» «
מטוטלת פוקו
מהי מטוטלת פוקו?



מטוטלת פוקו היא מכשיר בצורת מטוטלת ארוכה שתלויה מלמעלה למטה. בעזרתה הראה המדען הצרפתי לאון פוקו שכדור הארץ מסתובב סביב צירו. בתקופתו של פוקו אומנם כבר היה ידוע למדע שכדור הארץ מסתובב סביב צירו, אך החשיבות של המטוטלת שיצר פוקו הייתה האופן בן היא הדגימה והוכיחה את סיבוב כדור הארץ בניסוי מדעי אמפירי פשוט וברור להבנה. ניסוי שבהמשך שוחזר והוצג באוניברסיטאות ומוזיאונים רבים ברחבי העולם כולו.

המטוטלת, כדרכן של מטוטלות, נעה מצד לצד. אך מסתבר שהיא נעה עם סטייה מסוימת. מסתבר שהמטוטלת מנסה לשמור על כיוון קבוע במרחב, אך הארץ מסתובבת מתחתיו ונוצרת הסטייה הזו.

פוקו הדגים באמצעות המטוטלת, כיצד כדור הארץ מסתובב סביב צירו, בניסוי פומבי שהוצג בפנתיאון של פריז בשנת 1851. לצורך בניית המטוטלת הוא חיבר כבל באורך 67 מטר לכיפת הפנתיאון וחיבר לקצה שלו משקולת במשקל 28 ק"ג. מכיוון שכדור הארץ נע סביב צירו, המישור מתחת למטוטלת נע גם הוא.

מכיוון שסיבוב כדור הארץ הוא שגורם למטוטלת לשנות את כיוון התנודות שלה (מה שקרוי מישור התנודה שלה) כל הזמן. שינוי הכיוון הזה תלוי במקום שבו הוצבה המטוטלת על פני כדור הארץ. בכל קו רוחב שבו המטוטלת תמוקם, תהיה הסטייה שונה. ויש מקום אחד שבו לא תהייה סטייה כלל - אם נניח את המטוטלת על קו המשווה, זהו המקום היחיד שבו לא יתרחש שינוי במישור התנודה של המטוטלת.

בניסוי של פוקו שנערך בפריז, המישור מתחת למטוטלת נע במהירות זוויתית של 11 מעלות בשעה וסיים סיבוב מלא של 360 מעלות כך שהמטוטלת שבה לנקודת המוצא שלה לאחר כ-32 שעות.

פוקו מצא כי משך הזמן שיקח למישור התנודה של המטוטלת לבצע סיבוב מלא כך שהמטוטלת תחזור לנקודת המוצא שלה, הוא פונקציה של מהירות סיבוב כדור הארץ ושל סינוס קו הרוחב הגיאוגרפי של המקום בו מתבצע הניסוי. פוקו הראה כי מתקיימת המשוואה: (T = 24 / sin (φ, כאשר φ הוא קו הרוחב של המיקום בו נעשה הניסוי, T הוא משך הזמן שיקח למישור תחת המטוטלת לבצע סיבוב שלם כך שהמטוטלת תחזור לנקודת המוצא שלה, 24 הוא מספר השעות שלוקח לכדור הארץ להשלים סיבוב סביב עצמו ו-sin היא פונקציית הסינוס הטריגונומטרית. כך שבעוד שבפריז שנמצאת בקו רוחב 48° המטוטלת תחזור לנקודת המוצא שלה לאחר 32 שעות, בתל אביב שנמצאת בקו רוחב 32° המטוטלת תחזור לנקודת המוצא שלה לאחר כ-45 שעות. ואילו בקוטב הצפוני שנמצא בקו רוחב 90° המטוטלת תחזור לנקודת המוצא שלה לאחר 24 שעות.


הנה סרטון שמציג את מטוטלת פוקו בגן במדע במכון ויצמן:

http://youtu.be/6EpRP_1ZCIs

הנה העתק של מטוטלת פוקו המקורית, המוצג בפנתיאון של פריז:

https://www.youtube.com/watch?v=59phxpjaefA


הנה סרטון המציג את תנועת מטוטלת פוקו בהילוך מהיר ביותר:

https://youtu.be/GRpmCMHNZ24

הנה אנימציה המציגה את התנועה של מטוטלת פוקו ביחס למישור שתחתיה:

https://www.youtube.com/watch?v=wlhHWYKswik

כך הציגו האמנים של גוגל את המטוטלת של פוקו:

http://youtu.be/HeI7K5lmLGU
סטיבן הוקינג
מהו סיפור חייו של סטיבן הוקינג?



פרופסור סטיבן הוקינג (Stephen Hawking) שמת ב-2018, היה הפיזיקאי המפורסם ביותר בעולם ומי שרבים החשיבו כ"אדם החכם בעולם", ודאי בשל היותו מפורסם מאד וגם אם יש בכך מעט מההגזמה.

על אף שתחום העיסוק העיקרי של הוקינג הוא בתחום הפיזיקה התאורטית וכיום הוא אולי הסמכות העליונה בתחום זה, הוא הפך לאייקון תרבות של ממש ורבים רואים בו דוגמה ומופת לרצון האנושי ומה שניתן להשיג בכוח רצון ומחשבה בהירה.

על אף שהוא סובל משיתוק מוחלט, הגיע הוקינג להישגים מרשימים בתחום המדעי, גבוהים משל רבים מחבריו הבריאים. בנוסף לכיסא הגלגלים הממונע שלו, הוא נעזר במחשב ובסינטסייזר קולי להעברת הרצאותיו ולמחקרים שהוא עורך. הוא היה "כותב" באמצעות תוכנה שפענחה את מבטו המופנה אל אותיות, אפשרה כך את יצירת הטקסט, שלאחר מכן הוקרא על ידי רכיב הקול הממוחשב שבה וכך הוא "דיבר".

