چگونه با یک فشار سنج
ارتفاع یک اسمان خراش را
اندازه بگیریم؟
چگونه با استفاده از یک فشار سنج ارتفاع یک اسمان خراش را اندازه بگیریم؟
سوال بالا یکی از سولات امتحان فیزیک دانشگاه مشهور کپنهاک دانمارک بود.
یکی از دانشجویان در پاسخ نوشت:" به فشار سنج یک نخ بلند میبندیم و آن را از بالای اسمان خراش به پایین میفرستیم تا سرش به زمین بخورد.ارتفاع ساختمان برار است با طول نخ به اضافه طول فشار سنج ..."
پاسخ بالا به نظر استاد چنان مسخره بود که نمره دانشجو را صفر اعلام کرد.ولی دانشجو اصرار داشت که جوابش کاملا درست است و درخواست کرد که در نمره اش تجدید نظر کنند.چند تن از اساتید دانشگاه به عنوان داور تعیین شدند و قرار شد که تصمیم نهایی را بگیرند.
نظر داوران این بود که پاسخ دانشجو درواقع درست است ولی نشانگر دانش او نسبت به علم فیزیک نیست.پس دانشجورا احضار کردنن تا طی 10 دقیقه یه جوابی دهد که نشانگر اشنایی او با اصول علم فیزیک است.
دانشجو آرام نشسته بود و همانطور که آرام فکر میکرد چیزهایی را بروی کاغذ یادداشت کرد.پس از 10دقیقه دانشجو گفت که چندین روش به ذهنش رسیده ولی نمیتواند تصمیم بگیرد که کدام بهتر است. برای همین همه راه حل ها را میگوید تا خودشان تصمیم بگیرند.
روش اول: این است که فشار سنج را از بالای اسمان خراش رها میکنیم و مدت زمانی که طول میکشد تا فشارسنج به زمین برسد را اندازه میگیریم.ارتفاع ساختمان را میتوان با استفاده از این مدت زمان و فرمولی که در کاغذ شماره یک نوشتم بدست اورد.ولی من این روش را پیشنهاد نمیکنم چون ممکن است که فشارسنج خراب شود.
روش دوم: این است که وقتی خورشید میتابد طول فشارسنج را اندازه بگیریم سپس طول سایه فشارسنج وطول سایه ساختمان را نیز اندازه گرفته و با استفاده از یک نسبت هندسی ساده ارتفاع ساختمان را بدست اوریم. رابطه این روش را هم در کاغذ شماره 2 نوشتم.
ولی اگر بخواهیم با روشی علمی تر ارتفاع ساختمان را اندازه بگیریم،میتوانیم یک نخ کوتاه را به انتهای فشارسنج ببندیم و ان را مانند اونگ ،ابتدا در سطح زمین و سپس در پشت بام آسمان خراش به نوسان در آوریم.سپس ارتفاع ساختمان را با استفاده از تفاضل نیروی گرانش دو سطح بدست اوریم.من رابطه های مربوط به این روش را که خیلی پیچیده هستند در کاغذ شماره3 نوشتم.
یک روش دیگر هم این است که اگر اسمان خراش دارای پلکان اظطراری است،میتوانیم با استفاده از فشار سنج، سطح بیرونی آن را علامت گذاری کنیم وبالا رفته و سپس با استفاده از تعداد نشانه ها وطول فشارسنج ارتفاع ساختمان را بدست آوریم.
اما اگر شما تمایل دارید که حتما از خواص مخصوص فشار سنج برای اندازه گیری ارتفاع استفاده کنید، میتوانید فشار هوا در بالای ساختمان را اندازه گیری کرده، سپس فشار هوا در سطح زمین را اندازه گیری کنید و بعد با استفاده از تفاضل فشارهای حاصل ارتفاع آسمان خراش را اندازه گیری کنید.
ولی به نظر من بهترین و ساده ترین راه برای بدست آوردن ارتفاع آسمان خراش این است که به سراغ سرایدار آن آسمان خراش برویم و به او بگوییم اگر ارتفاع آسمان خراش را به ما بگوید میتواند صاحب این فشار سنج خوشگل شود.......
دانشجویی که داستان او را خواندید، " نیلز بور" فیزیکدان معروف و بزرگ دانمارکی بود.
