الأحد، 3 أبريل 2016

مركز ثقل


مركز ثقل

في فرع الميكانيكا من الفيزياء يعرف مركز الثقل أو مركز الثقالة لجسم ما على أنه نقطة في هذا الجسم الذي يكون العزم مساوياً للصفر بالنسبة لها إذا وضعنا هذا الجسم في حقل قوى متوازي (مثل حقل الجاذبية في الغرفة). ويسمى في الرياضيات بالمرجح
  • يلعب مركز الثقل دورا أساسيا عند حمل الأثقال برافعة أو إلقاء ثقل بمظلة من طائرة.

حساب مركز الثقل[عدل]

تعرف مركز الثقل \vec r_s بأنه المتوسط الحسابي للمواقع المتجهة \vec r لجميع الكتل الجزئية للجسم dm :
\vec r_s = \frac{\int \vec r \ dm}{\int dm} = \frac{\int \vec r\, \rho(\vec r) \, dV}{\int \rho(\vec r)\, dV}
حيث
\rho(\vec r) الكثافة عند الموقع \vec r
dV وحدة أو عنصر الحجوم.
وتكون الكتلة الكلية للجسم في المقام من المعادلات.
وفي حالة جسم منتظم الكثافة يمكن أعتبار الكثافة \rho فينطبق مركزالثقل على مركز الثقل الهندسي. وفي كثير من الأحوال يمكن تسهيل الحساب باعتبار أن مركز الجسم الهندسي يقع دائما على محور التناظر للجسم. ويكون على سبيل المثال مركز الثقل للكرة في مركز الكرة الهندسي.
وفي حالة الأجسام المنفردة يمكن إجراء التكامل والحصول على الحجم الكلي عن طريق جمع المواقع المتجهة \vec r_i لجميع الكتل الجزئية للجسم \vec m_i ،
فنحصل على:
\vec r_s = \frac{1}{M}\sum_i \vec r_i \cdot m_i
حيث :
M مجموع الكتل الجزئية m_i للجسم:
\!\,M=\sum_i m_i
وقد يكون مركز الثقل خارج الجسم مثلما في حالة الحلقة أو الإطار. فيكون مركزالحلقة أو الإطار في المركز الهندسي.

تعيين مركز الثقل[عدل]

يقع مركز الثقل رأسيا تحت نقطة التعليق.
تعيين مركز الثقل بطريقة تقاطع خطي نقطتي التعليق.
يعين مركز ثقل جسم صلب عمليا بتعليقه من نقطة اختيارية على سطحه ونتركه حتى يثبت.بالتالي سيقع مركز الثقل على الخط الواصل من نقطة التعليق الساقط عموديا على الأرض(الخط الأزرق في الصورة إلى اليمين).
ونعيد تلك العملية باختيار نقطة أخرى لتعليق الجسم ونعين الخط الساقط عموديا على الأرض المبتدئ من نقطة التعليق. التقاطع بين الخطين المعينين يعطينا بالتقريب مركز الثقل. تزداد الدقة في تعيين مركز الثقل عند اختيار النقطة الثانية للتعليق بحيث تكون عمودية على نقطة التعليق الأولى. هذا بالنسبة لجسم مسطح ذو بعدين.
أما إذا كان الجسم الصلب ذو ثلاثة أبعاد فنحتاج لتعيين مركز الثقل تعليقه ثلاث مرات ، في كل مرة نختار نقطة تعليق عليه بحيث تكون عمودية (بالتقريب) على نقطتي التعليق الآخرتان (أي نقطة على الطول ونقطة على العرض ونقطة على الارتفاع).
طريقة سهلة أخرى لمعرفة مركز ثقل لوح من الخشب أو قضيب. نضع القضيب مثلا على إصبعي اليدين وبينهما مسافة بحيث يكون القضيب أفقيا ومتوازنا. نبدأ في تقريب الأصبعين من بعضهما مع المحافظة على توازن القضيب في وضعة الأفقي. نستمر في تقريب أصبعينا تحت القضيب حتى يلتقيا ، فتكون نقطة التقاء الإصبعين هي مركز ثقل القضيب.
مركز الثقل للطائرة center of gravity ومركز الرفع center of lift.