הוקינג נחשב לפלא רפואי בהתמודדות של למעלה מ-50 שנות המחלה, לעומת המצב הרגיל שבו מרבית החולים מתים ממנה, לאחר שנים בודדות.

הוקינג התפרסם בעולם כולו בזכות ספר המדע הפופולרי "קיצור תולדות הזמן" שכתב בשנת 1988 ושהפך לרב-מכר. הספר הצליח, על אף שלא היה כתוב בצורה פשוטה מדי. הוקינג לא פרסם בו נוסחאות, על פי עצת המוציאים לאור והוא נמכר כלחמניות טריות. נוסחה אחת בכל זאת פורסמה בו: נוסחת E=mc2 המפורסמת של אלברט איינשטיין. הספר תאר בצורה מובנת לכל את התפתחות היקום, החל מרגע המפץ הגדול.

הוקינג גרס ש"כשאנו צופים ביקום, אנו רואים אותו כפי שהיה בעבר".


הנה סיפורו של סטיבן הוקינג מגלילאו:

https://youtu.be/klyyAv207vQ?t=18m33s&end=22m42s


סרטון קצר עם ראיון על חייו של סטיבן הוקינג:

http://youtu.be/2MkPhChp1Sc


ראיון עם סטיבן הוקינג:

http://youtu.be/6NTHaehFFXs


ותודתו של הוקינג לטכנולוגיה שמסייעת לו ולנו, עם פנים אחרות של אנשים:

http://youtu.be/2Tel9UvJfws
טמפרטורה
מהי טמפרטורה?



טמפרטורה (Temperature) היא מושג שיש להסביר בתנועות החלקיקים של החומר. כל גוף וכל חומר מורכבים ממולקולות, שהם החלקיקים הקטנים ביותר של החומר.

הטמפרטורה היא המהירות של המולקולות בגוף זה. ככל שהמולקולות נעות וזזות מהר יותר, הן מתנגשות יותר זו בזו. האנרגיה העצורה בחומר רבה יותר והטמפרטורה שלו גבוהה יותר.


בדיקת הבנה
==========
האם חומר שהמולקולות שלו זזות לאט הוא חם או קר?


את הטמפרטורה ניתן להסביר לפי ההבדלים בין תה קר לתה חם:

https://youtu.be/SUnEyFbqyZQ


מדחום, או תרמומטר, הוא מכשיר שבעזרתו ניתן למדוד את הטמפרטורה:

https://youtu.be/dw1PcsA6MSU


האם הטמפרטורה היא עניין מורכב?

https://youtu.be/W5teyd8srp8


וכאן בגרסת אנימציה ארוכה:

https://youtu.be/EPAct_QsGKg
מגנטיות
מהי המגנטיות ואיך היא קשורה לכוח חשמלי?



ודאי שמתם לב לא פעם שניתן להצמיד מגנטים בקלות זה לזה והם ממש נמשכים אחד לשני ונצמדים, אלא שאם מסובבים את הכיוון שלהם הם דוחים אחד את השני ולא נצמדים כלל!

מהי התופעה המגנטית? - מדובר על תופעה של חומרים המפעילים על חומרים אחרים כוחות של דחייה או משיכה. הסיבה היא שלכל חומר יש מגנטיות, באמצעות השדה המגנטי שלו. בחומרים רבים השפעת השדה המגנטי היא כה חלשה שקשה להבחין בה, אלא אם מצוידים בציוד מיוחד למדידה, אך בחומרים מסוימים, כמו ברזל, מתכות שונות ומינרל המגנטיט, השדה המגנטי הוא כה חזק שההשפעה ניכרת ואף חזקה.

למגנטים יש שימושים רבים בטכנולוגיה. המוכר ואחד הוותיקים שבהם הוא המצפן, המשתמש בשדה המגנטי של כדור הארץ כדי להצביע על הצפון והדרום.


הנה סרטון עם ניסויים במגנטים:

http://youtu.be/6v6Jxece_m4


על השדה המגנטי ומגנטים הנמשכים ודוחים אחד את השני:

http://youtu.be/RUrEJuCDgBo


וסרט תיעודי על המגנט והמגנטיות:

https://youtu.be/BY1LS10GMkg?long=yes

פיזיקה

זרם אוויר חם
מדוע עולה האוויר החם למעלה?



כשהאוויר מתחמם, גדל הנפח שלו. כשהנפח שלו גדל, יורד המשקל של יחידת נפח זהה. מבחינה מדעית ניתן לומר שככל שגז חם יותר, יש לחלקיקים שבו מרווח תנועה גדול יותר. היות וחלקיקי הגז החם הם צפופים פחות, נעשה הגז קל יותר. הדבר גורם להיווצרות של כוח עילוי, שגורם לאוויר החם לעלות מעל לאוויר הקר.

גם בטבע יש זרמי אוויר חם. זרם אוויר חם או תרמיקה הוא זרם אוויר שעולה במעין "עמוד" אוויר.


הנה חימום האוויר בבלונים הפורחים לפני שהם עולים לשמיים:

http://youtu.be/wrzpaVbfyd8


סרטון אנימציה שמציג כיצד מחממים את האוויר בכדור פורח, כדי שיעלה למעלה:

http://youtu.be/3meVRG5qQEw


כך מחממים כדור פורח כדי לרדת למטה לתוך מערה גדולה בקרואטיה:

http://youtu.be/b0RtZL06EbI
תנועה סיבובית
איך הסביבון מסתובב ולא נופל?



