تأثير قوة الشدّ على حركة الأشياء

2011 تجارب علمية القوة والحركة

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

قوة الشد الفيزياء

تخضع الأجسام المتحركة على الأرض لمقاومة الهواء والماء، ما يؤدي إلى التقليل من سرعتها، وتُسمى هذه القوة قوة ”الإعاقة“.

وتُصمّم الكثير من القوارب والقطارات والطائرات والسيارات بحيث يكون شكلها انسيابياً، ما يخفف من إعاقة حركتها قدر المُستطاع.

ويبين الشكل في الأسفل سيارة في حالة حركة، وكيف تتأثر أثناء سيرها بمقاومة الهواء، وهذا يعني أن السيارة تحتاج إلى المزيد من السرعة والطاقة كي تحافظ على سرعتها.

وتتمثل إحدى الطرق المُتبعة للتقليل من قوة الشدّ في تصميم شكل السيارة بحيث ينساب الهواء من فوقها.

ويُطلق على هذا الشكل مصطلح ”التصميم الانسيابي“ الذي يسمع للهواء بالمرور بشكل انسيابي بأدنى درجة ممكنة من المقاومة.

يتمتع الكثير من الحيوانات بجسم انسيابي يساعد على تخفيف المقاومة، وخاصة الحيوانات التي تطير أو تسبح أو تجري بسرعة فائقة.

ومقاومة الماء تفوق في شدتها مقاومة الهواء، لذلك فإن الحيوانات المائية هي أكثر الحيوانات انسيابية مقارنة ببقية الحيوانات الأخرى.

وكي تتكيف الأسماك مع بيئتها، تتمتع الغالبية العظمى منها بأجسام أسطوانية تشبه الطوربيد تساعدها على الانسياب عبر الماء بسهولة وبأقل جهد ممكن، كما أن حراشفها مكسوة بمادة مخاطية تساعد على انزلاق أجسامها وزيادة قدرتها على التخلص من قوة إعاقة الماء.