Μετρήστε την ευφυΐα σας!

Πόσο έξυπνοι είστε; Βρείτε την απάντηση σε αυτό το ερώτημα λύνοντας μερικούς από τους καλύτερους γρίφους αυτού του blog, συγκεντρωμένους σε μία εφαρμογή Android. Κατεβάστε την εφαρμογή από το Google Play Store.

Τετάρτη 22 Σεπτεμβρίου 2010

Παράδοξα - Το παράδοξο της σανίδας (*****)

γρίφος παράδοξο σανίδα
Κατά τη γνώμη μου, όποιος επιλύει αυτό το παράδοξο χωρίς εξωτερική βοήθεια είναι ένας νέος Ισαάκ Νεύτων!
Για την παρακολούθηση της πιο κάτω απόδειξης απαιτούνται κάπως πιο προχωρημένες γνώσεις Φυσικής.
Μία σανίδα μήκους $L=1$ μέτρο, είναι γερμένη πάνω σε έναν τοίχο κάθετο με το έδαφος, όπως φαίνεται στο σχήμα.
Πιάνουμε τη σανίδα από το κάτω άκρο της και την τραβάμε μακριά από τον τοίχο με μικρή αλλά σταθερή ταχύτητα $\nu$. Η σανίδα θα αρχίσει να κινείται τόσο κατά τον οριζόντιο όσο και κατά τον κατακόρυφο άξονα, ενώ θα βρίσκεται σε επαφή με τον τοίχο και το έδαφος.
Θα αποδείξουμε πως το άνω άκρο της σανίδας θα καταλήξει να κινείται με άπειρη ταχύτητα. Προσπαθήστε να ανακαλύψετε σε ποιο από τα παρακάτω βήματα βρίσκεται το λάθος και γιατί.

ΑΠΟΔΕΙΞΗ
  1. Ορίζουμε σαν $x(t)$ την οριζόντια απόσταση που απέχει κάθε χρονική στιγμή $t$ το κάτω άκρο της σανίδας από τον τοίχο.
  2. Ορίζουμε σαν $y(t)$ την κάθετη απόσταση που απέχει κάθε χρονική στιγμή $t$ το άνω άκρο της σανίδας από το έδαφος.
  3. Αφού ο τοίχος, το έδαφος και η σανίδα σχηματίζουν κάθε στιγμή ένα ορθογώνιο τρίγωνο, μπορούμε να γράψουμε:
  4. $$L^2=x(t)^2+y(t)^2$$
  5. Από το Βήμα 3 προκύπτει πως:
  6. $$y(t)=\sqrt{L^2-x(t)^2}$$
  7. Υπολογίζουμε την παράγωγο του $y$ ως προς $t$, με τον κανόνα της αλυσίδας και τον κανόνα της παραγώγισης σύνθετης συνάρτησης:
  8. $$\frac{dy}{dt}=\frac{dy}{dx}\frac{dx}{dt}=\frac{-x}{\sqrt{L^2-x^2}}\frac{dx}{dt}$$
  9. Το διαφορικό $dy/dt$ μπορούμε να το συμβολίσουμε σαν $u(t)$ και είναι η ταχύτητα που κινείται το άνω άκρο της σανίδας πάνω στον τοίχο και το διαφορικό $dx/dt$ είναι η σταθερή ταχύτητα $\nu$ που κινείται το κάτω άκρο της σανίδας πάνω στο έδαφος. Δηλαδή η σχέση στο Βήμα 5 γράφεται:
  10. $$u(t)=\frac{-x(t)\cdot\nu}{\sqrt{L^2-x(t)^2}}$$ Στο ίδιο αποτέλεσμα θα καταλήγαμε και αν υπολογίζαμε την παράγωγο $dy/dt$ στον τύπο του 4ου Βήματος, αναλύοντας το $x(t)$ σε $x_o+\nu t$.
  11. Όσο η σανίδα πλησιάζει να ακουμπήσει ολόκληρη στο έδαφος, το $x$ τείνει στο $L$. Έτσι ο αριθμητής του πιο πάνω κλάσματος τείνει στην τιμή $–L\nu$, η οποία είναι μη μηδενική και ο παρονομαστής τείνει στο μηδέν.
  12. Άρα η ταχύτητα $u(t)$ του άνω άκρου της σανίδας συνεχώς αυξάνεται και ενώ η σανίδα τείνει να ακουμπήσει στο έδαφος, η ταχύτητα τείνει στο άπειρο.
Σωστή απάντηση έχουν δώσει οι:
trapatsas, pegasusgr, takis7up, swt, Michalis, batman1986, stratos, MrKitsos, saxon, kraptaki, Zaxarias, Test, Antonis1996, ΘΑΝΑΤΟΣ, Maugrim, theo, vakos, Aspect, mousatos, Antonis Tsiflikiotis, raffako, xp2012, Crocodile23, agelos, @md@, Θανάσης Παπαδημητρίου, Roland_Of_Gilead, Βαγγέλης, st1, ΕΑΛΕΞΙΟΥ, Aliki, ΓιώργοςΚων, cris, Σωτήρης, argram, George78, Spyros, sf, Petros, nerd, Νεφέλη, Steli0s1

224 σχόλια:

«Παλαιότερο   ‹Παλαιότερο   201 – 224 από 224
pantsik είπε...

