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
تسلق الصخور (فيزياء التسلق: من الاحتكاك إلى تمزق الأوتار)
المؤلف:
جيرل ووكر
المصدر:
سيرك الفيزياء الطائر
الجزء والصفحة:
ص93
2025-07-13
19
تسلق صدع كبير على جانب أحد الجبال، ربما يُمكنك الاستعانة بأسلوب «تسلق المداخن من خلال ضغط كتفيك على جدار وضغط قدميك على الجدار المقابل (شكل 19-1). ستكون مستقرا ما دام الضغط المبذول على الصخرة كبيرًا بالدرجة الكافية، ولكن هذا الأسلوب مُتعِب ومُنهك . هل تُوجد مسافة عمودية مُعيَّنة بين قدميك وكتفيك تُقلل من الضغط الذي تحتاج إلى بذله؟ يمكن تسلُّق صدع عمودي ضيق تبرز فيه الصخور على جانب واحد أكثر من بروزها على الجانب الآخر باستخدام أسلوب الاستلقاء على الظهر، وفيه تعتلي الجانب المقابل للصخور البارزة، وتُمسك بيديك جانب الصدع القريب، وتضغط قدميك على الجانب المقابل. هذا الأسلوب مُرهق للغاية بسبب الشد العضلي الذي تشعر به في ذراعيك. فإذا كنت ترغب في تقليل الشد، فإلى أي مدى ينبغي عليك أن تخفض قدميك بعيدًا عن يديك؟ وإليك بضعا من أسئلة كثيرة محتملة:
(أ) إذا وجدت، أثناء تسلق سطح صخري عمودي، ممرا صخريًّا ضيقًا عند مستوى القدم، فهل ينبغي عليك أن تضغط مُقدِّمة حذاء التسلُّق أم جانب الحذاء على هذا السطح؟
(ب) افترض أنك تُواجه كتلة صخرية منحدرة بشدَّة يمكنك الوقوف عليها منتصبا. هل تكون أكثر ثباتاً إذا انحنيت ووضعت يديك على الكتلة الصخرية لتولد قدرًا من الاحتكاك على يدك؟
(ج) إذا التقتْ كُتلتان مائلتان بزاوية حادة، فهل من الأسلم أن تتسلق مباشرة كتلة واحدة من الكتلتين أم تتسلق عبر نقطة الالتقاء؟ (د) كيف يُمكنك أن تتشبث بشقوق رأسية بالصخور دون أن تستعين بأسلوب الاستلقاء على الظهر؟
(هـ) لماذا يغمس المتسلّقون أصابعهم مرارًا في كيس موجود بأحزمتهم ليُغطُّوا أصابعهم بالطباشير؟
(و) في أثناء التسلُّق باستخدام الحبل، يمرُّ الحبل عبر حلقة تسلق أو أكثر (وهي عبارة عن حلقات معدنية مثبتة في الصخور لتيسير الطريق على متسلّق آخر. هل ينبغي عليك أن تستخدم حبلا يتَّسم بقدر كبير من المرونة أم حبل يكاد يخلو من المرونة؟
(ز) تتمثل ميزة استخدام حلقات التسلّق في أن المتسلّق يُمكنه السقوط المسافة معينة فقط إلى الحلقة التالية مباشرة. ورغم ذلك، ثمة خطورة طفيفة متمثلة في احتمالية تمزق الحبل وهو يتمدد أثناء الهبوط. يعتقد الكثير من متسلقي الصخور المبتدئين أنَّ هذه الخطورة مرهونة بارتفاع المتسلّق فوق آخر حلقة قبل الهبوط مباشرة؛ فكلما كان هذا الارتفاع كبيرًا، تمدد الحبل أكثر وصار خطر تمزق الحبل أكبر. لماذا يعتبر هذا الاعتقاد خاطئًا ؟
(ح) بعض أنواع العناكب تستخدم في تسلُّقها خيط أمان من الحرير، يُسمى خيط السحب، والذي من شأنه أن يُساعدها في الهبوط بأمان. ومن المثير للدهشة أن خيط السحب هذا يتسم بقدر قليل من المرونة ولا بد أن ينقطع حتى وإن هبط العنكبوت بسرعة معتدلة. لماذا، إذن، ينتج العنكبوت خيط السحب؟
(ط) يُعاني الكثير من المتسلقين المحترفين آلاما مزمنة على طول أصابعهم، وبعض المتسلقين يُعانون أيضًا من تورم ملحوظ في راحة اليد ناحية الإصبع المصاب؛ وذلك عند تحريك الإصبع ناحية راحة اليد. ما الصلة التي تربط بين التورم والألم وفيزياء التسلق؟
الجواب: أولا: إليك تحذير مهم: يجب عدم تجربة أي من الأمثلة الواردة لتسلق الصخور دون توجيهات الخبراء، نظرًا لوجود الكثير من المتغيرات والافتراضات بما يجعل هذه التفسيرات تقريبية وحسب. في أسلوب «تسلق المداخن»، ثمة موضع أفضل للأقدام إذا كنت ترغب في تقليل الضغط اللازم من جانب القدمين والكتفين على الصخرة وبوجه عام، يُمكنك أن تحقق هذا من خلال وضع قدمك في وضعية مُنخفضة نوعا ما ثُمَّ تقلّل الضغط الذي تبذله حتى تكون قدماك على وشك الانزلاق. وإذا رفعت قدميك بينما تُواصل قدماك الانزلاق، فأنت تقلل بهذا الضغط اللازم بدرجة أكبر. ورغم ذلك، فهذا التصرف يزيد الاحتكاك المطلوب اللازم عند الكتفين لأن الاحتكاك عند القدمين صار الآن أقل، ويجب أن يكون إجمالي قوى الاحتكاك مساوية دومًا لوزنك إذا كنتَ لا تُريد أن تسقط. إذا واصلت تبديل قدميك لأعلى حتى يصير كتفاك على وشك الانزلاق، تكون بذلك قد وصلت إلى الوضعية التي تستلزم أقل ضغط على الصخر.
ولأسلوب التسلُّق بالاستلقاء على الظهر موضع أفضل للقدمين بحيث يقلُّ الشد العضلي في الذراعين. ابدأ بوضع القدمين في مكان مُرتفع واخفضهما تدريجيا أثناء تقليل الضغط. وعندما تخفضهما بالقدر الكافي حتى تكونا على وهك الانزلاق، يكون الضغط في أقل مستوياته.
إجابات بقية الأسئلة بالترتيب:
(أ) يُكتسب أقل قدر من الجهد باستخدام جانب الحذاء. ومن أجل تثبيت القدمين، لا بدَّ أن تقاوم عضلات الساقين عزم الدوران من خلال القوى المبذولة على السطح الصخري ويكون عزم الدوران أكبر عند استخدام مُقدِّمة الحذاء لأن المسافة بين إصبع القدم وعظمة الساق أكبر من المسافة بين جانب القدم وعظمة الساق. (ب) كقاعدة عامة، ستكون أكثر ثباتًا إذا وقفت منتصبا . بكل بساطة قد يتطلب الانحناء الكثير من الاحتكاك عند القدمين ومن ثَمَّ قد تنزلقان. كما أنك تكتسب قدرًا يسيرًا من الاحتكاك ، من خلال يديك، إذا ما بالغت في الانحناء إلى الأمام، قد يتسبب الاحتكاك المتولد عليهما في انزلاقهما لأسفل على المنحدر وهو ما يُؤثر على ثباتهما.
(ج) تسلق من عند نقطة الالتقاء لأنها بالضرورة أقل ميلا من أي من الكتلتين. (د) قد يُوفِّر الكثير من الشقوق الرأسية الدعم والارتكاز إذا أمكنك تثبيت أصابعك أو يدك أو ذراعك أو قدمك أو ساقك عليها ثم الضغط على الجانبين. (هـ) يستخدم المتسلّقون الطباشير لامتصاص الرطوبة من أطراف الأصابع وهو ما يُوفِّر لهم مسكًا محكما للسطح الصخري. ثمَّة اعتقاد شائع مفاده أن الرطوبة تقلل الاحتكاك الثابت (الاستاتيكي) بين الأصابع والصخرة، وهكذا ينبغي أن يعيد الطباشير الاحتكاك مرة أخرى إلى قيمة البشرة الجافة. ورغم ذلك، كشفت إحدى الدراسات أن الطباشير «يُقلل» فعلا الاحتكاك لسببين أولا عند تجفيف البشرة، يُقلّل الطباشير تقيد أطراف الأصابع. ثانيا: تنساب ذرات الطباشير من طبقة زلقة بين أطراف الأصابع والصخرة. ومع ذلك، لا يزال الطباشير خيارًا مُفضّلًا بشدَّة بين مُتسلقي الصخور؛ ولكن الأمر يتطلب المزيد من الدراسات.
(و) يستخدم متسلقو الصخور على النقيض من مكتشفي الكهوف) حبلًا يتمدد على نحو كبير تحت الضغط، بحيث إذا وقعت لا تتوقف فجأة عند نهاية مسافة السقوط ولا تكون القوة المعيقة لك هائلة؛ فحين يبدأ الحبل يتمدد تحلُّ . بعض المواد المصنعة للحبل بعضها بعضًا وتصير أكثر دفئًا، ومُعظم طاقة الوضع والطاقة الحركية التي تفقدها أثناء السقوط ينتهي بها المطاف بالتخزين كطاقة حرارية داخل الحبل.
(ز) يعرف المتسلقون المتمرسون أن خطورة تمزق الحبل تتوقف على «معامل الهبوط» 12 / ط»؛ حيث إن «أ» هو ارتفاع المتسلّق فوق أعلى حلقة معدنية و«ط» هو طول الحبل بين المتسلّق والموضع الذي يُثبت فيه الحبل، عند ممسك حبل السلامة على الأرجح. وبناءً على قيمة كل من «أ» و«ط»، ربما يكون معامل الهبوط عاليًا على نحو خطير حين يكون «أ» قليلا و«ط» قليلا أيضًا. وعندما يهبط المتسلّق وتزداد قيمة (ط)، لا تكون قيمة (أ) على نفس القدر من الخطورة.
(ح) عندما يصل العنكبوت إلى طرف خيط السحب أثناء الهبوط، فإن القوة الواقعة عليه من خيط السحب تجذب المزيد من النسيج من المغزال الموجود في العنكبوت. والقوة الواقعة على العنكبوت من خيط السحب ليست شديدة للغاية لتمزق خيط السحب عند وصول العنكبوت لنقطة توقف.
(ط) يُصيب الكثير من متسلقي الصخور أصابعهم عندما يُمسكون بها في وضعية «التشبث»؛ حيث يضغط المتسلق بأصابعه الأربعة ليُحكم مسكته بنتوء علوي محدود. وحين يكون وزن المتسلّق مدعومًا بأكمله بهذه الطريقة، قد تتضرر الأصابع، ولا سيما حين تمسك الأصابع بالمكان من خلال الأوتار التي تمرُّ عبر العمد الإرشادية، التي يُطلق عليها الغُمَد الوترية المتصلة بعظام الإصبع، فإذا كان الوزن بالكامل مدعومًا بالأصابع فإن القوى المطلوبة من هذه الأوتار قد تُمزّق الأوتار عبر الغُمَد الوترية. بعد ذلك، لا يُعاني المتسلق من ألم في الأصابع وحسب، بل ويُعاني أيضًا من تورم ملحوظ عندما تتشبث الأصابع لأن الأوتار لم تعد مشدودة لتكون ملتصقة بالعظام.
الاكثر قراءة في الميكانيك
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة

الآخبار الصحية
