أهميّة المقذوفات في حياتنا
ما هي المقذوفات
عندما يتحرك جسم أو أداة في الهواء، يُطلق عليه مصطلح “مقذوف”، وللمقذوفات أمثلة كثيرة في حياتنا اليومية، مثل صواريخ الفضاء وكرات الجولف والبيسبول .
استخدامات المقذوفات
المجالات العسكرية
تشمل المقذووفات في هذا المجال الصواريخ والقذائف، وهي معروفة على نطاق واسع في الحياة الحديثة، ويجب على الجندي قبل إطلاق أي قذيفة معرفة السرعة المناسبة وزاوية إطلاق القذيفة حتى يتمكن من الوصول إلى الهدف الصحيح .
المجاعات
عند إلقاء الحزم الغذائية، يجب معرفة المسافة والسرعة للتأكد من وصولها إلى المكان المطلوب .
إطفاء الحرائق
يجب معرفة الزاوية التي سيتم من خلالها رش الماء حتى يتمكنوا من رش الحريق بشكل مباشر.
بناء النوافير
يجب على المهندسين معرفة ارتفاع الماء وزاوية القذف وقوة تدفق الماء، حتى لا يتجاوز محيط الحوض.
الثورات البركانية
يتم الكشف عن مكان خروج الحمم البركانية قبل خروجها، ويقذف البركان ثلاثة أنواع رئيسية من القذائف وهي:
- تشير المقذوفات السائلة إلى المادة المنصهرة الموجودة في باطن الأرض والتي تندفع عبر فوهات البراكين والشقوق والكسور على جوانبها، وتعرف هذه المادة بالحمم أو اللافا، وتصل درجة حرارتها إلى آلاف الدرجات المئوية وتتوقف سيولتها على سرعة انسيابيتها من البركان.
- مقذوفات صلبة: التفرا هي صهارة عالية اللزوجة تحجز الغاز في داخلها حتى تصل إلى فوهة البركان، ثم تنفجر بسبب الضغط الزائد للغاز، وتتحول إلى شظايا متفاوتة الحجم اعتمادا على قوة الانفجار، ويكون حجمها مثل حجم جوز الهند أو البرتقال.
- مقذوفات غازية : يترافق ثوران أي بركان مع خروج كميات هائلة من الغازات، ويشكل ذلك سحابة سوداء نتيجة اختلاطها بالغبار ،
في كثير من الحالات، ينبعث الغاز والبخار من البراكين الخامدة دون حدوث حمم .
مجال الرياض
في كرة القدم، يعرف اللاعب السرعة المطلوبة لرمي الكرة والزاوية التي يرميها بها ودوران الكرة.
التحقيقات
تستطيع مجالات الأدلة الناتجة عن الأسلحة تحديد أنماط السرقة والعلامات التي يتم تركها باستخدام كاتمات الصوت وأغطية الذخائر وحرق مسحوق البارود وغيرها من المتغيرات المختلفة المتعلقة باستخدام الأسلحة النارية والأدلة المترتبة على ذلك. في الواقع، يمكن لمعظم خبراء الأدلة الناتجة عن الأسلحة أن يخبروك بنوع السلاح المستخدم ببساطة من خلال صوت إطلاقه، وسيكونون قادرين أيضا على إجراء اختبارات المسافة والعمق التي تشمل إطلاق جولات من الذخيرة في الماء والرمل ومواد أخرى لتحديد مدى اقتراب الشخص من تعرضه لجروح قاتلة من السلاح.
الطب الشرعي
تشكل المقذوفات جزءًا هامًا للغاية في مجال الطب الشرعي، وتستخدم العديد منها كأدلة في الإجراءات الجنائية. في بعض الحالات، يمكن لأبحاث المقذوفات أن تثبت وجود صلة بين العديد من الجرائم المختلفة التي ترتكب على مدى فترة زمنية طويلة.
حل الجرائم
تستطيع الجرائم أن تحل من خلال أدلة المقذوفات. يعمل رجال الشرطة على افتراض عدم وجود جرائم كاملة، وأن كل مجرم يترك أثرا، وبالتالي يمكن بشكل نظري حل أي جريمة. ولكن العمل الفعال لرجال الشرطة يتطلب توازنا مستمرا بين الوقت والجهد والموارد المستخدمة في التحقيق في جريمة معينة بسبب قيود الموارد المحدودة. ونتيجة لذلك، غالبا ما يضطر رجال الشرطة لمتابعة المعلومات ذات القيمة الأعلى المحتملة فقط. بمعنى آخر، يتم جمع الأدلة التي من المحتمل أن تؤدي مباشرة إلى النتيجة المطلوبة فقط، ولا يوجد أفضل من أدلة المقذوفات لحل الجرائم بشكل كامل ومباشر [1]
عوامل التأثير على المقذوفات
تتأثر جميع المقذوفات بعدة عوامل أساسية:
- الجاذبية : الجاذبية هي القوة الوحيدة المؤثرة على حركة جسم ملقى بشكل عمودي، وعندما يصل إلى أقصى ارتفاع أفقي، تزداد سرعة الجاذبية حتى تصبح السرعة النهائية صفر، ويسقط الجسم .
