فكر فيزيائيا 6

[HazemSakeek]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته


هذا سؤال بسيط ولربما خطر على بالنا اكثر من مرة وربما شاهدنا شيء مشابه له في حياتنا العملية، في الشكل التالي خزان ماء فيه فتحة في اسفله موجه للاعلى كما في الشكل

http://hazemsakeek.com/magazine/images/stories/VB/sample7.jpg


هل يكون اقصى ارتفاع للماء الخارج من الفتح

(1) اعلى من مستوى الماء في الخزان؟

(2) مساوي لمستوى الماء في الخزان؟

(3) اقل من مستوى الماء في الخزان؟


بانتظار اكبر عدد من المشاركات والاجابات والتعليل للاجابة التي تعتقد انها الاصح؟


تحياتي

[quantum]

السلام عليكم...
1- لو كان الخزان متصل بخزان آخر مشابه له في الوصف فان من الطبيعي أن الماء سينتقل إلى الخزان الآخر حتى يصلان إلى نفس المستوى الأفقي و السبب يرجع إلى أن السائل يأخذ شكل الإناء الذي يوضع فيه و بصورة أدق سننجد هنا تأثير الجاذبية الأرضية على كل جزيئه للماء حيث نلاحظ أن الجزيئات الموجودة في الوعاء المؤلف من الخزانين تحاول الاقتراب بأكبر قدر ممكن إلى الأرض. و إذا نظرنا إلى سرعة الانتقال ستكون معتمدة على مساحة المقطع الذي سيمر منه الماء إلى الخزان الآخر.
2- لو كان الخزان متصل بخزان آخر مشابه له في الاتساع إلا انه اقل في الارتفاع فإننا سنلاحظ أن الماء في حالة انتقاله إلى الخزان الآخر للحصول على وضع الاتزان كما ذكرنا في الأعلى سوف يفاجئ بقصر الخزان و سيخرج منه ليسل على جوانب الخزان و السبب في ذلك أيضا الجاذبية الأرضية.
3- لو كان الخزان متصل بخزان آخر مختلف تماما في الاتساع و الارتفاع كما هو في المسالة فان الماء لن يفاجئ فقط بارتفاع الخزان بل بضيقه أيضا الذي سيساهم بسرعة خروج الماء و التي ستفوق بكثير الحالة السابقة و التي نستطيع القول بأننا سنرى نافورة مصغرة.
4- الآن لمعرفة أقصى ارتفاع للماء الخارج فانا اعتقد بان ذلك له علاقة بــ : سرعة التدفق المعتمد على مساحة الفتحة، ضيق الجزء المتجه إلى الأعلى و الذي هو بنفس اتساع الفتحة في المسالة ،ارتفاع ذلك الجزء إلى الأعلى و لا ننسى أخيرا تأثير الجاذبية الأرضية المهم الذي سيكون له اثر كبير في الحد من ارتفاع تلك النافورة..أقول من خلال الشكل الموضح بأنه سيكون اقل من مستوى الماء في الخزان و السبب يعود لتلك العوامل السابقة و الله اعلم...

[asd4488]

اعتقد ارتفاع الماء الخارج من الانبوب سيكون نفس ارتفاع الماء في الخزان لان الضغط داخل الخزان يساوي الضغط في الانبوب ولكي يتساوى الضغط لابد من تساوي ارتفاع الماء في الانبوب والخزان
هذا والله اعلم

[جعفر]

السلام عليكم

الاجابة الثانية الصحيحة (مساوي لمستوى الماء في الخزان) ، وذلك لأن القوة التي يتدفق فيها السائل للأعلى تقابلة قوة الجاذبية . وبحسابات بسيطة نجد أن

قوة التدفق = الكثافة * الأرتفاع* تسارع الجاذبية الارضية* مساحة الفتحة

قوة الجاذبية = الكتلة (وهي متغيرة) * تسارع الجاذبية

وبحساب التكامل للكتلة ، ثم تعويض (الكتلة = الكثافة* الحجم ) ، ثم تعويض ( الحجم * الارتفاع)

نجد انا محصلة القوتين تساوي صفر عند اقصى إرتفاع (وهو مستوى الخزان)

أي قوة التدفق لأعلى = قوة التدفق لأسفل

[جعفر]

أسف على هذا الخطاأ قصدت تعويض (الحجم = الإرتفاع *مساحة الفتحة)

[quantum]

السلام عليكم أحبتي ...
لقد قمت بتطبيق المسألة عمليا كالتالي:
أخذت علبة العصير المصحوبة بمصاصة طبعا بعد أن انتهيت من شربها ...كانت العلبة مكعبة الشكل و المصاصة بها انحناء و ليست مستقيمة ، قمت بقص جزء من المصاصة حتى احصل على نفس شكل الأنبوب المتجه إلى أعلى في الرسم، بعد ذلك ملئت العلبة بالماء و قد استغرقت بضع دقائق لضيق الفتحة ثم وضعت المصاصة بعد التعديل ومن ثم غيرت وضعيتها لتكون أفقية و احصل على نفس الشكل بالصورة....كانت النتيجة كما ذكرت سابقا الماء خرج ليسل على جوانب المصاصة كنافورة صغيرة جدا و بمستوى اقل من مستوى الماء في العلبة..قد لا تكون التجربة مثالية و لكن هذا ما توصلت إليه و أتمنى أن لا أكون قد شغلت بالكم بها و افسدت عليكم التفكير ...تحياتي

[HazemSakeek]

بالفعل يكون ارتفاع الماء المتدفق من الانبوبة مساويا لاتفاع سطح الماء وهي تشبه حالة الكرة المضرب اذا سقطت على الارض ترتفع لنفس المستوى مع انخفاض طفيف نتيجة تحول جزء من طاقتها الى طاقة صوتية

بارك الله فيكم اعزائي asd4488 وجعفر و quantum

على اجاباتكم الصحيحة والتفسير العلمي


كما انني جدا اعجبت بطريقتك quantum العملية التي قمت فيها باقناع نفسك بالاجابة من خلال تجربة عملية وهذه هي الفيزياء تجارب ومشاهدات ثم نظرية وقوانين

السؤال الثاني سيكون اصعب قليلا في اجراءه عمليا ولكن ممكن

لنلتقي مجددا في السؤال القادم

تحياتي

[eman nuclear]

انا فكرت فيها بانه هيكون المستوى اقل من سطح الخزان بقليل بردو
والسبب

لأن الضغط بيساوى الرتفاع فى الكثافة فى العجلة

والضغط داخل الخزان اعلى من خارجه فلازم يكون الارتفاع خارجه اقل