» «
אשליית גלגל העגלה
למה גלגל נראה כאילו הוא מסתובב לאחור?



שמתם לב שכשגלגל של כלי רכב נע קדימה במהירות רבה, בשלב כלשהו הוא נראה כאילו הוא מסתובב לאחור לאט ל א ט?

ובכן, זוהי אשליה. כמובן שהגלגל מסתובב עדיין קדימה ואף יותר מהר מאשר קודם. אבל לנו נראה כאילו הוא מסתובב בניגוד לכיוון האמיתי שבו הוא באמת מסתובב.

קוראים לאשליה האופטית הזו "אשליית גלגל העגלה" (Wagon-wheel effect). ישנם שני מצבים שבהם האשליה הזו מתרחשת. הראשון הוא בסרטים והשני הוא במציאות. בעוד שההסבר לאשליה הזו, כשאנו מביטים בגלגל אמיתי, אינו מוסכם לחלוטין והחוקרים ממשיכים להציע לו תיאוריות, את אשליית הגלגל בסרטים יודעים להסביר היטב.

הסיבה לכך היא שסרט הוא בעצם רצף של תמונות סטילס, תמונות דוממות השונות זו מזו במעט. התמונות הללו מתחלפות כל כך מהר, שהעין האנושית לא מסוגלת לקלוט אותן כבר כתמונות סטטיות, שלא זזות. לכן נוצרת אצלנו אשליה שאנו רואים תנועה. זהו הסרט, באנגלית "מובי", נע.

מכיוון שמספר התמונות המצולמות בשניה הוא כ-24 תמונות, כל תמונה תמצא את הגלגל במקום קצת שונה. כשהמהירות גבוהה מאד, נוצר לא פעם מצב שהתמונית קולטות את הגלגל במקום שהוא מעט לפני המקום זהו הוא היה בתמינה הקודמת. מכיוון שמהירות הגלגל היא קבועה באותן שניות, נוצרת סדרה של תמונות שכל אחת מראה את הגלגל בנקודה שקצת קודמת לתמינה הקודמת. אנו רואים את זה כאילו הגלגל מסתובב לאחור.

זה יכול לקרות גם כשמביטים בריכוז על גלגל אמיתי. או על להבי מסוק, מדחפי מנוע של מטוס, מאוורר וכדומה. חלק מהחוקרים סבורים שזה קורה מכיוון שגם המוח שלנו מקבל את המידע מהעין בקצב מסוים ולעתים הקצב לא מסונכרן עם מהירות הסיבוב, מה שמשבש את מראה הגלגל המסתובב ומסובב אותו כביכול אחורנית. אבל כאן יש גם תיאוריות אחרות והמחלוקת בין החוקרים נמשכת.


הנה אשליית גלגל העגלה והגורמים לה:

https://youtu.be/6XwgbHjRo30


הדגמה מודרנית שלה:

https://youtu.be/SFbINinFsxk


הדגמת "אשליית גלגל העגלה":

https://youtu.be/VNftf5qLpiA?t=45s


והדגמה נוספת ומרתקת עוד יותר:

https://youtu.be/QOwzkND_ooU
מיסב
איך פועלים מֵסַבים?



ראיתם את הספינר שכיכב לפני זמן מה במכירות, בכל מקום? איך הוא עובד? - המנגנון עצמו פשוט ומבוסס על טכנולוגיה יעילה ועתיקה, שנמצאת בימינו כמעט בכל מכונה. היא נקראת מסב.

מֵסַבים (Bearings) הם גלגלים מיוחדים המקטינים את החיכוך והשחיקה בתנועה של שני חלקים, זה מול זה. בספינר, למשל, יש משטח שבמרכזו יש לאחוז בשתי אצבעות, בעוד הגוף מסתובב במהירות רבה ובצורה חלקה לחלוטין. אגב, הסיבוב הקל הזה נזקף לזכותו של החיכוך המועט מאוד, שנוצר בעת הסיבוב.

מֵסַבים משמשים בדרך כלל לחיבור ותמיכה של צירים במערכות מכניות. המסב הנפוץ ביותר בתעשייה הוא המֵסַב הכדורי, המכונה לעתים גם קוּגֶלָגֶר. יש בו טבעת גדולה, שמקיפה טבעת קטנה ואת החיכוך ביניהן מקטינות כמה כדוריות קטנות וחזקות עשויות פלדה, שמסודרות בין הטבעות הללו. שטח הפנים של הכדוריות, במגען עם הטבעות, הוא מזערי, מה שמקטין גם הוא את השחיקה.

מסבים כדוריים ניתן למצוא גם בספינר וגם ברולר בליידס ובסקייטבורד. במסב כדורי כזה מחולק העומס בין כדוריות הפלדה החזקות, בעוד הן מקטינות באמצעות המֵסַב את החיכוך והשחיקה שבין הציר המסתובב, לחלק המכני שנושא אותו. עוד יתרון שמקנות הכדוריות הללו הוא שימור האנרגיה המצוין שהן מאפשרות ובזכותן נמשכת תנועת הסיבוב לאורך דקות ארוכות ומחייבת הרבה פחות אנרגיה.


