صمم معي مظلة وصمم حاملا للبرميل!!!

[المتفيزق]

هذه المشاركة جاءت ببالي ثم أكملت فكرتها من تعليق زميلي الدي جي على سؤال المطر وأقل بلل...
تحدث هو عن المظلة التي تقي من المطر ...
سؤالي من شقين ...
دعنا نتحدث في نصف قطر المظلة التي تستطيع أن تحميني من المطر ... يجب أن نضع اعتبارات منها أن المطر قد ينزل مائلا بزاوية سنقدر لها قيمة وأن المظلة ستوضع على ارتفاع معين ... أتوقع طبعا أن نحصل على علاقة رياضية تتيح لنا أن نفهم بأننا كلما رفعنا المظلة للاعلى أكثر كلما كان احتمال البلل أكبر ...
هذه مشكلة ...
المشكلة الثانية شبيهة ...والدي يحب أعمال الحدادة (مثلي هههه) في الواقع أنا وهو نحب ما يسمى بالعكبسة والبعكشة يعني نحب المكنكة والتصنيع والتصميم ... الخ...المهم ... قال أبي نريد أن نعمل حاملا للخزان(البرميل ) الاحتياطي والخاص بالحديقة للري ... يريد طبعا أن يصنع حاملا بأربعة أرجل ارتفاعها 1.8 أعلاه قاعدة مربعة تحمل البرميل الذي ارتفاعه 1.7م تقريبا ونصف قطره 0.7م تقريبا ... ويسألني ما المسافة بين الارجل (يعني ما المسافة بين نقاط تماس الأرجل مع الارض)...
حسبت حسبة لها علاقة بموضوع المظلة بالتأكيد وأعطيت له سماحية ... يعني لتكن الأرجل من تحت على رؤوس مربع أضلاعه كذا ... نريد أن نحسب ذلك الأن ... ونناقش الحساب...
طبعا الموضوع له علاقة بمركز الكتلة فيما أرى ...
أرجو التفاعل...

[Qasaimeh]

ههههههههههههههههههههههههه


لم افهم ما هو المطلوب؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟

[المتفيزق]

بسيطة أخي ...
السؤال الأول:
ساعدني في تصميم نصف قطر المظلة بحيث تحجز أكبر قدر ممكن من المطر النازل>>>

السؤال الثاني:
ساعدني في تصميم طاولة بأربعة أرجل بالمواصفات التي كتبتها بحيث نضع عليها البرميل ...
ما اردتك أن تنتبه له وحدك ( وقد نوهت به بكلمة مركز الكتلة ) هو أن البرميل الذي يجلس على أعلى الطاولة تعتوره الرياح فيميل يمنة ويسرة ... وممكن مع المسافة العالية يميل ويسقط على الارض ولذلك نحتاج ان تكون القاعدة واسعة ... فكر معي في أبعاد القاعدة ... منيح هيك؟

وتسلم ...

[s.alghamdi]

السلام عليكم

سأجيب الفقره الثانيه من السؤال

سأحاول الحل الآن و أنتظر ردود باقي الاعضاء

إذا اردت حساب المسافة بين ارجل الحامل
عندها سيكون قطر الدائرة 140 سم

عندها سيكون لنا مربعين تقريبا مربع في الأعلى"قريب من خزان الماء" و مربع في الاسفل "ناحية من الارض"

بالنسبه للمربع العلوي سيكون طول إحدى ضلعيه 140 سم فلو فرضنا حيث سيكون المسافه بين الارجل في المربع العلوي اقل من 140 سم إذا أخذنا في الحسبان عرض الحامل ..

اما الجزء السفلي من الحامل فتكون المسافه -على ما أعتقد- اكبر من المسافه العلويه و ذلك يعتمد على زاوية إنفراج الحامل ... لأنه طالما كان الارتفاع عاليا فلا بد ان تكون زاوية الحوامل اكبر من 90 درجه

فلو امكننا معرفة الزواية التي يقف بها الحامل على الأرض لأمكننا حساب المسافة الفاصله بين الحوامل على الارض

هذا ما جادت به قريحتي و الله أعلم

[المتفيزق]

أهلا سعاد...
لا بأس بهذا التفكير ...أنا سأسهل المشكلة قليلا ... في الغالب عندما نصنع مثل هذه الحمالات ... لا نصنعها دائرية بل مربعة أو مستطيلة لصعوبة ثني الحديد ... ولذلك أرجو التفكير في المسألة باعتبار أن البرميل سيرتكز على قاعدة مربعة ربما تكون الأضلاع 1.2م مثلا ... وسيجلس عليه البرميل لكن المشكلة ... هل لو اعتورته الريح سيثبت أم سيقع ...
نحن نريد إذن أن نصمم القاعدة بحيث تكون المسافة مانعة للبرميل أن يقع عند ميله عن الرأسي قليلا ... يعني مثلا هل تتوقعين أن عمل حامل المسافة بين أرجله 0.5م يمكن أن يثبت معه البرميل ...طبعا لا سيقع من أي حركة ... نريد أن نوسعها ... أديش؟؟؟
مازن

[المتفيزق]

لا بأس ...سأحاول أن أضع فكرتي الأن ... يبدو أن الزملاء غير متشجعين للميكانيكا الكلاسيكية...
طبعا هنا نوع من التسديد والمقاربة كما يقولون ... ليس من الشطارة أن أصنع الحامل بحيث تكون القاعدة من فوق عبارة عن مربع أبعاده 0.7م ×0.7م لأضمن أن يجلس البرميل مية في المية عليه ... لأن هذا سوف يرهق ماليتي لانني سأحتاج الكثير من الحديد ... والوضع يمكن لا يسمح ... بعدين سيكون الحامل ثقيل زيادة عندما نحركه ... على الأقل الصناع يريدون أقل كمية من الحديد تؤدي الغرض ولذلك هم يصنعون قاعدة أقل من قطر البرميل يعني مثلا يجعلونها ذات ضلع 1م ( في الواقع أبي عملها 90 سم) ... وتظل الزيادة من جميع الجهات بحيث يظل البرميل متزنا ...
ما يهمنا بالفعل هو الأرجل من أسفل .. لذلك اجعل القاعدة من فوق كما شئت لكن باعد بين الأرجل من تحت لتحصل على امكانية جلوس أفضل ...يعني اجعل الارجل مائلة للخارج بحيث تزيد المسافة بين هذه الارجل عند التلامس مع الارض ...
ما يحكمنا هنا وهو الذي أردت أن الفت النظر اليه هو ان مركز الكتلة يجب ان يظل دائما بين الارجل وإلا سوف يدور البرميل حول نفسه مع الحامل ويقع ... هذا هو المبدا الفيزيائي في المسالة ...
الان البرميل مملوء ماء يعني ثقيل جدا ولذلك سنعتبر ان مركز كتلته هي منتصفه وهي مركز كتلة البرميل مع حامله باعتبار الحامل خفيفا قياسا بالبرميل الممتلئ ماء... يعني مركز الكتلة يكون على بعد حوالي 2.7م من سطح الارض ... الان لنفترض أن الزاوية الصغيرة تعتبر 15 درجة كما نفهمها في حل البندول البسيط...
الان الخط الواصل من مركز الكتلة إلى مركز القاعدة عمودي وبدأ يميل بزاوية صغيرة لا تزيد على 15 درجة يعني أصبح ميله على الأرض 90 -15=75درجة فيكون المسقط على الارض هو:
1.7x cos 75 = 0.44m
طبعا تقريبا ...
وتقريب آخر أن طول الضلع إذن يجب ألا يقل عن 90 سم وإلا فإن البرميل عرضة للانقلاب...
طيب هذا إذا كانت الارجل قائمة على الارض لكن ببساطة نحن نجعلها مائلة من كل جانب إلى الخارج وهذا ما نراه عند صناعة هذه الحوامل حيث نراها واسعة من أسفل كي نضمن زيادة في الحيطة ...فإذا أصبحت المسافة مثلا 1م فإن احتمال السقوط يكون أقل ...
وكلما كان البرميل أعلى كلما اضطررنا إلى عمل توسعة للارجل خوفا من الانقلاب...
هذا ماقصدته بالضبط وشكرا...
اعتقد بطريقة مماثلة يمكن مناقشة قصة المظلة لكن حاول ان تحدد الزاوية التي يسقط منها المطر بـ 45 درجة مثلا ... وحاول أن تسعفني وإلا فأن وشأنك ...
تحيات أخيكم مازن

[المتفيزق]

بالنسبة للمظلة...قد يكون المطر ساقطا بزاوية وحينها قد تكون أنت ماشيا باتجاه المركبة الافقية لسرعة المطر أو مبتعدا عنها أو واقفا ... وقد يكون المطر منهمرا لأسفل وعندها قد تكون انت واقفا أو متحركا...
إذا كنت متحركا باتجاه المركبة الرأسية فإن سرعتك ستجعلك تهرب قليلا من حبات المطر وبالتالي يمكنك استخدام مظلة أطفال ... لأنك تتحرك أمام القطرات وهي تحاول اللحاق بك... وإذا اعتبرت نفسك اسطوانة قطرها 50 سم فإن هذا يكفي كاقل قطر للمظلة...
أما إذا كنت واقفا فإن المطر النازل بزاوية افتراضية 45درجة يعني أن القطرة التي ستنزل عند قدمك يجب أن تحقق المثلث المتساوي الساقين القائم الزاوية وعليه يجب أن تكون المظلة ممتدة أمامك مسافة تساوي طولك انت يعني مثلا 170سم وإلا وصل المطر إلى رجلك ... وهذا صعب جدا طبعا ولذلك سوف نتحمل أن يتبلل البنطلون لكن بلاش الجاكيت تتبلل يعني حوالي 80سم تكفي وعلى ذلك يكون امتداد المظلة للأمام مسافة 80سم مقنعة ... لاحظ أنني لم أتحدث عن قطرها الأن ...لماذا لأنني يمكنني أن أمد المظلة للأمام لتقيني من المطر وأنا مش خايف على الخلف (ظهري ) لأن المطر يأتي من الأمام الان...مفهوم لا؟
طيب إذا كنت متحركا بسرعة ما معاكسا للمركبة الأفقية ... في هذه الحالة أنت تتقدم نحو القطرات وفي هذه الحالة سيتطلب الأمر 80سم مضافا إليها المسافة التي سوف تتحركها أنت ولتكن 20 سم أي 100سم امتداد للأمام وبذلك نتوقع أن أقل قيمة للقطر هي 50 سم وأعلى قيمة 100سم فيكون متوسط القطر حوالي 75 سم لتلك المظلة التي أضمن بها تقريبا أن أحمي نصفي الأعلى من المطر في جميع الحالات التي يكون فيها المطر مائلا بزاوية ...
ماذا عن المطر عندما ينزل رأسيا؟
إذا كنت واقفا فأنت تحتاج فقط عرض منكبيك وليكن 50 سم أما إذا تحركت فإن حركتك هذه تجعلك تقترب من القطرة ويكون ظل الزاوية هو المسافة التي تتحركها مقسومة على طولك أنت وفي الحالة التي تتحرك فيها بسرعة 170سم في الثانية وهي سرعة كبيرة نسبيا ستكون الزاوية في هذه الحالة 45 درجة ونعود لنفس المعالجة الأولى ونحتاج إلى امتداد حوالي 80سم...

