كيف يُمكنك أن تقذف حجرًا مسطحًا على سطح المياه ؟ هل يُمكنك زيادة عدد وثبات الحجر فوق سطح المياه من خلال زيادة السرعة أو الدوران الذي تلقي به الحجر؟ كيف يتقافز الحجر فوق الرمال المبتلة ولماذا يترك زوجا من الآثار الغائرة المتقاربة التي تفصلها مسافات متباعدة على طول مساره؟

في أثناء الحرب العالمية الثانية، ألهم قذف الحجارة فوق المياه فكرة ابتكار أحد الأسلحة المستخدمة في سلاح الجو الملكي. قرَّر سلاح الجو الملكي تدمير عدة سدود حيوية في ألمانيا، ولكن كانت السدود متينةً للغاية لدرجة استحالة تدميرها إلَّا إذا وُضعت المتفجرات بالقُرب من القاع؛ ومِن ثُمَّ فإنَّ تدمير الأسطح العلوية لن يُفيد، وكانت الطوربيدات التي تسقطها الطائرات في المياه تعلق في الشباك المنتشرة بالقُرب من السدود وتزايدت صعوبات المهمة بحقيقة أنَّ السدود كانت تقع في وديان عميقة وضيقة قد تعيق الهجوم الجوي، وأي هجوم لا بدَّ أن يُشَنَّ في ليلة ظلماء إذا كان مُقدَّرًا للطائرة أن تتفادى هجوم المدفعية التي تحمي الوديان.

ومن أجل إيجاد حل للمشكلة، ابتكر سلاح الجو الملكي قنبلة أسطوانية بطول 1.5 متر وقطر أصغر قليلا من ذلك. وحين كانت الطائرات تقترب من السد، كان المحرك يُطلق قنبلة بقدر كبير من الدوران الخلفي (بحركة علوية مُعاكسة لاتجاه حركة الطائرة)، وقُذفت قنبلة من ارتفاع 20 مترا فوق سطح الماء. كانت الطائرة مزودة بمصباحين ساطعين يصدر منهما أشعة مائلة بحيث يلتقي الشعاعان على بعد 20 مترًا أسفل الطائرة ومن خلال العثور على الارتفاع الذي يُعطي أصغر بقعة من الضوء على سطح المياه، تُمكّن الطيار من وضع الطائرة على الارتفاع المناسب.)

 ماذا حدث حين وصلت القنبلة إلى المياه ؟ هل كان لدوران القنبلة أي استخدامات أخرى عند السد؟

 الجواب: من أجل قذف الحجر على نحو جيد عليك أن تجعل الحجر يتقافز فوق سطح المياه بحيث يكون كل من مستواه ومسار اقترابه أفقيا تقريبًا. ينبغي عليك أيضًا أن تدير الحجر بأكبر قدر ممكن لأنَّ الدوران يوازن اتجاه الحجر، مثلما يوازن الدوران جهاز الجيروسكوب. عندما يصطدم الحجر بالمياه على نحو مناسب، تظهر موجة صغيرة على السطح أمام الحافة الأمامية، ثم يرتد الحجر من عندها في الاتجاه الأمامي. تُحدد السرعة الأولية للحجر المسافة بين القفزات. ويُحدد عدد القفزات من خلال فقد الطاقة مع كل قفزة. لا يفقد الحجر الطاقة حين يصنع موجة وحسب، وإنما حين يحتت بسطح المياه لفترة قصيرة أيضًا.

 ويُعد قذف الحجارة هوايةً قديمة، ولكن في السنوات الأخيرة استُحدِث «حجر»  صناعي يتكون من الرمال والجص. يكون سطحه السفلي مقعَّرًا لكي يُقلل الاحتكاك بالمياه وكذلك يُقلّل فقد الطاقة. بينما وصل الرقم القياسي العالمي للحجر الطبيعي حوالي 30 قفزة، فإن الحجر الصناعي يصل إلى 30 أو 40 قفزة. ومن أجل تفسير مسار الحجر فوق الرمال، هب أنَّ الحجر اصطدم أولا عبر حافته الخلفية، تُحفر حفرة ضحلة في الرمال، ويقلب الاصطدام الحافة الأمامية بسرعة لتحفر بذلك حفرة قريبة. بعد ذلك يدفع الاصطدام الثاني الحجر عبر الهواء وكذلك يُعيد توجيهه بحيث ينغرس زوج آخر من الآثار على طول الشاطئ وهكذا.

