الهندسة و الطبيعة | الفهد بعيون مهندس


ليه الفهد ما بيقعش وهو بيجري بسرعات خرافية؟ تعالَ نفهمها هندسيًا!

الفهد معروف إنه أسرع حيوان بري على وجه الأرض، وسرعته ممكن توصل لـ 100 كم/س في ثواني!
بس السؤال المهم: إزاي بيجري بالسرعة دي ويغير اتجاهه كذا مرة من غير ما يتزحلق أو يقع؟
السر مش في السرعة… السر الحقيقي في التحكم والتوازن.

تعالَ نبص على شوية أسباب هتخليك تبص للفهد على إنه درس عملي في الهندسة الميكانيكية.


1. الذيل مش منظر… ده مولّد عزم دوران

لما الفهد بيغير اتجاهه فجأة، الذيل بيلف في الاتجاه العكسي.
ليه؟ علشان يولّد عزم دوران مضاد يساعد جسمه يفضل ثابت ومتوازن.

ببساطة، الذيل بيشتغل كإنه “دفّة” بتساعده يتحكم في اتجاهه وهو بيجري بسرعات مرعبة.


2. مركز الكتلة واطي = توازن أعلى

جسم الفهد مصمَّم بحيث إن مركز كتلته قريب من الأرض.
وده بيخليه أكتر اتزان، وأقل عرضة للانقلاب أو الزحلقة، خصوصًا في التوقفات المفاجئة أو المناورات الحادة.

نفس الفكرة بيستخدموها في عربيات السباق: يقللوا مركز الثقل علشان العربية تمسك الأرض كويس في المنعطفات.


3. خطوات محسوبة ورد فعل أرضي ذكي

كل خطوة الفهد بيعملها، زاويتها واتجاهها محسوبين.
وده بيخلي قوة رد الفعل اللي جاية من الأرض تشتغل لصالحه مش ضده.

هو كده بيطبق قانون نيوتن التاني من غير ما ياخد باله:

القوة = الكتلة × العجلة

يعني بيستغل كل حركة بأقصى طاقة من غير ما يضيعها في احتكاك أو توازن مفقود.


4. عموده الفقري مرن = نظام امتصاص وتخزين طاقة طبيعي

عمود الفهد الفقري مش جامد، لأ… ده مرن وبيتحرك مع كل دفعة.

بيشتغل كأنه نابض (spring): يخزن طاقة وهو بيضغط، وبعدين يفرجها لما يفرد جسمه تاني.

ده نفس فكرة أنظمة استرجاع الطاقة اللي بنشوفها في العربيات الهايبرد زي KERS أو ERS.


5. استجابة لحظية لأي خلل في التوازن

لو حصل أي تغيير مفاجئ في وضعه أو اتزانه، الفهد عنده قدرة لحظية على تعديل الوضع.
السر في قانون الدفع والزخم:

الدفع = التغير في الزخم = القوة × الزمن

بمعنى تاني، بيعدّل حركته في أجزاء من الثانية، وكأنه عنده ESP زي العربيات الحديثة.


ومش بس كده… ده البشر بيقلدوه!

النهارده، في شركات زي McLaren بتصمّم عربياتها بناءً على ديناميكية الفهد.
عربيات زي McLaren P1 بتاخد من الفهد حاجات زي:

  •  شكل الجسم الإنسيابي
  •  مركز الجاذبية الواطي
  •  استغلال الطاقة بكفاءة
  •  استجابة سريعة للحركة


الخلاصة

الفهد مش مجرد حيوان سريع… ده تحفة هندسية ماشية على أربع.

قدرته على المناورة والتوازن مع السرعة العالية، بتخلي الناس اللي بتفهم في الميكانيكا يقفوا يسقفوا.

الطبيعة بتدينا دروس… وإحنا بدأنا نتعلم منها.

عشان يصلك كل جديد و تكون متابع كل مقالات السلسلة أول بأول تابعونا من خلال مواقعنا:

اشترك في القناة عشان تستفاد من المحتوى اللي بنقدمه من خلال اللينك ده : اشترك بالقناة Subscribe
دور على تخصصك و انضم لجروب الواتس من خلال اللينك ده :  اضغط هنا للإنضمام
دور على تخصصك و تابع بيدج الفيس من خلال اللينك :   اضغط هنا للمتابعة



Post a Comment

Previous Post Next Post

Contact Form