أمسك بكرة بيسبول فوق كرة سلة تمامًا وبينهما مسافة فاصلة صغيرة، ثم أسقط الكرتين من عند ارتفاع الخصر تقريبًا (شكل 1-16أ ). على الرغم من أنَّ أيَّا من الكرتين لن ترتد ارتدادًا كبيرًا لأعلى وحدَها، فإنَّ الجمع بين الكرتَين يُعطي نتيجة مذهلة؛ إذ تسقط كرة السلة بلا حراك تقريبًا على الأرض وربما ترتد كرة البيسبول إلى السقف (شكل 1-16ب). والارتفاع الذي تصل إليه كرة البيسبول أكبر من مجموع ارتفاع الكرتين إذا ما ارتدت كلُّ كرة على حدة. كن حَذِرًا. إذا ما غاب اصطفاف الكرتين على خط واحد، فإنَّ كرة البيسبول تنحرف جانبًا بسرعة بالغة وقد تُصيبك أو تصيب شخصًا مُجاورًا. وإذا كرّرتَ التجربة، ولكن مع إضافة كُرة مرنة صغيرة على رأس المجموعة، فإنَّ الكرة الثالثة تنطلق مثل الصاروخ، بل وقد ترتد لمسافة أعلى من كرة البيسبول على الرغم من اكتسابها قدرًا أقل من الطاقة.

من الناحية النظرية، إذا ما اختيرت الكرات على نحو ملائم، فقد تصل الكرة العلوية في المجموعة المكونة من كرتين إلى ارتفاع يبلغ تسعة أضعاف الارتفاع الذي أسقطت من عنده المجموعة. ومع وجود ثلاث كرات، واختيارها على نحو ملائم وتحت الظروف المثالية قد تصل الكرة العلوية إلى ارتفاع يصل إلى 49 ضعف مسافة السقوط. ولعلك تودُّ أن تُجرِّب مجموعة متنوعة من الكرات مثل كرة تنس طاولة أو كرة «سوبر بول» (وهي كُرة مرنة للغاية، تصنعها شركة وام-أوه) أو كرة تنس. كيف ينبغي اختيار كرات بحيث ترتد الكرة العلوية لمسافة عالية، ولماذا تنطلق بعيدًا للغاية؟ الجواب : عند إسقاط مجموعة تتكون من كرتَين ترتد الكرة السفلية لأعلى من الأرض ثم تصطدم بالكرة الثانية التي ما تزال في سبيلها إلى السقوط. ينقل التصادم الطاقة إلى الكرة العلوية ويُعطيها سرعة مُتَّجِهَةً إلى أعلى. افترض أنك ترغَبُ في زيادة انتقال الطاقة بحيث تتوقف الكرة السفلية عن الحركة تمامًا. إذا كانت الكرات مرنة، يحدث أفضل انتقال

شكل 1-16: بند 1-43: (أ) قبل و (ب) بعد إسقاط كرة بيسبول وكرة سلة معا على أرضية صلبة. و(جـ) قبل و (د) بعد اصطدام كرة كبيرة للغاية بكرة صغيرة للغاية. (هـ) قبل و (و) بعد التصادم من جهة الكرة الكبيرة.

للطاقة حين يكون حجم الكرة السفلية ثلاثة أو أربعة أضعاف الكرة العلوية، كما هي الحال مع كرة السلة وكرة البيسبول.

وبدلا من ذلك، إذا أردتَ أن تَرتِفِعَ الكرة العلوية لأعلى ارتفاع ممكن، ينبغي أن تختار كرة أخفَّ بكثير من الكرة السفلية. ويتوقف الارتفاع الذي تصل إليه الكرة العلوية على مربع السرعة المتَّجهة التي تكتسبها الكرة من التصادم. وإذا كانت كتلة الكرة العلوية أصغر بكثير من كتلة الكرة السفلية، تكتسب الكرة العلوية مُربَّع سرعةٍ متَّجهة كبيرًا، وقد تصل إلى ارتفاع يُقدَّر بتسعة أضعاف مسافة السقوط.

ولكي ترى النتيجة، ادرس أولا سرعات الكرات قبل التصادم مباشرة. فالكرة العلوية تسقط بسرعة «س» بينما الكرة السفلية تتَّجه إلى أعلى بنفس سرعة «س» (شكل 1-16ج). فإذا كان التصادم مرناً للغاية، فربما تكتسب الكرة الثانية سرعة تصل إلى «3س» (شكل 1-16د). قد يبدو ذلك خطأ، ولكن خُذ مكان الكرة الأولى لدقيقة، كما لو أنك أنت تلك الكرة الكرة الثانية تقترب منك فيما يبدو بسرعة تُقدَّر بـ 2 س (شكل 1-16هـ)، ثم ترتد بمرونة وتتجه بعيدًا عنك بسرعة تُقدر بـ 2 س (شكل 1-16 و). الآن، عُد مرة أخرى إلى موقعك الأصلي. تبتعد الكرة الثانية عن الكرة الأولى بسرعة نسبية تقدر بـ 2س. كيف تتحرك الكرة الأولى ؟ نظرًا لأن الكرة الثانية ذات كتلة ضئيلة فعلا، لا يُغير التصادم سرعة الكرة الأولى على نحو ملحوظ ولا تزال تحتفظ بسرعتها «س» (تقريبا)؛ ومِن ثُمَّ لا بدَّ أن تكون السرعة . «س + 2س»، أو «3س».