הסביבון (Spinning top) מסתובב ולא נופל בזכות כוח שאנו מעניקים לו בעצם הסיבוב. זהו תנע זוויתי, תנועה סיבובית סביב ציר שנמצא במרכזו. ההסבר הפשוט הוא שכשנקודה מסוימת הולכת ונופלת, הנקודה הנגדית לה בסביבון מתרוממת. אבל מעט אחרי זה גורם הסיבוב לנקודה הראשונה שהייתה למטה להיות למעלה ולהמשיך למשוך לכיוון מטה ולזו שהייתה למעלה ועתה היא למטה, לנטות כלפי מעלה. כך ממשיכה הכבידה לפעול אבל מורידה את הגבוהה ומרימה את הנמוכה. כך זה ממשיך וגורם לסביבון יותר להתיייצב מאשר ליפול. ככל שסביבון הוא רחב יותר הוא צפוי להסתובב זמן רב יותר מאשר סביבון צר.

אז למה בכל זאת נופל הסביבון לבסוף? - מכיוון שיש אנרגיות אחרות המשפיעות עליו, מפסיד הסביבון אנרגיה ונופל. האנרגיות המשפיעות נובעות מחיכוך. אם הסביבון היה מסתובב במערכת סגורה ומבודדת, שאין בה אנרגיה אחרת הנכנסת ויוצאת ממנה, הוא לא היה מפסיד מהאנרגיה הראשונית שקיבל, שומר על התנע הזוויתי שלו וממשיך להסתובב לנצח. אבל החיכוך גורם לו ליפול לבסוף. ככל שהקצה או החוד של הסביבון יהיה חד יותר הוא יפול מאוחר יותר.


השוואה בין סביבונים צרים ורחבים:

http://youtu.be/NKrFYh4HV-o


הנה סביבון מגנטי שחג באוויר:

http://youtu.be/ee0DTzsdhmU


וסביבון סובב על סביבון:

http://youtu.be/mvhSMtNl9zc
פעמון צלילה
מהו פעמון צלילה ולמה הוא משמש?



פעמון צלילה הוא מתקן קדום שאיפשר צלילה של בני אדם אל עומק המים. מאז ועד היום משתמשים בפעמון הצלילה, בעיקר לצורך ביצוע של משימות שונות על קרקעית הים. פעמוני צלילה מורדים באמצעות מנוף ולרוב מספיק החלל שבהם לאדם אחד לפחות. האוויר הדרוש לנשימה לאדם מספיק לרוב למשך הזמן הדרוש לביצוע המשימה וחישובי הזמן הללו מאפשרים תכנון של פעמוני צלילה בגודל הדרוש. פעמוני הצלילה בנויים ממתכת כדי שישקלו הרבה וכך יורד הפעמון, שמשקלו הסגולי גבוה משל המים, למטה בכוח המשיכה.

העיקרון המדעי שעליו מתבססים פעמוני הצלילה הוא שכלי קיבול שמוכנס למים לוכד את האוויר שבו אם הוא אטום מכל צדדיו, גם כשיש בו פתח בצידו התחתון. בכתבי אריסטו הוא מציין שאלכסנדר הגדול פיתח פעמון צלילה פשוט לצרכי הצבא שלו. ידוע גם פיתוח של פעמוני צלילה בסין הקדומה בשנות ה-200 לפני הספירה. במאה ה-17 פותחו שוב פעמוני צלילה ובהמשך נוסף גם צינור, שמחובר לחביות עם אוויר דחוס, ושימש לאספקת אוויר לפעמון. 


הנה קטע קצר מסרט מצויר שמציג את פעמון הצלילה הפשוט ביותר:

http://youtu.be/BO4LryuobIs?t=1m3s


הנה סרטון של תא צלילה מתחת למים - מבחוץ ומבפנים:

http://youtu.be/znWIyqJBeMM


הנה סרטון על החיים בתוך פעמון צלילה גדול:

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


והנה פעמון צלילה אישי שבו יכול לרדת צוללן אחד:

http://youtu.be/Inqh9BhqJMU?t=6s
גנרטור
מה זה גנרטור ואיך הוא פועל?



גנרטור (Generator) הוא מכשיר שמשתמש באנרגיה כדי לסובב מנוע ולייצר חשמל. בעזרת הגנרטור, בעברית: מְחוֹלֵל, אנו מייצרים חשמל.

משתמשים בו במקרים בהם אין גישה לרשת החשמל או שהנגישות מוגבלת ופגומה, כמו במקרים של צורך בחשמל שאינו נפסק והרשת לא מסוגלת לספק, בשל תקלות והפסקות חשמל רבות. כאלו המקרים, למשל, במתקנים ביטחוניים, בבתי חולים וכדומה. שימוש שכיח נוסף בגנרטור הוא לצורך קיום של אירועים בטבע או בשטחים פתוחים. בעזרת הגנרטור, מפעילים באירועים כאלו, כמו מסיבות או הופעות, מערכות כמו אלו של ההגברה והתאורה, או מזנונים ומערכות קירור וחימום של מזון. שימוש נוסף בגנרטור הוא בטיולי שטח, שבהם הלינה בלילה מתאפשרת על ידי הפעלת גנרטור, שמאפשר תאורה, הכנת אוכל, השמעת מוסיקה וכדומה.

הגנרטור ממיר אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית. הפעולה נעשית על ידי שימוש במקורות אנרגיה כמו בנזין או דיזל, שמאפשרים לסובב מנוע.

יש גם גנרטורים שמופעלים מכוח הרוח, כמו תחנות רוח, או מלחץ מים, כמו הטורבינות שמייצרות חשמל בסכרים ובמפלים רבים. שם כוחות הטבע הם מקור האנרגיה, שמסובבים מגנט במהירות גדולה ומייצר חשמל.

