تاريخ الفيزياء
علماء الفيزياء
الفيزياء الكلاسيكية
الميكانيك
الديناميكا الحرارية
الكهربائية والمغناطيسية
الكهربائية
المغناطيسية
الكهرومغناطيسية
علم البصريات
تاريخ علم البصريات
الضوء
مواضيع عامة في علم البصريات
الصوت
الفيزياء الحديثة
النظرية النسبية
النظرية النسبية الخاصة
النظرية النسبية العامة
مواضيع عامة في النظرية النسبية
ميكانيكا الكم
الفيزياء الذرية
الفيزياء الجزيئية
الفيزياء النووية
مواضيع عامة في الفيزياء النووية
النشاط الاشعاعي
فيزياء الحالة الصلبة
الموصلات
أشباه الموصلات
العوازل
مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة
فيزياء الجوامد
الليزر
أنواع الليزر
بعض تطبيقات الليزر
مواضيع عامة في الليزر
علم الفلك
تاريخ وعلماء علم الفلك
الثقوب السوداء
المجموعة الشمسية
الشمس
كوكب عطارد
كوكب الزهرة
كوكب الأرض
كوكب المريخ
كوكب المشتري
كوكب زحل
كوكب أورانوس
كوكب نبتون
كوكب بلوتو
القمر
كواكب ومواضيع اخرى
مواضيع عامة في علم الفلك
النجوم
البلازما
الألكترونيات
خواص المادة
الطاقة البديلة
الطاقة الشمسية
مواضيع عامة في الطاقة البديلة
المد والجزر
فيزياء الجسيمات
الفيزياء والعلوم الأخرى
الفيزياء الكيميائية
الفيزياء الرياضية
الفيزياء الحيوية
الفيزياء العامة
مواضيع عامة في الفيزياء
تجارب فيزيائية
مصطلحات وتعاريف فيزيائية
وحدات القياس الفيزيائية
طرائف الفيزياء
مواضيع اخرى
القفز العالي والقفز الطويل (تحليل فيزيائي لحركات القفز العالي والطويل: تطبيقات الميكانيكا في الرياضة)
المؤلف:
جيرل ووكر
المصدر:
سيرك الفيزياء الطائر
الجزء والصفحة:
ص63
2025-07-10
36
قد يُحاول المستجد في مُمارسة رياضة القفز العالي أن يثب فوق العارضة الأفقية من خلال إلقاء ساق من فوق العارضة ثم سحب الأخرى فوقها، في حين ينثني إلى الأمام عند الخصر. وثمة قفزة أنجح هي( قفزة الامتطاء)، وفيها يقلب المرء جسده فوق العارضة ليكون وجهه لأسفل وطول جسده موازيا للعارضة. عندما فاز ديك فوسبري بمسابقة القفز العالي في دورة الألعاب الأولمبية لعام 1968 في مكسيكو سيتي ابتكر ما بدا وكأنها طريقة غريبة للقفز هذا الأسلوب يُعرف الآن باسم ( قفزة فوسبري) ويستخدمه ممارسو رياضة القفز العالي على نطاق عالمي تقريبا. ولتنفيذ هذه القفزة، يركض المتسابق بسرعة محسوبة مُتجها إلى العارضة ثم يلتف في اللحظة الأخيرة، ليمر بظهره من فوقها ووجهه لأعلى ما ميزة الاستعانة بمثل هذا الأسلوب في القفز؟ لماذا يكون الاقتراب من العارضة الأفقية بسرعة محسوبة؟ من المؤكد أنَّ الاستعانة بسرعة أكبر قد يمنح اللاعب الرياضي طاقة أكبر ليقفز مسافة أعلى. أقيمت واحدة من أكثر الفعاليات إثارة للذهول في تاريخ مسابقات ألعاب القوى في دورة الألعاب الأولمبية بمدينة مكسيكو سيتي؛ ففي منتصف ظهيرة يوم الثامن عشر من شهر أكتوبر، استعد بوب بيمون للمحاولة الأولى من أصل ثلاث محاولات مسموح بها في رياضة القفز الطويل بقياس خطواته على طول منطقة ركضة الاقتراب ثُمَّ استدار وركض عائدًا مسافة المنطقة كلها، ووصل إلى منصة الانطلاق، ثم حلق في الهواء. كانت القفزة طويلة للغاية لدرجة أن جهاز الرصد البصري المستخدم لقياس طول القفزات لم يستطع رصد القفزة وتعين إحضار شريط قياس. قال أحد الحكام لبيمون الذي جلس في حالة ذهول على جانب المضمار (مذهلة مذهلة.) كانت قفزة مدهشة لمسافة 8,90 أمتار، وضرب بها الرقم القياسي السابق الذي سجل مسافة 8,10 أمتار (بفارق قدمين تقريبا). بالتأكيد، ما ساعد بيمون هو اتِّجاه الرياح الآتية من خلفه؛ لأنها كانت قد وصلت إلى الحد الأعلى المسموح به بواقع 2٫0 متر في الثانية. هل استفاد من ارتفاعات وانخفاضات مدينة مكسيكو سيتي، بمعنى هل كانت أمور مثل كثافة الهواء وقوة الجاذبية هي السبب في قفزته المدهشة؟
تُقاس مسافة القفز الطويل من موضع غرس كعب حذاء الشخص الواثب في الرمال؛ وذلك عند نزوله على الأرض، ما لم تنزل مُؤخِّرته وتطمس آثار الكعب. فإذا مسحت هذه الآثار، تُحسب مسافة القفزة من عند حافة الحفرة التي تركتها المؤخّرة على الرمال. ولذا، من المهم أن تهبط أثناء القفز الطويل بالاتجاه المناسب.
عندما ينطلق لاعب القفز الطويل من الموضع الأخير للقدم على منصة الانطلاق، يكون الجذع في وضع عمودي تقريبًا، وتكون ساق الانطلاق وراء الجذع، والأخرى تمتد إلى الأمام. وعندما يهبط اللاعب على الأرض، ينبغي أن تتحرك الساقان معا وتمتدَّان إلى الأمام بزاوية لكي يترك كعب الحذاء أثره على الرمال لأكبر مسافة دون أن يُتيح للمؤخّرة أن تطمس ذلك الأثر. كيف يستطيع اللاعب أن ينتقل من اتجاه الانطلاق إلى اتجاه الهبوط في أثناء رحلة القفز؟ وفي القفز الطويل دون ركض بالألعاب الأولمبية القديمة، لماذا كان بعض الرياضيين يقفزون ممسكين بأيديهم «أثقالا» وصلت كتلتها إلى عدة كيلوجرامات؟
الجواب: الارتفاع الذي يُسجِّل في القفز العالي هو ارتفاع العارضة الأفقية، وليس أقصى ارتفاع لرأس اللاعب أو أي جزء من جسده لنفترض أنه في أثناء القفزة، يستطيع اللاعب الرياضي أن يرفع مركز الكتلة إلى الارتفاع «ط». فإذا وثب اللاعب فوق العارضة مستخدمًا قفزة ،الحاجز، لا بد أن تكون العارضة أدنى من الارتفاع «ط» بمقدار كبير إذا كان من الضروري ألا يلمسها الجسد؛ ومِن ثَمَّ لا يكون ارتفاع القفزة كبيرًا جدًّا (شكل 1-13 أ). وفي قفزة الامتطاء، يكون الجسد في وضعية أفقية وقد يمر فوق العارضة مع اقتراب العارضة كثيرًا من مركز النقل، ومن ثَمَّ من الممكن أن تكون العارضة أعلى (شكل 13-1ب). وفي قفزة فوسبري انحناء الجسد حول العارضة يخفض مركز الكتلة حتى نقطة أدنى من الجسد، ويستطيع اللاعب أن يمر فوق العارضة على ارتفاع أكبر مما يُحققه بقفزة امتطاء( شكل 1-13جـ). والالتفاف في اللحظة الأخيرة والقفز إلى الخلف هو ما يُعطي انطلاقة أقوى في قفزة فوسبري.