وإذا كنا نريد مظلة أكثر كفاءة بحيث نضمن مترا من الجسم غير مبتل فيمكن جعل قطرها 80 أو 90سم ...
هذا ما فكرت فيه ... لاحظ أن له علاقة بالحركة النسبية...أليس كذلك؟؟؟
مازن

[عزام أبوصبحة]

السلام عليكم
اشكرك زميلي المتفيزق على هذا السؤال الجميل
ولكن وعلى ما اعتقد
انه كلما كانت المسافة بين الارجل اكبر كلما كان ثبات البرميل اكبر اما اقل مسافة بين الارجل بحيث تضمن للبرميل عدم السقوط فهذه تعتمد على قوة الرياح والتجربة

[QuarK]

أناشدك الله يا مازن العزيز..أنا أتابع كل اسئلتك بشغف،،
لكن المشكلة أنك تستعمل الكلام فقط!!
وبهذا أنا ضائع أغلب الوقت،،

يعني، لماذا لا تفعل مثل حركات عزام العزيز؟
عزام كل سؤال يحوله لرسمة بسيطة على الرسام ونفهم الموضوع بسلاسة..
لا زلت أتخيل القاعدة والأرقام تتضارب في ذهني يا عزيزي..
حتى مسألة الركض..فهمت مرادك في الحالة الثانية عندما تعاملت مع المنطقتين كما يتعامل الشعاع، لا اخفي أنها لم تخطر على بالي، لكنني ظننت ان من يحسب هكذا سيخسر قطعا لأن الناس تجري وهو يحسب كيف (يسقط) و( ينكسر ) :)

النقظة الأولى لغاية الآن لم افهمها وهي عندما (انعكست) في الحالة الأولى، ربما ليس هذا مكانها، لكنني من الآخر اطلب منط طلبا بسيطا هو أن ترفق رسمة لو أمكنك،
لأن الكلاسيكا صعبة بلا رسوم..

وجزيتم ألف خير عزيزي

[المتفيزق]

صحيح اخي ... الرياح تؤثر والحركة والاتجا ه مثلا اخذناه فقط امام وخلف مع ان المطر قد ينزل من اليمين او الشمال بزاوية ما ...
اما بالنسبة للارجل ... الاتساع بين الارجل يجعل الاتزان افضل لان مركز الكتلة يصبح معه مساحة حركة اكبر ...
اوضح ذلك مرة اخرى ... طالما ان مركز الكتلة بين الارجل فإن الجسم لن يدور ... أما إذا اصبح مركز الكتلة خارج القاعدة فإنه سيدور حول نفسه ... وهذا سبب وقوع الطويل بسرعة مع اقل ميل اما القصير فإن مركز كتلته اقرب للارض وبذلك لا يقع بسهولة !!!
طبعا هناك طريقة اخرى لجعل مركز الكتلة ينزل لاسفل ... اثقل المنطقة السفلى ... ضع حجارة ضع حديدا يصبح مركز الكتلة اقرب للارض وبالتالي يكسب مساحة اكبر للحركة قبل ان يخرج من القاعدة...
شكرا...

[المتفيزق]

يعني هذا كلام ممتاز اخي كوراك ... انا انزعج من الرسم ورفع الصور واعتقد ان الكلام قد يكفي ... وإن كانت صورة بألف كلمة ... لا انكر هذا... سأحاول ...

[المتفيزق]

هذا رسم توضيحي :
في الحالة الاولى البرميل على قاعدة تقريبا مساوية لأبعاده ...وفي الصورة الثانية عندما مال البرميل بحيث اصبح مركز الكتلة خارج القاعدة سقط البرميل لا محالة ... في الحالة الثالثة حاولنا ان نباعد بين الارجل من اجل ثبات البرميل ...
والله اعلم