تسجيل الدخول

تسجيل

النباتات المهتزة (الاهتزاز في النباتات: كيف تكسر الرياح الأشجار والمحاصيل؟)

المؤلف:  جيرل ووكر

المصدر:  سيرك الفيزياء الطائر

الجزء والصفحة:  ص192

2025-07-20

736

يمكن أن تُكسر شجرة أو تُقتلع إذا انثنت بسبب هبوب عاصفة أو إعصار استوائي. كيف يمكن أن تُعرَّض لمثل هذا الخطر في العواصف الأصغر أيضًا؟

الجواب: أي شجرة ستهتز وفق ما يُطلق عليه «تردُّدها الخاص»؛ حيث تكون القاعدة ثابتة في مكانها، وتهتز القمة بأشد ما يكون، وتهتز النقاط الوسطية بقدر متوسط. وقيمة التردد الخاص تتوقف على طول الشجرة، ومتانة المادة النباتية (قدرتها على الانثناء)، ومقاومة الهواء على فروعها وأوراقها. وعلى الرغم من أن هبة واحدة من الرياح يمكن أن تجعل الشجرة تتمايل، فسرعان ما تتلاشى الحركة ومن المستبعد أن تنثني الشجرة بالدرجة الكافية لكسرها أو اقتلاعها تأتي هذه المخاطر حين تصطدم سلسلة من هبات الرياح بالشجرة بمُعدَّلٍ يقترب من تردُّد الشجرة الخاص، وهي . حالة يُطلق عليها «الرنين». والموقف أشبه بكونك تدفع بقوة متوسطة أرجوحة تحمل طفلا. فإذا دفعت الأرجوحة بتردُّدها الخاص، يمكنك أن تراكم مدى الأرجحة تدريجيا. فبالنسبة إلى العواصف والأشجار، يمكن مراكمة الأرجحة.

بالطبع، لا تهب الرياح بمعدل ثابت؛ ولكن إذا اقترب متوسط ترددها من تردد رنين الشجرة، ربما يكون التمايل كافيًا لكسر الشجرة أو اقتلاعها. ورغم ذلك، إذا كانت الشجرة محاطة بأشجار أخرى، فلا تُحمى الشجرة من العواصف بصورة جزئية وحسب، وإنما تفقد طاقة حركتها تدريجياً أثناء احتكاك فروعها بفروع الأشجار الأخرى. وأي شجرة سواء وسط أشجار أخرى أو معزولة، ستفقد أيضًا طاقةً بسبب مقاومة الهواء الواقعة على أوراقها وتمدد جذوعها وانضغاطها. ونباتات المحاصيل عرضة أيضًا للتأرجح الرنان بسبب هبات الرياح ومن ثم يمكن أن تنكسر أو تقتلع بسبب هبوب الرياح المتواصل بمعدل يقترب من تردد الرنين. بالنسبة إلى سيقان الذرة، يبلغ هذا التردُّد من 1 إلى 2 هرتز؛ أي إنه أعلى من تردُّد الأشجار.