4 κοινές παρανοήσεις στη Φυσική
Η φυσική είναι κάτι που βιώνουμε καθημερινά. Μαθαίνουμε γι’ αυτή στο σχολείο αλλά πριν ακόμα κάνουμε το πρώτο μάθημα έχουμε ήδη αναπτύξει μια διαίσθηση για το πως λειτουργεί: Οτιδήποτε ανεβαίνει, κατεβαίνει, ενώ οτιδήποτε είναι ακίνητο μπορεί να κινηθεί αν σπρώξουμε αρκετά δυνατά. Πολλές φορές όμως η διαίσθηση μας πέφτει έξω. Ακολουθούν 4 κοινές παρανοήσεις, που πολύ συχνά συναντάμε στη φυσική.
1. Αν αφήσουμε ένα σώμα στην ησυχία του, θα παραμείνει ακίνητο
Είναι κάτι που το βλέπουμε συνέχεια. Όταν σταματάμε να σπρώχνουμε το καρότσι στο super market σταματάει να κινείται. Όλα τα σώματα κάποια στιγμή φαίνεται να σταματούν εκτός αν τους ασκούμε μονίμως μια δύναμη. Την παρατήρηση αυτή πρώτος τη διατύπωσε ο Αριστοτέλης: «Η φυσιολογική κατάσταση των σωμάτων είναι η ακινησία και για να κινηθεί κάτι πρέπει να του ασκηθεί κάποια δύναμη.» 1
Η ανθρωπότητα για περισσότερο από 2000 χιλιάδες χρόνια συμφωνούσε με αυτή την αντίληψη μέχρι που ο Γαλιλαίος αναφέρθηκε στην «αρχή της αδράνειας», την οποία επαναδιατύπωσε ο Νεύτωνας στον 1ο νόμο του. Αν το άθροισμα των δυνάμεων σε ένα σώμα είναι μηδέν τότε ή θα παραμένει ακίνητο ή θα κινείται με σταθερή ταχύτητα σε ευθεία γραμμή.
Όταν κινούμε το καρότσι με σταθερή ταχύτητα, ασκούμε μία δύναμη πάνω του, η οποία είναι ακριβώς ίση με το άθροισμα των δυνάμεων που αντιστέκονται στην κίνησή του, δηλαδή με την αντίσταση του αέρα και την τριβή με το έδαφος.
Αν πάψουμε να το σπρώχνουμε οι δυνάμεις αυτές θα το επιβραδύνουν μέχρι που θα το κάνουν να σταματήσει. Ένα σώμα δε σταματάει να κινείται επειδή δεν ασκείται κάποια δύναμη πάνω του. Σταματάει να κινείται επειδή ασκείται κάποια δύναμη πάνω του: η τριβή.
Φαντάσου πως βρίσκεσαι στο απόλυτο κενό, εσύ και το καρότσι σου. Έστω πως του δίνεις μια μικρή ώθηση. Εφόσον δεν ασκείται καμία δύναμη πάνω του για να το επιβραδύνει ή να του αλλάξει κατεύθυνση, το καρότσι θα συνεχίσει να κινείται με σταθερή ταχύτητα. Για πάντα. Μέσα στο απόλυτο τίποτα. (Εντάξει ναι, κανονικά ασκείται πάνω του μια δύναμη, η βαρύτητά σου. Ας την αγνοήσουμε για χάρη του αστείου. Έτσι κι αλλιώς είναι εξαιρετικά μικρή και μειώνεται όσο το καρότσι απομακρύνεται.)
2. Ένα βαρύ σώμα σπρώχνεται πιο δύσκολα
Αν σε ρωτούσα γιατί είναι δύσκολο να σπρώξω ένα φορτηγό πιθανόν να μου απαντούσες επειδή είναι βαρύ. Το βάρος όμως είναι μια δύναμη που τραβάει τα αντικείμενα προς τα κάτω. Δεν προσπαθώ να σηκώσω το φορτηγό αλλά να το σπρώξω. Και δυσκολεύομαι να το κάνω επειδή το φορτηγό έχει μεγάλη αδράνεια. Αδράνεια είναι η τάση των σωμάτων να αντιστέκονται στις αλλαγές της κινητικής τους κατάστασης.
Ένα ακίνητο φορτηγό θέλει να παραμείνει ακίνητο, ενώ ένα φορτηγό που κινείται θέλει να συνεχίσει να κινείται γι’ αυτό όταν ο οδηγός φρενάρει αυτό δε σταματάει ακαριαία.
Λέμε πως η μάζα είναι το μέτρο της αδράνειας γιατί ένα σώμα με μεγάλη μάζα έχει μεγάλη αδράνεια και το αντίστροφο. Στην επιφάνεια της Γης δυσκολεύεσαι ακόμη περισσότερο να σπρώξεις το φορτηγό γιατί πρέπει να υπερνικάς συνεχώς την τριβή, η οποία βέβαια εξαρτάται και από το βάρος. Ακόμα και στο απόλυτο κενό όμως, όπου δεν υπάρχει τριβή, η μάζα του φορτηγού δεν εξαφανίζεται άρα και η αδράνεια του δεν εξαφανίζεται. Για να το θέσεις σε κίνηση πρέπει να του ασκήσεις μια υπολογίσιμη δύναμη.
