الجايرسكوب جهاز ميكانيكي يستخدم للحفاظ على الاتجاه أو قياس الزوايا والدوران. يتكون من عجلة دوارة بسرعة عالية مثبتة على محاور تسمح لها بالدوران بحرية. بفضل مبدأ حفظ الزخم الزاوي، يبقى محور العجلة ثابتًا في الفضاء حتى عند تحريك الجهاز. يستخدم في الطائرات والسفن والصواريخ لتحديد الاتجاه بدقة، ويساعد في الملاحة عندما تفشل الأنظمة الأخرى مثل البوصلة بسبب تأثيرات المغناطيسية أو عدم استقرار الحركة.
قراءة كامل الموضوع

الفوتون هو جسيم ضوئي يُمثل الكم الأساسي للإشعاع الكهرومغناطيسي، مثل الضوء والأشعة السينية وموجات الراديو. لا يمتلك كتلة أو حجمًا ماديًا محددًا، ويتحرك بسرعة الضوء. يتميز الفوتون بازدواجية الموجة والجسيم، حيث يتصرف أحيانًا كموجة وأحيانًا كجسيم. اكتُشف الفوتون عام 1905 عندما فسّر ألبرت أينشتاين تأثير الكهروضوئية، مؤكدًا أن الضوء يتكون من حزم طاقة منفصلة. يُستخدم الفوتون في تقنيات عديدة مثل الليزر والاتصالات الضوئية.
قراءة كامل الموضوع

البندول هو جسم معلق يتحرك ذهابًا وإيابًا تحت تأثير الجاذبية. زمن تأرجحه يعتمد بشكل رئيسي على طول الخيط الذي يعلّق به، وليس على وزن الجسم أو حجم التأرجح إذا كانت الحركة صغيرة. عند تأرجح البندول، تتحول الطاقة باستمرار بين طاقة حركية وطاقة وضع، مما يجعله مثالًا كلاسيكيًا للحركة التوافقية البسيطة التي تدرس في الفيزياء. تُستخدم دراسة حركة البندول في قياس الزمن والتقنيات العلمية المختلفة، كما توضح المبادئ الأساسية للطاقة والحركة في الطبيعة.
قراءة كامل الموضوع

المجرة هي تجمع ضخم من النجوم والغاز والغبار مرتبط بالجاذبية. على سبيل المثال، مجرتنا درب التبانة تضم مئات المليارات من النجوم وتدور حول مركزها بسرعة تصل إلى 220 كيلومتر في الثانية. هذه الحركة المدروسة عبر الطيف الضوئي تشير إلى وجود مادة مظلمة (Dark Matter) لا تُرى لكنها تؤثر بالجاذبية، وهو أحد أهم ألغاز الفيزياء والفلك الحديثة.
قراءة كامل الموضوع

عندما يمر الضوء عبر فتحة ضيقة، ينحني وينتشر مكونًا نمطًا من الأشرطة المضيئة والداكنة يعرف بـ"نمط الحيود". يعتمد هذا النمط على طول موجة الضوء؛ فالألوان ذات الطول الموجي الأكبر (كالأحمر) تنتشر أكثر من الألوان ذات الطول الموجي الأصغر (كالأخضر). تظهر الصورة بوضوح كيف يتكون هذا النمط من مناطق وسطى مضيئة تحيط بها مناطق مظلمة، وتظهر أشرطة إضافية (تسمى الحد الأدنى من الرتبة الأولى والثانية) كنتيجة لتداخل موجات الضوء، مما يوضح الطبيعة الموجية للضوء بشكل مباشر.
قراءة كامل الموضوع

هل تساءلت يومًا لماذا تطير الطيور بشكل V؟
السر يكمن في الفيزياء الهوائية! كل طائر يخلق دوامات هوائية خلف جناحيه. وعندما يطير الطائر التالي في الموضع الجانبي الصحيح، فإنه يلتقط تيارات هواء صاعدة تُمنحه قوة رفع مجانية تقلل من الجهد المطلوب للطيران. هذا يُوفر للطائر طاقة قد تصل إلى 25٪ أثناء الرحلات الطويلة. ليس هذا فحسب، بل تُنسّق الطيور توقيت رفرفتها لتستغل هذه الدوامات بدقة مدهشة. الفيزياء تخبرنا أن التعاون ليس فقط أخلاقيًا، بل فعال هوائيًا أيضًا!
قراءة كامل الموضوع

