تعريف السرعة و المسافة
السرعة هي فرق المسافة مع الزمن، لذلك فإن النظام الموجود لقياس المسافة يقترن مع سعة الذاكرة لمعرفة مكان وجود الهدف فيسهل عليه قياس السرعة. كانت الذاكرة بالقلم والمسطرة على الشاشة لاستخراج السرعة سابقا، أما الآن فالكاشوف الحديث يستخلص السرعة بكفاءة أفضل بواسطة الحاسوب. وإذا كانت معطيات المرسل متماسكة أي متطابقة المراحل، فسيكون هناك تأثير آخر لجعل قياسات السرعة فورية دون حاجة للذاكرة، وهو ما يسمي بتأثير دوبلر. تستخدم هذه الأساسيات بالأنظمة الحديثة للكاشوف وتسمى "كاشوف دوبلر النبضي". تكون الإشارات العائدة من الهدف منحرفة عن التردد الأصلي خلال تأثير دوبلر مما يمكن حساب سرعة الجسم بالنسبة إلى الكاشوف. يمكن لتأثير دوبلر أن يحدد السرعة النسبية للهدف خلال مدى البصر الخاص الممتد من الكاشوف للهدف فقط. فأي عنصر من سرعة المستهدف يكون عمودي على مدى البصر لا يمكن تحديده بطريقة تأثير دوبلر وحدها، ولكن يمكن تحديده بمتابعة اتجاه السمت للهدف، وهذا النظام الأخير يسمى "كاشوف الموجة المتصلة". تاريخ قياس المسافة
تمكن المخترع اليمني مصطفى بجاش من ابتكار جهاز يقيس المسافات بدقة متناهية، معتمدا على مجموعة من العلاقات الرياضية المعقدة، وحصل بموجبه على جائزة رئيس الجمهورية اليمنية في مجال العلوم التطبيقية عام 2017 وأدخل تطويرات على الجهاز بعد ذلك التاريخ ليكون أسهل في الاستخدام، وذلك أثناء دراسته للماجستير وتحضيره للدكتوراه في روسيا.
يقول المخترع: "خطرت لدي فكرة تصميم جهاز لقياس المسافات عندما كنت طالب بالمستوى الأول قسم علوم فيزيائية بكلية العلوم جامعة تعز قبل نهاية الفصل الأول، وبحثت عن علاقات رياضية يمكن من خلالها معرفة المسافة بين نقطتين وطبقت كل ما درسته في الميكانيكا الكلاسيكية في هذا الفصل وما تعلمت من قوانين رياضية أثناء دراستي في الثانوية".
ويضيف: "وبعد تفكير طويل توصلت إلى أن أنسب طريقة هي استخدام قوانين النسب المثلثية، وكان عليّ أن أصمم جهازا لقياس الزاوية وبدقة عالية حتى أتمكن من تحديد المسافات البعيدة جدا لأن عدم تحديد الزاوية بدقة عالية سينتج عنه زيادة في نسبة الخطأ للمسافات البعيدة التي تصل إلى عدة كيلو مترات وحتى يتم إنقاص نسبة الخطاء فقد صممت جهاز يقيس الزاوية بدقة تصل إلى جزء من العشرة آلاف (0.0001) من الدرجة".
الجهاز الذي ابتكره بجاش فيه نقطة رأس المثلث هو النقطة المراد حساب بعدها وتوضع قطعتي الجهاز على زوايا القاعدة، والمسافة بين القطعتين يمكن قياسها بسهولة والزاوية الحادة المجاورة للقاعدة يحددها الجهاز ومن طول الضلع المعلوم والزاوية المعروفة وبتطبيق العلاقة الآتية: ab=bc tanx، ثم نحسب النقطة المراد حسابها.
الجهاز الذي قام المخترع بتنفيذه يدويا عبارة عن قطعتين أولهما لحساب الزاوية الحادة والأخرى لتعين الزاوية القائمة وهذه هي المرحلة الأولى من تصميم الجهاز.
المخترع اليمني أدخل على الجهاز تعديلات أخرى، بعدما شارك في هذا الجهاز في مسابقة رئيس الجمهورية اليمنية وفاز بها.
فبعد نهاية المستوى الثاني من دراسته الجامعية تطورت عنده الأفكار وأصبح لديه مفهوم واسع عن الهندسة الفراغية وهندسة المتجهات في الفراغ، لذلك قام باستخدام العلاقات الرياضية التي تربط بين الإحداثيات الديكارتية والإحداثيات الكروية مع جبر المتجهات، وذلك لحساب المسافات الكبيرة.
يضرب المخترع مثالا بالمسافة بين صنعاء والقاهرة فيقول يتطلب الأمر هنا تطوير الجهاز حتى يقيس زاويتين وهي الزوايا المعروفة في الإحداثيات الكروية ولأجل حساب المسافة المذكورة يتطلب الأمر معرفة بالهندسة الفراغية لأن حساب المسافة باستخدام العلاقات المذكورة ليست بالمسائلة السهلة على غير المتخصصين.. وكانت هذه المرحلة الثانية
أما المرحلة الثالثة فكانت بعد تخرج بجاش من الجامعة واكتشافه أن غير المتخصصين ليس بإمكانهم استخدام الجهاز لتعقيد العلاقات الرياضية المستخدمة ومفهوم الإحداثيات في الفراغ في المرحلة الثانية فتطلب الأمر إيجاد برنامج بلغة برمجة محددة.
يقول المخترع: "اخترت لغة c++ ويقوم البرنامج بحساب المسافة مباشرة وذلك من خلال العلاقات الرياضية المستخدمة في المرحلة الثانية والأولى".
وفي هذه المرحلة أصبح الجاهز في أرقى صورة له حيث بإمكان الغير متخصصين من استخدامه بسهولة إلا أن هذه المرحلة تناولت الدراسة النظرية لعمل الجهاز ويبقى تصنيع الجهاز على شركة متخصصة في إنتاج الحاسبات العلمية حيث ستقوم بتركيب معالج داخل الجهاز المذكور
رد مع اقتباس
