Cart is empty 
ثورة العلم! (أساسيات فيزيائية- قصة خاصة من سلسلة ثورة الأطفال)
بسم الله الرحمن الرحيم
والصلاة والسلام على أشرف الأنبياء والمرسلين سيدنا محمد وعلى آله وصحبه أجمعين
ثورة العلم!
(أساسيات فيزيائية- قصة خاصة من سلسلة ثورة الأطفال)
بدى الاطفال متحمسون وهم يتابعون التحدي بين وائل وريان؛ عندما قاطعتهم رقية بقولها:
- اليوم لدينا حدث استثنائي خارج نطاق قصتنا الاصلية "ثورة الاطفال" في مجلة "نبراس المانجاكا"، فهناك مسابقة مميزة بعنوان "جمال الفيزياء"، وهذه فرصتنا لنثبت للعالم أن الأطفال يمكنهم أن يقدموا شيئاً جميلا في علم الفيزياء..
فهتف لؤي بحماسة:
- سنسميها إذن ثورة العلم..
ثم استدرك قائلا:
- ولكن ماذا تعني فيزياء؟
فأجابته رقية:
- الفيزياء كلمة مشتقة من الكلمة الاغريقية "الفيزيقا" وهي تعني علم الطبيعة..
فسألتها جود بفضول:
- اغريقية!! ماذا تعني؟
فرد عليها ريان بقوله وقد نفد صبره بسرعة:
- لن ننتهي هكذا ابدا.. أريد العودة لتحدي وائل!
فما كان من وائل إلا أن سارع بتهدئته:
- لا تقلق.. سيكون لدينا وقت كافي لذلك لاحقا إن شاء الله
وهنا تدخل مصطفى قائلا:
- دعونا نرى ماذا يوجد لدى رقية من أفكار حتى نغتنم الوقت..
**
وهكذا تحلق الاطفال حول رقية التي أخذت تشرح لهم الفكرة قائلة:
- سنقوم اليوم بتجربة بسيطة، ولكن قبل ذلك يجب ان نوضح بعض الأمور..
بما أن الفيزياء تعتمد بشكل اساسي على القياس، فسوف نوضح أهمية "الوحدة" التي نقيس بها الكميات الفيزيائية.. فهل تعرفون ما المقصود بالوحدة؟
فأجابها لؤي بحماسة:
- يعني أننا يجب ان نكون متحدين ولا نتفرق حتى ننتصر على الاشرار..
فابتسم مصطفى موضحا:
- هذا التعريف جميل، ولكن ما تقصده رقية هنا هو الوحدة التي نقيس بها الكمية الفيزيائية، حتى يسهل معرفة مقدارها، فمثلا كان الناس يستخدمون الذراع والقدم لقياس الاطوال، ولكن المشكلة أنها لم تكن مقياس دقيق، فأقدام الناس وأذرعهم ليست متساوية تماما، ولذلك كانوا يلجؤن لاعتماد ذراع أو قدم شخصية شهيرة بينهم كمقياس موحد، لقد قرأت عن ذلك في أحد الموسوعات العلمية..
هنا اسرع ريان بمد ذراعه قائلاً بفخر:
- لنعتمد ذراعي إذن فهي قوية ما شاء الله، وتصلح للقياس بلا شك..
فعلق وائل:
- وما دخل قوة ذراعك بطولها؟!!
وتابع كلامه وهو يلتقط حبلا عن الارض:
- ما يهم هنا هو طول الذراع وليس قوتها، فمثلا يمكنني أن اقول بأن طول هذا الحبل هو ستة أذرع..
قال جملته الاخيرة بعد أن قاس الحبل بذراعه..
فما كان من ريان إلا أن تناول الحبل منه ليقيسه بذراعه قائلا:
- بحسب ذراعي فهو خمسة أذرع تقريبا..
فعقبت عفيفة قائلة:
- هكذا نعرف أهمية الوحدة، فقد يحصل سوء فهم ومشاكل كبيرة، لو لم تكن لدينا وحدات قياس متفق عليها بدقة..
وهنا تحمس مصطفى للحساب، فأخذ يكتب على ورقة وهو يقول بصوت مرتفع:
- ستة اذرع من وائل تساوي خمسة اذرع من ريان، وبحسب قانون النسبة والتناسب؛ فهذا يعني ان ذراع وائل تساوي خمسة أسداس ذراع ريان، وهكذا نكون قد أجرينا عملية تحويل الوحدات بكل سهولة!
6 ذراع وائل = 5 ذراع ريان
1 ذراع وائل = 5/ 6 ذراع ريان
أخذت جود تتأمل الورقة وهي تقول:
- ما شاء الله.. لا اعرف كيف تقوم بهذه الحسابات بسهولة في القسمة والضرب!
فقال لها لؤي:
- هذا يذكرني بجدول الضرب..
وقبل أن يتشعب الحديث أكثر؛ تابعت رقية الشرح قائلة:
- المهم أنكم عرفتم المقصود بوحدة القياس واهميتها، والان سننتقل للكميات الفيزيائية وهي تنقسم إلى قسمين، كميات اساسية وكميات مشتقة..
هل تعرفون الفرق بينهما؟
وكما هو متوقع.. بادرها مصطفى الذكي بالاجابة:
- من وصفها فهي واضحة، الكميات الفيزيائية الأساسية مثل الالوان الاساسية (الاحمر والاصفر والازرق) والتي نحصل منها على جميع الالوان الثانوية الأخرى..
بالمقابل فالكميات الفيزيائية المشتقة هي التي يتم اشتقاقها من الكميات الفيزيائية الاساسية، مثل الالوان الثانوية التي يتم الحصول عليها من الالوان الاساسية..
هنا أخرجت عفيفة دفترها والوانها وأخذت تدمج اللون الاحمر مع الاصفر، لتحصل على البرتقالي، قائلة:
- اللون البرتقالي هو لون مشتق من لونين اساسيين هما الاحمر والاصفر
ثم دمجت الاصفر مع الازرق لتحصل على اللون الاخضر، في حين كانت جود تتابعها باهتمام وهي تقول:
- هذا ممتع.. دعيني اجرب دمج الالوان أنا ايضا..
فقال لؤي:
- هل هكذا سنحصل على الكميات الفيزيائية المشتقة ايضا؟
فأجابته رقية:
- ليس هكذا بالضبط، فهناك حسابات يجب أن نجريها على الكميات الاساسية، حتى نحصل على الكمية المشتقة، أما الكميات الاساسية فنقيسها مباشرة بأدوات القياس..
فقال لؤي:
- هل تقصدين بأدوات القياس المسطرة مثلا؟
فأومأت رقية برأسها مؤكدة:
- أجل.. المسطرة نقيس بها الطول، وهو من الكميات الاساسية..
ثم تابعت:
- والان ركزوا معي، أهم ثلاث كميات فيزيائية اساسية هي:
الطول والكتلة والزمن
الطول نقيسه بالمسطرة وستكون هذه مهمة وائل في التجربة
الكتلة نقيسها بالميزان ذو الكفتين وهذه ستكون مهمة مصطفى
والزمن نقيسه بالساعة وهذه ستكون مهمة ريان
وستقوم عفيفة بتدوين النتائج، أما لؤي وجود فسيكونان محور التجربة..
فهتفت جود وهي لا تكاد تسيطر على نفسها من شدة الحماسة:
- واخيرا جاء دوري ولكن كيف سندخل في التجربة؟ وهل...
فقاطعها لؤي:
- دعينا نسمع ما تقوله رقية..
أخذت رقية تقلب بصرها في المكان قبل أن تشير إلى أحد الأعمدة في الحديقة قائلة:
- ستكون تلك نقطة البداية، حيث سيتم الجري من تلك النقطة حتى ذلك الجدار في خط مستقيم..
فتساءلت جود بفضول:
- هل التجربة عبارة عن سباق بيني وبين لؤي؟!
فأجابتها رقية:
- ليست سباق بالمعنى الذي اعتدناه سابقا، بل سنجعلها تجربة لحساب السرعة من خلال قياس الطول والزمن.. وبالطبع الطول هنا سيمثل المسافة المقطوعة خلال الجري، وهذا هو الجزء الاول من التجربة، فهل أنتم مستعدون؟
قفزت جود بابتهاج ومرح:
- أنا مستعدة.. أنا مستعدة..
وقال لؤي:
- وأنا مستعد..
أخذ ريان يجرب ساعة التوقيت معه ليتأكد من أنها تعمل جيدا، في حين اعترض لؤي- وهو يتأمل المسطرة معه- بقوله:
- كيف سأقيس الطول بين ذلك العمود والجدار بهذه المسطرة القصيرة! الا يوجد شيء أطول؟!
فردت رقية:
- دبّر نفسك ولا تتذمر..
**
أعلنت رقية الشارة لينطلق لؤي جرياً بالتزامن مع تشغيل ريان لساعة التوقيت، حتى إذا ما وصل لؤي للجدار أوقف ريان الساعة قائلا:
- أربع ثواني تقريبا..
ثم انطلقت جود، ليعلن ريان التوقيت:
- خمس ثواني تقريبا..
فقالت جود بلهفة:
- لؤي اربعة وأنا خمسة، يعني انا اسرع.. اليس كذلك؟
فابتسم مصطفى:
- لا تتسرعي فهذا قياس الزمن، وبما أنك استغرقتِ وقتا أطول فهذا يعني أنك أبطأ، فالعلاقة بين السرعة والزمن عكسية..
فأضافت عفيفة وهي تسجل الارقام في الورقة:
- يمكننا حساب سرعة كل واحد منكم بسهولة عندما يخبرنا وائل بنتيجة قياسه للمسافة..
كان وائل لا يزال منهمكا بقياس المسافة بتركيز شديد، لكن تعليق عفيفة اثار انتباهه، فقال لها:
- لماذا لا تساعدينني بحساب الارقام وتسجيلها؟ حتى الان قلبت المسطرة ثلاثا وثلاثين مرة، اي ستة عشر مترا ونصف، فالمسطرة تمثل نصف متر فقط.. سجلي هذا عندك..
فقالت له عفيفة:
- كنت انتظر أن تخبرني بطول المسافة كاملة، أو على الاقل اخبرني كم مرة قلبت المسطرة حتى تصل النهاية ومن ثم نقوم بالحساب..
لم يلبث وائل إلا قليلا حتى هتف أخيرا:
- عشرون مترا..
فسألته عفيفة لتتأكد:
- يعني قلبت المسطرة اربعين مرة؟
فأكد وائل:
- أجل..
فتابعت عفيفة:
- الان يمكن أن نحسب سرعة لؤي وجود بسهولة، فالسرعة تساوي المسافة مقسومة على الزمن..
وكتبت في الورقة:
سرعة لؤي = 20 متر / 4 ثواني = 5 متر لكل ثانية
سرعة جود = 20 متر/ 5 ثواني = 4 متر لكل ثانية
أخذت جود تتأمل الورقة بفضول وهي تقول:
- هذا مثير للاهتمام كيف تتعاكس الارقام!
ثم انتبهت فجأة وهي تردد الكلمات بروية:
- الاهتمام.. الارقام..
وأخذت تضحك بمرح:
- لقد اصبحت شاعرة فجأة..
وهنا خاطبت رقية الجميع:
- لم يبق معنا الكثير من الوقت، فيجب ان نسلم تقريرنا للمسابقة قبل أن يفوتنا الموعد، والان يجب ان ننتقل للشق الثاني من التجربة، وسيكون حول "القوة"..