3. Τα βαριά αντικείμενα πέφτουν πιο γρήγορα
Αυτό είναι σωστό, αλλά για λάθος λόγους. Λέγεται πως ο Γαλιλαίος ανέβηκε στην κορυφή του πύργου της Πίζας και άφησε δύο μπάλες διαφορετικής μάζας να πέσουν. Όταν οι μπάλες έφτασαν την ίδια στιγμή στο έδαφος κατάλαβε πως όλα τα σώματα πέφτουν με την ίδια επιτάχυνση. 2
Σε συνθήκες κενού όλα τα σώματα όντως πέφτουν με την ίδια επιτάχυνση, την επιτάχυνση της βαρύτητας. Τα αντικείμενα που πέφτουν στη Γη όμως, πέφτουν μέσα από τον αέρα και έτσι δέχονται μια αντίσταση στην κίνησή τους. Η δύναμη αυτή εξαρτάται από την πυκνότητα του αέρα και την ταχύτητα και το σχήμα του αντικειμένου. 3
Συνήθως είναι αμελητέα αλλά για αντικείμενα με αρκετά μικρή μάζα ή μεγάλη επιφάνεια, ή και τα δύο, η αντίσταση του αέρα τα επηρεάζει αρκετά ώστε να τα κάνει τελικά να πέφτουν πιο αργά.
4. Δεν υπάρχει βαρύτητα στο διάστημα
Όλοι έχουμε δει τους αστροναύτες να αιωρούνται, να κάνουν κωλοτούμπες και άλλα τέτοια κόλπα. Ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός βρίσκεται περίπου 400 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια της Γης. Η βαρύτητα που δέχεται είναι περίπου το 90% της βαρύτητας που δεχόμαστε εμείς στο έδαφος.
Υπάρχει βαρύτητα στο διάστημα. Για την ακρίβεια, η βαρύτητα της Γης, όπως η βαρύτητα του οτιδήποτε, φτάνει μέχρι το άπειρο. Μπορεί να εξασθενεί όσο απομακρύνεται κανείς ποτέ όμως δε μηδενίζεται.
Το κάθε άτομο στο σύμπαν έλκει με τη βαρύτητά του το κάθε άλλο άτομο, οπουδήποτε και αν είναι αυτό.
Η αίσθηση του βάρους προέρχεται από την αντίδραση του εδάφους ή της καρέκλας που κάθεσαι. Όταν δεν υπάρχει τίποτα για να σε υποστηρίξει και απλά πέφτεις με την επιτάχυνση της βαρύτητας τότε αισθάνεσαι πως δεν έχεις βάρος, όπως γίνεται για παράδειγμα αν βρίσκεσαι μέσα σε έναν ανελκυστήρα με σπασμένο καλώδιο.
Ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός έλκεται κάθετα προς το κέντρο της Γης από τη βαρύτητά της. Έχει όμως και μια πολύ μεγάλη οριζόντια ταχύτητα, περίπου 28.000 km/h. Αν πετάξεις ένα μπαλάκι οριζόντια η βαρύτητα καμπυλώνει την τροχιά του και μετά από λίγο καταλήγει στο έδαφος. Η ταχύτητα του Διαστημικού Σταθμού είναι ακριβώς όση πρέπει ώστε η καμπύλη της τροχιάς του να ταιριάζει με την καμπυλότητα της Γης. Δηλαδή ο Σταθμός πέφτει συνεχώς προς τα κάτω, αλλά ποτέ δε φτάνει στο έδαφος γιατί πέφτει με τον ίδιο ρυθμό που η Γη καμπυλώνει. Αυτό εννοούμε όταν λέμε πως κάτι βρίσκεται σε τροχιά.
Οι αστροναύτες λοιπόν δε νιώθουν το βάρος τους επειδή ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός βρίσκεται μονίμως σε μια κατάσταση ελεύθερης πτώσης και όχι επειδή δεν υπάρχει βαρύτητα στο διάστημα. Οι πλανήτες, η Σελήνη, το διαστημόπλοιο, ακόμα και οι αστροναύτες οι ίδιοι εξακολουθούν να έλκουν ο ένας τον άλλο. Επειδή όμως η Σελήνη και οι πλανήτες είναι πολύ μακριά και επειδή οι αστροναύτες και το σκάφος τους έχουν αμελητέα μάζα, όλες αυτές οι δυνάμεις δεν έχουν κάποιο παρατηρήσιμο αποτέλεσμα. Ωστόσο υπάρχουν, γι’ αυτό και οι επιστήμονες μιλάνε για συνθήκες μικροβαρύτητας και όχι μηδενικής βαρύτητας. 4
Σου αρέσει η Καθημερινή Φυσική; Εγγράψου στο newsletter για να παίρνεις ειδοποίηση με κάθε νέα ανάρτηση (1-2 φορές τον μήνα). Μην ξεχάσεις το email επιβεβαίωσης!
Email:
Θέλεις να βοηθήσεις; Τέλεια! Πήγαινε στη σελίδα Υποστήριξη για να μάθεις πώς.
Δείτε το σχετικό βίντεο
Διαβάστε επίσης
Γιατί τα αεροπλάνα δεν ταξιδεύουν πιο γρήγορα προς τα δυτικά;