لقد اطلعت على مشاركات الأخوان حول هذا السؤال الذي طرحته قبل يومين فوجدت أنه من الواجب علي أن أسهب في البحث عن هذا الموضوع الذي يحتاج في الأساس إلى تفسير للظاهرة الشعرية أصلا أو بمعنى آخر تفسير لسبب إرتفاع أو انخفاض السائل عن مستواه . فوجدت عملية البحث تشبه التفاعل المتسلسل وتتطلب الرجوع إلى أساسيات في هذا الموضوع مثل ( قوى التماسك ، قوى التلاصق ، التوتر السطحي ، معامل التوتر السطحي ، زاوية التماس ) فمن الصعب أن أكتب هنا كل ما قراته
ورأيي في الحقيقة أن الموضوع أكبر بكثييييير من أن يطالب به طالب في الصف الأول الثانوي، عموما هذا خلاصة ما قرأته وللمزيد أرجو مراجعة الآتي :
1- مدخل الفيزياء ( 101 فيز ) جامعة الملك خالد ( السعودية )
2- كتاب المثالي في الفيزياء ( حسب المناهج المصرية )
3- الفيزياء العامة والحرارة تأليف ( ج . أ . جرانت ) الدرار العربية للنشر والتوزيع الطبعة 1986
أولا : تفسير إرتفاع الماء في الأنابيب الشعرية :
نفرض أن لدينا أنبوب نصف قطره ( نق ) يغمر رأسيا في سائل الماء الذي معامل توتره السطحي ( م )
و كثافتة ( ث ) وزاوية التماس له ( هـ ) أقل من 90 درجة. [ نجــــــــــــــــــد أن ] :
1- يتخذ سط الماء داخل الأنبوب شكلا مقعرا يجعل الضغط عند نقطة على السطح المواجه للهواء
أكبر من الضغط عند نقطة على الوجه المقابل ( من جهة السائل ) بمقدار [ 2 م جتاهـ / نق ]
2- عندها يصبح مستحيلا أن يظل سطح الماء في الانبوب كما هو لهذا يرتفع الماء داخل الأنبوب إلى الارتفاع ( ف ) أي بما يعادل الفرق في الضغط الموضح سابقا.
ثانيا : تفسير انخفاض الزئبق في الأنابيب الشعرية :
نفرض أن لدينا أنبوب نصف قطره ( نق ) يغمر رأسيا في سائل الزئبق الذي معامل توتره السطحي ( م )
و كثافتة ( ث ) وزاوية التماس له ( هـ ) اكبر من 90 درجة. [ نجــــــــــــــــــد أن ] :
1- يتخذ سطح الزئبق داخل الأنبوب شكلا محدبا يجعل الضغط عند نقطة على السطح المواجه للهواء
أقل من الضغط عند نقطة على الوجه المقابل ( من جهة السائل ) بمقدار [ 2 م جتاهـ / نق ]
2- عندها يصبح مستحيلا أن يظل سطح الماء في الانبوب كما هو لهذا ينخفض الزئبق داخل الأنبوب إلى الارتفاع ( ف ) أي بما يعادل الفرق في الضغط الموضح سابقا.
ثالثا : سبب زيادة الارتفاع أو الانخفاض في مستوى السائل بنقصان سمك الأنبوب :
حسب العلاقتين : الفرق في الضغط = 2 م جتاهـ / نق
الفرق في الضغط = جـ × ف × ث
سنجد أن : ف = 2 م جتا هـ / جـ × ث × نق
وهذا يعني أن : ف يناسب تناسبا عكسيا مع نصف قطر الأنبوب نق وبالتالي سمكه.