فتحمس ريان قائلا وهي يبرز عضلاته:
- أنا الاقوى هنا طبعا..
لم يكد ريان يتم جملته حتى تفاجأ الجميع بظهور منير، وخلفه مساعداه التوأم "سعد وسعيد"، اللذان قالا بدون مقدمات:
- لا يوجد أقوى من الزعيم طبعا..
فأسرعت رقية لتقول بجدية، قبل أن تخرج الامور عن السيطرة:
- هذا ليس وقت الاستعراض يا أولاد، فما يهنا الان هو توضيح مفهوم القوة والعلاقة بين الكتلة والوزن، لأجل المسابقة..
ثم استدركت فجأة، لتوجه كلامها لمنير والتوأم:
- ما رأيكم أن تنضموا لنا أيضا!
تبادل التوأم النظرات، في حين تظاهر منير بعدم الاهتمام، قبل أن يقول:
- إذا كنتم بحاجة لمساعدتنا في الفوز، فنحن لا نمانع..
فقالت رقية:
- ساخبركم الان بملخص سريع حتى تعرفوا ما يجري، فاليوم هو آخر موعد للالتحاق بمسابقة "جمال الفيزياء"، ونحن نحاول ان نسلم تقريرنا قبل نهاية اليوم، والذي تحدثنا فيه عن أهمية الوحدات، والكميات الفيزيائية الاساسية والمشتقة، وكيف نقوم بقياس الكميات الاساسية كالطول والزمن باستخدام الادوات، ومن ثم نحسب منها الكميات الفيزيائية المشتقة كالسرعة، والان نريد التحدث عن القوة..
فقال منير:
- قبل التحدث عن القوة، وبما أنك ذكرتِ الكميات الفيزايئة الاساسية والمشتقة؛ فهل أشرتِ إلى الكميات المتجهة والقياسية؟
فأجابته رقية بامتنان:
- من الجيد أنك ذكرتني..
ثم التفتت إلى الجميع قائلة:
- الكميات الفيزيائية إما أن تكون متجهة أو غير متجهة أو ما نطلق عليها مصطلح (قياسية)..
فتساءل لؤي:
- لحظة.. الم تقولي سابقا ان الكميات الفيزيائية تنقسم لقسمين اساسية ومشتقة؟
فأجابته رقية:
- ذلك نوع آخر من التقسم، مثلا عندما نقول أن جميع الاطفال هم قسمين إما ذكور أو اناث، فهذا صحيح أليس كذلك؟
فأومأ لؤي براسه موافقا، فتابعت رقية:
- في الوقت نفسه عندما نقول أن جميع الاطفال هم قسمين رضّع او غير رضّع، فهنا نحن نتحدث عن نوع آخر من التقسم، وهو صحيح أيضا..
والتقطت رقية نفسا قبل أن تقول:
- الكمية المتجة هي التي نحددها بالمقدار والاتجاه، أما غير المتجة او القياسية، فهي التي نحددها بالمقدار فقط، ولا يوجد لها أي اتجاه، مثل الزمن الذي نقيس مقداره بالساعة، أما القوة فهي مثال على الكمية المتجهة لها مقدار واتجاه أيضا..
أخذ سعد يتثاءب وهو يهمس لسعيد:
- هل فهمت شيئا؟ يبدو هذا مملا ومعقدا ايضا
غير أن منير الذي سمعهما التفت نحوهما موبخا:
- انتما مساعداي ويجب ان تظهرا بشكل لائق أمامهم حتى لا نكون أقل شأنا منهم، فالفيزياء ستزيد هيبتنا، ويجب أن تكون لنا اضافة حقيقية تليق بعصابتنا..
فما كان من سعد وسعيد إلا أن رفعا يديهما بتحية عسكرية:
- أمرك سيدي!
فابتسم منير برضا ثم تقدم بضع خطوات ليلتقط الحبل المرمي على الأرض مخاطبا الجميع:
- سوف تفهمون الان وبشكل عملي ما هو الفرق بين الكمية المتجة والقياسية..
