تسجيل الدخول

تسجيل

تمزيق ورق التواليت (قوانين نيوتن في الحمّام: سر تمزق ورق التواليت الجديد)

المؤلف:  جيرل ووكر

المصدر:  سيرك الفيزياء الطائر

الجزء والصفحة:  ص143

2025-07-16

659

يتمثل أحد إحباطات الحياة، حتى وإن كان ثانويا، في سحب لفافة ورق التواليت المجزأ، لينتهي بك الأمر بسحب مُربَّع واحد فقط، وهو بالتأكيد لن يفي بالغرض. تقتصر المشكلة على اللفافات الجديدة، ونادرًا ما تحدث هذه المشكلة . مع اللفافات التي أوشكت على النفاد. لماذا تكون لفافات ورق التواليت الجديدة مُزعِجة جدًّا في هذا الصدد؟ هل للزاوية التي تسحب بها ورق التواليت أهمية ؟ وهل تسوء المشكلة إذا كان الورق يُسحب من أعلى اللفافة أم من أسفلها، إذا كان وضع اللفافة معكوسا ؟

الجواب: تولد القوة التي تبذلها على الطرف السائب لورق التواليت عزم دوران يجعل اللفافة تدور. ويُقاوم عزم دورانك عزم دوران متولد من الاحتكاك بين الجزء الداخلي للكارتون المقوى الخاص باللفافة والقضيب المعدني الذي تُعلَّق عليه لفافة الورق. عندما يكون السحب قصيرًا، يكون الاحتكاك كافيًا لمنع اللفافة من الدوران. وعندما تزيد من السحب يزداد الاحتكاك حتى يصل إلى الحد الأقصى والسحب القوي يُجبر اللفافة على الدوران، وبمجرد أن يحدث إفلات يتناقص الاحتكاك فجأة، ولكن إذا كان السحب المطلوب مبالغا فيه، يتمزق الورق.

عندما تكون لفافة الورق جديدة، يضغط وزنها على القضيب المعدني ويجعل الحد الأقصى للاحتكاك كبيرًا، وهو ما يعني أن السحب المطلوب لتدوير اللفافة سيقطع الورق بالتأكيد. وعندما تُوشك اللفافة على النفاد ويكون وزنها أقل، يكون الحد الأقصى أقل؛ ومن ثَمَّ يُمكِنك أن تتغلب على الاحتكاك بجذبة بسيطة، وبدون أن يتمزق الورق على الأرجح. إذا كنت تسحب في اتجاه علوي، كما هي الحال عادةً إذا كان الطرف السائب أسفل اللفافة، فأنت تُساعد في دعم اللفافة؛ ومن ثَمَّ يكون الحد الأقصى للاحتكاك أقل. هكذا تقلُّ احتمالية تمزق الورق. في هذا التفسير، تجاهلت الدور الذي تلعبه أذرع عزم الدوران؛ أي المسافة بين محور الدوران ونقطة الضغط. ولعلك ترغب في مراجعة نتائجي من خلال النظر في مدی تغير ذراع عزم الدوران عند سحب ورق التواليت عندما توشك اللفافة على النفاد.) مع الأسف، لا مفر من الفيزياء حتى داخل الحمام.