في بعض ماكينات صُنع القهوة تسقط بعض قطرات القهوة إلى بركة القهوة. من المفترض أن تتناثر تلك القطرات وتندمج سريعًا في البركة، لكنها تتسابق فوق سطح البركة، وقد تندفع للأمام والخلف داخل الوعاء عدة مرات. يمكن أيضًا تكوين القطرات الطافية عند احتكاك كوب تقليدي من الفوم يحتوي على القهوة (أو غيرها من المشروبات بسطح طاولة بحيث يتعرض الفنجان للالتصاق والانزلاق مرات متكررة. وإذا كانت الحركة المضطربة للفنجان سريعة بالقدر الكافي فإنَّ التموجات الناتجة على السائل تنثر القطرات في الهواء. وعند سقوط تلك القطرات فمن الممكن أن تطفو على السائل بدلا من الاندماج فيه على الفور. وعند توقف حركة الالتصاق والانزلاق، فإن القطرات تندمج سريعا.

وأيضًا عندما يصطدم تيَّار ماء ثابت من الصنبور بحوض مسطح، فمن الممكن أن يُكوِّن نسَقًا دائريا حول نقطة الاصطدام. داخل الدائرة يكون تدفق الماء سريعًا وضحلًا، وخارج الدائرة يكون أبطأ وأقل ضحالة. ومن ثَمَّ، فإن الدائرة هي فعليا جدار يحدث عنده انتقال للماء. وإذا أسقطت قطرةً من قطَّارة على مجرى مائي من فوق الجدار، فقط تطفو القطرة وهي معلقة على الجدار.

فلماذا تطفو قطرات الماء في كل هذه الحالات؟

الجواب: قد تبقى القطرة معلقة فوق البركة بسبب التنافر الكهربائي بين الجزيئات على سطح القطرة والجزيئات على سطح البركة وعند وجود مُنظّف في القطرة والبركة، فإن جزيئات المنظف تميل إلى التجمع عند سطح الماء واضعة أطرافها أليفة الماء (الجاذبة للماء) في الماء، مع بروز أطرافها كارهة الماء ( طاردة (الماء خارج الماء. ومِن ثُمَّ فإن الأطراف كارهة الماء في قاع القطرة وقمَّة البركة يمكن أن يطرد بعضها بعضًا مما يتسبب في رفع القطرة. إلا أنه في الأمثلة المذكورة تُوجد حُجة أكثر إقناعًا تفسر ارتفاع القطرة ألا وهي أن القطرة مدعومة بطبقة هواء بينها وبين البركة. لنتأمل أولا الموقف الشائع المتمثل في  إطلاق قطرة فوق بركة ثابتة؛ لأنَّ هذا الموقف يتضمن أيضًا طبقة من الهواء: أثناء سقوط القطرة يتدفق الهواء السفلي للخارج إلى أن تلمس القطرة البركة أولا، ثم تندفع موجة عبر القطرة قاطعة النصف السفلي الذي يندمج فورًا في البركة، وعند نزول النصف العلوي يدعمه الهواء السفلي جزئيا لكنه يتدفّق للخارج إلى أن تلمس القطرة المتبقية البركة أولا، ومرة أخرى تندفع موجة على القطرة قاطعة النصف السفلي الذي يندمج فورًا في البركة. وهكذا تتكرر الدورة، ربما لعدة مرات، قبل أن يندمج آخر القطرة الأصلية في البركة بدلا من الانشطار إلى نصفين. نتأمل بعد ذلك سلسلة القطرات الساقطة في ماكينة صنع القهوة. في عملية التناثر التي سنناقشها في البند القادم، يمكن للقطرة أن تهبط بمجرد امتلاء الفوهة التي تركتها القطرة السابقة بالسائل المندفع للداخل والاندفاع للداخل يدفع القطرة الجديدة إلى الارتداد نسبيًّا إلى أحد الجوانب. ومع نزول القطرة بعد ذلك فإنها تميل إلى طرد الهواء السفلي. إلا أنه نظرًا لتحرُّك القطرة يظلُّ الهواء الجديد مدفوعا تحتها؛ ومن ثم تظلُّ دائمًا مدعومة بطبقة من الهواء السفلي. ويتشابه مثال الحوض مع هذه الحالة، فيما عدا أن القطرة ترتكز على الجدار وتدفق الماء يسحب باستمرار الهواء الجديد تحت القطرة

لاستمرار الدعم. وإذا حدث اهتزاز في البركة، والقطرة فمن الممكن أن تضح الحركة الهواء تحت القطرة بسرعة كافية لدعم القطرة. تحدث حركة الضخّ في الكوب المصنوع من الفوم الذي يُسحَب على سطح الطاولة بطريقة الالتصاق والانزلاق وعلى الأرجح ستفلح أيضًا أي طريقة أخرى لإحداث اهتزاز رأسي في القطرة والبركة إذا كان تردُّد الاهتزاز مساويًا تقريبا لتردد اهتزاز الكوب المصنوع من الفوم. ويمكن أيضًا أن تحوم القطرة إذا كانت حرارتها أو حرارة البركة مرتفعة. وفي هذه الحالة سيكون بخار الماء هو الغاز الذي يدعم القطرة. ويُطلق على هذه الآلية عادةً اسم تأثير ليد (نفروست).

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

ضمن مجموعة مواكب أم البنين (عليها السلام) العتبة العباسية المقدسة تنهي استعداداتها لافتتاح الموكب الثقافي العام في طريق الزائرين

شعبة التوجيه الديني النسوي تُكمل استعداداتها لاستقبال زائرات الأربعين

المجمع العلمي يفتتح موكب أمير القرّاء في طريق زائري الأربعين للعام الثالث على التوالي

قسم الشؤون الفكرية يعقد اجتماعه الفصلي الثاني لعام 2025م

المزيد

الآخبار الصحية

العلاقة بين الجهاز الهضمي والمزاج

7 علامات على القدمين.. مؤشر لمشاكل صحية خطيرة

9 عادات يومية بسيطة تجعلك أكثر ذكاء وإبداعا

هل يجب تناول مكملات "فيتامين الشمس" في فصل الصيف؟

المزيد

الآخبار التكنلوجية

أسرع الطرق لتبريد سيارتك بعد الوقوف تحت أشعة الشمس الحارقة

مشاكل ناقل الحركة CVT وأسباب عدم رضا السائقين عنه ؟

دراسة تكشف تأثيرا خطيرا لـ"تشات جي بي تي" على سلوك المراهقين ؟

أول مفاعل نووي على سطح القمر.. سباق محفوف بالمخاطر بين 3 دول

المزيد

مواضيع ذات صلة

الزيت والأمواج

الفقاعات المنفجرة

نتوءات الشواطئ

أمواج الحافة

القطرات والأغشية السائلة على الأسطح الصلبة

تكون حبيبات على القضبان وخيوط اللُّعاب

حركة خنازير البحر والدلافين (كيف تستخدم فيزياء الموجة للحركة دون سباحة)

ركوب الأمواج

التذبذب والرَّجْرَجة

آثار البط وحاملات الطائرات

مرور الأمواج عبر فتحة ضيقة

التفاف الأمواج للاقتراب من الشاطئ