Πες μου γιατί όλα πέφτουν!

της Λίας Καραμπατέα

Ναι ναι ναι, το ξέρουμε πως το ξέρετε. Λόγω του βάρους θα απαντήσετε, ή λόγω της βαρύτητας θα το εκφράσετε κάποιοι άλλοι. Δεν έχετε άδικο. Όμως, τι σημαίνει το «λόγω του βάρους»; Πόσοι μπορείτε να πάτε την απάντησή σας ένα βήμα παραπέρα;

Η κίνηση ενός σώματος κατά την οποία η ταχύτητά του ολοένα και αυξάνεται, χαρακτηρίζεται ως επιταχυνόμενη. Η αντίθετη περίπτωση, είναι η επιβράδυνση.

Το βάρος είναι η δύναμη με την οποία η γη έλκει όλα τα σώματα. Υπολογίζεται από το γινόμενο της μάζας κάθε σώματος επί τη βαρυτική επιτάχυνση, η οποία έχει σταθερή τιμή και ίση περίπου με 10. Λόγω του τρίτου νόμου του Νεύτωνα, λέμε πως όπου υπάρχει «δράση» υπάρχει και «αντίδραση», δηλαδή όπου ασκείται μια δύναμη, ασκείται πίσω μια δύναμη ίσου μέτρου και αντίθετης φοράς. Όταν λοιπόν, στεκόμαστε όρθιοι στο έδαφος, το βάρος είναι μια δύναμη που εξακολουθεί να ασκείται αλλά καταφέρνουμε να ισορροπούμε γιατί εξισορροπείται από την κάθετη αντίδραση που ασκεί το έδαφος σε εμάς (δύναμη ίση με το βάρος μας και αντίθετης κατεύθυνσης).

Όταν ένα σώμα βρίσκεται στον αέρα, και εφόσον δεν υπάρχει δύναμη να εξισορροπεί το βάρος του, το σώμα θα κινηθεί προς το έδαφος. Η ευθύγραμμη κίνηση (πτώση) που κάνει ένα σώμα εξαιτίας μόνο του βάρους του, ονομάζεται ελεύθερη πτώση. Είναι μια περίπτωση ομαλά επιταχυνόμενης κίνησης, συγκεκριμένα με επιτάχυνση τη βαρυτική επιτάχυνση που προαναφέρθηκε.

Ωστόσο, προκειμένου να ισχυριστούμε ότι συμβαίνει κάτι τέτοιο, θα πρέπει να μην υπάρχει καθόλου αντίσταση λόγω αέρα. Στην πραγματικότητα, κάτι τέτοιο είναι ανέφικτο. Μία ιδανική ελεύθερη πτώση μπορεί να συμβεί μόνο σε συνθήκες κενού (π.χ. μέσα σε έναν σωλήνα από τον οποίο έχει αφαιρεθεί εντελώς ο αέρας). Διαφορετικά, η – έστω και μικρή – αντίσταση του αέρα είναι αναπόφευκτη.

Δοκιμάστε τώρα να κάνετε το εξής. Κρατήστε ψηλά ένα φύλλο χαρτί, αφήστε το να πέσει και παρατηρείστε πόσο αργά και ακανόνιστα πέφτει. Το ίδιο χαρτί τώρα, τσαλακώστε το, δώστε του τη μορφή μιας «μπάλας» και αφήστε το πάλι από το ίδιο ύψος να πέσει. Παρατηρείτε ότι η πτώση συμβαίνει αρκετά πιο γρήγορα από πριν. Γιατί να συμβεί όμως κάτι τέτοιο, αφού ασχέτως σχήματος, μιλάμε για το ίδιο αντικείμενο και στις δύο περιπτώσεις (άρα μάζα και βάρος έμειναν σταθερά);

Ενώ η δύναμη του βάρους είναι ανάλογη της μάζας ενός σώματος (οπότε δεν θα αλλάξει για το ίδιο σώμα επειδή άλλαξε το σχήμα του), δεν συμβαίνει το ίδιο με την αντίσταση του αέρα, η οποία όπως εξηγήσαμε είναι υπαρκτή ακόμη κι αν δεν το καταλαβαίνουμε!

Η δυσκολία που θα θέσει στην κίνηση ενός σώματος η αντίσταση του αέρα, είναι ανάλογη της επιφάνειας του σώματος αυτού. Γι’ αυτό και στη δεύτερη περίπτωση, μειώνοντας την επιφάνεια του χαρτιού, μειώσαμε την αντίσταση του αέρα και πετύχαμε πιο γρήγορη πτώση του.

Τελικά, ακόμη και πίσω από πράγματα που (νομίζουμε πως) γνωρίζουμε, κρύβεται πάντα κάτι περισσότερο!