القصور الذاتي

الموسوعة » فيزياء » القصور الذاتي

إن القصور الذاتي من المفاهيم الأساسية التي نغفل عنها في حياتنا اليومية. هل تساءلت يومًا عند ركوبك الحافلة ما الذي يجعلك تندفع للخلف عندما تبدأ الحافلة بالحركة؟ وهل تسألت ما الذي يجعلك تمكث في الفراش في صباح يوم العطلة ما لم تستخدم طاقة التنشيط للتغلب على هذه الحالة؟ وأيضًا ما الذي يجعلنا مقيدين في عاداتٍ مدمرةٍ ومقاومةٍ للتغيير؟

في الحقيقة إنها الخاصية الفيزيائية المثيرة للاهتمام والتي تعرف بظاهرة القصور الذاتي، وإن التعرف على مفهوم هذه الخاصية أمرٌ مهمٌّ جدًا لأنها مرتبطةٌ بشكلٍ وثيقٍ بحياتنا اليومية وهذا ما سنستعرضه في هذا المقال.

ما هو القصور الذاتي

 القصور الذاتي بالإنجليزية (Inertia) هو ممانعة الجسم لأيّ تغييرٍ في حالته سواء كان في حالة الراحة أو الحركة، وهو في الواقع صيغة أخرى تخص قانون نيوتن الأول للحركة الذي ينص على أن “الجسم ذي السرعة المحددة يحافظ على تلك السرعة ما لم تطبق عليه على قوةٌ خارجيةٌ.”

على سبيل المثال، لن تبدأ الكرة الساكنة في الدوران ما لم يكن هناك شيء ما يضغط عليها، سواء كان ذلك قدمك، أوعاصفة من الهواء، وإذا أُلقيت كرةٌ في الفراغ الخالي من الاحتكاك، فستنتقل بنفس السرعة والاتجاه إلى الأبد ما لم تؤثر بها قوة الجاذبية أو قوة أخرى مثل التصادم.§                                        

ما هي أنواع القصور الذاتي؟

القصور الذاتي للراحة: هي المقاومة التي يبديها الجسم لتغيير حالته من الراحة إلى الحركة.

مثال: إذا كنت تجلس في السيارة بحالة الراحة، وعندما تبدأ السيارة بالحركة فإن جسمك سيمانع حركة السيارة ويتراجع إلى الوراء، وتفسير ذلك هو أن الجسم يكون عاجزًا عن تغيير حالته من السكون إلى الحركة فجأةً فيحاول الاحتفاظ بحالة السكون مقاومًا حركة الحافلة المفاجأة بالاندفاع إلى الخلف.

القصور الذاتي للحركة: المقاومة التي يبديها الجسم لتغيير حالته من الحركة إلى السكون. على سبيل المثال، عند جلوسك في سيارةٍ تسير بسرعةٍ منتظمةٍ، فإن جسدك يتقدم للأمام عندما تتوقف السيارة لأنه يمانع التغير المفاجئ بالسرعة ويحاول الاحتفاظ بالسرعة السابقة.

القصور الذّاتي للاتجاه: وهي المقاومة التي يقدمها الجسم لتغيير اتجاه حركته، على سبيل المثال، عندما يلتف السائق إلى منعطفٍ على الطريق، فإن الركاب يميلون للبقاء في نفس الاتجاه لذا يميل الركاب إلى الاتجاه المعاكس للمنعطف.§

ما علاقة القصور الذاتي بالإصابات الناجمة عن حوادث السيارات؟

كما ذكرنا سابقًا فإن السيارة المتحركة لديها قصور ذاتي للحركة وكذلك الركاب بداخلها، وعندما تتوقف السيارة المسرعة فجأةً فإن الركاب سيواصلون التحرك للأمام بنفس سرعتهم السابقة، وهذا يؤدي لاصطدامهم بالزجاج الأمامي للسيارة، وللتغلب على القصور الذاتي يجب عليك تطبيق قوة، ستجعل القوة الجسم الساكن يبدأ بالتحرك، وأيضًا القوة سوف تبطئ أو توقف جسمًا يتحرك بالفعل وهذا هو سبب أهمية ربط حزام الأمان عند قيادة السيارة لأنه يقوم بمعاكسة عمل القصور الذاتي ويؤمن الحماية لك.§

ما هي العلاقة بين القصور الذاتي والكتلة؟

في الحقيقة توجد علاقةٌ طرديةٌ بين القصور الذاتي وكتلة جسمٍ ما، فكلما زادت كتلة الجسم زادت مقاومته نحو التغيير، وهذا يعني أن الأجسام ذات الكتلة الأكبر لها قصور الذاتي أكبر والأجسام ذات الكتلة الأقل تمتلك قصورًا ذاتيًّا أقل.

على سبيل المثال، عند استخدام المكابح لإيقاف السيارة، كلما كانت السيارة ذات كتلةٍ أكبر، زادت صعوبة التغلب على القصور الذاتي وجعلها تتوقف، بالمقابل تتوقف الدراجة الخفيفة بسهولةٍ، بينما تحتاج لقوةٍ أكبر لإيقاف مركبةٍ كبيرةٍ مثل الحافلة. لذا كلما زادت كتلة السيارة عليك القيادة بحذرٍ أكثر لأنك ستحتاج إلى مسافةٍ أكبر للتوقف.§

بعض الأمثلة من الحياة اليومية

  • عند تحريك القهوة أو الشاي والتوقف فجأةً، ستستمر حركة الدوران بسبب القصور الذاتي.
  • يجد رواد الفضاء صعوبةً في التوقف عن الحركة بسبب القصور الذاتي.
  • التزحلق على الجليد: بعد اندفاعٍ واحدٍ، يستطيع المتزلج الاستمرار في الحركة دون أن يضطر للاستمرار بدفع نفسه حتى يوقفه الاحتكاك ويتعين عليه الركل مرةً أخرى.
  • كرة القدم: عندما تقوم بركل كرة القدم، فإن القصور الذاتي يسمح للكرة بمواصلة التدحرج والوصول إلى زميلك في الفريق أو الارتفاع في الهواء للوصول إلى شبكة المرمى.§
  • تستخدم أنظمة التوجيه بالقصور الذاتي في الطائرات والمركبات الفضائية والسفن المحيطية والصواريخ.§
1٬584 مشاهدة