الجمعة، 28 ديسمبر 2012

بين الفلسفة والهندسة:



التوازن (equilibrium):
يعتبر مفهوم التوازن من المفاهيم العامة الشائعة الاستخدام في اكثر من مجال,التوازن تعني عملية الاستقرار ضمن حالة ما او نظام ما , فمثلا هناك التوازن الحراري (thermal equilibrium ) و الذي يصف حالة الاستقرار في النظام الحراري و حالة توقف الانتقال الحراري ضمنالوسط , و هناك التوازن الكيميائي (chemical equilibrium) و الذي يصف حالة الاستقرار ضمن النظام الكيميائي و هناك التوازن الميكانيكي (mechanical equilibrium) و الذي يصف حالة الاستقرار في النظام الميكانيكي , بالاضافة الى استخدام و توضيف هذا المصطلح في مجالات اخرى مثل التوازن السياسي (political equilibrium) و التوازن الاستراتيجي و التوازن الوراثي (genetics equilibrium ) و الذي يصف توازن الانماط و الصفات الوراثية ضمن الدراسة الاحصائية في علم الوراثة, و هناك التوازن النفسي (psychological equilibrium ) و هناك التوازن البايلوجي ( biological equilibrium ) الذي يصف حالة التوازن الفسلجي و الكيميائي داخل جسم الكائن الحي,و غيرها من المجالات الاخرى , لكني كمتخصص سوف اتكلم عن مجال اختصاصي هو التوازن الميكانيكي , هناك انواع في التوازن الميكانيكي هناك توازن القوى و هي عندما تصبح محصلة القوى المؤثرة تساوي صفرا على اي جسم و بالتالي يكون الجسم اوالنظام الميكانيكي في حالة اتزان , وهناك توازن العزوم ضمن النظام الميكانيكي وهو شبيه بتوازن القوى, و هناك التوازن الكتلي الذي يتضمن توازن مجموع الكتل ضمن النظام الميكانيكي و الذي يتعلق بنظام يتالف من عدد من الكتل مثال على ذلك تزازن الريش في محور التوربين , و التوازن لا ينطبق على الحالة الاستاتيكية فقط و انما ايضا على الحالة الداينميكية ايضا بحيث ان النظام الميكانيكي يتحرك ضمن حالة الاستقرار و ينطبق عليه ما ذكرناه في توازن القوى او العزوم او الكتل , وهناك توازن من نوع اخر هو التوازن الايروداينميكي الذي يجب ان يتوفر في الاجسام التي تتحرك ضمن الهواء مثل الطائرات التي يجب ان تكون قادرة على توزيع الهواء على جسم الطائرة بالشكل الذي يحفظ توازنها , و ايضا التوازن الهدروداينميكي للاجسام المتحركة قي وسط سائل مثل السفن او الغواصات , و هذا ينطبق ايضا على الكائنات الحية مثل الطيور بالنسبة للتوازن الايروداينميكي و الاسماك بالنسبة للتوازن الهيدرداينميكي , بل حتى اجسامنا التي تسير على الارض هي تحتاج الى التوازنات التي ذكرناه الكتلية و توازنات القوى المؤثرة و العزوم سواء كنا في حالة السكون الاستاتيك او الحالة الحركية الداينميك و حتى في الحالة الايروداينميكية نحن نحتاج الى توازن من هذا النوع و لو بنسبة محدودة جدا .
في الفلسفة الانسانية و المجتمعات البشرية و العلوم التي تدرس السلوك الانساني , يظهر مفهوم التوازنبشكل مماثل لغيره في المجالات الاخرى , فالانسان يحتاج لان يكون متوازن سايكلوجيا و عاطفيا حتى يستطيع ان يتعايش ضمن مجتمعه و هو بدوره يحتاج الى توازن في مصالحه مع الاخرين و ما علاقة تبادل المنفعة التي هي علاقة حياتية تجتمع بها الكائنات الحية و ايضا هي سلوكية لدى الفرد الا تعبير عن حالة التوازن التي نتكلم عنها, المجتمعات بدورها ينطبق عليها ما ينطبق على غيرها من المجالات , فالمجتمع يحتاج الىتوازن سياسي و اجتماعي و توازن اقتصادي و غيره مما يحفظ تماسك ذلك المجتمع.
وهذه صورة مبسطة عن توازن في نظام ميكانيكي بسيط

بين الفلسفة والهندسة:



التوازن (equilibrium):
يعتبر مفهوم التوازن من المفاهيم العامة الشائعة الاستخدام في اكثر من مجال,التوازن تعني عملية الاستقرار ضمن حالة ما او نظام ما , فمثلا هناك التوازن الحراري (thermal equilibrium ) و الذي يصف حالة الاستقرار في النظام الحراري و حالة توقف الانتقال الحراري ضمنالوسط , و هناك التوازن الكيميائي (chemical equilibrium) و الذي يصف حالة الاستقرار ضمن النظام الكيميائي و هناك التوازن الميكانيكي (mechanical equilibrium) و الذي يصف حالة الاستقرار في النظام الميكانيكي , بالاضافة الى استخدام و توضيف هذا المصطلح في مجالات اخرى مثل التوازن السياسي (political equilibrium) و التوازن الاستراتيجي و التوازن الوراثي (genetics equilibrium ) و الذي يصف توازن الانماط و الصفات الوراثية ضمن الدراسة الاحصائية في علم الوراثة, و هناك التوازن النفسي (psychological equilibrium ) و هناك التوازن البايلوجي ( biological equilibrium ) الذي يصف حالة التوازن الفسلجي و الكيميائي داخل جسم الكائن الحي,و غيرها من المجالات الاخرى , لكني كمتخصص سوف اتكلم عن مجال اختصاصي هو التوازن الميكانيكي , هناك انواع في التوازن الميكانيكي هناك توازن القوى و هي عندما تصبح محصلة القوى المؤثرة تساوي صفرا على اي جسم و بالتالي يكون الجسم اوالنظام الميكانيكي في حالة اتزان , وهناك توازن العزوم ضمن النظام الميكانيكي وهو شبيه بتوازن القوى, و هناك التوازن الكتلي الذي يتضمن توازن مجموع الكتل ضمن النظام الميكانيكي و الذي يتعلق بنظام يتالف من عدد من الكتل مثال على ذلك تزازن الريش في محور التوربين , و التوازن لا ينطبق على الحالة الاستاتيكية فقط و انما ايضا على الحالة الداينميكية ايضا بحيث ان النظام الميكانيكي يتحرك ضمن حالة الاستقرار و ينطبق عليه ما ذكرناه في توازن القوى او العزوم او الكتل , وهناك توازن من نوع اخر هو التوازن الايروداينميكي الذي يجب ان يتوفر في الاجسام التي تتحرك ضمن الهواء مثل الطائرات التي يجب ان تكون قادرة على توزيع الهواء على جسم الطائرة بالشكل الذي يحفظ توازنها , و ايضا التوازن الهدروداينميكي للاجسام المتحركة قي وسط سائل مثل السفن او الغواصات , و هذا ينطبق ايضا على الكائنات الحية مثل الطيور بالنسبة للتوازن الايروداينميكي و الاسماك بالنسبة للتوازن الهيدرداينميكي , بل حتى اجسامنا التي تسير على الارض هي تحتاج الى التوازنات التي ذكرناه الكتلية و توازنات القوى المؤثرة و العزوم سواء كنا في حالة السكون الاستاتيك او الحالة الحركية الداينميك و حتى في الحالة الايروداينميكية نحن نحتاج الى توازن من هذا النوع و لو بنسبة محدودة جدا .
في الفلسفة الانسانية و المجتمعات البشرية و العلوم التي تدرس السلوك الانساني , يظهر مفهوم التوازنبشكل مماثل لغيره في المجالات الاخرى , فالانسان يحتاج لان يكون متوازن سايكلوجيا و عاطفيا حتى يستطيع ان يتعايش ضمن مجتمعه و هو بدوره يحتاج الى توازن في مصالحه مع الاخرين و ما علاقة تبادل المنفعة التي هي علاقة حياتية تجتمع بها الكائنات الحية و ايضا هي سلوكية لدى الفرد الا تعبير عن حالة التوازن التي نتكلم عنها, المجتمعات بدورها ينطبق عليها ما ينطبق على غيرها من المجالات , فالمجتمع يحتاج الىتوازن سياسي و اجتماعي و توازن اقتصادي و غيره مما يحفظ تماسك ذلك المجتمع.
وهذه صورة مبسطة عن توازن في نظام ميكانيكي بسيط

بين الفلسفة والهندسة:



التوازن (equilibrium):
يعتبر مفهوم التوازن من المفاهيم العامة الشائعة الاستخدام في اكثر من مجال,التوازن تعني عملية الاستقرار ضمن حالة ما او نظام ما , فمثلا هناك التوازن الحراري (thermal equilibrium ) و الذي يصف حالة الاستقرار في النظام الحراري و حالة توقف الانتقال الحراري ضمنالوسط , و هناك التوازن الكيميائي (chemical equilibrium) و الذي يصف حالة الاستقرار ضمن النظام الكيميائي و هناك التوازن الميكانيكي (mechanical equilibrium) و الذي يصف حالة الاستقرار في النظام الميكانيكي , بالاضافة الى استخدام و توضيف هذا المصطلح في مجالات اخرى مثل التوازن السياسي (political equilibrium) و التوازن الاستراتيجي و التوازن الوراثي (genetics equilibrium ) و الذي يصف توازن الانماط و الصفات الوراثية ضمن الدراسة الاحصائية في علم الوراثة, و هناك التوازن النفسي (psychological equilibrium ) و هناك التوازن البايلوجي ( biological equilibrium ) الذي يصف حالة التوازن الفسلجي و الكيميائي داخل جسم الكائن الحي,و غيرها من المجالات الاخرى , لكني كمتخصص سوف اتكلم عن مجال اختصاصي هو التوازن الميكانيكي , هناك انواع في التوازن الميكانيكي هناك توازن القوى و هي عندما تصبح محصلة القوى المؤثرة تساوي صفرا على اي جسم و بالتالي يكون الجسم اوالنظام الميكانيكي في حالة اتزان , وهناك توازن العزوم ضمن النظام الميكانيكي وهو شبيه بتوازن القوى, و هناك التوازن الكتلي الذي يتضمن توازن مجموع الكتل ضمن النظام الميكانيكي و الذي يتعلق بنظام يتالف من عدد من الكتل مثال على ذلك تزازن الريش في محور التوربين , و التوازن لا ينطبق على الحالة الاستاتيكية فقط و انما ايضا على الحالة الداينميكية ايضا بحيث ان النظام الميكانيكي يتحرك ضمن حالة الاستقرار و ينطبق عليه ما ذكرناه في توازن القوى او العزوم او الكتل , وهناك توازن من نوع اخر هو التوازن الايروداينميكي الذي يجب ان يتوفر في الاجسام التي تتحرك ضمن الهواء مثل الطائرات التي يجب ان تكون قادرة على توزيع الهواء على جسم الطائرة بالشكل الذي يحفظ توازنها , و ايضا التوازن الهدروداينميكي للاجسام المتحركة قي وسط سائل مثل السفن او الغواصات , و هذا ينطبق ايضا على الكائنات الحية مثل الطيور بالنسبة للتوازن الايروداينميكي و الاسماك بالنسبة للتوازن الهيدرداينميكي , بل حتى اجسامنا التي تسير على الارض هي تحتاج الى التوازنات التي ذكرناه الكتلية و توازنات القوى المؤثرة و العزوم سواء كنا في حالة السكون الاستاتيك او الحالة الحركية الداينميك و حتى في الحالة الايروداينميكية نحن نحتاج الى توازن من هذا النوع و لو بنسبة محدودة جدا .
في الفلسفة الانسانية و المجتمعات البشرية و العلوم التي تدرس السلوك الانساني , يظهر مفهوم التوازنبشكل مماثل لغيره في المجالات الاخرى , فالانسان يحتاج لان يكون متوازن سايكلوجيا و عاطفيا حتى يستطيع ان يتعايش ضمن مجتمعه و هو بدوره يحتاج الى توازن في مصالحه مع الاخرين و ما علاقة تبادل المنفعة التي هي علاقة حياتية تجتمع بها الكائنات الحية و ايضا هي سلوكية لدى الفرد الا تعبير عن حالة التوازن التي نتكلم عنها, المجتمعات بدورها ينطبق عليها ما ينطبق على غيرها من المجالات , فالمجتمع يحتاج الىتوازن سياسي و اجتماعي و توازن اقتصادي و غيره مما يحفظ تماسك ذلك المجتمع.
وهذه صورة مبسطة عن توازن في نظام ميكانيكي بسيط

بين الفلسفة و الهندسة

الكرة (sphere) :


الشكل الكروي هو اكثر الاشكال الهندسية عدالة لانه يضمن توزيع متساوي للسطح بزاوية واحدة هي 360 درجة وبابعاد متساوية عن المركز هو نصف القطر, لذلك الكروية هي المفهوم الابرز للعدالة الهندسية ثلاثية الابعاد.

بين الفلسفة و الهندسة :


الخط المستقيم straight line:


قد يكون الخط المستقيم هو اقصر الطرق و اقربها الى الهدف لكنه يبقى خط ضمن بعد واحد يجعلنا قاصرين عن رؤية الابعاد الاخرى.

بين الفلسفة و الهندسة


المنحني (curve):
قد يكون المنحني هو الشكل الهندسي الذي لا نحبه كثيرا و لانرغبه لانه يرسم حالة التحولات حيث يبدأ من نقطة الصفر (0,0)ليصل الى اعظم نقطة(peak) ثم ينحدر الى نقطة التلاشي (الصفر) من جديد , لكن هذا الشكل الهندسي يمثل الحالة الواقعية التي تمر بها حياتنا والتي تمر بها الكثير من الحالات و الظواهر في الكون, فحياتنا تبدأ من نقطة الصفر ثم نصل الى قمة شبابنا و حيويتنا ثم تنحدر حياتنا الى نقطة الهرم لتزلق الى نقطة الاضمحلال.

بين الهندسة و الفلسفة:


الدائرة(circle):
الدائرة هو شكل هندسي مغلق بزاوية 360 درجة مشدودة باتجاه المركز بخط هو نصف القطر يمثل في الحياة الحلقة التي تحكم بحالة ما فتجعلها تدور ضمن نفس المدار مالم يحدث تغير معين في مسارها, و ان لم يحدث فانها سوف تدور بهذه الحلقة المفرغة الى ماشاء الله ,من وجهة نظري هي تمثل رمزا للاستمرارية و الى حد ما القصور الذاتي وفقا لاحد قوانين نيوتن الثلاث , ومن الناحية السايكلوجية انا ارى فيها عقدة و مشكلة و حالة من التأزم لاستمراريتها المنغلقة و المنعزلة بداخلها عن ما يحيط بها.

بين الفلسفة و الهندسة


الزاوية (angle):
الزاوية هي نقطة تلاقي بعدين او شعاعين ضمن مستوي, لكن مفهوم الزاوية هو مفهوم اكثر شمول من تعريفه الهندسي البسيط , فهي المقياس الذي يحدد تلاقي الابعاد لتشكيل شكل هندسي معين , و الاشكال الهندسية تحددها الزوايا المتضمنة فيها, الزوايا تبدأ من الصفر و تنتهي بدرجة 360 , و الزاوية في الحياة تعد نقطة مفصلية كما هي في الهندسة فلو اردنا ان نرسم مراحل حياتنا لوجدنا انها ترسم زوايا مختلفة ينتج عنها اشكال مختلفة, عند كل مرحلة تتكون فيها زاوية في الحياة اعلم انها محطة التقت فيها مرحلة قديمة بمرحلة جديدةتكون عندها موقف معين , و لو نلاحظ في كلامنا الدارج فاننا نستحدم كلمة الزاوية بكثرة في مختلف المجالات, في اي موضوع نتحدث عنه تجدنا نستعير هذه العبارة للتعبير عن رؤية ما او موقف معين , و كثيرا ما نقول في حديثنا عن اي موضوع على سبيل المثال لا الحصر العبارات التالية(باننا نناقش لامر من زاوية مختلفة او انا ارى الموضوع من زاوية اخرى او دعنا نتفحص الامر بزاوية محددة وهكذا دواليك) , ستجد باننا نستعير بهذه الكلمة في تعابيرنا اليومية و التي لاتتحدث عن اي موضوع هندسي بل مواضيع مختلفة في الحياة , تمثل الزاوية في تعابيرها النقطة المفصلية,او منفذ الرؤيا او غيرها.

بين الفلسة والهندسة


القصور الذاتي (inertia):
القو
لكل قوة تغيير قوى قصورية مضادة تحاول ان تعيقها و توقف تاثيرها فاما ان تكون اقوى من هذه القوى و تتمكن من ان تحدث التغيير المناسب في حركة جسم ما , او ان هذه القوى القصورية تكون اقوى من حركة التغيير هذه و تحافظ على الوضع الاستاتيكي للجسم , و القوى القصورية من الناحية الفيزيائية رديفة للاستمرارية, وفقا لقانون نيوتن الثاني في الميكانيكيا الكلاسيكية و هو قانون الاستمرارية و القصور الذاتي, و في الطبيعة البشرية و الاجتماعية و السياسية كما في الفيزياء هناك قوى قصورية تقاوم اي قوى للتغير تعمل للحفاظ على القيم القديمة و تحول دون تطور المجتمع الى حالة اكثر داينميكية, فاما هذه القوى تكون اكبر من القوى القصورية و تحدث التغيير الثوري الجذري او تفشل امام هذه القوى القصورية و تنتهي الى حالة قد تكون منسية لاحقا

بين الفلسفة و الهندسة




الاحتكاك (friction):

هي قوة مضادة تتولد بين جسمين متحركين على بعضهما باتجاهين متعاكسين, او انها تتولد من حركة احد الاجسام على سطح فتتولد من هذه الحركة قوة مضادة تنشيء من السطح تعاكس حركة الجسم و تحاول ان تعيقيه او توقفه , و الاحتكاك لا يحدث بين المواد الصلبة بل حتى المواد السائلة و الغازية , و من الناحية الفلسفية و الانسانية , هناك قوة مشابهة تتولد اجتماعيا و سياسيا ضد اي حركة فكرية تنشيء على السطح او الحالة الفكرية و الاجتماعية و السياسية تحاول ان تعيق هذه الحركة بشكل مشابه لما هي عليه في الفيزياء و الهندسة الميكانيكية ,و كما انه بسبب الاحتكاك سوف تتولد حرارة , كنتيجة للاحتكاك هناك حالة شبيهة تتولد على الصعيد الفلسفي و الاجتماعي كنتيجة للاحتكاك بين تيارين فكريين او بين سطح فكري و حركة فكرية متولدة, للاحتكاك فوائد ميكانيكية منها انه يحكم حركة الاجسام فوق السطوح ومنها انه يسلعد تعشيق الاجسام , وهي قد تماثلها فكريا ايضا من حيث ان اي حركة فكرية ستكسب من احتكاك النس بها بمؤيدين و الامر كله مطروح للنقاش فيما يخص هذا الموضوع ولكم اعزائي القراء ان تضيفو من ارائكم القيمة, وهذه صورة رمزية لاحد اشكال الاحتكاك
3Like ·  · 

بين الفلسفة و الهندسة


بين الهندسة و الفلسفة:
الجريان flow :
الجريان هو عملية انتقال كمية من المائع ضمن مجرى و مسالك معينة محكومة بقوانين ميكانيكية فيزيائية مثل قانون حفظ الكتلة و الطاقة و قانون نيوتن الثاني المعروف بقانون الاستمرارية و القصور الذاتي الذييسمى بقانون حفظ الزخم و يعد جريان الموائع من اهم المفاهيم و الفروع في هندسة الميكانيك كما انه يمثل واحد من نظريات الفيزياء الاساسية الربعة و هي الميكانيكيا الكلاسيكية و داينميكيا الموائع و الحراريات و نظرية الكم و النظرية النسبية, هناك العديد من المعادلات و المباديء التي تحدد شكل الجريان و ايضا تجري الحسابات المناسبة لانتقال الجريان مثل معادلة برنولي التي تتناول دراسة حالة الجريان المثالية , و و منها ايضا معادلة الطبقات المتاخمةboundary layer
التي تحدد شكل الجريان فيما اذا كان خطي او مضطرب ,لكن هل انه من الممكن وضع صيغ و معادلات تتناول دراسة حالة الجريان الفكرية و الثقافية بين الحضارات و الشعوب على ضوء علم الفلسفة و العلوم الانسانية التي تدرس حالات الانسان الجمعية مثل الحضارة و الثقافة و الافكار , ان مما لا شك فيه عملية الانتقال الفلسفية و الحضارية تحدث بشكل مشابه لما يحدث في الموائع , حتى ان هناك بعض القوانين المشتركة مثل الانتقال من منطقة ضغط عالي الى منطقة ضغط واطيء كما يحدث لانتقال الرياح و ايضا عملية الانتقال الافقي التي تحدث للموائع و مثل ذلك يحدث ايضا للهجرات البشرية , لكن هذه القوانين تكون اقل دقة لو طبقت على بني البشر و افكارهم و حضاراتهم منها لو طبقت على الموائع, لذلك الفلسفة وحدها من تملك الاجابة الدقيقة على جريان الثقافات و الحضارات و الافكار

بين الفلسفة و الهندسة



موجة الصدمة(shock wave):
موجة الصدمة هي الموجة التي تتولد بشكل فجائي و تنسبب بحدوث ارتفاع في الضغط و الحرارة و الكثافة , متسسببة بحدوث حالة اضطراب كبيرة في الوسط الذي تنتقل فيه , بسرعة اكبر من الموجة الاعتيادية متسببة بالحالة المعروفة عندنا بالانفجار (explosion).
عندما تتوفر ظروف هذه الموجة من ضغط عالي و حرارة شديدة ضمن حيز مغلق (اناء او قنينة او قنبلة) , سوف يؤدي ذلك الى حدوث تخلخل كبير يؤدي الى انهيار جدران الحيز لتنطلق منه موجة الصدمة الانفجارية ضمن الوسط الذي تتتولد فيه سائل او غازي او حتى صلب, يتم دراسة هذه الموجة في علوم الهندسة و الفيزياء ضمن علم انتقال الغازات (gas dynamic ) .
وموجة الصدمة هذه قد تكون موجة صوتية ميكانيكية مستعرضة او موجة كهرومغناطيسية وذلك بحسب الوسط الذي تولدت فيه, و اذا كانت كهرومغناطيسية فهي غير خاضعة لعلم (gas dynamic) و مثال عليها عاصفة الموجات الكهرومغناطيسية و الانفجار المتسل المتولد من التفاعل المتسلسل المتشعب النووي.
لكن في الفلسفة و العلوم الانسانية تحدث امور شبيه بموجة الصدمة , تنجم نتيجة حدوث ضغط على حيز معين يؤدي الى تولد الانفجار , مثل حدوث ثورة سياسية او اجتماعية , او حتى علمية ابستيميلوجية , نتيجة ظروف مماثلة لظروف موجة الصدمة , و ابرز مثال لهذه الظروف هي الضغط, الذي يسلط على حالة ما, مما يؤدي الى حدوث هذه الموجة الانفجارية ضمن الوسط , تمتلك كل موجة صدمة سواء كانت مادية او كهرومغناطيسية او معنوية عنصر هام لحدوثها هو عنصر المفاجئة و حالة تسارع الاحداث , فالطبيعة الفلسفية و الانسانية تتماثل مع الطبيعة الهندسية و الفيزيائية للمادة, و يمكن دراسة حالة مقارنة لموجة الصدمة المتولدة في الاوساط المادية و الكهرومغناطيسية بمطابقتها مع دراسة انفجار في مجتمع ما تولدت فيه ثورة اجتماعية او سياسية.

بين الفلسفة و الهندسة


قوة الطرد المركزي
  
(centrifugal  force )
في الهندسة و الفيزياء تعتبر قوة الطرد المركزي قوة خيالية (غير حقيقية) , الا ان بعض علماء الفيزياء اللذين يعتمدون على اسس النظرية النسبية يعدونها قوة حقيقية و ليست حيالية, و هي على كل الاحوال تعتبر من التاثيرات المهمة في الكون و التي تربط الميكانيكيا الكلاسيكية بالفيزياء الكونية , هذه القوة تظهر بشكل واضح عندما يدور جسم ما تحت تاثير قوة مركزية تشده الى المركز لكنه يقاوم هذه القوة التي تشده الى المركز بسبب خاصية القصور الذاتي التي يطرحها قانون نيوتن الثاني في الفيزياء و هو قانون الاستمرارية و القصور الذاتي , حيث ان اي جسم لديه خاصية المحافظة على استمراريته الاستاتيكية static ( السكونية) و استمراريته الداينميكية dynamic (الحركية), فيكون الجسم كرد فعل لهذه القوة في حركة دائرية و محكومة بتعجيل يبقيه في مساره الدائري .

هذه القوة يعتبرها لا البعض من التاثيرات الكونية المهمة حيث تظهر بشكل واضح من حركة الكواكب حول الشمس في مدارات, كما ان بعض الفيزيائيين يعتبرون حركة الالكترونات حول نواة الذرة و لو ان في هذا المثال جدل و نقاش بين اصحاب نظرية الكم و بين انصار الميكانيكيا الكلاسيكية, ومن الامثلة البسيطة على قوة الطرد المركزي , هي ربط جسم بحبل و تحريك طرف الحبل بحركة افقية , فيكون هذا الجسم تحت تاثير قوة الطرد المركزي , كما لهذه القوة تطبيقات عملية ابرزها محركات الطرد المركزي التي تعمل على فصل المواد باختلاف كثافاتها, و ايضا مضخات الطرد المركزي , البعض يعتبر هذه القوة خيالية لان تاثيرها لحظي , لكن على الاسس التي تطرحها النظرية النسبية وفقا لموقع الراصد تعتبر قوة حقيقية وهي محكومة بقانون رياضي تطرحه الميكانيكيا الكلاسيكية و هذا القانون هو :

القوة الطاردة المركزية = f=(m*v^2)/R


حيث:

m-كتلة الجسم
R-المسافة بين محور الجسم ومحور الدوران (نصف قطر الدوران).
v-السرعة المنتظمة التي يتحرك بها الجسم.

في الفلفسفة و العلوم الانسانية الكثير منا يتاثر بقوة طاردة مركزية , و هي حالاتنا و سلوكياتنا النفسية و بيئاتنا الاجتماعية التي نشئنا بها , و مهما حاولنا ان نجرد انفسنا من افكارنا التقليدية نبقى مشدودين الى ما غرز في افكارنا و ارائنا التي تعمل عمل القوة المركزية التي تشدنا دائما اليها و لكن بسبب رغباتنا في الاستقلال و ان يكون لدينا فكرنا الذي ننتخبه و بسبب تناقضات الواقع مع الفكر الذي غرز بداخلنا و ميولاتنا و مصالحنا نحاول ان لا نكون اسرى هذه القوة, لكننا سوف نبقى ندور في فلكها و استقلاليتنا و ظروف الواقع الذي نعيشه و ميولاتنا و اهوائنا ما يشابه خاصية القصور الذاتي لدينا التي تحاول ان تبقينا ضمن حالة استاتيكية معينة , و هذه الحال لا ينطبق بالشكل الفردي فقط بل ينطبق ايضا بشكل جماعي على المجتمعات و التيارات الفكرية و حالات العقل الجمعي التي بدورها تتاثر بقوى طاردة مركزية عدة اما فكرية او اجتماعية او سياسية تجعل الحالة الجماعية تدور فيفلك ما تحت تاثير هذه القوى الطاردة مثل العصبية الفكرية و التقاليد الاجتماعية و التحكم الديني و غيرها هي من تربط و تشد اي تيار فكري الى هذه القوى المركزية حتى تجعل المجتمع او العقل الجمعي لا ينفصل عن هذه القوى المركزية المؤثرة.

بين الفلسفة و الهندسة




ظاهرة الكلال (fatigue):
هي ظاهرة هندسية فيزيائية تطرء على المواد و المعادن ,نتيجة تعرضها لاحمال دورية (cyclic loading) , حيث عندما يتعرض المعدن او تتعرض المادة الى سلسة من الضربات او القوى التي تولد اجهادات في المعدن او المادة مما يؤدي الى حدوث انهيارات مفاجيئة و فشل في التركيبة الداخلية لمادة المعدن بحيث انها سوف تتجاوز حد التحمل (endurance limit) و ينجم عنه اجهاد يتجاوز اجهاد حد التحمل و طبعا يتفاوت تاثير هذا الاجهاد بين الشد و الضغط فهو يكون بقيمة قصوى للشد و بعدها يكون بقيمة قصوى للضغط , تتفاوت اجهادات حد التحمل التي عندها يكون المعدن قادر على تحمل الاحمال التكرارية او الدورية (repeating or cyclic loads) .
في علم الفلسفة الانسانية , كل شخص و كل مجتمع يتعرض الى حالة شبيهة بتلك التي يتعرض لها المعدن , فما يمر به الفرد من ظروف و و مشاكل و تغيرات ممكن ان نشبهها بحالة الاحمال الدورية التي تتكرر و التي تتسبب باجهادات نفسية تعتمد بشكل اساس على طبيعة شخصية الفرد و قدراته التحملية , و القدرات التحملية للانسان هي تكافيء حد التحمل (endurance limit) و الانسان الذ ي تنهار قوى تحمله يحدث له ما يحدث للمعدن من فشل في تركيبته الداخلية و الظروف المؤثر تعمل عمل الشد و الضغط على الفرد , و الامر ينطبق على الحالة الجماعية المتمثلة في المجتمع , فالمجتمع تنطبق عليه الحالة التي تنطبق على المعدن و هو بدوره يتعرض الى ظروف و تاثيرات شبيهة بتلك التي يتعرض لها المعدن و ممكن ان نعبر عنها الحمال التكرارية و هي تتسبب بحالة مماثلة لما يحدث للمعدن لكن هذه الحالة تتعلق بالتركيبة الفكرية و الاجتماعية للمجتمع , فالسياسة مثلا ممكن ان تعتبر حمل تكراري (cyclic load) وهي تحدث تاثيرات ممكن ان يتسبب بانهيار بنية المجتمع الفكرية و الاجتماعية اذا ما تجاوزت قدرة تحمله (endurance limit) بحسب حالة الاجهاد التي يتعرض لها المجتمع و عملية التنقل من اقصى قيمة للشد الى اقصى قيمة للضغط , من الممكن ان نجد امثلة فلسفية و انسانية تنطبق عليها ظاهرة الكلال fatigue التي تدرس بالهندسة و ممكن ان يتم فهم و دراسة هذه الحالة فلسفيا للمجتمعات البشرية على غرار ما يتم دراسته للمعادن, وهذا مخطط توضيحي لحالة الكلال و الاجهادات التي تسببها و الكلال كلمة بحد ذاتها تعني التعب او الاعياء .

بين الهندسة و الفلسفة


ظاهرة الرنين (resonance):
هي الظاهرة التي يهتز بها نظامين فيزيائين (كأن يكون جسمين) او مكونين هندسيين , بنفس التردد و هو التردد الطبيعي لهذين الجسمين و الذي يمثل تردد الاهتزازات الحرة , حيث انهما يميلان للاهتزاز باقصى شدة مما يؤدي الى حدوث انهيارات في هذه الانظمة خصوصا اذا كانت الانظمة الترددية المهتزة هي عبارة عن مباني .

يحدث الاهتزاز الرنيني (resonant vibration) عندما تتساوى الانظمة المهتزة بالترددات و بمقدار السعة و باتجاه الطور فيحصل تداخل بناء هو التداخل الرنيني الذي ينجم من تداخل موجتين متساويتين بنفس التردد (frequency)و مقدار السعة (amplitude) و اتجاه الطور (phase).
ظاهرة الرنين هي ظاهرة فيزيائية و هي غير محصورة بالدراسات الهندسية الميكانيكية بل تشمل ايضا حالات فيزيائية اخرى مثل الرنين الكهرومغناطيسي الذي يحصل بين دوائر التوليف مثل المذياع و التلفاز و الهاتف النقال وغيرها من دوائر التوليف الاخرى .
و تحدث ايضا في مستويات الطاقة للجسيمات تحت الذرية و التركيبة النووية للذرة عندما تتساوى من حيث مستوى الطاقة, و تحدث في الكيمياء عندما تتوزع الشحنة الكهربائية في تركيبة المركبات الكيميائية الحلقية المغلقة. لكن هذه الظاهرة حدثت كثيرا من الناحية الهندسية الميكيانيكية و كانت لها اثار مدمرة حيث تسببت بانهيار مباني و جسور و هياكل نتيجة تساوي تردداتها الطبيعية مع ترددات انظمة اخرى مثل نسق سير المارة او مثل ترددات العواصف او غيرها من المؤثرات الخارجية و هي قد تحدث بين اكثر من جسمين لكنها تحدث بين نظامين اهتزازيين .
في الفلسفة الانسانية و المجتمعات البشرية تحدث ظواهر مماثلة لما يحدث في علم الفيزياء و الهندسة الميكانيكية ,حيث ان الانسان قد يتاثر بحالة رنين سايكلوجية مثلا اي انه عندما يؤثر فيه شخص ما تتطابق ارارءه و افكاره و ميوله السايكلوجية فان ذلك يمثل رنين سايكلوجي , تكون الاراء و الافكار و الميول السايكلوجية مرادفة للتردد و اتجاه الطور و مقدار السعة للانظمة الفيزيائية , و هناك حالات لم يتيقن منها العلم مثل التداخلات الباراسيكلوجية التي تحدث بين شخصين او اكثر مثل التخاطر اللاشعوري و هو ما تم الحديث عنه كثيرا و درس ضمن علم الباراسيكلوجيا لكن لم يتم التأكد من صحته و هو يختلف عن الرنين السايكلوجي الذي اشرنا اليه.
في المجتمعات تحدث حالات توافقية قد تكون لها اثار سلبية تؤدي الى حدوث انهيار في المجتمع , كان يتفق الناس على ميول متطرفة ضد بعضهم البعض او تنشيء داخلهم تيارات فكرية تتناغم او تتداخل فيها الشوفينية و العصبية مكونة نظام اهتزازي داخل المجتمع على غرار ما يحدث في الانظمة الاهتزازية الفيزيائيةممكن دراستها على ضوء علم الفلسفة و العلوم الانسانية الاخرى

بين الفلسفة و الهندسة

الطبيعة المعدنية (metal nature):
في علم المعادن (Metallurgy) و علم الهندسة الميكانيكية تصنف المعادن الى صنفين هما , معادن هشة (brittle metal) و معادن مطيلية قابلة للطي (ductile metal), و ذلك بحسب طبيعة المعدن , اذا كان هشا فانه قابل للتكسر اذا ما تعرض للطرق او الضغط , نتيجة ان المعدن تكون تركيبته البلورية شبيهة بالطبيعة البلورية للكاربون , مما يجعل طبقات المعدن تنزلق واحدة فوق الاحرى , اما في النوع الثاني من المعادن , فتكون فيها المعادن قابلة للطرق و اللي بسبب تركيبة المعدن المختلفة مما يجعل المعدن له القدرة عل تحمل الطرق و الضغط , لكن من الممكن ان تختلف طبيعة المعدن بحسب الظروف التي يتعرض لها مثل درجة الحرارة التي يتعرض لها المعدن و طريقة تشكيل المعدن و طرق صهره و صبه و غيرها .

حيث ان الحديد معروف بطبيعته المطاوعة (ductility) لكن انتج نوع من الحديد الهش بسبب عمليات الصهر و الصب و طريقة تبريد الحديد المنصهر و الشوائب التي تضاف اليه و غيرها من العمليات و الظروف التي يعرض لها المعدن.
يقال ان سبب تحطم سفينة تايتنك الشهيرة كان بسبب تعرض الصفائح المطاوعة التي صنعت منها هيكل السفينة و التي كانت يجب ان تتحمل اقسى الضربات بسبب طبيعتها المطاوعة (ductile nature ) لكنها سلكت سلوك المعدن الهش بسبب ظروف الانجماد العالية التي كان عليها المحيط الذي غرقت به السفينة بسبب اصطدامها بجبل جليدي ادى الى تحطم الصفائح كما لوكانت من معدن هش.
المعدن المطيلي (ductile metal) يتعرض للكسر , اما المعدن الهش (brittle metal) يتعرض للتهشم.
في الفلسفة الانسانية و الطبيعة البشرية بعض الناس يحملون نفس خاصية المعدن في كونهم اما مطاوعين او ان تكون صفتهم الرئيسية الهشاشة و ذلك ليس بخسب تركيبتهم المعدنية وانما بخسب تركيبتهم النفسية و بحسب طبيعة شخصيتهم , ومن الممكن ان يتأثرو بالظروف و و عمليات التشكيل الشبيهة بما يحدث للمعدن من ظروف حرارية و عمليات تشكيل و صب و لكن هنا ليس بالطريقة الميكانيكية التي تجرى على المعادن وانما بالتربية التي يتربى عليها الشخص و ظروف الحياة التي تمر عليه و ايضا بطبيعته الاجتماعية مما يجعل الشخص قادر على تحمل الضربات و يتطاوع معها مثل المطاوعة المعدنية (ductility) او انه يتهشم كما يتهشم المعدن الهش (brittle metal) , و ما ينطبق على الافراد ينطبق على المجتمعات ايضا , فالمجتمعات بدورها ممكن ان تكون هشة و ممكن ان تكون مطاوعة تتطاوع مع ما تتعرض له من ظروف و ضربات و غيرها و ممكن ان تتحول من طور المطاوعة الى الهشاشة بحسب درجة الضغط عليها ,فهناك مجتمعات تنفصل اذا ما طرئت عليها حالة حرب او وقعت تحت ضغط ما او غيرها من الظروف التي تتعرض لها المجتمعات و بعضها قادر على ان يتطاوع مع محنته و يحافظ على تماسكه

بين الفلسفة و الهندسة

: المرونة (Elasticity): تعتبر المرونة من الخواص المهمة للمادة بشكل عام, حيث ان لكل مادة و لكل معدن هذه الخاصية التي تعرف بالمرونة , وهناك ثابت النابضية (spring stiffness) الذي يمتلكه اي جسم , و تمتلكه كل المواد الصلبة , تعتبر النابضية خاصية فيزيائية عامة و من اهم الخواص الميكانيكية للاجسامالصلبة . تقوم النابضية باعادة المادة إلى شكلها وأبعادها الأصليين بعد إزالة الإجهادات (مثلاً: القوى الخارجية) المؤثرة على المادة والتي تؤدي إلى تشكيلها أو تشويهها. حيث انها تختزن طاقة كامنة تعيد الى الجسم شكله ووضعه الاستاتيكي , على غرار النابض الحلزوني (spring), وهذه الخاصية موجودة في اي جسم صلب حتى اجسامنا لكن بشكل متفاوت و مختلف بحسب طبيعة المادة التي يتكون منها ذلك الجسم. و النابضية تخضع الى قانون وضعه عالم الفيزياء الانكليزي روبرت هوك عام 1678 م و ينص على: يتناسب الانفعال strain ( مصطلح يعني التغير في الطول) تناسبا طرديا مع الاجهاد المؤثر effective stress (تأثير القوى المؤثرة) من بدايه التحميل loading (اي تسليط القوى الخارجية التي تتسبب بالاجهاد و تحدث حالة الانفعال) إلى حد معين يسمى بحد المرونه أي ان النسبة بين الاجهاد (stress) والانفعال(strain) = مقدار ثابت و يسمى ثابت التناسب بمعامل المرونه.ويسمى بالانجليزية Modelus of Elasticity. و تخضع للمعادلة التالية: F= K*X حيث : X: هي الفرق في المسافة بين موضع الجسم الجديد وموقعه الأصلي سواء كان مضغوطًا أو ممدودا"الازاحة الحاصلة" (عادة تقاس بالمتر) F:هي قوة الإعادة أو كما يطلق عليها القوه المشوهه للجسم اي معناها ان هذه القوه تغير من ابعاد الجسم ولو وصلت لحد معين قد تسبب تشوه للجسم اي لا يعود لشكله الاصلي قبل ان تؤثر عليه تلك القوه التي تمارسها المادة (عادة تقاس بالنيوتن) و K: هو ثابت القوة ووحدته القوة إلى الطول (يقاس بالنيوتن لكل متر). لكن هناك حد معين تفقد فيها النابضية , و هي نقطة تعرف بنقطة الخضوع او الاذعان (ultimate limit) حينها سوف لن يستطيع الجسم العودة الى شكله الاصلي, و هناك نقطة الانكسار او الفشل (failure limit). و تعتمد النابضية على عوامل عديدة اهما طبيعة المعدن او المادة ,و درجة الحرارة في الفلسفة الانسانية و المجتمعات البشرية, يتفاوت الانسان من حيث الطبيعة النابضية لديه , و قدرته على تجاوز تاثير الاجهاد (stress) و استعادة وضعه من جديد بعد تعرضه الى قوة شد و ذلك اعتمادا على طبيعة شخصية الفرد , التي تمثل المعدن الخاص به , و ايضا اعتمادا على طبيعة الظروف التي نشيء و تكون فيها , فبعضنا يستطيع ان يتحمل الى اقصى درجات التحمل بسبب مرونته العالية التي تمكنه من معالجة اي مشكلة تطرء عليه , و بعضنا لا يتحمل و يصل بسرعة الى حد الاذعان , و بعضنا ينكسر و يفشل قبل ذلك باختلاف المتاعب و الزمات التي نمر بها , ما ينطبق على الافراد ينطبق ايضا على المجتمعات , فكل مجتمع له مرونة و نابضية خاصة به , لكنها تتفاوت بحسب طبيعته و ثقافته من مجتمع الى اخر , صحيح ان لكل حالة مجال خاص به يدرس ظروفه , قد لا تنطبق عليه مقايس الخالات الاخرى فمثلا ان ما ينطبق على المواد و المعادن من اسس تطبق على ضوء علم الفيزياء و الهندسة الميكانيكية قد لا ينطبق على علم النفس او الاجتماع او الفلسفة لكن لا ينكر انه هناك مشتركات و مقاربات كثيرة بين المجالات المختلفة تعطي تصورا عاما شاملا لكل ما ذكرنا.

الاثنين، 19 نوفمبر 2012

هل المادة ممكن ان تتجزيء : سؤال طرح في القرن الخامس قبل الميلاد , ومثل حالة صراع بين مدرستين فلسفيتين, المدرسة الاولى هي مدرسة ديمقراطوس (الفيلسوف الاغريقي)و التي طرحها 430 ق.م والتي افترض فيها ان المادة تتجزيء الى ان تصل الى حد الذي لا تتجز عنده , و اطلق عليه تسمية الذرة (atomous) وتعني الجزء الذي لا يتجزء , و منها اشتقت تسميتها الانكليزية (atom) , لكن ديمقراطوس فسر الذرة تفسيرا محتلفا عن التفسير الذي يسره العلم الحديث و الفيزياء , حيث انه فسر مفهوم الذرة تفسيرا فلسفيا اقرب منه الروحانيات من الوصف العلمي, الا انه رغم ذلك يعد اول من طرح مفهوم الذرة . المدرسة الثانية هي مدرسة فيلسوف اغريقي اخر كان متزامن مع ديمقراطوس اسمه انبادوقليس , و هذه المدرسة هي اكثر داينميكية من الاولى , رغم ان الاولى كانت الانسب فلسفيا من الثانية , و بحث ما طرحته علميا و فكريا اكثر مما طرحته مدرسة انبادوقليس, تفترض هذه المدرسة ان المادة تستمر بالتقسيم و لا تنتهي عند حد معين. استمر هذا الجدل و الصراع لاحقا, الا ان كفة مفهوم الذرة كانت الارجخ نسبيا, و من وجهة نظري ان كلتى المدرستين , تضمنتا بعضا من الصواب النسبي , فالذرة هي اصغر جزء من المادة, لكن الذرة بحد ذاتها قابلة للتقسيم. تعزز مفهوم الذرة اكثر في عام 1813 م عندماطرح جون دالتون ( عالم الكيمياء الانكليزي)النظرية الذرية في الكيمياء و التي تفترض ان الذرة هي اصغر جزء في العنصر الكيميائي, وظل الامر قائما على ان الذرة هي اصغر وحدة في المادة الا ان اكتشف جوزيف جون تومسون الالكترون في عام 1897 م من خلال الاشعة الكاثودية و لم يعرف موقع هذا الالكترون من الذرة لكن كان اول جسيم صغير اصغر من الذرة يتم اكتشافه لكن الاهم جاء لاحقا باكتشاف ارنست رذرفورد( العالم النيوزلندي) البروتون و طرحه نموذجا ذريا مقبولا على ضوء نظرية الكم التي اسسها ماكس بلانك عام 1900 م و التي بدورها اسست الفيزياء الحديثة و تفترض ان الجسيمات تكون على نوعين جسيمات مادة وهي تمتلك كتلة و اكمام طاقة (وهي جسيمات افتراضيةلا تمتلك كتلة لكنها تمتلك مستوى طاقة و ترف بحوامل الطاقة) , حيث قام ارنست رذرفورد باكتشاف مكونات الذرة من خلال اكتشاف البروتون بعد تجربته الشهيرة التي قام من خلالها بقذف صفائح الذهب بسيل من الاشعة الكاثودية (الالكترونات) و طرح نموذج الكواكب الذري الشهير, و تنبأ بوجود النيوترون. بعد ذلك تراس رذرفورد الابحاث التي ادت الى اكتشاف النيوترون من قبل تلميذه جيمس جادويك, و كان اكتشاف النيوترون قد تم في عام 1932 م , و قبل ذلك بسنة اكتشف ويلفغانغ باولي (عالم الفيزياء النمساوي و احد مؤسسي نظرية الكم), اصغر جسيمات المادة حيث كان يقوم بدراسة اشعة بيتا و لاحظ استمرار انبعاث طيف الطاقة الناجمة من تحلل جسيمات بيتا, وافترض انها تمثل جسيمات مادة لايمكن تحديدها الا انه لم يعرفها فيزيائيا بما فيه الكفاية, الا ان هذا الجسيم عرف من قبل العالم الامريكي ذو الاصول الايطالية انريكو فيرمي حيث طرح معادلة رياضية تضمنت الجسيم الذي اكتشفه باولي حملت عليه بموجب تلك المعادلة طاقة مفقودة و اطلق عليه فيرمي اسم النيوترينو تصغيرا للنيوترون المتعادل الشحنة و كان ذلك في عام 1933 م اي بعد سنة من اكتشاف النيوترون,و استمرت الابحاث حول كنه المادة , و كان تواصل هذه الابحاث ادى الى اكتشاف القنبلة النووية عل يد جوليوس روبرت اوبنهايمر ضمن مشروع مانهاتن الذي حدث خلال فترة الحرب العالمية الثانية في اربعينات القرن المنصرم و التي كانت فيها المرة الاولى التي يتم فيها تحويل الكتلة الى طاقة وفقا لما افترضته فرضية تكافيء الكتلة و الطاقة التي طرحها البرت اينشتاين ضمن النظرية النسبية الخاصة في عام 1905 م و التي تنص على ان الطاقة = الكتلة مضروبة في مربع سرعة الضوء, و توالت الاكتشافات ففي عام 1963 م اكتشف موريجيلمان و جورج زوايغ الجسيمات التي تتالف منها البروتونات و النيوترونات و التي تؤلف نواة الذرة , حيث قامو بضرب البروتونات بالنيوترونات فلاحظو ان البروتونات و النيوترونات تتالف من جسيمات اصغر اطلقو عليه الكواركات و هي تسمية مبهمة اخذت من رواية وليمة تائبين فيغانيه للروائي الايرلندي جيمس جويس , و التي تعني ثلاث كزاركات للسيد مارك,و الكوارك هو ما اعتبر الجسيم الذي لا يتجزء, و تعززت ابحاث جيلمان و زوايغ من خلال ابحاث ديفيد غروس و فرانك فوليتشك و ديفيد بولتزر الذين اكتشفو معلومات هامة عن الكواركات و شحنتها و طبيعتها اللونية و كان اهم ما اكتشفوه هو حركتها , و هناك البريونات مكونات الطاقة الاساسية التي تتالف منها الكواركات , و هناك جسيمات اخرى تقع خارج نواة الذرة مثل الميون و التاو , بالاضافة الى جسيمات وسطية مثل بوزونات هيغز التي يعتقد انها تولد مجال هيغز الذي تتفاعل معه جسيمات المادة حتى تكتسب كتلتها , و هناك بوزونات غولدستون مولدات انكسار التنتظر التلقائي الذي يحدث عند حدوث تغير طوري في الفيزياء يؤدي الى تولد جسيمات جديدة و مستويات طاقة جديدة, و هكذا فان الابحاث لا تزال متواصلة حول جسيمات المادة و تفرعاتها بشكل يوضح الصحة النسبية للمدرسة التي تقول ان الذرة اصغر جزء من المادة و هو صحيح كيميائيا(الذرة اصغر وحدة في العنصر الكيمياوي) , و المدرسة التي تقول ان المادة تستمر في التجزوء وهو مقبول فيزيائيا

الخميس، 18 أكتوبر 2012


تصورات عن الابعاد الاضافية:
اطرح هذا الموضوع حول تداخل المادة مع بعضها البعض ,لتشكل مادة اكبر ضمن ابعاد تصبح اكبر مع تزايد كبر حجم الجسم, فالكون هو متداخل في اجزائه,فكل شيء فيه مؤلف من وحدات اضغر , كما لو انه مؤلف من عوالم متداخلة مع بعضها البعض , فهذا الكون الذي يبدأ من الكوارك الى الكوازار و من النيوترينو الى الحشد المجري يظهر كما لو انه تحكمه قوانين مشتركة.
فلو فككنا المادة الى مكوناتها الاصلية يظهر لنا مدى تداخل هذه العوالم مع بعضها البعض , فلو اعطيت مثال و هو جسم الانسان لوجدته مؤلف من اجهزة مثل الجهاز العصبي و جهاز المناعة و جهاز الدورة الدموية و غيرها , و لوجدت هذه الاجهزة مؤلفة من اعضاء مثل الدماغ و القلب و غيرها , و لو جدت ان هذه الاعضاء تتالف من انسجة , و هذه الانسجة تتالف من خلايا ,و هذه الخلايا تتالف من تراكيب جزيئية عملاقة مثل البروتينات التي تؤلف عضيات الخلية مثل الكروموسوم و الرايبوسوم و الاغشية, بالضافة الى مركبات كيميائية تخرى اما تكون موجودة بشكل حر او تدخل مع البروتينات في تركيبة عضيات الخلية بالاضافةالى الجينات التي هي عبارةةعن تسلسلات الاحماض النووية و التي هي الاساس الجزيئي للخلية الذي يقوم ببناء اهم مكوناتها و هي البروتينات و هذه الجزيئات تتالف من جزيئات اصغر مثل النيوكليوتيدات و الاحماض الامينية ,و بدورها هذه الجزيئات هي نتيجة تداخل مكونات اصغر و هي الذرات (تقدر عدد ذرات الانسان ب7 مضروبة في عشرة مرفوعة للاس 27 ذرة)التي تتداخل مع بعضها البعض لتكوين الجزيئة, من خلال تداخل اغلفتها الالكترونية و الذرة بدورها تتالف من الالكترونات التي تدور في اوربتالات (مدارات حول نواة الذرة) , و النواة تتالف من الهادرونات التي تؤلف التركيبة النووية للذرة مثل البروتونات و النيوترونات و التي بدورها تتالف من ثلاث كواركات , و الكواركات تتالف من وحدات طاقة تعرف بالبريونات و هذا كله متداخل مع القوى الاساسية الاربعة القوة النووية الشديدة التي تحمل على كم طاقة تعرف بالغلوونات و كم الطاقة جسيم افتراضي ليس له كتلة و له مستوى طاقة و و هذه القوة هي التي تحكم ترابط الكواركات مع بعضها البعض و ترابط الهادرونات مع بعضها البعض ضمن تركيبة نواة الذرة , و القوة الكهرومغناطيسية التي تحمل على كم يعرف بالفوتون و الذي يحكم ترابط الالكترون في دورانه حول النواة ,بالاضافة الى القوة النووية الضعيفة التي تحكم الانحلالات الجسيمية و التي تؤثر على كل الجسيمات, و القوة الثقالة الجاذبية التي تؤثر على الجسم و مكوناته بشكل كامل و كل هذا موجود داخل اجسامنا في صورة استعراضية تظهر تداخل مكوناتنا الاصغر ضمن مكوناتنا الاكبر وهكذا , ومن عجائب انضغاط مادتنا يقال ان تسلسلاتنا الجينية (تسلسلات حمض الDNA) لو مدت على امتداداتها تصل في الخلية الواحدة الى ثلاث امتار و لكل خلايانا البالغ عددها 200 ترليون خلية و الترليون الف مليار لوصلت الى مسافة ابعد من مسافة الشمس عن الارض و البالغة 149 مليون كيلومتر و كل هذا موجود داخل اجسامنا, و عملية انضغاط المادة تظهر بشكل واضح في الثقوب السود, حيث تنضغطمادة النجم الذي استنفذ كل نظائره النووية و وقوده النووي و توقفت عنده تفاعلات الاندماج النووي لينهار بتاثير جذبه التثاقلي و تنضغط مادته حيث تختفي الابعاد الذرية و الابعاد دون الذري و يصغر حجمه ليصل الى اصغر حد له لكنه يحتفظ بكتلته الهائلة و نتيجة لذلك سوف تزداد كثافته لتصبح كثافة لا نهائية كما ان قوة جذبه التثاقلي تزداد, و هذا يحدث للاجسام التي تنجذب الى الثقب الاسود بعد ان تصل الى حدود الثقب الاسود و المعروفة بمنطقة افق الحدث حيث سوف تبعث تلك الاجسام اخر اشارة واخر رسالة استنجاد و هي اشعة اكس و بعد ذلك سوف تنضفط مادة تلك الاجسام و سوف تصغر حجمها لكنها سوف تحتفظ بكتلتها و سوف تزداد كثافتها كما انها تحتفظ بجاذبيتها, ثم تسقط في الثقب الاسود الذي سوف تضاف جاذبية تلك الاجسام الى جاذبيته, و تصور لو ان الارض ابتلعها ثقب اسود فبعد ان يحدث لها ما ذكرته سوف تنضغط مادتها و يصغر حجمها ليصل الى 0,89 سم مكعب لنها سوف تحتفظ بكتلتها الهائلة التي تبلغ 5,98 مضروبة في عشرة مرفوعة للاس 24 اي خمسة و امامها اربعة و عشرين صفرا كل هذا سوف يجعل الارض و مكوناتها في هذا الحجم الصغير جدا مع احتفاظها بكتلتها الكبيرة, فانضغاط المادة و تداخل مكزناتها الاصغر مع بعضها البعض ضمن مكوناتها الاكبر قد يكون مؤشر على وجود ابعاد اضافية غير الابعاد المكانية الفراغية الثلاثة وهي الطزل و العرض و الارتفاع الى جانب العد الزمني و سبحان الله عز وجل على عظيم خلقه و الله اعلم.

الجمعة، 1 يونيو 2012

.





Basic Concepts of Vibration
Vibration: mechanical oscillations about an equilibrium point.
or any motion that repeats itself after an interval of time is called vibration or oscillation. The oscillations may be periodic such as the motion of a pendulum or random such as the movement of a tire on a gravel road.
The swinging of a pendulum and the motion of a plucked string are typical examples of vibration. The study of vibration deals with the study of oscillatory motions of bodies and the forces associated with them.
Vibratory System consists of:
1) Spring or elasticity
2) Mass or inertia
3) Damper
Involves transfer of potential energy to kinetic energy and vice versa
3
Why study vibration?
• Vibrations can lead to excessive deflections and failure on the machines and structures
• To reduce vibration through proper design of machines and their mountings
• To utilize profitably in several consumer and industrial applications (quartz oscillator for computers)
• To improve the efficiency of certain machining, casting, forging & welding processes
• To stimulate earthquakes for geological research and conduct studies in design of nuclear reactors
 Imbalance in the gas or diesel engines
• Blade and disk vibrations in turbines
• Noise and vibration of the hard-disks in your computers
4
• Vibration testing for electronic packaging to conform International standard for quality control (QC)
• Safety engine: machine vibration causes parts loose from the body
Degree of Freedom (D.O.F.) = the number of independent co-ordinates required to describe the motion of a system.
or Minimum number of independent coordinates required to determine completely the positions of all parts of a system at any instant of time
Examples of single degree-of-freedom systems:
5
Examples of two degree-of-freedom systems:
6
Desirable “Good” (useful) vibration
o General industries – crushers, jackhammer, concrete compactor, etc.
o Medical and health – electric massage, high frequency vibration probe for heart disease treatment
o Motion of a tuning fork
o Cone of a loudspeaker
Undesirable “Bad” (unwanted) vibration
o Vibration is, wasting energy and creating unwanted sound -- noise.
o Poor ride comfort in vehicle due to road irregularities
o Sea sickness when traveling on ships, boats, etc.
o Earthquakes
o Fatigue failures in machine and structures
o Vibrational motions of engines, electric motors, or any mechanical device in operation Such vibrations can be caused by imbalances in the rotating parts
o Uneven friction
o Meshing of gear teeth
o Careful designs minimize unwanted vibrations. Sound and vibration are closely related. Sounds, or ―pressure waves‖, are generated by vibrating structures (e.g. vocal cords); these pressure waves can also induce the vibration of structures (e.g. ear drum). Hence, when trying to reduce noise it is often a problem in trying to reduce vibration
7
Classifying Vibrating Systems
Lumped parameter models
Distributed parameter models
Describe a vibrating system as a ―concentrated‖ quantity (i.e. body mass, stiffness and/or damping).
When mass, stiffness and/or damping cannot be described as concentrated at a specified point.
Solve for the response using Ordinary Differential equations
Solve using partial differential equations
Rigid body vibration
Elastic body vibration
Vibration measurement terminology
(Some useful quantities)
For a complete cycle of sine wave, ( )
Where A is the amplitude of the displacement
ω =Excitation frequency rad/sec
 Peak value indicates the maximum response of a vibrating part.
A=peak value
Max or peak value of displacement
Max or peak value of velocity
Max or peak value of acceleration ̈
 Average value Indicates a steady or static value (somewhat like the DC level of an electrical current) and it is defined as
̅ ∫ ( ) ( )
 Mean square value Square of the displacement generally is associated with the energy of the vibration for which the mean square value is a measure and is defined as
̅ 〈 〉 ∫ ( )
8
 Root mean square value (rms) is the square root of the mean square value.
√ ̅ [〈 〉]
 Decibel (dB) it is a unit of the relative measurement of the vibration and noise. It is defined in terms of a power ratio:
( ⁄)
Where p is the power, since power is proportion to square of amplitude of vibrations
 Octave: The octave is used for the relative measurement of the frequency. If two frequencies have ratio 2:1, the frequency span is one octave.
( )
Types of vibration
Free vibration
Free vibration takes place when a system oscillates under the action of forces inherent in the system itself due to initial disturbance, and when external impressed (applied) forces are absent
or (Free vibration occurs when a mechanical system is set off (provide) with an initial input (conditions) and then allowed the system to vibrate freely (respond).
or A system is left to vibrate on its own after an initial disturbance and no external force acts on the system
For examples pulling a child back on a swing and then letting go or hitting a tuning fork and letting it ring and simple pendulum
The system under free vibration will then vibrate at one or more of its "natural frequencies"(which are properties of the dynamic system established by its mass and stiffness distribution) and damp down to zero
9
Forced vibrations
 The vibration that takes place under the excitation of external forces
 or Forced vibration a system that is subjected to a repeating external force. E.g. oscillation arises from diesel engines
 If excitation is harmonic, the system is forced to vibrate at excitation frequency.
 If the frequency of excitation (external force) coincides with one of the natural frequencies of the system, a condition of resonance is encountered and dangerously large oscillations may result, which results in failure of major structures, i.e., bridges, buildings, or airplane wings etc.
 Thus calculation of natural frequencies is of major importance in the study of vibrations.
 Because of friction & other resistances vibrating systems are subjected to damping to some degree due to dissipation of energy.
 Damping has very little effect on natural frequency of the system, and hence the calculations for natural frequencies are generally made on the basis of no damping.
 Damping is of great importance in limiting the amplitude of oscillation at resonance.
 Forced vibration continuous forcing the system by an oscillating force or motion
10
Damping vibrating systems are all subjected to damping to some degree because energy is dissipated by friction or other resistance
11
Damped system any energy is lost or dissipated in friction or other resistance during oscillations
Undamped system
No energy is lost or dissipated in friction or other resistance during oscillations
 Types of Damping
o Air Damping
o Coulomb dry Friction
o Fluid Friction
o Internal damping
o Magnetic damping
Seismic instruments Vibratory systems consisting from the support or the base and the mass with spring attached, the base is attached to the body whose motion is to be measured .the relative motion between the mass and the base recorded by a rotating drum or some other devices inside the instrument will indicated the motion of the body.
12
 Types Seismic instruments
o Vibrometer used to measure displacement
o Accelerometer used to measure acceleration
o Seismographs measures earthquake vibration
o Torsiograph are used to record torsional vibration
Modelling
A process of developing equations or sets of equations to describe motions of physical systems
Linear Vibration When all basic components of a vibratory system, i.e. the spring, the mass and the damper behave linearly
Nonlinear Vibration: If any of the components behave nonlinearly
Oscillating Motions
 The study of vibrations is concerned with the oscillating motion of elastic bodies and the force associated with them.
 All bodies possessing mass and elasticity are capable of vibrations.
 Most engineering machines and structures experience vibrations to some degree and their design generally requires consideration of their oscillatory motions.
 Oscillatory systems can be broadly characterized as linear or nonlinear.
 Oscillatory motion repeat itself regularly for example pendulum of a wall clock
 Oscillatory motion display irregularity for example earthquake
Periodic Motion
 This motion repeats itself at equal (constant) interval of time T.
 Examples sine or cosine functions sin (ωt) and cos(ωt)
 ω = radian frequency (rad/sec)
 , where f is frequency (Hz)
13
Frequency It is defined reciprocal of time period.
The condition of the periodic motion is ( ) ( )
Period of Oscillatory
The time taken for one repetition is called period.
or Period = time between two adjacent peaks or valleys;
Time delay (𝛕) the time required for a wave to travel between two points in space.
Non-periodic motion: Any motion whose characteristics don't repeat at regular intervals
Deterministic Vibration: If the value or magnitude of the excitation (force or motion) acting on a vibratory system is known at any given time
14
Nondeterministic or random Vibration: When the value of the excitation at a given time cannot be predicted
Examples of deterministic and random excitation:
15
Simple Harmonic Motion SHM ( ) ( ) ( ) ̇( ) ( ) ( ) ̈( ) ( ) ( )
Simplest form of periodic motion is harmonic motion and it is called simple harmonic motion (SHM). It can be expressed as
Where A is the amplitude of motion, t is the time instant and T is the period of motion, ψ is the phase angle. Phase shift is any change that occurs in the phase of one quantity, or in the phase difference between two or more quantities
16
17
18
19
Example A harmonic motion has amplitude of 0.20 cm and a period of 0.15 sec. Determine the maximum velocity and acceleration.
Solution:
The frequency is given as
Maximum velocity is given as ̇
Maximum acceleration is given as ̈ ( )
Example A harmonic motion has a frequency of 10 cps (cps = cycles per second=Hz) and its maximum velocity is 4.57 m/s. Determine its amplitude, its period, and its maximum acceleration.
Solution: ( ) ̈ ( )
Torsional spring stiffness
T = Kθ , T = torque θ = twist angle
K= Torsional spring stiffness K=N.m/rad
20
Types of Spring Element
1. Linear spring element 2.Torsional spring element
Force-Deflection Relation of Linear spring element
L = undeformed length (free length)
x = deflection due to applied load, k = slope of force/deflection
Torsional spring Where; T = torque θ = twist angle
Spring stiffness depends on:
Material properties (E, G, υ)
Mechanical properties (A, L, d, w, v, h)
21
Equivalent spring constant, eq for springs in parallel and series
1-Parallel Arrangement
Assume same deflection, x for both spring elements
During static deflection condition, perform, Σ Σ
2-Series Arrangement
During static deflection / equilibrium, the deflection, x of both springs are not the same unless k1 = k2, but both springs experience the same force.
Therefore we have, Σ Σ
22
Damping elements
1. Force generated between solid surface and fluid (viscous damping). Linear relationship of force and velocity. E.g.: Automobile shock absorber.
2. Force generated between 2 solid surfaces (frictional damping). Nonlinear characteristics. E.g.: Magnetorheological (MR) damper, Electrorheological (ER) damper, building rubber damper.
Viscous damper
Linear model where damping force is proportional to relative velocity ̇
= damping force;
c = damping coefficient;
̇ relative velocity across damper
23
Equivalent damping constant, Ceq for dampers in parallel and series
1-Parallel arrangement
1. Force applied such that the velocities across damper are the same
2. During static deflection condition, perform, Σ
3. For ―n‖ dampers;
Σ
2-Series arrangement
1. During static deflection / equilibrium, the deflection, both dampers experience same force but with different relative velocities across the dampers.
2. Therefore the velocity difference is given by;
3. For ―n‖ dampers;
Σ Σ
24
Example model the system shown in Fig by a block attached to a single spring of an equivalent stiffness.
Solution Replace the parallel combinations by springs with equivalent stiffness springs as shown in Fig. (a)
Left springs in series as shown in Fig. (b)
Right springs in series as shown in Fig. (b)
Springs in the two sides of the block are parallel as shown in Fig. (c)
25
Example A reciprocating engine is mounted on a foundation as shown in Fig. The unbalanced forces and moments developed in the engine are transmitted to the frame and the foundation. An elastic pad is placed between the engine and the foundation block to reduce the transmission of vibration. Develop two mathematical models of the system using a gradual refinement of the modeling process.
26
Example Figure shows a human body and a restraint system at the time of an automobile collision Suggest a simple mathematical model by considering the elasticity, mass, and damping of the seat, human body, and the restraints for a vibration analysis of the system.
27
28
Single degree of freedom (SDOF) Undamped Free Vibration Systems
Translational System
Solving using Newton’s Law of Motion Σ ̈
29
Free Body Diagram: Static Case
δst: Static deflection due to the weight of the mass acting on the spring
Note: For small angles sinθ ≈ tanθ ≈ θ , cosθ ≈ 1
Free Body Diagram: Dynamic Equilibrium
Free Body Diagram: Dynamic case
30
Apply Newton’s 2nd Law Σ ̈ ( ) ̈
Equation of motion (EOM) ̈
2nd order differential equation homogenous linear constant coefficients
Forms of solution ( ) ( ) ( ) ( ) ( )
Where phase angle
Assume ( ) ̇( ) ̈( ) ( )
For non-trivial solution
where equation called Characteristic Equation (c/cs eqn)
31
√ √ ( ) ( ) √ √
where and are arbitrary constants to be determined from the initial conditions.
Recall Euler’s identity: ( ) ( ) ( ) . √ √ / . √ √ / ( ) ( ) √ ( ) √ ( ) √ √ ( )
32
√ ( ⁄) ( ) ( ⁄ )
Rotational System- a pendulum system
̈ Σ ̈ ( ) ̈ √
33
Example
A circular disc of moment of inertia J is attached to the lower end of an elastic vertical shaft If the mass of the shaft is small. and the shaft has torsional stiffness K, derive the differential equation of motion for the free torsional vibration of the disc. What is the natural frequency?
The Energy method ̇ ( ) ( ̈ ̇ ̇) ̇
̈ √ ⁄
K =Torsional stiffness (N.m/rad) and  = angle of Twist (rad)
34
SDOF Damped Free Vibration Systems
Viscous Damping Element (Dashpot)
Damping Force is Linear and Proportional to Velocity.
Case study: given an initial condition, determine the resulting motion
Maintain Dynamic Equilibrium
Apply Newton’s 2nd Law Σ ̈
35
Σ ̈ ( ) ̇ ̈
Equation of motion ̈ ̇
Equation called characteristic (C⁄ Cs) equation.
2nd order Differential equation homogenous linear constant coefficients
Form of solution: ( ) ( ) ( )
assume ( ) ̇( ) ̈( )
substitute in Equation of motion ( )
36
For a non-trivial solution
1st method √( )
Critical damping unit of CC = N.s/m ( ) √ √
damping ratio or damping factor (dimensionless)
2nd method √ ( )
A1 and A2 are determined from initial conditions.
37
For critical damping Consider a case when,
Solving for c: √
Define √ ⁄ natural frequency , damping ratio √(
) * √
+ No damping -The system oscillates at its natural resonant frequency (ωo)
Critical damping (Transition between oscillatory & Non-oscillatory motion)
Over damping (Non-oscillatory motion)
Under damping (Oscillatory motion)
Case 1: ζ=1 critically damped (Real equal roots)
∴ ( ) ( ) ∴ ( ) ( )
38
Fig.3.5 ( ) ̇( ) ( ) * ( ) ( ̇( ) ( )) +
Case 2: ζ>1 Over- damped [Real unequal (distinct) roots]
( ) ∴ ( ) ( √
) ( √
)
39
Case 3: ζ< 1 under damped (Complex conjugate roots)
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ( )) √ ( ) | | √( ) ( )
40
Damping ratio (for many structural materials)
Logarithmic Decrement, δ
A method to experimentally measure damping ratio in under damped systems. In practice, damping coefficient is difficult to estimate. To measure mass and stiffness only require static test. However, in estimating damping requires a dynamic test. Example: Estimating damping of an aircraft wings.
By definition, logarithmic decrement can be calculated as the natural log of the ratio of 2 successive amplitudes.
Vibration Isolation
In many industrial applications, one may find the vibrating machine transmit forces to ground which in turn vibrate the neighboring machines. So in that
41
contest it is necessary to calculate how much force is transmitted to ground from the machine or from the ground to the machine.
In order to reduce the amount of force transmitted to the foundation due to the vibration of machinery ,machines are isolated from the foundation by mounting them on springs And dampers.
Transmissibility ( )
The amplitude Ratio of the max transmitted force to the floor (foundation) to the max excitation force (impressed-input force) √ ( ) √( ( ) ) ( ) √ ( ) √( ) ( ) √
Problem A precision grinding machine is supported on an isolator that has a stiffness of 1 MN/m and a viscous damping constant of 1 kN-s/m. The floor on which the machine is mounted is subjected to a harmonic disturbance due to the operation of an unbalanced engine in the vicinity of the grinding machine. Find the maximum acceptable displacement amplitude of the floor if the resulting amplitude of vibration of the grinding level is to be restricted to 10-6 m. Assume that the grinding machine and the wheel are a rigid body of weight 5000 N.
42
Problem A reciprocating engine of mass m1 is mounted on a fixed-fixed
beam of length l, width a, thickness t, and Young’s modulus E, as shown in
Fig. A spring mass system (k2, m2) is suspended from the beam as indicated
in the figure. Find the relation between m2 and k2 that leads to no steady-state
vibration of the beam when a harmonic force, F1 (t) = F0 cosωt, is developed
in the engine during its operation.
** Note: The spring-mass system (k2, m2) added to make the amplitude of the
first mass zero is known as ―vibration absorber.‖
43
Dynamic Vibration Absorber
It is a simply a single-degree of freedom system, usually in the form of a simply spring-mass system. When added to another single-degree of freedom system as an auxiliary system, it will transform the whole system into 2DOf with two natural frequencies of vibration. One of the natural frequencies is set above the excitation frequency while the other is set below it, so that the main mass of the entire system will have very small amplitude of vibration instead of very large amplitude under the given excitation.
̈ ( )
̈ ( ) ̈ ̈ ( )
( )
( ) EOM #1
44
( ) EOM #2 * ( )+, - , - | | ( )( )
∵ , ( )( ) ( )( )
Using Crammer rule | | ( ) | |
For dynamic absorber ( ) ( )
45
Example Imagine that you are a Vibrations Engineer working for Thi-Qar
University power plant company, where you are investigating the properties of a foundation that will be used to support an electric motor of weight mg =500 N. Your boss wants you to identify the following for the foundation:
a) The nature of damping provided by the foundation.
b) The damped and undamped natural frequencies of the motor/foundation combination.
c) The foundation stiffness and damping.
Thus you perform a free vibration tests whereby the motor—supported by the particular foundation—is released from rest with an initial displacement x0 = 8 mm and the subsequent response is measured. The response is shown in Figure.
46
47
Whirling of rotating shafts
Rotating shafts tends to bow out at a certain speed and whirl in a complicated manner. Whirling is defined as the rotation of the plane made by the bent shaft and the line of the centre of the bearing. It occurs due to a number of factors, some of which may include (i) eccentricity, (ii) unbalanced mass, (iii) gyroscopic forces, (iv) fluid friction in bearing, viscous (hysteresis) damping.
Consider a shaft AB on which a disc is mounted at S. G is the mass center of the disc, which is at a distance e from S. As the mass center of the disc is not on the shaft center, when the shaft rotates, it will be subjected to a centrifugal force. This force will try to bend the shaft. Now the neutral axis of the shaft, which is represented by line ASB, is different from the line joining the bearing centers AOB. The rotation of the plane containing the line joining bearing centers and the bend shaft (in this case it is AOBSA) is called the whirling of the shaft.
Whirling of rotating shafts rotation: of the plane made by the bent shaft and the line of centers of the bearings
Cause: mass unbalance, hysteresis damping in the shaft, gyroscopic forces, fluid friction in the bearings, etc.
Note: Whirling and shaft rotation are not necessarily synchronous (they are not necessarily in the same direction or of the same magnitude).
S=contact point between disc and shaft
G = mass center of the disc
e=distance between S and G
O= center of line joining the bearing centers of shaft
r=distance between S and O
48
49
Considering unit vectors i , j , k, the acceleration of point G can be given by [( ̈ ̇ ) ( )] [( ̈ ̇ ̇) ( )]
Assume: the restoring force of the shaft
Assuming a viscous damping acting at = ̇ ̇
The equation of motion in radial direction [i-direction] [ ̈ ̇ ( )] ̇
The equation of motion in angular direction- [j-direction] [ ̈ ̇ ̇ ( )] ̇
Rearranging ̈ ̇ [ ̇ ] ( ) ̈ ( ̇) ̇ ( )
These 2 equations represent the general case for whirling of rotating shafts.
We refer to whirl as being synchronous if: ̇ ̈ ̈ ̇
Integrating ̇ gives: where is the phase angle between e and r and is constant.
Equation of motion: [ ] ( )
50
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )
Fig.5.35 ( ) ( ) * + √( ) ( ) √( ) ( ) √( ) ( ) ( ) √( ( ) ) ( ) [( ) ( ) ] ⁄ ( ) √
51
Note: If  (resonance) then and the system is restrained only by damping.
The eccentricity line e = SG leads the displacement line r = OS by phase angle ϕ which depends on the amount of damping and the rotation speed ratio When the rotational speed equals to the natural frequency or critical speed, the amplitude is restrained by damping only. From equation (iv) at very high speed ω≫ωn, ϕ 180oand the center of mass G tends to approach the fixed point O and the shaft center S rotates about it in a circle of radius e.