Ερευνώ το φυσικό κόσμο

[2003-03-12: Πληροφορήθηκα ότι το βιβλίο φυσικών επιστημών της 5ης Δημοτικού άλλαξε κάπου μεταξύ 2001 και 2003, επομένως η παρακάτω κριτική έχει κυρίως μουσειακό ενδιαφέρον.]

Διδάσκονται σωστά πράγματα τα παιδιά στο δημοτικό; Αυτό το ερώτημα μού γεννήθηκε πρόσφατα, και πήρα το βιβλίο φυσικών επιστημών της 5ης Δημοτικού, το Ερευνώ το φυσικό κόσμο: Φυσικά Ε' Τάξης, πρώτο μέρος. Αυτή η σελίδα παρουσιάζει το αποτέλεσμα της έρευνάς μου.

Δεν θέλω, με αυτή τη σελίδα, να παραστήσω τον άγιο και αλάνθαστο κριτή, ούτε πιστεύω ότι είναι πολύ κακό να υπάρχουν μερικά λάθη σ' ένα βιβλίο. Ελπίζω να θεωρήσετε αυτή τη σελίδα προβληματισμένη και όχι φωνακλάδικη. Εξάλλου είμαι σίγουρος ότι κάμποσα λάθη θα έχω κάνει κι εγώ σ' ό,τι γράφω παρακάτω. Επίσης, πολλά από τα λάθη που εντόπισα είναι διεθνή και απαντώνται και σε σχολικά βιβλία άλλων χωρών.

Το βιβλίο έχει πολύ σοβαρότερα προβλήματα από τα επιστημονικά λάθη και συγκεκριμένα ακατανόητη δομή, γραμματικά λάθη, παραπλανητικά σχήματα, τυπογραφικά προβλήματα, και προχειρότητα στη διατύπωση και την όλη παρουσίαση. Άσχετα από αυτά, παρουσιάζω τα επιστημονικά λάθη γιατί και πιο χειροπιαστά είναι, και ενδιαφέροντα ελπίζω να τα βρείτε, και γιατί διορθώνουν ορισμένες γενικά επικρατούσες λανθασμένες αντιλήψεις.

Παρακαλώ στείλτε μου ό,τι σχόλια έχετε: anthony@itia.ntua.gr.

Λάθη του βιβλίου

Φυσικά

Ο τίτλος του βιβλίου είναι «Ερευνώ το φυσικό κόσμο: Φυσικά 5ης δημοτικού». Υποθέτω ότι με το «Φυσικά» οι συγγραφείς ήθελαν να αποδώσουν το αγγλικό «Science», γιατί το βιβλίο περιέχει φυσική, χημεία, αστρονομία και βιολογία. Ίσως το «Φυσικές επιστήμες» να αποδίδει καλά τον όρο, πάντως λέξη «Φυσικά» δεν υπάρχει με αυτή την έννοια.

Τα αέρια δεν παίρνουν τον όγκο που τους προσφέρεται.

Αυτό είναι από τα θέματα που με μπέρδευαν όταν ήμουν μικρός και ακόμα δεν ξέρω καλά την απάντηση. Πρόκειται για τον ορισμό των φάσεων της ύλης, δηλαδή το τι είναι στερεά, υγρά και αέρια.

Γράφει λοιπόν το σχολικό βιβλίο (σελ. 15) ότι τα στερεά έχουν συγκεκριμένο σχήμα και όγκο, ότι τα υγρά παίρνουν το σχήμα του δοχείου, και ότι τα αέρια παίρνουν το σχήμα και τον όγκο του δοχείου. Με αυτό τον ορισμό συμφωνούν σε γενικές γραμμές και επιστημονικά συγγράμματα όπως το Penguin Dictionary of Physics, αλλά εμένα δεν με ικανοποιεί. Ας δούμε το γιατί, εξετάζοντας πρώτα τις διαφορές ανάμεσα στα στερεά και τα υγρά.

Ένα στερεό έχει συγκεκριμένο σχήμα, ενώ το υγρό παίρνει το σχήμα του δοχείου. Το νερό λοιπόν είναι υγρό, ενώ το ξύλο είναι στερεό. Καλά ως εδώ. Η πλαστελίνη όμως τι είναι; Το βούτυρο τι είναι; Η πλαστελίνη μπορεί γενικά να έχει δικό της σχήμα, αν όμως τη ζουλήξεις δυνατά σ' ένα δοχείο θα πάρει το σχήμα του. Λέω λοιπόν, αν η Γη ήταν πολύ μεγαλύτερη και η βαρύτητά της ήταν 100 φορές ισχυρότερη, μήπως αν βάζαμε βούτυρο σ' ένα δοχείο θα έπαιρνε το σχήμα του; Επίσης, και το μέλι παίρνει το σχήμα του δοχείου, αλλά χρειάζεται πιο πολλή ώρα απ' το νερό. Μήπως και το βούτυρο παίρνει το σχήμα του δοχείου, αλλά πολύ αργά; Αν είχαμε τη δυνατότητα να αφήσουμε το βούτυρο χωρίς να χαλάσει σε θερμοκρασία δωματίου επί 100 χρόνια, μήπως έπαιρνε το σχήμα του δοχείου;

Αυτή την απορία μου την έλυσα τελικά όταν στα πλαίσια των σπουδών μου έκανα μηχανική των ρευστών. Ρευστά είναι με μία λέξη τα υγρά και τα αέρια, και ο ορισμός που διδάχτηκα ήταν ο εξής:

Ρευστά ονομάζονται τα σώματα που παραμορφώνονται συνεχώς όταν ασκούνται πάνω τους διατμητικές δυνάμεις, οσοδήποτε μικρές.

Είναι δύσκολο να εξηγήσω με απλά λόγια τι σημαίνει αυτό, αλλά πολύ χοντρικά διατμητικές δυνάμεις είναι π.χ. αυτές που ασκεί ένα ψαλίδι: δεν συμπιέζει, δεν τραβάει, δεν κάμπτει, αλλά σπρώχνει ένα σώμα σε αντίθετες κατευθύνσεις σε δυο σημεία πολύ κοντά το ένα στο άλλο.

Ποια είναι τώρα η διαφορά ανάμεσα στα υγρά και στα αέρια; Ότι τα αέρια παίρνουν και τον όγκο του δοχείου; Μα το ίδιο το σχολικό βιβλίο, τέσσερις σελίδες παρακάτω, προτρέπει τον αναγνώστη να βυθίσει ένα άδειο ποτήρι ανάποδα μέσα σε νερό και να παρατηρήσει ότι το νερό δεν μπαίνει μέσα στο δοχείο, συμπεραίνοντας ότι «ο αέρας πιάνει χώρο». Άρα το βιβλίο αντιφάσκει, και το τι είναι αέριο παραμένει μυστήριο. Νομίζω ότι αέρια ονομάζονται τα ρευστά που ακολουθούν τους νόμους των αερίων, όπως το PV=nRT, αλλά μπορεί να κάνω και λάθος.

Φυσικά δεν πιστεύω ότι θα έπρεπε να εξηγούμε στα παιδιά της 5ης δημοτικού τι είναι διατμητικές δυνάμεις ή τους νόμους των αερίων, αλλά αντιφάσεις σαν αυτήν που ανέφερα είναι σοβαρές και μπερδεύουν. Μπερδεύει επίσης και ο συνήθης ορισμός των αερίων, γιατί δεν γίνεται καθόλου αντιληπτός, αφού τα αέρια στην καθημερινή ζωή φαίνονται να πιάνουν χώρο κανονικότατα.

Η Γη είναι μεγαλύτερη απ' ό,τι φαίνεται στην εικόνα που δείχνει την ατμόσφαιρα.

Στη σελίδα 18 το βιβλίο εξηγεί τα στρώματα της ατμόσφαιρας και έχει μια εικόνα που τα παρουσιάζει. Η ιονόσφαιρα, που είναι σημειωμένη με 600 km (αυτό σημαίνει είτε ότι έχει πάχος 600 km είτε ότι ξεκινώντας από το τέλος του προηγούμενου στρώματος, της μεσόσφαιρας, φτάνει σε ύψος 600 km από την επιφάνεια· δεν είναι σαφές τι από τα δύο). Η μεσόσφαιρα, που είναι σημειωμένη με 80 km, έχει στο σχήμα περισσότερο από το διπλάσιο πάχος. Και όλη η ατμόσφαιρα, που είναι, γράφει το βιβλίο, 1000 km, έχει πάχος στο σχήμα όσο περίπου δυο φορές η διάμετρος της Γης, που είναι 13000 km. Επιπλέον, στην επιφάνεια της Γης παρουσιάζεται θάλασσα και βουνά που είναι επίσης τεράστια σε σχέση με την υπόλοιπη Γη.

Η φουσκωμένη μπάλα δεν αποδεικνύει ότι ο αέρας έχει βάρος.

Αυτό είναι ένα λάθος που συνηθίζεται διεθνώς και που το σχολικό μας βιβλίο επαναλαμβάνει (σελ. 19): ζυγίζουμε μια μπάλα ή ένα μπαλόνι, πρώτα ξεφούσκωτο και μετά φουσκωμένο, και βρίσκουμε ότι φουσκωμένο ζυγίζει πιο πολύ. Αυτό, υποτίθεται, αποδεικνύει ότι ο αέρας έχει βάρος.

