المفاهيم الأساسية

الهندسة

الفيزياء

القوى

السرعة

التصميم

المقدمة

هل تلعب أو تشاهد رياضة تُستخدَم فيها أداة لتحريك الكرة؟

هناك الكثير من الرياضات المختلفة التي يَستخدم فيها اللاعبون شيئًا ما لتحريك الكرة، غير أقدامهم أو أيديهم، مثل الجولف والبيسبول وكرة المضرب (التنس).

في هذا النشاط ستصمم وتصنع وتختبر أداتك الرياضية الخاصة، باستخدام أشياء يمكن إعادة تدويرها.

معلومات أساسية

في رأيك: كم عدد الرياضات التي يَستخدم فيها الرياضيون شيئًا ما لضرب كرة أو قرص؟

إذا فكرتَ في حجم الأداة المستخدمة في كل رياضة وشكلها، ستدرك أنها تختلف عن بعضها، فمثلا: مضرب البيسبول طويل ورفيع، ومضرب التنس قصير وعريض، بينما مضارب الجولف وعُصيّ هوكي الجليد لها مقابض طويلة، ولكن رأس مضرب الجولف أصغر كثيرًا من نصل عصا الهوكي.

فماذا يحدث لو حاولتَ لعب الهوكي بمضرب تنس، أو لعب البيسبول بمضرب جولف؟ ربما لن تسير الأمور على ما يرام.

الآن فكِّر في المواصفات المطلوبة للأداة المستخدمة في كل رياضة، جميع هذه الأدوات تُستخدم لضرب الكُرة (أو القرص)، ما يتسبب في توليد قُوى تغيِّر من سرعة الكرة أو اتجاهها، ولكن ذلك يحدث في ظروف تختلف عن بعضها اختلافًا كبيرًا، فلاعبو الجولف يضربون كرة صغيرة تكون ساكنة على الأرض، ويستطيعون فعل ذلك بدقة شديدة باستخدام عصا ذات رأس صغير وثقيل، وهم واقفون في أماكنهم.

ويحتاج لاعبو الجولف إلى ضرب الكُرة لمسافات بعيدة جدًا (مئات الأمتار)، وهو ما يتطلب أرْجَحَة المضرب بقوة باستخدام اليدين، من ناحية أخرى، يحتاج لاعبو التنس إلى التحرّك هنا وهناك سريعًا لضرب كرة تتحرك للأمام والخلف من فوق شبكة.

وأحيانًا ما تتحرَّك كرة التنس بسرعة تتجاوز 160 كيلومترًا في الساعة، وتُسَهِّل المساحة الكبيرة نسبيًا لشبكة مضرب التنس من ضربَ الكرة المتحركة (تخيَّل محاولة لعب التنس بمضرب رأسه بحجم رأس عصا الجولف)، وكذلك يسمح استخدام يد واحدة في اللعب بقدر أكبر من رشاقة الحركة.

الآن تخيل أنك تريد لعب مباراة مع أصدقائك، لكنك لا تملك أي مضارب تنس أو عصي جولف أو عصي بيسبول، ومن ثم ستحتاج إلى صنع أداتك الخاصة!

لكن ذلك يعتمد أولًا على نوع الرياضة التي تريد أن تلعبها، في هذه الحالة، ستحتاج إلى استخدام عملية التصميم الهندسي لتتمكن من صنع أداتك.

المواد المستخدمة

  • مجموعة متنوعة من الأشياء القابلة للتدوير: زجاجات بلاستيكية، صناديق من الورق المقوى، أنابيب...
  • شريط لاصق، صمغ، أو كلاهما.
  • مقص.
  • قلم رصاص وورقة.
  • كرة خفيفة الوزن مصنوعة من البلاستيك أو المطاط (كرة تنس طاولة، أو كرة الويفل المثقَّبة...) لا تستخدم كرة ثقيلة كالبيسبول.
  • مكان مفتوح: غرفة واسعة أو مكان مستوٍ خارج المنزل.
  • معدّات (مقاعد أو منضدة) يمكن استخدامها في الرياضة التي ستلعبها.
  • بعض الأصدقاء لتلعب معهم (اختياري).

التحضير

  • اختر الرياضة التي تريد أن تلعبها، وجهِّز منطقة لذلك، مثلًا:

يمكنك لعب الهوكي بإخلاء مساحة وسط غرفة كبيرة، ووضع مقعدين في مكانين متقابلين لاستخدام أرجل كل مقعد مرمى تُسجّل فيه الأهداف.

