Η Αρχή Διατήρησης της Ορμής

    Η ορμή διατηρείται αν ένα σύστημα σωμάτων είναι μονωμένο.

  • Σύστημα είναι δύο ή περισσότερα σώματα που αλληλεπιδρούν (ασκούν δυνάμεις) μεταξύ τους.
  • Εξωτερικές θεωρούμε τις δυνάμεις που ασκούνται από σώματα εκτός συστήματος π.χ. το βάρος w, η τριβή Τ και άλλες.
  • Εσωτερικές θεωρούμε τις δυνάμεις που ασκούνται από σώματα του συστήματος μεταξύ τους.
  • Μονωμένο σύστημα είναι το σύστημα όπου η συνισταμένη των εξωτερικών δυνάμεων είναι ίση με μη

Π.χ. έστω δύο σώματα m και Μ που έρχονται σε επαφή (συγκρούονται)

krousi dio somatwn_1

 

 

 

 

 

 

 

Εξωτερικές δυνάμεις είναι οι Ν,w και στα δύο σώματα, ενώ εσωτερικές είναι οι δυνάμεις F που τα σώματα ασκούν μεταξύ τους.

Παρατηρούμε ότι η ΣFy =0 στο σώμα m και στο σώμα Μ άρα το σύστημα είναι μονωμένο, δηλαδή ισχύει η αρχή διατήρησης της ορμής.

Κρούση είναι η αλληλεπίδραση δύο σωμάτων που διαρκεί πολύ μικρό χρόνο (dt) ενώ αναπτύσσονται πολύ μεγάλες δυνάμεις (σε σχέση με τις δυνάμεις που ασκούνται στα σώματα όπως το βάρος w και η κάθετη δύναμη από το δάπεδο Ν)

Π.χ. έστω δύο σώματα όπως στο παρακάτω σχήμα  και μας δίνεται αρχικά το ένα να κινείται ως προς το άλλο. Στο πριν σχήμα βλέπουμε την κίνηση των σωμάτων πριν την κρούση και στο μετά σχήμα βλέπουμε την κίνηση των σωμάτων μετά την κρούση.

ado paradeigma_1

 

 

 

 

 

 

 

Ουράνιο τόξο

Το ουράνιο τόξο είναι ένα πολύχρωμο οπτικό και μετεωρολογικό φαινόμενο, οι συνθήκες που απαιτούνται για να δούμε το ουράνιο τόξο είναι να λάμπει ο ήλιος στο ένα μέρος του ουρανού και στο αντίθετο να βρέχει. Όταν γυρίσουμε την πλάτη μας στον ήλιο, βλέπουμε το φάσμα των χρωμάτων σε σχήμα τόξου. Αν το δούμε από αεροπλάνο, το τόξο μπορεί να σχηματίζει πλήρη κύκλο.Τα χρώματα του ηλιακού φωτός αναλύονται από πολύ μικρές σταγόνες νερού, οι οποίες δρουν σαν πρίσματα.images (6)

 

Για να καταλάβουμε πως αναλύουν το φως οι σφαιρικές σταγόνες, ας εξετάσουμε μια (εικ. 1).Ακολουθούμε την φωτεινή ακτίνα,όπως εισέρχεται στη σταγόνα κοντά στη πάνω της επιφάνεια.Ένα μέρος του φωτός (που δεν φαίνεται) ανακλάται και όσο μένει  διαθλάται μέσα στο νερό. Στη πρώτη αυτή διάθλαση το φως αναλύεται στα χρώματα του φάσματος, το ιώδες εκτρέπεται περισσότερο και το ερυθρό λιγότερο.Όταν φτάσει στο αντίθετο μέρος της σταγόνας, κάθε χρώμα διαθλάται μερικώς εξερχόμενο από τη σταγόνα προς τον αέρα( δεν φαίνεται στο σχήμα) και ένα άλλο μέρος ανακλάται προς τα πίσω μέσα στο νερό.Όταν φτάσει στο κάτω μέρος της σταγόνας κάθε χρώμα ανακλάται και πάλι(δεν φαίνεται στο σχήμα) και ένα μέρος διαθλάται εξερχόμενο στον αέρα. Η δεύτερη αυτή διάθλαση είναι όμοια με τη διάθλαση στο πρίσμα,η δεύτερη επιφάνεια του οποίου αυξάνει την ανάλυση που ήδη προέκυψε απ΄την πρώτη επιφάνεια.