Αν όμως ζυγίσουμε μια άδεια σακούλα ξεφούσκωτη, και μετά την ίδια σακούλα φουσκωμένη (αλλά όχι τσίτα), θα δούμε ότι ζυγίζει ακριβώς το ίδιο. Με το ίδιο σκεπτικό λοιπόν, ο αέρας δεν έχει βάρος!

Η διαφορά στο βάρος της μπάλας οφείλεται στο ότι ο αέρας στο εσωτερικό της είναι συμπιεσμένος. Περισσότερα γι' αυτό αναφέρονται στο Bad Physics.

Η ατμόσφαιρα έχει 77% και όχι 78% άζωτο.

Η ατμόσφαιρα, λέει ένα σχήμα στη σελίδα 22, έχει 78% άζωτο, 21% οξυγόνο, και 1% άλλα αέρια. Το σωστό είναι 77% άζωτο, 21% οξυγόνο, 1% υδρατμοί, και 1% άλλα αέρια, κυρίως αργό (0.9%).

Το άζωτο δεν μετριάζει την καύση των σωμάτων.

Στη σελίδα 24 υπάρχει άσκηση, την οποία αν ο αναγνώστης λύσει σωστά θα προκύψει ότι το άζωτο «μετριάζει την καύση των σωμάτων». Το άζωτο δεν επηρεάζει καθόλου την καύση των σωμάτων. Δεν τη βοηθάει, δεν την εμποδίζει. Φυσικά αν η ατμόσφαιρα είχε 100% οξυγόνο, αντί για μόνο 21%, η καύση θα ήταν πολύ εντονότερη. Αυτό όμως δεν σημαίνει ότι το άζωτο μετριάζει την καύση· η καύση περιορίζεται γιατί είναι λιγότερο το οξυγόνο. Και αργό να ήταν αντί για άζωτο, το ίδιο θα ήταν.

Υπάρχουν περισσότερα από 88 χημικά στοιχεία στη φύση.

105 είναι, σύμφωνα με το σχολικό βιβλίο (σελ. 26), τα χημικά στοιχεία, από τα οποία 88 βρίσκονται στη φύση. Στο Bad Physics όμως διαβάζω ότι είναι 91 (και ότι το σύνηθες λάθος είναι να πιστεύεται πως είναι 92).

Οι χημικές ενώσεις του οξυγόνου δεν λέγονται οξειδώσεις.

«Παρατήρηση: Τη χημική ένωση κάθε σώματος με το οξυγόνο τη λέμε οξείδωση.» Έτσι αναφέρει λανθασμένα το σχολικό εγχειρίδιο στη σελίδα 28. Η χημική ένωση ενός σώματος με το οξυγόνο λέγεται οξείδιο. Η χημική αντίδραση κατά την οποία ενώνεται το σώμα με το οξυγόνο λέγεται οξείδωση. (Αλλά το εντελώς ακατανόητο είναι το γιατί πρέπει αυτή τη λεπτομέρεια να τη διδάξουμε στα παιδιά 10 ετών.)

Δεν είναι γεωλογική τομή αυτό το πράγμα.

Στη σελίδα 30 το βιβλίο εξηγεί τι σημαίνει διήθηση, και έχει δύο εικόνες: στη μία δείχνει πώς μπορούμε να διηθήσουμε νερό με διηθητικό χαρτί (σαν το φίλτρο της καφετιέρας) ώστε να φιλτραριστεί, και στην άλλη εικόνα δείχνει το πώς η φύση κάνει την ίδια διαδικασία. Δεν υπάρχει λόγος να εξηγήσω τι δείχνει η εικόνα, αλλά να επισημάνω τα λάθη της: το νερό της βροχής δεν σχηματίζει σταγόνες μέσα στα πετρώματα, ούτε οι υπόγειοι υδροφορείς είναι σαν υπόγειες λίμνες. Γενικά καμία σχέση δεν έχει το σχήμα με την πραγματικότητα.

Η υπερβολική ρύπανση των νερών δεν εξαφανίζει τη ζωή.

«Όταν η ρύπανση των νερών γίνει υπερβολική, τότε η ζωή μέσα σ' αυτά εξαφανίζεται.» (σελ. 34). Δεν μπορώ να φανταστώ τι είδους ρύπανση θα εξαφάνιζε τη ζωή. Ίσως ρύπανση με ισχυρά ραδιενεργά απόβλητα; Πάντως δεν φαίνεται να μιλά γι' αυτά το σχολικό βιβλίο, αφού για παραδείγματα ρύπανσης των νερών έχει αναφέρει, στην προηγούμενη σελίδα, τις τουαλέττες, τα σκουπίδια και τα μπάζα, και τα απόβλητα των εργοστασίων, των πλοίων, και της κτηνοτροφίας. Τίποτε από αυτά δεν εξαφανίζει τη ζωή. Αντίθετα, όπως ορθώς αναφέρει στην προηγούμενη περίοδο το βιβλίο, η ρύπανση βοηθά μερικούς οργανισμούς να αναπτύσσονται υπερβολικά σε βάρος άλλων.

