Υδροστατική πίεση και ελεύθερη πτώση

Είναι γνωστό ότι η υδροστατική πίεση (Ρυδρ=ρgh) έχει νόημα μόνο εφόσον το υγρό βρίσκεται μέσα σε πεδίο βαρύτητας. Αυτό μπορεί να αποδειχθεί με ένα απλό και καλοκαιρινό πείραμα. Αντί να πειραματιστούμε στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό όπου επικρατούν συνθήκες έλλειψης βαρύτητας μπορούμε να κάνουμε κάτι πολύ πιο βολικό.

Παίρνουμε ένα πλαστικό μπουκάλι και το γεμίζουμε με νερό αφήνοντας ανοιχτό το στόμιό του. Αν ανοίξουμε μια τρύπα σε βάθος h από την ελεύθερη επιφάνεια του υγρού τότε παρατηρούμε το νερό να εκτοξεύεται προς τα έξω. Όμως, αν αφήσουμε το μπουκάλι να πέσει ελεύθερα παρατηρούμε ότι καθώς το μπουκάλι εκτελεί ελεύθερη πτώση το νερό παύει να εκτοξεύεται από την τρύπα. Γιατί συμβαίνει αυτό;

Διότι ένα σύστημα, όπως το σύστημα (μπουκάλι+νερό) που πέφτει ελεύθερα σε ένα βαρυτικό πεδίο, ισοδυναμεί με αδρανειακό σύστημα αναφοράς. Αυτή είναι η αρχή της ισοδυναμίας του Αϊνστάιν. Το νερό στο μπουκάλι δεν ‘αισθάνεται’ το βαρυτικό πεδίο και κατά συνέπεια δεν υπάρχει υδροστατική πίεση.

Το απλό πείραμα πραγματοποίησε με επιτυχία ο φυσικός Brian Greene, όταν στην τηλεοπτική εκπομπή ‘The Late Show’ του Stephen Colbert, εξηγούσε με απλά λόγια την Γενική Θεωρία της Σχετικότητας (μετά το 4:16):

Παρόμοια κατάσταση με το σύστημα (μπουκάλι+νερό) που πέφτει ελεύθερα, έχουμε όταν π.χ. κόβεται το συρματόσχοινο που κρατάει ένα ασανσέρ και έχουμε την ατυχία να βρισκόμαστε μέσα σ’ αυτό. Τότε θα αισθανθούμε «να χάνεται το έδαφος» από τα πόδια μας. Καθώς θα εκτελούμε ελεύθερη πτώση μαζί με το ασανσέρ δεν θα αισθανόμαστε την γήινη βαρύτητα. Κι αν αφήσουμε από τα χέρια μας να «πέσει» ένα αντικείμενο θα το βλέπουμε να αιωρείται – επιβεβαιώνοντας ότι στο σύστημά μας επικρατούν συνθήκες έλλειψης βαρύτητας.



Κατηγορίες:ΒΑΡΥΤΗΤΑ, ΒΙΝΤΕΟΠΕΙΡΑΜΑ, ΣΧΕΤΙΚΟΤΗΤΑ

Ετικέτες: , ,

5 replies

  1. Στοιχειώδης μάζα Δm στον πυθμένα δέχεται w προς τα κάτω κ Ν προς τα πάνω. Επειδή ΣF= mg ( ελ πτώση ) προκύπτει Ν=0 αρα δεν δέχεται ούτε ασκεί δύναμη στον πυθμένα. Άρα μηδενική πίεση και μη ροή.

  2. Το ίδιο (πρέπει να) συμβαίνει σε μπουκάλι με τρύπες, δεμένο σε νήμα ή ράβδο, που εκτελεί κατακόρυφη οριακή ανακύκλωση, στο ανώτερο σημείο της τροχιάς!…

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Google

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

Ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για την εξάλειψη των ανεπιθύμητων σχολίων. Μάθετε πως επεξεργάζονται τα δεδομένα των σχολίων σας.

Αρέσει σε %d bloggers: