تقفز عتلات الماء العملاقة بشكل مختلف ، فيزياء الفول السوداني الذي يرقص البيرة - عالم الفيزياء

تقفز عتلات الماء العملاقة بشكل مختلف ، فيزياء الفول السوداني الذي يرقص البيرة - عالم الفيزياء

متزلجون المياه العملاقة
رحلة ميدانية: (أ) باحث يراقب عربات مائية عملاقة في منتزه بو مات الوطني في فيتنام ؛ (ب) حشرة على الماء ؛ (ج) رسم توضيحي لحجم متزلج مائي عملاق. (بإذن من: Woojoo Kim و Jungmoon H و Piotr Grzegorz Jablonski)

لقد نشأت في مقاطعة أونتاريو الكندية ، لذلك قضيت الكثير من الوقت حول البحيرات والجداول عندما كنت صغيرًا. أتذكر أنني كنت مفتونًا بعربات الماء ، وهي حشرات طويلة الأرجل تمشي حرفياً على الماء. الآن بعد أن عشت في إنجلترا ، لدينا حتى متزلجون على الماء يعيشون في بركة حديقتنا الصغيرة.

إن أرجل ركاب الماء كارهة للماء ، لذا فهي تطفو عن طريق صد الماء ، وتحت كل ساق يوجد غمازة في الماء - تسمى الغضروف المفصلي. الشيء الوحيد الذي لم أكن أعرفه عن متزلج الماء هو أنه يمكنهم القفز بسرعة كبيرة من سطح الماء عندما تهاجمهم الحيوانات المفترسة من الأسفل. لقد عرف العلماء لبعض الوقت أن الحشرة تفعل ذلك عن طريق الضغط على الماء ، مما يجعل الغمازة أكبر. ثم يستخدمون الارتداد التصاعدي لسطح الماء للمساعدة في دفعهم.

ولكن الآن ، اكتشف فريق دولي من الباحثين آلية جديدة للقفز يتم استخدامها من قبل عدادات المياه الكبيرة التي تزن أكثر من 80 مجم. عندما تضغط هذه العملاقة على الماء ، فإن أرجلها تخترق السطح - لذلك لا يمكنها الاستفادة من الدمامل النابضة.

أرجل مشعرة

وجد الباحثون أن طبقة من الهواء تلتصق بالأرجل المشعرة أثناء اندفاعها في الماء. يزيد هذا الهواء من المقاومة التي تواجهها الأرجل أثناء تحركها لأسفل عبر الماء ، مما يمنح الحشرات الشراء الإضافي اللازم للقفز من الماء.

تم إجراء الملاحظات خلال رحلة استكشافية إلى فيتنام لدراسة متزلج الماء العملاق في ذلك البلد ، وتم تحديد فرضية طبقة الهواء من خلال إنشاء نموذج رياضي. يقول الفريق إن أبحاثهم يمكن أن تساعد في تطوير الروبوتات التي تسير على الماء ويمكن أن تلقي الضوء أيضًا على التطور التطوري لعربات الماء.

تم وصف البحث في وقائع الاكاديمية الوطنية للعلوم.

الفول السوداني الرقص

عند الحديث عن واجهات الهواء والسائل ، درس الفيزيائيون فيزياء "الفول السوداني الذي يرقص البيرة" ، والتي قيل لي إنها كل الغضب في الأرجنتين. لترى التأثير بنفسك ، ضع حبة فول سوداني في كوب من البيرة. نظرًا لكونه أكثر كثافة من السائل ، فإن الفول السوداني سوف يغوص أولاً في قاع الزجاج. ومع ذلك ، بعد لحظات قليلة سوف يطفو الفول السوداني على سطح الجعة ، حيث سيبقى لبضع لحظات قبل أن يغرق ويكرر العملية مرة أخرى.

الآن ، ربما تعتقد أن هذا له علاقة بفقاعات البيرة المتراكمة على سطح الفول السوداني حتى تصبح طافية وتطفو على السطح. هناك ، ربما انفجرت الفقاعات ، مما تسبب في غرق الجوز مرة أخرى. وهذا ما لاحظه الباحثون في ألمانيا عندما أسقطوا الفول السوداني في لتر من البيرة على غرار الجعة - مع التفاصيل الإضافية أن دوران الفول السوداني على السطح يتسبب في انفجار الفقاعات. علاوة على ذلك ، وجدوا أن العملية تكررت لمدة 150 دقيقة حتى استقر الفول السوداني في قاع الإناء. شيء لا يلاحظه سوى المدمنون البطيئون جدًا.

إذا كنت ترغب في قراءة المزيد عن هذه الدراسة ، فراجع هذه المقالة في فيزياء، وهو ما يشرح أيضًا كيف يمكن للدراسة أن تلقي الضوء على سلوك الصهارة تحت سطح الأرض

الطابع الزمني:

اكثر من عالم الفيزياء