Γιατί μας ενδιαφέρει Για να εφαρμόσουμε την ΑΔΟ και την ΑΔΕ θα πρέπει με ακρίβεια να επιλέξουμε το σύστημα και το περιβάλλον του.

Στο Σχήμα φαίνεται η γραφική παράσταση της ταχύτητας ενός σώματος, που κινείται ευθύγραμμα, ως προς το χρόνο. Στο σώμα δεν ασκούνται εξωτερικές δυνάμεις και για την κίνησή του δεν καταναλώνεται ενέργεια. Ποιος μηχανισμός θα μπορούσε να υπάρχει στο εσωτερικό του σώματος ώστε αυτή η κίνηση να μην παραβιάζει την ΑΔΟ και την ΑΔΕ;

Απάντηση

Όπως φαίνεται στο Σχήμα, στο εσωτερικό του σώματος που μελετάμε υπάρχει ένα δεύτερο σώμα. Τα δύο σώματα έχουν ίσες μάζες. Αρχικά το εξωτερικό σώμα είναι ακίνητο και μπορεί να γλιστρά σε οριζόντια επιφάνεια χωρίς τριβές.

Η περιοδική εναλλαγή κίνησης–ακινησίας του εξωτερικού σώματος εξηγείται ως εξής:

1. Το εσωτερικό σώμα έχει αρχική ταχύτητα και γλιστρά στο εσωτερικό του εξωτερικού σώματος επίσης χωρίς τριβές. Επειδή δεν ασκούνται οριζόντιες δυνάμεις, η ταχύτητα του εσωτερικού σώματος μένει σταθερή ενώ το εξωτερικό σώμα μένει ακίνητο.
2. Ορισμένη στιγμή το εσωτερικό σώμα φθάνει στη μπροστινή πλευρά του εξωτερικού και τα δύο σώματα να συγκρούονται ελαστικά. Επειδή τα σώματα έχουν ίσες μάζες και η κρούση είναι ελαστική, ανταλλάσσουν ταχύτητες: το εσωτερικό σώμα ακινητοποιείται και το εξωτερικό αρχίζει να κινείται με ταχύτητα .
3. Σε επόμενη στιγμή η πίσω πλευρά του εξωτερικού σώματος φθάνει στη θέση που βρίσκεται το εσωτερικό -το οποίο μέχρι εκείνη τη στιγμή παράμενε ακίνητο- και τα δύο σώματα συγκρούονται ελαστικά μεταξύ τους ανταλλάσσοντας πάλι ταχύτητες. Δηλαδή το εξωτερικό σώμα ακινητοποιείται και το εσωτερικό αποκτά ταχύτητα .
4. Κατόπιν όλη η διαδικασία επαναλαμβάνεται συνεχώς.

Επειδή στο σύστημα των δύο σωμάτων δεν ασκούνται εξωτερικές δυνάμεις παρά μόνο το βάρος και η κάθετη δύναμη από το οριζόντιο επίπεδο, που εξουδετερώνονται μεταξύ τους, η ορμή του συστήματος διατηρείται. Επειδή δεν υπάρχουν τριβές και η κρούση είναι ελαστική η ενέργεια του συστήματος επίσης διατηρείται.

Συμπέρασμα Το εξωτερικό σώμα δεν είναι απομονωμένο: στο περιβάλλον του ανήκει το εσωτερικό σώμα, το οποίο περιοδικά ασκεί δύναμη σε αυτό. Άρα η ΑΔΟ και η ΑΔΕ δεν ισχύει για το σώμα που παρατηρούμε.