מה אומרים עלינו כלי העבודה שלנו?
פעמים רבות, תכונותיו של אדם דומות לתכונות החומר שבו הוא עוסק בעבודתו.
חרש הברזל, המעצב ברזל בעזרת כלים חזקים וכבדים, יהיה פעמים רבות אדם קשוח ונוקשה.
כדור נינג'ה
האם ישנו קשר בין הנינג'ה המיתולוגית למדע? ניסינו לרתום את הידע שרכשנו במדע החומרים כדי לעצב לנינג'ה כלי ייחודי משלה, שמותאם לתכונותיה.
צייר, המשתמש במברשת ובמכחול העדינים, יהיה לרוב אדם רגיש ועדין.
שען, הבונה ומתקן שעונים ונדרש לדייק בכך, משתמש בכלים מדוייקים ויהיה בדרך כלל אדם דייקן וקפדן.
וכך גם נוכל לדמות את כדור הנינג'ה, הגמיש והקופצני, ללוחם הנינג'ה, שלוחם באויביו בגמישות ובקופצנות ומבצע את משימותיו במיומנות ובחשאיות רבה.
כדור הנינג'ה, שהכנו בחוג קסמי מדע, בוודאי מוכר לכם בגרסה מעט שונה. כדור הנינג'ה הוא למעשה מעט יותר מתוחכם מה"מר גמיש" המוכר לרובנו.
ואם נפנה לנסות להבין מה מייחד כל כך את תכונותיו של כדור הנינג'ה, הרי היא גמישותו הגבוהה (האלסטיות שלו).
קצת היסטוריה על כדור הנינג'ה
התפתחותם של כדורי הנינג'ה התחילה בכדורי הלחץ, ומיוחסת לסין, מאות על גבי מאות שנים אחורה. אפילו אז, ידעו האנשים, כי על מנת לטפל בלחציהם, כדאי להפעיל לחץ עם ידיהם על חפצים מסוימים. בשנים ההן הם שיחקו עם אגוזים.
אך, האגוזים כנראה לא היו מספיק נוחים למשחק, ולכן עברו לשחק באבנים ובמתכות, ומשם התפתחו כדורי הברזל, הידועים בשמם ככדורי הרפואה הסינית.
כפי שמרמז השם, היו עשויים כדורים אלו ממתכת (כיום, אם תמצאו כדורים כאלו, הם לרוב יהיו עשויים כרום). כדורים אלו שיפרו את הכח ואת הקואורדינציה בידיים, אבל משקלם הכבד גרם לבעיות לחץ דם במקומות מסוימים בכפות הידיים.
במאה ה- 20, כאשר פיתחו את הפוליאוריתן, הבין אלכס קורסוול שיהיה נחמד וקל ליצור ממנו כדור לחץ, ואף לא ישבור שום דבר בבית. בעזרת הפוליאוריתן ניתן לקבל כדור קל, שניתן ללחיצה.
במקרים שרוצים לקבל כדור לחץ רך יותר, ייעשה שימוש בחומרים רכים יותר, כדוגמת ג'ל או נוזל. וכמובן, שיש את אלו שמכינים לבד, דוגמת כדור הנינג'ה שהוכן במסגרת השיעור.
כדורי הלחץ נמכרים בהתאם למידת הגמישות הרצויה, והם לא נמכרים רק לשם הפגת הלחץ, אלא גם כמתנה נחמדת.
נסו בהזדמנות הקרובה למחוץ כדור נינג'ה שכזה כדי להפיג מעט מלחצי היום-יום. תודות להפעלת השרירים במשחק עם כדור נינג'ה, אנו הופכים מודעים יותר לתחושות שחוש המישוש מעביר בנו.
מדע החומרים שמאחורי כדור הנינג'ה
חומרים שונים מגיבים בצורה שונה כאשר אנו מפעילים עליהם כח. תגובתם השונה נובעת משלוש התכונות הפיסיקליות הבאות:
- קשיחות – כמה החומר מתנגד לכח שאנו מפעילם עליו.
- גמישות – כמה החומר יחזור למצבו המקורי לאחר שנמתח אותו (כשנפעיל עליו כח מתיחה).
- פלסטיות – כמה יכול החומר לשנות את צורתו מבלי 'להיכנע' (להישבר או להיקרע).
שלוש תכונות אלו נובעות ממבנהו הפנימי של החומר.
דוגמאות לחומרים המייצגים אחת מתכונות אלו הם:
- הברזל – מצטיין בקשיחותו, לא נוכל לשים לב שהפעלנו כח על ברזל עקב קשיחותו הרבה.
- הגומי – מצטיין באלסטיות שלו, ולכן כאשר נמתח גומיה משרדית, היא תחזור חזרה למצבה הקודם בקלות רבה.
- הפלסטלינה – מצטיינת ביכולתה לשנות את צורתה מבלי להגיע לכניעה, לא נשברת ולא נקרעת.
מבנהו הפנימי של החומר נובע מהמולקולות המרכיבות אותו. המולקולה הקטנטנה, שאיננו יכולים כלל לראות ללא הגדלה, היא שגורמת לקסם בכל חומר.
כמה קטנה המולקולה?
נוכל להמחיש זאת אם נדע כמה מולקולות מרכיבות כמות מסוימת של חומר.
בגרם אחד של חומר ישנן מולקולות בכמות עצומה, שאינה ניתנת לספירה כמעט. לדוגמה: בגרם אחד של מים תמצאו 3 יוטה (yotta) מולקולות. מהם 3 יוטה-מולקולות?
דמיינו מספר ארוך מאוד שספרתו הראשונה היא 3, ואחריה מופיעים 24 אפסים! בעצם, אין צורך לדמיין, כך בדיוק נראה המספר: 3,000,000,000,000,000,000,000,000.
ובמילים אחרות: גם אם תוכלו לספור מיליארד מולקולות מים בשניה אחת, עדיין תצטרכו עשרה מיליוני שנים כדי לספור את כל המולקולות שמרכיבות גרם אחד של מים. זוהי כמות מטורפת של מולקולות!
ובמה חשיבותן של המולקולות?
סידורן המרחבי של המולקולות הוא שיקבע חלק ניכר מתכונותיהם של החומרים. הסידור הוא פנימי, בתוך החומר, ובכל זאת משפיע על תכונותיו החיצוניות של החומר.
מספר סידורים אופייניים הם:
- סידור בצורה של שכבות אחידות זו על גבי זו, למשל, בצורה המזכירה חלת דבש, ייתן לחומר גבישיות וקשיחות.
- סידור בצורה של כדורי רגל שצמודים זה לזה, ייתן לחומר קשיחות גבוהה מאוד.
- סידור בצורה של סריג מחזורי אינסופי, ייתן לחומר לדוגמה את היכולת להיות מוצק וקשיח בטמפרטורות החדר.
- סידור בצורה של צינורות יאפשר לחומר להיות אלסטי יותר, מכיוון שצינורות המולקולות מסוגלים להחליק זה על גבי זה.
- סידור ללא צורה, כדוגמת הזכוכית, בה המולקולות מסודרות (או לא מסודרות) בצורה של רשת אקראית, מה שגורם לה להיות שבירה כל כך.
כיצד הכרת מבנה החומר תורמת להתפתחות טכנולוגית
כיום, שני תחומים עיקריים במדע, הנדסת החומרים והננו-טכנולוגיה, מתרכזים בחקר מדע החומרים ותכונותיהם המיקרוסקופיות. תחומי מדע אלו נמצאים כיום בחוד החנית המדעית ומביאים איתם את ההתפתחות הטכנולוגית האדירה של השנים האחרונות.
הידע הנצבר על תכונותיהם המיקרוסקופיות של החומרים אפשר למדענים לפתח, למשל, את הטלפון החכם, שנמצא בכל כיס בימינו. ללא ידע זה, מחשבים עדיין היו תופסים חדרים שלמים, וטלפונים היו גדולים מכדי להעביר אותם אפילו מחדר לחדר. חקר החלל, רובוטים קטנטנים בשירות הרפואה, הנכנסים לגוף האדם, ועוזרים למחקר מניעה ואף טיפול במחלות ועוד פיתוחים רבים אחרים, אפשריים כולם רק בזכות הידע העצום שנצבר בשנים האחרונות בתחומי החומרים והננו-טכנולוגיה.
אז מיהו באמת לוחם הנינג'ה? (זה כבר לא קשור למדע, אבל ידענו שתשאלו)
כמה שהנינג'ה היא דמות פופולרית בימינו, מעט מאוד ידוע על הנינג'ות האמיתיות. זאת מכיוון שהנינג'ה היתה סוכנות מודיעין מתוחכמת שפעלה בחשאי לביצוע מעשים מודיעיניים. יש האומרים כי ארגון הנינג'ה הוא אב הטיפוס לארגוני ה- CIA האמריקאי וה- KGB הרוסי. המשותף לארגונים אלו הוא שפעילותיהם חשאיות מעיני הציבור הרחב.
למעשה, מעשיהם של הנינג'ות היו כל כך חשאיים שאף לא אחד ידע מי הם היו. לכן גם העדויות ההיסטוריות קשות להשגה.
הנינג'ות הופיעו לראשונה במהלך המאה ה- 16 ביפן, בתקופת הסנגקו, אז היתה מלחמת אזרחים קשה מנשוא ביפן. בתקופה זו ביפן קמו מספר ארגוני לחימה, וההבדל העיקרי בין הנינג'ה לארגונים האחרים היה קוד ההתנהגות שדבקו אליו לוחמי הנינג'ה בתוקף רב. עקרונותיהם היו הקפדה על ציינותם של הלוחמים והפגנת כבוד אחד לשני, וכן למפקדיהם.
לוחמי הנינג'ה הוכרו בתחילה בשם שינובי. שינובי משמעו 'מי שמתגנב', תיאור מדויק להיותם של לוחמי הנינג'ה פעילים במשימות ריגול. השם נינג'ה, לעומת שינובי, משמעו 'מי שמתגנב עם חרב מעל ליבו'. השם רומז על כך שמעל אדם שבוחר לחיות חיי נינג'ה, מרחפת סכנה תמידית.
אומנות הלחימה של הנינג'ות נקראת הנין ג'וטסו. בין יתר המיומנויות שנלמדות, נלמדות גם יכולות התגנבות, יכולות לחימה ללא נשק, יכולות בריחה, יכולות הסוואה, ויכולות נוספות המתאימות בדיוק לצרכי לחימת הנינג'ה!
עדיין לא נמצאו עדויות לכך שנינג'ות אמיתיות השתמשו בכדורי נינג'ה, כמו אלו שהכנו בכיתה. אבל אנחנו סבלניים.
אוהבים את התכנים שלנו? תנו לנו לייק ושתפו עם חברים, כדי שנוכל להגיע להורים וילדים שוחרי מדע נוספים.
