تجارب فيزيائية

ما هو الشكل الحقيقي للسائل؟

اعتدنا على التفكير بأنه ليس للسائل شكلاً خاصاً وهذا غير صحيح.

إن لكافة السوائل شكلاً حقيقياً، وعادة فإن قوة الجاذبية تحول دون اتخاذ السائل ذلك الشك. لذا فإن السائل إما أن يجري على هيئة طبقة رقيقة إذا سكبناه من الإناء أو أن يأخذ شكل الإناء الذي يصب فيه. وعندما يخرج السائل مع سائل آخر له نفس الوزن النوعي. فإنه طبقاً لقوانين أرخميدس يفقد وزنه ويصبح عديم الوزن تماماً. ولا تؤثر عليه قوة الجاذبية، عندئذٍ يأخذ السائل شكله الكروي الطبيعي.

إن زيت الزيتون يطفو على سطح الماء، ولكنه يرسب في الكحول، ولذلك يمكن إعداد مزيج من الماء والكحول، بحيث لا يمكن لزيت الزيتون أن يطفو أو يرسب في هذا المزيج، وعندما نلقي في هذا المزيج قليلاً من الزيت بواسطة محقنة (قطارة) نلاحظ ظاهرة غريبة، حيث يتجمع الزيت في قطرة دائرية كبيرة لا تطفو ولا ترسب بل تبقى معلقة بلا حراك.

ويجب إجراء التجربة بأناة وحذر، وإلا فلن تتكون لدينا قطرة كبيرة واحدة بل عدة قطرات كروية صغيرة، ولكن حتى في مثل هذه الحالة، فإن التجربة تكون ممتعة أيضاً.

ولكن هذا ليس كل شيء بعد.

لنأخذ عصاً طويلة أو سلكاً حديدياً، ونجعله يخترق قطرة الزيت السائل من مركزها، ثم نبدأ بتدويره فنرى أن قطرة الزيت تشترك في الدوران.

ويمكن الحصول على نتيجة أفضل.

إذا أدخلنا في السلك قرصاً صغيراً من الورق المقوى بعد تبليله وحشرناه برمته في القطرة. في بداية الأمر تتفلطح القطرة تحت تأثير الدوران وبعد عدة ثوانٍ، تكون حلقة منفصلة عنها وعندما تنقطع الحلقة إلى عدة أقسام يكون كل منها قطرة جديدة وتستمر كافة القطرات بالدوران حول القطرة المركزية.

أيهما الأثقل؟

لنضع دلواً مملوءاً إلى حافتيه بالماء، على إحدى كفتي الميزان، وعلى الكفة الأخرى دلواً مماثلاً مملوءاً بالماء إلى حافتيه أيضاً، وفيه قطعة من الخشب طافية فأيهما الأثقل يا ترى؟

تباينت الإجابات حول ذلك ولكن الإجابة الصحيحة هي أن الدلوين متساويان في الوزن، وفي الحقيقة فإن الماء في الدلو الثاني أقل مما في الدلو الأول.

ذلك لأن قطعة الخشب الطافية تزيح قليلاً منه ولكن حسب قانون الأجسام الطافية عندما يطفو جسم في سائل يكون وزن الجسم الطافي مساوياً لوزن السائل الذي أزاحه القسم المغمور من الجسم ولهذا السبب بالذات، يجب أن تتوازن كفتا الميزان.

والآن: لنحل مسألة أخرى:

فإذا وضعنا قدحاً من الماء على إحدى كفتي الميزان أو أسقطنا السنجة الموضوعة إلى جانب القداح في داخله فماذا يحدث للميزان؟

تبعاً لقانون أرخميدس تصبح السنجة في داخل الماء أقل وزناً مما كانت عليه خارجه وقد يبدو لنا أنه من الممكن أن ترتفع الكفة التي وضع عليها القدح غير أن الواقع يبيِّن أن الميزان يحافظ على توازنه، فما هو تفسير ذلك؟.

إن السنجة التي في القدح، أزاحت قسماً من الماء، وبذلك ارتفع الماء إلى مستوى أعلى من مستواه الابتدائي، ونتيجة لذلك يزداد الضغط على قعر القدح، وذلك لأن القعر يتعرض لقوة إضافية، مساوية لما فقدته السنجة من وزنها.

lol!