by 
Σε διπλανή ανάρτηση του Τάσου Αθανασιάδη: Τι αποθηκεύεται στο ελατήριο; έχει γίνει μια ανταλλαγή επιχειρημάτων για το ελατήριο και το αν είναι αντικείμενο το οποίο μελετάμε ή ένα μοντέλο που απλά “υλοποιεί” ένα πεδίο δύναμης της μορφής F=-Dx. Στη συζήτηση παρενέβη ο Νίκος Παναγιωτίδης, γράφοντας:
“Τι είναι η ενέργεια; η ενέργεια είναι ιδιότητα των σωμάτων. Μπορεί να μετρηθεί έμμεσα μετρώντας άλλες ιδιότητες (πχ ταχύτητα, θερμοκρασία) και δίνοντας τις τιμές αυτών στη συναρτησιακή σχέση που τις συνδέει με την ενέργεια.
Η ενέργεια δεν “αποθηκεύεται”. Η ενέργεια δεν “μεταφέρεται”. Η ενέργεια απλώς “μεταβάλλεται”. Και η μεταβολή της είναι ίση με το έργο που έγινε στο σύστημα.”
Προτείνω λοιπόν να συζητήσουμε τις θέσεις αυτές, σε ξεχωριστή συζήτηση, κάνοντας και αρχή στη νέα χρονιά.
Τι λέτε συνάδελφοι; Η ενέργεια δεν αποθηκεύεται; Είναι λάθος να μιλάμε για αποθήκες ενέργειας;
Δεν μεταφέρεται η ενέργεια; Στο σχήμα που δίνεται παραπάνω, αν πάρω ως σύστημα ελατήριο – σώμα Α, πράγματι η ενέργειά του παραμένει σταθερή, αφού δεν παράγεται έργο πάνω στο σύστημα.
Αν πάρω ΜΟΝΟ το σώμα Α, δεν παράγεται έργο πάνω του από την δύναμη F; Μέσω αυτού του έργου, δεν κερδίζει ενέργεια το σώμα Α; Και αν παράγεται έργο, ποιος ασκεί αυτή τη δύναμη; Δεν είναι το ελατήριο; Και δεν μειώνεται η ενέργεια του ελατηρίου, αφού παράγει έργο;
Αλλά τότε μέσω αυτής της αλληλεπίδρασης, δεν μεταφέρεται τελικά ενέργεια από το ελατήριο στο σώμα Α;
Τι ακριβώς εννοεί ο Νίκος; Και, τι λέτε εσείς συνάδελφοι;
Πριν σου απαντήσω θέλω να κάνω μια κριτική στο άρθρο του Lehrman που, υποτίθεται, ότι εκτόπισε τον ορισμό "ενέργεια είναι η δυνατότητα παραγωγής έργου". (Αμφιβάλλω αν αυτός ο Κύριος ήξερε ότι τον ορισμό αυτό τον χρησιμοποιούσε ο ίδιος ο J. C. Maxwell στο βιβλίο του A Treatice on Electricity & Magnetism (V.2, Dover)).
Λοιπόν, ο Lehrman θεωρεί ότι ένας ορισμός της ενέργειας πρέπει να περιέχει την έννοια της διατήρησής της αλλά και της υποβάθμισής της. Ότι ο ορισμός "ενέργεια είναι η δυνατότητα παραγωγής έργου" δεν τα περιέχει αυτά και ότι, αν δεν βρούμε τέτοιο ορισμό πρέπει να μάθουμε να ζούμε χωρίς ορισμό.
Θεωρώ ότι κάθε έννοια της φυσικής πρέπει πρώτα να οριστεί και μετά να ερευνηθεί. Αν η ενέργεια δεν οριστεί, δεν μπορεί να ερευνηθεί ώστε μέσα από αυτή την έρευνα να μάθουμε ότι διατηρείται και ότι υποβαθμίζεται.
Επί πλέον, ισχυριζόμενοι ότι "η ενέργεια διατηρείται", εννοούμε ότι "η ενέργεια ολόκληρου του σύμπαντος διατηρείται". Την ενέργεια πρέπει να την εννοούμε πάντα μέσα σε ένα σύστημα. Η έκφραση "η ενέργεια διατηρείται" δεν ορίζει σύστημα. Υπονοεί επομένως ότι το σύστημα είναι ολόκληρο το Σύμπαν.
Μα τότε δεν μπορεί οι επιστήμονες του 1850 να είχαν καταλήξει σε αυτή τη διαπίστωση, επειδή εκείνη την εποχή το Σύμπαν θεωρείτο άπειρο, άρα είχε άπειρη ενέργεια.
