השבוע ראינו אדם קופץ מגובה של כמעט שמונה קילומטרים – ונוחת בשלום על רשת גדולה. איך בדיוק הוא הצליח?
בימים האחרונים הדהים הפעלולן לוק אייקינס (Aikins) את העולם, כשזינק מתוך מטוס בגובה 7,600 מטר, ללא מצנח, ונחת בשלום על רשת שנמתחה מעל הקרקע. מעבר לחדשנות ולריגוש שבעצם המעשה, נשאלת השאלה איך בעצם הוא עשה את זה?
כשמדברים על צניחה (או קפיצה) מגבהים בינוניים, אין חשיבות לגובה שבו היא מתחילה. כוח הכבידה אמנם גורם לתאוצה קבועה של כעשרה מטר בשנייה בריבוע, שגורמת למהירותו לגדול בהתמדה – אך לא לאורך זמן. אחרי עשר שניות בערך, התנגדות האוויר גורמת לכך שקופץ שהתחיל במנוחה (מהירות אפס) יגיע למהירות קבועה. כוח הכבידה מתאזן לחלוטין על ידי כוח הגרר שיוצרת התנגדות האוויר.
על העיקרון הזה בדיוק פועל גם המצנח: הוא מגדיל את שטח הפנים של הקופץ, וכך מגדיל גם את כוח הגרר. לכן אחרי שהמצנח נפתח פועל על הצנחן כוח גרר גדול מספיק כדי להביא אותו לקרקע במהירות נמוכה ובטוחה.
המהירות הסופית של צנחן שצונח במקביל לקרקע (כשהבטן שלו כלפי מטה) היא כ-200 קמ"ש, שהם 54 מטר בשנייה. אם קופצים עם הראש למטה ומכווצים את הגוף היטב, אפשר להגיע למהירויות הרבה יותר גבוהות של 500-300 קמ"ש, כיוון ששטח הפנים של הגוף החותך את האוויר מצטמצם מאוד. לפני כמה שנים הצליח פעלולן אחר, שקפץ מגובה רב מאוד של כ-42 קילומטר, להגיע למהירות גבוהה ממהירות הקול – 1,342 קמ"ש. הדבר עלה בידו כיוון שבגבהים האלה האוויר דליל מאוד והתנגדותו זעירה.
גם אם זו איננה מהירות שיא, עדיין התנגשות בקרקע במהירות של 200 קמ"ש מבטיחה מוות ודאי. קודם כל הפגיעה עצמה תגרום ללא ספק לשברים וחבלות, אך זה לא הכול. בנוסף, כשמאטים ממהירות כזו יש תאוטה (תאוצה שלילית) אדירה, שהגוף האנושי אינו בנוי להתמודד איתה. כדי להאט בקצב נמוך מספיק עלינו למתוח את העצירה למשך כמה שיותר זמן.
למתוח את העצירה ככל האפשר. אייקינס ברגע הפגיעה ברשת | מתוך סרטון יוטיוב
השימוש ברשת ענקית השיג את המטרה היטב. אייקינס הקפיד למתוח מבעוד מועד רשת על שטח של כאלף מטר רבוע. הרשת עשויה מסיבים מיוחדים המותאמים לעמידה בעומס רב, כיוון שהתאוטה שקולה בעצם להפעלת כוח עצום על הרשת. כמו כן היא לא הייתה גמישה כלל כדי שלא תקפיץ את ה"צנחן" בחזרה לאוויר. כדי להאריך את זמן הנחיתה חוברה הרשת לבולמים מיוחדים בקצות המנופים שהחזיקו אותה, כך שזמן הנחיתה הכולל היה כמה שניות – מספיק כדי למנוע פגיעה פיזית בגוף.
הגודל הפיזיקלי החשוב כאן הוא המתקף, שהוא מכפלת הכוח במשך הזמן שבו הוא פועל. כיוון שהפרש המהירות נתון, ככל שזמן הפעלת הכוח ארוך יותר, הכוח שמופעל על הגוף מצטמצם.
לסיום, אל תנסו את זה בבית!
הסרטון המלא של המבצע של אייקינס:
