الفقاعات الهوائية الطبيعية الموجودة في سائل، من الطبيعي جدًا أنها تندفع صاعدة، وهي ظاهرة وصفها العالم الشهير "أرخميدس" عام 250 قبل الميلاد، قائلًا: إن أي جسم يتم غمره كليًا أو جزئيًا في سائل، تؤثر عليه قوة ترفعه لأعلى، مساوية لوزن السائل الذي يزيحه هذا الجسم. هذه القاعدة أطلق عليها اسم "قاعدة أرخميدس للطفو" أو "دافعة أرخميدس" ، وهي تلك القاعدة المشهورة التي اكتشفها عندما كان يستحم فخرج من منزله عاريًا ليقول "وجدتها.. وجدتها".
ما هي دافعة أرخميدس ؟
وحتى الآن، ظلت هذه القاعدة صامدة طوال حوالي 2250 عام، وهي القاعدة التي أدت إلى سهولة اقتحام البشر للبحار، وحساب وزن السفن اللازم للطفو وغيرها، فحتى أيام ماضية معدودة، لم يتمكن أحد من إيجاد وسيلة لوقف هذه العملية عن الحدوث.
ولكن الآن، تمكن علماء في فرنسا من شل حركة فقاعة صغيرة في المياه، في حدث علمي مفاجئ، يمكن أن يساعد الأطباء في علاج جلطات الدم، وغيرها من الحالات المرضية.
لكن الباحثين في جامعة "إيكس مرسيليا"، تمكنوا من خلق فقاعات متناهية الصغر (microbubbles) عن طريق إمرار تيار كهربائي من خلال قطب صغير جدًا في الماء. وعن طريق تغيير التردد الكهربائي، اكتشف هؤلاء العلماء أنه يمكنهم جعل فقاعة هوائية تبقى على مسافة محددة من القطب، وفقَا للورقة العلمية التي نشروها في مجلة رسائل الفيزياء التطبيقية.
لذلك، فبدلًا من أن ترتفع الفقاعة الهوائية ببطء من خلال الماء، فإنها ستبقى في وضع ثابت. وإذا ما تحرك القطب، فإن الفقاعة تتحرك معها.
وفي بيان له، قال "المعهد الأمريكي للفيزياء" (AIP)، وهو الجهة المسؤولة عن نشر مجلة رسائل الفيزياء التطبيقية، إن السيطرة على الفقاعات هي عملية صعبة، وهي تلك العملية التي شاهد الكثير منا مدى صعوبتها بشكل مبسط، من خلال أطفال صغار يشهرون عصا الفقاعة الخاصة بهم، في محاولة لخلق أكبر فقاعة ممكنة دون أن يجري فقعها.
وقال الباحثون المسؤولون عن هذه الدراسة المميزة من جامعة "إيكس مرسيليا"، إنهم تمكنوا من شرح إثبات أنه يمكنهم أن يشلوا الفقاعات متناهية الصغر (microbubble)، التي تم إنشاؤها من التحليل الكهربائي للماء، وكأن قوة الطفو الخاصة بأرخميدس، والتي من شأنها أن تدفع بها عادة إلى السطح، لم تعد موجودة.
وأضاف الباحثون "هذه ظاهرة جديدة ومثيرة للدهشة، ويمكن أن تؤدي إلى تطبيقات في الطب والصناعة والتكنولوجيا النووية المجهرية". وقال البيان الخاص بالمعهد الأميركي للفيزياء، إن السيطرة على الفقاعات الصغيرة (microbubbles) يعد أمرًا حاسمًا في العديد من التطبيقات في الطب، بما في ذلك تفتيت الجلطات الدموية، وإيقاف سريان الدم عمدًا أثناء الجراحة لمنع فقدان الدم.
هذه الدراسة مهمة أيضًا في الصناعة النووية؛ إذ إن الفقاعات الصغيرة في المبردات السائلة يمكن أن تسبب مشكلة أيضًا.
نبذة عن أرخميدس
أرخميدس (287 قبل الميلاد – 212 قبل الميلاد) .. يعتبر أحد أهم مفكّرين العصر القديم، نظرتنا إلى الفيزياء مستندة على النموذج الذي طوِّر من قبل أرخميدس.
إنجازاته
* كان شديد الولع بصناعة الآلات ودراستها وكان هدفه الأول من هذه الدراسة هو معرفة القوانين الميكانيكية التي تتحكم في عمل الآلات.
* بدأ اهتمامه الأول بدراسة الرافعة الأولية، وكانت نتيجة الدراسة هي معرفة قوانين الروافع وتسجيلها، وتعتبر نظرياته عن الروافع من أهم نظريات الفيزياء النظرية.
وقد أهتم أيضا ببعض الآلات الأخرى المعروفة في عصره مثل البكرة وصندوق التروس.
* اخترع العجلات المسننة والكرة المتحركة واكتشف نظرية العتلة حيث قيل أنه كان يعتقد بأنه يمكن أن يرفع الأرض لو وجد مايركزها عليه.
* اخترع عدة آلات منها الطنبور المسمى حلزونة أرخميدس، كما اخترع أحد الأجهزة التي تحاكي الحركات السماوية للشمس والقمر والكواكب.
* كان عقلية متعددة الإهتمامات وكان ولعه بالرياضيات لايشغله عن الإهتمام بالميكانيكا والفيزياء النظرية والفلك. وبفضل هذه الإهتمامات المتعددة أصبح من أوائل الذين انتقلوا بالرياضيات من المجال النظري إلى المجال التطبيقي. اخترع الكثير من الآلات المعروفة بإسمه ومنها بعض الأسلحة التي استخدمت في سيراقوسة عند هجوم الرومان عليها عام 212 ق.م.
* حدد النسبة بين محيط الدائرة وقطرها، والنسبة بين الكرة والدائرة المرسومة عليها.
* اخترع برغي القلاووظ والبرغي الأجوف الذي يرفع الماء من مستوى منخفض إلى مستوى أعلى.
* اكتشف قانون الوزن النوعي، حين طلب منه هيرون ملك سيراقوسة أن يتأكد من نوعية ذهب تاجه بدون أن ينزع من التاج شيئا.
* اكتشف أثناء جلوسه في حوض الحمام أن كل جسم يغمس في الماء يفقد من وزنه بقدر ثقل الماء الذي يزيحه حجمه، خرج من الحمام عريان وهو يصيح (يوريكا يوريكا) أي وجدتها وجدتها.
وتشمل الإنجازات الرياضية الأخرى لهذا العالم الكبير، عملية اشتقاق دقيقة وتقريبية للرمز الرياضي باي (هو من قال إنه يساوي تقريبًا 3.14).
نهايته
في عام 212 ق.م دخل أرخميدس مشغولا بحل مسألة رياضية، دخل عليه جندي ووجده مكباً على العمل، فرجاه أرخميدس أن يرجئه حتى يحل المسألة، لكن الجندي ضربه بسيفه وقتله.
مصدر : independent
ما هي دافعة أرخميدس ؟
دافعة أرخميدس
كل جسم مغمور في مائع، يخضع لقوة عمودية متجهة من الأسفل إلى الأعلى، مقدار هذه القوة مساوي لوزن المائع المزاح. هذه القوة تسمى دافعة أرخميدس.
و صيغتها الرياضية هي:
Fb = u * V * g
حيث أن:
Fb القوة الدافعة
u الكتلة الحجمية.
V الحجم المائع المزاح.
g التعجيل الأرضي.
لكن الباحثين في جامعة "إيكس مرسيليا"، تمكنوا من خلق فقاعات متناهية الصغر (microbubbles) عن طريق إمرار تيار كهربائي من خلال قطب صغير جدًا في الماء. وعن طريق تغيير التردد الكهربائي، اكتشف هؤلاء العلماء أنه يمكنهم جعل فقاعة هوائية تبقى على مسافة محددة من القطب، وفقَا للورقة العلمية التي نشروها في مجلة رسائل الفيزياء التطبيقية.
لذلك، فبدلًا من أن ترتفع الفقاعة الهوائية ببطء من خلال الماء، فإنها ستبقى في وضع ثابت. وإذا ما تحرك القطب، فإن الفقاعة تتحرك معها.
وفي بيان له، قال "المعهد الأمريكي للفيزياء" (AIP)، وهو الجهة المسؤولة عن نشر مجلة رسائل الفيزياء التطبيقية، إن السيطرة على الفقاعات هي عملية صعبة، وهي تلك العملية التي شاهد الكثير منا مدى صعوبتها بشكل مبسط، من خلال أطفال صغار يشهرون عصا الفقاعة الخاصة بهم، في محاولة لخلق أكبر فقاعة ممكنة دون أن يجري فقعها.
وقال الباحثون المسؤولون عن هذه الدراسة المميزة من جامعة "إيكس مرسيليا"، إنهم تمكنوا من شرح إثبات أنه يمكنهم أن يشلوا الفقاعات متناهية الصغر (microbubble)، التي تم إنشاؤها من التحليل الكهربائي للماء، وكأن قوة الطفو الخاصة بأرخميدس، والتي من شأنها أن تدفع بها عادة إلى السطح، لم تعد موجودة.
وأضاف الباحثون "هذه ظاهرة جديدة ومثيرة للدهشة، ويمكن أن تؤدي إلى تطبيقات في الطب والصناعة والتكنولوجيا النووية المجهرية". وقال البيان الخاص بالمعهد الأميركي للفيزياء، إن السيطرة على الفقاعات الصغيرة (microbubbles) يعد أمرًا حاسمًا في العديد من التطبيقات في الطب، بما في ذلك تفتيت الجلطات الدموية، وإيقاف سريان الدم عمدًا أثناء الجراحة لمنع فقدان الدم.
هذه الدراسة مهمة أيضًا في الصناعة النووية؛ إذ إن الفقاعات الصغيرة في المبردات السائلة يمكن أن تسبب مشكلة أيضًا.
نبذة عن أرخميدس
أرخميدس (287 قبل الميلاد – 212 قبل الميلاد) .. يعتبر أحد أهم مفكّرين العصر القديم، نظرتنا إلى الفيزياء مستندة على النموذج الذي طوِّر من قبل أرخميدس.
إنجازاته
* كان شديد الولع بصناعة الآلات ودراستها وكان هدفه الأول من هذه الدراسة هو معرفة القوانين الميكانيكية التي تتحكم في عمل الآلات.
* بدأ اهتمامه الأول بدراسة الرافعة الأولية، وكانت نتيجة الدراسة هي معرفة قوانين الروافع وتسجيلها، وتعتبر نظرياته عن الروافع من أهم نظريات الفيزياء النظرية.
وقد أهتم أيضا ببعض الآلات الأخرى المعروفة في عصره مثل البكرة وصندوق التروس.
* اخترع العجلات المسننة والكرة المتحركة واكتشف نظرية العتلة حيث قيل أنه كان يعتقد بأنه يمكن أن يرفع الأرض لو وجد مايركزها عليه.
* اخترع عدة آلات منها الطنبور المسمى حلزونة أرخميدس، كما اخترع أحد الأجهزة التي تحاكي الحركات السماوية للشمس والقمر والكواكب.
* كان عقلية متعددة الإهتمامات وكان ولعه بالرياضيات لايشغله عن الإهتمام بالميكانيكا والفيزياء النظرية والفلك. وبفضل هذه الإهتمامات المتعددة أصبح من أوائل الذين انتقلوا بالرياضيات من المجال النظري إلى المجال التطبيقي. اخترع الكثير من الآلات المعروفة بإسمه ومنها بعض الأسلحة التي استخدمت في سيراقوسة عند هجوم الرومان عليها عام 212 ق.م.
* حدد النسبة بين محيط الدائرة وقطرها، والنسبة بين الكرة والدائرة المرسومة عليها.
* اخترع برغي القلاووظ والبرغي الأجوف الذي يرفع الماء من مستوى منخفض إلى مستوى أعلى.
* اكتشف قانون الوزن النوعي، حين طلب منه هيرون ملك سيراقوسة أن يتأكد من نوعية ذهب تاجه بدون أن ينزع من التاج شيئا.
* اكتشف أثناء جلوسه في حوض الحمام أن كل جسم يغمس في الماء يفقد من وزنه بقدر ثقل الماء الذي يزيحه حجمه، خرج من الحمام عريان وهو يصيح (يوريكا يوريكا) أي وجدتها وجدتها.
وتشمل الإنجازات الرياضية الأخرى لهذا العالم الكبير، عملية اشتقاق دقيقة وتقريبية للرمز الرياضي باي (هو من قال إنه يساوي تقريبًا 3.14).
نهايته
في عام 212 ق.م دخل أرخميدس مشغولا بحل مسألة رياضية، دخل عليه جندي ووجده مكباً على العمل، فرجاه أرخميدس أن يرجئه حتى يحل المسألة، لكن الجندي ضربه بسيفه وقتله.
مصدر : independent
نحن نستكشف ونقدِّم مجموعة واسعة من المحتوى لتشجيع النمو الفردي وحلِّ المشاكل.
محول الأكوادإخفاء محول الأكواد الإبتساماتإخفاء الإبتسامات