בניסוי הזה נבנה כוס מיוחדת שמתרוקנת מעצמה ברגע שהמים מגיעים בה לגובה מסוים. הכוס הומצאה ביוון לפני יותר מ-2000 שנה ומשמשת עד היום בכל מכונת כביסה.

ציוד

  • קשית שתייה מתקפלת
  • כוס חד-פעמית
  • מספריים קטנים
  • מעט פלסטלינה
  • מים

מהלך הניסוי

את מהלך הניסוי אפשר לראות בסרטון הבא:

אפשר (ואפילו מומלץ) לגזור את הקשית שיוצאת מהכוס בדיוק מתחת לקו הפלסטלינה. כך הכוס תיראה יפה יותר.

 

הסבר

הקשית המקופלת בתוך הכוס היא למעשה צינור בעל שתי זרועות שהאחת מהן נמוכה מהשנייה. הקצרה היא חלק הקשית שמקופל בתוך הכוס והארוכה היא חלק הקשית שמחוץ לכוס, כשהזרועות מתמלאות במים נוצר סיפון, בדיוק כמו זה שהסברנו עליו בצורה מפורטת בניסוי קודם: משאבת מים אוטומטית מקשיות.

יש לשים לב שבהתחלה זרועות הקשית ריקות ממים, והן מתמלאות במלואן רק כשגובה המים עובר את נקודת הקיפול בקש – כי ברגע שהמים עוברים את הקיפול בקשית הם מתחילים לזרום למטה ולמלא את הזרוע הארוכה שלה, ולכן הסיפון נוצר רק ברגע זה ורק בו הכוס מתחילה להתרוקן. כלומר גובה קיפול הקשית בתוך הכוס הוא שקובע את גובה המים המרבי שמעליו תתחיל הכוס להתרוקן.

מיכל מרכך הכביסה שמוזכר בסרטון מורכב מצינור בתוך צינור גדול ממנו, שנמצאים שניהם בתוך המיכל. מבחינה פרקטית זה בדיוק אותו דבר כמו קשית מקופלת.

מעניין לציין

ההתקן הזה מכונה "הכוס של פיתגורס" או "גביע פיתגורס", כיוון שמקובל לחשוב שמי שהמציא אותו היה המתמטיקאי והמדען היווני פיתגורס שחי במאה ה-6 לפני הספירה (וידוע בעיקר בזכות "משפט פיתגורס" הנוגע לאורך הצלעות של משולש ישר זווית). עד להמצאת מכונת הכביסה (ומרכך הכביסה) במאה ה-20, כלומר יותר מ-2,400 שנים מאז המצאתה, לא נמצא לה שימוש מועיל מעבר לעצם השעשוע.

בטבע, קיימת תופעה שנקראת "מעיין פועם" – מעיין שבנוי כמו גביע פיתגורס ענקי: הוא מכיל חלל תת-קרקעי גדול המחובר לסיפון שנוצר בסלע באופן טבעי. כאשר המים בחלל התת-קרקעי עוברים גובה מסוים (סף הגובה של כיפוף הסיפון, בדיוק כמו בגביע פיתגורס), חלל המעיין מתרוקן בבת אחת. לאחר מכן המעיין מפסיק לנבוע – עד שהוא שוב מתמלא מעל לסף הגובה של הסיפון – כלומר הנביעה מתרחשת  ב'פעימות'.


מעיין פועם | האיור לקוח מוויקפדיה. נוצר בידי Ori~

ברצוני להודות לד"ר סבינה שטוקר-סגרה שהביאה את הניסוי לידיעתי.

5 תגובות

  • רוברט

    רעיון...

    שלום וברכה! תודה רבה על הכתבה המרתקת.
    ד"ר אבי היקר - הסרטונים שלך אדירים, ישר כח גדול והמשך עשייה פורייה! רציתי לשאול, האם על סמך העקרונות הנ"ל,
    הרתחה של מים יכולה להביא לשינוי הרצוי בגובה המים בשביל להפעיל את מנגנון הסיפון? כלומר -
    האם הרתחה של מים שנמצאים בתחילה בגובה שמתחת לסף הגובה של כיפוף הסיפון
    תגרום תוך כדי ההרתחה לעליה מספיקה מעל הסף, שתגרום בתורה להפעלת הסיפון? (למשל: צינור עמיד בחום שיגע בתחתית הפנימית של סיר שעומד על גזייה, יעלה דרך דפנות הסיר וירד מחוץ לסיר עד לתחתית כך שיכבה את הלהבה) תודה רבה!
    בברכה, רוברט

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    כן

    שלום רוברט, ותודה על המחמאה

    עקרונית, אם המים יעלו בתוך הצינור מעבר לסף בעקבות הרתיחה - אז כן. אבל זה יהיה קשה - גם כי הצינור עצמו יקרר את המים בזמן שהם יעלו, וגם כי דרוש שלא תהיינה בועות גז גדולות בתוך הצינור (כי אז יכול להיקטע רצף המים), וברתיחה הרי המים מתמלאים בועות של אדי מים - כך שזה יהיה קשה, אבל אפשרי.

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

  • ישראל

    שלום ד"ר אבי! האם כאשר מתרחש

    שלום ד"ר אבי! האם כאשר מתרחש ריקון סיפון, זה ירוקן את תכולת הכוס גם במקרה ויהיה בה מוצקים?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    כן בתנאי

    כן, גם מוצקים יכולים לעבור - בתנאי שהם קטנים מספיק להיכנס בצינור המנקז, ולרחף בתוך המים. מוצקים גדולים / ששקועים בתוך המים, כבר לא יעברו.

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

  • דניאל

    שימוש נוסף לסיפון, בגידולי הידרופוניקה

    המיכל של הצמח מתמלא לאט במים עד נקודה מסויימת ולאחר מכן מתרוקן מהר וחוזר חלילה, וכך הצמח מקבל מחזורים של מים ואוויר.