בניסוי הזה נבנה מטוס סילון, אבל במקום מנוע שפועל על דלק נשתמש בבלון מלא באוויר שייתן לנו את כוח הדחף הדרוש לתנועה.

ציוד

  • דף נייר
  • בלון
  • נייר דבק (סלוטייפ)
  • קשית שתייה
  • מספריים
  • חוט רקמה או חוט תפירה חזק
  • סיכת ראש קטנה (לא חובה)

מהלך הניסוי

את מהלך הניסוי אפשר לראות בסרטון הבא:

הערה: חשוב מאוד לחבר את נייר הדבק רק באופן רופף סביב פיית הבלון, כדי לא לחסום את מעבר האוויר לתוך הבלון וממנו החוצה.

 

הסבר

אייזק ניוטון (1727-1643) היה מתמטיקאי ומדען שנחשב עד היום לגדול הפיסיקאים בכל הזמנים. בין תגליותיו הרבות ניסח המדען הנודע את הטענה הבאה, שידועה בשם "החוק השלישי של ניוטון":
"בטבע, לכל פעולה יש תמיד תגובה נגדית שווה לה בעוצמתה והפוכה בכיוונה". ניוטון התכוון בניסוח הזה לכוחות, אך בדרך אגב נוכל לספר לכם שבהמשך התגלה שהחוק של ניוטון כללי יותר ותקף גם בהקשרים אחרים בפיסיקה והרבה יותר רחבים – אבל לא כאן המקום לפרט.

אפשר להרגיש בקלות את החוק השלישי של ניוטון אם מניחים יד על הקיר ודוחפים אותו בכוח הולך וגובר. מיד נרגיש שככל שנדחוף את הקיר יותר חזק, כך נידחף אנחנו חזק יותר לכיוון הנגדי, כלומר הקיר "דוחף" אותנו כאילו היה אדם שמפעיל עלינו כוח. למעשה, אם הרצפה חלקה מספיק יכול מאוד להיות שנחליק אחורה כתוצאה מהדחיפה שדחפנו בעצמנו – לכיוון ההפוך מהקיר.

החוק השלישי של ניוטון הוא העיקרון שמאפשר לטילים ולמטוסי סלון לנוע – וכך גם למטוס הסילון שבניסוי שלנו. האוויר שנפלט אחורה מהבלון (או ממנוע הטיל) – מפעיל על המטוס בדיוק את אותו כוח דחף קדימה – וככה גורם לו לנוע. כיוון שהעוצמה של הכוח המתנגד שווה תמיד, ככל שיידחף מהבלון יותר אוויר ובכוח רב יותר, כך המטוס יידחף חזק יותר קדימה, ולהיפך. לכן, אם נייר הדבק יחסום את פיית הבלון באופן מלא או חלקי, המטוס לא יזוז. לכן חשוב להקפיד לחבר את פיית (פתח) הבלון באופן רופף בלבד.

הנעה בשיטה הזאת יכולה להביא גופים למרחקים אדירים – מטוסים נעים למרחקים של אלפי קילומטרים וטילים נעים במהירות אדירה בין יבשות, ואפילו בין כוכבים – והכל בזכות העיקרון של החוק השלישי של ניוטון.

מעניין לציין

אפשר להשתמש בחוק השלישי של ניוטון כדי ליצור סביבון מים מיוחד - שמסתובב בגלל זרם של סבון שמתפשט מפתחו על פני מים.
אפשר גם להשתמש בחוק השלישי של ניוטון, בשילוב עם חוק אחר שגילה מדען נודע לא פחות (ארכימדס), כדי למדוד בצורה עקיפה אך מדויקת מאוד את הנפח של גופים באמצעות מים ומשקל. עוד על כך תוכלו לראות בניסוי מדידת נפח אגרופים – ניוטון וארכימדס.

בנוסף, בטח שמתם לב שמטוסי סילון וטילים שעפים גבוה בשמיים משאירים מאחוריהם מין שובל של "עשן" לבן – על הסיבות לכך ראו בלינק: מדוע מטוסים סילון פולטים עשן לבן?

5 תגובות

  • אנונימי

    משום מה ניסיתי והמטוס לא טס

    משום מה ניסיתי והמטוס לא טס לי.
    אני גננת ועשיתי עם הילדים ולא הצלחנו.
    ללא יודעת איפה שגינו

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    אל ייאוש - גם אני לא הצלחתי הרבה פעמים

    שלום לגננת
    תראי כאן - בספיישל פורים שפרסמנו, כמה פעמים צילמנו את הניסוי עד שהוא הצליח (תראי בזמן 56 שניות):
    https://youtu.be/dB6mL-gkhXE?t=56s
    הבעייה העיקרית היא מה שרשמתי כהערה מתחת לסרט בכתבה, שזה סתימה חלקית של הפייה של הבלון. הרי אם עוזבים סתם בלון מנופח ולא קשור באוויר - הוא עף יופי. כאשר שמים סלוטייפ סביב הבלון מצרים את הפייה שלו, ומחלישים את זרם האוויר ולכן הוא לא עף טוב. תנסי להדביק בצורה כזו שאת בכלל לא מקטינה את הפייה של הבלון עם הסלוטייפ, ואולי בכלל עדיף - לא להדביק את הבלון בכלל בהתחלה - אלא לנפח אותו, ורק אז להדביק אותו מהחלק הנפוח שלו - שרחוק מהפייה, למטוס ולקשית ככה שלא יהיה שום נייר דבק על הפייה של הבלון - ואז הוא בטח יעוף טוב.
    בהצלחה!

    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

  • גיא

    מטוס סילון מבלון

    שלום, מעניין אותי מאד הניסוי עם הבלון, האינטרנט שלי מסונן וא"א לראות כאן את הוידיאו, תוכל לכתוב את הניסוי? או לשלוח למייל... תודה רבה!

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    בקצרה

    גיא - - עדיף שתנסה לראות את הוידאו. הוא בסך הכל באתר יוטיוב הפופולארי, זה מוזר שזה מסונן. אולי תנסה דרך טלפון נייד?
    בקצרה מהלך הניסוי (מקווה שזה יהיה מספיק ברור) -
    1. מכינים מטוס מקיפולי נייר
    2. מדביקים על החלק התחתון שלו קשית
    3. מדביקים על הקשית בלון, בצורה רופפת, באיזור הפייה שלו. כאשר פתח הבלון מופנה אחורה - לעבר האיזור האחורי של המטוס.
    4. משחילים חוט מוליך ארוך דרך הקשית שהדבקנו.
    5. "מתדלקים" את המטוס על ידי כך שמנפחים את הבלון. עכשיו יש בלון נפוח מתחת למטוס מנייר. סוגרים את פתח הבלון עם האצבע.
    6. מותחים את החוט שהשחלנו לאורך של 2 מטרים לפחות (נעזרים באדם אחר).
    7. משחררים את פתח הבלון כאשר המטוס נמצא בקצה אחד של החוט - והוא פשוט יעוף לקצה השני, לאורך מסלול החוט.

    בהצלחה!
    אבי

  • גיא

    תודה!!

    אני כבר הולך לנסות את זה