בניסוי הזה נלמד עוד דרך להפוך כוס מים מלאה בלי שתוכנה יישפך.
ראו גם את שלוש השיטות הקודמות שהראינו איך להפוך כוס מים בלי שהמים יישפכו 1, להפוך כוס מים בלי שהמים יישפכו 2, להפוך כוס מים בלי שהמים יישפכו 3.
ציוד
- כוס (עדיף מפלסטיק)
- מים
מהלך הניסוי
את מהלך הניסוי תוכלו לראות בסרטון הבא:
הסבר
כל גוף בטבע נוטה להישאר במצב שבו הוא נמצא: אם הגוף לא זז, הוא ישאף להישאר באותו מקום, ואם הוא נמצא בתנועה הוא ישאף להמשיך לנוע באותה מהירות ובאותו כיוון של התנועה. את העובדה הזאת גילה וניסח המדען גלילאו גליליי לפני כ-500 שנה, והיא נקראת "עקרון ההתמדה" או "האינרציה" של גופים.
מאוחר יותר ניסח הפיסיקאי אייזק ניוטון את העיקרון בצורה כללית יותר, במה שידוע בתור החוק הראשון של ניוטון.
מה שחשוב לניסוי שלנו זו העובדה שגופים שואפים להמשיך לנוע כל הזמן באותו כיוון (כלומר בקו ישר). לכן, אם אנחנו אוחזים בכוס ומסובבים אותה, המים שבתוכה נוטים להתמיד במצבם הקודם: בהתחלה להישאר במקומם למטה, ואחרי שהכוס כבר נעה (והם נעים יחד איתה) הם נוטים להמשיך בתנועה בקו ישר – שמשיק לתנועה המעגלית של הכוס. אבל דפנות הכוס אינן מאפשרות למים להמשיך בתנועה משיקה, וכתוצאה מכך המים נלחצים כל הזמן ונדחפים בחוזקה אל דפנות הכוס. כלומר מבחינת המים הם "מרגישים" כוח שלוחץ ודוחף אותם לכיוון דפנות ותחתית הכוס – החוצה. הכוח הזה נקרא "כוח צנטריפוגלי".
את הכוח הזה אנחנו מרגישים היטב כשאנחנו נוסעים במכונית ונכנסים לסיבוב. אנחנו מרגישים במצב הזה שאנחנו "נזרקים" החוצה, אל מחוץ לכיוון הסיבוב: אם המכונית פונה ימינה אנו מרגישים כוח שדוחף אותנו שמאלה, וההיפך.
הכוח הצנטריפוגלי תלוי במהירות התנועה של הגופים המסתובבים, כך שככל שהסיבוב מהיר יותר גם הכוח הצנטריפוגלי חזק יותר. כך גם עם כוס המים – אם הסיבוב מהיר מספיק, הכוח הצנטריפוגלי יהיה חזק מספיק כדי להתגבר אפילו על כוח המשיכה שמושך את המים כלפי מטה, כך שנוכל לעשות אפילו סיבוב מלא בלי לשפוך אף טיפה.
שימו לב שאם תסובבו את הכוס לאט מדי, הכוח הצנטריפוגלי לא יהיה חזק מספיק כדי להצמיד את המים לתחתית הכוס והמים יישפכו. אז כדאי שתתאמנו קודם בסיבוב מהיר של כוס ריקה, לפני שתנסו לעשות להטוטים עם כוס מלאה.
מעניין לציין
רכבות הרים משתמשות באותו עיקרון בדיוק כדי לעשות היפוך מלא של הקרונית בלי שהיא (או האנשים שבתוכה) יפלו.
