تسجيل الدخول

تسجيل

الأعلام والأشرطة المرفرفة

المؤلف:  جيرل ووكر

المصدر:  سيرك الفيزياء الطائر

الجزء والصفحة:  ص385

2025-08-12

623

لماذا يُرفرف العلم على الصارية حتى في ظل وجود رياح معتدلة؟ لماذا ترفرف الورقة عندما تُعرّضها للمروحة؟ إذا رميت في الهواء بكرة ورق حمام مفكوكة نسبيًّا، فلماذا سرعان ما يتَّخِذ الجزء المتدلي (غير الملفوف) شكلا يُشبه  الموجة؟

 الجواب: تخيَّل أن العَلَم موضوع بزاوية في اتجاه مرور الهواء بحيث يدفع الهواء أحد جانبي العلم. هذا الاندفاع من الممكن ببساطة أن يجعل العلم مفرودًا، فيُبسط في اتجاه تدفق الهواء. وبدلا من ذلك، من الممكن أن يتسبب هذا الاندفاع في ثَنْي العَلَم. وإذا كانت سرعة الهواء فوق قيمة حرجة معينة، فإن هذا الانحناء يمكن أن يكون غير مستقر ويُرفرف العلم بعد. ذلك. وتُعزى الرفرفة في الغالب إلى تكوين العلم للدوامات. في الواقع، سواء تسببت الرياح في بسط العلم أو في رفرفته فحسب، فإن طرف العلم الحُر (يطلق الدوامات)؛ أي إن سلسلة من الدوامات المتبادلة على يسار العلم ويمينه تتكون ثم تتحرك مع التيار (انظر شكل 1). وتكون الدوامات أكبر عند رفرفة العَلَم، لكنها نتيجة للرفرفة وليست سببًا لها، ويمكن أن تكون موجودة حتى في حالة عدم رفرفة العلم.

من الممكن أيضًا للصحائف المرنة الأخرى، مثل الأوراق أن تُرفرف في الرياح المعتدلة إذا زادت سرعة الهواء عن قيمة حرجة تعتمد على نوع الصحيفة ومرونتها.

شكل 1 تكوينات دوامية مُتبادلة بين الجانب الأيسر والجانب الأيمن للعلم.

أي شريط مرن مُثَبَّت بثقل من أحد طرفيه ومُدلَّى سوف يُعطي على الأرجح مظهرًا يُشبه الموجة. وتنتقل الموجة في اتجاه الرياح على طول الشريط بنصف سرعة سقوط الشريط، وعادةً ما تكون المسافة بين بروزات الموجة أكبر في الشريط الأطول. وعلى الأرجح يُعزى المظهر الموجي إلى عدم ثبات تيار الهواء الذي يُجبر على الانتقال مع الشريط في أثناء سقوطه في الهواء الساكن. بتعبير أبسط، فإن تيار الهواء المحبوس والشريط نفسه يتلويان في أثناء السقوط.