تكون ركضة الاقتراب بطيئة مقارنة مثلا بالعذو القصير؛ لأن مفتاح الفوز يتمثل في تنفيذ خال من الأخطاء ومن ثم يكون اختيار التوقيت المناسب ضروريا. وعند نهاية ركضة الاقتراب، يغرس اللاعب قدم الانطلاق في موضعٍ مُتقدِّم على مركز كتلة الجسم، وبينما تنثني الساق المتقدمة . يدور الجسد حول تلك القدم. يُتيح هذا التصرف تخزين بعض من الطاقة الحركية للركض في الساق المثنية. وبينما تضغط ساق اللاعب على الأرضية، فإنها تدفع اللاعب إلى أعلى، لتنقل بذلك بعضًا من الطاقة المختزنة، وكذلك طاقة إضافية مكتسبة من المجهود العضلي إلى انطلاقة القافز.
شکل 1-13 بند 1-38 (أ) قفزة الحاجز. (ب) قفزة الامتطاء (جـ) قفزة فوسبري.
لم يساعد الموقع الجغرافي والرياح بيمون في قفزته الطويلة إلا بقدر ضئيل. فمدينة مكسيكو سيتي تقع على ارتفاع 2300 متر فوق سطح البحر، وهو ارتفاع أعلى بكثير من عدة أماكن أُقيمت بها الألعاب الأولمبية والارتفاع الشاهق يعني أنَّ كثافة الهواء كانت ضئيلة؛ ومن ثم كانت مقاومة الهواء المعيقة للقفزة أقلَّ ممَّا لو كانت القفزة في موقع ذي ارتفاع أقل. كما أن الارتفاع الشاهق يعني أنَّ تَسارع الجاذبية كان أقل ومِن ثَمَّ كانت قوة الجاذبية، التي اعترضت انطلاق بيمون وجذبته في النهاية إلى الأرض، ضئيلة. كما انخفضت درجة التسارع والقوة أكثر بسبب تأثير قوة الطرد المركزي الفعّالة» على بيمون بسبب دوران الكرة الأرضية. وتكون تلك القوة الفعّالة أكبر على الارتفاعات الأقل؛ لأن مثل تلك الأماكن تتحرك أسرع أثناء الدوران.
وعلى الرغم من ذلك، كل هذه العوامل لم تلعب سوى دور صغير في القفزة. إذن، ما الذي جعل بيمون يقفز كلَّ هذه المسافة ؟ السبب الأساسي هو أنه اصطدم بمنصة الانطلاق أثناء الركض سريعًا مُعظم لاعبي رياضة القفز الطويل يقتربون ببطء أكثر ليتجنبوا أن تتعدى خطوتُهم الأخيرة منصّة الانطلاق، الأمر الذي قد يؤدي لعدم احتساب القفزة. كما أنهم يرغبون في تجنب الانطلاق من أمام المنصة وفقد الدعم القوي الذي تمنحه المنصة أثناء الانطلاق وكذلك خسارة مسافة من مسافة القفزة؛ حيث إن القفزة تُحسب بدءًا من المنصة. ونظرًا لأن طول المنصة 20 سنتيمترًا فقط، لا بدَّ أن تكون الخطوة الأخيرة محسوبة.
وفيما يبدو فقد قرر بيمون، الذي اشتهر بالقفزات غير المحتسبة، أن يُغامر بمحاولته الأولى وركض إلى المنصة، وتجنّبت خطوته الأخيرة بالكاد تخطي المنصة، ولو أنه تخطى المنصة، لكان من الأرجح أن يُنفّذ القفزتين التاليتين بإبداء اهتمام أكبر للمنصة ولإبطاء السرعة.
على مدار ثلاثة وعشرين عاما تالية لم يقفز أحد المسافة تُعادل المسافة التي قفزها بيمون، وحتى بيمون نفسه لم يفعلها ثانية ثم أخيرًا، وفي بطولة العالم لألعاب القوى قفز مايك باول مسافة 8,95 أمتار؛ أي لمسافة أبعد ببوصتين من بيمون. نفذ باول هذه القفزة في طوكيو بدون الاستفادة من الارتفاع العالي للمدينة مع هبوب رياح خفيفة من خلفه بسرعة 0.3 متر في الثانية. وأثبت باول على نحو مذهل أن تأثيرات الارتفاع والرياح هي أمور ثانوية مُقارنةً بالقُدرة الرياضية.
