پاسخ های جالب یک فیزیکدان

sunny

توضیح دهید که چگونه می توان با استفاده از یک فشارسنج، ارتفاع یک آسمان‏خراش را اندازه گرفت؟»

سؤال بالا یکی از سؤالات امتحان فیزیک در دانشگاه کپنهاگ بود.

یکی از دانشجویان چنین پاسخ داد: «به فشارسنج یك نخ بلند می‏بندیم. سپس فشارسنج را از بالای آسمان‏خراش طوری آویزان می‏کنیم که سرش به زمین بخورد. ارتفاع ساختمان مورد نظر برابر با طول طناب به اضافه طول فشارسنج خواهد بود!»

پاسخ بالا چنان مسخره به نظر می‏آمد که مصحح بدون تأمل دانشجو را مردود اعلام کرد. ولی دانشجو اصرار داشت که پاسخ او کاملا درست است و درخواست تجدیدنظر در نمره خود کرد. یکی از اساتید دانشگاه به عنوان قاضی تعیین شد و قرار شد که تصمیم نهایی را او بگیرد.

نظر قاضی این بود که پاسخ دانشجو در واقع درست است؛ ولی نشان‏گر هیچ‏گونه دانشی نسبت به اصول علم فیزیک نیست. سپس تصمیم گرفته شد که دانشجو احضار شود و در طی فرصتی شش دقیقه‏ ای، پاسخی شفاهی ارائه دهد که نشان‏گر حداقل آشنایی او با اصول علم فیزیک باشد.

دانشجو در پنج دقیقه اول ساکت نشسته بود و فکر می‏کرد. قاضی به او یادآوری کرد که زمان تعیین شده در حال اتمام است. دانشجو گفت که چندین روش به ذهنش رسیده، ولی نمی‏تواند تصمیم‏گیری کند که کدام یک بهترین است.

قاضی به او گفت که عجله کند؛ دانشجو پاسخ داد: «روش اول این است که فشارسنج را از بالای آسمان‏خراش رها کنیم و مدت زمانی که طول می‏کشد به زمین برسد را اندازه‏گیری کنیم. ارتفاع ساختمان را می‏توان با استفاده از این مدت‏ زمان و فرمولی که روی کاغذ نوشته‏ ام محاسبه کرد.»

دانشجو بلافاصله افزود: «ولی من این روش را پیشنهاد نمی‏کنم؛ چون ممکن است فشارسنج خراب شود!»

«روش دیگر این است که اگر خورشید می‏تابد، طول فشارسنج را اندازه بگیریم؛ سپس طول سایه فشارسنج را اندازه بگیریم و آن‏گاه طول سایه ساختمان را اندازه بگیریم. با استفاده از نتایج و یک نسبت هندسی ساده می‏توان ارتفاع ساختمان را اندازه‏گیری کرد. رابطه این روش را نیز روی کاغذ نوشته‏ ام.»

«ولی اگر بخواهیم با روشی علمی‏ تر ارتفاع ساختمان را اندازه بگیریم، می‏توانیم یک ریسمان کوتاه را به انتهای فشارسنج ببندیم و آن را مانند آونگ ابتدا در سطح زمین و سپس در پشت‏بام آسمان‏خراش به نوسان درآوریم. سپس ارتفاع ساختمان را با استفاده از تفاضل نیروی گرانش دو سطح به دست آوریم. من رابطه‏ های مربوط به این روش را که بسیار طولانی و پیچیده‏ اند، در این کاغذ نوشته‏ ام.»

«آها! یک روش دیگر که چندان هم بد نیست: اگر آسمان‏خراش پله اضطراری داشته باشد، می‏توانیم با استفاده از فشارسنج، سطح بیرونی آن را علامت‏گذاری کرده و بالا برویم و سپس با استفاده از تعداد نشان‏ ها و طول فشارسنج ارتفاع ساختمان را به دست بیاوریم!»

«ولی اگر شما خیلی سرسختانه دوست داشته باشید که از خواص مخصوص فشارسنج برای اندازه‏ گیری ارتفاع استفاده کنید، می‏توانید فشار هوا در بالای ساختمان را اندازه‏گیری کنید؛ سپس فشار هوا در سطح زمین را اندازه‏گیری کنید؛ سپس با استفاده از تفاضل فشارهای حاصل، ارتفاع ساختمان را به دست بیاورید.»

«ولی بدون شک بهترین راه این است که در خانه سرایدار آسمان‏خراش را بزنیم و به او بگوییم که اگر دوست دارد صاحب این فشارسنج خوشگل بشود، می‏تواند ارتفاع آسمان‏خراش را به ما بگوید تا فشارسنج را به او بدهیم!»

دانشجویی که داستان او را خواندید، نیلز بور، فیزیک‏دان دانمارکی بود