Miért lehet helytelen az alább vázolt fizika feladat megoldása? (Magát a feladatot biztosan sokan ismerik.)

Az a „baj” ezekkel a feladatokkal, hogy idealizáltak… De nem eléggé idealizáltak.

Nyilván a hőszigetelő lapot és fonalat tökéletes, ideális hőszigetelőnek akarjuk tekinteni, eltekintve attól, hogy valamennyi hővezető képessége ezeknek is van, és ilyen szempontból nem mindegy pl. az alakjuk sem. De gondolom eltekintünk attól, hogy tökéletes hőszigetelő nincs, ezek ideális hőszigetelők.

De még mitől tekintünk el? A hősugárzástól is eltekintünk? Mert nyilván a lap valamennyi hősugárzást visszaver, jóval többet, mint a fonal. Vagy ettől is eltekintünk és 0-nak vesszük a hősugárzást?

Akkor ezen az alapon miért nem tekintünk el a hőtágulástól? Ugyanilyen joggal mondhatnánk azt, hogy a gondolatkísérlet annyira idealizált, hogy a hőtágulási együttható is legyen nulla. Ha elfogadjuk, hogy a válasz helyes, hogy a hőtágulás okozta súlypont eltolódás energiakülönbséget jelent, akkor önkényesen ragadtunk ki valamilyen olyan tulajdonságot, amit nem tekintünk ideálisnak.

A probléma az, hogy ha úgy válogatjuk meg az ideális, és mégsem annyira ideális viszonyokat, akkor az egyik lesz a helyes megoldás, ha máshogy, akkor meg a másik.

Akkor fonal helyett legyen fönt is ugyanolyan lap, vákuumban.

A rögzítést pedig úgy oldjuk meg, hogy a lapoknak az a része legyen rögzítve, ami a gömböt tartja, tehát ennek a helyzete nem változik.

Érdekesség, hogy ha a fönt rögzített gömb kitágul, akkor súlypontja lejjebb kerül, tehát CSÖKKEN a helyzeti energiája.