by 
Η προσπάθεια ερμηνείας ενός φαινομενικά απλού παράδοξου που αναδεικνύει την ομορφιά της φυσικής μέσα από την πολυπλοκότητά της.
Το σημείωμα
Επειδή το να μοιράζεσαι πράγματα, είναι καλό για όλους…
Η προσπάθεια ερμηνείας ενός φαινομενικά απλού παράδοξου που αναδεικνύει την ομορφιά της φυσικής μέσα από την πολυπλοκότητά της.
Το σημείωμα
"Όταν ο κύλινδρος ακουμπάει στο έδαφος η Ν δεν επικεντρώνεται στο Α αλλά κατανέμεται κατά μήκος όλου του κυλίνδρου. Έτσι η ροπή της ως προς το cm είναι μηδέν. Έτσι η δύναμη που τον ανασηκώνει είναι η Τ στο Α."
Πάνο, αν όλος ο κύλινδρος έρχεται σε επαφή με το έδαφος, όπως αναφέρεις, πράγμα με το οποίο συμφωνώ, τότε σε όλο το μήκος του κυλίνδρου δεν ασκείται τριβή; Γιατί εστιάζεις στην τριβή σε ένα σημείο, στο άκρο Α; Άλλωστε αν η Ν κατανέμεται, η τριβή στο Α είναι σχεδόν μηδενική…
Όσο για τα φαινόμενα μετάπτωσης, συμφωνώ ότι μέσω αυτής της οδού πρέπει να κινηθούμε, στην περίπτωση που ξεπεράσουμε το γιατί ανυψώνεται ο κύλινδρος. Τότε να συζητήσουμε για το ρόλο της ροπής του βάρους ως προς τον άξονα z που έδωσα παραπάνω και όχι τη ροπή της Ν ως προς άξονα που περνά από το κέντρο μάζας.
Ο κύλινδρος ανυψώνεται όταν το σημείο Α αρχίσει να κυλίεται. Τότε η τριβή στο Α κατά μήκος της κίνησης μηδενίζεται. Θεωρώ ότι ο μηδενισμός αυτός αλλάζει τη διεύθυνση της τριβής στο Α και την καθιστά πλέον κεντρομόλα δημιουργώντας μία ροπή ως προς το cm που ανυψώνει τον κύλινδρο ως προς το Α. Πριν ανυψωθεί και στα άλλα σημεία του κυλίνδρου υπάρχει τριβή, αλλά η τριβή σε όλα τα άλλα σημεία έχει κατεύθυνση αντίρροπη της v του κάθε σημείου (τριβή ολίσθησης) με αποτέλεσμα να μην δημιουργείται ροπή που πάει να ανυψώσει τον κύλινδρο.
Πάνο όταν το σημείο Α κυλίεται, γιατί να ασκείται δύναμη τριβής στο σημείο αυτό;
Ακριβώς αυτό λέω Διονύση. Όταν αρχίζει την κύλιση το Α η τριβή κατά μήκος της τροχιάς μηδενίζεται. Σε κάθε σώμα που κυλίεται σε οριζόντιο επίπεδο η τριβή κατά μήκος της τροχιάς είναι μηδέν. Επειδή όμως στρίβει ασκείται μία αξονική τριβή που παίζει το ρόλο της κεντρομόλας. Αυτή η τριβή ανυψώνει τον κύλινδρο και με την ανύψωση μηδενίζεται και αυτή η "κεντρομόλα" τριβή, αφού πλέον αρχίζει η μετάπτωση.
Αφού ο κύλινδρος ανυψωθεί νομίζω ότι το c.m παραμένει διαρκώς ακίνητο, αφού η συνολική δύναμη που ασκείται στον κύλινδρο είναι μηδέν ( λόγω μηδενισμού της τριβής) ενώ η συνολική ροπή είναι κάθετη στην στροφορμή με αποτέλεσμα να αλλάζει διαρκώς η κατεύθυνσή της χωρίς ν' αλλάζει το μέτρο της.