اقرأ أيضا[عدل]

  • أيقونة بوابة
في ليست هناك تعليقات:
التسميات: ,

Skater




Sports and leisure[edit]

Art and literature[edit]

Insect[edit]

  • Skater, Water skater or Pond skater, names for the Gerridae family of insects

Music[edit]

See also[edit]

في ليست هناك تعليقات:
التسميات: ,

المِزْلَجة (sled) أو الزلاجة (sledge) أو المزلقة (sleigh)



المِزْلَجة (sled) أو الزلاجة (sledge) أو المزلقة (sleigh) 
لمِزْلَجة (sled) أو الزلاجة (sledge) أو المزلقة (sleigh) هي مركبة برية ذات جانب سفلي أملس أو ذات هيكل منفصل مدعوم باثنين أو أكثر من نعال الزلاجات الطولية والضيقة نسبيًا والملساء التي تتحرك من خلال الانزلاق فوق سطح ما. وتُستخدم معظم المزلجات على الأسطح ذاتالاحتكاك المنخفض، مثل الثلج أو الجليد. وفي بعض الحالات، يمكن استخدام المزلجات على الوحل أو الحشائش أو حتى الصخور الملساء. ويمكن استخدامها في نقل المسافرين أو البضائع أو كليهما. وغالبًا ما تعكس ظلال المعنى التي تميز بين المصطلحات الثلاثة الاختلافات الإقليمية بناءً على الاستخدامات التاريخية والمناخ السائد.
في بريطانيا، تعد المصطلحات الثلاثة بشكل عام متشابهة للغاية من حيث المعنى، غير أن الزلاجة (sledge) عادةً ما تشير إلى مزلجة أصغر، وتُستخدم غالبًا في نقل البضائع، وهي زلاجة لا يمكنها عمومًا نقل أكثر من شخص أو اثنين مع كمية بضائع محدودة. ويمكن أن الكلاب أو غيرها من الحيوانات الأصغر حجمًا هذه الزلاجات، بالرغم من أنه غالبًا ما تتم الإشارة التباسًا إلى الزلاجة التي يسحبها كلب في الإنجليزية البريطانية باسم مزلجة كلاب (dog-sled). هذا بالإضافة إلى إمكانية الإشارة إلى المزلجة الترفيهية الصغيرة التي يجرها إنسان باسم sledge (زلاجة).[1] وتظل المزلقة(Sleigh) (والتي تُنطق "slay" (سلاي)) في الغالب مرادفًا لكلمة مزلجة (sled) بغض النظر عن قدرتها (وبالمثل في كندا).
وفي الاستخدام الأمريكي، لا يزال مصطلحالمزلجة (sled) هو المصطلح العام، ولكنه غالبًا ما يدل على وسيلة أصغر مخصصة للاستخدام الترفيهي. وتشير كلمة الزلاجة (Sledge) إلى مزلجة أثقل تُستخدم في نقل البضائع أو الأشياء كبيرة الحجم (مرادف "مركب الحجارة")، بينما تشير المزلقة(sleigh) عادةً إلى المركبة المتوسطة إلى كبيرة الحجم والتي تكون مفتوحة السقف غالبًا ومزودة بمقعد أو أكثر للمسافرين، وهي في الأساس بديل في المناخ البارد لـ عربة الجياد أو عربة النقل، والتي عادةً ما تجرها خيول أو (على الأقل في أسطورة بابا نويل أو عند الإشارة إلى إسكندنافيا) حيوانالرنة.
في أستراليا، حيث الثلج محدود، يحظى مصطلحا المزلقة والزلاجة بتفضيل متساوٍ في الحديث المحلي.[1]

أصل الكلمة[عدل]


جولة بمزلقة تجرها الخيول، باكينهام، مقاطعة أونتاريو، كندا
تأتي كلمة sled (مزلجة) من كلمة في الإنجليزية الوسطى وهي sledde، والتي تعود أصولها إلى كلمة في الهولندية القديمة وهي slee بمعنى "انزلاقي" أو "منزلق". والكلمة نفسها ذات أصول مشتركة مع كلمتي sleigh (المزلقة) وsledge (زلاجة).[2]

أنواع المزلجات[عدل]

مزلجات التزلج الترفيهي[عدل]


