في هذه التجربة سوف نقوم ببناء دوّارة رياح تُظهر لنا اتجاه الرياح وسرعتها.
المعدات
قطعة ورقية مُربّعة صغيرة (مثل الورق المستخدم لكتابة التذكيرات)
مقص (يُنصح باستعمال مقص صغير)
قشّة الشرب
غراء
2 دبابيس
ورق بريستول (بالإمكان الحصول عليه من عبوات حبوب الإفطار)
قلم رصاص مع ممحاة
مسار التجربة
يمكنكم مشاهدة سير التجربة في الفيديو المصور التالي:
الشرح
ليست الأسماك وحدها من تعيش في المحيط، بل نحن أيضًا - محيط من الهواء. نحن عادةً لا نشعر بذلك على الإطلاق، لكن عندما تهبّ الرياح يمكننا أن نشعر بوجود الهواء. دوارة الرياح هي أداة تسمح لنا بالتعرف على وجود الرياح، اتجاهها وقوتها.
الهواء عبارة عن غاز، لذلك فإنّ هبوب الرياح هو في الواقع عبارة عن جسيمات الهواء التي تنتقل من مكانٍ إلى آخر. عندما تصطدم جسيمات الهواء بدوّارة الرياح - في المروحة الدافعة وذيلها - فإنها تنجح في دفعها وتدويرها. يُقال من الناحية العلمية إنّ الغازات التي تتحرك وتصطدم بدوّارة الرياح تقوم بنقل الزخم إليها، مما يؤدي إلى تحركها.
يعتمد اتجاه دوران دوّارة الرياح على شكل الدوّارة ذاتها - انظروا إلى دوارة الرياح في التجربة وحاولوا التفكير في كيفية اصطدام الغاز بها ولماذا تدور بالذات في الاتجاه الذي تدور فيه. دوّارات الرياح المبنية بصورة عكسية لبعضها البعض، أيّ تبدو وكأنها صور مرآة معكوسة، سوف تدور في الاتجاه المعاكس.
تعمل أجهزة الأرصاد الجوية المهنية في قياس سرعة الرياح على مبدأ مشابه لدّوارة الرياح التي قمنا ببنائها في التجربة.
من الجدير بالذكر
تنتج الرياح بسبب الاختلاف في ضغوط الهواء، بحيث يتدفق الهواء من منطقة الضغط العالي إلى منطقة الضغط المنخفض. يعود الفرق في ضُغوط الهواء بالأساس إلى اختلاف درجة حرارة الغازات في المناطق المختلفة. بما أنه يتمّ التحكم بدرجة حرارة الأرض بواسطة الشمس، يمكن القول إنّ جزءًا كبيرًا من الرياح الموجودة في الكرة الأرضية تنتجها الشمس. بالإضافة إلى ذلك، ينشأ جزء من الرياح بواسطة دوران الأرض حول نفسها - يدور الهواء أيضًا مع الأرض سويًا، لكن بانتظار و"بقرب" ضعيف إلى الأرض، مما يؤدي إلى إنتاج الرياح.
إنّ قياس سرعة الرياح مهم جداً في التخطيط للفعاليات الهوائية: أثناء وجود الرياح القوية جداً، يُمنع الطيران، لأن تدفق الهواء غير المنتظم يُعرض أمان مسار الطيران للخطر - يصعب التحكم في الاتجاه ومن الصعب جداً الإقلاع أو الهبوط.
تستخدم عنفات الرياح الحركة الدائرية الناتجة بواسطة الرياح من أجل توليد الطاقة. كدوّارة الرياح، يدور لولب النار (شاهدوا التجربة) بواسطة الزخم الذي يمر عليه عن طريق الهواء الذي ينتقل من مكان إلى آخر - هواء ساخن يتحرك نحو الأعلى.
الترجمة للعربيّة: بنان مواسي