ارتداد المدفع
عندما يطلق المدفع قذائفه فإنه يرتد إلى الخلف ، لماذا ؟
لتكن كتلة القذيفة m ، كتلة المدفع M … لقد انطلقت القذيفة فجأة بسرعة u1 وهذا يعني أن :
لكن النظام كان ساكناً في البداية ( v = 0 ) وعليه فإن :
ومنها فإن سرعة المدفع هي :
الإشارة السالبة تعني أن اتجاه حركة المدفع تعاكس اتجاه القذيفة وهي أقل من سرعة القذيفة بنسبة كتلة القذيفة إلى المدفع .
ولعله قد انقدح في ذهنك السؤال التالي : هذا لو كان المدفع يطلق أفقياً ، ولكن المدفع قد يطلق بزاوية ، وقد يطلق من دبابة متحركة … فكيف يبدو الأمر ؟
إذا أطلق المدفع بزاوية على الأفقي فإن سرعة الارتداد ستكون في الاتجاه المضاد أيضاً ولكن الأرض تمنع المدفع من الغوص فيها ، ولذا يتحرك المدفع بالمركبة الأفقية للسرعة u2 ( أي : u2 cos ) ، أما المركبة العمودية (u2sin ) فإنها تتسبب في الضغط على الأرض ، ولو تصورنا أن هذا المدفع قد حمل على عربة لا تتحمل هذه القوة الدفعية إذن لانهارت العربة مع ضربات المدفع … كيف ذلك ؟
سندرس هنا حركة المدفع الذي يصطدم مع الأرض بسرعة u2sin ، دعنا نسمي هذه السرعة u تخفيفاً . إن التغير في كمية حركة المدفع نتيجة التصادم هي :
وعلى ذلك فكلما كان زمن الإطلاق ( الفترة التي تستغرقها القذيفة لتخرج من فوهة المدفع ) أقل كلما كانت قوة الدفع أكبر ، وقد تصل إلى الحد الذي تنحطم معه العربة .
وإذا كان من العسير أن نصنع تلك العربة التي تتحمل هذا الدفع فما العمل ؟
دعنا نفكر في مدفع محمول على عربة ذات ممصات ( زنبركات مثلاً ) … سوف يبدأ الانضغاط من اللحظة التي يبدأ المدفع فيها بالحركة نتيجة الإطلاق إلى أن تسكن حركته ، وسوف تستغرق هذه العملية وقتاً أطول كثيراً من الزمن المستغرق بدون هذه الممصات ، مما يعني أن قوة الدفع التي تؤثر على العربة تقل الأمر الذي يترجح معه أنها الآن آمنة من التحطم .
بقي أن نناقش الأمر حينما يكون المدفع متحركاً كما لو كان على ظهر دبابة مثلاً …سنفترض هنا أن المدفع يطلق قذائفه باتجاه حركته إلى الأمام ( ولو بزاوية على الأفقي ) ، وفي هذه الحالة فإن سرعة المدفع سوف تقل بمقدار المركبة الأفقية الناتجة عن اندفاعه للخلف على فرض ثبات المدفع ، وسنترك هذه المناقشة لك ، ونزيدك أمراً آخر : فكر في الأمر عندما يطلق المدفع بزاوية على اتجاه حركة الدبابة ؟ ولا يغيبن عنك هنا أن المركبة الأفقية للسرعة لها أيضاً مركبتان : واحدة باتجاه حركة الدبابة وأخرى متعامدة عليها . كيف تجد الأمر عندما تقذف راجمة صواريخ متحركة باتجاه يميل بزاوية على اتجاه حركتها ؟