حلقه جادویی!

علم فیزیک علاوه بر تاثیر چشمگیرش بر زندگی بشر، گاه می تواند بسیار سرگرم کننده نیز باشد! در این جا با استفاده از نیروی اصطکاک و کمی تردستی می خواهیم یک آزمایش جالب را به شما نشان دهیم.

وسایل لازم جهت انجام این تردستی بسیار ساده و در دسترس هستند:

1) یک عدد کش لاستیکی محکم

2) یک عدد حلقه (هر چقدر سنگین تر باشد بهتر است)

3) قیچی

ابتدا به کمک قیچی کش را یک بار بریده و آن را از درون حلقه عبور دهید، طوریکه حلقه حدودا در نیمه کش قرار بگیرد.

در گام بعدی کش را در میان دو انگشت شصت و اشاره طبق شکل از دو طرف نگاه دارید. همان طور که می بینید حلقه نیز بین دو دست شما قرار میگیرد.

کار شما از این جا شروع می شود! کش را قدری بکشید به گونه ای که طول آن بلندتر به نظر برسد. نکته این است که تماشاچی شما می بایست در روبه روی شما قرار گیرد و نمای پشت دست شما باید از دید آن ها دور بماند (البته تصاویر اینجا از زاویه دید شما هستند).

همان طور که در تصویر نیز مشخص هست، مقداری از طول کش لاستیکی در بین دو مشت شما از دید تماشاگرانتان پنهان می شود (برای پنهان کردن آن بهتر است کمی تمرین کنید!).

حال کش لاستیکی را در حدود 45 درجه کج کنید تا حلقه روی آن سُر خورده و به سمت انگشتان دست چپ شما بیاید.  سپس خیلی آهسته با همان دست، کش را در همان حالت شیب دار رها نمایید. انجام درست این کار کمی تمرین نیاز دارد اما اگر بتوانید کش را با سرعتی یکنواخت و در زاویه ی مناسب رها کنید نتیجه بسیار جالب می شود. آنچه تماشاگران شما مشاهده خواهند کرد بالا رفتن حلقه از شیب کش می باشد ( زاویه ی این شیب را با کمی تمرین با توجه به وزن حلقه و نوع کش پیدا خواهید کرد )!

به این ترتیب قاون دوم نیوتون و مهارت شما شگفت زدگی دوستانتان را نتیجه خواهد داد! در واقع آنچه رخ می دهد این است که نیروی اصطکاک میان حلقه و کش لاستیکی مانع از حرکت حلقه روی کش می شود به شرط آنکه شیب کش به گونه ای باشد که نیروی وزن اعمالی بر حلقه از نیروی اصطکاک ایستایی آستانه کمتر باشد. با آزاد شدن کش این طور به نظر میرسد که حلقه حرکت کرده در حالی که حلقه ثابت است و این کش است که از پایین اضافه می شود. همچنین یکنواخت بودن سرعت رهاسازی کش از آن جهت  است که نیروی دیگری به حلقه وارد نشود و برآیند نیروهای وارد به آن صفر باشد. برای زیبایی کار سعی کنید حرکت انگشتانتان نامحسوس باشد.

اگر علاقمند به محاسبه هستید با اندازه گیری وزن حلقه و ضریب اصطکاک آستانه آن بر روی کش زاویه متناسب با کش و حلقه خود را به دست آورید!