ואכן, שיטת הפעולה של הגנרטור היא מעניינת - בשנת 1831 גילה המדען הבריטי מייקל פאראדיי שהזזה של מגנט ליד מוליך חשמלי כלשהו, כמו כבל חשמלי מלופף למשל, מייצרת מתח חשמלי. שיטתו של פאראדיי משמשת עד היום לייצור מרבית החשמל בעולם.

הגנרטור משתמש בעיקרון הזה כדי לסובב מגנט בתוך מוליך חשמלי שמסביבו. כשהמגנט, בעל שני הקטבים, מסתובב בגנרטור בתוך סליל חשמלי, המוליך החשמלי המלופף, נוצר בין שני הקצוות של הסליל מתח חשמלי. בכל פעם שאחד הקטבים של המגנט, קוטב הפלוס או קוטב המינוס, מתקרב לקצה אחד של המוליך, נדחפים כל האלקטרונים שלו לאותו קוטב, בעוד הקצה השני נשאר ללא אלקטרונים. כך הופך הסליל למקור מתח חשמלי. את התנועה הסיבובית של המגנט בתוך הסליל החשמלי, מייצר המנוע של הגנרטור. כך מייצרים הגנרטור והטורבינה, גרסתו הגדולה, חשמל.


הנה הדגמה בעברית של יצירת חשמל בהזזת מגנט אל מול כבל חשמלי:

https://youtu.be/6m5wu1itNQA


והנה חידה של הגנרטור:

https://youtu.be/dgD-qLY0XIw


כך משתמשים בעיקרון הפעולה של הגנרטור בשיטות שונות לייצור חשמל:

https://youtu.be/mPMyyAwrDJ8


למשל בתחנת רוח, שבה הרוח היא הכוח שמסובב את הגנרטור ומאפשרת לו לייצר חשמל:

https://youtu.be/qSWm_nprfqE


או בתחנות כוח שכדי לייצר חשמל עם גנרטור מתבססות על זרימת המים:

https://youtu.be/q8HmRLCgDAI


מהירות
מהי מהירות?



מהירות היא המידה שבה מתארים את קצב התנועה של גוף במרחב, או המרחק שהוא עובר בפרק זמן מסוים. מהירויות גבוהות ונמוכות הן יחסיות. כך למשל אם מכונית תסע במהירות של 200 קילומטרים לשעה (מרחק של 200 קילומטרים בפרק זמן של שעה אחת), מהירותה תיחשב גבוהה. על מטוס שטס במהירות כזו סביר שיאמרו שהוא טס לאיטו..

בעברית יש מילה אחת לשני מושגים. מהירות היא גם מהירות (Speed) שהוסברה למעלה ויש לה גודל בלבד, וגם מהירות (Velocity), שמשמעותה היא מהירות וכיוון. כך תהיה המהירות למשל 100 קילומטרים לשעה (קמ"ש) והמהירות Velocity תהיה 100 קילומטרים לשעה בכיוון מערב.


הנה הסבר על המהירות והדרך לחשב אותה:

https://youtu.be/_nAKwhZyXnw


הנה ההבדל בין מהירות (Speed) למהירות (Velocity):

https://youtu.be/mDcaeO0WxBI


חובבי הקולנוע לא ישכחו את "ספיד", אחד מסרטי הפעולה הידועים:

https://youtu.be/Fk4A1AY10U0?t=12s
מהו שיווי משקל?



שיווי משקל (Balance) הוא מצב שבו הכוחות שווים בשני הצדדים ולא מושכים צד אחד לנפילה. אם נביט ברוכבי אופניים למשל, קל להבין שאינם נופלים לאחד הצדדים בזכות שיווי המשקל. למעשה, כל היציבה של בעלי חיים מתבססת על שיווי המשקל. בלעדיו היינו נופלים ככל הנראה, ללא הפסקה.

ניצול הכוח באמצעות שיווי משקל יכול לאפשר ביצועים מרשימים. ספורטאים ופעלולנים רבים מתבססים על שיווי משקל, כדי ללכת על חבל, לעשות תרגילים מפחידים על שפת התהום וכדומה. גם מכשירים שונים מתבססים על שיווי משקל. מנופים למשל, הם מכונות פשוטות שכבר אלפי שנים מתבססים על שיווי משקל כדי להרים משאות כבדים. אחד הדברים שמאפשרים למנוף להרים טונות של משקל באוויר ולהניפם אל על, מבלי ליפול בעצמו, הן משקולות-נגד כבדות, שמאזנות את המשא ונותנות למנוף שיווי משקל. כוח הכבידה מושך את המשקולת למטה ובכך מעלה את הזרוע עם המשא, כלפי מעלה. העגורנים, מנופי הענק של ימינו, משתמשים עדיין בשיווי משקל, כדי לייצב אותם ולהרים משקל רב, אם כי בהם נוספו גם מערכות מורכבות של כבלים ומנועים חשמליים, שמגדילות את הכוח.


הנה שיווי המשקל בנסיעה נועזת ומסוכנת ביותר על אופניים:

http://youtu.be/yLrZ4K1DI8U


שיווי משקל של עגורן שמרים עגורן שמרים עגורן וכו':

http://youtu.be/IBj38Hyg6JY?t=1m18s


אמן שיווי משקל יודע לזהות את הנקודות הנכונות ליצירתו:

http://youtu.be/hDMpWFEy2tY


וביוגה:

http://youtu.be/SZCxKjgReQ4


האם תוכלו לייצב פחית משקה על שפתו של ספל:

http://youtu.be/kAInRyWMNlA
כמה מהר אנו נעים עכשיו?



אנחנו חושבים שכרגע אנו יושבים במקום ולא זזים לשום מקום, אבל למעשה ממש כרגע אנו עושים את דרכנו במהירות מטורפת של עד 800 קילומטרים בשניה!

איך זה קורה? - ובכן העניין הוא שבהתאם למיקומנו על כדור הארץ, סיבובו של הכוכב שלנו כבר מניע אותנו למהירות של עד חצי קילומטר בשניה. מהירות זו נמדדת למי שנמצא באזור קו המשווה. מי שנמצא בינו לבין קוטב כלשהו נע במהירות קטנה יותר.

מהירות "זעירה" זו מתווספת למהירותו של כדור הארץ, העושה את דרכו סביב השמש. אבל זה לא נגמר כאן, כי הגלקסיה שלנו, גלקסיית שביל החלב, נעה גם היא במהירות עצומה בחלל. כך שאם נחבר את כל המהירויות הללו נקבל מהירות שיכולה להגיע ל-800 קילומטרים בכל שנייה!

די הרבה, הא?


כללית, אנו נעים ממש עכשיו במהירות של עד 800 קילומטרים בשניה:

http://youtu.be/r3p3K06dth4


וגם זה יחסי...

http://youtu.be/wIzvfki5ozU
מהו חוק ברנולי?



חוק ברנולי או עקרון ברנולי גורס שכשחומר מסוים נע במהירות, הלחץ שלו נמוך יותר ביחס לחומר שזורם אך נע לאט, או לא זז בכלל.

החוק הזה מיושם בהמון הקשרים, החל מהפליט (הספריי של פעם) שמתיז חומר בלחץ ועד למטוסים שמבנה הכנפיים שלהם עושה שימוש בעיקרון ברנולי ליצירה של "כוח עילוי" - כוח שדוחף את המטוס כלפי מעלה בעת שהוא נע קדימה – וכך מאפשר למטוסים, ציפורים ודאונים לעוף באוויר.

בסרטון הראשון תראו שכשנושפים אוויר ליד נייר למשל, הנייר ינוע לעבר מקור הנשיפה של האוויר, במקום להתרחק ממנו כמו שאולי היינו מצפים ממנו. הסיבה לתופעה המוזרה היא שהאוויר שננשף ונע במהירות הוא בלחץ נמוך יותר מאשר האוויר הנמצא בצידו השני של הנייר והפרש הלחצים הזה ממש דוחף את הנייר אל האוויר שנע בנשיפה, שהוא אזור עם לחץ הנמוך. וזה עובד בדיוק על פי חוק ברנולי.

את ההוכחה המתמטית לעקרון ברנולי נתן המתמטיקאי השווייצרי דניאל ברנולי במשוואה שנקראת גם היא על שמו "משוואת ברנולי".


הנה סרטון של חוק ברנולי עם ניסוי של מאוורר שגורם לבלון להישאר כל הזמן מעליו, בזכות הלחץ הנמוך שהוא יוצר ושמושך את הבלון:

http://youtu.be/p-sJMzSHNPk


ילדים מציגים את עקרון ברנולי בפעולה על טיסני נייר:

https://youtu.be/1yIPEm7hh_8


כך מאפשר עקרון ברנולי למטוסים לטוס:

https://youtu.be/5ltjFEei3AI
מי גילה את כוח הכבידה?



ראשית בפשטות, נסביר שכוח הכבידה (Gravity) הוא כוח שמושך תמיד ישר למטה, כלפי מרכז כדור הארץ, או למטה בכל כוכב בעל מסה.

כוח הכבידה, או "גרוויטציה" הוא אחד הכוחות הבסיסיים שיש בטבע. הכבידה הוא כוח משיכה שפועל בין גופים ומושפע מהמסה שלהם.

היסטורית, התגלה כוח המשיכה על ידי אייזק ניוטון. חוק המשיכה האוניברסלי שניסח אייזיק ניוטון הגדיר את המשיכה בין כל שני גופים בעלי מסה, כמשיכה זה לזה ביחס ישר למסה שלהם וביחס הפוך לריבוע המרחק שיש ביניהם. במאה ה-20 הורחב חוק המשיכה על ידי אלברט איינשטיין שגרס כי גם חלקיקים כמו פוטונים לדוגמה (חלקיקים חסרי "מסת מנוחה") נמשכים לגופים אחרים.


הנה סרטון על כבידה:

http://youtu.be/px7bevMOOP0


כוח הכבידה מגביל את שהייתנו באוויר בכוח גופנו לשנייה אחת בלבד (מתורגם):

https://youtu.be/sDbmcPnzwy4


תפקידו של איינשטיין בהבנה המעמיקה של הכבידה בחלל:

https://youtu.be/xJ0m_0v6fQk


קדימון הסרט "גראוויטי" העוסק בכוח המשיכה בחלל:

http://youtu.be/OiTiKOy59o4
מהו עקרון ההתמדה או האינרציה?
מהו עקרון ההתמד?
מהי האינרציה?

חוק ההתמדה (Inertia), או האינרציה הוא חוק פיזיקלי שלפיו גופים נמצאים במנוחה, או ממשיכים לנוע במהירות קבועה, אלא אם כוח כלשהו פועל עליהם, כוח כמו דחיפה למשל, או חיכוך.

עקרון ההתמדה, כוח ההתמדה, ההתמד או האינרציה, הם שמות שונים לעיקרון מדעי שקובע שכל גוף נוטה להישאר במצב שבו הוא נמצא: אם הגוף במנוחה, הוא יתמיד במצבו ויישאר במקומו, כל עוד לא פועלים עליו כוחות אחרים שיזיזו אותו. אם הוא בתנועה, כל עוד לא פועלים עליו כוחות אחרים, מהירות התנועה וכיוון התנועה שלו ישארו קבועים ולא ישתנו, ובכך יתמידו במצבם.

"גוף הנע על משטח אופקי ללא הפרעה חיצונית ימשיך לנוע באותו כיוון ובמהירות קבועה." אמר לראשונה גלילאו גליליי ובכך ניסח את העיקרון הזה. הוא עשה זאת בעת שערך את המחקר שלו על גופים ותנועתם.

חגורת הבטיחות ברכב נועדה למנוע מאיתנו התנגשות בזגוגית הקדמית, במקרה של תאונה. הסיבה להתנגשות הצפויה הזו היא עקרון ההתמדה - כיוון שהיינו בתנועה והמכונית נעצרה בפתאומיות, אנו צפויים להמשיך בתנועה אל עבר הזגוגית, ולהתנגש בה.


הנה סרטון על עקרון ההתמדה במכונית:

http://youtu.be/8zsE3mpZ6Hw


הנה האינרציה שגורמת לכדור הארץ להסתובב:

https://youtu.be/TQxeutcYP6I


וכמה דוגמאות לגופים ששואפים להישאר במקום כשהיו במקום אחד, או להמשיך ולנוע קדימה, כשהיו בתנועה:

http://youtu.be/T1ux9D7-O38
מה מראה פרדוקס הסבא? ומה הקשר לרצח?



"פרדוקס הסבא” הוא דוגמה מצוינת לחוסר התאימות או הבעייתיות שבתאוריית המסע בזמן. לפי רעיון זה, שבו אנשים יוכלו לחזור לעבר, יש בעיות מובנות בעצם החזרה לעבר. מה למשל יקרה אם נוסע בזמן ישוב לעבר ויהרוג במצב כלשהו את סבו? - הרי מבחינה לוגית אם יהרוג את הסב שלו לפני שנולד ההורה שלו, בן או בת הסבא, הוא יהפוך את עצם קיומו לבלתי אפשרי (כי מי יהיה ההורה של ההורה שלו, אם הסבא ימות?)

ההריגה של הסבא מביאה ללולאה בעייתית ואינסופית של דילוגים בין המציאויות החלופיות, זו שבה הסבא מת וזו שבה נולד הנוסע בזמן ולכן הסב המשיך לחיות. כל אחת מהמציאויות הללו סותרת את עצם קיומה שלה ולכן נותרת הבעיה הלוגית הקשה. הבעיה היא שאנו מניחים שקיימת רק מציאות אחת. אם היינו מקבלים את קיומן של כמה מציאויות, מעין עולמות מקבילים שחיים זה בצד זה, הפרדוקס היה נפתר.

עצם השינויים הכרוכים בשיבה לעבר הוא הגורם לפרדוקס הזה. סטיבן הוקינג, בכיר הפיזיקאים בעולם, הסיק שהטבע מספק הגנה לסדר הדברים שקורים בזמן. בו בזמן הוא משוכנע כמובן שהנסיעה בזמן אפשרית מבחינה תאורטית.


הנה פרדוקס הסבא:

http://youtu.be/Y6RjjaEy59I


“פרדוקס הרצח” הוא פרדוקס דומה שבו המדען הורג את עצמו ולכן לא יהיה מי שיהרוג אותו:

http://youtu.be/UJNhLDwj6kI


ומה היה קורה אם הייתם נוסעים בזמן כדי להרוג את היטלר התינוק?

https://youtu.be/hJn8iUe6rwY
מהו מולטיוורס, או ריבוי יקומים?



ריבוי יקומים, או מולטיוורס (Multiverse) היא תיאוריה שגורסת שייתכן שקיימים בעולם חוץ מהיקום שלנו עוד הרבה יקומים, המון מהם.

לא מעט חוקרים מתחילים להסכים שקיומם של יקומים נוספים הוא בהחלט אפשרי. סטיבן הוקינג למשל, רואה באפשרות הזו אפשרות רצינית ומדגים זאת בצורות שונות.

יש אף טענות שיתכן שהמולטיוורס הזה מכיל עותקים של החיים שלנו. כך לדוגמה, אם יש עצירה של המציאות ברגע מסוים, ניתן להתייחס להמשכים שונים אפשריים, מאותו רגע, אותה נקודת מוצא, כאפשרות לקיומם של יקומים מקבילים ושונים זה מזה. זו טענתה של תיאוריית המיתרים, או תאוריית "פתילי הזמן". תאוריה זו טוענת שלכמה יקומים מקבילים הייתה "נקודת מוצא" משותפת בזמן, מקרה שקרה וממנו התפצלו היקומים ליקומים נפרדים.

יש המתנגדים לתיאוריה זו וגורסים שזה יותר עניין של פילוסופים מאשר לחוקרי חלל ופיזיקאים.


האם אנו חיים במולטיוורס?

https://youtu.be/Rx7erWZ8TjA


הנה האפשרות לקיומם של יקומים מקבילים:

https://youtu.be/a1bWKZFP2Tc


וסרט ודיון על היקומים הנוספים האפשריים - היקומים המקבילים:

https://youtu.be/aUW7patpm9s?long=yes
מהו החלקיק האלוהי?



החלקיק "בוזון היגס" הוא זה שנתן את המסה לכל האטומים הקיימים בעולם. זהו חלקיק שנחשב עד לפני זמן קצר השערה מדעית תאורטית שצריכה להיבחן. לאחרונה הוא אכן נמצא כקיים וזוהי תגלית חשובה מאד, החוליה שהייתה חסרה במודל המקובל שמסביר את היווצרות היקום. עובדת קיומו הודאי של החלקיק התגלתה במכון למחקר צרן, שעלות הקמתו הייתה 5 מיליארד יורו.

