Voiko mielestänne tieteessä olla ristiriitoja? Tässä teille pähkinä purtavaksi!

Tilanteessa, jossa jousi on litistyneimmillään ja vaunut 1a ja 1b rullaavat täsmälleen samalla nopeudella, voimme käyttää energian säilymislakia. Tämä tarkoittaa, että liike-energia ennen jousen litistymistä on yhtä suuri kuin liike-energia jousen ollessa litistyneimmillään.

Liike-energia (E) lasketaan kaavalla:

E = 0.5 * m * v^2

Missä:
- E on liike-energia
- m on kappaleen massa
- v on kappaleen nopeus

Vaunu 1a ja vaunu 1b liikkuvat samalla nopeudella ja niiden massat ovat samat, joten voimme merkitä vaunut 1a ja 1b samalla massalla m.

Ennen jousen litistymistä vaunu 1a:n liike-energia on:

E1a = 0.5 * m * v^2

Kun jousi litistyy ja vaunu 1a pysähtyy, sen liike-energia siirtyy jouseen. Vaunu 1b jatkaa liikettään samalla nopeudella, joten sen liike-energia on:

E1b = 0.5 * m * v^2

Jousiin varastoitunut liike-energia on siis:

E_jousi = E1a - E1b

E_jousi = (0.5 * m * v^2) - (0.5 * m * v^2)

E_jousi = 0

Tämä tarkoittaa, että jousiin ei varastoidu liike-energiaa, vaan se siirtyy täysin vaunusta 1a vaunuun 1b. Vaunun 2 liike-energia säilyy ennallaan, eikä siihen vaikuta jousen litistyminen.

Lyhyesti sanottuna, jousiin ei varastoidu liike-energiaa, ja vaunut 1a ja 1b jakavat sen keskenään täysin. Vaunu 2 ei ole tässä vaiheessa vaikutuksen alainen, joten sen nopeus pysyy ennallaan.

Tarkennusta edelliseen:

Kun vaunu 1a ja vaunu 1b liikkuvat samalla nopeudella oikealle ja vaunu 2 liikkuu vasemmalle, niin tässä tilanteessa on olemassa yhteisvaikutus, joka ei ole yksinkertainen Newtonin kolmannen liikelain soveltaminen. Tärkeä huomio on, että vaunut 1a ja 1b ovat alun perin yhteydessä toisiinsa jousen kautta. Jousen venyminen ja myöhempi litistyminen vaikuttaa tapahtumiin.

Kun vaunu 1a ja 1b kohtaavat ja jousi litistyy, niin voima välittyy jousen kautta, ja tämä voima hidastaa vaunua 1a ja kiihdyttää vaunua 1b. Tässä tilanteessa energia siirtyy jousen välityksellä vaunusta 1a vaunuun 1b, mutta vaunu 2 ei vaikuta tähän prosessiin, koska se liikkuu eri suuntaan eikä ole vuorovaikutuksessa jousen kanssa.

Tämä tarkoittaa, että vaunut 1a ja 1b voivat liikkua yhtä nopeasti, koska niiden välinen vuorovaikutus välittyy jousen kautta. Vaunu 2 jatkaa liikkumistaan omalla nopeudellaan.

Kun jousi on litistynyt täysin, ja vaunut 1a ja 1b liikkuvat samalla nopeudella, niiden nopeus vaunuun 2 verrattuna on nolla, koska vaunut 1a ja 1b ovat pysähtyneet jousen kautta tapahtuneen energiansiirron seurauksena. Vaunu 2 jatkaa liikkumistaan alkuperäisellä nopeudellaan, ja koko järjestelmä jatkaa liikettään ilman ristiriitaa.