وناول سعد وسعيد الحبل قائلا:
- هيا العبا لعبة شد الحبل بكل قوتكما..
تفاجأ سعد وسعيد، قبل ان يقولا معا:
- ولكنك تعرف النتيجة فنحن...
غير أن منير قاطعهما بحزم:
- ابدآ الان ولا تتوقفا قبل أن آمركما!
وبسرعة تناول كل واحد منهما أحد طرفي الحبل وبدآ بشده باتجاهين متعاكسين، ورغم أن كل واحد منهما قد بذل قصارى جهده بالشد؛ لكن لم يستطع أي منهما أن يجذب الآخر تجاهه او حتى يزحزحه عن مكانه، حتى بدا وكأنهما متجمدان مكانهما، في مشهد صامت ساكن، أمام دهشة الجميع!
وهنا تحدث منير:
- كما ترون فالمشهد يبدو ساكناً تماماً، ولا أحد يتحرك فيه، فهل هذا يعني أن الاثنان لا يبذلان أية قوة؟
فبادره مصطفى بالاجابة:
- واضح أن قوة التوأم متساوية تماما، أي انهما يبذلان المقدار نفسه من القوة، ولكن كل واحد منهما يبذل هذا المقدار في اتجاه معاكس للآخر، وهكذا تلغي إحداهما الأخرى وتكون النتيجة صفرا..
فأضافت رقية موضحة:
- هذا ما يُطلق عليه مصطلح "المحصلة"، وتعني النتيجة النهائية للجمع الاتجاهي للكميات الفيزيائية المتجهة، وفي مثال سعد وسعيد في شد الحبل، فسعيد يشد الحبل بقوة نحو اليمين، في حين يشد سعد الحبل بمقدار القوة نفسه تجاه اليسار، وهكذا نطرح مقدار القوة الاولى من مقدار القوة الثانية التي تساويها بالمقدار وتعاكسها بالاتجاه، فتكون محصلة القوى صفرا، وهكذا لا تحدث أي حركة!
ومن هنا ندرك ان الجسم لا يتحرك إذا لم تكن هناك قوة تؤثر عليه، أو إذا كانت محصلة القوى عليه تساوى صفرا، وهذا من اهم القوانين...
بترت رقية عبارتها بعد أن انتبهت لمرور الوقت فجاة، فهتفت:
- يا إلهي!! كيف مر الوقت سريعا هكذا؟!! إذا لم نسلم التقرير خلال ساعة ونصف فسيفوتنا الاشتراك بالمسابقة لا قدر الله..
فأسرع مصطفى يضع ميزانه ذو الكفتين امامهم، قائلا:
- اظن بقي علينا الاشارة لموضوع الكتلة وعلاقتها بالقوة..
قال جملته تلك ورفع حجرا عن الارض قائلا:
- كتلة هذا الحجر ثابتة ولا تتغير، فالكتلة هي مقدار ما فيه من مادة، وهذه كمية فيزيائي قياسية غير متجهة، نقيسها بكل سهولة بالميزان ذو الكفتين، باستخدام كتل القياس..
قال ذلك ووضع الحجر في إحدى الكفتين فيما اخذ يزيد كتل القياس في الكفة الاخرى حتى توازن الميزان ذز الكفتين، ثم قال:
- كتلة هذا الحجر ربع كيلوغرام..
فاضافت رقية:
- هنا يجب ان ننتبه بأن كتلة الحجر تختلف عن وزن الحجر، فالوزن هو كمية فيزيائة متجهة وهو أحد اشكال القوة، وهي قوة الجاذبية..
