קופצים גבוה יותר

ניצן אכסף, חלון לפיסיקה

קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/ball161004.html

כמו אתלטית שרצה לקראת סוס קפיצות ואז זורקת את עצמה מעלה לכיוון השמיים, גם כדור יכול, תחת תנאים מסוימים, לנתר מפגיעה למסלול אנכי גבוה יותר. זוהי תופעה שנצפתה, אך אף פעם לא הוסברה עד הסוף (ולפעמים, אף הטילו בה ספק). כעת מדענים הודיעו על פיתוח תיאוריה, שמסבירה את התופעה הזו ואף בנו לה סימולציית מחשב. ההסבר שלהם, אשר מסתמך על כך שפגיעת הכדור מעוותת את פני השטח בהם הם פוגעים, יכולה לעזור לשפר מודלים של זרימת חומרים עשויים מגרגרים, כגון דיונות חול, בטון וקרקע.

המקדם של החזרה נורמאלית, משווה את הרכיב האנכי של מהירות אובייקט לפני ואחרי שהוא קופץ. הגיון פשוט אומר שהוא צריך להיות קטן מ-1, שהרי כדור לא יכול לעזוב את הקרקע במהירות גבוהה יותר ממהירות ההגעה שלו, בגלל שדבר זה דורש תוספת של אנרגיה (במקרה של האתלטית, הגוף שלה יוצר את האנרגיה הזו). אך משנות ה-90 המוקדמות, מספר קבוצות חוקרים דיווחו שניסויים של פגיעות משופעות הניבו תוצאות אבסורדיות; דיסק של הוקי פגע בקיר כשהוא חוזר עם מהירות אנכית גבוהה יותר, כדור קראמי קפץ
מפני שטח רכים יותר עם מהירות גבוהה יותר.

לאחר כמה ניסויים הבינו החוקרים, שהכדור כנראה שינה את פני השטח בצורה כזו, שהוא שינה את המסלול של הכדור. בצורה זו, חלק מהמהירות האופקית שלו הועברה לרכיב האנכי שלו. החוקרים לא הבינו כיצד דבר כזה קורה, אך ידעו שהאפקט הנ'ל מוגבל למצבים מיוחדים.

כעת חוקרים ביפן דיווחו שהם סימלצו פגיעה של דיסק עם משטח אלסטי והגיעו למקדם גדול מ-1. המחשב שלהם הגיע למקדם של 1.3 כאשר הדיסק פגע במשטח בזווית של 11 מעלות וחזר בזווית של 15 מעלות. הסימולציה אפשרה למדענים לראות כיצד הדיסק מעקם את פני השטח, כאשר הוא פגע בזווית לא ישרה. הנקודה החשובה ביותר היא
שפני השטח חייבים להיות רכים יותר מהכדור הפוגע.

ידען הפיסיקה
לידיעה באתר פיסיקל רוויו

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~977767657~~~95&SiteName=hayadan