Όταν πήγαινα στο γυμνάσιο, το 1984, μια δασκάλα (που ήταν και αρκετά καλή) είχε πει ότι αν δεν λαμβάνονταν μέτρα για την υπεραλιεία και τη ρύπανση, το 2000 η Μεσόγειος θα ήταν νεκρή θάλασσα. Έχει ακουστεί ακόμη και ότι ο Σαρωνικός είναι ή πολύ σύντομα θα είναι ή ότι μέχρι να λειτουργήσει η Ψυττάλεια ήταν νεκρή θάλασσα. Τέτοια υπερβολικά συμπεράσματα είναι επικίνδυνο να λέγονται (κυρίως για ολοζώντανες θάλασσες γεμάτες ψάρια!), γιατί αποσπούν την προσοχή μας από τα υπαρκτά προβλήματα που απαιτούν σοβαρή αντιμετώπιση. Αν δημιουργηθεί στον κόσμο η άποψη ότι ο Σαρωνικός είναι νεκρός, τότε η κόσμος δεν πρόκειται να ενδιαφερθεί να τον κρατήσει ζωντανό.

Δεν είναι πάντα ανάγκη τα λύματα να περνούν από εγκαταστάσεις βιολογικού καθαρισμού.

«Είναι ανάγκη τα λύματα... να περάσουν από ειδικές εγκαταστάσεις βιολογικού καθαρισμού» (σελ. 34). Αυτό δεν είναι αυστηρά λάθος, άλλα πρέπει να αναφέρουμε δυο λόγια γιατί υπάρχει αρκετή σύγχυση γύρω από ένα σχετικά σοβαρό θέμα.

Στις εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων πρώτα γίνεται μηχανικός καθαρισμός· το ακάθαρτο νερό παραμένει σε δεξαμενές όπου με κάποιες τεχνικές οι διαλυμένες στερεές ουσίες καθιζάνουν. Το στερεό υπόλειμμα συλλέγεται από αυτές τις δεξαμενές και πετιέται (ή χρησιμοποιείται ως λίπασμα), ενώ το νερό, σε μεγάλο βαθμό καθαρισμένο, μεταφέρεται στις δεξαμενές βιολογικού καθαρισμού, όπου παραμένει αρκετές μέρες, σε κατάλληλες συνθήκες θερμοκρασίας, ώστε βακτήρια να αφομοιώσουν γρήγορα τις διάφορες ουσίες. Δηλαδή αυτό που ούτως ή άλλως θα έκανε η φύση, δημιουργούμε, στις ειδικές δεξαμενές, τις κατάλληλες συνθήκες ώστε η φύση να κάνει την επεξεργασία πολύ γρηγορότερα.

Το θέμα είναι ότι δεν χρειάζεται πάντα να γίνεται βιολογικός καθαρισμός, γιατί σε πολλές περιπτώσεις αρκεί ο μηχανικός. Η εγκατάσταση επεξεργασίας λυμάτων της Αθήνας, στην Ψυττάλεια, αρχικά λειτούργησε μόνο με μηχανικό καθαρισμό, ενώ υπάρχουν επιστήμονες που πιστεύουν ότι κακώς επεκτάθηκε και σε βιολογικό αργότερα, γιατί η αφομοιωτική ικανότητα του Σαρωνικού Κόλπου είναι πολύ μεγάλη και δεν υπήρχε λόγος να ξοδευτούν τόσα χρήματα για βιολογικό καθαρισμό, τη στιγμή που το νερό που προέρχεται από τον μηχανικό καθαρισμό είναι ήδη σε μεγάλο βαθμό καθαρισμένο. Αν για την Αθήνα το ζήτημα είναι αμφίλογο, για μικρότερες πόλεις και πιο ανοιχτές θάλασσες αναμφίβολα ο μηχανικός καθαρισμός είναι υπεραρκετός και βιολογικός δεν χρειάζεται.

Επομένως γι' αυτές τις εγκαταστάσεις πρέπει χρησιμοποιούμε το γενικότερο και ορθότερο όρο «εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων», και όχι τον ειδικότερο «εγκαταστάσεις βιολογικού καθαρισμού», αφού πολλές τέτοιες εγκαταστάσεις δεν έχουν βιολογικό καθαρισμό.

