فقاعة المنجنيق: كيف يتحكم انحناء الفقاعة في النفث سريع
تسقط قطرة في كأس، وينفصل عن السطح نفث صغير للغاية، نافورة رفيعة ترتفع للحظة إلى الأعلى. وبطريقة مشابهة تقريبًا تعمل فقاعة ملتصقة بجدار أنبوب إذا ما جُذب الأنبوب بحدة نحو الأسفل. يندفع الماء حول الفقاعة إلى الداخل، وينطلق نفث من قمتها. وتعتمد سرعة هذا النفث على شكل الفقاعة، أي على مدى تحدبها مثل قبة المظلة.
عندما يكون الأنبوب في الهواء وتكون الفقاعة على طرفه، يكون الأمر بسيطًا: كلما كانت الفقاعة أعمق غورًا، كان النفث أسرع. لكن عند غمر الأنبوب في الماء تظهر خدعة. إذ يغير ضغط الماء المحيط الصورة، وتصبح للفقاعة الآن انحناء مثالي. فإذا كانت مسطحة جدًا، يكون النفث ضعيفًا. وإذا كانت محدبة جدًا، يكون النفث ضعيفًا أيضًا. أما المنطقة الوسطى الذهبية فتحقق أقوى نفث.
اشتق الباحثون معادلة تجمع مساهمتين: الأولى من انحناء الفقاعة نفسها، والثانية من عمق غمر الأنبوب. وأكدت التجارب على فقاعات حقيقية مع تصوير سريع الحسابات. واتضح أن الشكل الأمثل للفقاعة يتغير عند غمر الأنبوب أعمق. وهذه ليست مجرد تسلية: فهذه النفثات موجودة في الطبيعة، فعلى سبيل المثال، عندما تنفجر الفقاعات على سطح المحيط، تطلق قطرات ملح دقيقة في الهواء.
عند انفجار فقاعة على سطح الماء، يمكن أن يتسارع النفث إلى عدة أمتار في الثانية، أسرع من جري الإنسان.