Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας

Η Φυσική στη B΄ Γυμνασίου.

Η ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑ 4.

Το βιβλίο κυκλοφόρησε το έτος 1686

σε γλώσσα λατινική, με τίτλο ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΦΙΛΟΣΟΦΙΑΣ Συγγραφέας ο Isaac Newton - Ισαάκ Νεύτων -

Έγινε το βασικό έργο πάνω στο οποίο θεμελιώθηκε η Φυσική

Στο πρώτο μέρος παρουσιάζονται οι ΤΡΕΙΣ ΝΟΜΟΙ ΤΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ.

Το ΕΡΩΤΗΜΑ

υπονοεί ότι - και αν ασκούνται δυνάμεις –
η συνισταμένη τους θα είναι μηδέν

Η ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Η απάντηση υποδηλώνει ότι
α. εάν - κατά τη στιγμή που εκδηλώνεται

το «ΣΥΝΙΣΤΑΜΕΝΗ ΤΩΝ ΔΥΝΑΜΕΩΝ ΜΗΔΕΝ» -

το συγκεκριμένο σώμα είναι ακίνητο, θα διατηρείται ακίνητο για όσο

η ΣΥΝΙΣΤΑΜΕΝΗ ΤΩΝ ΑΣΚΟΥΜΕΝΩΝ ΔΥΝΑΜΕΩΝ είναι ΜΗΔΕΝ.

β. εάν, κατά τη στιγμή που εκδηλώνεται

το «ΣΥΝΙΣΤΑΜΕΝΗ ΔΥΝΑΜΕΩΝ ΜΗΔΕΝ»,

το συγκεκριμένο σώμα - ΥΛΙΚΟ ΣΗΜΕΙΟ – έχει κάποια ταχύτητα,

θα κινείται ευθύγραμμα και ομαλά με αυτή την ταχύτητα.

Το Pionneer 10 θεωρείται ο Μαθουσάλας του Διαστήματος. Εκτοξεύτηκε τον Μάρτιο του 1972.

Ενάμιση χρόνο αργότερα έφθασε στον Δία και στη συνέχεια κινείται έξω από το ηλιακό μας σύστημα

Μεταφέρει την πλακέτα με ορισμένα στοιχεία από τον πολιτισμό των κατοίκων του πλανήτη Γη

Επί 37 χρόνια ταξιδεύει διαρκώς χωρίς καμία δύναμη «να το κινεί»

Ο Νεύτων δηλαδή
μας λέει ότι ο ίδιος νόμος ισχύει τόσο
για το φαινόμενο
ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ

όσο και για το φαινόμενο ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΗ ΟΜΑΛΗ ΚΙΝΗΣΗ

Αυτό ακριβώς μας διδάσκει.
Ότι και στα δύο φαινόμενα
η ολική δύναμη είναι μηδέν

Το ΕΡΩΤΗΜΑ

Η ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Εφόσον είναι ΥΛΙΚΟ ΣΗΜΕΙΟ μπορούμε να δώσουμε και την ΑΠΑΝΤΗΣΗ

ΜΕΤΑΒΑΛΛΕΤΑΙ Η ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΤΟΥ

Το επόμενο ερώτημα

Από τι εξαρτάται το «πόσο γρήγορα» αλλάζει η ταχύτητά του ;
σ’ αυτό ασκούνται δυνάμεις;

Πρέπει να εξαρτάται από την τιμή της ΔΥΝΑΜΗΣ.

Όσο πιο μεγάλη δύναμη τόσο πιο γρήγορα θα γίνει η αλλαγή
Πάλι κάνω λάθος;

Τι θα πει αυτό το «πως είναι το σώμα» ;

Εννοείς ότι εάν έχει ΜΕΓΑΛΟ ΟΓΚΟ

θα δεχθεί μικρή αλλαγή ;

Αυτό το «πόσο γρήγορα αλλάζει η ταχύτητα» με δυσκολεύει

Οι φυσικοί δεν έχουν επινοήσει κάποια έννοια που να το περιγράφει ;

Στη Φυσική, από την εποχή του Γαλιλαίου,

το

«πόσο γρήγορα θα αλλάζει η ταχύτητα»

περιγράφεται με την έννοια ΕΠΙΤΑΧΥΝΣΗ

Εάν σε μια κίνηση με αυξανόμενη ταχύτητα

οι τιμές της ταχύτητας το πρώτο δευτερόλεπτο είναι 8m/s,

το δεύτερο 11 m/s και το τρίτο 14 m/s, μπορούμε να υπολογίσουμε ότι

η ταχύτητα μεταβάλλεται κατά 3m/s σε κάθε δευτερόλεπτο

Αυτό το « 3m/s σε κάθε δευτερόλεπτο»

για τη Φυσική είναι η ΕΠΙΤΑΧΥΝΣΗ και γράφεται 3 m/s².

