elgavrilis's blog

ΕΝΑ ΙΣΤΟΛΟΓΙΟ ΓΙΑ ΤΙΣ ΦΥΣΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ Blogs.sch.gr

Η ΦΥΣΙΚΗ ..ΤΗΣ ΞΑΠΛΑΣ !

Συγγραφέας: ΗΛΙΑΣ ΓΑΒΡΙΛΗΣ στις 6 Σεπτεμβρίου 2025

Γιατί είναι πιο ευχάριστο να κάθεσαι σε μια καρέκλα παρά σε ένα σκαμπό με επίπεδη επιφάνεια, αν και και τα δύο είναι ξύλινα; Γιατί είναι ευχάριστο να ξαπλώνεις σε μια αιώρα, αν και τα κομμάτια σχοινιού που το φτιάχνουν δεν είναι καθόλου μαλακά;

Υποθέτω ότι έχετε ήδη μαντέψει γιατί. Η επιφάνεια του σκαμπό είναι επίπεδη. Όταν κάθεσαι σε αυτήν, πιέζεις με όλο σου το βάρος σε μια μικρή επιφάνεια. Οι καρέκλες, από την άλλη πλευρά, συνήθως έχουν κοίλο κάθισμα. Σε αυτήν την περίπτωση πιέζεις σε μια πολύ μεγαλύτερη επιφάνεια, στην οποία κατανέμεται το βάρος σου. Σε κάθε μονάδα επιφάνειας έχεις μικρότερο βάρος – μικρότερη πίεση.

Το κόλπο, όπως βλέπετε, είναι να κατανέμεις την πίεση πιο ομοιόμορφα. Ένα μαλακό κρεβάτι σχηματίζει – δημιουργεί κοιλότητες που προσαρμόζονται στο ανώμαλο σχήμα του σώματός μας. Η πίεση κατανέμεται μάλλον ομοιόμορφα, με βάρος μόνο λίγων γραμμαρίων ανά τετραγωνικό εκατοστό. Δεν είναι περίεργο που το βρίσκουμε τόσο ευχάριστο.

xapla 1xapla

Ο ακόλουθος υπολογισμός δείχνει καλά τη διαφορά. Έστω ένας ενήλικας ο οποίος έχει επιφάνεια σώματος περίπου 2m2, ή 20.000 cm2 . Στο κρεβάτι, περίπου το ένα τέταρτο αυτής της επιφάνειας, – 0,5 m2 , ή 5000 cm2 κάνει επαφή και τον στηρίζει. Υποθέτοντας ότι ζυγίζει περίπου 60 κιλά, ή 60.000 γραμμάρια, αυτό θα σήμαινε ότι έχουμε πίεση με βάρος μόνο 12 γραμμαρίων σωματικής μάζας/cm2. Σε γυμνό δάπεδο θα είχε μια επιφάνεια στήριξης μόνο περίπου 100 cm2 Υπάρχουν συνεπώς λιγότερα σημεία επαφής. Αυτό σημαίνει πίεση ανά τετραγωνικό εκατοστό μισού κιλού βάρους αντί για δώδεκα γραμμάρια: (Το βάρος 500 γραμμαρίων ισούται με [0,5 x 9,81 Ν άρα η πίεση ανά cm2 είναι: [0,5 x 9,81/(1×10-4 m2) = 49050 Ν.

Μια αρκετά αισθητή διαφορά, έτσι δεν είναι; Και την αισθάνεται κανείς αμέσως. Αλλά ακόμη και τα πιο σκληρά κρεβάτια θα ήταν τόσο μαλακά όσο το πούπουλο, αρκεί το βάρος του σώματός σας να κατανεμηθεί σε όλο το στρώμα. Ας υποθέσουμε ότι αφήσατε το αποτύπωμα του σώματός σας σε βρεγμένο πηλό. Όταν σκληραίνει – ο πηλός που στεγνώνει συρρικνώνεται κατά περίπου πέντε έως δέκα τοις εκατό, αλλά θα το παραβλέψουμε αυτό – θα μπορούσατε να ξαπλώσετε ξανά σε αυτόν και να φανταστείτε τον εαυτό σας σε ένα φτερωτό κρεβάτι. Παρόλο που θα ξαπλώνατε σε κάτι που είναι πρακτικά βράχος, θα το νιώθατε μαλακό, επειδή το βάρος σας θα κατανέμεται σε μια πολύ μεγαλύτερη περιοχή στήριξης.

