أمثلة حياتية تبين مدى تأثير “الفيزياء” في حياتنا المهنية

2011 طاقة الحركة والوضع – فهم التغيرات داخل الأنظمة الفيزيائية

جنيفر فيغاس

KSAG

الفيزياء مدى تأثير الفيزياء على حياتنا اليومية

بعد أن تعلمتم بعض المبادئ الأساسية المتعلقة بالطاقة وكمية الحركة يمكنكم تسخير هذه المبادئ لخدمتكم،

فقد يقرر أحدكم في المستقبل أن يصبح طياراً أو رياضياً محترفاً أو مخترعاً أو موسيقياً، فهذه المهن وغيرها أيضاً تخضع للمبادئ والقوانين الفيزيائية.

 

كيف يمكن لقوانين الطاقة وكمية الحركة أن تساعد الرياضيين؟

لو سبق لك أن مارست لعبة كرة السلة وقفزت عالياً للاقتراب من السلة لابدّ أنك شعرت بشيء من الألم عند ارتطام قدميك بالأرض.

ولو أنك زدت من مقدار الزمن اللازم لوصول جسمك إلى الأرض لكان أثر الارتطام أخف؛ لذلك يحاول لاعبو كرة السلة الاحترافيين دائماً ثني الركبتين أثناء الهبوط أرضاً بعد القيام بمثل تلك القفزات العالية.

 

كما أن ثني الركبة أثناء الهبوط من القفز يمكن أن يزيد قليلاً من زمن الارتطام، ما يقلل من أثر هذا الارتطام بجسم اللاعبين.

وكلما ارتفع مستوى القفزة زاد أثر الارتطام على اللاعب؛ لذلك يحتاج اللاعبون المحترفون ممن يؤدون القفزات العالية إلى ضبط وضعية هبوطهم أرضاً.

إذا أردنا إيصال كرة الغولف إلى مسافة طويلة يجب أن نطيل أيضاً فترة التصادم بين كرة الغولف والمضرب، فكلما طالت فترة التلامس بين المضرب والكرة زادت المسافة التي يمكن أن تصل إليها  الكرة بعد ضربها.

 

ويقضي لاعبو الغولف المشهورون ساعات طويلة  لتحسين أدائهم والتمكن من نقل أقصى كمية حركة تحتفظ بها أجسامهم إلى الكرة من خلال رأس مضرب أو عصا الغولف.

وإذا أصبحت العصا امتداداً للذراع فإن كامل كمية الحركة التي يحملها جسم اللاعب تقريباً تنتقل إلى حركة كرة الغولف.

 

كيف تستطيع الطائرات البقاء في الجو؟

تساعد قوانين الطاقة والحركة أيضاً على تفسير بقاء الطائرات في الجو أثناء تحليقها. ويستطيع المسافرون على متن الطائرات الحديثة الاستمتاع بالراحة؛ لأن تحقيق التوازن في قوى الضغط الجوي يمكن أن تبقي الطائرة في وضع التحليق لفترة غير محدودة ما دامت الطائرة مزودة بكمية وقود تكفيها لأن تتابع طيرانها باتجاه الأمام.

عندما تسافر بالطائرة أو تقوم بزيارة أحد المطارات لاحظ شكل أجنحة الطائرة، وستجد أنها منحنية قليلاً في قمتها. يساعد هذا الشكل المنحني الهواء فوق الجناح على قطع مسافة أطول من المسافة التي يقطعها الهواء تحت الجناح، رغم أن الهواء يندفع نحو الطائرة بمعدل سرعة متماثل.

إن التباين في ضغط الهواء بسبب تصميم جناح الطائرة يساعد على رفع الجزء الأسفل من الطائرة، ويعمل الهواء على إبقاء الطائرة في حالة تحليق فوق الأرض.

 

كما أن أجنحة الطيور وأجسام الدلافين والحيتان غالباً ما تأخذ شكلاً منحنياً مشابه لجناح الطائرة يمنح تلك المخلوقات قوة رفع تساعدها على البقاء في الهواء والسباحة تحت الماء.

لقد استطاع الإنسان من خلال الاعتماد على قوانين الطاقة وكمية الحركة إنجاز اختراعات كثيرة، كالطائرات والصواريخ والحواسيب، وجميع هذه الاختراعات تصدر الحرارة على شكل طاقة.

عندما نستخدم الغازولين في السيارات والطائرات، أو عندما نستخدم الكهرباء من أجل تشغيل الأدوات الكهربائية فإننا نقوم عادة بتحويل الوقود الأحفوري إلى حرارة وجسيمات أخرى بالإضافة إلى إنتاج طاقة نافعة.

 

ويفسر ذلك سبب إحساسنا بالحرارة لدى ملامسة غطاء محرك بالسيارة وانبعاثات عادمها إذا كان محركها في حالة دوران. في الحقيقة تحتاج السيارة وسطياً إلى 25 في المئة فقط من الغازولين كي تتحرك، أم نسبة الـ75 في المئة المتبقية فتتحول إلى طاقة حرارية.

تتمثل أعظم التحديات التي تواجه جيلكم في تصميم المزيد من السيارات والطائرات والأجهزة التي تستثمر الطاقة بطريقة فعالة يتسنى من خلالها تحقيق استخدام أفضل للطاقة والحدّ من تلويث البيئة وتخفيض نسبة هدر الطاقة على شكل حرارة.

 

فإن الطاقة المنبعثة  من الشمس كل عام تفوق 15.000 مرة ما يستخدمه البشر في الفترة الزمنية ذاتها، وقد يأتي زمن نتمكن فيه من الحصول على أشكال كثيرة من الطاقة النظيفة والفعالة من الشمس.

إن إمكانات الشمس الهائلة بالإضافة إمكاناتكم قادرة على تحقيق تغيير إيجابي وحركي في عالمنا بصورة لا حدود لها تقريباً.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]