Πάνο, ας πάρουμε μια μικρή σφαίρα μάζας m που κινείται κυκλικά, σε οριζόντιο επίπεδο, δεμένη στο άκρο νήματος, όπως στο πρώτο σχήμα:
Για να μπορεί να κινείται κυκλικά η σφαίρα απαιτείται κεντρομόλος δύναμη. Αυτή μπορεί να είναι η τάση του νήματος ή και (εν μέρει) η τριβή αφού η κυκλική τροχιά είναι σε οριζόντιο επίπεδο (το σχήμα σε κάτοψη). Σε αυτό συμφωνώ.
Έρχομαι στο 2ο σχήμα και μια μάζα m τμήμα του κυλίνδρου- ράβδου. Αν η ράβδος περιστρέφεται γύρω από κατακόρυφο άξονα ο οποίος περνά από το μέσον της Ο, τι συμβαίνει με την κυκλική κίνηση που πραγματοποιεί η μάζα m;
Πρέπει να αναζητηθούν εξωτερικές δυνάμεις, όπως η τριβή, για να μπορεί να κινείται κυκλικά, ή σαν τμήμα ενός στερεού κινείται κυκλικά και η κίνηση αυτή εξασφαλίζεται από τις εσωτερικές δυνάμεις που δέχεται από το υπόλοιπο στερεό;
Θέλω να πω αν το επίπεδο ήταν λείο και δεν υπήρχαν καθόλου τριβές η μάζα m δεν θα εκτελούσε κυκλική κίνηση;
Να το πω αλλιώς:
Αν η μάζα m που έχω σημειώσει στο σχήμα "χρειάζεται" τριβή με κατεύθυνση προς το κέντρο της τροχιάς, τότε και κάθε άλλη στοιχειώδης μάζα του κυλίνδρου-ράβδου χρειάζεται αντίστοιχη τριβή… Το ότι μπορεί να ολισθαίνει στην εφαπτόμενη της αντίστοιχης κυκλικής τροχιάς, δεν την "απαλλάσσει" της απαραίτητης κεντρομόλου δύναμης.
Διονύση, μόλις γύρισα από γιορτινή σύναξη και βλέπω τις ενστάσεις σου.
Είναι σαφές ότι δεν έκανα πλήρη ανάλυση του φαινομένου, ως προς τις δυνάμεις, τις ροπές κλπ. και δεν ξέρω πόσο εύκολα μπορεί κανείς να το αντιμετωπίσει πλήρως αναλυτικά.
Κατά βάση θεώρησα ως «μεταβατικά φαινόμενα» ότι συμβαίνει ανάμεσα στη στιγμή που ενεργοποιούμε με το δάχτυλο την μια άκρη μέχρι να εμφανιστούν τα τρία, τέσσερα κλπ Χ.
Άρα απαντώ κατά βάση εμπειρικά στα εύλογα ερωτήματά σου(μου).
Δεδομένο: «το ορατό σύμβολο είναι αυτό στο τέλος του σωλήνα που πιέστηκε με το δάκτυλο για να το εκκινήσει»
Προσπάθεια αιτιολόγησης: Μαζί με τις ροπές που προκαλούν τις περιστροφές εμφανίζεται και μια δύναμη που σπρώχνει το συγκεκριμένο άκρο προς τα πάνω οπότε έχοντας αποκτήσει την γωνιακή γύρω από τον κύριο άξονά του ο σωλήνας συνεχίζει σαν είδος γυροσκόπιου με όποια φυσική ακολουθεί αυτό, άρα δεν ξαναπέφτει αμέσως.