عندما اصطدمت قنبلة سلاح الجو الملكي بالمياه، فإن حركة الدوران الخَلفي جعلت القنبلة تقفز بسبب الحركة السريعة للسطح السفلي في مقابل المياه. الفقد التدريجي للطاقة أثناء قفز القنبلة قلّل من مسافة كل قفزة، إلا أن القفزة ظلت كبيرة بالدرجة الكافية لتجتاز شباك الطوربيد. وعندما اصطدمت القنبلة بحائط السد، أجبر الدوران الخلفي أسطوانة القنبلة على التدحرج أسفل الحائط. بعد ذلك أشعلت شُحنة هيدروستاتيكية، مجهزة على عمق 10 أمتار، فتيل القنبلة. وقال أحد المعلقين: «كانت فكرة بسيطة وجميلة لوضع قنبلة تزن حوالي 10 آلاف رطل على بعد بضع أقدام.» طورت قنبلة مشابهة، ولكنها أصغر حجمًا وكروية الشكل، لإغراق السفن. كان لا بدَّ من تدوير قنبلتين لتدورا دورانًا خلفيًّا بمعدل 1000 دورة في الدقيقة ثم تسقُطان من ارتفاع 8 أمتار وعلى بعد حوالي 1,5 كيلومتر من الهدف تمثلت الفكرة في أنهما ستتقافزان فوق سطح المياه مثل الأسماك الطائرة؛ ومن المرجح أن تتفاديا الشباك والقنابل التي تحمي الهدف. وبمجرد أن تصطدما بالهيكل، تتدحرجان إلى أسفل على عُمقِ تَنفجر عنده الشحنة التي تزن 600 رطل. ويُمكن الاستعانة بهذه القنابل أيضًا لاختراق الأنفاق الطويلة؛ فمن خلال إطلاقها عبر فتحة النفق قد تتقافز على طول مسافة عميقة من النفق قبل الانفجار. ولأسباب شتَّى، لم تُستخدم القنابل الأصغر حجمًا مُطلَقًا لأي من هذين الغرضين. (على الرغم من أنَّ علم الفيزياء مُمتع دومًا، فإنَّ تطبيقاته تكون مُروعة أحيانًا.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

قسم الشؤون الفكرية ينظم ندوة عن الأبعاد الفكرية والعقدية لثورة الإمام الحسين (عليه السلام)

المجمع العلمي يواصل برامجه ودوراته القرآنية في عدد من المحافظات العراقية

لليوم الرابع.. قسم العلاقات العامة يواصل إقامة فعاليات مخيّم البذرة الواعدة

العتبة العباسية المقدسة تطلق التشغيل التجريبي لمعمل غسيل السجاد والأغطية

المزيد

الآخبار الصحية

نصائح عملية للحد من التعرق المفرط في الصيف

أطباء يحذرون: مكمل غذائي شائع قد يدمر الجهاز العصبي

تحذير طبي من تأثير جانبي "غير متوقع" لحقن التخسيس

حمامات الثلج قد تكون خطيرة وأحيانا مميتة.. ما السبب؟

المزيد

الآخبار التكنلوجية

أكبر جدارية شمسية في العالم تدخل موسوعة غينيس.. مشروع ضخم

تسارع دوران الأرض يثير القلق.. وتحذيرات من "كوارث محتملة" ؟

"سوذبيز" تطرح أكبر قطعة من المريخ على الأرض في مزاد علني

أوبن أيه آي تعتزم إطلاق متصفح إنترنت يعمل بالذكاء الاصطناعي

المزيد

مواضيع ذات صلة

تمزيق ورق التواليت (قوانين نيوتن في الحمّام: سر تمزق ورق التواليت الجديد)

القيادة عبر حاجز الصوت (الديناميكا الهوائية والتسارع المركزي في المركبات الخارقة لحاجز الصوت)

دوران الكتاب (ميكانيكا الدوران: لماذا يتذبذب الجسم عند الدوران حول المحور المتوسط)

قوارب الكاياك (فيزياء استعادة التوازن في قارب الكاياك: عزم الدوران وقوة الطفو)

سقوط القطط وحركات روّاد الفضاء وقفزات الغوص(فيزياء الزخم الزاوي والحركة بدون عزم)

السير على الحبال (تأثير مركز الكتلة والعزم في توازن السائر على الحبل)

لعبة الجولف المصغرة (ميكانيكا ارتداد الكرة في لعبة الجولف المصغرة: كيف تحدد زاوية الانعكاس مسار الكرة نحو الحفرة )

لعبة التنس (المواضع المثلى للتصادم في مضرب التنس: زخم، دوران، واهتزازات)

لعبة رمي الحلقات (تحليل الحركة الدورانية والتصادم المحوري في رميات الحلقات المعدنية)

ضربات كرة الراح ( تحليل ديناميكي لدوران الكرة وتأثير الاحتكاك على مسارها في كرة الراح )

خُدع الكرة المطاطية (خدع كرة السوبر بول: عندما يتحكم الدوران والاحتكاك في مسار الارتداد)

رميات البولينج (فيزياء رميات البولينج: كيف تؤثر الاحتكاك والدوران على مسار الكرة وإسقاط القوارير)