Nauka

Problem sa vodom u kanti

Saša Zorkić RSS / 13.02.2018. u 09:47

kofa.jpgProblem vode u kanti star je četiri veka što znamo jer ga nalazimo u trećoj knjizi Njutnovih „Principa" koju je slavni naučnik pisao pre otprilike toliko vremena. On svakako ne može biti stariji pošto je naučno znanje tek sa Njutnom dostiglo nivo na kome se o njemu moglo raspravljati. Problem je vrlo jednostavan: uzmete kantu vode i zarotirate je. Kao što i očekujete dešava se sledeće: usled trenja o zid kante voda i sama počne da rotira, centrifugalna sila je tera dalje od njenog centra, a pošto je zid kante sprečava u širenju ona se uz njega uzdiže.

Dovde je jednostavno i u praksi se sve tu i završava. Ako je kanta puna pazite da je ne dirate mnogo da se voda ne bi prosula. Problem međutim nastaje kada se za kantu zainteresuju fizičari, jer oni vole da postavljaju čudna, pa i nemoguća pitanja. Kad se radi o kanti počnu s ovim pitanjem: u odnosu na čega kanta rotira? Pa u odnosu na sve, kažete vi, ali oni odmah nastavljaju dalje (odavde postaje interesantno): a šta ako kantu ne dirate i ona miruje, a zarotirate sve ostalo oko nje? Da li bi se voda i onda uzdizala? Vi ovde malo razmislite pa kažete: kretanja su relativna i sve jedno je da li rotirate kantu ili svet oko nje - posledice moraju da budu iste. Dakle, i u slučaju da kanta miruje, a oko nje se obrće sve ostalo, voda se izdiže!

Dobro! Međutim, problem kante ovim se ne završava (naprotiv, on tek počinje), jer fizičari zatim izmisle krajnje nemoguću situaciju. Šta bi bilo, pitaju oni, ako biste kantu zarotirali u potpuno praznom prostoru, zapravo u potpuno praznom svemiru? Zamislite da u svemiru ne postoji ništa, baš ništa, sem kante vode koju onda zarotirate. Nemojte se opterećivati činjenicom da je tako nešto potpuno nemoguće, da je u takvom svemiru temperatura blizu apsolutne nule i tome slično, u misaonim eksperimentima tako nešto nije problem. Dakle pitanje je da li bi se i u potpuno praznom prostoru voda u kanti koja rotira i dalje izdizala? Pazite, nema ničeg u univerzumu sem kante vode koju zarotirate. Da li bi se voda izdizala? Da, ili ne?

Ne žurite s odgovorom, jer šta god da kažete, šanse da pogrešite su velike. Radi se o dva koncepta shvatanja suštine prirode od kojih jedan (a možda nijedan) nije tačan. A fizičari baš o tome vole da raspravljaju.

E sad počinje prava fizika.

njutn.jpgZa Njutna nije bilo dileme: voda bi se izdizala i u potpuno praznom svemiru! Jer, na pitanje u odnosu na čega kanta rotira Njutn odgovara: u odnosu na prostor. Po Njutnu prostor je apsolutan, dakle, nezavisan od bilo čega i bilo koga. Prostor postoji kao takav, sam za sebe, i ima dimenzije koje su iste za svakog i ne menjaju se. Kanta rotira u odnosu na prostor!

Isak Njutn (1642-1726) - fizičar, matematičar, astronom, alhemirčar i filozof prirode, jedan od najvećih, a po mnogima i najveći naučnik koji je ikada živeo, drugim rečima, suvi genije nauke, čije delo je dovelo ne samo do revolucije u nauci, već i do revolucije u industriji, a time i do opšteg napretka čitavog čovečanstva. Jeste bio džangrizav, mizantrop, uglavnom neprijatan, ponekad i brutalno surov, ali u nauci je postao toliki autoritet da je malo ko i pomišljao da ospori neku njegovu misao. Tako je jedno vreme izgledalo da je problem kante vode rešen. Ali to nije trajalo večno.

mah.jpgErnst Mah (1838-1916) je bio austrijski fizičar i filozof, koji je danas široj javnosti poznat po jedinici mere brzine koja nosi njegovo ime, a među fizičarima po principu koji takođe nosi njegovo ime a koji otprilike glasi ovako nekako:

