مرجع
آخر الزيارات

قوة التسارع

720 كلمة•0 مشاهدة•🗒️ منذ 11 يوماً
باختصار: القوة جي أو القوة g وأحيانا «قوة التسارع» هو تأثر جسم من التسارع. تجد هنا «- 0,7 g»، «" إلى 15 جي» و«القوة g في بعض الحالات» ضمن 7 أقسام.
المحتويات
  1. - 0,7 g
  2. " إلى 15 جي
  3. القوة g في بعض الحالات
  4. أمثــــــلة
  5. تتحكم السرعة v
  6. السفر إلى النجوم
  7. التسارع = -7 متر/ثانية2
قوة التسارع

قبل الخوض في التفاصيل، القوة جي أو القوة g وأحيانا «قوة التسارع» هو تأثر جسم من التسارع. وهو معاناة رائد الفضاء مثلا أثناء تسريع انطلاق الصاروخ أو معاناة الطيار عندما تنحرف به الطائرة بشدة عن الاتجاه المستقيم . كذلك خلال عملية كبح السيارة تجعلنا تحت تأثير القوة جي لفترة وجيزة حتى تتوقف السيارة . قد يكون مقدار تلك القوة كبيرا أو صغيرا ونعطيها في حالة الكبح إشارة سالبة (-g) ، حيث أن الكبح هو عملية تسريع عكسي، بمعنى أن السرعة لا تزداد خلاله مع الزمن وإنما تنخفض السرعة مع الزمن ). وتعرض الأقسام التالية جوانب أخرى من الموضوع.

ومن ناحية أخرى، نشعر بتلك القوة عندما نكون في حافلة تسير بسرعة وتنحرف فجأة إلى اليمين أو اليسار، إذا لم نتمكن من ضبط أنفسنا وقعنا على أرضية الحافلة .

علاوةً على ذلك، لا يصح أن يتزايد التسارع عن 6g حيث يمكن أن يحدث نزيف الأنف عند هذا التسارع إذا استمر طويلا.

تأثير التسارع على الإنسان

من جانب آخر، تعطي القوة جي مقدار معاناة راكب الصاروخ أو الطائرة المقاتلة عند انحرافها السريع عن المسار المستقيم . ويعادل 1g التسارع تحت تأثير جاذبية الأرض ، حيث :

علاوةً على ذلك، في حياتنا العملية نقسم التسارع الحادث، نقسمه على تسارع الثقالة (عجلة الجاذبية الأرضية) ، فنحصل على التسارع بالنسبة إلى تسارع الثقالة :

- 0,7 g

وفي هذا السياق، (2) سيارة تسير بسرعة 30 كيلومتر في الساعة واصطدمت بحائط صلب، وتهشمت مقدمة السيارة مسافة 50 سنتيمتر . القوة جي تعادل هنا 7 g.

من جانب آخر، (3) سيارة تسير بسرعة 50 كيلومتر/الساعة واصطدمت بحائط صلب، فقد تصل القوة جي إلى نحو 20 g ، وهي تؤدي إلى الموت غالبا .

وعلى صعيد آخر، (4) سقط جسم من ارتفاع 1 متر على أرض صلبة، فإذا لم تتأثر الأرض من جراء الاصطدام وتهشم الجسم بمقدار 1 مليمتر تعرض الجسم لقوة جي تعادل 1.000 g .

" إلى 15 جي

علاوةً على ذلك، عندما يتعرض شخص عادي لتسارع بين 5 - 6 g يفقد وعيه خلال 15 ثانية .

في هذا الإطار، عندما يتعرض شخص لتسارع 2g يزداد وزنه إلى ضعف وزنه العادي، (يعادل تسارع بمعدل 19.6 متر لكل ثانية تربيع)،

وعلى صعيد آخر، عندما يقع شخص تحت تأثير تسارع مقداره 6 g يصبح وزنه نحو نصف طن ، وهذا ما يعانيه رائد الفضاء أثناء عودته عند انكباح كبسولة الفضاء في جو الأرض .

