Πέμπτη, 13 Ιουνίου 2013

Μια καμινάδα πέφτει

Έγραφε η Ελένη Γκάμαρη -Seale στον Φυσικό Κόσμο (τεύχος 65 - Νοεμ. Δεκ. 1977 )
Διασκευή από σημείωμα του Al.A. Barlatt του Πανεπιστημίου του Colorado στο «Physics Teacher» του Σεπτεμβρίου 1976

Όταν γέρνει μια καμινάδα και γκρεμίζεται μπορεί κανείς συχνά να παρατηρήσει πως πέφτοντας σπάει κατά το μισό της μήκος και πως το πάνω της κομμάτι πέφτει ύστερα από το κάτω.
Για να βρούμε τους βασικούς λόγους που σπάει η καμινάδα εξετάζουμε ένα ραβδί, ομοιόμορφο σ’ όλο του το μήκος, που είναι στερεωμένο στο τραπέζι μ’ ένα μεντεσέ.
Αν από την κατακόρυφη αυτή θέση, αφήσουμε το ραβδί να πέσει, παρατηρούμε πως στο ελεύθερο άκρο του θα αναπτυχθεί μια μεγάλη εφαπτομενική επιτάχυνση, εφόσον τα ραβδί είναι άκαμπτο.
 Όταν η γωνία του ραβδιού με την οριζόντια επιφάνεια γίνει μικρότερη από 35ο , η κάθετη συνιστώσα της επιτάχυνσης θα γίνει μεγαλύτερη από την επιτάχυνση της βαρύτητας.

(Μια καλή άσκηση μηχανικής στερεού σώματος θα ήταν να υπολογιστεί η γωνιακή ταχύτητα, γωνιακή επιτάχυνση της ράβδου που πέφτει, σε μια τυχαία γωνία φ με τον ορίζοντα, στη συνέχεια να υπολογιστεί η επιτρόχια επιτάχυνση, η  κεντρομόλα επιτάχυνση, η συνισταμένη επιτάχυνση  του ελεύθερου άκρου Β.
Η εφαπτομενική – επιτρόχια - επιτάχυνση του ελεύθερου άκρου, δίνεται από την εξίσωση αεπ = 3gσυνφ/2  και είναι μεγαλύτερη από την επιτάχυνση βαρύτητας g για γωνίες φ της  κλίσης της ράβδου με τον ορίζοντα μικρότερες από 47 περίπου – συνφ>2/3)

Οι καμινάδες που είναι φτιαγμένες από τούβλα δεν είναι αρκετά δυνατές για να αντέξουν σ’ αυτήν τη μεγάλη εφαπτομενική επιτάχυνση. Επομένως, θα εμφανιστούν ρήγματα από τάσεις στο προπορευόμενο κομμάτι μιας καμινάδας που πέφτει
Η κορυφή της θα αποσπαστεί και θα φτάσει στο έδαφος λίγο χρόνο μετά το κάτω κομμάτι.
Μπορεί, βέβαια, κανείς να υπολογίσει την κατακόρυφη δύναμη που προκαλεί τη ρήξη, την κατά μήκος δύναμη και τη ροπή της κάμψης σ’ ένα μακρύ άκαμπτο ομοιόμορφο ραβδί, με τετράγωνη ή κυκλική τομή, ή σε μια κωνική καμινάδα με σταθερό πάχος τοιχωμάτων, που περιστρέφεται γύρω από έναν άξονα, που περνά από τη βάση τους, με την επίδραση της βαρύτητας.
Με πιο λεπτομερειακή ανάλυση της παραπάνω δύναμης μπορεί κανείς να υπολογίσει ακριβώς τη θέση που θα συμβεί το σπάσιμο.
Αν π.χ. το σπάσιμο γίνει για πρώτη φορά όταν η καμινάδα έχει στραφεί κατά 20ο , τότε το σπάσιμο θα γίνει στα 42% του μήκους της, μετρούμενου από τη βάση, κι αν το σπάσιμο δε γίνει παρά μόνον αφού η καμινάδα πέσει κατά γωνία 60ο , τότε το σπάσιμο θα συμβεί στα 30% του μήκους της, μετρούμενου πάλι από τη βάση.
Το θέμα της καμινάδας που πέφτει, είναι ένα ενδιαφέρον φαινόμενο στη Φυσική.

Ο συγγραφέας του άρθρου (Al.A. Barlatt) ζήτησε πληροφορίες και φωτογραφίες αυτού του φαινομένου και η ανταπόκριση που είχε η έκκλησή του δείχνει πως το ενδιαφέρον για το φαινόμενο είναι μεγάλο. Περισσότεροι από δέκα άνθρωποι του έστειλαν απαντήσεις και αρκετές φωτογραφίες που δείχνουν πτώσεις καμινάδων.
......................................................................................................................;
Ευχαριστώ τον συνάδελφο και φίλο Στέργιο Ναστόπουλο για την προσθήκη του συνδέσμου 
........................................................................................................................
Ιωάννινα 4 Σεπτ. 1930
Η κατεδάφιση του τζαμιού του Οσμάν Τσιαούς που βρίσκονταν στο χώρο της Ζωσιμαίας Παιδαγωγικής Ακαδημίας. Ο Απόστολος Βερτόδουλος αποθανάτισε τη στιγμή 
Πηγή: e giannina. wordpress
..................................................................................
Σύμφωνα με τον συμμαθητή και φίλο πολιτικό μηχανικό Γιάννη Π.
Α) Ανατίναξη με εκρηκτικά (τοποθετούνται χαμηλά στη βάση) για να προκαλέσει διατμητικές τάσεις και να ξεκινήσει η πτώση του κτίσματος.

Β) Προηγείται η πτώση του κατώτερου τμήματος, επειδή βρίσκεται πλησιέστερα του εδάφους.
............................................................................................
Η επιτάχυνση σε καμπυλόγραμμη κίνηση
(από το βιβλίο Μηχανική του Παναγιώτη Τσούνη - Αθήναι 1969)


Δεν υπάρχουν σχόλια: