Σώμα εκτοξεύεται οριζόντια πάνω σε οριζόντιο επίπεδο με τριβές. Η μόνη δύναμη που ασκείται οριζόντια στο σώμα είναι η τριβή.

Αν εφαρμόσουμε την ΑΔΕ και το ΘΜΚΕ στο σώμα, προκύπτει ότι η θερμοκρασία του σώματος δεν μεταβάλλεται.

Γιατί εμφανίζεται αυτό το παράδοξο;

Απάντηση

Το παράδοξο

Η μόνη εξωτερική δύναμη που ασκείται στο σώμα είναι η τριβή.
Εφαρμόζοντας στο σώμα την ΑΔΕ προκύπτει:

W_T=\Delta E_\kappa+\Delta E_\theta\,\,\,\,(1)

όπου W_T το έργο της τριβής, \Delta E_\kappa η μεταβολή της κινητικής ενέργειας του σώματος και \Delta E_\theta η μεταβολή της θερμικής ενέργειάς του.

Εφαρμόζοντας στο σώμα το ΘΜΚΕ προκύπτει:

W_T= \Delta E_\kappa\,\,\,\,(2)

Από τη (1) και τη (2) προκύπτει:

\Delta E_\theta=0

Γιατί εμφανίζεται αυτό το παράδοξο;

Το παράδοξο προκύπτει λόγω λανθασμένης εφαρμογής της ΑΔΕ:
δεν αυξάνεται μόνο η θερμοκρασία του σώματος. Συγχρόνως αυξάνεται και η θερμοκρασία του δαπέδου. Άρα δεν μπορούμε να εφαρμόσουμε την ΑΔΕ μόνο στο σώμα.

Εφαρμόζοντας σωστά την ΑΔΕ

Στο σύστημα σώμα – δάπεδο δεν υπάρχουν εξωτερικές δυνάμεις.
Εφαρμόζοντας την ΑΔΕ σε αυτό το σύστημα προκύπτει:

0=\Delta E_\kappa+\Delta E_\theta \Rightarrow

\Delta E_\theta=-\Delta E_\kappa\,\,\,\,(3)

Επειδή η κινητική ενέργεια ελαττώνεται

\Delta E_\kappa=-|\Delta E_\kappa|\,\,\,\,(4)

Από την (3) και την (4) προκύπτει:

\Delta E_\theta=|\Delta E_\kappa|

Συμπέρασμα: Αν εφαρμόσουμε την ΑΔΕ στο σύστημα σώμα-δάπεδο προκύπτει ότι η αύξηση της θερμικής ενέργειας του σώματος και του δαπέδου είναι ίση με την ελάττωση της κινητικής ενέργειας του σώματος. Αυτό πράγματι επιβεβαιώνεται πειραματικά.


Discover more from Πρότυπα Θέματα Φυσικής

Subscribe to get the latest posts sent to your email.

Απάντηση

Discover more from Πρότυπα Θέματα Φυσικής

Subscribe now to keep reading and get access to the full archive.

Continue reading

Discover more from Πρότυπα Θέματα Φυσικής

Subscribe now to keep reading and get access to the full archive.

Continue reading