Αν και κάθε σταγόνα αναλύει πλήρως το φως στα χρώματα του φάσματος ένας παρατηρητής που βρίσκεται σε συγκεκριμένη θέση μπορεί να δει μόνο ένα χρώμα από κάθε σταγόνα(εικ. 2) Αν το ιώδες  μιας σταγόνας πέσει στα μάτια του παρατηρητή, το κόκκινο της ίδιας σταγόνας πέφτει κάπου στα πόδια το. Για να δει λοιπόν το κόκκινο, πρέπει να κοιτάξει κάποια σταγόνα ψηλότερα στον ουρανό (εικ. 4), θα το δει όταν η γωνία που σχηματίζει η δέσμης του ηλιακού φωτός και το τελικά διαθλώμενο είναι 420 .Το ιώδες χρώμα φαίνεται όταν η γωνία είναι 400( εικ. 3).

Επειδή ο γεωμετρικός τόπος των σταγόνων που αναλύουν το φως κατά την ίδια γωνία ως προς τον παρατηρητή(κόκκινο 420) είναι τόξο, προκύπτει ότι το ουράνιο τόξο έχει σχήμα τοξοειδές.

Συχνά βλέπουμε και ένα δεύτερο ουράνιο τόξο με τα χρώματα σε αντίστροφη σειρά και σε μεγαλύτερες γωνίες γύρο από το πρωτεύον. Αυτό σχηματίζεται με παρόμοιες συνθήκεςκαι είναι το αποτέλεσμα διπλής ανάκλασης μέσα στις σταγόνες τις βροχής.2e29b987b5e46c734b8af40adf7990ae_720x560

Γιατί ο ουρανός είναι γαλάζιος;

‘Οταν μια δέσμη ήχου ορισμένης συχνότητας κατευθύνεται προς ένα διαπασών της ίδιας φυσικής συχνότητας, το διαπασών θα τεθεί σε δόνηση και θα ξαναστείλει την ηχητική δέσμη σε πολλές κατευθύνσεις.Το διαπασών σκεδάζει τον ήχο με τον ίδιο τρόπο που σκεδάζεται και το φώς. Συγκεκριμένα όταν μια δέσμη φωτός πέσει πάνω σε ένα άτομο αναγκάζει τα ηλεκτρόνιά του να πάλλονται, οπότε τα παλλόμενα ηλεκτρόνια ακτινοβολούν το φως σε διάφορες κατευθύνσεις.Το φως που έρχεται από τον ήλιο είναι όπως γνωρίζουμε ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και αποτελείται από τη σύνθεση πολλών διαφορετικών μηκών κύματος, που τα μάτια μας τα αναγνωρίζουν ως τα χρώματα της ίριδας. Καθώς το ηλιακό φως περνά μέσα από την ατμόσφαιρα της Γης αλληλεπιδρά με τα μόριά της και σκεδάζεται από αυτά αλλάζοντας κατεύθυνση. Η αλληλεπίδραση αυτή εξαρτάται έντονα από το μήκος κύματος. Όσο πιο μικρό είναι το μήκος κύματος τόσο πιο έντονη είναι η σκέδαση. Από τις ορατές συχνότητες περισσότερο σκεδάζεται η ιώδης και ακολουθούν με τη σειρά οι:

  • μπλέ
  • πράσινη
  • κίτρινη
  • πορτοκαλιά
  • και η κόκκινη

Ο σκεδασμός της κόκκινης ακτινοβολίας είναι μόνο το 10% του αντίστοιχου της ιώδους .Αν και το ιώδες φως σκεδάζεται περισσότερο από το μπλέ τα μάτια μας δεν είναι πολύ ευαίσθητα σε αυτό, να γιατί βλέπουμε τον ουρανό γαλάζιο!

 

 

Όταν ο αέρας περιέχει πάρα πολλά σωματίδια σκόνης μεγαλύτερα από τα μόρια του αζώτου  και του οξυγόνου τότε σκαδάζονται περισσότερο οι χαμηλές  συχνότητες του φωτός, ο ουρανός φαίνεται λιγότερο μπλέ και ασπρίζει περισσότερο.Αλλά ύστερα από μια δυνατή βροχή, όταν τα σώματα έχουν παρασυρθεί από το νερό, ο ουρανός αποκτά βαθύτερο μπλέ χρώμα.