تسجيل الدخول

تسجيل

الأجراس والألواح والسلاسل المائية

المؤلف:  جيرل ووكر

المصدر:  سيرك الفيزياء الطائر

الجزء والصفحة:  ص364

2025-08-10

623

ضع ملعقة، أو أي شيء كُروي الشكل، بحيث يكون السطح المحدب (المقوس للخارج) لأعلى تحت تيار ثابت مُتدفق من صنبور. سينحرف الماء في صورة سطح رقيق منحن لأسفل. وستحقق الأسطح المستوية النتيجة نفسها، ولعل أفضلها غطاء زجاجة المياه الغازية البلاستيكي الحلزوني ضَعْ إصبعين في الغطاء، وضع الغطاء في التيار الساقط موجها إصبعيك لأعلى. وإذا كنت حريصًا، فسوف ينطوي اللوح للخلف تقريبا على نفسه مُكونًا جَرسًا مائيًّا انظر الشكل (31-2) تحتوي كثير من النوافير على هذه الألواح المقوسة كنوع من النحت المائي. فما الذي يُسبب «الألواح المائية»؟

شكل 2-31 بند 2-101 جرس مائي مُكوّن من لوح مائي منحرف بفعل سطح صلب.

يُمكنك تكوين أجراس مائية وألواح شبه مسطّحة عن طريق توجيه تيارين رفيعين غير مضطربين أحدهما نحو الآخر. وإذا كان التياران رأسيَّين ولهما سرعة التدفق نفسها تقريبًا، فسوف يصطدمان ويتمدَّدان في صورة لوح مُتماثل. ويمكن أن يتفكك اللوح إلى قطرات، أو ربما ينحني لأسفل مكونا جرسًا مائيًّا وعند توجيه التيارين لأسفل وإمالتهما أحدهما نحو الآخر، فمن الممكن أن يكونا سلسلة سائلة مُكوَّنة من مجموعة حلقات ذات حواف سميكة نسبيا. تكون الحلقات المتعاقبة متعامدةً بعضها على بعض مما يجعل التشكيل يُشبه الحلقات الموجودة في النوع الشائع من السلاسل .

 الجواب: يتماسك الماء بفعل الانجذاب المتبادل بين جزيئات الماء ويُطلق على هذا التأثير التوتر السطحي، وينحني اللوح المائي لأسفل بفعل تأثير الجاذبية عليه. وإذا غادر اللوح الشيء المسبب للانحراف باضطراب كبير فلن يستقر وسرعان ما سينكسر. وبسبب قلة الاضطراب يُصبح ممكنًا تكون جرس مائي مغلق وجميل. وتستخدم بعض المنحوتات المائية تيارًا رقيقًا عريضًا بدلا من تيار الماء الأسطواني لصنع ستارة مائية تُطلق حافة ثم تنحني لأسفل. وإذا كان تدفق الماء شديد الانخفاض، فسوف تتكون سلسلة أعمدة مائية بينها مسافات منتظمة بدلا من تكون لوح مائي وحيد. ويتحكم التوتر السطحي للماء في المسافات؛ حيث يسحب الماء إلى الأعمدة. يمكن أيضًا تكوين ألواح ماء مُتدفّق رقيقة عند توجيه تيارين أسطوانيين أحدهما نحو الآخر بالسرعة نفسها تقريبًا، مع وجود مسافة قصيرة تفصل بين المَنْفَذين. ويُسفر تأثير التيارين عن إطلاق الماء للجانب في صورة لوح. وإذا كان التياران رأسيين ومتوجهين أحدهما نحو الآخر، فإن اللوح يميل إلى أن يكون دائريًا، ويتفتت إلى قطراتٍ على طول محيطه. وإذا كان التيَّاران متعامدين فسيكون اللوح أشبه بورقة الشجر. وإذا تعامد التياران لتكوين سلسلة سائلة، فإن التيَّاران يتراجعان عن تأثيرهما ويبتعدان أحدهما عن الآخر ويربط بينهما لوح رقيق. ويجذب التوتر السطحي التيارين مرةً أخرى حتى يتصادما مرةً أخرى. وفي هذه المرة يتَّجهان إلى اتجاهات مختلفة لكن على سطح عمودي على سطح الحلقة الأولى. ويقل ارتداد وعرض السلاسل مع استمرار الماء في السقوط حتى تختفي الحلقات ويُكوِّن الماء الساقط شكلًا أسطوانيا ببساطة.