ما هو الوزن وهل يتغير اثناء صعود المرتفعات او النزول؟ وهل يتغير اثناء الحركة الافقية

[مؤيد محمد امين]

الوزن :
هو القوة الجاذبة التي تسلطها الارض على الجسم ويقاس بالنيوتن , وهي كمية متجهة , ويختلف الوزن من موقع الى آخر فوزن االجسم على سطح الارض يختلف عن وزنه على سطح القمر كذلك هناك فرق في وزنه بين القطب وخط الاستواء حيث ان الفرق في وزن الجسم في اماكن مختلفة نتيجة اختلاف قوة الجاذبية الارضية لذلك الجسم فتكون قوة الجاذبية الارضية ( التعجيل الارضي ) عند سطح الارض اكبر منه عند المرتفعات العالية , وانطلاقا من قانون نيوتن الثاني يمكننا ان نستخرج الوزن .
الوزن = الكتلة × التعجيل الارضي
فالرياضي الذي كتلته 70 كغم يكون وزنه :
وزن الرياضي = 70 كغم × 9,81 م/ثا2
= 686.7 نيوتن
اما اتجاه الوزن فهو يشير الى مركز الارض وبالنسبة لنقطة تأثيره فهو وسط كتلة الجسم او مركز ثقل الجسم .

هل يختلف وزمن الجسم من مكان الى آخر؟
ان وزن الجسم يختلف من مكان الى آخر لانه يتعلق بمقدار التعجيل الارضي ومدى ارتفاعه على مستوى سطح البحر , فعندما يكون الجسم على خط الاستواء فان التعجيل الارضي يكون منخفض بسبب ارتفاعه على مستوى سطح الارض حيث يبلغ 9.77 م/ثا2 , والعكس يحدث عندما يكون في القطبين حيث تبلغ الجاذبية في القطب 9.83 م/ثا2 , ولهذا السبب تمكن الرياضيون من تسجيل الارقام العالية من الاركاض السريعة والقفز والرمي والقذف في الدورة الدولية للالعاب الرياضية في مكسيكو 1966م حيث تقع المكسيك على ارتفاع 2,240م فوق مستوى سطح البحر .
كذلك من المعلوم ان قوة الجذب على سطح القمر هي سدس قوة الجذب على سطح الارض .
من المعلوم ان الرياضي يبذل جهدا كبيرا عند صعود المرتفعات بالمقارنة مع النزول فهل يتغير وزن الرياضي اثناء الصعود او النزول ؟
ان الرياضي عندما يركض على ارض مستوية فان تأثير الوزن يكون بالاتجاه الاسفل بفعل الجاذبية فتقوم العضلات بتوليد قوة مساوية لها ومعاكسة بالاتجاه اي المحصلة صفر لذلك يبذل الرياضي جهدا معتدلا عند الجري من اجل التغلب على قوى الاحتكاك ومقاومة الهواء , اما عند الجري لصعود مرتفع فان الوزن ينقسم الى مركبتين A بالاتجاه الاسفل و B بالاتجاه المنحدر اي عكس اتجاه الحركة( قوة معيقة) لذلك يجب على الرياضي ان يبذل مجهود اكبر للتغلب على مركبة الوزن B , اما عند الجري نحو الاسفل فايضا ينقسم الوزن الى مركبتين A بالاتجاه الاسفل , B باتجاه المنحدر اي مع اتجاه الحركة ( قوة مساعدة) فتزيد من سرعة الرياضى وبمجهود اقل وفي كل الحالات الوزن لايتغير.

هل يتغير الوزن اثناء الحركة العمودية او الافقية؟
اثناء الحركة الافقية لايتغير وزن الجسم مهما كان تعجيله او سرعته وقد يتبادر الى اذهانا السؤال التالي : لماذا تنقلب السيارة التي تسير بسرعة عالية بسهول , فهل السبب يعود الى ان السيارة اصبح وزنها اخف ؟
الجواب كلا , اما سبب سهولة انقلاب السيارة التي تسير بسرعة عالية هو شكلها حيث ان شكل السيارة يكون مثل جناح الطائرة محدب من الأعلى أكثر من الأسفل
لذلك كلما زادت سرعتها كلما كانت سرعة الهواء الذي يسير من اعلاها أسرع من الهواء الذي يسير من اسفلها وبالتالي سيكون ضغط الهواء ألذي في الأسفل اقل من ضغط الهواء في الاعلى ,وحسب ( مبدأ برنولي ) ستتولد قوة تنتقل من منطقة الضغط المرتفع الى منطقة الضغط المنخفض وتعمل على رفع السيارة ألى الأعلى كما يحدث في ( جناح الطائرة ) لذلك تكون السيارات ذات السرعة العالية منخفضة من اجل تقليل ثأثير الهواء الذي يقوم برفع السيارة الى الاعلى .
اما في الحركة العمودية فان الجسم اثناء السقوط الحر تزداد سرعته في كل ثانية 9.81م/ثا الى ان يصل الى منتهى السرعة اي يتساوى وزن الجسم مع مقاومة الهواء له ويبقى بهذه السرعة الى ان يصل الى الارض وهذا يؤدي الى زيادة وزنه , وعلى العكس فان الجسم اثناء الحركة الى الاعلى يقل وزنه كلما ابتعد عن مركز الارض بسبب انخفاض الجذب الارضي حيث ان وزن الجسم يختلف من مكان الى آخر لانه يتعلق بمقدار التعجيل الارضي ومدى ارتفاعه على مستوى سطح البحر , فعندما يكون الجسم على خط الاستواء فان التعجيل الارضي يكون منخفض بسبب ارتفاعه على مستوى سطح الارض حيث يبلغ 9.77 م/ثا2 , والعكس يحدث عندما يكون في القطبين حيث تبلغ الجاذبية في القطب 9.83 م/ثا2 .

المصادر:
مؤيد محمد امين؛ مدخل الى البايوميكانيك الرياضي , كتاب منشور في دار النشر NOOR PUBLISHING) ), 2019م.

[الكاتب]

المشاركات