@nerd: Ισχύει το δεύτερο.

pantsik είπε...

@nerd: Ναι, είσαι κοντά.

pantsik είπε...

@Ανώνυμος στο Γρίφοι τη 06 Δεκεμβρίου, 2013 13:49: Ναι, μπορεί.

pantsik είπε...

@nerd: Είναι πιο απλό.

pantsik είπε...

@nerd: Το δεύτερο έχει κάποια σχέση. Το πρώτο όχι. Για περάστε όλοι οι επίδοξοι νεύτωνες.

pantsik είπε...

@nerd: Το βρήκες! Δεν χρειάζεται να πεις τίποτε άλλο. Έχεις από εμένα πιστοποιητικό μαθητευόμενου νεύτωνα. Θα πας να σπουδάσεις Γερμανία;

pantsik είπε...

@nerd: Ωραίος! Καλή επιτυχία σου εύχομαι.

pantsik είπε...

@barckin: Αν κάνεις την αντικατάσταση x=L στη σχέση 3 θα δεις πως η ισότητα συνεχίζει να ισχύει.

pantsik είπε...

@Ανώνυμος στο Γρίφοι τη 20 Ιανουαρίου, 2014 14:56: Δεν σκοπεύω να δημοσιεύσω την απάντηση του γρίφου.

pantsik είπε...

@nikolakhs: Το x(t) δεν είναι σταθερό. Ορίζεται στο βήμα 1.

pantsik είπε...

@Γιώργος Ασκούνης: Όχι, η μετάβαση που αναφέρεις είναι σωστή όπως είναι γραμμένη.

pantsik είπε...

@Gio: Δεν ήταν σωστή η απάντησή σου.

pantsik είπε...

@Steli0s1: Συγχαρητήρια! Η απάντησή σου ήταν σωστή.

pantsik είπε...

@Ανώνυμος στο Γρίφοι τη 08 Μαρτίου, 2014 01:15: Δεν ήταν σωστή η απάντησή σου.

pantsik είπε...

@Ink Ognito: Όχι, αυτό που αναφέρεται είναι σωστό.

pantsik είπε...

@kostaskr: Όχι, το σημείο που αναφέρεις είναι σωστό.

pantsik είπε...

@Ανώνυμος στο Γρίφοι τη 25 Απριλίου, 2014 02:35: Δεν ήταν σωστή η απάντησή σου.

pantsik είπε...

@ακης21: Ναι μου ήρθε. Θα πρέπει να γίνεις μέλος για να απαντάς στους άλυτους γρίφους από 1-100. Διάβασε τις σχετικές οδηγίες. Ευχαριστώ.

pantsik είπε...

@ΓΙΑΝΝΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΥ: Θα πρέπει να γίνεις μέλος για να απαντάς στους άλυτους γρίφους από 1-100. Διάβασε τις σχετικές οδηγίες. Ευχαριστώ.

pantsik είπε...

@Ανώνυμος στο Γρίφοι τη 13 Οκτωβρίου, 2016 18:03: Θα πρέπει να γίνεις μέλος για να απαντάς στους άλυτους γρίφους από 1-100. Διάβασε τις σχετικές οδηγίες. Ευχαριστώ.

pantsik είπε...

@King Ragnar: Θα πρέπει να γίνεις μέλος για να απαντάς στους άλυτους γρίφους από 1-100. Διάβασε τις σχετικές οδηγίες. Ευχαριστώ.

pantsik είπε...

@King Ragnar: Το βήμα που αναφέρεις είναι σωστό. Ακόμα και σε ομαλά επιταχυνόμενη κίνηση, η συνάρτηση της θέσης εξαρτάται μόνο από τον χρόνο. Ο τύπος της ομαλά επιταχυνόμενης κίνησης είναι ο: x(t) = 1/2 a*t^2 + v0*t + x0. Τα a, v0 και x0 είναι σταθερές.

pantsik είπε...

@Λεωνίδας: Από 1/12/2020 δεν είναι δυνατή η αποστολή λύσεων στους άλυτους γρίφους από μη μέλη. Αν θέλετε να παραγγείλετε 100 γρίφους με τις λύσεις τους κοιτάξτε στην κορυφή της σελίδας ή κάτω από αυτό το μήνυμα για λεπτομέρειες.

pantsik είπε...

@King Ragnar: Δεν ήταν σωστή η απάντησή σου.

«Παλαιότερο ‹Παλαιότερο   201 – 224 από 224   Νεότερο› Νεότερο»