by Δύο σώματα, που αρχικά ηρεμούν σε άπειρη απόσταση μεταξύ τους, αλληλεπιδρούν βαρυτικά. Σε αυτή την απόσταση η δυναμική ενέργεια του συστήματος των δύο σωμάτων είναι μηδενική. Επειδή τα σώματα έλκονται μεταξύ τους, λέμε ότι μετά από λίγο μέρος της δυναμικής ενέργειας μετατράπηκε σε κινητική. Πώς γίνεται μηδενική δυναμική ενέργεια να μετατραπεί σε κινητική;
Η απάντηση υπάρχει εδώ:
Η δυναμική ενέργεια ουδέποτε μετατρέπεται σε κινητική.
Αγαπητέ Ανδρέα, αγαπητοί συνάδελφοι,
νομίζω ότι η ουσία της θέσης είναι η εξής: ουδέποτε η απόλυτη αριθμητική τιμή της δυναμικής ενέργειας U μετατρέπεται σε κινητική. Αυτό που συμβαίνει είναι ότι, όταν η U μειώνεται κατά |ΔU|, η κινητική ενέργεια αυξάνεται κατά το ίδιο ποσό.
Χωρίς όμως τη διευκρίνιση «απόλυτη αριθμητική τιμή», η φράση «η δυναμική ενέργεια ουδέποτε μετατρέπεται σε κινητική» αφήνει χώρο για αμφισημία, γιατί άλλο είναι η U και άλλο η ΔU.
Καλησπέρα και πάλι. Ανδρέα έχουμε ένα σύστημα δύο ετερόσημων ηλεκτρικών φορτίων σε ορισμένη απόσταση μεταξύ τους. Το σύστημα των φορτίων έχει μια ηλεκτρική δυναμική ενέργεια. Αφήνουμε τα φορτία να κινηθούν υπό την επίδραση της μεταξύ τους ηλεκτροστατικής έλξης. Τα φορτία αποκτούν κινητική ενέργεια. Από που προήρθε η ενέργεια αυτή; Σύμφωνα με το νόμο διατήρησης της ενέργειας η ενέργεια δεν παράγεται από το μηδέν ούτε καταστρέφεται, αλλά το μόνο που κάνει είναι να αλλάζει μορφές. Επομένως αν η κινητική ενέργεια των φορτίων δεν προέρχεται από τη μετατροπή της δυναμικής ενέργειας του συστήματος σε κινητική, από που μπορεί να προέρχεται; Παράγεται από το μηδέν;
Γιώργο Χριστόπουλε συμφωνώ απόλυτα μαζί σου:
Η περίπτωση–παράδοξο που αναφέρω στην παρούσα ανάρτησή μου έχει ακριβώς αυτόν τον σκοπό: να μας υπενθυμίσει ότι,
Θεωρώ ότι αυτή η διάκριση πρέπει να παραμένει ενεργή στη διδακτική μας, γιατί αλλιώς οδηγούμαστε γρήγορα σε παρανοήσεις, όπως το φαινομενικό «παράδοξο» της βαρυτικής έλξης δύο μαζών.
Άρα η επισήμανσή σου δεν είναι μόνο σωστή είναι και απαραίτητη για να μη χάνουμε τη φυσική πίσω από τον φορμαλισμό.
Γιάννη γράφεις: “Ένα σύστημα με μηδενική δυναμική ενέργεια προσφέρει σε άλλο ή στον εαυτό του ενέργεια και βρίσκεται με αρνητική δυναμική ενέργεια.
Απάντηση: Αυτό που περιγράφεις επιβεβαιώνει ότι η αρχική μηδενική ενέργεια δεν μετατράπηκε σε κινητική αλλά η κινητική ενέργεια προήλθε από την μεταβολη της δυναμικής.
Μιλτιάδη συμφωνούμε ως προς τη φυσική.
Σχετικά με την ορολογία νομίζω ότι όταν χρησιμοποιούμε τον όρο δυναμική ενέργεια εννοούμε την αριθμητική τιμή της. Αν χρησιμοποιήσουμε τον όρο απόλυτη τιμή της δυναμικής ενέργειας εννοούμε την τιμή της χωρίς το πρόσημο. Βέβαια δεν εννοείς αυτό. Αν για έμφαση θέλουμε να αντιδιαστείλουμε την τιμή της δυναμικής ενέργειας από τη μεταβολή της μπορούμε να πούμε “μεμονωμένη τιμή της δυναμικής ενέργειας”.
Αγαπητέ Ανδρέα, συμφωνώ, αυτός είναι ο ακριβής όρος.
Σχετικά με την ορολογία, νομίζω ότι το κρίσιμο είναι να ξεχωρίσουμε τη μεμονωμένη αριθμητική τιμή της δυναμικής ενέργειας U από τη μεταβολή της ΔU.
Αν, για παράδειγμα, για την ίδια κατάσταση ενός συντηρητικού συστήματος γράψουμε U = 5 J (ως προς ένα επίπεδο αναφοράς Α), U = 0 J (ως προς ένα επίπεδο αναφοράς Β) ή U = -10 J (ως προς ένα επίπεδο αναφοράς Γ), καμία από τις τρεις τιμές δεν μας λέει ότι έχουμε αντίστοιχα 5 J, 0 J ή -10 J «διαθέσιμα» για μετατροπή σε κινητική ενέργεια. Η μεμονωμένη τιμή της U εξαρτάται από την επιλογή του μηδενός και επομένως, από μόνη της, δεν μας πληροφορεί για το ποσό ενέργειας που μπορεί να μετατραπεί.
Το ποσό αυτό καθορίζεται μόνο όταν ορίσουμε μια άλλη κατάσταση προς την οποία μπορεί να μεταβεί (κινηθεί) το σύστημα. Αν κατά τη μετάβαση αυτή η δυναμική ενέργεια ελαττωθεί κατά |ΔU|, τότε, εφόσον διατηρείται η μηχανική ενέργεια, η κινητική ενέργεια αυξάνεται κατά το ίδιο ποσό.
Καλησπέρα. Πάντως υπάρχει και αυτή η άποψη: Η έκφραση “η δυναμική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική” είναι σωστή, ακόμα και αν η αρχική μαθηματική τιμή της δυναμικής ενέργειας έχει οριστεί αυθαίρετα μηδέν.
Στη Φυσική, η «μετατροπή» μιας μορφής ενέργειας σε μια άλλη δεν σημαίνει ότι μια θετική ποσότητα πρέπει να γίνει μηδέν. Σημαίνει ότι η μείωση της μίας ενέργειας προκαλεί την αύξηση της άλλης. Η έκφραση «η δυναμική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική» περιγράφει μια δυναμική διαδικασία: τη ροή ενέργειας από τη μία μορφή στην άλλη, ανεξάρτητα από το ποιον αριθμό επιλέξαμε για αρχική τιμή της δυναμικής ενέργειας.
Και θεωρώ ότι αυτός είναι ο λόγος που τα βιβλία φυσικής και χημείας χρησιμοποιούν την έκφραση “η δυναμική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική” ή το αντίστροφο.
Θοδωρή παραθέτεις την άποψη ότι η έκφραση “η δυναμική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική” είναι σωστή ακόμα και αν η αρχική μαθηματική τιμή της δυναμικής ενέργειας έχει οριστεί αυθαίρετα μηδέν, διότι, όπως αναφέρεις, σημαίνει ότι η μείωση της μίας ενέργειας προκαλεί την αύξηση της άλλης.
Νομίζω ότι και σε αυτήν περίπτωση επιβεβαιώνεται ότι η αρχική μηδενική ενέργεια δεν μετατρέπεται σε κινητική. Απλώς η μείωση της μιας ενέργειας είναι ίση την αύξηση της άλλης (ΑΔΜΕ).
Πολύ ενδιαφέρουσα ανάρτηση.
Εδώ κάτι που έχει για μένα ιδιαίτερο ενδιαφέρον είναι το εξής. Είναι δυνατόν ένα σώμα που βρίσκεται στο άπειρο να δεσμευτεί λόγω βαρυτικής έλξης απο ένα ελκτικό κέντρο;
Η απάντηση προς έκπληξή μου ήταν όχι. Αν δεν υπάρχουν απώλειες ενέργειας, το σώμα δεν θα δεσμευτεί ποτέ, αφού η ολική του ενέργεια πάντα θα είναι 0.