فيزياء الكاراتيه: كيفية كسر اللوح بالأيدي العارية
ADVERTISEMENT

تستطيع اليد البشرية تحطيم ألواح خشبية وكتل خرسانية دون أن تتضرر، فسعى ثلاثة فيزيائيين لفهم كيف يحدث ذلك من منظور علمي. ضم الفريق مايكل فيلد، حامل الحزام البني، ورونالد ماكنير، رائد الفضاء القادم وحامل الحزام الأسود، بالإضافة إلى الطالب الجامعي ستيفن ويلك. بدأ البحث في أواخر السبعينيات بدافع حبهم المشترك

ADVERTISEMENT
ADVERTISEMENT

للكاراتيه والفيزياء.

في دراسة نشرت عام 1979، حاول الباحثون تفسير كيف تُحدث ضربة بيد عارية كسرًا في الخشب أو الخرسانة دون أن تُصاب اليد. توصلوا إلى أن الضربة المثالية تخضع لقوانين نيوتن، وليست مجرد خدعة. لقياس القوة اللازمة للكسر، استخدموا مكبسًا هيدروليكيًا لتحديد الإجهاد المطلوب. وجدوا أن الخشب ينثني حتى سنتيمتر واحد قبل أن ينكسر بقوة تُقدَّر بنحو 500 نيوتن، بينما تحتاج الكتلة الخرسانية إلى قوة تتراوح بين 2500 و3000 نيوتن لتتشقق عند انحراف لا يتجاوز مليمترًا واحدًا.

اتضح أن اليد تُنتج قوة كبيرة في زمن قصير جدًا. الضربة النموذجية تستمر خمس ميلي ثانية فقط، وخلالها تولّد يد لاعب الكاراتيه أكثر من 3000 نيوتن، أي ما يعادل نحو 675 رطلاً. ووفقًا للنموذج الذي وضعه الباحثون، يجب أن تبلغ سرعة اليد 6.1 مترًا في الثانية لكسر الخشب، و10.6 مترًا في الثانية لكسر الخرسانة. يعني ذلك أن المبتدئين يستطيعون تحطيم الخشب، لكنهم يحتاجون إلى تدريب لتحطيم الخرسانة.

إلى جانب القياسات العملية، صوّروا الضربات بسرعة 120 إطارًا في الثانية لتحليل حركة القبضة وتسارعها ومدى تحركها. أظهرت النتائج أن القبضة تتشوّه إلى درجة تجعلها بالكاد تُعدّ جسمًا صلبًا. لكن ما يمنع اليد من الانكسار هو تركيب العظام، إذ تفوق صلابة العظام البشرية صلابة الخرسانة بخمس مرات، وتتطلّب قوة تصل إلى 25000 نيوتن لكسرها. يشير الباحثون إلى أن التقنية هي العامل الحاسم، إذ يجب أن تُوجَّه الضربة بدقة إلى منتصف اللوح. الكاراتيه، في رأيهم، مزيج من الأداء الجسدي والتركيز الذهني.

صوفيا مارتينيز

صوفيا مارتينيز

·

17/10/2025

ADVERTISEMENT
هل البدائل البلاستيكية أسوأ للبيئة؟
ADVERTISEMENT

تُعد المواد البلاستيكية من أبرز سمات العصر لتنوعها ومتانتها، إلا أن أضرارها البيئية دفعت الناس للبحث عن بدائل. بلغ إنتاج البلاستيك العالمي أكثر من 390 مليون طن في عام 2022، واستهلكت آسيا أكثر من نصف هذا الكم، مع تقدم الصين في الإنتاج. تُستخدم البلاستيك بشكل أساسي في التغليف (36 %)،

ADVERTISEMENT
ADVERTISEMENT

ثم في البناء، السيارات، والإلكترونيات. أشهر أنواع البلاستيك المستخدمة: بولي إيثيلين، بولي بروبيلين، PVC، بوليسترين، وPET.

تتميز البلاستيك بمقاومتها للتآكل، خفة وزنها، ورخص ثمنها، وهي ضرورية في الاستخدامات الطبية والغذائية. لكن بقاءها في البيئة لسنوات طويلة، وتسرب الميكروبلاستيك إلى السلاسل الغذائية، يسبب أضراراً بيئية وصحية.

الطلب المتزايد على البلاستيك أحادي الاستخدام زاد من أزمة النفايات، حيث يُنتج أكثر من 300 مليون طن سنوياً، تشكل 80 % من الحطام البحري. تعاني الدول النامية أكثر من غيرها بسبب ضعف البنية التحتية لإعادة التدوير.