Το μόριο δεν έχει τις ιδιότητες του σώματος από το οποίο προέρχεται.

«Το μόριο είναι το πιο μικρό σωματίδιο μιας χημικής ένωσης ή ενός στοιχείου που έχει τις ιδιότητες του σώματος από το οποίο προέρχεται.» (σελ. 36). Φυσικά αυτό δεν είναι σωστό, και για να το δούμε δεν χρειάζεται παρά να πάμε στη σελίδα 16 για να δούμε παραδείγματα ιδιοτήτων που μπορεί να έχει ένα σώμα: «μαλακό, γλυκό, γυαλιστερό, χρωματιστό, σκληρό, πικρό, ξινό, αλμυρό, ηχηρό, αιχμηρό, άχρωμο, διαφανές, ελαστικό, λείο, στερεό, υγρό».

Ένα μόριο μόνο του δεν μπορεί να είναι μαλακό ή σκληρό, αφού η σκληρότητα ή η μαλακότητα ενός σώματος εξαρτάται από τον τρόπο με τον οποίο συνδέονται πολλά μόρια μεταξύ τους. Για παρόμοιους λόγους δεν μπορεί να είναι ελαστικό, λείο, στερεό, υγρό, αιχμηρό, γυαλιστερό ή διαφανές. Ίσως ένα μόριο να έχει συγκεκριμένη γεύση, αλλά βέβαια σε τόσο μικρή ποσότητα κανένας δεν θα μπορούσε ποτέ να το αντιληφθεί στη γλώσσα του.

Τα μόρια του νερού διασπώνται σε μόρια και όχι άτομα οξυγόνου και υδρογόνου κατά την ηλεκτρόλυση.

>Δεν είμαι απόλυτα βέβαιος, αλλά λίγο χλωμό βρίσκω να είναι ακριβές αυτό που λέει το βιβλίο, ότι με την ηλεκτρόλυση τα μόρια του νερού διασπώνται σε άτομα οξυγόνου και υδρογόνου (σελ. 36). Εγώ είχα μάθει ότι με την ηλεκτρόλυση το νερό διασπάται σε οξυγόνο και υδρογόνο, και λογικά η σχετική χημική αντίδραση πρέπει να είναι η εξής:

Ηλεκτρόλυση

[2003-03-12: Με πληροφόρησαν η ηλεκτρόλυση αρχικά δίνει άτομα υδρογόνου και οξυγόνου, τα οποία στη συνέχεια δίνουν μόρια.]

Δεν έχουν τέτοιο σχήμα οι σταγόνες.

Στην Εικόνα 3, σελ. 36, και Εικόνα 10, σελ. 38, οι σταγόνες του νερού έχουν το γνωστό κλασικό λανθασμένο σχήμα. Στην πραγματικότητα οι σταγόνες είναι στρογγυλές. Περισσότερα αναφέρονται στο Bad Meteorology.

Γη προς πορτοκάλι ίσον σταγόνα προς μόριο;

«Όσες φορές είναι μικρότερο ένα πορτοκάλι από τη γη, τόσες φορές μικρότερο είναι και ένα μόριο νερού από μια σταγόνα» (σελ. 38).

Αναμφίβολα αυτό δεν ισχύει αν κρίνουμε με το βάρος: η Γη ζυγίζει 6x10^27 gr, ένα πορτοκάλι γύρω στα 200 gr, άρα Γη προς πορτοκάλι ίσον 3x10^25. Μια μικρή σταγόνα νερού είναι 0.1 gr, ένα μόριο νερού ζυγίζει 3x10^-23 gr, άρα σταγόνα προς μόριο ίσον 3x10^21. Ο λόγος είναι δηλαδή 10000 φορές μεγαλύτερος στην περίπτωση της Γης με το πορτοκάλι.

Πρέπει όμως να κρίνουμε με βάση τον όγκο ή τη διάμετρο, και όχι με τη μάζα, γιατί αν λέγαμε «όσες φορές είναι μικρότερο ένα μπαλόνι από τη Γη» είναι προφανές ότι θα σκεφτόμασταν τον όγκο ή τη διάμετρο και όχι το πολύ μικρό βάρος του μπαλονιού. Η Γη έχει διάμετρο 1.3x10^9 cm και ένα πορτοκάλι γύρω στα 10 cm, άρα ο λόγος τους είναι 1.3x10^8. Η σταγόνα έχει διάμετρο 0.6 cm. Το μόριο δεν ξέρω πόση διάμετρο έχει, αλλά εφόσον κανένα άτομο δεν έχει διάμετρο μικρότερη από 10^-8 cm, το μόριο του νερού είναι σίγουρα μεγαλύτερο από 10^-8 cm, άρα ο λόγος σταγόνας προς μόριο είναι σίγουρα μικρότερος από 0.6x10^8.

