Το βιβλίο Φυσικής της Γ Λυκείου λέει ότι ένα παιδί που κάνει κούνια η οποία είναι κρεμασμένη από ένα δέντρο, πρέπει να συντονίζει τις κινήσεις του με την κούνια για καταφέρει να την φτάσει σε αρκετό ύψος. Δηλαδή πως ακριβώς πρέπει να ρυθμίζει το σώμα του το παιδί; και σε ποιες θέσεις της κούνιας; Αφού η συνολική εξωτερική δύναμη επί του παιδιού (το βάρος του) είναι σταθερή, δεν θα έπρεπε όση ενέργεια του δίνει σε ένα τέταρτο της κίνησης που το επιταχύνει, να του την αφαιρεί στο επόμενο τέταρτο που το επιβραδύνει; Πως ερμηνεύει η φυσική ότι καταφέρνει να κερδίζει ολοένα και περισσότερη ενέργεια; Άντε να πούμε τίποτα και για τους ψαγμένους μαθητές.
Είχα και εγώ τη συγκεκριμένη απορία σαν μαθητής. Απ' ότι ρώτησα και σκέφτηκα μόνος μου η απάντηση έχει ως εξής. Ναι μεν το βάρος του παιδιού μένει σταθερό αλλά αυτό που κάνει το παιδί είναι τεντώνοντας και μαζεύοντας τα πόδια του να αλλάζει το κέντρο μάζας και έτσι να μεγάλώνει ή να μικραίνει την ροπή που ασκεί στην κούνια κατά βούληση. Βέβαια αλλάζει και η ροπή αδράνειας του παιδιού καθώς τεντώνει τα πόδια του. Γενικά δεν το έχω ξεκαθαρίσει πλήρως το πρόβλημα σκεπτόμενος και τα σημεία στα οποία τεντώνουμε τα πόδια μας όταν κάνουμε κούνια. Θα ήθελα μια πλήρη εξήγηση γιατί έχω κάποια κενά στην εξήγηση που σκέφτομαι.
Όταν το παιδί κάθεται στην κούνια το σύστημα έχει μια ιδιοσυχνότητα. Όταν τα πόδια του παιδιού κουνιούνται με την συγκεκριμένη ιδιοσυχνότητα τότε η μεταφορά ενέργειας από την ταλάντωση των ποδιών στην ταλάντωση της κούνιας γίνεται μέγιστη με αποτέλεσμα η κούνια να πηγαίνει πολύ ψηλά
Το να σκεφτούμε με ροπές αδράνειας και ροπές δύναμης μου φαίνεται πιο περίπλοκο. Μια ενεργειακή προσέγγιση ίσως είναι προτιμότερη. Όταν το παιδί βρίσκεται στα ακραία σημεία της ταλάντωση με μηδενική ταχύτητα και επίκειται η κάθοδος, συμφέρει να σηκώνει όσο μπορεί τα πόδια του και το σώμα του ώστε ν' ανεβάζει το κέντρο μάζας του, αυξάνοντας τη δυναμική του ενέργεια και να μπορέσει στη συνέχεια καθώς θα κατεβαίνει να έχει μεγαλύτερη κινητική. Όταν πάλι περνάει από το κατώτατο σημείο της τροχιάς του, συμφέρει να κρεμάει τα πόδια του για να κατεβάζει το κέντρο μάζας του (να ελαττώνει δηλ. τη κι άλλο τη δυναμική του ενέργεια) και ν' αυξάνει με τον τρόπο αυτό τεχνητά πάλι την κινητική του. Δεν είμαι σίγουρος τι ακριβώς κάνουν στην πραγματικότητα οι άνθρωποι.
Αυτές τις μέρες στάθηκα και παρατήρησα αρκετά τα παιδιά στα παρκάκια καθώς κάνουν κούνια. Αυτό με έκανε να αναθεωρήσω τις απόψεις μου για το τι πετυχαίνουμε ακριβώς με τις διάφορες κινήσεις των ποδιών και του σώματος. ΤΟ ΞΕΚΙΝΗΜΑ Όταν αρχικά το σκοινί της κούνιας είναι κατακόρυφο και εμείς ακίνητοι, το βάρος μας και η τάση του σκοινιού δίνουν συνισταμένη μηδέν. Σηκώνουμε τα πόδια μας μπροστά. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα το κέντρο βάρους να μετατοπιστεί μπροστά, και η ροπή του βάρους ως προς τον άξονα εξάρτησης της κούνιας να προκαλέσει την αρχική κίνηση της κούνιας. Η ΔΙΑΡΚΗΣ ΑΥΞΗΣΗ ΤΟΥ ΠΛΑΤΟΥΣ ΤΗΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗΣ Όλη η διαδικασία της αύξησης του πλάτους της ταλάντωσης στηρίζεται σε διαδοχικά ανεβοκατεβάσματα του κέντρου μάζας του σώματός μας. Γενικά όταν βρισκόμαστε στις ακραίες θέσεις της κούνιας γέρνουμε πίσω το σώμα ενώ συγχρόνως κρεμάμε τα πόδια κάτω από το κάθισμα της κούνιας. Με τον τρόπο αυτό κατεβάζουμε χαμηλότερα το κέντρο μάζας. Έτσι αυξάνεται η κινητική ενέργειά μας εις βάρος της δυναμικής. Στη φάση αυτή δεν χρειάζεται να δώσουμε παρά ελάχιστη από τη χημική ενέργεια του μυϊκού μας συστήματος, γιατί η βαρύτητα δρα βοηθητικά προς την κίνησή μας ενώ λόγω πολύ μικρής ταχύτητας στη θέση αυτή δεν έχουμε να υπερνικήσουμε σημαντική φυγόκεντρο δύναμη. (Μιλάμε για την ανάλυση του προβλήματος με σύστημα αναφοράς την ίδια την κούνια). Όταν περνάμε από την κατώτερη θέση της ταλάντωσης, ανεβάζομε τα πόδια μας και το υπόλοιπο σώμα μας όσο πιο ψηλά μπορούμε. Για να το πετύχουμε αυτό πρέπει τώρα να προσφέρουμε σημαντικό ποσόν από τη χημική μας ενέργεια. Και αυτό γιατί τώρα πρέπει με την κατάλληλη έλξη επί του σκοινιού να υπερνικήσουμε και το βάρος μας και την φυγόκεντρο δύναμη, μια και η ταχύτητα στη θέση αυτή είναι σημαντική. Σε κάθε κύκλο λοιπόν της ταλάντωσης η ενέργεια που μπαίνει στο σύστημα είναι αυτή που προσφέρουμε στο κατώτατο σημείο και μετασχηματίζεται σε κινητική του ταλαντωτή όταν αυτός βρίσκεται στο ανώτατο σημείο.
