Πέμπτη 11 Απριλίου 2019

Στη φυσική ξεκινάμε, υποτίθεται από τους νόμους του Newton. Πάνω σε αυτούς και στην Κινηματική χτίζουμε όλη την ανάπτυξη της Φυσικής στο Λύκειο.   Είναι όμως αυτοί πραγματικά οι νόμοι που διατύπωσε ο Newton; Έχουμε πραγματικά καταλάβει το μεγαλείο της σκέψης του; Μάλλον όχι. 

Στην πρώτη σελίδα της Principia Mathematica  ο Newton ξεκινά με ορισμούς. Ορίζει τα δυο βασικά γι αυτόν μεγέθη, που είναι η μάζα (matter) και την ορίζει ως το γινόμενο του όγκου και της πυκνότητας καθώς και την ορμή (motion) που την ορίζει ως γινόμενο της μάζας και της ταχύτητας. Είναι εντυπωσιακό ότι η ορμή που για μας διδάσκεται μετά τους νόμους του Newton, για τον ίδιο τον Newton ήταν ένα από τα κύρια μεγέθη. Και για να  μην μείνει καμία αμφιβολία, συνεχίζει:"Η κίνηση (motion) είναι το σύνολο των κινήσεων (motions) των μερών. Συνεπώς ένα σώμα που είναι διπλάσιο σε ποσόστητα αλλά κινείται με την ίδια ταχύτητα, θα έχει την διπλάσια κίνηση (motion) ". Συνεπώς το μέγεθος που ορίζει ο Newton είναι ξεκάθαρα η ορμή.   Στον τρίτο μάλιστα ορισμό ο Newton δίνει τον ορισμό της αδράνειας: Η αδράνεια είναι η ισχύς της αντίστασης λόγω της οποίας ένα σώμα όταν κείτεται παραμένει είτε ακίνητο είτε συνεχίζει να γινείται με σταθερή ταχύτητα.

Μετά την αδράνεια ο Newton ορίζει την δύναμη  ως "μια ασκούμενη δύναμη είναι η δράση που ασκείται σε ένα σώμα ώστε αυτό να αλλάξει την κατάσταση του που είναι είτε αυτή της ηρεμίας είτε της ευθύγραμμης κίνησης με σταθερή ταχύτητα".
Αφού λοιπόν συνεχίσει με 12 σελίδες ορισμούς ο Newton στη σελίδα 13 διατυπώνει τους περίφημους τρεις νόμους του. Ο Δεύτερος Νόμος του είναι πως η δύναμη είναι ο ρυθμός μεταβολής της ορμής. Οχι το γινόμενο της μάζας επί την επιτάχυνση που συνηθίζουμε να παρουσιάζουμε (καθώς δεν έχουμε αναφερθεί ακόμα στην ορμή) αλλά ο ρυθμός μεταβολής της ορμής. Ο σωστός νόμος του Newton καλύπτει και την περίπτωση της κίνησης μιας άμαξας μέσα στη βροχή (όπως τραγουδά το παλιό ρεμπέτικο), ο νόμος όπως εμείς τον διδάσκουμε όχι γιατί η σχέση που δίνουμε στα παιδιά είναι σωστή για σταθερή μάζα ενώ σε αυτή την περίπτωση η μάζα της άμαξας μεγαλώνει καθώς συσσωρεύεται νερό μέσα σε αυτήν. 

Ο τρόπος με τον οποίο παρουσιάζονται οι νόμοι του Newton στους μαθητές είναι απόλυτα στηλιζαρισμένος, με αποτέλεσμα να μην έρχονται οι μαθητές σε επαφή με το μεγαλείο της σκέψης του. Η απουσία της αναφοράς της ορμής, που τώρα πια μέσα από το θεώρημα της Noether ξέρουμε ότι διατηρείται εξαιτίας της συμμετρίας του χώρου, μειώνει σημαντικά το μεγαλείο της σύλληψης αυτών των νόμων από τον Newton. 

Όμως με τον τρόπο που εξελίσσονται τα αναλυτικά προιγράμματα με την πάροδο των δεκαετιών είναι ξεκάθαρη η λογική να μην έρχονται οι μαθητές σε επαφή με την λογική της διατήρησης μεγεθών παρά μόνο μέσα από μια μεθοδολογία σε ασκήσεις.

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου

Η ιδέα του Einstein για την κοσμολογική σταθερά.

Στην εργασίς του 1917 ο Einstein εισάγει την κοσμολογική σταθερά που αργότερα θεώρησε ως το μεγαλύτερο λάθος της ζωής του. Όμως το 1998 αποδ...