إذا قُذفتْ كرة سوبر بول المطاطية (وهي كرة عالية المرونة تصنعها شركة وام-أوه)، فإنها ترتد مباشرة تقريبًا إلى يدك مرة أخرى. هب أنك تقذف الكرة لأسفل مباشرة وتجعلها تدور. أين تتجه الكرة إذن؟

وإذا قذفت الكرة لأسفل بزاوية وبـ «دوران خلفي»، فإنها تثب على الأرض ذهابًا وإيابًا بين نقطتين شكل 1-130). بدلاً من ذلك، إذا جعلت الكرة تدور في وضعية «الدوران الأمامي»، فإنها تثب بالتبادل وَثَباتٍ طويلة وقصيرة في أثناء الابتعاد عنك (شكل 1-30ب). (قد يبدو ارتفاع الوَثَبات متغيرًا بين انخفاض وعلو ، إلَّا أنَّ الانطباع وهمي.) إذا جعلت الكرة تدور دورانًا خلفيًّا في أثناء قذفها أسفل طاولة مستوية، فربما لا تستمر أسفل الطاولة وتنطلق نحوك (شكل 1-30(جـ). وإذا قذفت الكرة نحو واحد من جدارين رأسيَّين متوازيين مُتقاربَين إلى حد ما، سترتد الكرة إليك مرَّة أخرى على الأرجح (شكل 1-30هـ). ما تفسير مثل هذا السلوك الغريب والجامح، ولماذا تثب كرة السوبر بول المطاطية على أفضل كثيرًا من الكرة المطاطية العادية؟

الجواب: عندما تدور الكرة، فإنَّ سطحها الخَشِن يلتصق بالأرضية للحظة، والاحتكاك الذي يتولَّد يقذف الكرة في اتِّجاه مُباغت يُغير الاحتكاك كذلك من اتجاه دوران الكرة، ولذا ربما تكون الوَثْبة التالية مختلفة جدًّا.

شکل 1-30 بند 1-76: خدع كرة السوبر بول مع (أ) و (ب) سطح واحد أو أكثر أفقي و(هـ) سطحين رأسيَّين متقاربين. (و) الاحتكاك الواقع على كرة دوارة أثناء التصادم.

على سبيل المثال، إذا أُلقيت الكرة نحو الأسفل بدوران في اتجاه عقارب الساعة كما تراها من أحد الجانبين، يكون الاحتكاك ناحية اليمين (شكل 1-30و). تواجه الكرة أيضًا قوَّة مُتَّجهة إلى أعلى آتية من الأرضية وذلك أثناء التصادم. يُوجه مزيج القوتين الكرة إلى أعلى ناحية اليمين. وعندما تلقى الكرة إلى أسفل بزاوية وبحركة دائرية، فقد تثب بعيدًا عنك أو إلى أعلى مباشرة أو ترتد ناحيتك بناءً على اتجاه الدوران وحجمه، الأمر الذي بدوره يُحدد اتجاه الاحتكاك وحجمه. تأتي خدعة تغير ارتفاع الوثبة من الاختلاف في درجة انحدار المسار الذي تقطعه الكرة. فبينما تُبدِّل الكرة بين الوثبات القصيرة والطويلة، فإن زاوية الوثب تتغيَّر أيضًا. (الخدعة مغرية للغاية لدرجة أنَّني أكَّدتُ على صحتها مرَّتَين في كتاباتي رغم أنَّني جادلت بأنه يتعذر تغير الارتفاع.

تثب كرة السوبر بول المطاطية على نحو جيد للغاية بسبب الاهتزازات التي يولدها الاصطدام داخلها عندما تُقذَف كرة مطاطية عادية، يتسبب الضغط المفاجئ على الجهة السفلية في اهتزاز الكرة والوقت الذي تستغرقه الهزَّة يتوقف على المادة المصنوع منها الكرة والأرجح أن الوقت يختلف عن الوقت المطلوب لحدوث الاصطدام الكامل، وفي تلك الحالة تواصل الكرة اهتزازها بعد ارتفاعها عن الأرضية. تتطلب الاهتزازات طاقة؛ ومِن ثُمَّ تكون طاقة الكرة قليلة بحيث يتعذَّر دفعها إلى أعلى ولا ترتفع إلى حد كبير. تتكون كرة السوبر بول من لُبِّ مُحاط بقشرة من مادة مختلفة. تُغير التركيبة الاهتزازات بحيث يتساوى الوقت الذي تستغرقه أول هزَّة مع وقت مكوث الكرة على الأرضية. وعندما يعكس الجزء السفلي من الكرة الجانب الواقع عليه الضغط وترتد الكرة بقوة من الأرضية، يكون الاهتزاز إلى الخارج بعيدًا عن الأرضية؛ ومِن ثُمَّ يُساعد في قذف الكرة. وكنتيجة لذلك، تعود طاقة الاهتزاز إلى حركة الكرة المتَّجهة إلى أعلى، مما يُتيح للكرة الارتفاع إلى أعلى.

ومن أجل تحديد الاتجاه الذي تقفز فيه كرة السوبر بول، إليك وصفة نابعة من الحاجة إلى الحفاظ على ثبات الطاقة الحركية للكرة والزخم الزاوي في أثناء الوثب. تُقلَب السرعة المتجهة الرأسية وكذلك تُقلب السرعة الأفقية لأدنى نقطة في الكرة، ولكن يصعب تخيل الأمر لأنه يشتمل على دوران الكرة والسرعة المتَّجهة الأفقية لمركزها. وإذا جمعت اتجاهي السرعة المتجهة الرأسية والسرعة المتَّجهة الأفقية بعد التصادم مباشرة، حينئذ ستتوصل إلى الاتجاه الذي تثب فيه الكرة.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

قسم الشعائر يواصل تحضيراته لتنظيم عمل المواكب الحسينية في زيارة الأربعين

قسم شؤون المعارف يناقش تحضيرات المؤتمر العلمي الأول لمركز تراث البصرة

قسم الشؤون الفكرية يقيم دورة تطويرية لملاكات هيأة المساءلة والعدالة في الأرشفة الإلكترونية

المجمع العلمي ينظم مجلس عزاء في قضاء الهندية

المزيد

الآخبار الصحية

نصائح عملية للحد من التعرق المفرط في الصيف

أطباء يحذرون: مكمل غذائي شائع قد يدمر الجهاز العصبي

تحذير طبي من تأثير جانبي "غير متوقع" لحقن التخسيس

حمامات الثلج قد تكون خطيرة وأحيانا مميتة.. ما السبب؟

المزيد

الآخبار التكنلوجية

أكبر جدارية شمسية في العالم تدخل موسوعة غينيس.. مشروع ضخم

تسارع دوران الأرض يثير القلق.. وتحذيرات من "كوارث محتملة" ؟

"سوذبيز" تطرح أكبر قطعة من المريخ على الأرض في مزاد علني

أوبن أيه آي تعتزم إطلاق متصفح إنترنت يعمل بالذكاء الاصطناعي

المزيد

مواضيع ذات صلة

لعبة الجولف المصغرة (ميكانيكا ارتداد الكرة في لعبة الجولف المصغرة: كيف تحدد زاوية الانعكاس مسار الكرة نحو الحفرة )

لعبة التنس (المواضع المثلى للتصادم في مضرب التنس: زخم، دوران، واهتزازات)

لعبة رمي الحلقات (تحليل الحركة الدورانية والتصادم المحوري في رميات الحلقات المعدنية)

ضربات كرة الراح ( تحليل ديناميكي لدوران الكرة وتأثير الاحتكاك على مسارها في كرة الراح )

رميات البولينج (فيزياء رميات البولينج: كيف تؤثر الاحتكاك والدوران على مسار الكرة وإسقاط القوارير)

کسر سنّ القلم الرصاص(فيزياء كسر سن القلم الرصاص: القوى والتوترات وراء الانكسار)

برج المكعبات المائل (برج المكعبات المائل: تحقيق التوازن الأمثل وتحدي التعلق في الهواء)

سقوط المداخن والأقلام الرصاص والأشجار(حين تنحني المدخنة: فيزياء السقوط والانكسار)

آثار الصخور المتحركة (فيزياء الصخور المتحركة: كيف تدفع الرياح أثقال الطبيعة على الأرض؟)

العُقد (فيزياء عقدة الوتد: كيف تتحمل العقدة الأثقال دون الانفلات)

كباش الجبال الصخرية وتسلق الصخور(تحليل ميكانيكي للاحتكاك والتشبث في تسلق كباش الجبال الصخرية)

نقل التماثيل بجزيرة القيامة (التحليل الميكانيكي لنقل الكتل الحجرية في حضارة جزيرة القيامة)