የቴክኒካል ኮርስ ጥሩ የማዕዘን ችሎታን ይጠይቃል። ነገር ግን፣ በፊዚክስ መሰረት፣ መርከቧን ከመምታታችሁ በፊት ብስክሌታችሁን ምን ያህል ርቀት መስጠት ትችላላችሁ?
ሳይንቲስቶች የብስክሌት ሚዛኑን የጠበቀ ምን እንደሆነ ግራ እያጋቡ ነው። ብዙ ባለሙያዎች እነዚያ የሚሽከረከሩ መንኮራኩሮች ብስክሌቱ እንደ ጋይሮስኮፕ እንዲሠራ ያደርጉታል፣ ግን ያን ያህል ቀላል አይደለም። የኖቲንግሃም ዩኒቨርሲቲ መሐንዲሶች ቡድን የብስክሌት እንቅስቃሴን የሚነኩ 25 ልዩ ልዩ ተለዋዋጮችን ለይተው አውቀዋል፣ “ቀላል ማብራሪያ የሚቻል አይመስልም ምክንያቱም ዘንበል ያለ እና መሪው ጋይሮስኮፒክ ቅድመ-ቅደም ተከተል ፣ የጎን የመሬት ምላሽ ኃይሎችን ጨምሮ በውጤቶች ተጣምረው ነው ። በፊት ተሽከርካሪ፣ ከመሪው ዘንግ በኋላ ያለው የመሬት መገናኛ ነጥብ፣ የስበት ኃይል እና የማይነቃነቅ ምላሾች…'
የሚታወቀው ቢስክሌት በ14ኪሜ በሰአት (9ሚሊ) ፍጥነት እስከሆነ ድረስ ተሳፋሪ ከሌለ ቀጥ ብሎ ሊቆይ እንደሚችል ነው። ግን እንደገና፣ ሳይንቲስቶች ምክንያቱን ማብራራት አይችሉም።
ከዚያ ዳራ አንጻር፣ የታጠፈውን የተጨመረው መጠን ይጣሉት እና አስፋልቱን ከመምታታችሁ በፊት ወደ ጥግ ሲጠጉ ሊደግፉት የሚችሉትን አንግል ማስላት ውስብስብ ጉዳይ ነው። በትክክለኛው ሁኔታ 45° አንግሎችን ማየት ይቻላል፣ ግን እንዴት ነው ወደዛ ደረጃ የምንደርሰው?
'በብስክሌቱ እና በአሽከርካሪው ላይ የሚንቀሳቀሱ ሶስት እውነተኛ ሀይሎች እንዳሉ እናውቃለን' ስትል ሬት አለን፣ በብስክሌት አዋቂ እና በአሜሪካ በደቡብ ምስራቅ ሉዊዚያና ዩኒቨርሲቲ የፊዚክስ ተባባሪ ፕሮፌሰር።
'ብስክሌቱን እና አሽከርካሪውን የሚገፋው የስበት ኃይል አለ; ወደ ላይ የሚገፋው መንገድ አለ፣ እሱም "መደበኛ" ሃይል ብለን የምንጠራው፣ እና ብስክሌቱን ወደ ሚገባበት ክብ መንገድ መሃል የሚገፋው ግጭት አለ።'
የውሸት ኃይል
ሴንትሪፉጋል ኃይልም አለ።'ይህ ተጽዕኖ አለው ነገር ግን የውሸት ኃይል ነው' ይላል አለን. ብዙ የፊዚክስ ሊቃውንት ሴንትሪፉጋል ሃይል የለም እና በቀላሉ የመሀል ሃይል እጥረት ነው ብለው ይከራከራሉ - ወደ ውስጥ የሚጎትት ሃይል ብስክሌቱ በሳተላይት ላይ ወደ ውስጥ ከሚጎትት ስበት ጋር ተመሳሳይ በሆነ ክብ ውስጥ መንቀሳቀሱን ያረጋግጣል።
በቀመር F=mv2/r ይሰላል፣F የመሀል ሃይል (ኒውተን) ሲሆን m የብስክሌት እና ጋላቢ (ኪግ) ብዛት ነው፣ v ነው ፍጥነት (ሜ/ሰ) እና r የማዕዘን ራዲየስ በሜትር ነው።
'የማሽከርከር ፊዚክስ በጨረር ወደ ውስጥ በማፍጠን ወደ ሴንትሪፔታል ሃይል ዝቅ ብሏል ይላሉ በማሳቹሴትስ የቴክኖሎጂ ኢንስቲትዩት የምህንድስና ፕሮፌሰር ዴቪድ ዊልሰን።
'ኃይሉ ከጎማዎቹ መምጣት አለበት። የጎማው ምላሽ እና የጨረር ሃይል ውህደት ከተፈጠረው የብስክሌት እና ጋላቢ ኃይል ጋር እንዲስማማ ብስክሌቱ ዘንበል ማለት አለበት።’
እንዲሁም ምን ያህል ዘንበል ማድረግ እንደምትችል ቁልፉ የግጭት መጠን (coefficient of friction) ሲሆን ይህም በሁለት አካላት መካከል ያለው የግጭት ሃይል ሬሾ እና በእነሱ ላይ የሚተገበር ሃይል - በዚህ ሁኔታ ጎማ እና አስፋልት።
አብዛኛዎቹ የደረቁ እቃዎች በ0.3 እና 0.6 መካከል የግጭት እሴቶቻቸው ሲኖራቸው ላስቲክ ግን ከአስፋልት ጋር ሲገናኝ ከአንድ እስከ ሁለት ያለውን ምስል ያሳያል። መሬቶቹ አንጻራዊ በሆነ መልኩ ሲንቀሳቀሱ - እንደ ብስክሌት መንዳት - ይህ አሃዝ በትንሹ ይቀንሳል።
ብስክሌቱ ቀጥ ብሎ እንዲቆይ የጎን ኃይል (ሴንትሪፔታል) ከግጭት ጋር እኩል መሆን አለበት፣ እና ይህ አሃዝ በሚገርም ሁኔታ ትልቅ ሊሆን ይችላል። ለምሳሌ፣ አንድ 70 ኪሎ ግራም ፈረሰኛ በ10 ኪ.ግ ቢስክሌት በሰአት በ20 ማይል ከርቭ ዙሪያ 20m ራዲየስ ያለው 316 ኒውተን ሴንትሪፔታል ሃይል አጋጥሞታል።
ይህ ኃይል በጎማዎቹ መፈጠር አለበት፣ እና ኃይሉ ከሌለ፣ ብስክሌቱ እና አሽከርካሪው በቀላሉ በቀጥታ መስመር ይቀጥላሉ።
ሙሉ መጽሐፍን የሚሞሉ አንዳንድ አስደናቂ ትሪግኖሜትሪክ ስሌቶችን በመጠቀም የግጭት ቅንጅት ከከፍተኛው ዘንበል ባለ አንግል ታንጀንት ተግባር ጋር እኩል ነው።
'የግጭት መጠን ሲያልፍ መንኮራኩሩ ይንሸራተታል ሲሉ በአበርስትዋይዝ ዩኒቨርሲቲ የስፖርት ሳይንስ መምህር ማርኮ አርኬስቴይን። ‘ይህ ምናልባት በግጭት ሃይል መጨመር [ለምሳሌ በማእዘን በኩል መስመሩን በማጥበቅ ምክንያት] ወይም መደበኛ ሃይል በመቀነሱ [በመንገድ ላይ ባለው የመንፈስ ጭንቀት ምክንያት] ሊሆን ይችላል።'
የግጭት ብዛት እንዲሁ በገጽታ ለውጥ ምክንያት ሊለወጥ ይችላል። ለዚያም ነው በነጭ መስመር ላይ ጥግ ማድረግ አደገኛ ሊሆን የሚችለው. Arkesteijn 'ይህ በተለይ በእርጥብ ውስጥ እውነት ነው' ይላል. 'ቀለም ትንሽ ቀዳዳ ስላለው ውሃው እንዳይበታተን።'
የተሳፋሪ ክብደት
ጉዳዩን የበለጠ ለማወሳሰብ የአሽከርካሪው ክብደት ጉዳይ ነው። "ፊዚክስ ጥበበኛ የሆኑ ትናንሽ ወንዶች የበለጠ ዘንበል ማድረግ መቻል አለባቸው" ይላል አርኬስቲይን። 'እንዲሁም አብዛኛውን ጊዜ ይበልጥ ቀልጣፋ ናቸው፣ ይህም ይረዳል።'
አላይን ያን ያህል የተወሰነ አይደለም፣የሚጠቁመው የነጂ ክብደት ትንሽ 'ትንሽ' ቢሆንም፣ የበለጠ ጠቀሜታ የአሽከርካሪው-ፕላስ-ብስክሌት የጅምላ ማእከል ነው።
'በመጨረሻ፣ ይህ በጣም አስፈላጊው ነገር ነው፣' ይላል። ከባድ አሽከርካሪዎች ረጅም አሽከርካሪዎች ይሆናሉ፣ በተለይም በፕሮፔሎቶን ውስጥ፣ ይህም ማለት የፍሬም መጠኖቻቸው ትልቅ እና የጅምላ ማዕከላቸው ከፍ ያለ ነው። እንዲሁም የመንገድ ሁኔታዎችን ግምት ውስጥ ማስገባት አለብዎት. ገደቡ ላይ ከሆንክ በመንገዱ ላይ ያለ ግርግር ወደ መጎተት እና ውድቀት ሊያመራ ይችላል።
የዩናይትድ ኪንግደም መንገዶች አንዳንድ ጊዜ ከዋናው አውሮፓውያን የአጎት ልጆች የበለጠ ይጨነቃሉ ምክንያቱም ዝናብን ለመምጠጥ እና ተንሸራታች ቦታን ለመከላከል በጣም የተቦረቦረ ነው። ለዚያም ነው መንገዶቻችን ጠፍጣፋ ናቸው. ነገር ግን በውርጭ መጎዳት ምክንያት ብዙ ጊዜ የበለጠ ጨካኝ እና በከፋ ሁኔታ ላይ ናቸው፣ስለዚህ ለምን በፈረንሳይ ብስክሌት መንዳት እና መንዳት ሲደርቅ ፍጹም ደስታ የሚሆነው።
ከዚያ ሁሉ በኋላ ከፍተኛው ዘንበል ያለ አንግል ስንት ነው? ለሜካኒካል እና ኢንጂነሪንግ ፕሮፌሰር ጂም ፓፓዶፖሎስ፣ ወደ አንድ የመጨረሻ ምክንያት እስክትጥሉ ድረስ መመለስ አይቻልም - ዱካ።
ይህ ከመሪው ቱቦ ወደ መሬት የሚወርድ ምናባዊ መስመር ነው። ይህ ነጥብ ከመሬት ጋር ካለው የመንኮራኩሩ መገናኛ ነጥብ ፊት ለፊት ከሆነ, እንደ «አዎንታዊ» ተደርጎ ይቆጠራል እና የበለጠ የተረጋጋ ነው. ከኋላ እና ብስክሌቱ ወደ ላይ የመውረድ ዕድሉ ሰፊ ነው። መሄጃው በተደገፉ ቁጥር ይቀንሳል።
'ሳይክል ነጂዎች በአዎንታዊው የዱካ ክልል ውስጥ የመቆየት አዝማሚያ አላቸው እና ከ 45° ዘንበል አይበልጡም ሲል ተናግሯል። 'ብዙውን ጊዜ ያነሰ ነው, ምንም እንኳን መዞሪያው ከ 5 ሜትር ራዲየስ ሲበልጥ, 45 ° ሊደርሱ ይችላሉ. ዱካው ትንሽ ችግር ስለሚፈጥር ነው - ከዚያ ወደ ጉተታ ጉዳይ እንመለሳለን።'
ስለዚህ 45° የሚቻለው በፈጣን፣ ሰፊ፣ በደንብ በተሸፈነ መታጠፊያ ላይ ነው፣ነገር ግን ብዙ ተለዋዋጮች ሲጫወቱ፣ በሚያሳዝን ሁኔታ፣ ምንም ትክክለኛ መልስ የለም። ምን ያህል ማዘንበል እንደሚችሉ የሙከራ ጉዳይ እና (በጣም የሚያም እንዳልሆነ ተስፋ እናደርጋለን) ስህተት።
