علم الطيران

كانت الرياح في شاطئ بيكر تسحب طائرة يوكي الورقية بقوة، مما جعل الخيط يهتز في يديها. "أبي، انظر كم هي عالية!" صرخت متجاوزة صوت الأمواج. وقف والدها بجانبها، ممسكًا بالبكرة. فجأة، انخفضت الطائرة الورقية وانحرفت، وكادت أن تتحطم في الرمال قبل أن تلتقط الرياح مرة أخرى. "واو!" شهقت يوكي، ساحبة الخيط بإحكام. "لماذا تبقى هناك على الإطلاق؟"

في طريق العودة إلى المنزل، أمسكت يوكي بريشة وجدتها، وتركتها تنجرف إلى الأرض. سألت وهي تنظر إلى والدها: "ليس مجرد الريح هو الذي يدفعها للأعلى، أليس كذلك؟" رسم والدها شكلاً منحنياً في دفتر ملاحظاتها، تماماً مثل الجزء العلوي من جناح الطائر. أوضح قائلاً وهو يشير إلى رسمه: "أنتِ محقة، هناك أربع قوى تعمل. الرفع، والوزن، والدفع، والمقاومة - إنها في صراع دائم."

"لعدة قرون، تساءل الناس نفس الشيء،" قال والدها، خافضًا صوته وكأنه يخبر سرًا. "دعنا نعود بالزمن، إلى سويسرا في أوائل القرن الثامن عشر." بدا العالم من حولهم وكأنه يتلألأ ويتغير. "كان الناس قد بدأوا للتو في فهم كيفية تحرك الأشياء باستخدام الرياضيات، وخاصة الماء والهواء."

"أحد الشخصيات الرئيسية كان عالماً لامعاً اسمه دانيال برنولي،" تابع والد يوكي. "لقد كان من عائلة كاملة من علماء الرياضيات المشهورين، وهذا لا بد وأنه أدى إلى محادثات عشاء تنافسية للغاية!" لم يكن دانيال مهتماً بالأرقام فحسب؛ بل كان مفتوناً بالسوائل. "أراد أن يعرف سر كيفية تدفقها، وما هي القواعد التي تتبعها."

أمضى برنولي سنوات في دراسة حركة الماء عبر الأنابيب. "لقد لاحظ شيئًا مذهلاً"، همس والد يوكي. "عندما جعل الأنبوب أضيق، تسارعت حركة الماء، وعندما تسارعت، انخفض ضغطها!" تذكرت يوكي ما قاله ليوناردو دا فينشي: "بمجرد أن تتذوق الطيران، ستمشي على الأرض وعيناك تتجهان نحو السماء." "كان برنولي ينظر إلى الماء، لكنه كان على وشك كشف سر السماء."

رسم والد يوكي في دفتر ملاحظاتها مرة أخرى. "أدرك برنولي أن الهواء يعمل بنفس الطريقة! ولأن الجزء العلوي من الجناح منحني، يجب أن ينتقل الهواء بشكل أسرع للوصول إلى الجانب الآخر." رسم أسهمًا تُظهر الهواء السريع يخلق ضغطًا منخفضًا في الأعلى. "الهواء الأبطأ في الأسفل لديه ضغط أعلى، و... دَفْع! هذا هو الرفع!"

"هذه الفكرة الواحدة غيرت كل شيء، من شكل أجنحة الطائرات الأولى إلى تصميم الطائرات النفاثة الحديثة،" قال والدها. "يستخدمها المهندسون لجعل سيارات السباق تلتصق بالمسار أيضاً! إنه لأمر مدهش كيف تتعامل المواد مع هذه القوى، تماماً مثل برج إيفل الذي ينمو بالفعل حوالي خمسة عشر سنتيمتراً أطول في حرارة الصيف."

عادت يوكي إلى غرفة المعيشة، وهي تطوي بعناية طائرة ورقية. دخلت والدتها وبيدها بعض العصير. شرحت يوكي، وهي تعرض عملها: "أنا أقوّس أطراف الأجنحة، تمامًا كما تحدثنا! الآن سيتعين على الهواء أن يمر بشكل أسرع فوق الجزء العلوي، مما يخلق قوة الرفع". ابتسمت والدتها، وهي تنظر إلى الرسم في الدفتر. "آه، إذن هذا هو السر!"

"يظهر في كل مكان!" هتفت يوكي، وهي تطلق طائرتها عبر الغرفة. أضاف والدها، وهو يتتبع مسار الكرة في الهواء: "يستخدمه الرامي لرمي كرة منحنية". شاهدت والدتها الطائرة وهي تنزلق. "إنه مفاجئ تمامًا مثل معرفة أن صاعقة البرق أكثر حرارة بخمس مرات من سطح الشمس!" ضحك والد يوكي. "أو أن الصوت ينتقل أسرع بأكثر من أربع مرات عبر الماء منه في الهواء!"

ألقت يوكي طائرتها الورقية وهي تهبط برفق على وسادة. قالت ملخصة كل شيء: "إذن، الهواء سريع الحركة يخلق ضغطًا منخفضًا، وهذا الدفع من الأسفل هو ما نسميه الرفع". التقطت والدتها الطائرة، وفحصت أجنحتها. "هذا مدهش. ولكن إذا كان الرفع هو ما يبقيها في الأعلى، فما الذي يمنحها الدفعة للتحرك إلى الأمام في المقام الأول؟"