Άρα στην τάξη μεγέθους είμαστε μέσα, αλλά καλό θα ήταν να αναβαθμίσουμε το πορτοκάλι σε μπάλα.

Δεν είναι η χορδή που έχει την ενέργεια στο τεντωμένο τόξο.

«Η τεντωμένη χορδή του τόξου έχει ενέργεια.» (σελ. 46). Όποιος έχει τεντώσει τόξο γνωρίζει βέβαια ότι η ενέργεια βρίσκεται στο τόξο και όχι στη χορδή.

Δεν μετατρέπεται η δυναμική ενέργεια του νερού σε κινητική του υδροστροβίλου.

«Η δυναμική ενέργεια του νερού, με την πτώση του, μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια του υδροστρόβιλου. Στη συνέχεια η κινητική ενέργεια του υδροστρόβιλου μετατρέπεται σε ηλεκτρική.» (σελ. 48)

Στους υδροηλεκτρικούς σταθμούς, η δυναμική ενέργεια του νερού μετατρέπεται, με την πτώση του, σε κινητική ενέργεια του νερού. Ακολούθως η γεννήτρια τη μετατρέπει σε ηλεκτρική. Η κινητική ενέργεια του υδροστροβίλου δεν νομίζω πως επηρεάζεται, αφού ο υδροστρόβιλος γυρίζει με σταθερή ταχύτητα.

Ο λόγος για τον οποίο στραβώνουν οι σιδηροτροχιές δεν είναι τα λάθος διάκενα.

Στη σελίδα 62 το βιβλίο μιλά για διαστολή και συστολή, και αναφέρει ότι τα τμήματα που αποτελούν τις σιδηροτροχιές πρέπει να απέχουν ένα μικρό διάκενο μεταξύ τους, αλλιώς μπορεί να στραβώσουν το καλοκαίρι.

Εντούτοις, δεν έχουν όλες οι σιδηροτροχιές διάκενα. Αντίθετα, οι καλύτερες σιδηροτροχιές είναι οι συνεχώς συγκολλημένες, και παρουσιάζουν το πλεονέκτημα ότι το τρένο δεν κάνει θορύβους όταν περνούν οι τροχοί του από τα διάκενα, και ότι υπάρχουν λιγότερες φθορές. Οι γραμμές 2 και 3 του μετρό της Αθήνας έχουν συνεχώς συγκολλημένες σιδηροτροχιές.

Με την άνοδο της θερμοκρασίας, η συνεχώς συγκολλημένη σιδηροτροχιά τείνει να διασταλεί, αλλά αυτό δεν είναι δυνατό αφού δεν υπάρχουν διάκενα. Αναπτύσσονται λοιπόν μεγάλες θλιπτικές δυνάμεις, οι οποίες τείνουν να στραβώσουν τη σιδηροτροχιά, η οποία εντούτοις δεν στραβώνει εφόσον συγκρατείται καλά στη θέση της από τους στρωτήρες.

Επομένως, το ότι δεν υπάρχουν διάκενα δεν αρκεί για να στραβώσει η γραμμή. Μια σιδηροτροχιά θα παραμορφωθεί όταν δεν είναι σωστά μελετημένη, με αποτέλεσμα οι συνολικές δυνάμεις που ασκούνται πάνω της (από τις διαστολές, το τρένο, και όποιον άλλο λόγο) να ξεπερνούν την αντοχή της.

Δεν φουσκώνουμε τα λάστιχα λιγότερο το καλοκαίρι.

«Τα ελαστικά των αυτοκινήτων τα φουσκώνουμε λιγότερο το καλοκαίρι από το χειμώνα», ισχυρίζεται το βιβλίο (σελ. 68) και ρωτά, σαν άσκηση, το γιατί. Εντούτοις, όσα εγχειρίδια κατασκευαστών έχω δει δίνουν οδηγίες για ίδια πίεση όλες τις εποχές, ενώ έψαξα στο Internet για οδηγίες σωστού φουσκώματος και πουθενά δεν βρήκα κάποια νύξη για μικρότερη πίεση το καλοκαίρι.

Τον Ήλιο τον παρατηρούμε και με μεγάλα τηλεσκόπια.