Σήμερα, που το Σύμπαν έγινε πεπερασμένο, μπορούμε να ισχυριστούμε ότι η ενέργεια του διατηρείται; Πιστεύω πως όχι. Ο λόγος είναι ότι, αν δούμε το Σύμπαν σαν ένα σύνολο μικροσκοπικών στοιχειωδών λίθων που αλληλεπιδρούν, ακόμα κι αν μπορούμε να ορίσουμε την κινητική ενέργεια των λίθων, αμφιβάλλω αν μπορούσαμε να υπολογίσουμε τη δυναμική ενέργεια όλων των αλληλεπιδράσεων δεδομένου ότι λίγες από αυτές είναι συντηρητικές.
Με ποιόν άλλο τρόπο θα μπορούσαμε να εννοήσουμε την έκφραση "η ενέργεια διατηρείται" αν δεν την εννοήσουμε ότι διατηρείται στο Σύμπαν;
Στα παιδιά της Α΄ Λυκείου θα τους πεις ότι "διαβάζοντας" ένα φυσικό σύστημα θα βρούμε μέσα σε αυτό μια ιδιότητα που λέγεται ενέργεια η οποία έχει την ιδιότητα να αυξάνεται όταν γίνεται έργο στο σύστημα και να μειώνεται όταν παράγεται έργο από το σύστημα. Η μεταβολές αυτής της ιδιότητας είναι όσο και το έργο.
Γειά σου Πάνο. Τι λες εσύ για όλα αυτά, και ειδικά για το άρθρο του Lehrman;
καλησπέρα σε όλους
είναι δυνατόν να εισάγουμε μια έννοια (έργο) με τη βοήθεια μιας άλλης έννοιας (ενέργεια) την οποία, όμως, δεν έχουμε εισάγει;
δεν είναι σωστότερο (έως …τιμιότερο) να έχουμε πριν ομολογήσει αδυναμία ορισμού αυτής της έννοιας ή να την έχουμε με κάποιον τρόπο παρουσιάσει;
Γιάννη (Κυρ), δες τη σειρά που ρωτάς στο βιβλίο "μας", σελ. 25
(μου φαίνεται ανάλογη η "διαμάχη" με τον αν η σωστή έκφραση του 2ου νόμου του Νεύτωνα, διανυσματικά F η συνισταμένη των δυνάμεων που δέχεται ένα σώμα και η επιτάχυνση a που αποκτά , είναι F=ma ή a=F/m
προσωπικά είμαι με τη δεύτερη σχέση και κατά σύμπτωση είχα και εδώ "απέναντι" τον Ανδρέα μας…)
Πάνο είχα διορθώσει το σύνδεσμο και λειτουργεί!
Αλλά καλύτερα, ας μείνουν και οι δύο νεώτεροι.
Γεια σου Βαγγέλη.
Θα το βρω.
Βαγγέλη εννοείς εδώ;
όχι Γιάννη εννοώ αυτό, αλλά αυτό δεν βγαίνει, αν βρεις άκρη…
ενέργεια
κάτι "μαγικό" έγινε και βγήκε…
Νίκο καλησπέρα.
Σε παρακαλώ πες μου σε ποια παράγραφο αναφέρει ο Maxwell αυτόν τον ορισμό της ενέργειας στον δεύτερο τόμο του; Θα με ενδιέφερε πολύ να διαβάσω την άποψη ενός εκ των Μεγάλων…
Καλησπέρα σας.
Πολλές φορές εμείς οι των θετικών επιστημών κυνηγάμε την ουρά μας … επί ματαίω.
Ειναι αλήθεια πως το συνάφι μας θεωρεί πάρα πολύ σπουδαίο πράγμα τους "καλούς ορισμούς"
Μας αρέσει επίσης να δίνουμε σε κάθε επιχείρημά μας έμφαση με εκφράσεις που δίνουν την αίσθηση της απόδειξης και όχι απλά επιχειρήματος.