تُظهر الصورة كيف يتفاعل الهواء مع المباني في بيئة حضرية، حيث تتشكل تيارات هوائية معقدة ودوامات بسبب وجود العقبات مثل المباني الشاهقة. هذه التدفقات الهوائية غير المنتظمة تزيد من سرعة الرياح في بعض المناطق وتقللها في أخرى، مما يؤدي إلى ظواهر مثل "أنفاق الرياح" التي قد تكون شديدة القوة في الشوارع الضيقة بين المباني. هذه المحاكاة تساعد المهندسين على تصميم مبانٍ أكثر مقاومة وتأقلمًا مع تأثيرات الرياح لتحسين سلامة المباني وراحة سكان المدينة.
قراءة كامل الموضوع

تتحرك الموجات الصوتية عبر الهواء بسبب اهتزاز جزيئات الهواء ونقل هذه الاهتزازات من جزيء إلى آخر. تختلف سرعة الصوت حسب الوسط؛ فهي أسرع في السوائل وأسرع في المواد الصلبة مقارنة بالغازات، لأن الجزيئات فيها أكثر تماسكًا. يعتمد مدى سماعنا للصوت أيضًا على تردد الموجة، فالأصوات ذات الترددات العالية تكون أكثر حدة بينما المنخفضة أعمق. الصوت لا ينتقل في الفراغ بسبب عدم وجود جسيمات لنقل الاهتزازات.
قراءة كامل الموضوع

عند القفز قبل التغير الحاد في ميلان المنحدر، يستفيد المتزلج من مبدأ القصور الذاتي والزخم الأفقي. فبدلاً من أن تُجبره الحافة المرتفعة على التحليق في مسار أطول وأكثر انحداراً نحو الأسفل، يقوم بالقفز مبكراً لتقليل زمن التحليق وتقليل خطر السقوط الحاد. التحليق لفترة أطول يعني هبوطًا من ارتفاع أعلى، ما يزيد من طاقة الحركة عند الاصطدام، وبالتالي يرفع خطر السقوط. لذا، من منظور فيزيائي، التوقيت الدقيق للقفز يُقلل من تغيرات الطاقة المفاجئة ويحافظ على السلامة والثبات.
قراءة كامل الموضوع

الضغط هو القوة المؤثرة عموديًا على وحدة المساحة من سطح معين. يُحسب بالمعادلة:
الضغط = القوة ÷ المساحة.

في السوائل والغازات، ينتقل الضغط بالتساوي في جميع الاتجاهات، وهذا ما يُعرف بـمبدأ باسكال. تستفيد العديد من الأجهزة من هذا المبدأ، مثل المكابس الهيدروليكية التي تضاعف القوة، وتُستخدم في تصميم السدود وأنظمة الفرامل. كما يؤثر الضغط على حجم الغازات، حيث يؤدي ارتفاع الضغط إلى تقلص حجم الغاز وفقًا لقانون بويل، ما يؤثر على حياتنا اليومية بشكل مباشر.
قراءة كامل الموضوع

يُعد خيط العنكبوت أحد أقوى المواد الطبيعية المعروفة من حيث نسبة القوة إلى الوزن. من الناحية الفيزيائية، يمتلك خيط العنكبوت قوة شد عالية جدًا (تصل إلى حوالي 1.1غيغاباسكال)، وفي الوقت نفسه مرونة كبيرة، ما يجعله قادرًا على امتصاص كميات هائلة من الطاقة قبل أن ينقطع.
لو قُورن خيط العنكبوت بالفولاذ، فسنجد أنه أخف منه بكثير لكنه أقوى منه بخمس مرات من حيث القدرة على الامتداد قبل الانقطاع. هذه الخصائص الفيزيائية جعلت العلماء يحاولون تقليده في تطوير مواد صناعية مثل الدروع الواقية والخيوط الجراحية…
قراءة كامل الموضوع

تستخدم شبكات العنكبوت خاصية فيزيائية مهمة تسمى الاهتزازات الموجية لنقل المعلومات. عندما تقع حشرة على الخيوط، تنتقل اهتزازات ميكانيكية على طول الخيوط بسرعة تختلف باختلاف شدها وموادها. العنكبوت يلتقط هذه الاهتزازات عبر أرجلها الحسية، فيستطيع تحديد موقع الفريسة بدقة. تمتاز الخيوط بخاصية المرونة والتوتر، مما يسمح لها بامتصاص طاقة الاصطدام ومنع تمزق الشبكة بسهولة، كما تساعد قطرات اللزوجة على احتجاز الفريسة دون تمكينها من الهروب.
قراءة كامل الموضوع