פיטר היגס, החוקר הבריטי שהגדיר את החלקיק ב-1964, גרס שהחלקיק הינו כוח בלתי נראה שאמור להעניק לחלקיקים האחרים את המסה שלהם ולמנוע מהם לשוטט במרחבי היקום במהירות האור.



הנה סרטון על הבוזון היגס:

http://youtu.be/eksz3eobV8A



והנה אחד מהמדענים בצרן שמסביר את התגלית:

http://youtu.be/O4iedVlLPgI


והנה הכרזת התגלית של החלקיק האלוהי:

http://youtu.be/r9MoEAejuGE?t=3s


מי היה אלברט איינשטיין?



שמו של אלברט איינשטיין הפך למילה נרדפת לגאונות. האיש שאמר שדמיון חשוב יותר מאשר ידע, היה גדול המדענים במאה ה-20 ואולי בכל הזמנים. הוא היה פיזיקאי יהודי שלצד אייזק ניוטון, אבי המכניקה הקלאסית, נחשב לגדול התאורטיקנים בכל הזמנים.

איינשטיין זכה לפרסום ברבע הראשון של המאה ה-20 בזכות תורת היחסות אותה הגה, ששינתה את כל אשר היה ידוע עד אז על טיבם של הזמן, המרחב, המסה, התנועה וכוח הכבידה. תגליותיו פרצו דרכים חדשות להבנת העולם, האנרגיה והחלל. בזכותו נעשתה קפיצה אדירה בהבנת היקום.

הנוסחה המפורסמת שלו E=MC2, שבה קשר בין חומר לאנרגיה והסביר שאנרגיה עצומה אצורה בחומר, פרצה את הדרך לפיתוח תחום האנרגיה הגרעינית ולהישגים יוצאי דופן, גם בתחום האזרחי ובתחום החלל וגם בתחום הצבאי. הוא גם נודע בזכות תרומותיו ליסודות מכניקת הקוונטים, למכניקה סטטיסטית ולהסברת האפקט הפוטואלקטרי (עליה קיבל פרס נובל לפיזיקה ב-1921) ועוד.

מלבד השפעתו העצומה והמהפכנית בתחומי המדע, הייתה לאיינשטיין גם תרומה מכריעה לניצחון על הנאצים, בזכות השימוש שנעשה בנשק גרעיני במלחמת העולם השנייה. זאת בשל תמיכתו ביוזמה שקידמה את פיתוח פצצת האטום בארצות הברית, על אף שהגדיר עצמו כפציפיסט. הסיבה - איינשטיין הבין שאם ארצות הברית לא תפתח נשק כזה שיאפשר את סיום המלחמה, יעשו זאת אויבותיה כנגדה וכנגד העולם החופשי. משהבין שניצחון של דיקטטורות כאלה יביא לסופו של העולם החופשי, הוא נקט עמדה ותרם תרומה גדולה לניצחון הדמוקרטיות.

איינשטיין אהב את מדינת ישראל ותמך בציונות מאד. עם הקמת המדינה הוצע לו התפקיד של נשיא מדינת ישראל הראשון, אך הוא לא ראה עצמו עוזב את המחקר ונאלץ לוותר על התפקיד ההיסטורי והחשוב לטובת המדע שכל כך אהב.


הנה שנת 1905 המופלאה שבה הפציץ איינשטיין ב-4 מאמרים גאוניים (מתורגם):

https://youtu.be/91XI7M9l3no?t=7s


תולדות חייו של איינשטיין:

http://youtu.be/ZMVKvO-gTs8


אלברט איינשטיין עצמו:

http://youtu.be/l-1Z2wi2uSA


שחקן בדמותו של איינשטיין מסביר על התפשטות היקום והמפץ הגדול:

http://youtu.be/_gRfgWOBg1A


לאן היקום מתפשט:

https://youtu.be/6PiyUjVxukI


התממשות התיאוריה של איינשטיין לגבי נסיעה בזמן (מתורגם):

http://youtu.be/7H3ksmxwpWc


סרט תיעודי על הגאונות של אלברט איינשטיין:

https://youtu.be/Uvpw6Jh1WGQ?long=yes


ותכנית טלוויזיה על איינשטיין:

https://youtu.be/V4YRfaJ1atY?long=yes
מהו כוח קוריוליס או אפקט קוריוליס?



כוח קוריוליס הוא כוח מדומה שבא לידי ביטוי במערכות ובגופים מסתובבים. הכוח מוכר לנו במיוחד בהקשר של סיבוב כדור הארץ סביב צירו ובאופן מסוים מוכיח את הסיבוב הזה. כל גוף שינוע ישירות מהקוטב אל קו המשווה, מסלולו לא ייראה ישר אלא נטוי.

סופות הוריקן מושפעות בבירור מכוח קוריוליס. בעוד שבחצי כדור הצפוני הן מסתובבות ימינה, הכיוון שלהן בחצי כדור הדרומי הוא דווקא לצד שמאל.

מי שחזה פעם בדגם של מטוטלת פוקו, שם לב שמשהו גורם לסיבוב איטי של כיוון או מישור התנועה של המטוטלת. זהו כוח קוריוליס. הוא פועל בניצב לכיוון שבו נעה המטולטלת וגורם לסיבוב איטי של מישור התנועה שלה. הפיזיקאים הוכיחו שמהירות הסיבוב תלויה בקו הרוחב על פני כדור הארץ, שבו נמצאת המטוטלת. ראו את ההוכחה לכוח קוריוליס באאוריקה בתגית "מטוטלת פוקו".

אפקט קוריוליס ( Coriolis effect) נקרא על שם המדען שתאר את התופעה במאה ה-19, הצרפתי גספאר קוריוליס.