فتى على مزلجة ثلجية، عام 1945
توجد العديد من أنواع المزلجات الترفيهية شائعة الاستخدام والمُصممة للتزلج على التلال الثلجية (التزلج):[3]
  • توبوجان، مزلجة طويلة بدون نعال زلاجات، عادةً ما تكون مصنوعة من الخشب أو البلاستيك
  • مزلجة صحن الفنجان (saucer)، وهي عبارة عن مزلجة مستديرة ومقوسة مثل العدسات اللاصقة، وهي أيضًا بدون نعال زلاجات وتكون عادةً مصنوعة من البلاستيك أو المعدن
  • مزلجة النعال الفولاذ أو فلاير المرن (flexible flyer)، هي مزلجة خشبية قابلة للتوجيه ذات نعال معدنية رفيعة
  • مزلجة الدفع بالقدم (kicksled) أو المزودة بكرسي، وهي مزلجة يحركها الإنسان
  • المزلجة القابلة للنفخ أو الأنبوب، وهي عبارة عن غشاء بلاستيكي يتم ملؤه بالهواء للحصول على مزلجة خفيفة الوزن للغاية
  • المنزلق الإسفنجي، عبارة عن قطعة مسطحة من الإسفنج المعمّر مزودة بمقابض وجانب سفلي أملس

مزلجات التزلج التنافسي[عدل]

تُستخدم أنواع قليلة فقط من المزلجات في رياضة معينة:
توجد أنواع متعددة من المزلجات التي تجرها حيوانات، مثل الرنة أو الجياد أو البغال أو الثيران أو الكلاب.

مزلجات أخرى[عدل]


"مركب حجارة" يجرها حصان، مزلجة تُستخدم في منافسة الجر بالجياد، مهرجان الربيع، وولبروك، في نيوساوث ويلز
  • اللوحة الهوائية، مزلجة قابلة للنفخ تسع شخصًا واحدًا، تشبه الحوامة
  • الترويكا، مركبة تجرها ثلاثة خيول، عادةً ما تكون مزلجة، ولكنها قد تكون أيضًا عربة مزودة بعجلات
  • في بعض المناطق، تكون "المزلجة" [4] مصطلحًا عاميًا يُستخدم للإشارة إلى زلاقة الجليد الآلية (snowmobile)
  • في المناطق القطبية الشمالية، تم تعديل مزلجة كاموتيك الإنويت بشكل فريد للتنقل على جليد البحر
  • أهكيو أو بولكا، وهي مزلجة تقليدية مستخدمة في منطقة لابلاند، يجرها حيوان الرنة في الأصل؛ وقد أصبحت الآن أكثر شيوعًا كمزلجة يجرها الإنسان أو كزلاقة الجليد الآلية والمستخدمة غالبًا في الرحلات الاستكشافية في المناخ البارد بواسطة فرق الإنقاذ في الجبال ووحدات المناخ البارد العسكرية لنقل المعدات والمؤن والمسافرين
  • في منافسات الجر بالمقطورة والشاحنة، وهي ماكينة يتم جرها خلف المركبة وتستخدم قوة الاحتكاك لإيقاف المركبة.[5]

الاستخدامات التاريخية[عدل]

يُعتقد أن شعوب مصر القديمة استخدمت الزلاجات بصورة واسعة في تشييد الأماكن العامة، وخصوصًا في نقل المسلات الثقيلة.
وقد تم العثور على المزلجات والزلاجات أثناء التنقيب عن سفينة "الفايكنغ" الأوسبيرج. ولم تكن الزلاجات مفيدة في فصل الشتاء فقط، ولكن كان من الممكن جرها فوق الحقول المبتلة والطرق الموحلة وحتى الأرض الصلبة، وذلك إذا ساعدهم المرء من خلال تشحيم النصال بالزيت أو بدلاً من ذلك بلّها بالماء؛ وفي المناخ البارد، سيتجمد الماء ليتحول إلى جليد وستنزلق الزلاجات بسلاسة أكبر مع مجهود أقل في سحبها. هذا بالإضافة إلى أن الزلاجة كانت قيمتها عالية، لأنها - على عكس المركبات المزودة بعجلات - كانت معفية من الضرائب.
كانت الزلاجات التي يجرها الرجال هي وسيلة المواصلات التقليدية في الرحلات الاستكشافية البريطانية للمناطق القطبية الشمالية والأنتاركتيكا في القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين. بينما كان يستخدم مزلجات الكلاب معظم المستكشفين الآخرين، مثل روال أموندسن (Roald Amundsen). واليوم، يستخدم البعض الطائرات الورقية لسحب المزلجات الاستكشافية في مثل هذه الأحوال الجوية.

في ليست هناك تعليقات:
التسميات: ,
الاشتراك في: الرسائل (Atom)