لماذا لا ينكسر الهاتف عندما يقع من ارتفاعات شاهقة لكن يتحطَّم إذا أفلتَّه من يدك؟ العلم يش

سقط الهاتف منك من ارتفاع كبير، تشعر بالجذع لأجزاء من الثانية، ولكن المفاجأة السعيدة أن شاشته لم تتحطم.
«آوه»، ولكن في مرة ثانية، وقع الهاتف من ارتفاع أقل ولكن الشاشة تنكسر، فالحظ لم يحالفك هذه المرة.
لا ليس الحظ فقط هو من يحدد مصير هاتفك المحمول، ولكنها عوامل كثيرة منها المواد المصنع منها، كما أن هناك عاملاً لا ننتبه له عادة؛ إنه زاوية السقوط، وهذا العامل تحديداً يعمل بشكل يختلف كثيراً عن توقعات أغلبنا.
لكي نفهم السبب الذي يجعل هواتفنا يتباين مصيرها بين التحطم الكامل أو النجاة من دون خسائر، يجب أن نعرف ماذا يقول العلم عمَّا يحدث لهواتفنا عندما  تسقط من بين أيدينا.

صوت الارتطام المرتفع ليس معياراً للخسائر

صوت الاصطدام بالأرض ما هو إلا طاقة
 
عندما يسقط هاتفك من يديك، أو المنضدة، أو من أي مكان مرتفع أول ما تسمعه هو صوت الاصطدام بالأرض، وهذه الضجة أو الصوت المسموع ينتج من قوة التأثير التي تقوم بتحويل كمية صغيرة من الطاقة المرنة إلى طاقة صوتية.
 أما معظم الطاقة المرنة المتبقية في زجاج شاشة الهاتف الخاص بك فيتم تحويلها إلى طاقات سطحية، مما يؤدي في النهاية لوجود صدع أو تحطم بشاشة الهاتف.
وبالتالي أحياناً لا يكون صوت الارتطام المرتفع معياراً للخسائر.

ما الذي يمنع شاشة الهاتف من التحطُّم والخدوش؟

الصلادة تحمي الشاشة من الخدوش
هناك عاملان رئيسيان يحميان شاشة الهاتف الخاص بك، وهما صلَادَة الشاشة وقوتها.
الصلادة تعمل على مقاومة الاحتكاك والتآكل، وتحمي شاشة الهاتف من الخدوش التي قد تحدث بينما يتحرك الهاتف في جيبك/ حقيبة يدك.
أما القوة فهي من ناحية أخرى، عبارة عن علاقة قابلة للقياس بين الضغط (وهو القوة الخارجية المؤثرة على مساحة واحدة من المواد) والتوتر السطحي (عبارة عن القوة المرنة الموجودة في العناصر والأجسام وتميل لتقليل مساحة السطح، وهي موجودة نتيجة وجود قوة تماسك بين جزيئات المادة السائلة).
ومن خلال قوة الشاشة يمكن التعرف على عدد المرات التي يمكن للزجاج أن يتحمله قبل أن تتحطم الشاشة تماماً، وكلما زادت القوة، يمكن أن يتحمل هاتفك المزيد من الحوادث، ويُكسر زجاج شاشة هاتفك عندما تتغلب قوة التأثير على ضغط السطح، وتكون قوته أكبر من قوة الشاشة نفسها.

الغوريلا هي الأفضل لكي يكون زجاج هاتفك المحمول قوياً

شركة أميركية تصنع الزجاج المقسّى كيميائياً المستخدم في شاشات الهواتف
زجاج الغوريلا «Gorilla glass«، هو المفصل لدى صانعي الهواتف الذكية.
وهو عبارة عن زجاج مقسّى كيميائياً من إنتاج الشركة الأميركية كورنينغ، وتعتمد عليه شركات مثل آبل لأجهزة الآيفون الخاصة بها، وتستفيد منه شركات كثيرة أيضاً، ومنها سامسونغ وإل جي، وغيرها من شركات الهواتف الأخرى.
وزجاج الغوريلا يُستخدم كطبقة حماية زجاجية، حيث يسبح هذا الزجاج في أملاح البوتاسيوم، التي تسمح لأيونات البوتاسيوم بالضغط على ذرات السيليكا في البنية الجزيئية للزجاج، فيؤدي للحصول على طبقة قوية ومضغوطة من الزجاج القادر على مقاومة الخدوش والصدمات، عندما يسقط الهاتف على الشاشة الزجاجية.

الأغرب أن احتمالات تحطُّم شاشة الهاتف أو بقائها سليمة ليس مسؤولية الزجاج دوماً.. فهناك عوامل إضافية

الارتفاع والزاوية تحددان مصير هاتفك
 
1- الارتفاع
إذ تتناسب قوة التأثير مع الجذر التربيعي للارتفاع، الذي يتم إسقاط الهاتف من خلاله، وغالباً ما تنكسر الهواتف التي يتم إسقاطها من الأماكن المرتفعة.
2- اتجاه الهاتف وزاوية السقوط
قد لا تتحطم الشاشة، أو على الأقل تكون الخسائر محدودة، إذا وقع الهاتف من مكان مرتفع، اعتماداً على الزاوية التي سقط بها.
إذ تنكسر الشاشات الزجاجية نتيجة للتوتر السطحي، والذي ينتج إما بالاتصال المباشر للزجاج مع سطح صلب، أو الانحناء أثناء السقوط والاصطدام بجوانب الشاشة.
وعادة ما يتم تصميم الهواتف الذكية لكي تقاوم الصدمات والتأثيرات المختلفة في أركانها وحوافها، ولهذا عندما يحدث اتصال مباشر للزجاج بالأرضية تتراجع احتمالات أن تتحطم الشاشة.

ولكن الطريف أن العلماء لاحظوا أن الأجهزة تميل للسقوط على جوانب الشاشات

هناك وضعية امساك تزيد من احتمالات تحطم الشاشة
 
توصل العلماء إلى صيغة تفسّر سبب سقوط الهاتف الذكي على جانب الشاشة، حيث أوضح البروفيسور ماثيوز من جامعة أستون، أن الهواتف الذكية غالباً ما يتم تثبيتها في اليد، مع وجود أصابع المستخدم أسفل مركز ثقل الجهاز.
وهذه الوضعية تزيد من خطر سقوط الهاتف بشكل قوي على الجانب، وتقلل فرصة بقاء الشاشة بشكل سليم.
وقال ماثيوز إن معدل دوران الهاتف الذكي عند سقوطه نحو الأرض له دور مهم في تحطم أو نجاة الشاشة، ويمكن حسابه باستخدام الصيغة التي يكون فيها «L» هو طول الهاتف، و «g» هو التسارع الناتج عن الجاذبية، و «p = 2/L» هو العامل المتغير الخاص بالمسافة وزاوية الهاتف عند السقوط.
بعد كل ذلك إليك أفضل وضع لسقوط هاتفك المحمول
الأمر أشبه بـ «لعبة النرد» التي تحدد ما إذا كانت شاشة الهاتف الخاص بك سوف تنكسر أم تبقى على قيد الحياة.
وصدِّق أو لا تصدِّق، من الأفضل أن يسقط هاتفك ووجهه للأسفل، وهذا يعني أن يقع الهاتف مباشرة على الشاشة الزجاجية بدلاً من الوقوع بزاوية معينة، لأنه عندما يسقط على وجهه قد لا ينكسر بسبب انتشار قوة التأثير واستيعاب السطح لها بشكل أكبر، أي توزيع الصدمة على مساحة أكبر، وهذا يقلل من الضرر عند الوقوع من مكان مرتفع.
أما إذا سقط هاتفك بزاوية بدلاً من الوقوع على وجهه، فإن نقطة الاتصال التي تتلقى الصدمة تكون أصغر وأكثر تركيزاً، وهذا يزيد من حدة تأثير الصدمة، وهذه هي الحالة الذي تكون فيه شاشة هاتفك أكثر عرضة للكسر.
أي كلما زادت مساحة السطح الذي اصطدم أثناء السقوط قلَّت الخسائر؛ لأن الصدمة تتوزع أكثر، وبالتالي عليك أن تدعو الله إذا وقع هاتفك منك، أن يسقط على الشاشة بأكملها!.