إذا كنت تلعب بمجموعة أكبر من الكرات يتعين عليك أن تُعيد ترتيب الكرات حسب أوزانها لتتناقص تصاعديا في المجموعة. عندما ترتد الكرة السفلية، تصطدم بالكرة الثانية وتنقل بعض طاقتها. وبمجرد أن يُعاد توجيه الكرة الثانية إلى الأعلى، تصطدم بالكرة الثالثة المتجهة لأسفل، وتنقل بعض طاقتها إليها، ثم تعكس الكرة الثالثة اتجاهها وتصطدم بالكرة الرابعة وهلم جرا. ولو كانت المجموعة كبيرة بالقدر الكافي، يُمكنك. من الناحية النظرية - أن تُطلق الكرة العلوية حتى مدار الأرض.

تجربة اصطدام عندما كان جون ماكبرايد طالبًا بجامعة هيوستن في سبعينيات القرن العشرين، أجرى هو واثنان من زملائه الطلاب تجربة على فيزياء الكرات المتساقطة من خلال إلقاء كرة بيسبول لينة وكرة سلة من الطابق الثالث لمرٌّ يربط بين بنايتين للسكن الجامعي. سقطت الكرة بلا حراك على الأرض وارتفعت كرة البيسبول اللينة لأعلى فوق رءوسهم، لمسافة 10 أمتار فوق الأرض على الأقل. كان الأمر مُمتعًا للغاية حتى المحاولة الأخيرة وفيها انحرف اصطفاف الكرتَين واصطدمت كرة البيسبول بنافذة مشرف السكن الجامعي، ليتناثر الزجاج في كلٌّ مكان داخل الغرفة. بلغت تكاليف تصليح النافذة 250 دولارًا، ولكن كان من الممكن أن تكون الغرامة أعلى من ذلك بكثير لو كان مشرف السكن الجامعي موجودًا في غرفته في ذلك الوقت.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

مستشفى الكفيل يعلن انضمامه لمشروع الضمان الصحي الحكومي

المجمَع العلمي يقيم مسابقة الكوثر الخاصة بترتيل القرآن الكريم في كربلاء

قسم الشؤون الفكرية والثقافية يُصدر العدد الثالث والعشرين من مجلّة (أوراق معرفية)

قسم التربية والتعليم يُطلق الموسم التدريبيّ الصيفيّ لملاكات مجموعة العميد التربوية

المزيد

الآخبار الصحية

اختراق علمي.. دواء يؤخر ظهور السكري من النوع الأول لسنوات

هذا ما يحدث لجسمك إن أهملت نظافة فراشك

لماذا تعتبر النساء أكثر عرضة للإصابة بألزهايمر من الرجال؟

لماذا يحذر الخبراء من الإفراط في تناول الفراولة؟

المزيد

الآخبار التكنلوجية

السيارات الكهربائية أنظف بنسبة 73% من سيارات الوقود

سيارة لوسِد الكهربائية تدخل "غينيس" بأطول مدى في العالم

نظرية جديدة تنسف كل ما نعرفه عن تشكل أول قارة في الأرض

منذ 37 ألف عام.. دراسة تكشف "أقدم أمراض" أصابت البشر

المزيد

مواضيع ذات صلة

انهيار الممرات المعلقة(فشل ميكانيكي كارثي في الممرات المعلقة: تحليل أسباب الانهيار ودروس فيزياء الهياكل)

إنقاذ جريء بالمظلة(السرعة الحدية ومقاومة الهواء: فيزياء إنقاذ مظلي خلال سقوط حر)

السقوط من ارتفاعات قياسية

لعبة الكاراتيه(فيزياء اللكمة: الطاقة، السرعة، وعزم الانثناء في الكاراتيه)

سلسلة تصادمات (سلسلة التصادمات ونقل الزخم: من لعبة نيوتن إلى إصابات الرأس)

زمن التعلق في الهواء في كرة السلة والباليه (تحليل حركة مركز الكتلة والخداع البصري في زمن التعلق الظاهري خلال القفز في كرة السلة والباليه)

شقلبة الخُنفساء المطقطقة وهجوم جمبري السرعوف (ديناميكيات الطرد السريع والطاقة المختزنة في آليات القفز والطقطقة عند خنفساء الطقطقة وجمبري السرعوف)

القفز العالي والقفز الطويل (تحليل فيزيائي لحركات القفز العالي والطويل: تطبيقات الميكانيكا في الرياضة)

أنظمة لأكثر من جسيم واحد

كمية التحرك الزاوية والقوة المركزية

الحركة الدورانية

امثلة عن الاتزان الاستاتيكي للأجسام الممتدة