الحد الأقصى للتسارع الذي يتحمله الانسان دون أن يفقد وعيه - العلم نور

عاجل

{ وَقُلْ رَبِّ زِدْنِي عِلْمًا }

الأحد، 11 أغسطس 2019

الحد الأقصى للتسارع الذي يتحمله الانسان دون أن يفقد وعيه


الحد الأقصى للتسارع الذي يتحمله الانسان دون أن يفقد وعيه


الحد الأقصى للتسارع الذي يتحمله الانسان دون أن يفقد وعيه
الحد الأقصى للتسارع الذي يتحمله الانسان دون أن يفقد وعيه


مفهوم التسارع

التسارع أو العجلة هو مصطلح فيزيائي يرمز إلى معدل الزيادة أو النقص في السرعة المتجهة لجسم متحرك. ودائماً يُرمز للتسارع بالرمز a إلا إذا كان الجسم يتحرك صعوداً وهبوطاً تحت تأثير الجاذبية الأرضية، فعندها يأخذ التسارع الرمز g وهو المعروف بعجلة الجاذبية الأرضية. يتم التعبير عن التسارع بوحدة متر لكل ثانية مربعة، وتلك الوحدة ناتجة عن حاصل قسمة السرعة المتجهة للجسم على الزمن الذي استغرقه خلال الحركة.
يمثل التسارع أحد العوامل التي تعتمد عليها القوة، حيث يظهر ذلك جلياًّ في قانون نيوتن الثاني، والذي ينص على أنَّ: "محصلة القوى المؤثرة على الجسم تساوي معدل تسارع الجسم مضروباً في كتلته"، وبالتالي فإن القوة التي تؤثر على الجسم هي التي تسبب تسارعه كما يتضح من صيغة القانون: محصلة القوة = الكتلة × التسارع، ويكون اتجاه التسارع في نفس اتجاه تأثير محصلة القوة على الجسم، فمثلا قوة المحرك في السيارة هي التي تُؤدي إلى تسارع حركتها.

التسارع وجسم الانسان


تخيل أنك تسقط من السماء تحت تأثير الجاذبية الأرضية بتسارع قيمته تعادل ضعف قيمة عجلة الجاذبية الأرضية (g)، إذا قمت بالتعويض عن قيمة هذا التسارع في القانون الثاني لنيوتن سوف تجد أن وزنك أيضاً زادت قيمته للضعف! هذا الأمر يفسر بدقة المعاناة التي يتعرض لها رواد الفضاء أثناء الصعود في الصاروخ الفضائي من الأرض، والذي يصل تسارعه إلى ما يقارب ستة أضعاف عجلة الجاذبية الأرضية (6g).

يختلف تأثر الانسان بالتسارع على حسب قيمة التسارع الذي يتعرض له، وبالتالي تختلف الأعراض تبعاً لتلك القيمة. فيما يلي بعض الأعراض التي يتعرض لها الانسان أثناء خضوع جسمه لتسارع معين:
§       تعادل قيمة عجلة الجاذبية الأرضية g (التسارع) تقريباً 9,8 متر لكل ثانية مربعة، وبالتالي فإن تعرض الانسان لتسارع قيمته 19,6 متر لكل ثانية مربعة أي ضعف قيمة التسارع الطبيعية (2g)؛ يزداد وزنه للضعف.
§       إذا تعرض الانسان لتسارع مقداره 3g؛ يحدث اختلال في النظر وذلك نتيجة لقلة سريان الدم بداخل الدماغ.
§       تخيل أن تسارع جسمك وصل إلى 6 أضعاف قيمة التسارع الطبيعي ليصبح 6g، كرائد الفضاء مثلا عند هبوطه إلى الأرض، في تلك الحالة يصبح وزنك نصف طن تقريباً، كما أنك معرض لفقدان الوعي خلال 15 ثانية في حالة تعرض جسدك إلى تسارع مقداره من g5 إلى 6g.
§       إذا تعرض الانسان إلى تسارع مقداره 8g؛ فإن جسده يتعرض لكسور في العظام، ذلك بالإضافة إلى فقدان الوعي بعد ثواني معدودة.
§       إذا تعرض الانسان إلى تسارع مقداره 10g؛ يتعرض الشخص للإغماء في وقت وجيز لا يتعدى الثانية الواحدة.
§       إذا تعرض الانسان لتسارع مقداره 14g؛ فإنه لا يستطيع الصمود، ويتعرض جسده لإصابات خطيرة جداً تؤدي به إلى الموت.

الحد الأقصى للتسارع الذي يتحمله الانسان دون أن يفقد وعيه

لقد اتضح من الأعراض التي تمت مناقشتها في الفقرة السابقة، والتي تبين الأعراض المختلفة التي يتعرض لها الانسان تبعاً لمقدار التسارع الذي يتعرض له، أنَّ أقصى تسارع يستطيع الانسان الطبيعي أن يتحمله دون أن يفقد وعيه هو 6g أي ما يعادل ستة أضعاف قيمة التسارع الطبيعي.

وقد توصل العلماء من خلال اجراء الدراسات المتعددة إلى أنَّ الانسان يحتاج إلى التحليق نحو 42 سنة بهذا التسارع؛ حتى يتمكن من الوصول إلى أقرب نجم إلى الأرض، وهذا الأمر مستحيل حدوثه عملياً. لقد تم تصميم ملابس خاصة بمقاتلي المناورات الجوية، والتي تساعد في عدم تسرب الدم من الدماغ وبالتالي عدم التعرض لفقدان الوعي أثناء المناورات الحربية.




وختاما نتمنى أن يكون الموضوع نال إعجابكم ونهلتم منه الفائدة المرجوة... بالتوفيق للجميع... ^_^




ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق