إن كل الحركات التي فحصناها حركات مستقيمة ، أي تحدث على خط مستقيم . علينا الآن أن نتوغل على هذا الدرب . فنحن نتوصل إلى فهم قوانين الطبيعة عندما نتفحص الحالات الأكثر بساطة ونتجنب ، في محاولاتنا الأولى ، التعقيدات المتشابكة . والخط المستقيم أبسط من الخط المنحني. .. لكننا يستحيل علينا أن نكتفي بفهم الحركة المستقيمة . إن حركات القمر والأرض والكواكب ، أي الأجرام التي انطبقت على حركاتها مبادىء الميكانيك بنجاح باهر ، هي حركات ترسم خطوطاً منحنية . هذا وإن الانتقال من الحركة المستقيمة إلى الحركة المنحنية تعترضه صعوبات جديدة ؛ وعلينا أن نتسلح بالشجاعة لمجابهتها إذا أردنا أن نفهم مبادىء الميكانيك التقليدي التي رسمت لنا أول خط موجه وكانت نقطة الانطلاق في تطور العلم .

لنفكر في تجربة مثالية أخرى : كرة ملساء تماماً تتدحرج بانتظام على طاولة ملساء . نعلم أننا  إذا أعطينا الكرة صدمة ، أي إذا سلطنا عليها قوة خارجية قصيرة الأمد ، فإن سرعتها تتغير لنفترض الآن أن منحى الصدمة ليس في خط الحركة ـ أي بعكس ما فعلناه في السيارة ـــ بل في خط آخر تماماً ، ولنقل عمودياً على خط الحركة. فماذا يحدث للكرة ؟ لنفحص ، كلاً على حدة ، أطوار الحركة الثلاثة : الحركة الأولية قبل الصدمة، فعل قوة الصدم ، الحركة النهائية بعد أن يتوقف فعل القوة الصادمة . إن قانون العطالة ينبئ أن سرعتي الكرة ، قبل تسلط قوة الصدم وبعده ، منتظمتان تماماً . لكن فرقاً يحدث بين حركتي الكرة هاتين ، وهو تغير خط الحركة ( أو نقول تغير منحاها ( من جراء قوة الصدم. إن خط الحركة الأولي ومنحى الصدمة متعامدان . لكن منحى الحركة النهائي لا ينطبق على أي منهما ، بل هو خط يقع بينهما ، وهو أقرب إلى منحى القوة إذا كانت الصدمة شديدة والسرعة الأولية ضعيفة ، وأقرب إلى منحى الحركة الأولي إذا كانت الصدمة ضعيفة والسرعة البدئية كبيرة . وهكذا نتوصل إلى نتيجة جديدة لقانون العطالة هي : إن فعل القوة الخارجية ، عموماً ، لايغير السرعة فقط بل يغير أيضاً منحى الحركة . إن إدراك هذا الواقع الجديد يمهد للتعميم الذي طرأ على الفيزياء مع مفهوم الشعاع .

يمكننا أن نسترسل في استخدام طريقتنا في المحاكمة المباشرة . ونقطة الانطلاق هي ، من جديد ، قانون العطالة لغاليله . فنحن لم نستنفذ بعد كل نتائج هذا الخط الموجه الثمين في لغز الحركة .

لتتفكر في كرتين تتحركان على طاولة ملساء في اتجاهين مختلفين . ولكي نحصل على صورة محددة يمكن أن نفترض أن اتجاهيهما متعامدان. وبما أنه لا يوجد أية قوة تؤثر فيهما فإن كلاً من الحركتين تكون منتظمة تماماً . لنفترض ، فوق ذلك ، أن السرعتين متساويتان ، أي أنهما تقطعان مسافتين متساويتين في فترة زمنية واحدة. ولكن هل من الصحيح أن نقول إن للكرتين سرعة واحدة ؟ يمكن أن نجيب عن هذا السؤال بنعم أو بلا . إذا كانت إبرتا السرعة في سيارتين تشيران كلتاهما إلى ستين كيلومتراً في الساعة فمن الشائع أن نقول إن للسيارتين سرعة واحدة رغم اختلاف خطي سيرهما ( منحيي حركتيهما ) ، لكن العلم يتطلب أن نصوغ له لغة خاصة ومفاهيم خاصة به ، والمفاهيم العلمية هي ، غالباً وفي الأصل ، المفاهيم التي نستخدمها في لغة التخاطب العادية في شؤون الحياة ؛ ولكنها تنمو وتتطور بشكل مختلف تماماً. فهي تتحول وتتخلص من الغموض الذي يشوبها في اللغة العادية وتكتسب ، في مدلولاتها العلمية ، دقة تجعلها قابلة للاستخدام في مجال التعبير العلمي . ويرى الفيزيائي أن من المفيد أن نقول إن سرعتي الكرتين ( أو السيارتين ) المتحركتين في منحيين مختلفين مختلفتان . ورغم أن هذا الأمر هو موضوع اصطلاحي بحت فمن الملائم أن نقول عن أربع سيارات تسير على طرق مختلفة أنها ذات سرعات مختلفة حتى ولو كانت إبرة السرعة في كل منها تشير إلى ستين كيلومتراً في الساعة . إن هذا الفرق بين كلمتي حركة وسرعة يُبرز كيف تنطلق الفيزياء من مفهوم مستخدم في اللغة اليومية فتعدل مدلوله بحيث يصبح خصب الفائدة في التطور اللاحق للعلم . عندما نقيس طولاً نعبر عن نتيجة القياس بعدد من الوحدات ، فطول قضيب يمكن أن يكون مترين ونصفاً ، ووزن جسم يمكن أن يكون 1500غرام ، وفترة زمنية يمكن أن تساوي عدداً من الدقائق أو عدداً من الثواني. وفي كل من هذه الحالات تعبر عن النتيجة بعدد . لكن العددوحده لا يكفي للتعبير عن بعض المفاهيم الفيزيائية ؛ وإن الاعتراف بهذ الواقع يشكل تقدماً محسوساً في التحري العلمي . فالمنحى لايقل أهمية ، لدى تحديد السرعة مثلاً ، عن العدد ، والكمية التي تتمتع بمقدار كما تتمتع بمنحى تسمى شعاعاً ؛ والرمز الملائم تمثيل الشعاع هو السهم . فالسرعة يمكن أن تتمثل بسهم أو ، بتعبير أدق ، بشعاع طوله يساوي قياس السرعة معبراً عنه بعدد من الوحدات من عيار يختار سلفاً ، ومنحاه منحى الحركة .

إذا انطلقت أربع سيارات من مكان واحد في أربعة مناحي مختلفة . بسرعات متساوية في المقدار ، فإن سرعاتها يمكن أن تتمثل بأربعة أشعة متساوية في الطول ، كما نفعل في الشكل 1حيث يتلخص سلم المخطط بأن كل 1سم من طول الشعاع يمثل 20كيلومتراً في الساعة . وبهذه الوسيلة يمكن أن تمثل أية سرعة بشعاع ؛ وكل خط شعاعي من هذا القبيل يسمح بمعرفة السرعة إذا علمنا سلم المخطط

وإذا تحاذت سيارتان في اتجاهين متعاكسين على طريق واحد وكانت إبرة السرعة في كل منهما تشير إلى 60 كيلومتراً في الساعة فإننا نمثل سرعتيهما ، (كما في الشكل 2 ، بشعاعين متوازيين ونقول متفقين في المنحى ) ، متساويين في الطول ومتعاكسين في الاتجاه وبهذه الصورة نمثل الاتجاهين المتعاكسين للقطارات ، نحو الشمال أو نحو الجنوب ، بشعاعين متعاكسين . لكن القطارات التي تمر ، بسرعة معينة ، أمام محطات متوالية أو على سكك متوازية وفي اتجاه واحد ( أي أنها متفقة في قيمة السرعة ومنحاها وجهتها ) ، تمثل ، في اصطلاحنا ، حركة واحدة ؛ فتتمثل عندئذ بشعاع واحد ( بأحد الأشعة الثلاثة في الشكل 3 ) .

وهذا الشعاع لا يدل على المحطات التي يمر بها القطار ولا على أي السكتين المتوازيتين يدرج . وبتعبير آخر نقول : إن الأشعة الثلاثة المرسومة في الشكل 3 يمكن أن تعتبر ، بموجب الاصطلاح المعتمد ، متساوية ؛ فهي تقع على مستقيم واحد أو على مستقيمات متوازية ، ولها طول واحد ، وتتجه سهامها في اتجاه واحد. أما الشكل 4 فيمثل أشعة مختلفة فيما بينها لأن كلاً منها يختلف عن الآخرين إما بالطول وإما بالمنحى أو بكليهما معاً ، كما أن هذه الأشعة الأربعة يمكن أن ترسم بصورة أخرى لها فيها نقطة انطلاق واحدة ( شكل 5 ) . ولما كانت نقطة الانطلاق غير ذات أهمية فإن أياً من

الشكلين ، 4 أو 5 ، يمكن أن يمثل سرعات أربع سيارات تنطلق من مكان واحد أو أربع سيارات تنطلق من أمكنة مختلفة في البلد وتتحرك بالسرعات والاتجاهات المرسومة .

يمكن الآن أن : نستخدم . هذا التخطيط الشعاعي لتمثيل الوقائع التي تخص الحركة المستقيمة

التي درسناها . لقد تكلمنا عن سيارة تدرج بانتظام في خط مستقيم وتتلقى صدمة في اتجاه حركتها تزيد في سرعتها . يمكن أن تمثل تخطيطياً هذه الواقعة بشعاعين ، أحدهما أقصر من الآخر ويمثل السرعة قبل الصدم والآخر أطول بقليل وباتجاه السرعة الأولى ويمثل السرعة بعد الصدم ، ( شكل 6 ) . ومعنى الشعاع المنقط واضح ، فهو يمثل تغير السرعة الذي تولده الصدمة . أما عندما نوجه قوة الصدم بعكس اتجاه الحركة ، مما يؤدي إلى تباطئها ، فإن المخطط يختلف قليلاً ، ونرى من جديد أن الشعاع المنقط ( شكل 7) يمثل تغير السرعة ولكنه ذو اتجاه مختلف هنا . ونرى في هذا المثال أن تغيرات السرعة تتمثل ، هي أيضاً ، بأشعة وليس السرعات فقط ؛ ولما كان كل تغير في السرعة يتطلب تأثير قوة فلابد من تمثيل القوة أيضاً بشعاع . فلتعيين القوة لا يكفي إذن أن نذكر فقط الشدة التي تدفع بها السيارة ؛ فالقوة، كالسرعة وتغيرها ، لابد من تمثيلها بشعاع وليس بعدد فقط ؛ وعلى هذا فإن القوة الخارجية تتمثل هي أيضاً بشعاع يتجه باتجاه تغير السرعة ؛ وفي الشكلين 6 و 7 يشير الشعاعان المنقطان إلى جهة القوة كما يشيران تماماً إلى تغير السرعة . وهنا يمكن للإنسان المتشكك أن يقول إنه لا يرى أية فائدة من اختراع الأشعة ، وأن كل ما فعلناه لا يتعدى ترجمة الوقائع المعروفة سلفاً إلى لغة قليلة الشيوع ومعقدة . الواقع أنه يصعب علينا في هذه المرحلة أن نقنعه بخطأ وجهة نظره ، لأنها صائبة في الوقت الحاضر ، لكننا سنرى أن هذه اللغة الغريبة تقود إلى تعميم هام تلعب فيه الأشعة دوراً جوهرياً .

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

وزارة التعليم العالي تكرم جامعة العميد لحصولها على جائزة المكتبة الأكاديمية المتميزة

جمعية العميد تناقش استعداداتها لانطلاق فعاليات المؤتمر العلمي الرابع لإحياء تراث أمير المؤمنين (عليه السلام)

أكاديمية التطوير الإداري تواصل برنامج الخطة الخمسينية لعدد من ملاكات العتبة العباسية المقدسة

المجمع العلمي يواصل تقديم دورته التطويرية لعدد من الملاكات التربوية في الديوانية

المزيد

الآخبار الصحية

الرياضة وحدها لا تكفي.. كيف يؤثر الجلوس الطويل على الصحة؟

دراسة: بدائل السكر ليست آمنة على الكبد

تفاحة قبل النوم.. عادة بسيطة مفيدة أم خطر على الصحة؟

احذر مشاركتها مع الآخرين.. 3 أدوات شائعة قد تنقل أمراض خطيرة

المزيد

الآخبار التكنلوجية

الهنغاري لاسلو كراسناهوركاي يفوز بجائزة نوبل للآداب 2025

رسميا.. إعلان الفائز بجائزة نوبل للسلام لعام 2025

باحثون: تشات جي بي تي ونماذج الذكاء الاصطناعي يمكن "تسميمها"

عالمان في الأعصاب يرفعان دعوى قضائية ضد شركة آبل

المزيد

مواضيع ذات صلة

لوح التزلُّج على الأمواج

تبادل العلك الصاعق

اغتيال الفيزياء الكلاسيكية

الانهيار الجليدي

المشي على الجليد

تشغيل سيارة على طريق زَلِق

دفع الجلة والإطاحة بالمطرقة

الكأس المعلقة، على وشك التحطم

الخدعة وراء المتفجرات المأساوية

السقوط الصخري وإسقاط الأشجار

الغوص الأرضي والقفز بالحبال

الاحتجاز داخل حجيرة مصعد ساقط