Από την εποχή του Νεύτωνα έχει διαπιστωθεί ότι

κατά την πτώση των σωμάτων σε χώρο δίχως αέρα

όλα τα σώματα κινούνται προς το έδαφος

με την ΙΔΙΑ επιτάχυνση. Η επιτάχυνση αυτή λέγεται

«επιτάχυνση της βαρύτητας» συμβολίζεται διεθνώς

με το γράμμα g και στην περιοχή που ζούμε είναι ίση με 9,8 m/s²

Η έννοια ΜΑΖΑ

όταν φυσήξει ο άνεμος παίρνει το φύλλο από χαρτί

που είχαμε αφήσει πάνω στο τραπέζι

παίρνει και τα φύλλα του φθινόπωρου

δεν παίρνει το κρυστάλλινο βάζο

ούτε τον παλαιστή

παίρνει εκείνα

που αντιστέκονται λιγότερο,

εκείνα με τη μικρότερη ΜΑΖΑ ,

λένε οι φυσικοί

Στο έργο του Νεύτωνα ο όρος ΑΔΡΑΝΕΙΑ ΕΝΟΣ ΣΩΜΑΤΟΣ

σημαίνει τη «δυσφορία» που εκδηλώνει το σώμα

στις μεταβολές της κινητικής του κατάστασης.

Και η εμπειρία μας λέει ότι

ένα σώμα όπως το τούβλο

δυσφορεί – αντιστέκεται –

περισσότερο από ένα άλλο σώμα

όπως το φύλλο της φουντουκιάς

Για να το περιγράψει το εμπειρικό αυτό δεδομένο η Φυσική

χρησιμοποιεί την έννοια ΜΑΖΑ και ο Νεύτων μας λέει ότι

Μονάδα μέτρησης της μάζας είναι το ένα χιλιόγραμμο , 1 kg

Η τιμή του βάρους ενός σώματος και η τιμή της μάζας του

Συνδέονται, συνεπώς, με τη σχέση

όπου g η επιτάχυνση της βαρύτητας του τόπου

στον οποίο βρίσκεται το σώμα

Σε μια μαθήτρια με μάζα 52 κιλά ( 52 kg ) ο πλανήτης Γη ασκεί δύναμη περίπου 500 νιούτον

Σε ένα ροδάκινο μάζας 0,15 kg o πλανήτης Γη ασκεί δύναμη περίπου 1,5 νιούτον

Μια βαριά σιδερένια μπίλια πέφτει με φόρα πάνω σε ένα σφαιρίδιο.

Σύμφωνα με τη Φυσική, η βαριά μπίλια ασκεί δύναμη στο σφαιρίδιο

αλλά και το σφαιρίδιο ασκεί δύναμη στη μπίλια.

Ποια από τι ς δύο αυτές δυνάμεις λες ότι είναι μεγαλύτερη ;

Εύκολο μου φαίνεται.
Η δύναμη που ασκεί
η βαριά μπίλια
είναι σίγουρα πιο μεγάλη

Όταν ο μαγνήτης τραβάει την καρφίτσα

εκδηλώνεται και ΔΥΝΑΜΗ την οποία ασκεί η καρφίτσα στον μαγνήτη ;

Ακριβώς. Και μάλιστα η δύναμη που ασκεί ο μαγνήτης στην καρφίτσα

είναι ίση με τη δύναμη που ασκεί η καρφίτσα στον μαγνήτη

Ναι αλλά τοτε που κράταγα τον μαγνήτη και είδα να έλκεται ο μεταλλικός συνδετήρας

δεν κατάλαβα «κάποια δύναμη» να ασκείται τον μαγνήτη.

Δεν κατάλαβες κάτι διότι τη δύναμη αυτή την εξουδετέρωνε η δύναμη που ασκούσες κρατώντας τον μαγνήτη. Αν κρεμάσεις όμως από κατακόρυφες κλωστές τα δύο αντικείμενα έτσι ώστε να βρίσκονται κοντά, θα διαπιστώσεις ότι και δύο αντικείμενα πλησιάζουν το ένα το άλλο. Βέβαια η επιτάχυνση του μαγνήτη θα είναι πολύ μικρότερη διότι έχει μεγαλύτερη μάζα.

Γι αυτό και οι φυσικοί όταν αναφέρονται σε δυνάμεις συνηθίζουν να χρησιμοποιούν τον όρο ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ.

.