Βάρος και βαρύτητα: Η ανάγκη για συμφωνία ορισμών

Βάρος και βαρύτητα: Η ανάγκη για συμφωνία ορισμών

Richard C. Morrison, Physics Department, University of New Haver

The Physics Teacher, Ιανουάριος 1999 V.37 σελ. 51-52

ΠΕΡΙΛΗΨΗ, απόδοση στα ελληνικά: Ηλίας Καλογήρου Υπεύθυνος ΕΚΦΕ ΔΔΕ Ηλείας

Στα εισαγωγικά μαθήματα Φυσικής, όταν ρωτάμε τους μαθητές μας: «γιατί οι αστροναύτες αιωρούνται μέσα στη καμπίνα του δορυφόρου;», οι περισσότεροι απαντούν: «επειδή βρίσκονται έξω από το πεδίο βαρύτητας της Γης».

Προφανώς μεταφέρουν εσφαλμένα αντιλήψεις αφού έχουν ακούσει ότι στους δορυφόρους επικρατεί «έλλειψη βαρύτητας» και «μηδενική βαρύτητα».

Δυστυχώς, τα μη επιστημονικά μέσα επικοινωνίας τροφοδοτούν τον κόσμο με παρανοήσεις για τα διάφορα φυσικά φαινόμενα, κάτι που δεν συμβαίνει με τα αναγνωρισμένα βιβλία Φυσικής.

Εδώ όμως συμβαίνει το εξής μη αναμενόμενο: Υπάρχει διαφοροποίηση ορισμών για τη λέξη «βάρος».

Ας δούμε διάφορους ορισμούς του βάρους σε μερικά βιβλία:

1) Βάρος είναι η έλξη βαρύτητας της Γης (Ohanian)

2) Η δύναμη που ασκείται από τη Γη σ’ ένα σώμα καλείται βάρος του σώματος (Serway – Faughn)

3) Βάρος είναι η προς τα κάτω δύναμη που δέχεται ένα σώμα σαν αποτέλεσμα της βαρυτικής αλληλεπίδρασης Γης – σώματος (Hecht)

4) Βάρος ενός σώματος είναι η βαρυτική δύναμη της έλξης την οποία ασκεί ένα ουράνιο σώμα πάνω στο –αντικείμενο- σώμα. (Wilson – Buffa)

5) Βάρος είναι η βαρυτική δύναμη που ασκείται σ’ ένα σώμα προερχόμενη απ’ όλα τ’ άλλα σώματα στο σύμπαν. (Sears, Zemansky, Young)

6) Βάρος λέμε τη βαρυτική δύναμη που ασκείται σ’ ένα σώμα. (Lea – Burke)

7) Βάρος είναι η δύναμη της βαρύτητας που δρα σ’ ένα σώμα (Giancoli)

8) Βάρος ενός σώματος είναι η δύναμη η οποία έλκει το σώμα κατ’ ευθείαν προς το πλησιέστερο αστρονομικό σώμα…η δύναμη οφείλεται πρωτίστως σε μια έλξη – που λέγεται βαρυτική έλξη- μεταξύ των δυο σωμάτων. (Halliday, Resnick, Walker)

Οι προηγούμενοι ορισμοί δεν επιφέρουν σύγχυση και μπορούν να θεωρηθούν περίπου ίδιοι. Ας δούμε και μερικούς τελείως διαφορετικούς:

α) Η μάζα συχνά συγχέεται με το βάρος και αυτό με τη δύναμη της βαρύτητας…Μετράμε το βάρος ανάλογα με το πόσο μπορούμε να πιέσουμε ένα βαθμονομημένο ελατήριο σαν αυτό που υπάρχει στη ζυγαριά του μπάνιου (Kirkpatrick, Wheeler)

β) Ορίζουμε το βάρος ενός αντικειμένου σαν τη δύναμη που εξασκεί αυτό πάνω στο υποστήριγμα του (Hewitt). Αυτός ο ορισμός επιτρέπει στον Hewitt ν’ αναφέρει ότι ένας αστροναύτης σε τροχιά «είναι αβαρής διότι δεν στηρίζεται κάπου». Αντίθετα οι Wilson και Buffa ισχυρίζονται ότι οι όροι: «έλλειψη βαρύτητας» και «μηδενική βαρύτητα» είναι λανθασμένοι.

Έτσι βλέπουμε ότι δεν υπάρχει συμφωνία στους ορισμούς του βάρους.

Ο Hewitt ονομάζει τη δύναμη που ασκεί ένα σώμα σε μια ζυγαριά σαν «ενεργό βάρος» και αναφέρει ότι ένα σώμα σε ελεύθερη πτώση είναι «ενεργά αβαρές».

Ο Giancoli εξηγεί τη διαφορά μεταξύ «πραγματικής έλλειψης βαρύτητας (στα βάθη του διαστήματος, μακριά από αστρονομικά σώματα) και «φαινομενικής έλλειψης βαρύτητας».

Ο Boleman επαναφέρει τη σύγχυση, λέγοντας αρχικά: «το βάρος σας είναι η έλξη της Γης πάνω στο σώμα σας» και αργότερα γράφει «το πλήρωμα του πρώτου διαστημικού εργαστηρίου ήταν σε έλλειψη βαρύτητας για 29 ημέρες».

Απ’ ότι φαίνεται η επικρατούσα άποψη θεωρεί ότι βάρος είναι η τοπική δύναμη βαρύτητας πάνω σ’ ένα σώμα. Σ

Στο λεξικό The American Heritage Dictionary of the English Language υπάρχει ο καλύτερος ορισμός του βάρους: «είναι η βαρυτική δύναμη που ασκείται από τη Γη ή άλλο ουράνιο σώμα πάνω σ’ ένα σώμα, ίση με το γινόμενο της μάζας του σώματος και της τοπικής τιμής της επιτάχυνσης της βαρύτητας».

Απ’ τα προηγούμενα διαπιστώνεται ότι οι συγγραφείς αλλά και όσοι διδάσκουν Φυσική θα πρέπει να συμφωνήσουν σε ενιαίους ορισμούς. Έτσι δεν θα γίνονται οι ίδιοι αιτία, εν μέρει, για τις παρανοήσεις που έχει ο κόσμος για διάφορα φυσικά φαινόμενα όπως π.χ. η έλλειψη βαρύτητας σε τροχιά

...........................

(Αλήθεια τι ορισμοί υπάρχουν στα ελληνικά βιβλία Φυσικής για το βάρος και τη βαρύτητα;)