«Ο ήλιος έχει πολύ δυνατό φως και οι αστρονόμοι, για να μελετήσουν το είδωλό του, χρησιμοποιούν μικρά τηλεσκόπια και απλά μέσα.» (σελ. 73)

Ποιοι αστρονόμοι; Οι ερασιτέχνες; Αυτοί μικρά τηλεσκόπια χρησιμοποιούν για όλα τα σώματα, όχι μόνο για τον Ήλιο. Οι επαγγελματίες; Αυτοί χρησιμοποιούν, μεταξύ άλλων, διαστημικά τηλεσκόπια, φωτογραφίες ακτίνων Χ και υπεριώδους ακτινοβολίας, και διάφορα άλλα κόλπα, που θέλει πολλή φαντασία για να τα πούμε «απλά μέσα». Μια ματιά στις φωτογραφίες του Views of the Solar System θα σας πείσει.

Ο λόγος για τον οποίο κατασκευάζουμε τους τοίχους κατακόρυφους δεν είναι για να μην γκρεμιστούν.

«Οι οικοδόμοι χτίζουν τους τοίχους κατακόρυφους, γιατί αλλιώς μπορεί να γκρεμιστούν.» (σελ. 134)

Ο Παρθενώνας δεν έχει κατακόρυφους τοίχους, και όμως έμεινε όρθιος επί περίπου 2000 χρόνια, οπότε γκρεμίστηκε όταν εξερράγη το μπαρούτι που ήταν αποθηκευμένο μέσα του.

Οι ζυγαριές δεν μετρούν το βάρος, αλλά τη μάζα.

Επειδή υπάρχουν ορισμένες παρανοήσεις σχετικά με αυτό το θέμα, θα πρέπει να πάρουμε τα πράγματα με τη σειρά και να κάνουμε προσεκτική ανάλυση.

Στη φυσική, και ειδικότερα στη μηχανική, «μάζα» ονομάζεται η ποσότητα της ύλης που περιέχει ένα σώμα, ενώ «βάρος» ονομάζεται η δύναμη με την οποία το έλκει η Γη. Στους υπόλοιπους κλάδους, καθώς και στην καθομιλουμένη, χρησιμοποιείται ο όρος «βάρος» και για τα δύο. Όταν ζυγίζουμε ζάχαρη, κρέας, ή τους εαυτούς μας, μας ενδιαφέρει η ποσότητα της ύλης. Όταν απαγορεύουμε από μια γέφυρα τη διέλευση οχημάτων βαρύτερων από 5 τόνους, μας ενδιαφέρει η δύναμη με την οποία τα έλκει η Γη. Επειδή η δύναμη είναι πάντα ανάλογη της ποσότητας της ύλης, μπορούμε να τα θεωρούμε περίπου το ίδιο πράγμα και να χρησιμοποιούμε τις ίδιες μονάδες.

Έτσι, όταν μετράμε τη ζάχαρη, τη βάζουμε σε ζυγαριά. Στη σελίδα 136 το βιβλίο δείχνει, στην Εικόνα 8, δυο ζυγαριές για τρόφιμα και μια εργαστηρίου. Οι ζυγαριές για τρόφιμα δεν μετρούν την έλξη της Γης, αλλά την ποσότητα της ύλης. Το γεγονός ότι εκμεταλλεύονται την έλξη της Γης για τη μέτρηση δεν αλλάζει το τι μετρούν. Αν χρησιμοποιήσετε ένα θερμόμετρο δεν πρόκειται να πείτε ότι μετρήσατε το ύψος της στήλης υδραργύρου, αλλά ότι μετρήσατε τη θερμοκρασία. Έτσι και οι ζυγαριές, εφόσον παρέχουν το αποτέλεσμα σε μονάδα ποσότητας ύλης, kgr, και όχι σε N, που είναι μονάδα δύναμης, το σωστό είναι να πούμε ότι μετρούν ποσότητα ύλης και όχι τη δύναμη της γήινης έλξης, άσχετα με την αρχή λειτουργίας τους.

Μπορεί τώρα να ισχυριστείτε ότι αν τις ζυγαριές τις πάμε στη Σελήνη, θα δείξουν μικρότερη ένδειξη. Έχω τις εξής απαντήσεις:

  1. Ποτέ δεν πρόκειται να πάμε αυτές τις ζυγαριές στη Σελήνη.
  2. Ακόμα κι αν τις πηγαίναμε, αμφιβάλλω αν θα λειτουργούσαν διόλου, γιατί είναι σχεδιασμένες για τη Γη.
  3. Ακόμα κι αν λειτουργούσαν, θα τους αλλάζαμε τη βαθμονόμηση ώστε να δείχνουν σωστή ποσότητα ύλης. Αν κάποτε εποικήσουμε τη Σελήνη, τη ζάχαρη εκεί θα τη μετράμε σε κιλά (ή σε λίμπρες, αν την εποικήσουν πρώτοι οι Αμερικάνοι), και ένα κιλό ζάχαρης στη Γη θα πρέπει να είναι το ίδιο με ένα κιλό ζάχαρης στη Σελήνη, ώστε να μπορούμε να συνεννοούμαστε.