הנה המיסב:

https://youtu.be/RihQOUNsN9c


כך פועלים המיסבים:

https://youtu.be/p_KeL0XtEjw


והסבר פעולתם באנגלית:

https://youtu.be/OcQuVxuoxnI


יש גם מיסבים משוכללים לצרכים מיוחדים:

https://youtu.be/NPnvo4NHrVE
אופני הגלגל הגבוה
מה היו אופני הגלגל הגבוה?



אופני הגלגל הגבוה היו מהסוגים הראשונים של אופניים ונבנו בשנת 1870 על ידי הצרפתים ארנסט מישהו ופייר ללמן. הם נקראו "מרטיטי העצמות", מפני שהרוכב ישב בהן מאד גבוה והנפילה מהן הייתה כואבת מאד. היו מי שכינו אותן "פני ורבע", משום שנראו כמו שני מטבעות של אותה תקופה.

אופני "מרטיטי העצמות" העשויים ברזל, היו כבדים וגרמו לרטט חזק מדי בזמן הנסיעה. גם הגלגל הקדמי והגדול מאד שלהם גרם לחוסר יציבות. דיווש על האופניים עם הגלגל הקדמי הגדול מאד היה די קשה. סיבוב שלם של הדוושות השלים סיבוב שלם בגלגל הגדול.


הנה אופני גלגל גבוה שהרוכב בנה בעצמו ומציג תמונות מתהליך הבנייה שלהן:

http://youtu.be/OptGmDkEwJs


וסרטון הדרכה לנהיגה באופניים עם גלגל גבוה:

http://youtu.be/p--RKyDFIAk
גלגל
מי המציאו את הגלגל והיכן זה קרה?



האם אנו חייבים את המצאת הגלגל לאדם קדמון כלשהו, שהתבונן בחיפושיות זבל שיוצרות כבר מיליוני שנים כדור זבל ענקי ומגלגלות אותו אל הקן? האם יתכן שהוא הבין שאם יוכל לשחזר את המעשה, יוכלו הוא וחבריו להעביר משאות כבדים ממקום למקום?

את הגלגל המציאו בסוף תקופת האבן, כנראה כדי שיסייע לכדרים ליצור כלים מחמר, במקום לסובב ביד את הכד שהם יוצרים. כבר בשנת 4000 לפני הספירה, לפני 6000 שנה, השתמשו בגלגלי אבניים של קדרים במסופוטמיה, היא ארם-נהריים. בשנת 3200 לפני הספירה בנו כבר השומרים עגלות עם גלגלים ובהמשך הם גם בנו רכבי מלחמה שנסחבו על ידי חמורים.

הגלגל הוא המכונה המוקדמת ביותר מתוך 6 המכונות הפשוטות של העת העתיקה (ראו באאוריקה בתגית "מכונות פשוטות").

כשהחלו בני האדם להעביר גושי אבן ודברים כבדים, הם הבינו שבאמצעות גזעי עץ שהניחו מתחת למשקל הרב וגררו אותו מעליהם, הם יוכלו לעשות זאת בקלות רבה יותר. הגזעים שהסתובבו, אפשרו להם להעביר עצמים כבדים מאד, מבלי להרימם. ההמשך היה כשהבינו שיוכלו ליצור גלגלי עץ ולחברם למשטח שינוע בעזרתם. כך הומצאו העגלות הראשונות. וככל שהגלגלים נעשו קלים יותר, הטכנולוגיה הלכה והשתכללה והיעילות של העגלות בנשיאת משאות כבדים, השתפרה. שיפור נוסף היה כשחיברו את העגלה לבהמת משא שמשכה אותה.

עם הדורות והתקופות הגלגל החל להיכנס לתחומים רבים, כמו טחינת התבואה לקמח ומכונות שהלכו והשתכללו ואפשרו לייצר מוצרים נחוצים לאדם.


הנה ההיסטוריה של המצאת הגלגל:

http://youtu.be/vaZBhtGvaFE


והמצאת הגלגל במסופוטמיה:

http://youtu.be/c-EPqobSsD8


סרטון אנימציה על המצאת הגלגל:

http://youtu.be/EhIIGPObtxg

גלגלים

גלגלת
גלגלת - למה היא טובה?



גלגלת היא מכונה פשוטה שהומצאה כבר בעולם העתיק ומאפשרת הרמת משאות כבדים בקלות גדולה יותר, באמצעות חבל וגלגלים. לגלגלת יש גלגלים שבדפנות שלהם יש הגבהה שמחייבת את החבל לעבור באמצע הגלגל. ככל שנגדיל את מספר הגלגלים, יגדל היתרון המכני שלנו ונוכל להרים משקל גדול יותר.