وهنا حمل مصطفى الحجر ونهض واقفا امام الجميع، وهو يمد ذراعه للامام وقد حمل الحجر على راحة يده قائلا:
- الان كما تشاهدون فالحجر ساكن ولا يتحرك، اليس كذلك؟
فهتفت جود بحماسة من فهم الدرس:
- أجل.. وهذا يعني انه لا توجد قوة تؤثر عليه أو أن محصلة القوى عليه صفرا.. لقد حفظت الدرس.. حفظته جيدا والحمد لله.. يا لسعادتي..
عندها افلت مصطفى الحجر من يده، ليقع على الأرض، ثم تساءل:
- والان كيف تفسرون هذا؟
فأجابه وائل:
- عندما افلتّ الحجر، اصبحت قوة الجاذبية هي القوة الوحيدة التي تؤثر عليه فسقط باتجاهها، ولكن عندما كنت تمسكه فقوة حملك له كانت تساوي قوة الجاذبية في المقدار وتعاكسها بالاتجاه، ولذلك كانت المحصلة صفر فبقي الحجر ساكنا فوق يدك بلا حراك..
فأضافت رقية باستعجال:
- وزن الحجر او قوة جاذبية الارض له، تساوي كتلة الحجر مضروبا بتسارع الجاذبية، بحسب قانون نيوتن الثاني، هذا يعني ان القوة كميو فيزيائية مشتقة ومتجهة ايضا..
كان بودي ان نتطرق اكثر لهذا الموضوع، ونسلط الضوء أيضا على التسارع، الذي هو أيضا كمية فيزيائية متجهة ومشتقة، ولكن للأسف الوقت يداهمنا الآن لذلك سنتوقف هنا..
والتفتت إلى عفيفة التي كانت منهمكة بالكتابة:
- أرجو أنك أعددت ملخصا جيدا للتقرير حتى نسلمه للمسابقة إن شاء الله..
وبعد برهة رفعت عفيفة راسها وهي تتنفس الصعاء:
- الحمد لله تم الانتهاء من كتابة التقرير..
ثم قدمته لرقية:
- يمكنك تسليمه الان..
وبينما كان الجميع يتبادلون التهاني بهذا الانجاز، إذا بهم يسمعون صوت التوأم اللذان كانا لا يزالان يشدان الحبل، وهما يتوسلان لمنير:
- ألا يكفي هذا يا زعيم؟ لقد تعبنا حقا!
فالتفت نحوهما منير كمن تذكر أمرهما فجأة:
- المعذرة.. هذا يكفي..
فاستلقى سعد وسعيد على الارض وهما يلتقطان انفاسهما المنهكة، غير أن صوت رقية الذي صرخ فجأة افزعهم فهبوا واقفين يسألون عما حدث مع البقية، قبل ان تجيبهم رقية والدموع في عينيها:
- لقد تبين ان هناك خطأ في تقديرنا للوقت المتبقي للمسابقة؛ إذ أننا لم نأخذ فارق التوقيت بعين الاعتبار، وهكذا فاتنا وقت الاشتراك بالمسابقة منذ خمسين دقيقة!!
فقالت لها عفيفة بابتسامة مطمئنة:
- لا بأس لا باس.. سنضيف هذه الملاحظة في التقرير الان بسرعة، ونذكر أن هذا دليل على أهمية توحيد الوحدات حتى لا يحدث خطأ، وسنعتبر هذا مثال عملي على ذلك، ورب ضارة نافعة، ولعله خير..
وآخر دعوانا أن الحمد لله رب العالمين
وصل اللهم على سيدنا محمد وعلى آله وصحبه وسلم
*****
ملاحظة على الهامش:
كانت تلك القصة إحدى مشاركاتنا في مسابقة جمال الفيزياء 2025، استوحيناها من عالم سلسلة مانجا "ثورة الأطفال" والتي يمكنكم قراءتها عبر الرابط:
نأمل أن تحوز القصة على إعجابكم، ويسعدنا الاستماع لانطباعاتكم وآرائكم^^
ولا تنسونا من دعواتكم
وصل اللهم على سيدنا محمد وعلى آله وصحبه وسلم