قال تعالى : يرفع الله الذين آمنوا منكم والذين أوتوا العلم درجات

في هذا الموضوع سوف تقرأ حوار رائع بين مدرس وطالب حول بئر بدون نهاية

بـــئــــر بدون نهاية

 

دخل المعلم وكتب عنوان الدرس كعادته ، وكان العنوان " الجاذبية الأرضية " ، وبعد أن شرح الدرس شرحاً وافياً أراد أن يناقش مع تلاميذه إحدى المسائل الطريفة.

المعلم : من المعروف أن أعمق بئر لا تمتد في باطن الأرض إلى أكثر من 7.5 كم ، ولكن لنفترض أن هناك بئراً تمتد بطول محور الأرض أي من القطب الشمالي إلى القطب
الجنوبي (نصف قطر الكرة الأرضية = 6400 كم)
وأن هناك شخصاً قد سقط في هذه البئر التي ليس لها نهاية ، فماذا يمكن أن يحدث لهذا الشخص إذا ما تجاهلنا مقاومة الهواء؟

فقام أحد الطلاب ليجيب ، فقال : إنه سوف يصطدم بالقاع فيتهشم.

المعلم : قلنا إن البئر ليس لها قاع ، فأين سيستقر إذن؟

الطالب : في مركز الأرض.

المعلم : لا ، ذلك لأنه عند وصوله إلى المركز تكون سرعة سقوطه قد بلغت حداً كبيراً
جداً ( 8 كم
/ ث) ، مما يجعل وقوفه في تلك النقطة أمراً مستحيلاً.

الطالب : لا يصطدم بالقاع ، ولا يستقر في المركز ، فماذا إذن ؟!!

المعلم : سوف يستمر في سقوطه مع تخفيف سرعة السقوط تدريجياً إلى أن يصل إلى مستوى حافات فتحة البئر المقابلة ، وهنا يجب أن يتشبث قوياً بحافة البئر وإلا سقط فيها مرة ثانية وعاد أدراجه إلى الفتحة الأولى.

الطالب : وإذا لم يستطع أن يتشبث هذه المرة بشيء ما ؟!

المعلم : سوف يعاود السقوط ثانية ، ويبقى على هذه الحالة من الذهاب والإياب.

الطالب : إلى ما لا نهاية ؟

المعلم : نعم ، وهذا هو نفس الشيء الذي تؤكده قوانين الميكانيكا القائلة بأن الجسم في هذه الحالة عند إهمال مقاومة الهواء في داخل البئر يجب أن يتأرجح بين الفتحتين باستمرار
(انظرالشكل رقم (23.

الطالب : ولكن ما هي المدة التي تستغرقها عملية السقوط ذهاباً وإياباً ؟

المعلم : حوالي الساعة والنصف ، وعلى وجه الدقة 84 دقيقة و 24 ثانية.

الطالب : هذا لو حفرت البئر بامتداد محور الأرض ، أي من قطب إلى قطب ، ولكن ماذا لو كانت الفتحتان واقعتين في مستوى محيط الأرض ؟

المعلم : يمكننا في هذه الحالة أن نمسك الشخص الساقط في البئر من يده عند خروجه من الفتحة المقابلة حيث تكون سرعته مساوية للصفر.

الطالب : وهل يمكن عمل ذلك أيضاً بالنسبة للحالة الأولى؟

المعلم : يجب أن نحذر من مسك يد الشخص لأنه يتحرك بسرعة كبيرة جداً.

الطالب : ذلك كله على افتراض تجاهل مقاومة الهواء ، فماذا عند أخذ مقاومة الهواء في الاعتبار ؟

المعلم : عند وجود مقاومة الهواء فإن التأرجح سيهدأ بالتدريج ، وينتهي الأمر بتوقف الجسم عند مركز الأرض.

 

قائمة المواضيع الرئيسية

لأفضل مشاهدة يرجى ضبط دقة الشاشة على 800 × 600