معضلة دوي اختراق حاجز الصّوت - كاترينا كاوري
-
0:07 - 0:11فُتنَ البشر بالسرعة
منذ أزمنةٍ بعيدة. -
0:11 - 0:15إنّ تاريخ التّطور البشريّ
هو أحد السرعات دائمة الزّيادة، -
0:15 - 0:19وأحد أهمّ الإنجازات
في هذا السّباق التّاريخيّ، -
0:19 - 0:22كان اختراق حاجز الصّوت.
-
0:22 - 0:25لم يمض وقتٌ طويلٌ بعد
نجاح أولى رحلات الطّيران، -
0:25 - 0:30حتّى تحمّس الطّيارون لجعل
طائراتهم تطير أسرع فأسرع. -
0:30 - 0:32لكن عند قيامهم بذلك، كانت
الإضطرابات المتزايدة، -
0:32 - 0:38والقوى الهائلة على الطّائرة
قد منعتهم من زيادة سرعتهم أكثر. -
0:38 - 0:42حاول البعض التّحايل على المشكلة
من خلال انقضاضاتٍ محفوفةٍ بالمخاطر، -
0:42 - 0:44غالبًا ما كانت تنتهي بنتائج مأساوية.
-
0:44 - 0:48أخيراً، في عام 1947،
وبعد إدخال تحسيناتٍ على التّصاميم، -
0:48 - 0:52كجهاز التّوازن الأفقي المتحرك،
الذّيل كليّ الحركة، -
0:52 - 0:56سمحت للطيّار الحربي الأمريكي
تشاك ييغر، -
0:56 - 1:04بأن يطير بطائرة "بيل إكس 1"
بسرعةٍ بلغت 1127 كم/ساعة، -
1:04 - 1:07ليصبح بذلك أول شخص
يخترق حاجز الصّوت، -
1:07 - 1:10ويسافر بسرعةٍ أكبر من سرعة الصّوت.
-
1:10 - 1:14تعتبر طائرة "بيل إكس 1" واحدة من عدّة
طائرات لاحقة خارقةٍ للصّوت، -
1:14 - 1:18بتصميماتٍ لطائراتٍ تصل
لسرعاتٍ أكثر من 3 ماخ. -
1:18 - 1:22الطائرات التّي تطير بسرعةٍ أكبر من
سرعة الصّوت تخلق موجاتٍ تصادميّةٍ -
1:22 - 1:26مترافقةٍ مع ضوضاء كالرّعد
يُعرَف باسم دويّ اختراق حاجز الصّوت، -
1:26 - 1:29ممّا يسبّب ضيقًا للأشخاص
والحيوانات في الأسفل، -
1:29 - 1:31أو حتّى إلحاق الضّرر بالأبنية.
-
1:31 - 1:32لهذا السّبب،
-
1:32 - 1:35قام العلماء حول العالم
بتتبّع دويّ اختراق حاجز الصّوت، -
1:35 - 1:38في محاولةٍ للتّنبّؤ بمساره
في الغلاف الجوي، -
1:38 - 1:42وفي أي مكان سيحطّ،
وكم سيكون صوته صاخبًا. -
1:42 - 1:45لنفهم كيفية دراسة العلماء لدويَّ
اختراق حاجز الصّوت بشكلٍ أفضل، -
1:45 - 1:48دعونا نبدأ ببعض أساسيات الصّوت.
-
1:48 - 1:52تخيّل إلقاء حجر صغير
في بركةٍ ساكنة. -
1:52 - 1:53ما الذّي تراه؟
-
1:53 - 1:56يسبّب الحجر أمواجًا
تنتقل في الماء، -
1:56 - 1:59بنفس السّرعة في كل الاتجاهات.
-
1:59 - 2:03تدعى هذه الدّوائر التّي تستمرّ في النّمو
بشكلٍ نصف قطريٍّ بالجبهات الموجيّة. -
2:03 - 2:06على نحوٍ مماثلٍ، وبالرّغم عن
عدم قدرتنا على رؤيتها، -
2:06 - 2:09فإنّ مصدر صوتٍ ثابتٍ،
كجهاز ستريو منزليّ، -
2:09 - 2:12يخلق أمواجًا صوتيّةً تتّجه للخارج.