Ξεχνάμε ότι ακόμα και οι τελειώτερες θεωρητικές κατασκευές του ανθρώπου στηρίζονται πάνω σε πρωταρχικές έννοιες. Η Ευκλείδιος Γεωμετρία ( η μόνη πλήρης κατά Goedel ) ξεκινά με την πρόταση : "Στιγμή εστί μέρος ουθέν" Κανένας μαθηματικός δεν θεωρεί αυτό ως ορισμό του σημείου …απλά θέλωντας και μη δέχεται ότι όλοι καταλαβαίνουν τι σημαίνει σημείο και πάει παρακάτω. Ναι θα μου πείτε αλλά μπορώ να ορίσω το σημείο ως το όριο του μήκους ενός ευθ, τμήματος …
Σημείο; Μήκος ; Χρόνος ; … Ηλεκτρικό φορτίο ; Δεν θέλετε ορισμούς σαν αυτούς του Ευκλέιδη για την "στιγμή" ; Τι ορισμούς θέλετε ;
Δεν είναι κακό να αντικειμενοποιούμε τις έννοιες με τις οποίες περιγράφουμε τη φύση δηλαδή ότι τα φυσικά μεγέθη και οι έννοιες γενικότερα που χρησιμοποιούμε αντιστοιχούν σε αντικείμενα του εξωτερικού κόσμου που προσπαθούμε να περιγράψουμε . Αρκεί να μην ταυτίζουμε την περιγραφή με το αντικείμενο του εξωτερικού κόσμου. Η σημασία κάθε έννοιας άρα και κάθε φυσικού μεγέθους ουσιαστικά είναι το σύνολο των σχέσεών της με τις υπόλοιπες έννοιες μιας θεωρίας . Για το λόγο αυτό ίδιοι όροι αποκτούν διαφορετική σημασία εντός διαφορετικών θεωριών , το πλέγμα των σχέσων είναι διαφορετικό.
Είμαι από αυτούς που προσπάθησαν παλαιότερα να μελετήσουν την ιστορική εξέλιξη και της έννοιας του έργου και της έννοιας της ενέργειας. Το μεν σημαινόμενο του όρου έργο φαίνεται να εμπεριέχεται εξ αρχής στην θεωρητική μελέτη του Αρχιμήδη περί ισοσκελούς και ανισοσκελούς ζυγού ενώ το σημαινόμενο του όρου ενέργεια στην ρήση : "Μηδέν εκ του μη όντος …."
Η αντίφαση είναι ότι ο J.P.Joule θρησκευόμενος και οπαδός του δημιουργισμού ξεκινά από την ανάγκη να επιλύσει το πρόβλημα που θέτει ο Νίκος Παναγιωτίδης για την περίπτωση "αύξηση της ποσότητας κίνησης " ( έτσι το έλεγαν τότε ) αλλά με βαθιά πεποίθηση ότι το δημιούργημα του Θεού δεν μπορεί να μην είναι τέλειο. Δεν μπορεί όλη αυτή η μηχανή του Σύμπαντος να θέλει κάθε λίγο και ένα σπρώξιμο , ένα κούρντισμα … ΆΡΑ ;
Άρα αν πίσω από το γινόμενο δύναμη επί απόσταση κρύβεται κάτι διατηρήσιμο … Και πίσω από εκεί που δεν φαίνεται έργο κρύβεται κάτι διατηρήσιμο. Μάλλον είναι κρυμμένο αλλά είναι "εν έργω" Απλά χρειάζεται να το αποδείξουμε για να αποδειχθεί ότι ο Θεός όχι μόνο είναι Τέλειος αλλά και το Σύμπαν δεν χρειάζεται την συνεχή επιτήρησή του και επανεκκίνηση του όπως οι ατελείς μηχανές του ανθρώπου. Τελικά; Τελικά ναι κάτι από το Δημιούργημα φαίνεται να διατηρέιται ( πάντως η ομορφιά του δεν ξέρουμε ακόμα αν διατηρέιται βλέπετε είμαστε άνθρωποι θνητοί και εγωιστές ακόμα και στην αισθητική μας )
Ναι η καλύτερη εκπαιδευτική προσέγγιση είναι εκείνη που λαμβάνει υπόψη της την ιστορική εξέλιξη της οικοδόμησης των θεωριών μας ( Λεβ Βιγκότσκι … ). Λαμβάνει υπόψη της αλλά δεν μιμείται στείρα την ιστορική εξέλιξη και κυρίως δεν περιορίζει την εκπαιδευτική διαδικασία μόνο στην μέθοδο της ανακάλυψης αφού καμιά σχεδόν μεγάλη θεωρία δεν ανακαλύφθηκε ( Κουν), ( όχι τουλάχιστον όπως ανακάλυψε ο Κολάμβος την … χαμένη μπέρτα του πίσω από την πόρτα.)