عند 14 g تحدث إصابات بالغة الخطورة قد تؤدي إلى الموت .

عند 10 g يحدث الإغماء لحظيا (في أقل من ثانية واحدة) ،

عند g 8 يحدث فقدان الوعي وقد يقترن ذلك بكسور في العظام .

من جهة ثانية، لهذا يلبس الطيارون المقاتلون ملابسا خاصة بها وسائد تنتفخ بالهواء فتمنع تسرب الدم من الدماغ إلى الأطراف، فلا يفقد الواحد منهم وعيه أثناء المناورات القتالية .

ومن ناحية أخرى، عندما يتعرض شخص لتسارع 3 g يقل سريان الدم في الدماغ، ويؤدي إلى اختلال النظر،

ومن ناحية أخرى، لمدة 0.6 ثانية، كما اختبر تحت تأثير 22 جي بملابس خصوصية في عام 1954 تحضيرا للطيران إلى الفضاء.

القوة g في بعض الحالات

  • يجب مراعاة اتجاه التسارع لإشارة المعامل g.
  • المراجع
  • اقرأ كذلك
  • رداء g
  • تسارع
  • أرجوحة
  • أفعوانية
  • رقاص
  • حركة توافقية بسيطة
  • متجهة

أمثــــــلة

إضافةً إلى ذلك، 1) سيارة تسير بسرعة 50 كيلومتر في الساعة وانكبحت وتوقفت خلال مسافة كبح مقدارها 14 متر، نريد حساب تسارع الكبح ومقدار القوة «جي» .

  • نحول السرعة إلى المتر / الثانية :
  • 50.000 متر في الساعة / (60 × 60 ) = 14 متر/ثانية
  • التسارع = - 14 × 14 / ( 2 × 14 )

تتحكم السرعة v

ومسافة الكبح s في مقدار القوة جي، وتربطهم العلاقة التالية:

في هذا الإطار، (نحصل على تلك المعادلة من معادلتي الحركة v = a.t ....و s = a/2 t²)

السفر إلى النجوم

حسابات عملية

إضافةً إلى ذلك، يتضح من ذلك أنه إذا عزم الإنسان على السفر بين النجوم فإنه يكون محكوما بمعدل للتسارع ربما لا يتعدى 6 g . وبناء على ذلك فإنه يحتاج لأزمنة طويلة جدا حتى الوصول إلى أقرب النجوم (أقرب نجم إلى الأرض يقع على بعد نحو 2و4 سنة ضوئية، وهو النجم قنطور الأقرب ) . أي لو وصلت سرعة الرائد إلى 1/10 سرعة الضوء لاحتاج وقتا قدره 42 سنة للوصول إلى القنطور الأقرب . ومما يجعل تلك الرحلات من المستحيلات أن رائد الفضاء يتعرض خلال تلك الرحلة الطويلة إلى الأشعة الكونية التي تـُلحق بصحته أضرارا وخيمة قد تؤدي إلى الموت، إذ أنه غادر جو الأرض الذي يحميه من الأشعة الضارة، ناهيك عن رحلة العودة خلال 42 سنة أخرى. مع العلم بأن سرعة 1/10 من سرعة الضوء هي سرعة تكاد تكون خيالية فهي تعادل نحو 30.000 كيلومتر في الثانية (تبلغ سرعة الصواريخ الحالية نحو 25.000 كيلومتر في الساعة فقط).

التسارع = -7 متر/ثانية2

  • (نظرا لأنها عملية كبح نعطيها الإشارة سالبة فيكون التسارع = -7 متر / ثانية2).
  • ونحسب القوة g :
  • - 7 [متر/ثانية/ثانية]/ 8و9 [متر/ثانية/ثانية]

ما رأيك في هذه المقالة؟

📝 هل في هذه المقالة خطأ؟

إذا وجدت معلومة تحتاج تصحيحاً أو إضافة، أو أردت حذف المقالة، أرسل لنا طلباً وسنراجعه.