سنتحدث في هذا المثال عن نسبية الجهات ...أقصد نسبية الاسفل والاعلى ...أو الأفقي والرأسي...
على سبيل المثال فإننا نقول :سقط جسم إلى أسفل … قذف جسم إلى أعلى … مستوى أفقي وأخر عمودي … ماذا نعني بذلك كله ؟ إن الأسفل مرتبط بأذهاننا بسقوط الأجسام على الأرض فاتجاه السقوط هو الأسفل ، وعكسه هو الأعلى … وكلاهما في المستوى الرأسي .. أليس كذلك ؟
دعنا نطرق الموضوع من زاوية أخرى … إن الأسفل هو في الواقع الاتجاه الذي يسلكه جسم ( أفلت ) ليتحرك بحرية على أرضنا وهو هنا اتجاه الجاذبية ، أما الأعلى فهو عكس هذا الاتجاه ، ويكون الرأسي هو الموازي لخط عمل الجاذبية ويتعامد عليه الاتجاه الأفقي .
لنتصور أنك الآن في السيارة التي بدأت تتحرك في منعطف حاد إلى اليسار في الوقت الذي أفلت القلم فيه من يدك … ترى إلى أي اتجاه يتحرك هذا القلم ؟ لن يكون عسيراً أن تجيب … إنه يتحرك إلى اليمين ، نعم … إلى اليمين ، ويجب ( بناءً على تعريف الأعلى والأسفل ) أن نقر بأن هذا الاتجاه هو الأسفل ( بالنسبة للوضع الجديد ) لأن أي جسم سائب سوف يتحرك الآن نحو اليمين …
الجهات إذن تتأثر بالحركة النسبية … ولذا يمكن أن نقول بمفهوم الجهات النسبية ، فالأعلى بالنسبة لإنسان يقف على سطح الأرض أو يتحرك بسرعة منتظمة في خط مستقيم يغاير الأعلى بالنسبة لآخر يتحرك على محيط دائرة مثلاً أو في سيارة تتسارع … بدأنا نتشوش... وربما بدأنا نتشوق ... لنرى أيا منهما اقرب لنا...
دعنا نناقش فيما يلي ما يحس به الركاب في حافلة تتحرك بتسارع ثم بسرعة منتظمة وأخيراً بتقصير ( تسارع سالب او بالأحرى تباطؤ ) .
فعندما تبدأ الحافلة حركتها للأمام بتسارع a بالنسبة للأرض فإننا نكتب مثلا: ABE = a ويكون التسارع النسبي APE الذي يتحرك به أي جسم (شخص مثلا) في الحافلة بالنسبة للأرض هو :
APB = APE + AEB
ومنها :
APB = APE - ABE
ولكن يجب ان ننتبه ... إن تسارع الجسم بالنسبة للارض (باعتباره حر الحركة ) سيكون لأسفل بمقدار g تماما ... وهي عجلة السقوط الحر...يعني APE=g لأسفل (يعني بإشارة سالبة بالنسبة للمحور الرأسي)...
وبذلك تكون محصلة التسارع كالتالي :
APB = -g j + a i
حيث i, j تعني متجهي الوحدة باتجاه اليمين والرأسي ( السيني والصادي) ...وتكون المحصلة كما هي بالشكل هنا :
أي ان الحجر لو وقع الان فسوف يتحرك بقوة مقدارها الكتلة × التسارع لكن ليس للاسفل بل باتجاه يميل بزاوية ما على الافقي (يمكنك حسابها من ظل الزاوية) ... إن هذا الاتجاه الذي يسقط إليه الحجر الان هو الاسفل الظاهري أليس كذلك ؟ إنه يتوافق مع تعريفنا للأسفل ... وهذا يعنى أن خط الأسفل ـ أعلى أصبح الآن باتجاه هذه المحصلة ، وعليه فإن الشخص يجب أن يقف موازيا لهذا الاتجاه لكي يتمكن من تمالك نفسه ثابتاً على أرضية الحافلة ، وبمعنى آخر فإن هذا الشخص الذي يقف على الأرضية سوف يميل بسهولة إلى الخلف بزاوية على الرأسي ( الظاهري ) الأمر الذي يساعد في وقوعه على ظهره إن لم يتشبث ، وهذا معنى الإحساس بالاندفاع للخلف ( والأسفل ) .
والآن تصبح سرعة الحافلة منتظمة ليتلاشى معها التسارع وبذلك فإن التسارع المحصل يؤول إلى تسارع الجاذبية الأرضية وسوف يقف الشخص في الحافلة بكل راحلة معتدلا .
وإذا بدأت الحافلة بالتقصير ( تسارع في اتجاه x السالب ) ، فإن الوضع يبدو معكوسا أي :
A PB = - g j + a i
وسوف تكون الاتجاهات بالعكس تماما (ارسم رسما بنفسك وتأكد ) ، ومنه نجد أن الرجل يجب أن يميل بجسده إلى الوراء ليتفادى ( السقوط ) باتجاه الأسفل الظاهري ، ولو قدر أن أرضية هذه الحافلة قد صممت مائلة بحيث تتعامد مع اتجاه (الأسفل ـ أعلى) الظاهري فلن يجد الراكب صعوبة في الوقوف مطمئناً عندما يضغط السائق على الفرامل .
وهذا ما يفسر أننا عندما يضغط السائق على الفرامل فإننا ننأي بأجسامنا للخلف لنكون موازين للخط الذي يمثل العمود الظاهري (أعلى اسفل ) وبذلك نتلافى السقوط والوقوع على وجوهنا...
وسلامي لكم
رد مع اقتباس
مواقع النشر (المفضلة)