Δεδομένο: Όταν ξεκινάτε τον κύλινδρο, αυτός περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του και περιφέρεται γύρω από μια γραμμή κάθετη προς αυτόν τον άξονα που περνά από το κέντρο του δημιουργώντας έναν θολό κύκλο στον οποίο θα πρέπει να βλέπετε Xs
Προσπάθεια αιτιολόγησης:: Από τις εικόνες είναι σαφές ότι η περιφορά του σωλήνα γίνεται γύρω από άξονα κάθετο στο κέντρο του και μάλιστα ταυτόχρονα με την εμφάνιση του συμβόλου Χ φαίνεται ότι η κίνηση του κέντρου περιφοράς παύει δηλαδή μένει κατά βάση σταθερό. Αυτό μαζί με το προηγούμενο μου λέει ότι δεν συμβαίνει αυτό που έχεις στο σχήμα σου « έχω σημειώσει τις ταχύτητες 4 σημείων» διότι τότε η περιφορά δεν θα γίνονταν γύρω από το μέσο Ο. Μου φαίνεται πιο πιθανό το γυροσκόπιο, με μικρή κλίση ως προς τον ορίζοντα.
Καλησπέρα Άρη.
“Μαζί με τις ροπές που προκαλούν τις περιστροφές εμφανίζεται και μια δύναμη που σπρώχνει το συγκεκριμένο άκρο προς τα πάνω οπότε έχοντας αποκτήσει την γωνιακή γύρω από τον κύριο άξονά του ο σωλήνας συνεχίζει σαν είδος γυροσκόπιου ..”
Προφανώς δεν έχω απαντήσεις και όλη η παρέμβασή μου σκοπό έχει να εκμαιεύσει απαντήσεις που να ξεδιαλύνουν το φαινόμενο…
Αυτό που λες όμως παραπάνω… μου κάνει. Οδηγεί σε άμεση ανύψωση του άκρου που πιέστηκε!
Αν συμβαίνει αυτό, τότε προφανώς το σχήμα που έβαλα δεν ισχύει, αφού αυτό προβλέπει να παραμένει (για κάποιο χρονικό διάστημα..) όλος ο κύλινδρος σε επαφή με το δάπεδο.
Και βέβαια αν ανυψώνεται άμεσα, τότε μια κίνηση μεταπτωτική σίγουρα θα έχουμε…
Να προσθέσω ότι η άμεση ανύψωση θα μπορούσε να δικαιολογηθεί, όπως η εκτίναξη ενός ελατηρίου.
Συμπιέζουμε το ελαστικό τοίχωμα του σωλήνα, οπότε παραμορφώνεται σαν να συμπιέσαμε ένα ελατήριο και μόλις το αφήσουμε, χάνει την επαφή με το δάπεδο…
Ακριβώς έτσι "Συμπιέζουμε το ελαστικό τοίχωμα……" το σκέφτομαι και εγώ Διονύση που μου φαίνεται πιθανό και μετά μεταπτωτική κίνηση που δικαιολογεί πολλά.
Ίσως αυτός είναι ο λόγος που όλα τα αντίστοιχα πειράματα απαιτούν κούφιους σωλήνες και κυρίως σωλήνες PVC
Διονύση και Άρη.
Είναι βέβαιο ότι δεν έχω αντιληφθεί πλήρως το φαινόμενο γι αυτό και στο σημείωμα που έγραψα ζητούσα σχόλια και ενστάσεις. Σας ευχαριστώ που μέσω του διαλόγου με βοηθήσατε να κατανοήσω καλύτερα το θέμα. Το πώς ανασηκώνεται ο κύλινδρος είναι πράγματι σκοτεινό σημείο. Ανασηκώνεται εξ' αρχής ή μετά από ελάχιστο χρόνο τόσο ώστε το σημείο Α να αρχίσει την κύλιση; Πολύ πιθανό να έχει δίκιο ο Άρης. Να σηκώνεται εξ' αρχής. Πως και γιατί όμως συμβαίνει ( αν συμβαίνει ) αυτό; Μένει να διερευνηθεί. Πειραματικά και θεωρητικά.
Καλημέρα Πάνο.
Είδα ξανά το πρώτο βίντεο που έχεις δώσει.
Πράγματι ανασηκώνεται το άλλο άκρο, από αυτό που πιέζουμε, σωστά το επισημαίνεις.
Καλημέρα και πάλι Πάνο.
Διόρθωση στο προηγούμενο σχόλιο!!! (χρειάσθηκε 2ος καφές…)
Ανασηκώνεται το άκρο που πιέζουμε…