كيفَ يستطيعُ قائدُ الدراجةِ الناريةِ السيرَ بسرعةِ 100 ميل/ساعة ؟

استمع على ساوندكلاود 🎧

كيفَ يستطيعُ قائدُ الدراجةِ الناريةِ السيرَ بسرعةِ 100 ميل/ساعة ولا يستطيعُ الإنسانُ تَحَمّلَ سرعةِ الريحِ عندما تصلُ إلى 100ميل/ساعة ؟

عندما تُشاهِدُ الأخبارَ على إحدى القنواتِ، ويظهرُ في النشرةِ حديثٌ عن إعصارٍ قويّ، ويظهرُ فيه خبيرُ أرصادٍ جويةٍ، يقومُ ببثٍ حيّ من قلبِ الإعصارِ، هو أو هي في أغلبِ الأحيانِ يقومون بالصراخ في الميكرفون تعبيرا ًعن شدة الرياح وقوتها، وأنّهم اضطروا للتشبث بعمودٍ، أو بشجرةٍ كي لا يطيروا بسبب هذه الرياح القوية، ولكن للفت انتباهكم أصدقائي القرّاء فإن خبراء الأرصاد الجوية ليسوا الوحيدين الذين عليهم التشبث أثناء مرور الرياح بسرعة عالية، فسائقوا الدراجات النارية بجب عليهم فعل ذلك كل يوم، كما أنهم مكشوفين بشكلٍ كاملٍ للخطر، و مع ذلك تبقى لديهم القدرة على تحمّل السرعات العالية دون السقوط من على ظهر دراجاتهم.

كلّ هذه الأمور تأتي بسبب قوةٍ تُدعى بقوةِ الاحتكاكِ، ويوضحُ لنا ذلك ريتشرد برديشيزي وهو مرشدٌ فنيّ في قسمِ الملاحةِ الجوية والفضائية التي تدير أنفاق رياحWright Brothers : "قوة الاحتكاك هي القوة التي تُنْتَج من قِبَل جسمٍ ما، عندما يتحرك الهواء من حوله"، ومقدارُ القوةِ تابعٌ لعاملَيْن اثنين هما: شكل سطح الجسم المقاوم للهواء ومقطعه، المقطع هو عبارة عن حجم الجسم المواجه للريح، وتبلغ قيمته للإنسان المتوسط الحجم حوالي 8 قدم مربع، وهذا فقط إذا كنت تقف بشكلٍ مُعتَدِلٍ تماماً فإذا وقفت بأحد الاتجاهين، وسحبت معدتك أو جمعت نفسك على شكلِ كرةٍ، فهذا سيقلل من مساحة مقطع جسمك، وستواجه قوةَ احتكاكٍ أقل، وهذا أساس ما يفعله راكبو الدراجات عندما يسيرون على المتحلقات، والطرق السريعة فيقومون بخفض أيديهم وأكتافهم، ويرفعون ركبهم مما يخفف مساحة مقطع أجسامهم.

سائقو الدراجاتِ بحاجةٍ أيضاً للقدرة على الرؤية، من أجل التحكمِ بدراجاتهم، فلذلك يُوجَدُ حَدّ أصغر لمساحة المقطع الذي يمكنهم تشكيله، وهنا يصبحُ الشكل الخارجي للدراجة أحد العوامل المهمة، مقدمة الدراجة والزجاج الأمامي قد تمّ تصميمهما بشكلٍ خاصٍ كي يصبحان ذوي انسيابية عالية للهواء بقدر الإمكان، فيقومان بإزاحةِ الهواءِ بشكلٍ لطيفٍ بدلا من مقاومته، أو تشكيل اضطرابات كما تفعل الأشكال المسطحة أو الصندوقية، فإيقاف الهواء او اضطرابه سيؤدي إلى مزيد من الاحتكاك.

تقليلُ الاحتكاكِ سيسهلُ من عمليةِ البقاءِ فوقَ الدراجةِ، ويجعلُ الدراجةَ مُوفِرَة للوقود أيضاً، والمهندسون يمضون الكثير من الوقت في الدراسة والعمل على انسيابية جسم الدراجة، ويقومون باختبار مُنتجهم في أماكن مثل أنفاق رياح Wright Brother. يقول برديشيزي: "لقد قمنا باختبار عالِ السرعةِ لدراجة بويل Buell منذ 10 سنوات مضت، وأَحْدَثْ أشكالِ المقدمات من اختراع فريق الدراجات الكهربائية في MIT، والعديد من التصاميم المعمارية الانسيابية تم اختبارها في نفق الرياح، وأنا حالياً أعمل مع فلوديزاين FloDesign على مشروع تروبين رياح". الدراجون المحليون أمضوا بعض الوقت أيضاً في نفق الرياح من أجل تجربةِ قوةِ رياحِ الأعاصيرِ، ولكن عندما تتجاوز سرعة الرياح 70 ميل/ساعة، فإن برديشيزي يُصرّ على أن يضعُ سرجاً خاصاً كي يبقوا في مكانهم.

والآن عزيزي القارئ ما مقدار الفرق الذي يحققه المقطع الصغير لجسم السائق و انسيابية شكل الجزء الأمامي من الدراجة؟

عند سرعة 100 ميل/ساعة فإن القوة المتشكلة من الرياح تساوي 25 باوند/قدم مربع، لذلك فإن الشخص الواقف بشكل معتدل سيتعرض لقوة دفع تساوي 200 باوند، بينما سائق الدراجة سيشعر بنسبة قليلة من ذلك.

القليل من تقنية الإنسياب الهوائي يمكن أن تقطع شوطاً طويلاً، فإذا قام مراسلو الأرصاد الجوية الإعصارية الشجعان باستخدام بعضاً منها (أن ينحنوا قليلاً أو أن يصنعوا نوعاً من المصدات الهوائية التي تشابه مقدمة الدراجة)، هو أو هي سيواجهون بشكل أكيد نسبة أقل من قوة الرياح العاتية، ويمضون وقت أسهل أثناء التصوير.

أعزائي شاركونا في رحلة المعرفة، ما هو التساؤل الذي طالما دار في مخيلتكم دون أن تحصلوا على جواب علمي دقيق له؟ حان الوقت لتعرفوا الجواب

المصدر:

هنا