קשיות מתקפלות שמסתובבות במהירות סביב הראש ובתוך הפה כאשר נושפים דרכן.

בניסוי זה נבנה מין מנוע סילון קטן מקשיות, שיגרום להן להסתובב ברגע שננשוף דרכן.

ציוד

  • 2 קשיות מתקפלות

הניסוי

את מהלך הניסוי אפשר לראות בסרטון:

הסבר

אייזק ניוטון (1727-1643) היה מתמטיקאי ומדען שנחשב על ידי רבים לגדול הפיזיקאים בכל הזמנים. בין תגליותיו הרבות הוא ניסח את הטענה 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 ורחבים בפיזיקה – 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 שכתוצאה מהדחיפה שדחפנו בעצמנו נחליק אחורה לכיוון הפוך מהקיר.

החוק השלישי של ניוטון הוא העיקרון שמאפשר לטילים ולמטוסי סלון לנוע – וכך גם "למנוע הסילון" המסתובב שבנינו מקשיות בניסוי שלנו. האוויר שנפלט לצד אחד מקצה הקשית  – מפעיל עליה בדיוק את אותו כוח דחף לצד השני – וככה גורם לה לנוע. למעשה סדר הדברים הוא הפוך: כדי לצאת מפתח הקשית האוויר הננשב צריך לפגוע בחוזקה בדופן הקשית הנגדי / הפנימי – הדופן מפעיל על האוויר כוח שדוחף אותו החוצה והוא מצידו דוחף את הקשית. בגלל שהעוצמה של הכוח המתנגד שווה תמיד לכוח המופעל, ככל שננשוף דרך הקשית יותר אוויר ובכוח רב יותר, כך הקשית תידחף חזק יותר, ולהיפך.

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. זו הסיבה שבגללה הניסוי נקרא 'מנוע סילון', משום שהמנועים של מטוסי סילון גורמים לתנועת המטוס באופן דומה: תנועת המטוס קדימה נגרמת על ידי דחיקת כמויות (אדירות) של אוויר אחורה דרך מנוע הסילון.

מנוע סילון מסוג F100 במהלך הרצה קרקעית, פולט כמויות אדירות של גזים (לוהטים) מחלקו האחורי. מקור: ויקיפדיה, נחלת הכלל.מנוע סילון מסוג F100 במהלך הרצה קרקעית, פולט כמויות אדירות של גזים (לוהטים) מחלקו האחורי | מקור: ויקיפדיה, נחלת הכלל

שימו לב שבניסוי יש להרטיב את השפתיים בהרבה רוק – חייבים לעשות זאת משתי סיבות – בעיקר כדי להקטין את כוח החיכוך בין השפתיים לקשית ובכך לאפשר לה להחליק ולהסתובב, אבל גם כדי לשפר את האטימה בין השפתיים לקשית. אם השפתיים יבשות סביר שהניסוי לא יצליח לכם: כוח החיכוך ימנע מהקשית להסתובב, ואם תנשפו חזק היא אפילו עלולה לעוף מהפה במקום להסתובב.

ניסויים דומים

יש לנו באתר אוסף של ניסויים שבהם מודגם / נוטל חלק החוק השלישי של ניוטון, שכדאי לנסות:

0 תגובות