Τι μετράει (τελικά) το δυναμόμετρο;

Το τεστ το έβαλα πριν λίγες ημέρες και κάθε μη φυσικός…απέτυχε! Η αλήθεια είναι πως το περίμενα γιατί είναι μια κλασική άσκηση όπου το «βασικό» σου ένστικτο σε ωθεί στο λάθος.

Όπου λάθος είναι η εντύπωση που έχουν οι περισσότεροι ότι το δυναμόμετρο μετράει συνολική δύναμη.

Σας μπέρδεψα;

Αυτό ακριβώς ήθελα. Πάμε στο ζουμί. Στο σχήμα μας, βλέπουμε δύο βάρη, ένα δεξιά κι ένα αριστερά, που τα ενώνει, μέσω νημάτων, ένα δυναμόμετρο. Είναι προφανές πως η συνολική δύναμη στο σύστημα είναι μηδέν όπως άλλωστε λέει και ο αγαπημένος μας Newton.

ΣF=0 για κάθε κλειστό σύστημα.

Κάποιοι δίνουν ως σωστή απάντηση το μηδέν, ακριβώς για αυτόν τον λόγο.

Από την άλλη, αφού το δυναμόμετρο είναι ανάμεσα τα δύο βάρη, θα πρέπει να αισθάνεται και τις δύο δυνάμεις να το τραβάνε, σα να είναι στο κρεβάτι του Προκρούστη. Άρα πολλοί, για την ακρίβεια οι περισσότεροι, απαντούν 200 N.

Η σωστή απάντηση είναι όμως το 100 Ν και προκύπτει από τον τρόπο που λειτουργεί το δυναμόμετρο. Σε αυτό το όργανο δεν τραβιούνται και τα δύο άκρα. Το αριστερό είναι αυτό είναι ακίνητο και το δεξί ανοίγει. Προκειμένου να μετρήσει οτιδήποτε σωστά ένα δυναμόμετρο, θα πρέπει να έχει το ένα άκρο σταθερό. Στην περίπτωσή μας, αυτό το παρέχει το δεξί βάρος που, καθώς είναι ίσο με το αριστερό, ισορροπεί το σύστημα.

Προσέξτε, το σύστημα και όχι το δυναμόμετρο!

Αυτό έχει τη δυνατότητα να ανοίξει στο δεξί του άκρο. Και, ποιος το τραβάει εκεί; Το βάρος των 100 Ν.

Αν μπερδευτήκατε σκεφτείτε πως είστε σε μια λαϊκή αγορά, έχετε βάλει σε μια σακούλα 100 Ν πατάτες και ο μανάβης σας τις ζυγίζει σε μια κλασική ζυγαριά – που είναι στην ουσία ένα δυναμόμετρο. Το πάνω άκρο της μένει ακίνητο κι έτσι το κάτω μπορεί και ζυγίζει τις πατάτες.

Αυτή την «ακινησία» την δίνει, όταν το βάζεις οριζόντιο, το άλλο βάρος. Με άλλα λόγια, αν δεν υπήρχε το βάρος από αριστερά, το δυναμόμετρο θα έπεφτε λόγω του δεξιού βάρους και της επιτάχυνσης της βαρύτητας και τότε θα μετρούσε….μηδέν!

Αν θέλαμε να μετρήσει 200, θα έπρεπε να τραβάει κάποιος συνέχεια προς τα αριστερά το σύστημα, με επιτάχυνση 2 φορές αυτή της βαρύτητας.