφόρο που στρέφεται γύρω από τη γη βρίσεται σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας. Είναι ορθός αυτός ο χαρακτηρισμός; Μάλιστα σύμφωνα με το σχολικό εγχειρίδιο της Α'Λυκείου (σελίδα 174) "όποια αντικείμενα αφήσει από τα χέρια του, μένουν δίπλα του, αντίθετα με το ό,τι θα συνέβαινε, αν βρισκόταν στο έδαφος". Μπορούμε από αυτό να συμπεράνουμε, σύμφωνα με τη διατύπωση B = mg, ότι η επιτάχυνση της βαρύτητας είναι μηδενική;

Ανδρέας Βαλαδάκης, Καθηγητής Φυσικής της Βαρβακείου Σχολής είπε...

Αν ο αστροναύτης πάρει το βλέμμα του από τα αντικείμενα που μένουν δίπλα του όταν τα αφήσει και το κατευθύνει μέσα από το παράθυρο του διαστημοπλοίου του προς τους απλανείς αστέρες, θα διαπιστώσει ότι ο ουράνιος θόλος στρέφεται γύρω του. Δηλαδή αν και τα αντικείμενα δεν επιταχύνονται ως προς τον αστροναύτη ωστόσο τόσο αυτός όσο και τα αντικείμενα επιταχύνονται ως προς τους απλανείς.
Τότε θα πρέπει να θυμηθεί το γερο–δάσκαλό του που του ’λεγε: Αν ένα σώμα επιταχύνεται ως προς τους απλανείς αστέρες, λέμε ότι στο σώμα ασκείται δύναμη. Άρα στον αστροναύτη και τα αντικείμενα δίπλα του ασκείται δύναμη.
Ποια είναι η προέλευση αυτής της δύναμης; Ο αστροναύτης γνωρίζει ότι περιστροφική κίνησή του και των αντικειμένων δίπλα του οφείλεται στην παρουσία της Γης. Άρα η Γη ασκεί δύναμη στον αστροναύτη και στα αντικείμενα δίπλα του. Αυτή τη δύναμη την ονομάζουμε βάρος.
Επειδή τα αντικείμενα δίπλα του δεν κινούνται ως προς τον αστροναύτη, ο αστροναύτης συμπεραίνει ότι ως προς τους απλανείς αστέρες η επιτάχυνσή του και των αντικειμένων δίπλα του δεν εξαρτάται από τη μάζα του και τη μάζα των αντικειμένων. Άρα όταν σ’ ένα σώμα ασκείται μόνο το βάρος, η επιτάχυνσή του ως προς του απλανείς δεν εξαρτάται από τη μάζα του σώματος.