  • يمكنك لعب نسخة مُصغَّرة من رياضة الجولف بقص دوائر من الورق، ووضعها على الأرض، واستخدامها كما لو كانت حُفَر جولف، ومن ثم تجهيز أنواع من العوائق على غرار تلك الموجودة في الملعب الحقيقي.
  • يمكنك لعب تنس الطاولة باستخدام بعض الورق المقوى لعمل شبكة تُثبَّت عرضيًّا عند منتصف مائدة مستطيلة الشكل.
  • يمكنك أيضًا ابتكار رياضة خاصة بك، أو الخروج برياضة من وحي الخيال، على غرار لعبة «كويديتش» التي شاهدناها في سلسلة أفلام هاري بوتر.

الطريقة

  • قد يكون البَدء مباشرةً في صنع الأداة أمرًا مغريًا لك، لكن المهندسين يعملون بطريقة أكثر تنظيمًا، إذ يجب عليك التفكير أولًا فيما تريد صنعه، وعمل بعض الرسومات التخطيطية.
  • فكِّر في الرياضة التي تريد أن تلعبها: شكل الأداة الحقيقية المستخدمة فيها، أو شكل الأداة التي تريدها للعب رياضة من وحي خيالك.
  • جهِّز قائمة بالمعايير التي يجب توافرها في الأداة، مثلا: هل ستمسك الأداة بيديك الاثنتين أم بيد واحدة؟ هل ستحتاج إليها لضرب كرة متحركة أم ثابتة؟ هل ستكون الكرة في الهواء أم على الأرض؟
  • افحص الأشياء المتوافرة لديك، فكِّر في الطريقة التي يمكنك بها دمج أو توصيل هذه الأشياء مع بعضها لصنع الأداة، ما الأشياء التي يمكنك استخدامها لصنع المقبض؟ ماذا عن الجزء الذي سيضرب الكرة؟ هل ستحتاج إلى قص هذه الأشياء أم طيّها؟ كيف ستصل الأشياء ببعضها؟
  • ارسم رسمًا تخطيطيًا يوضِّح تصميم أداتك الرياضية، وضع عليه أسماء المواد التي ستستخدمها.
  • حاول صنع أداتك الرياضية باتباع التصميم الظاهر في الرسم التخطيطي، لا بأس إن لم تلتزم حرفيًا به، فقد تكتشف أن الأمور لا تسير كما كان مخططًا لها بالضبط، مثلا: قد لا تكون بعض القطع متوافقة مع بعضهما كما ظننتَ، لا بأس، ارجع إلى لوحة الرسم إذا أردت تعديل شيء ما.
  • عندما تنتهي من صنع الأداة، اختبرها، حاول ضرب الكرة بضع مرات (إذا اقتضى الأمر -حسب الرياضة التي ستلعبها- اطلب من صديق لك ضرب الكرة أو إلقاءها تجاهك). هل تستطيع ضرب الكرة بدقة؟ ماذا عن المسافة التي تقطعها الكرة؟ هل الأداة التي صنعتها سهلة الاستخدام؟ هل هي متينة أم ضعيفة لدرجة لا تُمَكِّن من استخدامها؟
  • اعتمادًا على ملاحظاتك، قرِّر ما إذا كنت تريد إدخال تغييرات أو تحسينات على أداتك، ربما تقرر حتى البدء من الصفر وصنع واحدة جديدة، مرة أخرى، لا بأس، فهذا الأمر يُطلَق عليه "التكرار"، والمهندسون عادةً ما يقومون بعدة تكرارات قبل الوصول إلى التصميم النهائي.
  • بمجرد الوصول إلى تصميم نهائي، اصنع نسخ إضافية من الأداة لتتمكن من اللعب مع أصدقائك.

المشاهدات والنتائج

لعلك اكتشفتَ الآن أن بإمكانك صنع أداة بسيطة لضرب كرة خفيفة الوزن، يمكنك، على سبيل المثال، صنع مضرب جولف أو عصا هوكي بلصق أنابيب المناديل الورقية مع بعضها لعمل المقبض، ومن ثم استخدام زجاجة بلاستيكية لعمل رأس المضرب.

ولكن ربما لم تكن هذه الأداة الرياضية المصنَّعة في المنزل بنفس متانة المضرب الحقيقي، تُصنَع أغلب هراوات البيسبول وعُصِيّ الهوكي، من قطعة صلبة واحدة من الخشب أو المعدن، أما أنت فربما استخدمت الشريط اللاصق أو الصمغ لتوصيل القطع ببعضها، كأن تلصق مثلا عددًا من أنابيب المناديل الورقية معًا لصنع يد المضرب الطويلة.

نقاط الاتصال تلك تُعدّ نقاط ضعف، والورق المقوى أيضًا أضعف كثيرًا مقارنة بالخشب الصلب أو المواد فائقة الصلابة -كألياف الكربون التي تُستخدَم لصنع مضارب التنس- لذا، في أثناء استمتاعك بلعب الرياضة التي اخترتَها، احذر، لأن أداتك ربما لا تحتمل الكثير من الاستعمال الشاق.