الفيزياء المجنونة وانفجار البالونة!
كتبت: مها طه
تخيل إن حتى أصغر الحاجات فى حياتنا، واللى بتحصل كل يوم معتمدة في الاصل على أساس علمى، زي مثلا البالونة اللى بتفرقع وإنت بتلعب بيها.
الموضوع ابتدا من صورة مثيرة اتصورت بكاميرا عالية السرعة قدرت تلقط اللحظة اللي انفجرت فيها البالونة، وبناءًا عليها ابتدى العالم الفيزيائى ”سباستيان مولينت“ يبحث الحقيقة الفيزيائية وراء انفجار البالونة.
بدأ ”مولينت“ وزميله العالم”مختار أدابيدا“ فى تحليل الطريقة اللى انفجرت بيها البالونة، وعلاقتها بالتوتر السطحى لها، التوتر السطحى للبالونة بيتأثر بزيادة حجمها، واكتشفوا إن الضغط الداخلى فى البالونة مش هو السبب الوحيد لانفجارها لكن كمان سُمك البلونة وشكلها_درجة إنحناء غلافها_ ممكن يتسببوا فى انفجارها بطريقة من طريقتين.
لما بتكون البالونة مش منفوخة أوى و تنفجر بيكون فى شق أو إتنين فيها، لكن لما بتتنفخ لحد كبير ممكن يظهر فيها عدد من الشقوق _ممكن توصل ل 40 فى بعض الأحيان_. كل ما كان الضغط أكبر على البالونة، كل ما كانت الطاقة المُختزنة فيها أكبر، وعشان تقدر تفرغ الطاقة دى بتستعين بمرونة البالونة وقدرتها على الإستيعاب لكن لما بيزيد الضغط أكتر بتبتدى تظهر التشققات دى عشان تدى مساحة أكبر لخروج الطاقة المخزونة دى.
مولينت وزميله قاموا بتجربة للتأكد من الكلام ده، جابوا بالونة، ونفخوها جدًا، وقفلوا الفتحة عن طريق مطاط _عشان تبقى مقفولة كويس_ وبعدها ثقبوا قمة البالونة، البالونة انفجرت بشكل شرائط شبه أذرع الأخطبوط، الانفجار حصل عند ضغط عالى ومن عند الثقب وكان فى خطوط معينة. بالاعتماد على بعض الأبحاث اللى سبقت كلامهم، لقوا إن فى بحث فى جامعة تكساس اتعمل على تمزق المطاط واللى اتوصف بنفس الشكل إنه تشقق فى خطوط أشبه بأذرع الأخطبوط، البحث اللى قام بيه مولينت فسر الأشكال دى.
القطع اللى حصل فى البالونات على شكل أذرع أو شرائط ده حصل لما سرعة حدوث الشق اللى حصلت عند قمة البلونة كانت كبيرة جدّا، وبالتالى الحل الوحيد لتفريغ الطاقة المخزونة فى البالونة كان إنها تكمل الشقوق دى بنفس الطريقة. الباحثين استنتجوا من الكلام ده إن دى هى الطريقة اللى بتحصل فى كل المواد الهشة واللى بتتقطع بالشكل ده لما يزيد عليها الضغط، وإن كل ما الضغط يزيد بيزيد معاه عدد الشقوق اللى بتنتُج عنه. و لو عاوز تفهم أكتر شوف الفيديو ده (https://www.youtube.com/watch)
المصادر
