محاسبه ارتفاع با فشارسنج

دانشجویی سر امتحان فیزیک به سوال زیر برخورد کرد: “چگونه می توان با استفاده از یک فشارسنج ارتفاع یک ساختمان را حساب کرد؟” او جواب زیر را برای این سوال نوشت: “یک فشار سنج (ترجیحا خراب) را از بالای ساختمان به پایین می اندازیم و زمان رسیدن آن را به زمین محاسبه می کنیم ( t ) . با استفاده از فرمول h=1/2at2+V0t و قرار دادن a=g=9.8 و V0=0 می توان ارتفاع ساختمان ( h ) را با دقت خوبی حساب کرد.”وی در ادامه نحوه اندازه گیری دقیق زمان و جزئیات دیگر را توضیح داد. استاد درس که انتظار چنین جوابی را نداشت مساله را با همکارانش در میان گذاشت. تصمیم بر این شد که طی یک امتحان شفاهی از دانشجو بخواهند که جواب درست سوال را پیدا کند. دانشجو ۱۵ دقیقه وقت داشت تا به سوال جواب دهد. او با عصبانیت کاغذ و قلمی برداشت و شروع به نوشتن کرد و توضیح داد که به دلیل جوابهای متفاوتی که در ذهن دارد باید به نحوی آنها را مرتب کند و بدون اینکه حرف دیگری بزند ۱۰ دقیقه تمام نوشت و بعد نوشته هایش را تحویل داد و رفت. پاسخ او چنین بود:

 ۱- جوابی که شما می خواهید این است که فشارهوا را در پایین و بالای ساختمان حساب کرده، از روی اختلاف فشار در واحد طول ارتفاع ساختمان را حساب کنم، ولی دقت این روش بسیار پایین است و روشی که در امتحان نوشتم و روشهای دیگری که در ادامه می آیند، دقیق تر هستند. ۲- فشارسنج را با طنابی از بالای ساختمان به پایین آویزان می کنیم تا نزدیک سطح زمین برسد. اگر آنرا مانند یک پاندول با دامنه کم به نوسان درآوریم با محاسبه پریود نوسان پاندول می توان فاصله بام ساختمان تا مرکز ثقل فشارسنج را حساب کرد. ۳- فشارسنج را مانند روش قبل از بالای ساختمان آویزان می کنیم تا به سطح زمین مماس شود. با متر کردن طناب مصرفی می توان ارتفاع ساختمان را محاسبه نمود. ۴- در یک روز آفتابی فشارسنج را روی زمین می گذاریم. با اندازه گیری طول سایه فشارسنج و سایه ساختمان و با معلوم بودن ارتفاع فشارسنج، جواب مساله با یک تناسب ساده حل می شود. ۵- طول فشارسنج را با خط کش اندازه می گیریم و بعد ساختمان را با همان فشارسنج متر می کنیم. ۶- یک ستون آب به ارتفاع ساختمان درست می کنیم و فشار آب موجود در عمق انتهایی ستون را اندازه می گیریم. محاسبات بعدی بدیهی هستند. ۷- فشارسنج را می فروشیم و با مقداری از پول بدست آمده، یک متر به اندازه کافی بلند می خریم. ۸- ولی بهترین روشی که پیشنهاد می کنیم این است که به سرایداری ساختمان مراجعه کنید و از او بخواهید در ازای گرفتن یک فشارسنج نو، ارتفاع ساختمان را به شما بگوید.

 نتیجه اخلاقی: دانشجو نمره سوال را گرفت.

نتیجه منطقی: سعی کنید همان جوابی را که از شما می خواهند بنویسید، چون ممکن است به اندازه این دوستمان خوش شانس نباشید!