يمكن أن يكون سقي حديقتك في الصيف عمليًا وممتعًا باستخدام ما يسمى بـ “الرشاشات السخيفة”، المصممة لإنشاء حلقات وحلزونات مسلية من نفاثات الماء. وهناك بعض الفيزياء الرائعة في العمل للإقلاع. أجرى الباحثون في معهد كورانت بجامعة نيويورك سلسلة من التجارب باستخدام تصميمات رشاشات سخيفة مختلفة للعثور على إجابة لمشكلة طويلة الأمد في ديناميكيات الموائع، وفقًا لورقة جديدة نُشرت في Proceedings of the National Academy of Sciences.
كما ذكرنا سابقًا، ترتبط مشكلة الرشاش العكسي بالفيزيائي ريتشارد فاينمان لأنه شاع هذا المفهوم، لكنه في الواقع يعود إلى فصل في كتاب إرنست ماخ المدرسي عام 1883 علم الميكانيكا (Die Mechanik in Ihrer Entwicklung Historisch-Kritisch Dargerstellt). ظلت تجربة ماخ الفكرية في حالة من الغموض النسبي حتى بدأت مجموعة من علماء الفيزياء في جامعة برينستون بمناقشة هذه القضية في الأربعينيات من القرن الماضي.
كان فاينمان طالب دراسات عليا هناك في ذلك الوقت، وألقى بنفسه في النقاش بحماسة كبيرة، حتى أنه ابتكر تجربة في مختبر السيكلوترون لاختبار فرضيته. قد يتصور المرء أن الرشاش العكسي سيعمل تمامًا مثل الرشاش العادي، فقط يتم تشغيله للخلف، إذا جاز التعبير. لكن تبين أن الفيزياء أكثر تعقيدًا. كتب فاينمان: “الإجابة واضحة تمامًا من النظرة الأولى”. من المؤكد أنك تمزح يا سيد فاينمان (1985). “المشكلة هي أن بعض الأشخاص قد يظنون أن الأمر واضح تمامًا [that the rotation would be] بطريقة ما، وقد يعتقد شخص آخر أن الأمر واضح تمامًا في الاتجاه الآخر.
اقترح ماخ أنه لن يكون هناك دوران مع الرشاش العكسي: قوة التفاعل المؤثرة على الفوهة أثناء امتصاصها للماء تسحب الفوهة عكس اتجاه عقارب الساعة، بينما يدفعها الماء المتدفق إلى داخل الفوهة في اتجاه عقارب الساعة. تلغي القوتان بعضهما البعض في سيناريو الحالة المستقرة هذا. أظهرت تجربة فاينمان الخاصة حدوث رجفة طفيفة عندما تم تطبيق الضغط لأول مرة لضخ الماء عبر الفوهة، ثم عاد الرشاش إلى موضعه الأصلي وظل ثابتًا.