Tämä on tyypillinen cum laude - aloitustehtävä oppilaille mekaniikan peruskurssissa

Ajatellaan vähän yksinkertaisemmin vähemmän partametreja

Kolme massaa m ja alla iso alusta M
Koko massakeskipiste origossa
Massat m pisteissä sanotaan miinus 1 nolla ja plus 1 ei sinänsä merkitystä

Origomassa pannaan KÄDELLÄ liikkeelle oikealle nopeus v
Miinus 1 massa vasemmalle nopeus miinus v

Oikealle menevä törmää uloimman massan jouseen ja ne alkavat liikkua yhdessä nopeudella puoli v jousi on tällöin maksimaalisesti puristunut stationaarisessa tilassa

Koko systeemin masssakeskipiste pysyy origossa

Oikealla olevien massojen VÄLINEN sisäinen liike-energia on hävinnyt jousen puristukseen eli puoli kertaa redusoitu massa kertaa välinen nopeus v toiseen

( saa laskea alkeisosien erotuksena puhun tässä ammattilaisille ja oikaisen) eli jouseen on varastoitunut liike-energia m v toiseen jaettuna neljällä

Jos jousen jousivakio on k on jousen puristuma neliöjuuri ( m/ 2k) kertaa v

M on nyt paikallaan ja koko massakeskipiste on paikallaan origossa

Sitten jousisysteemi 2m törmää M päätyseinään oikealla

Jos M on pieni lähesnolla se siitä mutta muuten
on valittava tarttuvatko vai pomppaavatko jousikappaleet seinään

Oletetaan että energiaa häviää maksimaalisesti ja jousikappaleet tarttuvat M silloin kaksi m ja M kappaleet jatkavat yhdessä oikealle liikkumista nopeudella U = mv /(2m + M)

Koko systeemin painopiste pysyy edelleen origossa paikallaan koska yksinäinen m liikkuu vasemmalle nopeudella miinus v

Liikemäärä massakeskipisteen suhteen on nolla eikä se liiku eli liikemääröt -mv vasemmalle ja plus ( 2m+M) U oikeslle on summaltaan nolla eli liikemäärä on nolla

Vaunu M liikkuu oikealle maailman loppuun
samoin m vasemmalle

Jos sekin törmää ja tarttuu M vasempaan seinään energiaa häviää maksimaalisesti ja koko hökötys pysähtyy eli massaltaan hökötys M +3m saa yllä mainitun liilemäärän nolla eli nopeudeksi tulee nolla kaikki pysähtyy

Massakeskipiste on koko ajan ollut paikallaan origossa

alussa KÄDEN antama energia on " hävinnyt" kommentoin tätä sanaa vielä

kolmeen paikkaan
Palautuvaan jousen puristukseen reversiibelisti
Palautumattomaan entropian taakse kahteen törmäykseen

Mitään ei ole siis oikeasti hävinnyt mutta vaikka energiasiirto on helppo laskea näin päässälaskuna tässä
sen seuraukset aineissa on laskettava statistisen fysiikan keinoin monivapausasteisesta probleenasta

Epäilyttävästi näyttää siltä, että eräät lukijat ovat sittenkin ymmärtäneet vaunujen 1a ja 1b kohtaamistapahtuman väärin. He ovat luultavasti ajatelleet vaunujen vain tarttuvan joustavasti toisiinsa ja jatkavan sitten matkaansa (bojojoinngg) haitariliikettä tehden rautatienpätkän päätypukkia päin.

Siis tarkoitus on, että energiaa  j ä ä  t a l t e e n  myöhempää käyttöä varten samaan tapaan kuin vieterileluun vetoa väännettäessä, paitsi että siinä missä vetoavainta pitää kääntää usein montakin kierrosta, niin tässä tapauksessa energiaa tallettuu jouseen samalla periaatteella, mutta suoraviivaisesti vain yhdellä tönäisyllä.

Minulle ei nyt oikein selvinnyt, mikä tuossa on tai siis pitäisi olla se ongelma?

Jos olisin Jumala, loisin minäkin, siis tarkoitan Minäkin, ehkä kitkattoman maailman.

Jos kimmoinen törmäys tapahtuu täyteen pumpatun koripallon ponnahtaessa lattiasta, ja kimmoton tapahtuu kun tyhjäksi päästetty koripallo tussahtaa lattiaan, niin miksi kutsutaan sellaista törmäystä, jossa koripallo on täysi, mutta siinä on laite joka pitää pallon hieman litistyneenä sen osuttua lattiaan niin, että se ei ponnahda  h e t i  vaan vasta kun se erikseen päästetään ponnahtamaan (esim. jollain kauko-ohjaimella)?