تسجيل الدخول

تسجيل

الدراجات الهوائية والدراجات النارية

المؤلف:  جيرل ووكر

المصدر:  سيرك الفيزياء الطائر

الجزء والصفحة:  ص192

2025-08-19

854

لماذا تكون الدراجة الهوائية أو النارية المتحرّكة مستقرة نسبيًّا، حتى وإن كنت تقودها بدون استخدام المقود ؟ كيف تنعطف بالدراجة على الطريق؟ هل يُمكنك أن تنعطف بدون استخدام المقود؟ لماذا صار التصميم الحديث للدراجات أكثر استقرارًا من التصميمات السابقة بدرجة كبيرة؟ على وجه الخصوص، لماذا تكون الدراجات الهوائية الحديثة مزودة بماسك العجلة الأمامية الذي ينحني بعيدًا عن الراكب ؟ ما ميزة الدراجة ذات مركز الكتلة المنخفض في السباقات؟

الجواب: لطالما خضع السؤال عن سبب ثبات الدراجة الهوائية أو البخارية المتحركة لنقاش طويل. ويؤيد بعض الباحثين فكرة أن العجلتين تقومان مقام المدوار (الجيروسكوب)؛ حيث إنهما تُقاومان أي ميل عارض بسبب الزحم الزاوي. وعلى الرغم من ذلك، يؤكد الباحثون على أنَّ التأثير ضئيل، لا سيما بالنسبة إلى الدراجات الهوائية. وثمة قول آخَر مَفاده أنك تُدير العجلة في اتِّجاه الانحراف وحركتك أنت والدراجة في اتجاه أمامي تُصحح من وضعية الدراجة الهوائية. ولكن هذا ليس التفسير الكامل للأمر كما يعلم أي شخص يقود الدراجة دون أن يلمس المقود. وفشل كلا التفسيرين في توضيح كيف يمكن للراكب أن يحافظ على استقامة الدراجة حتى حين تكون الدراجة ثابتة.

ويبدو أن أفضل تفسير يتضمَّن «أثر» العجلة الأمامية؛ أي المسافة الفاصلة بين التقاء الخط الرأسي المار عبر المحور الأمامي بالأرض والتقاء الخطّ التخيلي لمحور التوجيه بالأرض. فإذا امتد الأثر إلى الأمام من عند إطار العجلة كما هي الحال مع معظم – وربما جميع - الدراجات)، فحينئذٍ عندما تميل ميلًا عارضًا، تنحرف العجلة الأمامية تلقائيا، متسببة في تقليل درجة الميل. إذا ساهمت في إدارة العجلة، فإنك قد تُساعد في تصحيح المسار، ولكنك لستَ مُضطرًا إلى ذلك. وإذا تركَتِ الدراجة أثرًا يمتد نحو الخلف بدلا من الأمام، فإنَّ العجلة الأمامية لن تتحرك تلقائيا لتصحيح الميل العارض؛ ومن ثم قد يتعيَّن عليك أن

تُصحح هذا الميل بنفسك؛ الأمر الذي يجعل ركوب الدراجة في هذه الوضعية صعبًا. لطالما خضع السؤال عن كيفية الانعطاف بالدراجة الهوائية أو البخارية المتحركة لنقاش طويل أيضًا، وجزء من السبب يرجع إلى أنَّ التفسير الصحيح يبدو خاطئًا. فإذا أردت أن تنعطف بالدراجة ناحية اليمين مثلا، يجب أن تدير العجلة الأمامية نحو اليسار وهذا ما يُطلق عليه «التوجيه المضاد». حينئذٍ أنت وهيكل الدراجة والعجلة الأمامية تميلون تلقائيا ناحية اليمين؛ أي نحو الانعطاف المنشود. هذا الميل يخلق عزم دوران يقاوم التوجيه المضاد، ليجعلك تنعطف أنت وهيكل الدراجة والعجلة الأمامية ناحية اليمين، ثم تستقيم الدراجة بعد ذلك.

وفي سباق الدراجات حيث يكون الراكب في وضعية مستقيمة ويضغط على الدواسات بسرعة، تتمايل الدراجة ناحية اليسار واليمين بقوة، لتدور حول نقاط التماس على الطريق أو الأرضية. وكلما كان مركز ثقل الدراجة منخفضًا، صارت نقاط الارتكاز أقرب، وصار من الأسهل الاهتزاز يمينا ويسارًا بالنسبة إلى الراكب.