Skip to main content

تجربة منزليّة – مرشّ ماء

ماذا نرى؟

قشّتان للشرب متداخلتان بزاوية 90 درجة. ندخل القشّة العموديّة إلى كأس ماء وننفخ بقوّة في القشّة الأفقيّة. تؤدي عملية النّفخ إلى ضخّ بعض الماء من الكأس ورشّه. إذا قمتم ببناء الجهاز بطريقة جيّدة فسيكون بإمكانكم أن ترشّوا الماء إلى بُعد يتجاوز المتر ونصف المتر.

                        مرشّ الماء

ماذا نحتاج؟

  • قشّة واحدة رفيعة وأخرى ذات قطر أكبر (من المفضّل أن تكون من النّوع الذي يمكنكم طيّه).

  • كأس أو وعاء صغير من الماء (بإمكانكم استخدام علبة فارغة كتلك التي تستخدم لحفظ أفلام التّصوير).

  • مقصّ.

 

كيف نبني؟

  1. قصّوا شقًا بصورة الحرف Vفي القشّة الكبيرة، على بُعد سنتيمترٍ واحد تقريبًا من طرفها المستقيم (أي ليس الطّرف الذي يمكنكم طيّه).

  2. قُصّوا من القشّة الرفيعة قطعة يعادل طولها ارتفاع الكأس (أو الوعاء الذي فيه ماء).

  3. أدخلوا القشّة الرّفيعة إلى داخل الشقّ الذي صنعتموه في القشّة الأخرى حتّى تثبت مكانها وبحيث يصل طرفها بالضبط إلى منتصف قطر القشّة الكبيرة (كما يظهر في الرّسم).

                        إدخال المصّاصة

  • ملاحظة: إذا كان الشقّ ضيّقًا (أي، إذا لم تستطيعوا أن تدخلوا القشّة الصغيرة إلى الكبيرة، أو إذا انطوت الصّغيرة وانسدّت) – حاولوا توسيعه، بحذر، بواسطة المقصّ (قصّوا شكل Vأكبر بعض الشيء). أمّا إذا كان الشقّ أكبر ممّا ينبغي بحيث لا تثبت القشة الصغيرة فيه (أي تنزلق وتقع) – فلا مناص من تناول قشّة كبيرة أخرى وإعادة الكرة. لا تحاولوا إلصاق القشّتين أو صنع المزيد من الشّقوق في القشّة نفسها.

  1. املأوا الكأس كلّها بالماء وأدخلوا القشّة الرفيعة إليها وانفخوا بقوّة في فتحة القشّة الكبرى. إذا قمتم بفعل كلّ شيء كما ينبغي، سترون رذاذًا من الماء يخرج من طرف القشّة الآخر.

  2. عدّلوا، بحذر، موضع تداخل القشّتين (ارفعوا أو أنزلوا القشة الدقيقة في داخل القشّة الكبيرة) حتّى ينتج أقوى رذاذ ويصل إلى أبعد مسافة ممكنة.

 
أين العلم هنا؟
لأوّل وهلة، قد لا يبدو واضحًا سبب سحب الهواء الذي يجري في القشة الأفقيّة للماء بواسطة القشّة العموديّة. يتعلّق السّبب بضغط الهواء، أو بالأحرى بضغط منخفض للهواء يتكوّن عند جريان الهواء (أو سائل ما) بسرعة. فعندما يجري الهواء باتّجاه معيّن فإنّه يولّد ضغطًا على ذلك الاتّجاه، ويؤدّي في الوقت نفسه إلى انخفاض الضّغط (نوع من الفراغ) باتجاه معامد لاتجاه الجريان (انظروا الرّسم). عندما ننفخ في القشّة الكبيرة يجري الهواء بسرعة من فوق فتحة القشّة الرّفيعة ويؤدي إلى انخفاض في الضّغط يسحب الماء من الكأس بواسطة القشّة حتى يصل إلى الفتحة. عند وصول الماء إلى فتحة القشّة الرّفيعة فإنّه يتحرّك بفعل مجرى الهواء ويخرج من القشّة على شكل رذاذ.

                         مخطّط الضّغط

 

ماذا أيضاً؟

تعمل المرشّات القديمة بنفس الطّريقة التي بنينا بواسطتها مرشّ الماء في تجربتنا، حيث يتمّ ضغط الهواء بواسطة مكبس كبير ليجري بسرعة فوق فتحة أنبوب دقيق. يؤدّي جريان الهواء إلى تكوّن ضغط منخفض في الأنبوب يسحب السّائل من الوعاء ويرفعه إلى أعلى حتّى يصل إلى مجرى الهواء فيُسحب معه ويُطلق على شكل رذاذ. هناك عدّة تجارب طريفة تُظهر كيف يؤدّي جريان الهواء إلى انخفاض الضّغط في الاتجاهات المعامدة لوجهة الجريان.

 

                        מרסס פליט

خذوا قطعة رفيعة من الورق. أمسكوا بأحد طرفيها بكلتا اليدين وانفخوا فوقها كما في الرّسم. مع أنّكم تنفخون فوق الورقة فإنّ مجرى الهواء "يسحب" الورقة إلى الأعلى.

                            رفع الورقة

تناولوا طابتي بينغ بونغ وألصقوا كلّ واحدة منهما بخيط رفيع وعلّقوهما على مسطرة (أو على أي قطعة من الخشب أو البلاستيك)، بحيث يكون البُعد بين الطّابتين حوالي 5 سنتيمترات. انفخوا بعض الهواء برقة بين الطّابتين – تقترب الطّابتان الواحدة إلى الأخرى بسبب انخفاض الضّغط الذي يسبّبه مجرى الهواء.
                            تقريب الكرات
إنّ قدرة الطّائرة العاديّة أو الشّراعيّة على البقاء "معلّقة" في الهواء تعتمد على انخفاض الضّغط الذي يحصل بسبب جريان الهواء. يُبنى جناح الطّائرة بحيث يمرّ الهواء الجاري فوقه مسارًا أطول من ذلك الذي يمرّ تحته. ويتدفّق الهواء الذي يجري في المسار الأطول (فوق الجناح) بسرعة أكبر ويتسبّب بانخفاض أكبر في الضّغط. في المحصّلة، إنّ الانخفاض في الضّغط يكون أكبر فوق الجناح مما هو في أسفله، أي يكون اتّجاه محصّلة القوى العاملة إلى أعلى. هذه القوّة تُسمّى "قوّة الرفع".

Date Created: 21/11/12
Date Updated: 12/12/12