Σάββατο, 1 Αυγούστου 2009

Μια βάρκα, βουλιάζει στην πισίνα



Αύγουστος. Τελευταίος μήνας του καλοκαιριού. Ας ανεβάσω ένα πιο καλοκαιρινό post. Ας έχει λοιπόν, πισίνα, νερό, βάρκα...

Είναι παγκοσμίως γνωστό το πρόβλημα με τη βάρκα που επιπλέει σε μια πισίνα. Όταν ρίξουμε μια πέτρα στο νερό, η στάθμη του θα ανέβει, θα κατέβει ή θα μείνει αμετάβλητη;
Την ερώτηση αυτή την έκαναν στους George Gamow, Robert Oppenheimer και Felix Bloch-απίστευτα μεγάλα ονόματα στο χώρο της σύγχρονης Φυσικής, όπως και τεράστια "μυαλά"-, οι οποίοι αιφνιδιάστηκαν και απάντησαν όλοι τους λανθασμένα.
Τι συμβαίνει στη στάθμη του νερού αν γίνει μια τρύπα στον πυθμένα της βάρκας και αυτή αρχίζει να βυθίζεται: Αν η στάθμη του νερού αλλάζει πραγματικά, πότε θα αρχίσει αυτή η μεταβολή και, ειδικότερα, μήπως θα αρχίσει τη στιγμή που πρωτοεισέρχεται η βάρκα στο νερό;
Σκεφτείτε το λίγο. Η απάντηση θα δοθεί στο τέλος της ανάρτησης.

Το πρόβλημα αυτό, όπως και άλλα ενδιαφέροντα ερωτήματα με τις απαντήσεις τους δίνονται στο κλασσικό βιβλίο "Το πανηγύρι της Φυσικής". Ένα ενδιαφέρον και χρήσιμο, πραγματικά, βιβλίο που απαντά σε ερωτήματα καθημερινά και το κυριότερο συνδέει τη Φυσική με τα καθημερινά φαινόμενα. Επίσης από τις απαντήσεις του, που δίνονται με απλότητα και σαφήνεια, καταλαβαίνει κανείς πως πολλά φυσικά φαινόμενα δεν είναι απλά και εξηγούνται συνδυάζοντας διάφορους τομείς της φυσικής επιστήμης.
Το πανηγύρι της Φυσικής (2η έκδοση)
The Flying Circus of Physics
Jearl Walker

Λίγα Λόγια για το βιβλίο (Απ' τον εκδοτικό οίκο)
Γιατί η κιμωλία τρίζει στον πίνακα; Γιατί βλέπουμε ένα μόνο ημισφαίριο της Σελήνης; Γιατί επιταχύνει τους τεχνητούς δορυφόρους η αντίσταση του αέρα; Γιατί το ζεστό νερό παγώνει γρηγορότερα από το κρύο; Γιατί, όταν φυσά ο λίβας, συμπεριφέρονται παράλογα οι άνθρωποι, με αποτέλεσμα να αυξάνουν τα αυτοκινητικά δυστυχήματα και τα εγκλήματα; Γιατί όταν περιστρέφετε ένα δίσκο που έχετε βάψει άσπρο και μαύρο τον βλέπετε έγχρωμο;
Το βιβλίο περιλαμβάνει χιλιάδες πρωτότυπα και διασκεδαστικά ερωτήματα που αναφέρονται στον ηλεκτρισμό, τη μηχανική, τη θερμότητα, την ακουστική, την οπτική, την πυρηνική, την αστρονομία, τη μετεωρολογία, τη χημεία, τη βιολογία. Ερωτήματα που προωθούν την κατανόηση αρχών και νόμων της φυσικής επιστήμης μέσα από καθημερινά φυσικά φαινόμενα. Οι απαντήσεις υπάρχουν στο τέλος του βιβλίου και δεν περιέχουν καθόλου τύπους της φυσικής.
Το βιβλίο αυτό έχει καταστήσει παγκοσμίως γνωστό το συγγραφέα του —όχι μόνο μεταξύ των φυσικών— γιατί έχει διαβαστεί μανιωδώς από εκατομμύρια αναγνώστες σε όλο τον κόσμο, ανεξάρτητα από τις γνώσεις τους στη φυσική. Έχει γίνει μπεστ σέλερ στην Αμερική και έχει μεταφραστεί σε όλες σχεδόν τις γλώσσες.

Η Απάντηση:

Όταν η πέτρα βρίσκεται πάνω στη βάρκα, εκτοπίζει μια ποσότητα νερού, της οποίας το βάρος ισούται με το βάρος της πέτρας. Επειδή όμως η πέτρα έχει μεγαλύτερη πυκνότητα απ' ό,τι το νερό, ο όγκος του νερού που εκτοπίζεται είναι μεγαλύτερος από τον δικό της όγκο. Όταν η πέτρα βρεθεί στον πυθμένα της πισίνας τότε εκτοπίζει μια ποσότητα νερού, της οποίας ο όγκος είναι ίσος με τον όγκο της πέτρας. Στην περίπτωση αυτή, επομένως, η στάθμη του νερού της πισίνας είναι χαμηλότερη από πριν. Κάτι ανάλογο συμβαίνει και στην περίπτωση που ανοίγεται μια τρύπα στον πυθμένα της βάρκας: η στάθμη του νερού παραμένει ίδια, εως ότου η βάρκα γεμίσει εντελώς με νερό. Μετά το γέμισμα, η στάθμη του νερού χαμηλώνει!

Δεν υπάρχουν σχόλια: