الهندسة و الطبيعة | قانون الموج السري

إزاي الموج بيتكسر قبل ما يوصل للشاطئ؟

الموضوع ملوش علاقة بالرومانسية خالص دي هندسة

كلنا شوفنا قبل كده موجة جاية من بعيد، شكلها ناعم ورايق بس أول ما تقرب من الشاطئ، تلاقيها فجأة بترتفع، تنقلب، وتتكسر بشكل واضح.

سألت نفسك ساعتها ايه الي بيحصل؟

تعال نفهم الحوار ده بعين مهندس:

---

الموج طاقة ماشية وسط الميّة

الموجة مش عبارة عن ميّة ماشية لقدّام لأ

هي عبارة عن طاقة بتمشي خلال الميّة، وجزيئات الميّة نفسها بتتحرك في دايرة صغيرة فوق وتحت، لكن مكانها تقريبًا ثابت.

زي ما الصوت بينتقل في الهوا، الموج بينتقل في البحر.

---

كل ما العمق يقل ← السرعة تقل ← الارتفاع يزيد

كل ما الموجة تقرب من الشاطئ، العمق بيقل، والموجة تدخل مياه ضحلة.

فيه قانون فيزيائي بيقول:

سرعة الموجة تتناسب مع الجذر التربيعي للعمق

يعني المياه الضحلة = موج أبطأ

بس الطاقة لسه محفوظة فبتتعوّض في صورة ارتفاع

وده سبب إن الموجة تبتدي تعلى

---

مؤخرة الموجة أسرع من مقدمتها = انقلاب

الجزء الخلفي من الموجة بيكون لسه في مياه أعمق، فبيتحرك أسرع

الجزء الأمامي دخل على الضحل وبقى أبطأ

فالمؤخرة تزق في المقدمة

فتلاقي الموجة بتتقوّس وتنقلب لحد ما تتكسر

نفس اللي بيحصل لما عربيتك تفرمل فجأة تحس ان مؤخرة العربية بتطلع لفوق والمقدمة بتنزل لتحت

---

الانهيار: Breaker Instability

الموجة أول ما توصل لزاوية ميل حرجة، الجاذبية بتكسب، ومفيش أي قوى تقدر توازن الشكل ده

فتنهار وتتقلب وتنزل على الشط

الموضوع شبه اللي بيحصل في الأعمدة الطويلة لما يحصلها انهيار جانبي، أو جناح الطيارة لما يفقد الرفع ويعمل stall

---

الهندسة ورا الكاسر الطبيعي ده

الشكل ده بيساعد في تفريغ الطاقة قبل ما توصل للشط علشان كده في تصميم الكاسرات الصناعية (breakwaters)

 بنقلد نفس الديناميكية وحتى في تصميم بعض أجزاء السيارات، بنطبق نفس فكرة "نقل الزخم والطاقة تدريجيًا"

---

تصميم المباني المقاومة للزلازل

اللي بيحصل ده مش بس طبيعي  ده كمان مصدر إلهام

الطبيعة علمتنا إن نقل الزخم والطاقة تدريجيًا هو وسيلة دفاع فعالة ضد الانهيار، وده اتنقل بشكل مباشر لهندسة المباني:

 في الزلازل، اللي بيهدد المبنى مش القوة في حد ذاتها، لكن الزخم المفاجئ.

عشان كده بيستخدموا أنظمة تخفيف اهتزازات (seismic dampers) وأساسات مرنة بتمتص الطاقة زي ما الشط بيمتص الموجة.

المبدأ واحد:

مينفعش تواجه القوة مرة واحدة لازم تكسرها على مراحل

---

الخلاصة :

•   الطاقة محفوظة، لكن شكلها بيتغير حسب العمق
•   فرق السرعات = زخم غير متوازن = انقلاب
•   الموجة لما متقدرش توازن نفسها، تنهار زي أي نظام مادي

---

ممكن تشوف البحر منظر مريح، بس اللي بيحصل جواه مع كل موجة هو محاضرة ديناميكا كاملة 

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