الفيزياء المذهلة لـ سيمون بايلز يورشينكو دوبل بايك
يمكن للاعب الجمباز أن يؤدي كلا النوعين من التدوير في نفس الوقت، وهذا ما يجعل هذه الرياضة مثيرة للاهتمام للمشاهدة. في الفيزياء، نسمي هذا النوع من الحركة “دوران الجسم الصلب”. لكن من الواضح أن البشر ليسوا جامدين، لذا فإن الرياضيات لوصف دورات مثل هذه يمكن أن تكون معقدة للغاية. ومن أجل الإيجاز، دعونا نقتصر مناقشتنا على التقلبات فقط.
هناك ثلاثة أنواع من التقلبات. هناك تصميم يحافظ فيه لاعب الجمباز على جسده في وضع مستقيم. هناك رمح ينحني فيه بزاوية 90 درجة تقريبًا عند الوركين. وأخيرًا، هناك ثنية، حيث يتم سحب الركبتين نحو الصدر.
ما الفرق من حيث الفيزياء؟
التناوب ولحظة القصور الذاتي
إذا كنت تريد أن تفهم فيزياء الدوران، عليك أن تأخذ في الاعتبار عزم القصور الذاتي. أعلم أن هذا مصطلح غريب. لنبدأ بمثال يتعلق بالقوارب. (نعم، القوارب.)
لنفترض أنك تقف على الرصيف بجوار قارب صغير يطفو هناك، وغير مقيد. إذا وضعت قدمك على القارب ودفعته، ماذا يحدث؟ نعم، يتحرك القارب بعيدًا، لكنه يفعل شيئًا آخر. القارب أيضا يسرع كما يتحرك بعيدا. وهذا التغير في السرعة هو تسارع.
تخيل الآن أنك تتحرك على طول الرصيف وتختار قاربًا أكبر بكثير، مثل اليخت. إذا وضعت قدمك عليه ودفعته بنفس القوة ولنفس الوقت كما فعلت مع القارب الأصغر، فهل يتحرك؟ نعم إنها كذلك. ومع ذلك، فهو لا يزيد من سرعته مثل القارب الأصغر لأنه يمتلك كتلة أكبر.
الخاصية الرئيسية في هذا المثال هي كتلة القارب. مع زيادة الكتلة، يصبح من الصعب تغيير حركة الجسم. في بعض الأحيان نسمي هذه الخاصية للأشياء بـ التعطيل (والذي لا ينبغي الخلط بينه وبين لحظة الجمود– سنصل إلى ذلك قريبًا).
عندما تدفع القارب، يمكننا وصف هذا التفاعل بين القوة والحركة باستخدام أحد أشكال قانون نيوتن الثاني. تبدو هكذا:
الرسم التوضيحي: ريت ألين