ولفهم تبديل اتجاه القفزة الطويلة أثناء الانطلاق تخيَّل أنَّ القفزة ناحية اليمين من منظور رؤيتك. في أثناء الانطلاق من المنصة، تتسبب القوة الصادرة عن الساق المتقدمة من المنصة في دوران الجسد في اتجاه عقارب الساعة؛ وهو ما يُفضي إلى جعل جذع الجسد يتحرك إلى الأمام والساق المتقدمة تتحرّك إلى الخلف. تزداد هذه النزعة للدوران في اتجاه عقارب الساعة عندما تتقدم الساق المتأخّرة استعدادًا للنزول على الأرض؛ والسبب في ذلك أن القافز يكون بعيدًا عن الأرض، ولذا يجب أن يظلَّ الزخم الزاوي لجسده ثابتا. هكذا، حين تلتف الساق المتأخرة في عكس اتجاه عقارب الساعة لتتقدم إلى الأمام، يميل باقي الجسد إلى الدوران في اتجاه عقارب الساعة.
ومن أجل تقليل الدوران في اتجاه عقارب الساعة، بحيث يكون القافز في الاتجاه الصحيح للنزول على الأرض، يتأرجح الذراعان بسرعة في اتجاه عقارب الساعة حول الكتفين. بالإضافة إلى ذلك، ربما تواصل الساقان التحرُّك كحركتهما في الركض، مع مد الساق إلى الخلف عند دورانها مع اتجاه عقارب الساعة وسحبها إلى الأمام عند دورانها في عكس اتجاه عقارب الساعة (لا) تؤثر أي من هذه الحركات على مسافة القفزة، ولكن تُؤثر على اتجاه الجسد. وعادةً ما يفشل القافزون المستجدون في أرجحة الذراعين بالقدر الكافي، أو ما هو أسوأ من ذلك، يؤرجحون ذراعًا واحدةً أو كلتا الذراعين في الاتجاه الخطأ. لا يكون الجذع والذراعان في أفضل اتجاه، وتكون القفزة قصيرة لأن آثار الكعب تكون قريبة أو لأن المؤخرة طمسَتْ آثار الكعب.
وقد تزيد الأثقال، التي استخدمها لاعبو رياضة القفز في الألعاب الأولمبية القديمة، من مسافة القفزة. وقد يُؤرجح اللاعب الأثقال في يديه إلى الأمام والخلف استعدادًا للقفز، ثم يُؤرجحها أثناء الجزء الأول من القفزة، وفي النهاية يؤرجحها إلى الخلف استعدادًا للنزول على الأرض. وعند الاستعانة بهذا الأسلوب على نحو صحيح، قد يُضيف هذا الأسلوب في القفز مسافة 10 سنتيمترات أو 20 سنتيمترا إلى طول القفزة لسببين؛ أولا: مع تحرُّك مركز الكتلة لمنظومة اللاعب والثَّقَل في الهواء، فإن الحركة الأخيرة إلى الخلف تغير اتجاه الأثقال إلى الخلف نسبة إلى مركز الثقل؛ ومِن ثَمَّ يتحرّك اللاعب إلى الأمام نسبة إلى مركز الثقل. ثانيا في أثناء الانطلاق أرجحة الأثقال إلى الأمام تزيد من قوة الاتجاه إلى أسفل الواقعة على نقطة الانطلاق مما يُعطي مِن ثَمَّ قوة انطلاق أكبر للاعب. (في الواقع، كان اللاعب يستعين بعضلات الكتفين والذراعين بالإضافة إلى عضلات الساق أثناء الانطلاق. وقد يزيد طول القفزة قليلا إذا ما قذف اللاعب الأثقال إلى الخلف في أثناء الجزء الأخير من الانطلاقة، مطلقًا الجسد إلى الأمام بفعالية. يهبط مركز كتلة منظومة اللاعب والنقل عند النقطة نفسها، إلَّا أنَّ اللاعب يكون متقدمًا قليلًا على تلك النقطة.
الاكثر قراءة في الميكانيك
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة

الآخبار الصحية