Άρα ναι . Θα ξεκινήσω από τον μοχλό και το έργο . Και θα ολοκληρώσω με την προσθήκη των αναγκαίων όρων ώστε να διατηρείται αυτό που λέω "ενέργεια" και είναι όμοια ποιότητα με το έργο και με την θερμότητα , και …
….ΚΑΙ ΕΧΕΙ 3 ΣΠΟΥΔΑΙΕΣ ΙΔΙΌΤΗΤΕΣ: Η Ενέργεια ενός "μακροσκοπικού συστήματος"
A) Διατηρείται όταν μέσω των ορίων του δεν μεταφέρεται σε άλλα συστήματα ( ….ουδέν εις το μη ον φθείρεσθαι )
Β) Αλλάζει "χίλιες μορφές" και
Γ) (το σημαντικότερο ) υποβαθμίζεται δηλαδή κατά τις μεταμορφώσεις της μειώνεται η ικανότητα της να οδηγήσει σε παραγωγή έργου.
Για να μην λέει ο Νίκος ότι δεν τοποθετούμαι.
Στην παράγραφο 551, Στάθη γράφει:
But a conducting circuit in which a current has been set up has the power of doing work in virtue of this current, and this power cannot be said to be something very like energy, for it is really and trully energy.
Με άλλα λόγια: Ενέργεια είναι η ικανότητα (power) παραγωγής έργου.
Παρατηρώντας ότι ένας φυσικός αντέχει τόση φιλοσοφία, θα είχα να σου δώσω μια συμβουλή: γράψε και καμιά εξίσωση. Γίνεσαι πειστικότερος.
Η συζήτηση εξελίσσεται με συμμετοχή και προκαλεί ενδιαφέρον.
Οπωσδήποτε έχουν αναφερθεί οι λίγες βασικές εξισώσεις που αφορούν το θέμα και αυτές βασανιστικά σχολιάστηκαν.
Όταν ανακύπτει η ανάγκη για … συμβουλές, σήμανε η ώρα της σύνοψης.
Ο Μήτσος την επιχείρησε από την οπτική της διδασκαλίας.
Καλημέρα σε όλους.
Όταν μεγάλοι φυσικοί συμφωνούν με την άποψη ότι "ενέργεια είναι η ικανότητα παραγωγής έργου" δεν μπορούμε να τασσόμαστε με την άποψη κάποιων άσημων που εν έτει 1979 ανακάλυψαν (ύστερα από την επιφοίτηση του Αγίου Πνεύματος) ότι…Ρε παιδιά, ενέργεια δεν είναι αυτό το πράγμα, είναι κάτι άλλο. Τώρα τι ακριβώς είναι ενέργεια θα σας γελάσω, ούτε και γω το ξέρω, αλλά καλύτερα να μη της δώσουμε κανέναν ορισμό, παρά να την πούμε "ικανότητα παραγωγής έργου"
Να τι είχε γράψει ο J. C. Maxwell στην παράγραφο 551 του βιβλίου του A Treatice of Electricity and Magnetism (Vol.2):
But a conducting circuit in which a current has been set up has the power of doing work in virtue of this current, and this power cannot be said to be something very like energy, for it is really and trully energy.
Μεταφράζω:
Αλλά ένα αγώγιμο κύκλωμα το οποίο διαρρέεται από ρεύμα έχει την ικανότητα να κάνει έργο χάρη σ΄ αυτό το ρεύμα, κι αυτή η ικανότητα δεν μπορεί να ειπωθεί ότι είναι κάτι που μοιάζει με την ενέργεια γιατί είναι όντως και αληθινά ενέργεια.
Νίκο Καλημέρα.
Έχω την εντύπωση ότι ηθελημένα "θολωνεις τα νερά"… Διαβάζοντας την παραπάνω παράγραφο του Maxwell καταλαβαίνω ότι όταν κάτι είναι ικανό να παράξει έργο, τότε εμπεριέχει ενέργεια. Ουδείς διαφωνεί με αυτό. Αλλά γιατί αυτό αποτελεί και γενικό ορισμό της ενέργειας, δεν το καταλαβαίνω, μάλλον αυτή είναι η δική σου ερμηνεία (χωρίς μαθηματικές σχέσεις σημειωνω).
Επίσης γιατί αυτό σημαίνει ότι ενέργεια δεν μεταφερεται και δεν αποθηκεύεται, επίσης δεν το καταλαβαίνω (σου θυμίζω ότι αυτήν σου την τοποθέτηση ξεκινήσαμε να συζητάμε). Για παράδειγμα στις παραγράφους 551 αλλά και 552 ο Maxwell περιγράφει δύο τουλάχιστον μετατροπές της ενέργειας του ηλεκτρικού ρεύματος, σε θερμική και κινητική.
Προσωπικά δεν θα επιμείνω άλλο.