הגלגלת גם מאפשרת את היפוך כיוון התנועה של המשא. אם לאדם קשה להרים משא, הגלגלת תאפשר לו למשוך את חבל הגלגלת כלפי מטה, פעולה שהיא קלה יותר, והמשא יעלה למעלה. באופן דומה, גלגלת מסייעת למשיכת משהו שרוצים להרחיק מאיתנו. משום כך מושכים בחבל המחובר לגלגלות, כדי להעלות מפרשים למעלה בספינות מפרש.

את הגלגלת תיאר לראשונה המדען ארכימדס במאה ה-3 לפני הספירה. מתקני הגלגלת נחשבים לאחת מהמכונות הפשוטות של העת העתיקה, כפי שהן מוצגות באאוריקה בתגית "מכונות פשוטות".


הנה וידאו שמסביר כיצד גלגלת מאפשרת להרים משקל עצום:

http://youtu.be/d9PDmtNxM5A?t=7s


והנה סרטון באנגלית על פעולת הגלגלת:

http://youtu.be/LiBcur1aqcg
רכבת כבישים
מהי המשאית הגדולה ביותר בעולם?



המשאית הגדולה בעולם היא כנראה זו שתראו למטה. היא כוללת לא פחות מ-384 גלגלים!


הנה סרטון של המשאית הגדולה ביותר בתבל:

http://youtu.be/3PH0idBnJj4
קדרות
איך שימש הגלגל את הקדרים במסופוטמיה?



קדרות (Pottery), מלשון "קדרה", היא אומנות יצירת כלי חרס. בתחילת עידן הקדרות, חייבה הכנת הכלים את הקדר, האומן שמייצר את הכלים הפשוטים, לחפור בגוש חימר וליצור צורת כד. הכד הוכנס לשריפה בתנור וכך התקשה והפך לחרס חזק ושימושי.

אבל הכלים שיצרו כך היו פרימיטיביים, כבדים ומגושמים. המצאת הגלגל, לפני 5,500 שנה, היא ששינתה בהדרגה את המצב וחוללה מהפכה בתחום הקדרות. הגלגל המסתובב היה המצאה מהפכנית, ששימשה אז גם לצרכי הובלה של סחורה, שלפני כן היו צריכים להעבירה על גבם של אדם או בהמה. אבל בתחום הקדרות הוא אפשר את פיתוחם של האובניים, מתקן שמסתובב במהירות רבה ומאפשר לקדר ליצור כדים מעולים וסימטריים, בשלל צורות וגבהים. מעתה ניתן היה ליצור כדים טובים וקלים יותר, סימטריים ויפים להפליא. כך הפכה, בזכות הגלגל, גם יצירת הכלים לתהליך קל ומשוכלל מבעבר - שינוי טכנולוגי שהפך גם את עולם הקדרות למודרני.

כך נבנו לפני 5,000 שנה האובניים הראשונות. מדובר בשתי אבנים עגולות, התחתונה עם שקע והשנייה מסתובבת בתוכו. אדם שסייע לקדר נהג לסובב את האובניים במהירות והקדר היה יוצר את הכלים. בהמשך השנים פותחו האובניים כך שהקדר החל לסובב אותם בעצמו. הקדרות באמצעות האבניים המהירות, כמו גם שריפת הכדים והכלים בתנור, שיטות שריפה כמו שרפת עישון, שריפת רקו ושריפת משרי מלחים, טכניקות כמו הזיגוג, הצביעה והעיטור - כל אלו שכללו את הכלים ואת חוזקם ובמקביל הקטינו את משקלם, לעומת הכדים שיוצרו בעבר ללא אובניים.


רק גלגל וזהו. הנה קדרות עתיקה ללא חשמל ומנוע:

http://youtu.be/588Mh7yzqVQ


והנה השכלול של האבניים שבו מניע הקדר את הגלגל בכוח הרגליים:

http://youtu.be/0GQm3136pzg


אבניים מודרניות שעובדות בדיוק כמו האבניים העתיקות, אך עם מנוע:

http://youtu.be/dqllt3w_nxs


הנה שיטה עתיקה של שריפת הכדים בתנור עצים:

http://youtu.be/O_pS4gifzTQ


סרט ארוך על אשה איראנית שמייצרת כדים עד היום בשיטה העתיקה של מסופוטמיה:

http://youtu.be/ueR4iwoj2FE


אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

העולם הוא צבעוני ומופלא, אאוריקה כאן בשביל שתגלו אותו...

אלפי נושאים, תמונות וסרטונים, מפתיעים, מסקרנים וממוקדים.

ניתן לנווט בין הפריטים במגע, בעכבר, בגלגלת, או במקשי המקלדת

בואו לגלות, לחקור, ולקבל השראה!

אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

שלום,
נראה שכבר הכרתם את אאוריקה. בטח כבר גיליתם כאן דברים מדהימים, אולי כבר שאלתם שאלות וקיבלתם תשובות טובות.
נשמח לראות משהו מכם בספר האורחים שלנו: איזו מילה טובה, חוות דעת, עצה חכמה לשיפור או כל מה שיש לכם לספר לנו על אאוריקה, כפי שאתם חווים אותה.