بناء طائرة نفاثة - من بالون

في هذه التجربة سوف نبني طائرة نفاثة، لكن،  بدلًا من استخدام محركٍ يعمل بواسطة الوقود سوف نستخدم بالونًا مليئًا بالهواء، يُوَفِّر  قوة الدفع اللازمة للحركة. 

أدوات

ملاحظة: من المهم جدا وصل الشريط اللاصق بشكل خفيف حول فتحة البالون، لكي لا يمنع دخول الهواء وخروجه  من البالون. 
 

شرح

يُعتبر عالم الرياضيات والفيزيائي  إسحاق نيوتن (1727 - 1643) من أعظم الفيزيائيين على مدى العصور. من بين اكتشافاته العديدة  نظريّته ل التي تسمى"قانون نيوتن الثالث": "في الطبيعة، يوجد لكل فعل رد فعل مُساوٍ له في المقدار ومعاكس له في  الاتجاه". بهذه الصيغة، كان نيوتن يقصد القوى. لكن، يمكن القول إن قانون نيوتن أكثر شموليّة ويمكن تطبيقه في مجالات أخرى، أوسع، في الفيزياء، لكن، ليس هنا المكان الملائم لتقديم الشَّرح الأوفى. 

يمكن، بسهولة،  أن نشعر بقانون نيوتن الثالث إذا وضعنا أيدينا على الحائط ودفعنا بقوة متصاعدة.  سنشعر فورًا أنه كلما دفعنا بقوة أكبر، اندفعنا ، نحن أيضاً، بقوة أكبر نحو الاتجاه المعاكس؛ أي أن الحائط "يدفعنا"، كأنه شخص يشغل علينا قوة معيَّنة. بشكل فعلي، إذا كانت الأرضية زلقة بشكلٍ كافٍ  يمكن أن ننزلق للوراء نتيجة قوة الدفع التي شغلناها بأنفسنا، في الاتجاه المعاكس للحائط. 

قانون نيوتن هو المبدأ الأساسي الذي يسمح للصواريخ وللطائرات  النفاثة بالحركة - هكذا هي الحال، أيضًا، بالنسبة للصاروخ النفاث الخاص بنا. الهواء الذي يخرج من البالون (أو من محرك الصاروخ)، يشغل على الطائرة قوة أمامية مساوية،  وهكذا يجعلها تتحرك. بما أن مقدار القوة متساوٍ بشكل دائم، لذلك، كلما خرج من البالون هواء أكثر وبقوة أكبر، اندفعت الطائرة إلى الأمام بقوة أكبر، أيضًا، وبالعكس. لهذا السبب، إذا أحكمنا إغلاق فتحة البالون بشكل كامل، أو جزئي، بواسطة الشريط اللاصق، فإن  الطائرة لن تتحرك. لذلك، من المهم إغلاق فتحة البالون بشكل خفيف، فقط. 

الحركة بهذه الطريقة يمكن أن توصل الأجسام لمسافات كبيرة جِدًّا- الطائرات تتحرك لمسافات تصل لآلاف الكيلومترات والصواريخ تتحرك بسرعة عظيمة بين الأراضي، وحتى بين الكواكب - وكل هذا يعود لمبدأ القانون الثالث لنيوتن. 

من الجدير بالذكر

يمكن استغلال قانون نيوتن الثالث لبناء لولبٍ  مائي خاص - يتحرك بتأثير تيار صابون يصب على المياه من فتحته.
يمكن استعمال قانون نيوتن الثالث، مع  الاستعانة بقانون آخر اكتشفه عالم معروف (أرخميدس)،  لقياس حجم الأجسام بصورة غير مباشرة، ولكنها دقيقة جِدًّا،بواسطة ماء وميزان. يمكنكم معرفة المزيد من خلال  تجربة قياس حجم القبضات - نيوتن وأرخميدس.