مضمار سباقات العدو(تأثير القوى المركزية والاحتكاك على سرعة العدائين في المضامير المنحنية)
المؤلف:
جيرل ووكر
المصدر:
سيرك الفيزياء الطائر
الجزء والصفحة:
2025-07-08
415
لماذا يكون السباق على مضمار مُستقيم أسرع بوجه عام من سباق بنفس المسافة على مضمار منحن؟ حين يكون المضمار مستويًا وبيضاوي الشكل، لماذا يتفوق العداء الموجود في الحارة الخارجية على العداء الموجود في الحارة الداخلية، على الرغم من تساوي المسافة في الحارتين؟ لماذا تعتمد السرعة في مثل هذه السباقات على نوعية الشكل البيضاوي للمضمار ؟
الجواب: عند دخول مسارٍ مُنحَنِ، يُبطئ العداء سُرعته؛ وعند الانتهاء من هذا المسار يعود ليزيد سرعته مرةً أخرى ليصل إلى السرعة المعتادة على المضمار المستقيم. وعند المنعطفات، تكون قوة الجذب المركزي تجاه مركز المنعطف حتمية. وفي هذه الحالة، تتولد قوة الجذب المركزي بسبب قوى الاحتكاك الناجمة عن حذاء العداء بأرض المضمار، وبسبب هذه القوى الداخلية الواقعة على الحذاء ينحني جسد العداء إلى خارج المنعطف كما لو أنه قذف إلى الخارج ولذا من أجل الحفاظ على التوازن يبطئ العداء من سرعته ليُقلل القوى الواقعة عليه وينحني بجسده إلى الداخل ليوازن ميله إلى الانحناء للخارج، وكلَّما كان المنعطف حادا، تعيَّن على العداء أن يُبطئ سرعته ويميل إلى الخارج أكثر. وهكذا، يتفوق العداء الذي يركض في الحارة الخارجية الأقل انحناء بوجه عام على العداء الذي يركض في الحارة الداخلية (الأكثر انحناء).
وعندما يكون المضمار مستويًا وبيضاوي الشكل، تُحدِّد مسافة السباق على الأجزاء المنحنية وتيرة السباق، وبوجه عام، تكون وتيرة السباق على مضمار بيضاوي واسع أسرع من وتيرة السباق على مضمار بيضاوي ضيّق؛ لأن درجة انحناء الأجزاء المنحنية من المضمار أصغر للمضمار البيضاوي الواسع مقارنةً بالمنعطفات الحادة للمضمار البيضاوي الضيق. وأفضل شكل هندسي بخلاف المضمار المستقيم، بالطبع ) هو المضمار الدائري؛ لأن درجة انحنائه هي الأقل.
الاكثر قراءة في الفيزياء العامة
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة
