من اللعب للهندسة.. كيف تُبقى حركات الجسم طوق “الهولا هوب” فى الدوران؟

قام الباحثون بتحليل آليات لعبة الهولا هوب، وكشفوا عن كيفية تأثير أشكال الجسم وحركاته على القدرة على إبقاء الطوق يدور ضد الجاذبية، وأثارت الأفكار المستمدة من الدراسة أسئلة مثيرة للاهتمام حول ديناميكيات الجسم وكفاءة الطاقة والتطبيقات الهندسية المحتملة.

وتقدم النتائج، المستندة إلى التجارب والنمذجة الرياضية، وجهات نظر جديدة حول نشاط غالبًا ما يتم تجاهله في البحث العلمي ، وتشمل الاكتشافات الرئيسية دور انحناء الجسم وانحداره في الحفاظ على حركة الطوق.

تفاصيل الدراسة عن ديناميكيات لعبة الهولا هوب

وبحسب بحث نُشر في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences، أجريت تجارب باستخدام نماذج روبوتية مصغرة في مختبر الرياضيات التطبيقية بجامعة نيويورك ، وتم تكرار أشكال مختلفة، مثل الأسطوانات والمخاريط والساعات الرملية، على مقياس بشري يبلغ عُشر حجم الإنسان لفحص تأثيرها على كفاءة الهولا هوب ، وتم تطبيق حركات آلية على هذه النماذج، والتقطت كاميرات عالية السرعة سلوك الحلقات التي تم إطلاقها على الأشكال الروبوتية.

وأشارت النتائج إلى أنه يمكن تحقيق الدوران الناجح دون اختلاف كبير بناءً على أشكال المقطع العرضي للجسم، مثل الدوائر أو القطع الناقص ، ومع ذلك، فإن الحفاظ على ارتفاع الطوق ضد الجاذبية يتطلب سمات جسدية محددة، وخاصة الوركين المنحدرة والخصر المنحني ، ووفرت هذه الخصائص الزوايا اللازمة للدفع إلى الأعلى والاستقرار، مما يساعد على إبقاء الطوق في حركة.

النمذجة الرياضية وتطبيقاتها الأوسع

وأوضح الباحث الكبير والأستاذ المساعد ليف ريستروف في بيان صحفي أن النماذج الرياضية تم تطويرها لشرح المبادئ الفيزيائية التي تم رصدها ، وقد قدمت هذه النماذج نظرة ثاقبة للتفاعل بين حركة الجسم وديناميكيات الطوق، والتي يمكن توسيعها لتشمل تطبيقات مثل حصاد الطاقة والروبوتات.

وأكد الباحثون أن هذا العمل يسد الفجوة في فهم نشاط شائع، مع إظهار أهميته بالنسبة للتكنولوجيا ، وأشار ريستروف إلى أن هذه النتائج قد تؤدي إلى تحسينات في الأنظمة الروبوتية المستخدمة في التصنيع، فضلاً عن طرق مبتكرة لاستخدام الطاقة الناتجة عن الاهتزازات.

ويسلط هذا البحث الضوء على العلم وراء رياضة الهولا هوب، ويقدم تطبيقات عملية مع تعزيز فهم الحركة البشرية والميكانيكية.