פיג'מת הזברה, שני מתגים, בקבוק קפוא, יו יו

מדוע ולמה לובשת הזברה פיג'מה, למה בקבוקי מים קפואים מתפוצצים ואיך לעזאזל עובד יו יו?

מדוע ולמה לובשת הזברה פיז'מה?

פעם חשבו שהפסים של הזברה נועדו לבלבל את עיניהם של הטורפים הגדולים. כיום התיאוריה היא שזה בכלל קשור ליצורים הרבה יותר קטנים. ליתר דיוק, לזבובי הצה צה. זבובי הצה צה, הידועים גם כזבובי גלוֹסִינָה, מעבירים את מחלת השינה, שהיא מחלה קטלנית הפוגעת בכל בני הבקר והסוסיים. והנה התברר, שהזברה, חברה מכובדת במשפחת הסוסיים, אינה נעקצת. או ליתר דיוק, רוב הזברות אינן נעקצות.

החוקרים שמו לב כי זברות בעלות פספוס בפּספּוס, כלומר אלו בעלות קווים פחות בולטים או עם משטחים רציפים, בהחלט נעקצות, ובדיוק באותם חלקים חלקים. גילוי זה העלה את הסברה, שבגלל מבנה העין של זבובי הצה צה, הם לא מצליחים לבנות לעצמם דמות של בעל חיים שלם כשיש עליו פסים. לכן הם אינם עוקצים את הזברות, בעוד שלסוסים בעלי תכונות דם זהות הם שמחים למצוץ את הדם.

מיד יצאו החוקרים לבדוק מה קורה כשמורידים לזברה את הפיז'מה. ואכן, כשצבעו זברות בצבעים אחידים כמו שחור או חום - זבובי הצה צה הפסיקו להתעלם מהן ועקצו אותן. מי היה מאמין שפיז'מה יכולה להיות נשק יעיל נגד אויבים?

יש עוד הוכחה אבולוציונית לכך שלפסים יש יתרונות: הזברה הקדמונית, שקראו לה קוֵאגַה (Kwega), הייתה נטולת פסים בחלקה האחורי. העובדה כי במהלך האבולוציה נעלמו הקווגות ושרדו הזברות, מוכיחה שפסים זה עדיף. מלבד בלבול זבובי הצה צה, יש לפסים עוד תפקידים:

אחד מהם, הוא לווסת את חום הגוף. אם הייתה כולה שחורה, היה לזברה חם מדי בקיץ. אם הייתה כולה לבנה, היה לה קר מדי בחורף. כמו שיודעים מעצבי אופנה כבר שנים – שחור ולבן זה שילוב מנצח.

בנוסף, הפסים מהווים צופן לזיהוי, פרטי וקבוצתי. מתברר שרוחב הפס הוא קריטי לא רק בהעברת נתונים באינטרנט, אלא גם אצל הזברות. למינים שונים של זברות יש צורות שונות של פסים, גם ברוחבם וגם בעובי הרווחים ביניהם. זברות ממינים שונים יכולות לרעות ביחד בשלווה, אבל כשהמנהיגים קוראים להם ללכת, כי הגיעה העת לנדוד - העדרים ייפרדו בצורה מושלמת, כנראה לפי ההדפס.

לעולם לא תתפסו זברת גֵרוִוי (Gerwi) משוטטת לבדה עם עדר זברות מצויות. כמובן גם שלכל זברה יש הדפס שונה במעט מרעותה, כמו טביעת האצבע האנושית, והזברות מזהות זברה את זברתה לפי הפיז'מה הפרטית. אז כנראה שבגלל כל הסיבות האלה, הזברה לובשת פיז'מה.

 

איך מתואמים שני מתגים חשמליים שמפעילים אותה נורה?

כדי שהמתג הראשי והמתג המשני יוכלו לעבוד במתואם, יש שיטה פשוטה. המתגים מחוברים בטור. ביניהם, יש חיבור כפול, עם שני חוטי חשמל. אם שני המתגים מוסטים לאותו כיוון - המעגל נסגר ויש אור. אם מסיטים אחד מהם לכיוון השני - המעגל נפתח ואין אור. פשוט מאד. כמובן שבמציאות, החוטים והחיבורים דקים, וכולם נכנסים לתוך הצינור המבודד שאורז חוט חשמל רגיל.

 

למה כשאני מקפיא בקבוק עם מים הוא מתפוצץ לי?

בואו נתחיל בקצת הסברים פיזיקליים. הקפאה של חומר היא הפיכתו ממצב צבירה נוזלי למצב צבירה מוצק. מאחר שמצב צבירה מוצק הוא המצב בו המולקולות מאורגנות בצורה הכי מסודרת, לרוב, הקפאת נוזל תגרום לירידה בנפחו. כמו שכל מי שניסה לסדר את הארון שלו יודע, בלאגן תמיד תופס יותר נפח מ"סדר". אבל, במקרה המיוחד של מים, הקפאה גורמת לעלייה בנפח.

הסיבה לכך היא המבנה של מולקולות המים. אנחנו לא ניכנס כאן לקשרים מימניים וכיוצא באלה, אבל מולקולות המים, בגלל הזווית בין האטומים שמרכיבים אותן, צריכות דווקא לתפוס מרחק כדי להסתדר במצב מוצק. כלומר, בכל יחידת נפח של קרח יש פחות מולקולות ביחס לאותה יחידת נפח של מים. זאת אומרת שמשקלו הסגולי של קרח קטן יותר מזה של מים, וזו גם הסיבה שהוא צף על פני המים.

ואם נחזור לשאלתך, צורת הסידור של מולקולות המים בעת הקפאה היא הסיבה שכשמקפיאים בקבוק מים סגור בפקק – הוא מתפוצץ. כדי למנוע את זה, פשוט צריך לא למלא את הבקבוק עד הסוף. כדאי להשאיר רווח של כמה סנטימטרים, או לא לסגור את הפקק.

מולקולות המים, אייץ' שתיים או (H2O), מורכבות מאטום חמצן אחד ושני אטומי מימן. המים, שלא כמו חומרים אחרים ורווקים תל אביביים, רוצים להסתדר בקשרים לטווח ארוך. לכן, אטומי החמצן שואפים להיות קרובים לעוד מימן פרט למימן שלהם. בגלל הזווית בין זרועות המולקולה, שאיפה כזאת גורמת ליצירת סריג מאד מרווח.

 

איך עובד "יו-יו"?

מה שמדהים ביו-יו, שהוא מצד אחד כל-כך פשוט שכל ילד יכול לשחק איתו, מצד שני הוא פועל בזכות כמה עקרונות פיזיקליים לא לגמרי פשוטים. ננסה להסביר אותם. אבל קודם כל, קצת היסטוריה:

פרט לבובה, היו-יו הוא הצעצוע הקדום ביותר המוכר לנו. היוונים שיחקו בו כבר לפני 2,500 שנה, ויש עדויות לכך שלסינים היה צעצוע דומה עוד לפני כן. באירופה של המאות השמונה-עשרה והתשע-עשרה הוא היה להיט, וזכה לכמה שמות, כולל בָּנְדֶלוֹר ( bandelor) ו-לה אֶמִיגרֶט (L'emigrette). בדגם המקורי, החוט שבין שני פלחי היו-יו היה מחובר באופן הדוק לציר.

במשך השנים השתנתה והתפתחה הטכנולוגיה שמאחורי הצעצוע המעופף.

היו-יו המודרני הובא לארצות הברית מהפיליפינים קצת אחרי מלחמת העולם הראשונה, עם שם שמקורו בשפת הטאגאלוג. משמעות השם הוא "בוא בוא". החידוש ב-בוא-בוא היה שהחוט כבר לא קשור לציר, אלא מלופף סביב הציר בלולאה. השינוי הזה עשה הבדל גדול ביכולות הליהטוט עם היו-יו.

איך עובד היו-יו? קודם כל מלפפים את החוט סביב הציר. עכשיו, כשהוא נמצא בכף היד של המפעיל, יש לצעצוע הקטן המון אנרגיה פוטנציאלית: האנרגיה הפוטנציאלית של ליפול לאדמה, והאנרגיה הפוטנציאלית הסיבובית שטמונה בשחרור הליפוף של החבל.

כשמשחררים את היו-יו, כל האנרגיה הפוטנציאלית שאגורה בו הופכת לאנרגיה קינטית, אנרגיה של תנועה. בעוד היו-יו נופל, נוצר בו תנע קווי מהנפילה כלפי האדמה, ותנע זוויתי מהסיבוב סביב הציר שלו. כשהוא מגיע לקצה החוט, היו-יו מפסיק ליפול, אבל בגלל שעוד יש בו הרבה תנע זוויתי, הוא ממשיך להסתובב. כשהחוט מחובר באופן קשיח לציר, עם העצירה הציר יתפוס את החוט ויתחיל לכרוך אותו בחזרה. המפעיל צריך לתת משיכה קטנה בזמן הכריכה מחדש, כדי לפצות על האנרגיה שהולכת לאיבוד בחיכוך.

ביו-יו המודרני, בגלל שהחוט לא מחובר באופן קשיח אלא בלולאה חופשית סביב הציר, יש פחות חיכוך בין החוט לציר בזמן העצירה. לכן, כשהיו-יו מגיע לקצה החוט, הוא לא מתחיל לעלות אוטומטית, אלא מסתובב בחופשיות סביב צירו. כדי לגרום ליו-יו לטפס חזרה, המפעיל צריך לתת לו משיכה קטנה. המשיכה מגבירה את החיכוך לרגע, כך שהציר יכול ל"תפוס" את החוט ולהתחיל לגלגל אותו.

מאותו רגע היו-יו מתנהג כמו הבנדרול הישן והטוב - חוזר כמו טַטַלֶה ליד של המפעיל.

היכולת לגרום ליו-יו להסתובב בפריילוף על קצה החוט, מה שנקרא בשפת היו-יו-איסטים המקצועיים "לישון", הפכה את אומנות היו-יו למורכבת יותר, ופתחה פתח ללהטוטנות מורכבת. בזמן שהיו-יו מסתובב חופשי אפשר ליצור צורות עם החוט, ולסובב את היו-יו סביב המפעיל.

טריק ידוע נקרא "להוליך את הכלב" - לתת ליו-יו להתגלגל על הרצפה לפני שמושכים אותו חזרה למעלה. במהלך השנים ועם התפתחות הטריקים, פיתחו היצרנים יו-יואים מתוחכמים יותר ויותר, עם מיסבים שמורידים חיכוך ומגבירים אותו לפי הצורך.