Ένα άτομο που βρίσκεται σε ένα κρεβάτι βιώνει χαμηλότερη πίεση από ό,τι όταν βρίσκεται στο πάτωμα, επειδή το στρώμα κατανέμει το βάρος του σε μια μεγαλύτερη περιοχή, μειώνοντας τη δύναμη ανά μονάδα επιφάνειας. Αντίθετα, το να βρίσκεται κανείς στο πάτωμα, το οποίο προσφέρει λιγότερη απορρόφηση κραδασμών, αυξάνει τα τοπικά σημεία πίεσης στο σώμα. Αυτή η διαφορά στην κατανομή της πίεσης μπορεί να επηρεάσει την άνεση, με τα κρεβάτια γενικά να παρέχουν μεγαλύτερη στήριξη και το πάτωμα να προκαλεί ενδεχομένως μεγαλύτερη πίεση και δυσφορία.

Το ξάπλωμα σε κρεβάτι από καρφιά!!

Ξάπλωμα σε ένα κρεβάτι
Χαμηλότερη πίεση:
Ένα στρώμα έχει σχεδιαστεί για να προσαρμόζεται στο σχήμα του σώματος, δημιουργώντας μια μεγαλύτερη επιφάνεια επαφής. Αυτή η κατανομή βάρους μειώνει την πίεση σε οποιοδήποτε σημείο επαφής.
Άνεση και στήριξη:
Η απορρόφηση κραδασμών ενός στρώματος μπορεί να προσφέρει μια πιο άνετη εμπειρία και μεγαλύτερη στήριξη, αποτρέποντας την υπερβολική πίεση στις αρθρώσεις και τις οστικές προεξοχές του σώματος.
Οφέλη για την υγεία:
Ένα καλά επιλεγμένο στρώμα μπορεί να βοηθήσει στη διατήρηση της σωστής ευθυγράμμισης της σπονδυλικής στήλης και στη μείωση του πόνου στην πλάτη υποστηρίζοντας τις φυσικές καμπύλες του σώματος.

Ξάπλωμα στο πάτωμα
Υψηλότερη πίεση:
Το πάτωμα, που δεν έχει την απορρόφηση κραδασμών ενός στρώματος, έχει ως αποτέλεσμα μια μικρότερη περιοχή επαφής μεταξύ του σώματος και της επιφάνειας.
Πιθανότητα Σημείων Πίεσης:
Χωρίς την κατάλληλη επιφάνεια ενός στρώματος, συγκεκριμένα σημεία όπως οι ώμοι, οι γοφοί και η πλάτη υπόκεινται σε μεγαλύτερη πίεση.
Επιπτώσεις στο Σώμα:
Αυτή η αυξημένη πίεση μπορεί να οδηγήσει σε μυοσκελετικό πόνο, πόνο και μειωμένη ποιότητα ύπνου για ορισμένα άτομα.
Αλλεργίες:
Τα δάπεδα συσσωρεύουν σκόνη, βρωμιά και αλλεργιογόνα, τα οποία μπορούν να επιδεινώσουν αλλεργίες και συμπτώματα όπως κνησμό και δακρύρροια όταν κοιμάστε στο πάτωμα.
Βασικές Διαφορές
Στήριξη και Απόσβεση:
Τα κρεβάτια προσφέρουν απόσβεση, που κατανέμει τη δύναμη σε μια μεγάλη περιοχή, ενώ το δάπεδο παρέχει μια σκληρή, άκαμπτη επιφάνεια.
Κατανομή Πίεσης:
Το στρώμα κατανέμει την πίεση, ενώ το δάπεδο την συγκεντρώνει, οδηγώντας σε υψηλότερη πίεση στις οστέινες περιοχές.
Άνεση και Δυσφορία:
Τα κρεβάτια είναι γενικά πιο άνετα, ενώ η παρατεταμένη παραμονή στο πάτωμα μπορεί να οδηγήσει σε δυσφορία και πόνο λόγω της άνισης πίεσης.

Κατηγορία ΦΥΣΙΚΗ, ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ | Δεν υπάρχουν σχόλια »

Ο ΒΡΑΧΙΟΝΑΣ ΩΣ ΜΟΧΛΟΣ

Συγγραφέας: ΗΛΙΑΣ ΓΑΒΡΙΛΗΣ στις 6 Σεπτεμβρίου 2025

arm leverΠόσο μπορείτε να σηκώσετε με το ένα χέρι; Ας υποθέσουμε ότι είναι δέκα κιλά. Προσδιορίζει αυτό το ποσό τη μυϊκή δύναμη του χεριού σας; Όχι βέβαια! Ο δικέφαλός σας είναι πολύ πιο δυνατός. Το σχήμα δείχνει πώς λειτουργεί αυτός ο μυς. Είναι προσαρτημένος κοντά στο υπομόχλιο του μοχλού που αντιπροσωπεύει το οστό του αντιβραχίου σας. Το φορτίο που σηκώνετε επενεργεί στο άλλο άκρο αυτού του ενεργού μοχλού. Η απόσταση μεταξύ του φορτίου  και του υπομοχλίου, δηλαδή της άρθρωσης, είναι σχεδόν οκτώ φορές μεγαλύτερη από αυτήν μεταξύ του άκρου του δικέφαλου και του υπομοχλίου. Αυτό σημαίνει ότι εάν σηκώνετε ένα φορτίο 10 κιλών, ο δικέφαλός σας ασκεί οκτώ φορές μεγαλύτερη δύναμη και, κατά συνέπεια, θα μπορούσε να σηκώσει 80 κιλά.

CHERI

Σχήμα: Ο βραχίονας C λειτουργεί ως μοχλός. Η δύναμη ασκείται στο σημείο Ι. Το υπομόχλιο βρίσκεται στο σημείο Ο και το φορτίο R ανυψώνεται από το σημείο B. Το BO είναι περίπου οκτώ φορές μακρύτερο από το ΙO. Αυτό το σχέδιο προέρχεται από μια αρχαία μελέτη του 17ου αιώνα στη Φλωρεντία, “Concerning the Motions of Animals” του Borelli, ο οποίος ήταν ο πρώτος που εφάρμοσε τους νόμους της μηχανικής στη φυσιολογία.

 

Ο βραχίονας λειτουργεί ως μοχλός τρίτης κατηγορίας στην έμβια μηχανική, με την άρθρωση του αγκώνα ως υπομόχλιο, τον δικέφαλο μυ που παρέχει την δύναμη – που βρίσκεται μεταξύ του υπομοχλίου και του φορτίου, – και το ίδιο το φορτίο είναι το βάρος στο χέρι. Αυτή η διάταξη επιτρέπει αυξημένη ταχύτητα και εύρος κίνησης στο χέρι και μεγαλύτερο εύρος κίνησης για το φορτίο, αλλά απαιτεί μεγαλύτερη δύναμη εισόδου από τον δικέφαλο μυ για να ξεπεραστεί το φορτίο.

forearm

Στοιχεία του Αντιβραχίου ως Μοχλού Τρίτης Κατηγορίας:
Υπομόχλιο: (Σημείο Περιστροφής): Η άρθρωση του αγκώνα, όπου συναντώνται τα οστά του άνω και κάτω βραχίονα.
Εφαρμοσμένη Δύναμη: Η δύναμη που παράγεται από τη συστολή του δικέφαλου μυός.
Αντίσταση (Φόρτιση): Το βάρος του ίδιου του αντιβραχίου και οποιουδήποτε αντικειμένου που συγκρατείται στο χέρι.
Χαρακτηριστικά των Μοχλών Τρίτης Κατηγορίας
Τοποθέτηση των στοιχείων: Η δύναμη εφαρμόζεται μεταξύ του υπομοχλίου και του φορτίου.
Λειτουργία: Είναι σχεδιασμένοι για ταχύτητα και εύρος κίνησης.
Μηχανικό Μειονέκτημα: Η δύναμη που απαιτείται από τον μυ που ασκεί την προσπάθεια (δικέφαλος) είναι μεγαλύτερη από το φορτίο που κινεί, που σημαίνει ότι το σώμα πρέπει να ασκήσει μεγαλύτερη δύναμη για να σηκώσει ένα δεδομένο βάρος. Για παράδειγμα, η σύνδεση του δικέφαλου είναι πολύ πιο κοντά στον αγκώνα (υπομόχλιο) από το χέρι (φορτίο), δημιουργώντας ένα μηχανικό μειονέκτημα για τη δύναμη αλλά ένα πλεονέκτημα για την ταχύτητα και την απόσταση κίνησης.

 

Κατηγορία ΦΥΣΙΚΗ, ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ | Δεν υπάρχουν σχόλια »

ΓΙΑΤΙ ΤΑ ΑΙΧΜΗΡΑ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ ΕΙΣΧΩΡΟΥΝ ΣΕ ΒΑΘΟΣ

Συγγραφέας: ΗΛΙΑΣ ΓΑΒΡΙΛΗΣ στις 5 Σεπτεμβρίου 2025

needle

Έχετε αναρωτηθεί ποτέ γιατί μια βελόνα τρυπάει τόσο εύκολα πράγματα; Γιατί είναι τόσο εύκολο να περάσεις μια βελόνα μέσα από ένα κομμάτι χαρτόνι (ή ύφασμα) και τόσο δύσκολο να κάνετε το ίδιο πράγμα με ένα μυτερό καρφί; Άλλωστε, δεν ασκείται η ίδια δύναμη και στις δύο περιπτώσεις; Η δύναμη είναι η ίδια, αλλά η πίεση όχι. Στην περίπτωση της βελόνας, ολόκληρη η δύναμη συγκεντρώνεται στην αιχμή της. Στην περίπτωση του καρφιού, η ίδια ποσότητα δύναμης κατανέμεται στην μεγαλύτερη περιοχή του μυτερού άκρου. Έτσι, αν και ασκούμε την ίδια δύναμη, η βελόνα ασκεί πολύ μεγαλύτερη πίεση από το αμβλύ καρφί.

Όταν μιλάμε για πίεση, πρέπει πάντα να λαμβάνουμε υπόψη, εκτός από τη δύναμη, και την περιοχή στην οποία ασκείται αυτή η δύναμη. Όταν μας λένε ότι ένας εργαζόμενος πληρώνεται 500 Euro , δεν ξέρουμε αν αυτό είναι πολύ ή λίγο, επειδή δεν ξέρουμε αν αυτό ισχύει για έναν ολόκληρη εβδομάδα ή μόνο για έναν μήνα.

1

Σχήμα: Η ίδια δύναμη ασκείται σε μεγάλη επιφάνεια (με το δάχτυλο), και σε μικρή επιφάνεια (όπως στην περίπτωση της βελόνας). Στη δεύτερη περίπτωση είναι αρκετή για να διαρρήξει τη συνοχή του δέρματος.

Ομοίως, η δράση μιας δύναμης εξαρτάται από το αν κατανέμεται σε ένα τετραγωνικό εκατοστό ή συγκεντρώνεται στο εκατοστό του τετραγωνικού χιλιοστού. Τα σκι μας μεταφέρουν εύκολα πάνω σε φρέσκο ​​χιόνι. Χωρίς αυτά πέφτουμε μέσα. Γιατί; Στα σκι το βάρος του σώματός σας κατανέμεται σε πολύ μεγαλύτερη επιφάνεια. Υποθέτοντας ότι η επιφάνεια των σκι μας είναι 20 φορές μεγαλύτερη από την επιφάνεια των ποδιών μας, στα σκι θα ασκούσαμε στο χιόνι μια πίεση που είναι μόνο το ένα εικοστό της πίεσης που ασκούμε όταν δεν φοράμε σκι. Όπως έχουμε παρατηρήσει, το φρέσκο ​​χιόνι θα σας αντέξει όταν φοράτε σκι, αλλά θα σας απογοητεύσει ύπουλα όταν δεν φοράτε.

