בניסוי הזה נבנה מדחף של מסוק שעף באוויר כשמסובבים אותו במהירות.
הניסוי מחייב השגחה של מבוגר!
ציוד
- 2 שיפודי עץ ארוכים
- סרגל
- עט / טוש סימון
- מספריים
- צלחת פלסטיק חד-פעמית
- דבק 'סופר גלו' / דבק שלוש שניות (דבק על בסיס ציאנואקרילאט)
- נייר סופג / נייר טואלט
מהלך הניסוי
את מהלך הניסוי אפשר לראות בסרטון הבא:
הסבר
גדול הפיסיקאים בכל הזמנים, אייזק ניוטון, התפרסם בין השאר בשלושת חוקי התנועה שלו. החוק השלישי שלו קבע כי "לכל פעולה בטבע יש תמיד תגובה נגדית שווה לה בעוצמתה והפוכה בכיוונה". במקור, ניוטון התייחס לכוחות, אך בהמשך התברר שהחוק שלו רחב הרבה יותר ותקף גם בהקשרים הרבה יותר רחבים בפיסיקה.
אפשר לעשות ניסוי פשוט שימחיש היטב את החוק השלישי של ניוטון. אם נניח את היד על הקיר ונדחף אותו בכוח, נרגיש מיד שככל שאנו דוחפים את הקיר חזק יותר כך גם הקיר מפעיל עלינו כוח חזק יותר אחורה, בכיוון הנגדי, כלומר הקיר "דוחף" אותנו כאילו היה אדם שמפעיל עלינו כוח. אם נדחף חזק מספיק והרצפה תהיה חלקה מספיק, סביר להניח שנמצא את עצמנו מחליקים לאחור מהקיר בכוח השרירים שלנו.
החוק השלישי של ניוטון הוא העיקרון שמאפשר לטילים ולמטוסי סילון לנוע, וגם מאפשר למסוקים לרחף באוויר, כפי שמודגם בניסוי שלנו.
כשהמדחף מסתובב מהר מספיק, ודוחק מספיק אוויר כלפי מטה, האוויר שנדחק מפעיל עליו כוח כלפי מעלה, המכונה "כוח עילוי", בכיוון ההפוך לכוח המשיכה שמושך את המדחף למטה. אם הכוחות מאוזנים, המדחף ירחף באוויר בגובה קבוע בלי ליפול או לעלות. אם המדחף מסתובב מהר מאוד, כוח העילוי יגבר על כוח המשיכה והמדחף ימריא כלפי מעלה. וכשהמדחף יאט את סיבובו, כוח העילוי לא יספיק כדי להתגבר על כוח המשיכה והמדחף ייפול לקרקע.
מעניין לציין
הטיסה הראשונה של מסוק אמיתי הייתה רק במאה ה-20, אולם צעצוע של סביבון מרחף מעץ, שזהה באופן עקרוני ל"מסוק" שבניסוי שלנו, היה מוכר בסין הקדומה עוד לפני הספירה.
סביבון סיני מרחף | צילום: Haragayato, ויקיפדיה
גם בין שרטוטיו של הממציא והאמן לאונרדו דה-וינצ'י נמצא שרטוט משנת 1483 של "בורג אווירי" – מכונה שהייתה אמורה לפעול כמסוק.
הבורג האווירי, מתוך שרטוטיו של לאונרדו דה-וינצ'י
