تاريخ الفيزياء
علماء الفيزياء
الفيزياء الكلاسيكية
الميكانيك
الديناميكا الحرارية
الكهربائية والمغناطيسية
الكهربائية
المغناطيسية
الكهرومغناطيسية
علم البصريات
تاريخ علم البصريات
الضوء
مواضيع عامة في علم البصريات
الصوت
الفيزياء الحديثة
النظرية النسبية
النظرية النسبية الخاصة
النظرية النسبية العامة
مواضيع عامة في النظرية النسبية
ميكانيكا الكم
الفيزياء الذرية
الفيزياء الجزيئية
الفيزياء النووية
مواضيع عامة في الفيزياء النووية
النشاط الاشعاعي
فيزياء الحالة الصلبة
الموصلات
أشباه الموصلات
العوازل
مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة
فيزياء الجوامد
الليزر
أنواع الليزر
بعض تطبيقات الليزر
مواضيع عامة في الليزر
علم الفلك
تاريخ وعلماء علم الفلك
الثقوب السوداء
المجموعة الشمسية
الشمس
كوكب عطارد
كوكب الزهرة
كوكب الأرض
كوكب المريخ
كوكب المشتري
كوكب زحل
كوكب أورانوس
كوكب نبتون
كوكب بلوتو
القمر
كواكب ومواضيع اخرى
مواضيع عامة في علم الفلك
النجوم
البلازما
الألكترونيات
خواص المادة
الطاقة البديلة
الطاقة الشمسية
مواضيع عامة في الطاقة البديلة
المد والجزر
فيزياء الجسيمات
الفيزياء والعلوم الأخرى
الفيزياء الكيميائية
الفيزياء الرياضية
الفيزياء الحيوية
الفيزياء العامة
مواضيع عامة في الفيزياء
تجارب فيزيائية
مصطلحات وتعاريف فيزيائية
وحدات القياس الفيزيائية
طرائف الفيزياء
مواضيع اخرى
دوامة حوض الاستحمام
المؤلف:
جيرل ووكر
المصدر:
سيرك الفيزياء الطائر
الجزء والصفحة:
ص270
2025-07-30
44
عند تصريف الماء من حوض الاستحمام لماذا يدور فوق البالوعة في شكل حلزوني ويتحول لدوامة، وما هو اتجاه الدوران : أهو في اتجاه عقارب الساعة أم عكس اتجاه عقارب الساعة؟ إذا كان اتجاه الدوران يعتمد على نصف الكرة الأرضية الواقع فيه حوض الاستحمام، فماذا سيكون اتجاه الدوران إذا كان حوض الاستحمام يقع في مكان قريب من خط الاستواء؟ هل الماء يتدفق إلى الدوامة من السطح العلوي بالضرورة، كما لو كانت الدوامة ميزابًا يصرف الماء من السطح العلوي ؟ ما الذي يُحدد عمق الدوامة؟ (يمكن أن تكون الدوامة تجويفًا هوائيا بسيطًا على سطح الماء، أو يمكن أن تكون عمودًا هوائيا ممتدا للأسفل إلى البالوعة). لماذا أحيانًا ينعكس اتجاه الدوران فجأة في الدقائق الأخيرة لتصريف المياه من الحوض؟ لماذا يصدر صوت عن بعض دوامات حوض الاستحمام؟
الجواب: تقوم أسطورة اتجاه الدوران في حوض الاستحمام على دوران الغلاف الجوي العام الذي نراه في الأنظمة واسعة النطاق مثل الأعاصير؛ فعندما يتدفق الهواء على نطاق شاسع يُسبب دوران الأرض انحرافا واضحًا في الرياح فيما يُطلق عليه «تأثير كوريوليس». وهذه الانحرافات تعطي تدفقا معاكسًا لاتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الشمالي وتدفقا في اتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الجنوبي.
الماء المتدفق في حوض التصريف هو نظام ضيق المدى للغاية تحكمه عوامل أكبر من تأثير كوريوليس ويُحدِّد اتجاه الدوران في الأساس الاتجاه العام لدوران الماء عند تدفقه في الحوض أو عندما يُدَوِّره أحد الأشخاص. فمثلا إذا كان الماء يسيطر عليه تدفق في اتجاه عقارب الساعة، فإن الماء يمكن أن يحتفظ بجزء من اتجاه هذا التدفق لساعة أو ربما أكثر. وفي حالة تصريف الماء أثناء دورانه في اتجاه عقارب الساعة، فإن الدوامة المكونة فوق البالوعة ستكون في اتجاه عقارب الساعة من العوامل الأخرى التي يمكن أن تُحدد اتجاه التدفق انعدام التناظر في حوض الاستحمام (فمن الممكن أن يكون موقع البالوعة غير متناظر)، والاضطراب الناتج عن سحب السدادة، واختلاف درجات الحرارة الماء بين ناحية (مثلا الناحية المطلة على بقية الحمام والناحية المقابلة (الجدار).
أجريت تجربة تأثير كوريوليس في حوض استحمام خاص وفي ظل اتخاذ احتياطات معينة؛ إذ كان الحوض دائريا، وكانت البالوعة موجودة في منتصفه، وترك الماء ليستقر لفترة طويلة في الحوض، وكانت درجة حرارة الماء ثابتة، وعُزل الماء عن أي اضطراب محتمل قد يُسببه الأشخاص الموجودون في الغرفة وسحبت سدادة البالوعة بحذر بالغ. في ظل هذه الاحتياطات حدد تأثير كوريوليس حركة الدوران، ولأن الحوض كان موجودًا في بوسطن فقد كان تصريف المياه عكس اتجاه عقارب الساعة.
معظم الماء الذي ينزل في البالوعة يتحرك نحو البالوعة القريبة من قاعدة حوض الاستحمام. وعندما يصل الماء إلى البالوعة، ينزل بعضه في البالوعة على الفور، لكن كثيرًا من الماء يدور لـ «الأعلى» قبل أن ينزل البالوعة. والماء الذي ينزل في مركز البالوعة يأتي من سطح الماء العلوي؛ أي من التجويف الذي نراه على البالوعة. إذا كانت الدوامة قوية يكون قاع التجويف رفيعًا وغير مستقر، وتتصاعد منه فقاقيع هواء.
أما مدى الدوامة (أي عمق عمود الهواء في الدوامة فيُحدده جزئيا قطر البالوعة. عادة ما تُسفر البالوعة العريضة عن تجويف ضحل على سطح الماء. أما البالوعة الضيقة فإنها تنتج عادةً دوامة قوية ضيقة يمتد فيها عمود الهواء إلى البالوعة. ويمكن للبالوعة متوسطة الحجم أن تنتج دوّامة تتَّجه لأسفل في البداية ثم تتراجع لأعلى.
أما سبب عكس اتجاه الدوران في الدقيقة الأخيرة فهو غير مفهوم جيدًا. أحد التفسيرات يقضي بأنه عندما تُصبح طبقة الماء ضحلة جدًّا، فإن تدفق الماء في الدوامة يكون صعبا بسبب الاحتكاك بقاع الحوض. ويمكن أن تصدر دوامة حوض الاستحمام صوتًا إذا كانت قوية لدرجة تسمح بـ «حبس» أسر الهواء في صورة فقاعات تُصدر صوتا أثناء تذبذبها وانهيارها. ومن الممكن أن يهتز سطح الماء أيضًا، فيصدر اختلافات في ضغط الهواء في صورة موجات صوتية.
الاكثر قراءة في الميكانيك
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة

الآخبار الصحية