Ακόμα κι αν διαφωνείτε στα παραπάνω, θα συμφωνήσετε στο ότι οι ζυγαριές που αποτελούνται από δύο δίσκους που ισορροπούν μετρούν ποσότητα ύλης και θα μετρήσουν ακριβώς το ίδιο και στη Γη και στη Σελήνη, και επομένως το βιβλίο λανθάνει όταν αναφέρει, στη σελίδα 136, ότι και αυτές οι ζυγαριές μετρούν βάρος—και στο συγκεκριμένο υποκεφάλαιο το βιβλίο χρησιμοποιεί τη λέξη «βάρος» με την έννοια της δύναμης της γήινης έλξης.

Επίσης, το σχολικό βιβλίο δεν κάνει αυτή τη διευκρίνηση που έκανα εγώ, ότι μόνο στη μηχανική το βάρος είναι διαφορετικό πράγμα από τη μάζα, με αποτέλεσμα να παρουσιάζει παραδείγματα σχετικά με το «βάρος» βγαλμένα απ' την καθημερινή ζωή, όπου με τη λέξη «βάρος», όπως ξαναείπα, εννοούμε τη μάζα.

Η διαφορά στο βάρος στην επιφάνεια της θάλασσας και στην κορυφή ενός βουνού είναι πολύ μικρή.

Στη σελίδα 137, Εικόνα 11, το βιβλίο, θέλοντας να δείξει ότι η δύναμη της γήινης έλξης είναι μικρότερη στην κορυφή ενός βουνού απ' ό,τι στην επιφάνεια της θάλασσας, εικονίζει έναν άνθρωπο πάνω σε ζυγαριά στην κορυφή ενός βουνού και τον ίδιο άνθρωπο πάνω σε ζυγαριά σε μια παραλία. Στην πρώτη περίπτωση η ένδειξη της ζυγαριάς είναι περίπου 45 (δεν αναφέρει μονάδα, αλλά δεν έχει σημασία), ενώ στη δεύτερη είναι 52.

Όχι, δεν είναι δικαιολογημένη αυτή η δόση υπερβολής. Εγώ αν ήμουν παιδάκι και διάβαζα αυτά και μετά πήγαινα ταξίδι στο βουνό θ' ανέβαινα στη ζυγαριά περιμένοντας να δω διαφορά.

Κάποιος που στην παραλία έλκεται από τη Γη με 50 μονάδες δύναμης, στην κορυφή του Έβερεστ θα έλκεται με 49.85 μονάδες.

Λάθος το βάρος των αστροναυτών.

Κατόπιν των παραπάνω, στη σελίδα 137, Εικόνα 12, εικονίζεται ένας αστροναύτης να αιωρείται πάνω απ' τη Γη, και δίπλα στην εικόνα το ερώτημα: «Μπορείς τώρα να εξηγήσεις γιατί οι αστροναύτες, όταν βρεθούν στο διάστημα, έχουν πολύ μικρό βάρος;» Είναι προφανές ότι η απάντηση που το βιβλίο περιμένει να δώσουμε, εφόσον αυτή η άσκηση είναι αμέσως μετά τα περί βάρους στην κορυφή ενός βουνού και στην επιφάνεια της θάλασσας, είναι ότι οι αστροναύτες απέχουν πολύ από το κέντρο της Γης. Εντούτοις, η Γη τραβά τους αστροναύτες πολύ δυνατά. Ο λόγος για τον οποίο αιωρούνται δεν είναι λοιπόν ότι έχουν «πολύ μικρό βάρος», αλλά ότι βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τη Γη.

Η περίοδος της Σελήνης είναι 30 μέρες.

«Για να κάνει [το φεγγάρι] μια περιφορά γύρω από τη γη χρειάζεται 29 μέρες περίπου.» (σελ. 142). Ουπς! Η περίοδος της Σελήνης είναι 29.53 μέρες, και επομένως στρογγυλεύεται καλύτερα στο 30.

Η μέρα και η νύχτα στη Σελήνη δεν διαρκούν 14 γήινες μέρες/νύχτες.

«Η μέρα [στο φεγγάρι] διαρκεί όσο 14 γήινες μέρες... Η νύχτα διαρκεί 14 γήινες νύχτες» (σελ. 142).

Να το σωστό:

Η μέρα διαρκεί όσο 15 γήινα εικοσιτετράωρα και η νύχτα όσο 15 γήινα εικοσιτετράωρα.


Πρωτοεκδόθηκε στις 5 Νοεμβρίου 2000.

Πίσω στην κεντρική σελίδα λαθών σχολικών βιβλίων