- Ako bi postojalo samo jedno telo (i još jednom: samo jedno, jedino telo) onda ono ne bi imalo inerciju* jer inercija je posledica gravitacionog privlačenja drugih tela. Ili malo drukčije rečeno: inercija jednog objekta je određena totalnim rasporedom svih masa u univerzumu, pogotovo onih dalekih kojih ima najviše. Ako nema drugih tela - nema inercije, a time ni centrifugalne sile. A time, da primenimo ovaj princip na naš problem, nema ni izdizanja vode u kanti koja rotira. Tako je govorio Mah.

---------------------
* Inercija je tendencija tela da zadrži stanje kretanja odnosno mirovanja (ako se kreće da nastavi kretanje, ako miruje da nastavi mirovanje).
---------------------

Ko je u pravu, Mah ili Njutn? Obojica su pronikli duboko u tajne prirode, a o problemu kante vode imali su potpuno suprotna rešenja.

AAjnstajn.jpgTako je početkom prošlog veka problem stigao do Ajnštajna. Albert Ajnštajn (1879-1955), najpoznatiji i najpopularniji naučnik, po nekima i najveći koji je ikada hodao planetom, prosto je morao da se uključi u raspravu jer su predmet njegovih istraživanja bili upravo naj-najdublji zakoni prirode, tj. sama njena suština. A ovaj problem počiva upravo na toj suštini.

Ajnštajn se prvo složio sa Mahom. Ovako je rezonovao: ako sem kofe sa vodom ne bi postojalo ništa - ne bi bilo inercije (ni centrifugalne sile) i voda u kanti se ne bi izdizala! Inercija je, kaže, Ajnštajn, interakcija među masama, a ne efekat u koji je umešan prostor. Sem toga, prostor nije apsolutan jer on zavisi od posmatrača. Svaki posmatrač, srazmerno brzini svog kretanja, ima svoju percepciju prostora. Prema tome: nema načina da utvrdite da li se kanta s vodom obrće ukoliko sem nje u prostoru ne postoji ništa. A to znači da voda - miruje. Ne izdiže se!

Ali.... Ali, kasnije Ajnštajn menja mišljenje o prostoru i u svom govoru koji je 1916. održao u Lajdenu ipak mu pripisuje neke karakteristike, tj. smatra da prostor ima neka fizička svojstva, pa prema tome: «Mehaničko ponašanje nekog objekta koji lebdi u praznom prostoru, poput Njutnove kante, 'zavisi ne samo od relativnih brzina već i od stanja rotacije'. A to znači da je prostor obdaren fizičkim svojstvima" (Volter Ajzakson: „Ajnštajn", str. 438), a to opet znači...?

A to znači da problem kante s vodom nije rešen ni posle četiri veka istraživanja, razmišljanja i raspravljanja.

***

Sve ovo što sam napisao zasnovano je na literaturi iz prošlog veka pa je me interesovalo je li u međuvremenu bilo nekog pomaka u rešavanju problema vode u kanti i šta o njemu kaže moderna fizika. S obzirom na ogromna dostignuća fizike zadnjih decenija, s obzirom na veliko ukupno naučno znanje koje se nataložilo od Njutna do danas, a koje je sigurno dovelo do promene načina naučnog razmišljanja i izmenilo stavove o biti prirode, pretpostavljao sam da se dalje otišlo i u rešavanju problema rotirajuće kante sa vodom. Obratio sam se zato u vezi kante nekim našim sjajnim fizičarima i pitao ih da li bi i u praznom svemiru postojala centrifugalna sila koja bi dovela do izdizanja vode u kanti. Ali očekivani odgovor nisam dobio. Svi oni samo sležu ramenima i kažu da odgovor i dalje niko ne zna. Postoje, kažu, brojni komentari i poneki nejasni računi koji samo dodatno zamagljuju problem, a nekog jasnog zaključka nema.

Ostaje dakle, ako želite odgovor na pitanje o kanti, da ispraznite svemir i probate. To ili da sami, na osnovu svog znanja i svoje logike, ponudite neko rešenje. Koje god da je ono, postoje šanse da ste u pravu.

----------------------------------------

Na svoj način moj prijatelj prof. Mijić je objasnio (ili zakomplikovao) ovaj članak dodatnim detaljima:

Drugim rečima, za razliku od brzine koja je uvek relativna, ubrzanje je apsolutno. Ali u odnosu na šta? Po teoriji relativnosti sasvim jasno ne postoji neki „apsolutni prostor," u pitanju je znači ubrzanje u odnosu na nešto drugo.

Da li bi se, na primer, voda podigla ako kantu u mirovanju okružimo bliskim velikim masama, tako velikim da je njihova masa (po Mahu) odgovorna za inerciju vode, pa onda zarotiramo te bliske mase oko kante? Tada postoji relativno kretanje vode u odnosu na te mase, ali da li će postojati centrifugalna sila? Da li će se voda podići?

Ili, šta ako su zidovi same kante debeli i opet tako masivni da je (opet po Mahu) sad gravitacija zidova dovoljna da uzrokuje inerciju vode? Ako zarotiramo tako masivnu kantu očekujemo da se voda opet podigne, ali zašto kad sada i voda i kanta rotiraju pa nema relativnog kretanja vode u odnosu na veliku masu koja uzrokuje inerciju vode?

Usaglašenog mišljenja svakako nema, ali imam utisak da će tema postati popularnija u bližoj budućnosti. Ima par nagoveštaja.

----------------------------------------

Tagovi



Komentari (124)

Komentare je moguće postavljati samo u prvih 7 dana, nakon čega se blog automatski zaključava

predatortz predatortz 14:23 15.02.2018

Re: Ti fzičari...

zilikaka
Ako ćemo pošteno, prvo se postavlja pitanje dimezija i debljine zida kofe. Naravno i materijala. (naravno i brzine obrtanja i stepena zapunjenosti vodom)
Beš inženjera ako mu kofa procuri.


Greška u koracima!
Prvo se postavlja pitanje svrsishodnosti samog posla.
Jeb'o pos'o bez svrhe i praktične primenjivosti.
Tak'im poslovima se ne bave inženjeri nego umetnici i drugi društvenjaci.
niccolo niccolo 15:48 15.02.2018

Re: Ti fzičari...

Prvo se postavlja pitanje svrsishodnosti samog posla.
Jeb'o pos'o bez svrhe i praktične primenjivosti.
Tak'im poslovima se ne bave inženjeri nego umetnici i drugi društvenjaci.


Jel to primenjivo i na seks, inženjeri samo radi potomstva?
predatortz predatortz 15:54 15.02.2018

Re: Ti fzičari...

niccolo
Prvo se postavlja pitanje svrsishodnosti samog posla.
Jeb'o pos'o bez svrhe i praktične primenjivosti.
Tak'im poslovima se ne bave inženjeri nego umetnici i drugi društvenjaci.


Jel to primenjivo i na seks, inženjeri samo radi potomstva?


Loša ti postavka!
Pored reprodukcije, sex ima i drugih primena. Zadovoljstvo, razonoda, lov, ribolov, samopotvrđivanje...
Da skratim, ne bih ja sex podvodio pod "zaludnu rabotu".
zovitemegrunf zovitemegrunf 18:26 15.02.2018

Re: Ti fzičari...

predatortz

Greška u koracima!
Prvo se postavlja pitanje svrsishodnosti samog posla.
Jeb'o pos'o bez svrhe i praktične primenjivosti.


Svrha je izražena u staroj ruskoj poslovici:

Onanjizm okrepljajet organjizm

A u zdravom telu zdrav duh i tako dalje...
zilikaka zilikaka 18:43 15.02.2018

Re: Ti fzičari...

niccolo
Prvo se postavlja pitanje svrsishodnosti samog posla.
Jeb'o pos'o bez svrhe i praktične primenjivosti.
Tak'im poslovima se ne bave inženjeri nego umetnici i drugi društvenjaci.


Jel to primenjivo i na seks, inženjeri samo radi potomstva?

Ma pusti ga, nema on pojma.

Pajz molim te, svrsishodnost posla!

Naše je da mušteriji kažemo kako da se napravi ono ššto on hoće a ne da ga ubeđujemo da mu to ne treba.

Ti to bar razumeš, naravno.

Zamisli dođe građevincu čiča, oće da zida 600 kvadrata, da bude najveća kuća u selu, a ti ga ubeđuješ da su mu dosta dve sobe.

To ko kad bi advokati ubeđibvali klijente da nije lepo da se tuže nego da se dogovore ako mogu, a ako ne mogu, beš tih par ari zemlje, nije vredno sekiracije.
niccolo niccolo 18:49 15.02.2018

Re: Ti fzičari...

Naše je da mušteriji kažemo kako da se napravi ono ššto on hoće a ne da ga ubeđujemo da mu to ne treba.

Pa dabome...još je on mlad, ima vremena da se popravi
predatortz predatortz 18:58 15.02.2018

Re: Ti fzičari...

Pajz molim te, svrsishodnost posla!

Naše je da mušteriji kažemo kako da se napravi ono ššto on hoće a ne da ga ubeđujemo da mu to ne treba.


Ima tu jedan sitan zajeb.
Gospodin kupac ume da postane svinja korisnik.
To često biva kad slediš njegove ideje.
tasadebeli tasadebeli 00:35 15.02.2018

?

A to znači da problem kante s vodom nije rešen ni posle četiri veka istraživanja, razmišljanja i raspravljanja.







Овај... Хммм...

Једно сасвим сасвим шегртско питање за све мајсторе овде...


Na svoj način moj prijatelj prof. Mijić je objasnio (ili zakomplikovao) ovaj članak dodatnim detaljima:

Drugim rečima, za razliku od brzine koja je uvek relativna, ubrzanje je apsolutno. Ali u odnosu na šta? Po teoriji relativnosti sasvim jasno ne postoji neki „apsolutni prostor," u pitanju je znači ubrzanje u odnosu na nešto drugo.

Da li bi se, na primer, voda podigla ako kantu u mirovanju okružimo bliskim velikim masama, tako velikim da je njihova masa (po Mahu) odgovorna za inerciju vode, pa onda zarotiramo te bliske mase oko kante? Tada postoji relativno kretanje vode u odnosu na te mase, ali da li će postojati centrifugalna sila? Da li će se voda podići?

Ili, šta ako su zidovi same kante debeli i opet tako masivni da je (opet po Mahu) sad gravitacija zidova dovoljna da uzrokuje inerciju vode? Ako zarotiramo tako masivnu kantu očekujemo da se voda opet podigne, ali zašto kad sada i voda i kanta rotiraju pa nema relativnog kretanja vode u odnosu na veliku masu koja uzrokuje inerciju vode?



Овај... А плима и осека?

Где би Земља била канта... Бушна или не, небитно... Мада и она ротира...

Понављам, шегртско питање, не замерите...
nask nask 02:15 15.02.2018

Re: ?

Понављам, шегртско питање, не замерите...


Nemoj Taso, ima da ti se zavrti voda u ...

tasadebeli tasadebeli 09:07 15.02.2018

Re: ?

nask
Понављам, шегртско питање, не замерите...


Nemoj Taso, ima da ti se zavrti voda u ...




Рекох ја лепо да је код мене мука жива тај чеп за бушну канту и да ми стога не треба замерити...

Невезано с тим, поштујем, чак и обожавам, воду јер је то најдивнија природна појава у свету око мене са којом сам имао прилике да дођем у директан додир... Добро, мислим, ако не рачунамо жене...



nask nask 11:14 15.02.2018

Re: ?

Добро, мислим, ако не рачунамо жене...


A i one se za barem 60% sastoje od vode.

Da, voda je u fizičko/hemijskom smislu pravo čudo.
zilikaka zilikaka 12:18 15.02.2018

Re: ?

Da, voda je u fizičko/hemijskom smislu pravo čudo.

Za hemijsko ne znam dovoljno al fizičke osobine...
Jedan odrazloga da poveruješ u višu silu.
tasadebeli tasadebeli 12:33 15.02.2018

Re: ?

zilikaka

nask

Da, voda je u fizičko/hemijskom smislu pravo čudo.


Jedan odrazloga da poveruješ u višu silu.



То, баш тако. И лепо речено.


docsumann docsumann 12:54 15.02.2018

Re: ?


aureus aureus 15:31 15.02.2018

Re: ?

Meni i dalje nije jasno zašto je problem sa vodom u kanti?
Djeluje mi da je veći problem ako nije u kanti a treba ti.
djuro.vilovic djuro.vilovic 22:14 16.02.2018

ništa

Zamislite da u svemiru ne postoji ništa, baš ništa

Hermes Trismegistus
Ne postoji ništa

Prostor kao i masa imaju svojstva "po sebi"
inače bi se ovaj eksperimnt mogao odvijat u "središtu masa " svemira pod istim uslovom kao da u svemiru nema mase odnosno nekom prostorno vremenskom središtu mase svemira ,, jel valjda je i brzina gravitacije konačna .
a mogli bi zamislit i da je zemlja u središtu masa svemira , mirna i da se cijli svemir okreće oko nje tad bi heliocentrizam i geocentrizam bili ispravni istovremeno

Saša Zorkić Saša Zorkić 01:41 17.02.2018

Re: ništa

Prostor kao i masa imaju svojstva "po sebi"

To je Njutnova fizika - sa kojom se moderni fizičari (na osnovu dokaza) ne slažu.


docsumann docsumann 10:51 17.02.2018

Re: ništa

Hermes Trismegistus
Ne postoji ništa


nothing is everything


(by Trespassing on Einstein's Lawn, tnx nask)
anfieldroad anfieldroad 14:47 17.02.2018

Re: ništa

nothing is everything





0=1
nask nask 21:23 17.02.2018

Re: ništa

nothing is everything


(by Trespassing on Einstein's Lawn, tnx nask)


Znači čita se. Baš mi je drago. Samo nemoj da te Gefterica zaludi pa da promeniš karijeru samo zbog jednog postavljenog pitanja u kineskom restoranu:

Kako bi vi definisali ništa?

anfieldroad anfieldroad 05:31 18.02.2018

Re: ništa

Kako bi vi definisali ništa?




u smislu teme bloga, ništa je sve osim kante i vode.

U slučaju našeg realnog svemira ( a računajući na to da se on širi ), ništa je sve ono ka čemu i u šta se svemir širi, a njegova energija prodire. Ako vratim vreme unazad, dobijam definiciju -

Ništa je porodilište svega.


nask nask 21:54 17.02.2018

Demokratija, između ostalog

Naterao me Saša da (ovako virulozan ali ne i virtuelan) obnovim malo gradivo.

U potpuno praznom (prostorno nezakrivljenom) svemiru (zakrivljenje zbog prisustva kofe i vode zanemarujemo) važi specijalna teorija relativnosti (ili kako je Ajnštajn više voleo Teorija invarijantnosti) i u njoj je prostor-vreme absolutan. Znači inercija postoji pa i samim time podizanje vode.

Julian Barbour i Herbert Pfister su u knjizi Mahov princip, zbirci eseja na tu temu, zaključili da oko 90% fizičara smatra (svako iz svog ugla) da Mah nije u pravu tj. inercija postoji i u praznom svemiru. Ovo samo prenosim, pa ako ova dvojica lažu, lažem i ja.

Evo Barbour-ovo predavanje na temu Da li postoji vreme? ali je prvi deo posvećen upravo ovome o čemu pričamo.
docsumann docsumann 12:20 19.02.2018

Re: Demokratija, između ostalog


Julian Barbour


ha, objavio sam svojevremeno blog o njemu
nask nask 13:50 19.02.2018

Re: Demokratija, između ostalog

Da, koji je red postojanja? Prvo je bio prazan svemir pa kofa ili ...

Barbour, kako si ti preneo na pomenutom blogu, insistira da se prvo shvati šta je to svest pa tek onda možemo dalje da pričamoo vremenu i fizičkom svetu generalno.

U mojoj svesti je prvo bila kofa, pa samim time Mahova dilema ...

Arhiva

   

Kategorije aktivne u poslednjih 7 dana