أم عبدالملك
26-03-2006, 18:55
مرحبا بكل الفيزيائيين الحلوين ..
أتذكر أني قرأت سؤال لأحد الإخوة بس ماأدري في أي منتدى .(يمكن الإمتحانات بدا مفعولها !!).المهم إن سؤاله كان عن الزوابع أو الدوامات ..ورغبة مني في تقديم الفائدة سوف أطرح السؤال التالي وأجيب عنه (منكم وإليكم !!)عل الأخ السائل وجميع الأعضاء يستفيدون....
السؤال هو :غالبا ما تتشكل الزوابع في الحوض عند إفراغه من الماء ..هل تدور هذه الزوابع بجهة دوران عقارب الساعة أم بعكسها ولماذا ؟؟؟
قال الرياضي الروسي د. غراف :
عندما نفرغ إناءيحتوي على سائل بواسطة فتحة في أسفله فإن الدوامة المتشكلة تدور بعكس اتجاه عقارب الساعة عندمانكون في النصف الشمالي للكره الأرضية وبالإتجاة المعاكس في نصف الكره الجنوبي (بمقدور أي قارئ أن يقوم بهذه التجربة البسيطة وذلك بإفراغ الحوض بعد ملئه بالماء ومراقبةحركة الدوامة التي تظهر أكثر إذا نثرنا قصاصات الورق على الماء ...وهذا إثبات بسيط على حركة الأرض..
ومماسبق استطاع أن يستخلص بعض النتائج العملية :
(يمكننا الآن استنباط نتائج هامة تتعلق بحركة العنفات المائية :إذا وضعت عنفة مائية تدور في مستوى أفقي بعكس اتجاه عقارب الساعة فإن دوران الأرض سوف يساعد العنفة على الدوران وبالعكس إذا دارت العنفة باتجاه عقارب الساعة فإن دوران الأرض سوف يعيق حركتها )
.تبدو المناقشات السابقة معقولة فحركة الأرض تؤثر في العديد من من الظواهر الطبيعية كحركة الإعصار والتيارات البحرية وغيرها ...ويمكن أن نظن أن دوران الأرض يؤثر على حركة الدوامة
ولكن يجب أن لا نأخذ بالإنطباع الأولي للظاهرة ،،فمشاهدة حركة الدوامة في الحوض تجربة سهلة ولكنها لا تعبر دائما عن الحقائق النظرية ..تدور الدوامة مرة في اتجاه عقارب الساعة ومره بعكسها ولا يوجد أي اتجاه مفضل ولا حتى ميل مفضل لإحدى الإمكانيتين وخاصة إذا اجريت التجربة في أوعية مختلفة الأشكال.
بحساب بسيط يمكن أن نثبت أثر دوران الأرض في هذا النمط من الظواهر ولهذا الغرض سنستخدم العلاقة التالية :
a=2ω ν sin α
حيثa هو التسارع الذي يكتسبه الجسم بتأثير دوران الأرض (تسارع كوريو ليس )
νسرعة الجسم المتحرك
ωالسرعة الزاوية لدوران الأرض حول نفسها
aدرجة العرض في النقطة المعتبرة ..ففي سان بطر سبورغ ومن أجل سرعة ¹1ms- يكون لدينا :
A = (2 ×2π×0 .87)/86400≈0.0001 m.s-²
وبما أن تسارع الجاذبية الأرضية يساوي 9.81m.s-² فإن هذا التسارع الإضافي أصغرب100000مره تقريبا.
من الواضح أن أقل عدم انتظام أو عدم تناظر للوعاء بالنسبة لفتحة التصريف قد يؤثر على تدفق المياه أكثر من تأثير دوران الأرض عليه .
إذا قمنا بعدد كبير من المشاهدات ورجحنا إحدى الجهتين في النهاية ، فإن ذلك لا يثبت مطلقا قاعدة دوران الأرض التي تكلمنا عنها سابقا بل يثبت فقط تأثير شكل الوعاء على جهة دوران الدوامة .
من المستحيل إذا توقع جهة دوران دوامة الماء عند فتح التصريف ،فهي تتعلق بخصا ئص الوعاء .بالإضافة إلى أن الدوامة التي يمكن أن يشكلها دوران الأرض في السوائل يجب أن يكون لها قطر أكبر بكثير من الدوامات المتشكلة في الأوعية الصغيرة . فعلى سبيل المثال يبلغ قطر زوبعة ماء سرعته 1m.s-² في سان بطر سبورغ حوالي18مترا.
نظريا يمكننا إثبات أن كل عجلة متحركة تتأثر بدوران الأرض حول نفسها الذي يميل لجعل العجلة تدور حول محور مواز لمحور الأرض وبجهة دورانها حول نفسها ولكن هذا التأثير ضئيل جدا كما رأينا فيما سبق .
إن أقل عيب في تصنيع العنفة يمكن أن يكون له أثر كبير على دورانها وبالتالي لا يمكن أن ننتظر الكثير من المساعدة التي يمكن أن يقدمها دوران الأرض للجمل الميكانيكية الدورانية كما كان يفكر العالم الرياضي في مقالته .
أتمنى أن أكون قد قدمت لكم إجابة شافية وكافية ..
تحياتي ...
قطرة المطر تحفر في الصخر ............
ليس بالعنف ..........وإنما بالتكرار
أتذكر أني قرأت سؤال لأحد الإخوة بس ماأدري في أي منتدى .(يمكن الإمتحانات بدا مفعولها !!).المهم إن سؤاله كان عن الزوابع أو الدوامات ..ورغبة مني في تقديم الفائدة سوف أطرح السؤال التالي وأجيب عنه (منكم وإليكم !!)عل الأخ السائل وجميع الأعضاء يستفيدون....
السؤال هو :غالبا ما تتشكل الزوابع في الحوض عند إفراغه من الماء ..هل تدور هذه الزوابع بجهة دوران عقارب الساعة أم بعكسها ولماذا ؟؟؟
قال الرياضي الروسي د. غراف :
عندما نفرغ إناءيحتوي على سائل بواسطة فتحة في أسفله فإن الدوامة المتشكلة تدور بعكس اتجاه عقارب الساعة عندمانكون في النصف الشمالي للكره الأرضية وبالإتجاة المعاكس في نصف الكره الجنوبي (بمقدور أي قارئ أن يقوم بهذه التجربة البسيطة وذلك بإفراغ الحوض بعد ملئه بالماء ومراقبةحركة الدوامة التي تظهر أكثر إذا نثرنا قصاصات الورق على الماء ...وهذا إثبات بسيط على حركة الأرض..
ومماسبق استطاع أن يستخلص بعض النتائج العملية :
(يمكننا الآن استنباط نتائج هامة تتعلق بحركة العنفات المائية :إذا وضعت عنفة مائية تدور في مستوى أفقي بعكس اتجاه عقارب الساعة فإن دوران الأرض سوف يساعد العنفة على الدوران وبالعكس إذا دارت العنفة باتجاه عقارب الساعة فإن دوران الأرض سوف يعيق حركتها )
.تبدو المناقشات السابقة معقولة فحركة الأرض تؤثر في العديد من من الظواهر الطبيعية كحركة الإعصار والتيارات البحرية وغيرها ...ويمكن أن نظن أن دوران الأرض يؤثر على حركة الدوامة
ولكن يجب أن لا نأخذ بالإنطباع الأولي للظاهرة ،،فمشاهدة حركة الدوامة في الحوض تجربة سهلة ولكنها لا تعبر دائما عن الحقائق النظرية ..تدور الدوامة مرة في اتجاه عقارب الساعة ومره بعكسها ولا يوجد أي اتجاه مفضل ولا حتى ميل مفضل لإحدى الإمكانيتين وخاصة إذا اجريت التجربة في أوعية مختلفة الأشكال.
بحساب بسيط يمكن أن نثبت أثر دوران الأرض في هذا النمط من الظواهر ولهذا الغرض سنستخدم العلاقة التالية :
a=2ω ν sin α
حيثa هو التسارع الذي يكتسبه الجسم بتأثير دوران الأرض (تسارع كوريو ليس )
νسرعة الجسم المتحرك
ωالسرعة الزاوية لدوران الأرض حول نفسها
aدرجة العرض في النقطة المعتبرة ..ففي سان بطر سبورغ ومن أجل سرعة ¹1ms- يكون لدينا :
A = (2 ×2π×0 .87)/86400≈0.0001 m.s-²
وبما أن تسارع الجاذبية الأرضية يساوي 9.81m.s-² فإن هذا التسارع الإضافي أصغرب100000مره تقريبا.
من الواضح أن أقل عدم انتظام أو عدم تناظر للوعاء بالنسبة لفتحة التصريف قد يؤثر على تدفق المياه أكثر من تأثير دوران الأرض عليه .
إذا قمنا بعدد كبير من المشاهدات ورجحنا إحدى الجهتين في النهاية ، فإن ذلك لا يثبت مطلقا قاعدة دوران الأرض التي تكلمنا عنها سابقا بل يثبت فقط تأثير شكل الوعاء على جهة دوران الدوامة .
من المستحيل إذا توقع جهة دوران دوامة الماء عند فتح التصريف ،فهي تتعلق بخصا ئص الوعاء .بالإضافة إلى أن الدوامة التي يمكن أن يشكلها دوران الأرض في السوائل يجب أن يكون لها قطر أكبر بكثير من الدوامات المتشكلة في الأوعية الصغيرة . فعلى سبيل المثال يبلغ قطر زوبعة ماء سرعته 1m.s-² في سان بطر سبورغ حوالي18مترا.
نظريا يمكننا إثبات أن كل عجلة متحركة تتأثر بدوران الأرض حول نفسها الذي يميل لجعل العجلة تدور حول محور مواز لمحور الأرض وبجهة دورانها حول نفسها ولكن هذا التأثير ضئيل جدا كما رأينا فيما سبق .
إن أقل عيب في تصنيع العنفة يمكن أن يكون له أثر كبير على دورانها وبالتالي لا يمكن أن ننتظر الكثير من المساعدة التي يمكن أن يقدمها دوران الأرض للجمل الميكانيكية الدورانية كما كان يفكر العالم الرياضي في مقالته .
أتمنى أن أكون قد قدمت لكم إجابة شافية وكافية ..
تحياتي ...
قطرة المطر تحفر في الصخر ............
ليس بالعنف ..........وإنما بالتكرار