הנה סרטון שמציג בהדמיית אנימציה כיצד נוצר המסלול העגול של כדורי התותח, בגלל התנועה:

http://youtu.be/_PivkHXSHeE


הנה סרטון שמציג את האופן שבו האפקט משפיע על סופות ועל קווים ישרים בכלל:

http://youtu.be/i2mec3vgeaI


מהו הצבע?



ודאי יעניין אתכם לדעת שאיננו רואים צבעים. צבע (Color) הוא למעשה הפרשנות שעושים המוח ומערכת הראייה לאורכי הגל השונים שבהם מופיע האור. אנו תופסים את כמות האור שמגיעה בכל אורך גל, תדירויות אורכי-הגל המגוונים, וקוראים להם צבעים. כל עצם מחזיר אור לעינינו ובהתאם למה שאנו חווים מהאור הזה, אנו תופסים את זה כצבע.

כשאור מהשמש או מתאורה כלשהי פוגע בעצם, חלק מהקרינה האלקטרומגנטית הזו נבלעת בעצם וחלק מוחזר ממנו. לכל עצם יש מאפיינים פיזיקליים, שגורמים להחזרת האור באורך גל ספציפי. אורך הגל הזה ייצר את מה שאנו קוראים "צבע" והוא יהיה אופייני לאותו עצם.

מתי איננו רואים צבעים? - בלילה, כשאין הרבה אור ולכן אין החזרה של אור, איננו רואים אור. לכן בלילה אנו עיוורים לצבעים. לכן גם עצם שאינו מחזיר כלל אור שהוא באורך גל שהעין האנושית רואה, ייראה לנו שחור. כשהתאורה משתנה, משהו שקודם נראה לנו כחול, יכול להיראות לפתע שחור. הסיבה - אורך הגל שלו השתנה ביחס ליכולת העין שלנו לראותו.

המעניין הוא שצבעים אינם נחלתם של כל בעלי החיים. חלקם לא רואים צבעים כמונו בני האדם, בעוד שיש לא מעט שרואים צבעים רבים מאיתנו.

תופעה מעניינת נוספת היא של עצמים בעלי החזרת אור באורכי גל שונים, מה שייראה לנו כצבעים שונים. אבל תאורה מסוימת תיתן לכולם תחושה של צבע זהה. התופעה הזו נקראת "מטמריזם".


הנה סרטון שמסביר בדיוק מהם הצבעים:

http://youtu.be/b5JgooGgwtQ


והנה הסבר ממש מצוין:

https://youtu.be/H6REpZ8Cyk0


הצד המדעי של הצבע כאורכי גל:

https://youtu.be/UZ5UGnU7oOI?t=12s
מהו כוח הכבידה, או כוח המשיכה?



כוח הכבידה, או "גרוויטציה" הוא אחד הכוחות הבסיסיים שיש בטבע. הכבידה הוא כוח משיכה שפועל בין גופים ומושפע מהמסה שלהם.

היה זה אייזיק ניוטון שניסח במאה ה-17 את "חוק הכבידה העולמי", כלל מדעי שקבע שבין כל שני גופים חומריים, גופים בעלי מסה, פועל כוח משיכה. הוא אף ניסח את כוח המשיכה הזה בנוסחה שביטאה את העובדה שככל שהגופים קרובים זה לזה ומכפלת המסות שלהם תהיה גדולה יותר, הכוח הזה יהיה יותר חזק.

מה שמדהים שניוטון קבע וצדק, שכל היקום מציית לאותם חוקי כבידה, או כוח המשיכה שתואר כאן. הוא הראה כיצד התנועה של ירחים, כוכבי-לכת, כוכבים וגלקסיות שלמות -כולם נעים בכפוף לחוק הזה. אמנם לא פעם, האסטרופיזיקאים, הקוסמולוגים, או חוקרי היקום, מסיקים על סמך התנועה של גלקסיות, שאיפה שהוא קיימת "מסה חסרה" המשפיעה על התנועה הזו, אבל העבר מראה שמתי שהוא נגלה מהו החומר שמסביר את השוני בתנועה הזו, או שיימצא הסבר הגיוני אחר, המסתדר עם כוח הכבידה.

המדהים הוא שניוטון גילה שאותו חוק בדיוק משפיע על כל מה שיש ביקום, מנוצה שנופלת על פני הקרקע ועד לגלקסיות שלמות, הנעות ביקום לפי חוקים מסודרים ומוגדרים היטב.

דבר מעניין לא פחות הוא שמאות שנים אחרי ניוטון, עדיין לא התגלה כיצד בדיוק פועל כוח המשיכה, או הכבידה. יש השערות שונות לכך, כמו זו שמציעה שחלקיק זעיר, שזכה לשם "גרביטון", מעביר מידע בין גופים בעלי מסות שונות ובכך הוא יוצר את כוח המשיכה ביניהם. החלקיק הזה לא נמצא עדיין, אם הוא בכלל קיים...

אם המדע לא הצליח למצוא את אותו חלקיק או למצוא הסבר טוב אחר להיווצרות הכוח הפיזיקלי המשפיע ביותר ביקום, זו ודאי ההוכחה הטובה ביותר לדרך הארוכה שהמין האנושי עוד צריך לעשות, על מנת לגלות את סודות היקום והחיים.


הנה סרטון על כוח הכבידה וכיצד הוא פועל:

https://youtu.be/ltlws_pqogQ


וכיצד כל מערכת השמש מוסברת באמצעות כוח המשיכה (מתורגם):

https://youtu.be/uhS8K4gFu4s
מהם חום וקור?
איך איננו מרגישים את סיבוב כדור הארץ?
מהו מאיץ החלקיקים?
מה זה E=mc²?
מהו החתול של שרדינגר?


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.