مع تزايد القلق، ظهرت بدائل للبلاستيك مثل المعادن، الزجاج، الورق، والبوليميرات القابلة للتحلل البيولوجي. لكن لكل بديل أثر بيئي سلبي؛ فإنتاج الورق يستهلك كميات كبيرة من المواد الخام ويؤثر على الغابات، والزجاج يحتاج طاقة عالية للتصنيع، وتعدين المعادن يسبب تلوثاً، بينما تحتاج البوليميرات البيولوجية إلى ظروف خاصة للتحلل الكامل.

رغم أن الأكياس الورقية والزجاجية تبدو أكثر صداقة للبيئة، فإن انبعاثات الكربون الناتجة عنها تصل أحياناً إلى مستوى البلاستيك أو تتجاوزه إذا لم تُستخدم مراراً.

من الحلول الواعدة مواد بلاستيكية قابلة للتحلل الحيوي تُستخرج من الذرة أو الطحالب، ويُنتج منها حالياً نحو 2.2 مليون طن سنوياً، أي ما يعادل 1-2 % فقط من الإنتاج العالمي. أشهرها: PLA، PHA، ومزائج النشاء. لكن التكلفة العالية ونقص البنية التحتية تمنع انتشارها.

تتحول صناعة البلاستيك نحو الاستدامة، عبر تطبيق نماذج الاقتصاد الدائري وتقنيات إعادة التدوير الكيميائي، وتشريعات تُقلل من البلاستيك أحادي الاستخدام. يعتمد تقليل التلوث البلاستيكي على تعاون الدول، وعلى توعية المستهلكين، والاستثمار في البحث والتطوير وتحديث البنى التحتية.

باتريك رينولدز

باتريك رينولدز

·

27/10/2025

ADVERTISEMENT
كهوف تاسيلي بيوت الفضائيين في صحراء الجزائر
ADVERTISEMENT

تقع كهوف تاسيلي ناجر جنوب شرق الجزائر عند الحدود مع ليبيا، في صحراء جانت. تُعد من المواقع الأكثر غموضًا في العالم، ويُرجَّح عمرها بنحو 30 ألف عام. تتكوّن من تشكيلات بركانية ورملية تُشبه غابات متحجرة، وهو ما يجذب باحثي الآثار وتاريخ الإنسان القديم.

اكتُشفت الكهوف سنة 1938 على يد الرحالة

ADVERTISEMENT
ADVERTISEMENT

الفرنسي برينان، بمساعدة جبرين أبي بكر من الطوارق. عثرا على نقوش ورسوم داخل الكهوف تصور كائنات بشرية تطير، وسفن فضائية، ورواد فضاء، وآلهة، وحيوانات معروفة وأخرى غريبة، تُظهر مشاهد من الحياة اليومية.

أثارت الرسوم تفسيرات متعددة. منها نظرية «الفضائيين القدماء»، التي تقول إن كائنات ذكية من كواكب أخرى زارت الأرض قديمًا، وتفاعلت مع البشر، وسجّلت تجربتها على جدران الكهوف. يبرز الكاتب والباحث السويسري إريك فان دانكن كأحد أبرز من دافعوا عنها، إذ خصّص لها عددًا من مؤلفاته، أشهرها كتاب «وجود كائنات فضائية» الذي تحوّل إلى فيلم وثائقي.

رغم أن فان دانكن قدّم أدلة لدعم رأيه، إلا أن المجتمع العلمي وجّه له انتقادات شديدة واعتبر أدلته غير كافية. لم تكن نظرية الفضائيين الوحيدة، بل ظهرت تفسيرات أخرى، منها أن سكان قارة أتلانتس الأسطورية هم من رسم النقوش، بوصفهم حضارة متقدمة سبقت الإنسان.

ينقل الفيلسوف أفلاطون عن الكهنة المصريين أن أتلانتس كانت قارة عظيمة في العلوم والفنون، تقع خلف جبل طارق، واستخدمت الرسوم لتوثيق تقدمها، ما يربط بينها وبين فنون كهوف تاسيلي. ورغم غموض تاريخ أتلانتس، تبقى الكهوف من أبرز الشواهد على حضارات مضت، لم نكشف سوى القليل من أسرارها حتى اليوم.

جوشوا بيل

جوشوا بيل

·

18/11/2025

ADVERTISEMENT