- زاوية الطيران : الزاوية المثلى للطيران للوصول إلى أقصى مسافة أفقية هي 45 درجة.
- الارتفاع : يقصد هنا ارتفاع المقذوف عن سطح الأرض عند إطلاقه.
- المؤثرات الهوائية :مقاومة الرياح و الهواء للجسم المقذوف.
أنواع المقذوفات
- مقذوفات أفقية الحركة مثل المدفع، البندقية .
- مقذوفات رأسية الحركة مثل الصاروخ،النافورة .
تاريخ المقذوفات
أول استخدام للمقذوفات كان منذ حوالي 6400 سنة وهي الحجارة، وكانوا يقذفوها بواسطة الرمح أو بدونه ، ومن بعدها استخدموا الأقواس لإطلاق السهام ، وكانت الصين أول مستخدم لأجهزة أحدث من الرمح في الحروب،بعد ذلك أنتشرت التكنولوجيا في أسيا وأوروبا ،وذلك بعد سنين من التطور التجريبي ،تمت دراسة وتطوير المقذوفات في الفيزياء من قبل عالم رياضيات إيطالي ،وظلت تتطور التجارب التجريبية للمقذوفات حتي وصلت للشكل المستخدم في وقتنا الحالي.
قوانين حركة المقذوفات
قوانين مقذوفات الحركة الرأسية
لا تتأثر حركة المقذوفات فقط بقوة الجاذبية الأرضية الأفقية، بل تتأثر أيضا بقوة الجاذبية الأرضية، وتصبح السرعة النهائية للحركة عند أعلى نقطة مسافة للمقذوف تساوي صفر، وهناك ثلاث قوانين أساسية للمقذوفات الرأسية
- – القانون الأول للسرعة النهائية (متر/ثانية) يحسب بالتالي: السرعة الأولية (متر/ثانية) + تسارع الجاذبية الأرضية (متر/ثانية) × المدة الزمنية الكلية (ثانية)
- يتمثل القانون الثاني للحركة في الإزاحة الرأسية (م) = السرعة الابتدائية (م/ث) × الزمن الكلي (ث) – 0.5 × تسارع الجاذبية الأرضية (م/ث) × مربع الزمن الكلي (ث)
- ينص القانون الثالث على أن مربع السرعة النهائية (م/ث) يساوي مربع السرعة الابتدائية (م/ث) ناقص 2 مرة تسارع الجاذبية الأرضية (م/ث) ضربًا في التغير في الإزاحة الرأسية (م)
قوانين مقذوفات الحركة بزاوية
تعد قوانين الحركة بزاوية هي نفسها قوانين الحركةالرأسية، ولكن الاختلاف هو في تحرك الجسم بزاوية
- ينص القانون الأول لسرعة المحور السيني (م/ث) على أنه يساوي سرعة المقذوف (م/ث) مضروبة في جيب التمام للزاوية بين حركة المقذوف والمحور الأفقي
- سرعة المحور الدوراني = السرعة المطلقة × جيب (الزاوية بين حركة المقذوف والمحور الأفقي)، وهذا هو القانون الثاني للحركة الدورانية.
- يحدد القانون الثالث للإزاحة الأفقية للقذيفة (متر) = السرعة الأفقية الابتدائية (م/ث) × الزمن (ث)
أنواع دراسة المقذوفات
دراسة المقذوفات الداخلية
هذه دراسة لما يحدث داخل ماسورة السلاح منذ الضغط على زر الإطلاق وحتى خروج الرصاصة من فوهة السلاح، وتركز بشكل أساسي على ضغط الدفع وتسارع الرصاصة أثناء تواجدها داخل ماسورة السلاح وسرعة الدفع والارتداد .
دراسة المقذوفات الخارجية
هذه دراسة لما يحدث منذ لحظة إطلاق الرصاصة من فوهة السلاح حتى تصيب الهدف. إنها مسألة معقدة للغاية تشمل عوامل مثل شكل الرصاصة، الكثافة المقطعية، الضغط الجوي، وحتى في الأسلحة ذات العيار الكبير، دوران الأرض. مع ظهور أجهزة الكمبيوتر الشخصية القوية، أصبح هذا الموضوع متاحا الآن للشخص العادي بفضل العمليات الحسابية المعقدة والمراجع التي كانت تستغرق ساعات وكتب جداول المواعيد، والآن يمكن تحقيقه في لحظات .
دراسة المقذوفات الطرفية
تعنى هذه الدراسة بسلوك الصاروخ بمجرد وصوله إلى الهدف، ومن الواضح أن هذا لا يعني مجرد اختراق الهدف والصعود في السماء، بل يتعلق بما يحدث للصاروخ بمجرد أن يصادف مادة أكثر كثافة من الهواء. وبشكل عام، يتعلق هذا بأداء الصواريخ وقدرتها على التأثير في الأنسجة الحيوانية، وقد يشمل ذلك أيضا أدائها في الماء أو التربة أو الطوب أو الخرسانة أو الخشب أو المواد المقاومة للرصاص.