-
2:12 - 2:14تعتمد سرعة الأمواج على عوامل
-
2:14 - 2:18كارتفاع و حرارة الهواء
التّي تنتقل خلاله. -
2:18 - 2:24عند مستوى سطح البحر، تنتقل الأصوات
بسرعةٍ تصل إلى 1225 كم/ساعة. -
2:24 - 2:27لكن بدلًا من دوائر
على سطح ثنائي الأبعاد، -
2:27 - 2:31فإنّ الجبهات الموجيّة هي
دوائر متّحدة المركزالآن، -
2:31 - 2:36مع صوتٍ ينتقل بمحاذاة أشعّةٍ
متعامدةٍ مع هذه الموجات. -
2:36 - 2:40تخيّل الآن مصدر صوتٍ متحرك،
كصافرة قطار. -
2:40 - 2:43فطالما أنّ المصدر يستمرّ بالتّحرك
في اتّجاه ٍمعيّنٍ، -
2:43 - 2:48فإنّ الموجات المتتابعة أمامه
ستجتمع مقتربةً من بعضها. -
2:48 - 2:53تردّد الموجة العظمي هذا هو السّبب
فيما يسمّى بتأثير دوبلر الشّهير، -
2:53 - 2:56حيث تصدر الأجسام المقتربة
صوتًا ذا نبرةٍ عالية. -
2:56 - 3:00ولكن طالما أنّ المصدر يتحرك
بسرعةٍ أبطئ من موجات الصّوت نفسها، -
3:00 - 3:03فإنهّا ستبقى محتواة فيما بينها.
-
3:03 - 3:08إنّه عندما ينتقل الجسم بسرعة فوق صوتيّة،
أي يتحرك أسرع من الصّوت الذّي يصدره، -
3:08 - 3:11فهو مايغيّر الصّورة بشكلٍ كبير.
-
3:11 - 3:13بإجتيازها الأمواج الصوتيّة
التّي تصدرها، -
3:13 - 3:16بينما تولِّد أخرى جديدةً
من موقعها الحالي، -
3:16 - 3:20فإنّ الأمواج تضغط سويّةً،
لتشكل مخروط ماخ. -
3:20 - 3:23لا يُسمع أيّ صوتٍ
عند إقترابها من مراقبٍ ما، -
3:23 - 3:28لأنّ الجسم ينتقل بسرعةٍ أكبر
من الصّوت الذّي يصدره. -
3:28 - 3:33عندما يجتاز الجسم المراقب
فحينها فقط سيسمع صوت الدوّي. -
3:33 - 3:37عندما يلتقي مخروط ماخ بالأرض
فإنّه يشكّل قطعًا زائدًا، -
3:37 - 3:41مخلفًا أثراً يعرف بسجادة الدويّ
عندما تتحرّك للأمام. -
3:41 - 3:46هذا يجعل تحديد المنطقة المتأثّرة
بدويّ اختراق حاجز الصّوت ممكنًا. -
3:46 - 3:49ماذا عن اكتشاف مدى قوّة
دويّ اختراق حاجز الصّوت؟ -
3:49 - 3:53هذا يقتضي حلّ معادلات
نافير-ستوكس الشّهيرة، -
3:53 - 3:56لإيجاد التّباينات
في ضغط الهواء -
3:56 - 4:00الذّي تسبّبه الطّائرة فوق الصّوتيّة
عند طيرانها خلاله. -
4:00 - 4:04ينتج عن ذلك شارة الضّغط
المعروفة باسم الموجة N. -
4:04 - 4:05ما الذّي يعنيه هذا الشّكل؟
-
4:05 - 4:10حسنًا، يحدث دويّ اختراق حاجز الصّوت
عندما يحصل تغيّرٌ مفاجئُ في الضّغط، -
4:10 - 4:12وتشتمل موجة N على دوييّن:
-
4:12 - 4:15الأوّل لضغطٍ ابتدائيٍّ ينشأ
عند مقدمة الطائرة، -
4:15 - 4:18والآخر عندما يمّر الذّيل،
-
4:18 - 4:21ثمّ يعود الضّغط فجأةً لطبيعته.
-
4:21 - 4:23يؤدي ذلك لدويٍّ مزدوج،
-
4:23 - 4:27ولكنّه يُسمع عادةً كصوت دويٍّ واحدٍ
بالأذن البشريّة. -
4:27 - 4:30في الناحية العمليّة، إنّ نماذج الحاسوب
التّي تستخدم هذه المبادئ، -
4:30 - 4:34تستطيع غالبًا التننبؤ بموقع
وشدة دويّ اختراق حاجز الصّوت، -
4:34 - 4:38لظروفٍ جويّةٍ
ومسارات رحلات طيران محدّدة، -
4:38 - 4:41كما أنّ هنالك بحوثًا مستمرّةً
للتّخفيف من آثارها. -
4:41 - 4:46في الوقت الرّاهن، مايزال الطّيران
بأعلى من سرعة الصّوت فوق اليابسة ممنوعًا. -
4:46 - 4:49إذًا، هل يعدّ اختراق حاجز الصّوت
ابتكارًا حديثًا؟ -
4:49 - 4:50ليس تمامًا.
-
4:50 - 4:53بينما نحاول العثور على طرق لجعلها صامتةً،
-
4:53 - 4:56كانت حيواناتٌ أخرى تستخدم
دويّ اختراق حاجز الصّوت لمصلحتها. -
4:56 - 5:01فقد كانت ديناصورات الدّيبلودوكوس الضّخمة
قادرةً على فرقعة ذيلها، -
5:01 - 5:08بسرعةٍ أسرع من الصّوت، تبلغ 1200 كم/ساعة،
ربما لردع الحيوانات المفترسة. -
5:08 - 5:12كما يمكن لبعض أنواع الجمبري إصدار
موجةٍ صادمةٍ مشابهةٍ تحت الماء، -
5:12 - 5:16لصعق أو حتي لقتل الفريسة
من مسافةٍ بعيدةٍ، -
5:16 - 5:20بمجرد قرقعةٍ من كلّاباتها كبيرة الحجم.
-
5:20 - 5:22إذًا بينما نحن البشر
كنا قد حققنا تطوّراً كبيرًا، -
5:22 - 5:25في سعيينا المستمر للحصول على السّرعة،
-
5:25 - 5:27تبيّن أنّ الطّبيعة قد سبقتنا
إلى ذلك أولاً.
- Title:
- معضلة دوي اختراق حاجز الصّوت - كاترينا كاوري
- Speaker:
- Katerina Kaouri
- Description:
-
more » « less
لعرض الجرس كاملا: http://ed.ted.com/lessons/what-causes-sonic-booms-katerina-kaouri
الأجسام التّي تطير بسرعةٍ أكبر من سرعة الصّوت (كالطّائرات السّريعة حقًّا) تخلق موجًّة تصادميّةً مترافقًة بصوتٍ يشبه صوت الرّعد: دوي اختراق حاجز الصّوت.
هذه الأصوات الهائلة قد تسبّب ضيقاً للأشخاص والحيوانات، ويمكنها أيضًا أن تسبّب ضرراً للأبنية القريبة. كاترينا كاوري تشرح بالتّفصيل كيف يستخدم العلماء الرياضيات للتّنّبؤ بمسارات دوي اختراق حاجز الصّوت في الغلاف الجوي، أين ستحط وما مدى قوة صوتها.درس: كاترينا كاوري ، تحريك: أنتون بوغاتي
- Video Language:
- English
- Team:
closed TED
- Project:
- TED-Ed
- Duration:
- 05:44
|
Mahmoud Aghiorly approved Arabic subtitles for The sonic boom problem | |
|
Muhammad Samir edited Arabic subtitles for The sonic boom problem | |
|
|
Muhammad Samir accepted Arabic subtitles for The sonic boom problem | |
|
|
Muhammad Samir edited Arabic subtitles for The sonic boom problem | |
|
|
Muhammad Samir edited Arabic subtitles for The sonic boom problem | |
|
|
Muhammad Samir edited Arabic subtitles for The sonic boom problem | |
|
|
Muhammad Samir edited Arabic subtitles for The sonic boom problem | |
|
Ahmad Jarbou edited Arabic subtitles for The sonic boom problem |