2Για τον ίδιο λόγο, τα άλογα που εκτρέφονται σε βάλτους είναι πεταλωμένα με έναν ειδικό τρόπο, που τους δίνει μια ευρύτερη περιοχή στήριξης και μειώνει την πίεση που ασκείται ανά τετραγωνικό εκατοστό. Για τον ίδιο λόγο, οι άνθρωποι λαμβάνουν τις ίδιες προφυλάξεις όταν θέλουν να διασχίσουν έναν βάλτο ή λεπτό πάγο, συχνά σέρνοντας για να κατανείμουν το βάρος τους σε μια μεγαλύτερη περιοχή.

3

 

Τέλος, τα τανκς και οι ερπυστριοφόροι ελκυστήρες δεν κολλάνε σε χαλαρό έδαφος, αν και είναι πολύ βαριά, και πάλι επειδή το βάρος τους κατανέμεται σε μια αρκετά μεγάλη επιφάνεια στήριξης. Ένας ελκυστήρας οκτώ τόνων ασκεί πίεση μόνο 600 γραμμαρίων ανά τετραγωνικό εκατοστό. Υπάρχουν ερπυστριοφόροι ελκυστήρες που ασκούν πίεση μόνο 160 gr/cm’ παρά το φορτίο δύο τόνων, γεγονός που διευκολύνει τη διέλευση από τυρφώνες και αμμώδεις παραλίες. Εδώ, η μεγάλη επιφάνεια στήριξης δίνει το πλεονέκτημα, ενώ στην περίπτωση της βελόνας ισχύει το αντίστροφο.

Σχήμα: Υπο4λογισμός της Πίεσης που ασκείται στο έδαφος από τα τακούνια μιας κυρίας μάζας 56 Kg.

Όλα αυτά δείχνουν ότι μια ακονισμένη κόψη τρυπάει πράγματα μόνο και μόνο επειδή έχει μια πολύ μικρή περιοχή στην οποία μπορεί να ασκηθεί η δύναμη. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ένα κοφτερό μαχαίρι κόβει καλύτερα από ένα αμβλύ: η δύναμη επικεντρώνεται σε μια μικρότερη περιοχή της κόψης του μαχαιριού. Συνοψίζοντας: τα αιχμηρά αντικείμενα τρυπούν και κόβουν καλά, επειδή μεγάλη πίεση συγκεντρώνεται στις αιχμές και τις άκρες τους.

Κατηγορία ΦΥΣΙΚΗ | Δεν υπάρχουν σχόλια »

ΠΟΥ ΕΙΝΑΙ ΤΑ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ ΒΑΡΥΤΕΡΑ

Συγγραφέας: ΗΛΙΑΣ ΓΑΒΡΙΛΗΣ στις 5 Σεπτεμβρίου 2025

gravity graphΗ έλξη της Γης μειώνεται όσο πιο ψηλά ανεβαίνουμε. Αν μπορούσαμε να σηκώσουμε ένα κιλό βάρους σε ύψος 6.400 Km, δηλαδή σε απόσταση διπλάσια από την ακτίνα της Γης μακριά από το κέντρο της, η δύναμη της βαρύτητας θα γινόταν 22 =4 φορές ασθενέστερη, οπότε μια ισορροπία ελατηρίου (ζύγιση της μάζας με ένα δυναμόμετρο) θα κατέγραφε μόνο 250 γραμμάρια αντί για 1.000. Σύμφωνα με τον νόμο της βαρύτητας, η Γη έλκει τα σώματα σαν να ήταν συγκεντρωμένη ολόκληρη η μάζα της στο κέντρο. Η δύναμη αυτής της έλξης μειώνεται αντιστρόφως ανάλογα προς το τετράγωνο της απόστασης. Στη συγκεκριμένη περίπτωσή μας, σηκώσαμε το Kg κιλό βάρος διπλάσια από την απόσταση μακριά από το κέντρο της Γης. Επομένως, η έλξη θα γινόταν 22=4 φορές ασθενέστερη. Αν τοποθετούσαμε το βάρος σε απόσταση 12.800 χλμ. από την επιφάνεια της Γης – τρεις φορές την ακτίνα της Γης – η δύναμη έλξης θα γινόταν 32=9 φορές ασθενέστερη, οπότε το κιλό βάρος μας θα κατέγραφε μόνο 111 γραμμάρια σε μια ζυγαριά ελατηρίου.

Θα μπορούσαμε να συμπεράνουμε ότι όσο πιο βαθιά στη γη βυθιζόμαστε, τόσο μεγαλύτερη θα ήταν η δύναμη έλξης για κάθε στο κιλό βάρους μας, και τόσο περισσότερο θα έπρεπε να ζυγίζει. Ωστόσο, η υπόθεση αυτή είναι λάθος. Το βάρος ενός σώματος, (με τη βύθιση στο εσωτερικό της Γης) δεν αυξάνεται, αντίθετα, μειώνεται.

IN EARTH

falling

 

 

Αυτό συμβαίνει επειδή πλέον οι ελκτικές δυνάμεις της Γης δεν ασκούνται μόνο στη μία πλευρά του σώματος αλλά σε όλο το σώμα. Το σχήμα δείχνει την έλξη υης Γης βαθιά μέσα σε ένα πηγάδι. Το σώμα έλκεται από τις δυνάμεις που βρίσκονται από κάτω και ταυτόχρονα από τις δυνάμεις που βρίσκονται από πάνω του. Στην πραγματικότητα, μόνο η έλξη αυτού του σφαιρικού τμήματος της Γης, η ακτίνα του οποίου είναι ίση με την απόσταση από το κέντρο της Γης μέχρι το σώμα, έχει σημασία. Συνεπώς, όσο πιο βαθιά πηγαίνουμε, τόσο λιγότερο θα πρέπει να ζυγίζει ένα σώμα. Στο κέντρο της Γης δεν θα πρέπει να ζυγίζει τίποτα, καθώς έλκεται από ίσες δυνάμεις από όλες τις πλευρές.

Συνοψίζοντας: ένα σώμα ζυγίζει περισσότερο στην επιφάνεια της Γης. Το βάρος του μειώνεται είτε ανυψώνεται, είτε ανυψώνεται πάνω από την επιφάνεια της Γης είτε εισχωρεί μέσα στη Γη . Το τελευταίο θα ίσχυε επακριβώς, φυσικά, μόνο αν η Γη ήταν ομοιογενής σε πυκνότητα σε όλη της την έκταση. Στην πραγματικότητα, όσο πιο κοντά στο κέντρο της, τόσο μεγαλύτερη είναι η πυκνότητα της Γης. Έχουμε έναν παράγοντα δηλαδή (την αύξηση της πυκνότητας με το βάθος) που αυξάνει τη δύναμη της βαρύτητας.  Στην αρχή η δύναμη της βαρύτητας αυξάνεται μέχρι κάποια απόσταση προς τα κάτω. Μόνο τότε αρχίζει να μειώνεται.

Κατηγορία ΦΥΣΙΚΗ | Δεν υπάρχουν σχόλια »

ΠΟΣΟ ΖΥΓΙΖΕΙ ΕΝΑ ΣΩΜΑ ΠΟΥ ΠΕΦΤΕΙ ΕΛΕΥΘΕΡΑ

Συγγραφέας: ΗΛΙΑΣ ΓΑΒΡΙΛΗΣ στις 4 Σεπτεμβρίου 2025

Έχετε παρατηρήσει αυτή την περίεργη αίσθηση που νιώθετε όταν αρχίζετε να κατεβαίνετε με έναν ανελκυστήρα; Νιώθετε ασυνήθιστα ελαφρύς. Αν έπεφτε σε μια απύθμενη άβυσσο, θα νιώθατε το ίδιο. Αυτή η αίσθηση προκαλείται από την κατάργηση της στήριξης (αντίδραση) από το πάτωμα, και συνήθως την ονομάζουμε “έλλειψη βαρύτητας”. Παρ’ όλο που γνωρίζουμε ότι βάρος υπάρχει και σε μας και στον ανελκυστήρα. Την πρώτη κιόλας στιγμή που το δάπεδο του ανελκυστήρα-καμπίνας έχει ήδη αρχίσει να κατεβαίνει, αλλά εσείς οι ίδιοι δεν έχετε αποκτήσει ακόμη την ταχύτητά του, το σώμα σας δεν ασκεί σχεδόν καθόλου πίεση στο πάτωμα και, κατά συνέπεια, ζυγίζει ελάχιστα. Λίγο αργότερα, αυτή η περίεργη αίσθηση εξαφανίζεται. Τώρα το σώμα σας επιδιώκει να πέσει πιο γρήγορα από τον ομαλά κινούμενο ανελκυστήρα. Ασκεί πίεση στο δάπεδο του ανελκυστήρα, ανακτώντας το πλήρες βάρος του.

summary

Δέστε ένα βάρος στο γάντζο μιας ζυγαριάς με ελατήριο και παρατηρήστε τον δείκτη καθώς κατεβάζετε γρήγορα τη ζυγαριά μαζί με το βάρος. Παρατηρήστε πώς κινείται ο δείκτης της ζυγαριάς. Ο δείκτης δεν θα καταγράψει το πλήρες βάρος. Θα είναι πολύ μικρότερο! Αν η ζυγαριά έπεφτε ελεύθερα και μπορούσατε να παρακολουθήσετε τον δείκτη της εν τω μεταξύ, θα τον βλέπατε να καταγράφει μηδενικό βάρος.

Ακόμα και το βαρύτερο αντικείμενο θα χάσει όλο το βάρος του όταν βρεθεί σε ελεύθερη πτώση. Ο λόγος είναι απλός. Το «βάρος» είναι η δύναμη την οποία το σώμα ασκεί κάτι που το κρατάει ψηλά (νήμα, ελατήριο) ή πιέζει κάτι που το στηρίζει. Ένα σώμα που πέφτει δεν μπορεί να τραβήξει το ελατήριο, καθώς πέφτει μαζί με το ελατήριο. Ένα σώμα που πέφτει δεν έλκει τίποτα ούτε πιέζει τίποτα. Επομένως, το να ρωτήσουμε πόσο ζυγίζει κάτι όταν πέφτει είναι το ίδιο με το να ρωτήσουμε πόσο ζυγίζει όταν δεν ζυγίζει.

Ο Γαλιλαίος, ο πατέρας της μηχανικής, έγραψε τον 17ο αιώνα στο έργο του «Μαθηματικές Αποδείξεις για Δύο Πεδία μιας Νέας Επιστήμης»: «Νιώθουμε ένα φορτίο στην πλάτη μας όταν προσπαθούμε να το εμποδίσουμε να πέσει. Αλλά αν έπρεπε να τρέχουμε τόσο γρήγορα όσο το φορτίο, πώς θα μπορούσε να μας πιέζει και να μας επιβαρύνει; Αυτό θα ήταν το ίδιο με το να προσπαθούμε να ρίξουμε με ένα δόρυ [χωρίς να το αφήσουμε] σε κάποιον που τρέχει μπροστά μας τόσο γρήγορα όσο τρέχουμε εμείς οι ίδιοι».

balance

Το ακόλουθο απλό πείραμα το καταδεικνύει περίτρανα. Τοποθετήστε ένα ραβδί σε έναν από τους δίσκους της ζυγαριάς, με τη μία άκρη πάνω στο δίσκο της ζυγαριάς, και την άλλη δεμένη με ένα κομμάτι κλωστής στο γάντζο του βραχίονα της ζυγαριάς (εικόνα). Προσθέστε βάρη στο άλλο πιάτο για να ισορροπήσετε το ραβδί. Ανάψτε με ένα σπίρτο το νήμα. Το νήμα θα καεί και ο κρεμασμένος βραχίονας του ραβδιού θα πέσει πάνω στο ταψί. Θα κρατήσει το ταψί την άκρη του ραβδιού; Θα ανυψωθεί; Ή θα παραμείνει σε ισορροπία; Δεδομένου ότι γνωρίζετε πλέον ότι ένα σώμα που πέφτει δεν ζυγίζει τίποτα, θα πρέπει να μπορείτε να δώσετε τη σωστή απάντηση. Το ταψί θα ανυψωθεί για μια στιγμή.

Πράγματι, αν και συνδεδεμένο με τον κάτω βραχίονα, ο άνω βραχίονας του ραβδιού ασκεί μικρότερη πίεση στο ταψί όταν πέφτει παρά όταν είναι ακίνητος. Για μια στιγμή το βάρος του μειώνεται και έτσι το πιάτο που τον κρατά ανυψώνεται.

Κατηγορία ΦΥΣΙΚΗ | Δεν υπάρχουν σχόλια »