في هذه التجربة سوف نبني طائرة نفاثة، لكن بدلا من استخدام محركٍ يعمل بواسطة الوقود، سنستخدم بالونًا مليئًا بالهواء الذي سيوفّر قوة الدفع اللازمة للحركة.

أدوات

  • ورق
  • بالون
  • شريط لاصق
  • قشة شرب
  • مقص
  • خيط
  • دبوس رأس صغير (غير إجباري)

مجرى التجربة

يمكن مشاهدة مجرى التجربة في الفيديو التالي:

ملاحظة: من المهم جدا وصل الشريط اللاصق بشكل خفيف حول فتحة البالون، لكي لا يمنع دخول وخروج الهواء من البالون.

شرح

إسحاق نيوتن (1727 - 1643) هو عالم رياضيات وفيزيائي يعتبر من أعظم الفيزيائيين على مدى العصور. من بين اكتشافاته العديدة، صاغ النظرية الآتية، والتي تسمى ب"قانون نيوتن الثالث":

"في الطبيعة، لكل فعل رد فعل مساو له بالمقدار ومعاكس له بالاتجاه". قصد نيوتن في هذه الصيغة القوى، لكن يمكن القول إن قانون نيوتن عام أكثر واكتشف أنه يمكن تطبيقه بمجالات أخرى أوسع بالفيزياء، لكن هنا ليس المكان الملائم للشرح الأوفى.

يمكن أن نستشعر بسهولة قانون نيوتن الثالث إذا وضعنا أيدينا على الحائط ودفعنا بقوة متصاعدة. فوراً سنشعر أنه كلما دفعنا بقوة أكبر، نحن أيضاً نندفع بقوة أكبر نحو الاتجاه المعاكس، أي أن الحائط "يدفعنا" كأنه شخص يشغل علينا قوة. بشكل فعلي، إذا كانت الأرضية زلقة كفاية يمكن أن ننزلق للوراء نتيجة قوة الدفع التي شغلناها بأنفسنا - بالاتجاه المعاكس للحائط.

قانون نيوتن هو المبدأ الأساسي الذي يسمح للصواريخ والطائرات النفاثة بالحركة - وأيضاً في حالة الصاروخ النفاث الخاص بنا. الهواء الذي يخرج من البالون (أو من محرك الصاروخ) - يشغل على الطائرة قوة أمامية مساوية - وهكذا يجعلها تتحرك. بما أن مقدار القوة دائما متساو، كلما يخرج من البالون هواء أكثر وبقوة أكبر، تندفع الطائرة أيضا إلى الأمام بقوة أكبر، وبالعكس. لهذا السبب، إذا أحكمنا إغلاق فتحة البالون بشكل كامل أو جزئي بواسطة الشريط اللاصق، لن تتحرك الطائرة. لذلك من المهم إغلاق فتحة البالون بشكل خفيف فقط.

الحركة بهذه الطريقة يمكن أن توصل الأجسام لمسافات كبيرة جداً - الطائرات تتحرك لمسافات تصل لآلاف الكيلومترات والصواريخ تتحرك بسرعة عظيمة بين الأراضي، وحتى بين الكواكب - وكل هذا يعود لمبدأ القانون الثالث لنيوتن.

من الجدير بالذكر

يمكن استغلال قانون نيوتن الثالث لبناء لولبٍ  مائي خاص - والذي يتحرك بسبب تيار صابون يصب على المياه من فتحته.

يمكن استعمال قانون نيوتن الثالث، والاستعانة بقانون آخر اكتشفه أيضاً عالم معروف (أرخميدس)، لقياس حجم الأجسام بصورة غير مباشرة ولكن دقيقة جدا بواسطة ماء وميزان. يمكنكم معرفة المزيد في تجربة قياس حجم القبضات - نيوتن وأرخميدس.

 

 

 

 

الترجمة للعربيّة: مهران شحادة

 

 

0 تعليقات