קופצים על המים

הצד המדעי של הקפצת אבנים

מתוך תכנית 123 - אבנים ואדמה:

 

ועכשיו – נצא לאגם בפארק הירקון. מגישכם הנאמן פגש שם את ריבַי מוֹר, פיזיקאי צעיר ומבטיח. בסוף הוא עוד ילמד אותי באיזו זווית בדיוק זורקים את האבן, והאמת היא שאני קצת אלמד גם אותו, אבל לפני-כן גיליתי שזריקת אבנים זה לא סתם שעשוע תמים – זה שעשוע עם היסטוריה וכת מעריצים. ליאת מר ליוותה אותנו אל הפארק.

 

זה נראה כמו תחביב אקראי כמעט, אבל מסתבר שיש משוגעים בעולם לכל דבר, וגם להקפצת אבנים על המים.

 

זריקת אבנים כספורט:

כיאה לכל ספורט רציני, גם להקפצת אבנים יש אליפות בינלאומית, והשנה היא תתקיים בסקוטלנד בחודש ספטמבר. הכללים הם פשוטים – כל אחד יכול להתחרות, כדי שזריקה תיחשב, האבן צריכה לקפץ על המים לפחות שלוש פעמים, ואז הזריקה נבחנת לפי המרחק אליו הגיעה האבן טרם שקיעתה במים. השיא העולמי, מבחינת מספר הקפצות, שייך לג'רדון קולמן-מקגי (Jerdone Coleman-McGhee), והוא עומד על 38 הקפצות של האבן!!!

 

הסיפור ההיסטורי:

הפעם הראשונה שהנושא נבחן לעומק הייתה לצרכים מאד מעשיים – פיצוץ סכרים במלחמת העולם השנייה

לצורך העניין הוקמה יחידה בצבאות הברית, במהלך מלחה"ע השנייה, כדי לתכנן כיצד ניתן להפיל פצצות כך שהן יקפצו על המים ויגיעו עד לסכרים. הבעיה עם פיצוץ סכר – הוא יחסית קטן, וצריך לפגוע בו מלמטה. לא היה חימוש מונחה כמו היום. הרעיון שלהם - הפצצה קופצת כמה פעמים על המים, פוגעת בסכר, שוקעת ומתפוצצת.

המחקר נעשה באמצעות דגם –רוגטקה גדולה – המדען ירה אבנים על אגם, עד שמצא את הזוית הנכונה. העניין מושפע מכמה משתנים: גודל אבן והצורה שלה, מהירות, סיבוב, אבל הגורם הכי משמעותי הוא הזוית.

 

איך זה עובד?

יש זוית קריטית לזריקת אבן – אנשים חושבים שצריך לזרוק שטוח, אבל זה לא מדויק. הזוית האידיאלית היא 20 מעלות.

ככל שהאבן שטוחה יותר יש לה יותר שטח מגע עם המים ולכן המים יכולים להתנגד יותר לפגיעת האבן ולהקפיץ אותה הלאה. ככל שנזרוק יותר מהר את האבן, כך היא תקפוץ יותר.

 

מה גורם להקפצה?

מתח פנים של המים, היכולת שלהם להתנגד לאבן. אם זורקים גבוה מדי, קורעים מהר מדי את מתח הפנים. אם זורקים נמוך מדי – יש חיכוך עם המים, והם עוצרים את המהירות של האבן. הזוית הנכונה היא האיזון האופטימלי בין השניים, וכך נוצרות מקסימום הקפצות.