ΝΕΥΤΩΝΕΙΑ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ο Νόμος της αδράνειας

ΕΝΑΣ ΝΟΜΟΣ…

«επαναστατικός»

To αντικείμενο της εικόνας είναι το διαστημικό σκάφος Voyager 1, το οποίο εκτοξεύτηκε στις 5 Σεπτεμβρίου του 1977…

… και εξακολουθεί να κινείται μέχρι και τις μέρες μας … και εξακολουθεί να κινείται μέχρι και τις μέρες μας. Οι επιστήμονες μάλιστα μας διαβεβαιώνουν ότι θα συνεχίσει να κινείται για πολλά χρόνια ακόμη!!! Μας κούφανες τώρα…

Μα πως είναι δυνατόν να κινείται συνεχώς το Voyager- 1 για ένα τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα; α) Χρησιμοποιεί πετρέλαιο β) Χρησιμοποιεί πυρηνικό καύσιμο γ) κινείται μόνο του δ) χρησιμοποιεί την ηλιακή ενέργεια Ας αφήσουμε προς το παρόν το ερώτημα αναπάντητο…

Ας πειραματιστούμε!! Θα εξετάσουμε την κίνηση μιας μικρής σφαίρας στην οριζόντια αεροτράπεζα. Οι μετρήσεις των χρόνων και των αποστάσεων δείχνουν ότι η ταχύτητα της σφαίρας είναι σχεδόν σταθερή, δηλαδή η σφαίρα τείνει να κινηθεί ευθύγραμμα και ομαλά.

Για ποιο λόγο όμως η κίνηση της σφαίρας δεν είναι απόλυτα ομαλή;

Μέχρι τον 17ο αιώνα η αριστοτελική φυσική ήταν το «ευαγγέλιο» του μεσαιωνικού κόσμου. Σύμφωνα με τον Αριστοτέλη, ήταν αδύνατο να κινείται ένα σώμα χωρίς να του ασκείται συνεχώς μια δύναμη. Συνεπώς, αναγκαία προϋπόθεση της κίνησης, ήταν η άσκηση δύναμης. Αριστοτέλης 384π.Χ - 323π.Χ.

Η ρήξη με το «μεσαιωνικό κατεστημένο» επήλθε χάρις στην ιδιοφυΐα του Ισαάκ Νεύτωνα. Ισαακ Νεύτωνας (1643-1727)

Ο Νεύτωνας διατυπώνοντας στο μνημειώδες σύγγραμμα του Principia το 1686 τους τρεις νόμους της κίνησης, γκρέμισε ολοκληρωτικά το αριστοτελικό οικοδόμημα και έθεσε ουσιαστικά τα θεμέλια της φυσικής.

Α΄ Νόμος του Νεύτωνα Αν η συνισταμένη των δυνάμεων που ασκούνται σε ένα σώμα είναι μηδέν, τότε το σώμα ή είναι ακίνητο ή εκτελεί ευθύγραμμη ομαλή κίνηση.

Μα γιατί δεν το σκέφτηκα εγώ; Ακριβώς!!! Ισοδύναμα, εάν του ασκούνται δυνάμεις και η συνισταμένη τους είναι μηδέν, πάλι θα κινείται για πάντα! Δηλαδή εάν κάποιο σώμα κινείται χωρίς να ασκείται πάνω του δύναμη, αυτό δεν θα σταματήσει; Θα κινείται για πάντα; Μα γιατί δεν το σκέφτηκα εγώ;

Εεε…εεε… νομίζω ότι κινείται μόνο του. Η ώρα των απαντήσεων Ελπίζω ότι τώρα θα απαντήσεις σωστά στο ερώτημα που έθεσα στην αρχή, για την κίνηση του Voyager-1... Εσείς συμφωνείτε; Εεε…εεε… νομίζω ότι κινείται μόνο του.

Μου αρέσει το πλούσιο λεξιλόγιο σου… Η ώρα των απαντήσεων Δεν τελειώσαμε ακόμα… Για θυμήσου το πείραμα με τη μπίλια; Για ποιο λόγο η κίνηση της δεν είναι ομαλή; Τι έκανα πάλι;;; Εεεεε…Εεεεεε…. Μου αρέσει το πλούσιο λεξιλόγιο σου…

Σε μια ταινία επιστημονικής φαντασίας ο ήρωας της ταινίας βρίσκεται στο εξώτερο διάστημα και ξαφνικά το διαστημόπλοιο στο οποίο βρίσκεται παθαίνει μια σοβαρή βλάβη στη μηχανή και σιγά-σιγά ακινητοποιείται. Στη συνέχεια ο ήρωας περιμένει κάποιον να τον βοηθήσει. Χρησιμοποιώντας τον πρώτο νόμο του Νεύτωνα, τι μπορούμε να ισχυριστούμε γι’ αυτό το περιστατικό;

Η έννοια της αδράνειας Συμπερασματικά, κάθε σώμα παραμένει στην όποια κινητική κατάσταση βρίσκεται, εκτός και αν ασκηθεί πάνω του μια οποιαδήποτε δύναμη. Τα αντικείμενα δεν «επιθυμούν» την αλλαγή της κινητικής τους κατάστασης και γι’ αυτό «αντιδρούν» όταν αυτό συμβεί. Η ιδιότητα των σωμάτων να αντιστέκονται στις μεταβολές της κίνησης ονομάζεται αδράνεια.

Όλοι γνωρίζουμε ότι εάν συγκρουστεί το αυτοκίνητο όπου επιβαίνουμε, τότε το σώμα μας θα κινηθεί προς τα εμπρός, διότι έχει τη τάση να διατηρεί την κινητική του κατάσταση. Αντιστρόφως, ας φανταστούμε ότι είμαστε όρθιοι σ’ ένα λεωφορείο το οποίο είναι ακίνητο. Εάν ο οδηγός πατήσει απότομα το γκάζι, τότε το σώμα μας θα κινηθεί προς τα πίσω, «επιθυμώντας» να διατηρήσει τη κινητική του κατάσταση που είναι η ακινησία.

Επιμέλεια: Κων/νος Νούσης. Καθηγητής Φυσικής. Επικοινωνία: knou@hotmail.com Βιβλιογραφία Hund D. Young: Πανεπιστημιακή Φυσική, εκδόσεις Παπαζήση. Ανδρέας Κασσέτας: Το μήλο και το κουάρκ, εκδόσεις Σαββάλα.