تسجيل الدخول

تسجيل

البندول المعكوس وراكبو الدراجة الأحادية

المؤلف:  جيرل ووكر

المصدر:  سيرك الفيزياء الطائر

الجزء والصفحة:  ص173

2025-07-19

622

إذا تم عكس اتجاه بندول عادي، يكون مزعزعًا وسيسهل سقوطه. ومع ذلك، إذا تأرجح الحامل الخاص به رأسيًّا وبسرعة، وإذا كان يوجد قليل من الاحتكاك بين البندول والحامل، لماذا يقف البندول منتصبا ؟ يكون البندول مستقرا للغاية لدرجة أنك لو وَكَزته جانبًا، فإنه سيستعيد وضعه المنتصب سريعًا.

وعوضًا عن ذلك، إذا تذبذب حامل البندول على نحو أفقي، يتأرجح البندول حول المحور الرأسي وهو مقلوب رأسًا على عقب، كما لو أنَّ اتجاه الجاذبية الأرضية معكوس. يستغل راكب الدراجة الأحادية قانونًا فيزيائياً مشابها عندما يشرع الراكب في السقوط إلى الأمام مثلا . يستعيد التوازن مرة أخرى لفترة قصيرة من خلال توجيه العجلة إلى الأمام بعض الشيء. وعندما يشرع الراكب في السقوط إلى الخلف، يُوجه العجلة إلى الخلف.

هل يُمكن رضٌ عدة قضبان متَّصِلة بعضها ببعض في مجموعة؛ بحيث تقف منتصبةً مثل البندول المعكوس، إذا ما اهتز القضيب السفلي على نحو رأسي؟ هل يمكن جعل سلك طويل يقف منتصبًا بنفس الطريقة؟ والسؤال الأهم من بين كل الأسئلة: هل يمكن جعل حبل يقف منتصبا مثلما يحدث في الخدع الكلاسيكية الهندية المستخدم فيها الحبال التي فيها يمتد الحبل إلى أعلى بدون أي وسيلة للدعم عند الطرف المعلَّق في الهواء؟ الجواب: أثناء الاهتزازات الرأسية، يقف البندول منتصبا تقريبًا إذا تجاوز التسارع الناتج عن الاهتزازات تسارع الجاذبية الأرضية. وفي بعض الحالات، لا يتسنى للبندول أن يسقط لأنه يُجذَب إلى أسفل بسرعة وعلى نحو منتظم ومن ثُمَّ ينتصب. وإذا كان الحامل يهتز أفقياً بالسرعة الكافية، فلن يتمكن البندول من السقوط. وكما هي الحال مع استراتيجية دعم راكب الدراجة الأحادية، بمُجرَّد أن يشرع البندول في السقوط نحو اتجاه واحد، يتحرك الحامل أسفل منه في ذلك الاتجاه ويتوقف السقوط.

ويمكن جعل عدة قضبان مُرتبطة بعضها ببعض في سلسلة، تقف منتصبة إذا اهتز القضيب السفلي عموديا وبسرعة كافية. ويمكن جعل سلك طويل للغاية يقف منتصبا بمفرده (ينثني السلك تحت وطأة وزنه إذا اهتز. ورغم ذلك، لا يمكن جعل حبل ينتصب لأنه مرن جدًّا؛ ومن ثَمَّ خدعة الحبال الهندية ما هي إلا خدعة بصرية.