توضيح دهيد كه چگونه ميتوان با استفاده از يك فشار سنج ارتفاع يك آسمان خراش را اندازه گرفت؟

سوال بالا يكي از سوالات امتحان فيزيك در دانشگاه كپنهانگ بود.

يكي از دانشجويان چنين پاسخ داد: به فشار سنج يك نخ بلند مي بنديم.سپس فشارسنج را از بالاي آسمان خراش طوري آويزان ميكنيم كه سرش به زمين بخورد.ارتفاع ساختمان مورد نظر برابر با طول نخ به اضافه طول فشارسنج خواهد بود.

پاسخ بالا چنان مسخره به نظر مي آمد كه مصحح بدون تامل دانشجو را مردود اعلام كرد.ولي دانشجو اصرار داشت كه پاسخ او كاملا درست است و درخواست تجديد نظر در نمره خود كرد. يكي از اساتيد دانشگاه به عنوان قاضي تعيين شد و قرار شد كه تصميم نهايي را او بگيرد.

نظر قاضي اين بود كه پاسخ دانشجو در واقع درست است.ولي نشانگر هيچ گونه دانشي نسبت به اصول علم فيزيك نيست.سپس تصميم گرفته شد كه دانشجو احضار شود و در طي فرصتي شش دقيقه اي پاسخي شفاهي ارائه دهد كه نشانگر حداقل آشنايي او با اصول علم فيزيك باشد.

دانشجو در پنج دقيقه اول ساكت نشسته بود و فكر مي كرد.قاضي به او يادآوري كرد كه زمان تغيين شده در حال اتمام است.دانشجو گفت كه چندين روش به ذهنش رسيده است ولي نميتواند تصميم گيري كند كه كدام يك بهترين مي باشد.

قاضي به او گفت كه عجله كند و دانشجو پاسخ داد:«روش اول اين است كه فشارسنج را از بالاي آسمان خراش رها كنيم و مدت زمانيكه طول ميكشد به زمين برسد را اندازه گيري كنيم.ارتفاع ساختمان را ميتوان با استفاده از اين مدت زمان و فرمولي كه روي كاغذ نوشته ام محاسبه كرد.»

دانشجو بلافاصله افزود:«ولي من اين روش را پيشنهاد نميكنم.چون ممكن است فشارسنج خراب شود!»

روش ديگر اين است كه اگر خورشيد مي تابد طول فشارسنج را اندازه بگيريم سپس طول سايهُ فشارسنج را اندازه بگيريم و آنگاه طول سايهُ ساختمان را اندازه بگيريم.با استفاده از نتايج و يك نسبت هندسي ساده مي توان ارتفاع ساختمان را اندازه گيري كرد.رابطهُاين روش را نيز روي كاغذ نوشته ام.

ولي اگر بخواهيم با روشي علمي تر ارتفاع ساختمان را اندازه بگيريم ميتوانيم يك ريسمان كوتاه را به انتهاي فشارسنج ببنديم و آن را مانند آونگ ابتدا در سطح زمين و سپس در پشت بام آسمان خراش به نوسان درآوريم.سپس ارتفاع ساختمان را با استفاده از تفاضل نيروي گرانش دو سطح بدست آوريم.من رابطه هاي مربوط به اين روش را كه بسيار طولاني و پيچيده مي باشند در اين كاغذ نوشته ام.

آها! يك روش ديگر كه چندان هم بد نيست:اگر آسمان خراش پتهُ اضطراري داشته باشد ميتوانيم با استفاده از فشار سنج سطح بيروني آن را علامت گذاري كرده و بالا برويم سپس با استفاده از تعداد نشان ها و طول فشارسنج ارتفاع ساختمان را بدست بياوريم.

ولي اگر شما خيلي سرسختانه دوست داشته باشيد كه از خواص مخصوص فشارسنج براي اندازه گيري ارتفاع استفاده كنيد مي توانيد فشار هوا در بالاي ساختمان را اندازه گيري كنيد و سپس فشار هوا در سطح زمين را اندازه گيري كنيد سپس با استفاده از تفاضل فشارهاي حاصل ارتفاع ساختمان را بدست بياوريد.

ولي بدون شك بهترين راه اين مي باشد كه در خانهُ سرايدار آسمان خراش را بزنيم و به او بگوييم كه اگر دوست دارد صاحب اين فشارسنج خوشگل بشود مي تواند ارتفاع آسمان خراش را به ما بگويد تا فشار سنج را به او بدهيم.

دانشجويي كه داستان او را خوانديد « نيلز بور » فيزيكدان دانماركي بود.