קולות האזעקה פילחו את האוויר ובני הדודים הביטו למעלה בסקרנות.

יעל: "אוווף, שוב יש אזעקה".

רן: כן, אבל לא נורא. ההורים אמרו לי שכיפת ברזל שומרת עלינו, אבל צריך בכל זאת להתנהג בזהירות ולהיכנס למרחב המוגן – הנה, יעל, בואי לכאן!"

יעל: "כן. בחדשות כל הזמן מדברים על מערכת "כיפת ברזל" הזאת, אבל מה זה בכלל? אולי זה עשוי מברזל אבל ממש לא נראה כמו כיפה!"

רן: "אני חושב שזה רק שם שנתנו למערכת בצבא. אבל באמת איך היא פועלת? ומה אלה בעצם הרקטות שהיא מיירטת?"

יעל: "אני יודעת בדיוק את מי לשאול! חברה של אמא שלי היא מדענית ממכון ויצמן למדע. היא בטח תדע! ברגע שנצא מהממ"ד ותהיה לנו קליטה נוכל להתקשר אליה".

יעל: "איילה? זו יעל. זכרתי שאת פיזיקאית ולי ולבן דוד שלי רן יש כמה שאלות אלייך על 'כיפת ברזל'. אפשר?"

איילה: "היי רן ויעל. אשמח להסביר לכם כל מה שאני יודעת. קודם כל אתם צריכים לדעת שכיפת ברזל היא מערכת צבאית, ולכן אנחנו האזרחים לא יודעים את כל הפרטים עליה. אבל אני יכולה להסביר לכם את מה שאני כן יודעת".

רן: " את יכולה להסביר לנו מה זו רקטה בכלל? כל הזמן אומרים שיורים רקטות ואני לא בטוח מה זה".

איילה: "בטח. רקטה היא כלי ארטילרי, שיכול לשמש גם ככלי נשק. דוגמאות נוספות לכלים ארטילרים הם פגז שיורים מתותח או טיל. מה שמיוחד בכל כלי הנשק הללו הוא שלא יורים אותם בקו ישר ולא צריך לראות בעיניים את המטרה כדי לפגוע בה. יורים אותם גבוה לשמים ואז הם נופלים רחוק, לפעמים אפילו במרחק של עשרות קילומטרים".

יעל: זה נשמע לי קצת כמו לזרוק כדור לסל, נכון? לא זורקים אותו ישר, אלא באלכסון למעלה, והוא עולה גבוה מעל לסל ואז נופל פנימה?"

איילה: "בדיוק. זריקת כדור לסל דומה מאוד לירי של פגז מתותח. היד שלך היא התותח. היא הודפת את הכדור רחוק והכדור הוא כמו הפגז שיוצא מהתותח, אחרי שזרקת אותו אין לו מנוע שידחף אותו קדימה והוא פשוט נופל".

רן: " לא, מה פתאום. הוא לא נופל ישר! קודם הוא עולה גבוה למעלה ורק אחר כך מתחיל ליפול בחזרה למטה".

איילה: "נכון. הוא עולה למעלה מפני שכשהכדור עזב את היד שלך אתה דחפת אותו חזק והיתה לו מהירות גדולה כלפי מעלה, אבל ברגע שעזבת אותו הפסקת להפעיל עליו כוח, והכוח היחיד שממשיך לפעול עליו הוא כוח המשיכה שמושך אותו כלפי מטה. לכן אנחנו אומרים שהוא נופל. מרגע שהוא יצא מהיד שלך הוא כבר נופל – קוראים לתנועה הזאת נפילה חופשית. אבל כיוון שזרקת אותו עם מהירות, הוא לא נופל ישר למטה אלא ממשיך לעלות עוד קצת ואז יורד ומתקרב כל הזמן לסל. לצורה של המסלול שהוא עושה קוראים 'פרבולה'".

מסלול רקטה בשלב הנפילה החופשית, בלי התנגדות אוויר

יעל: "איזה מעניין, לא ידעתי שכדור יכול ליפול למעלה. מצחיק. אבל רגע – אז אם כדור זה כמו פגז של תותח, כמו מה זה רקטה? מה ההבדל בין פגז של תותח לרקטה?"

איילה: "לרקטה יש מנוע. כשמשגרים רקטה המנוע שלה פועל ודוחף אותה קדימה, בדיוק כמו שהתותח דוחף את הפגז. אבל המנוע של הרקטה ממשיך לפעול גם אחרי שהיא ממריאה ודוחף אותה הלאה. רק אחרי זמן מה נגמר הדלק במנוע, הוא מפסיק לעבודה והרקטה מתחילה ליפול נפילה חופשית, בדיוק כמו הפגז או הכדור".

יעל: "וכמו הכדור היא לא נופלת ישר למטה? היא ממשיכה לעלות ועושה את הפרבו– איך קראת לזה?"

איילה: "כן, בדיוק. גם הרקטה עושה מסלול בצורת פרבולה, שמתחיל בנקודה שבה המנוע שלה כבה, גבוה באוויר".

רן: "אה! אז אם כדור זה כמו פגז, רקטה זה כאילו סופרמן ייקח כדורסל, יעוף גבוה ומהר וברגע מסוים יעזוב את הכדור?"

איילה: "וואו, בחיים לא הייתי חושבת לתאר את זה ככה בעצמי, אבל זה ממש נכון. כל עוד סופרמן עף עם הכדור, הוא כמו המנוע של הרקטה. ברגע שסופרמן עוזב את הכדור, הכדור ממשיך לנוע לבד באותו כיוון ונופל נפילה חופשית, ממש כמו הרגע שבו המנוע של הרקטה נכבה".

רן: "יש! צדקתי! אבל רגע – אם הרקטה רואה שהיא הולכת ליפול במקום לא טוב, היא יכולה להפעיל מחדש את המנוע ולשנות את המסלול כדי לפגוע במקום טוב יותר?"

איילה: "לא. המנוע של רקטה עובד עד שהוא נכבה, ואחר כך היא לא יכולה לתקן את המסלול שלה. זה ההבדל בין רקטה לטיל: טיל כן יכול לשנות את המסלול שלו כל הזמן תוך כדי התעופה. לכן קשה מאוד לדעת מה יהיה המסלול של טיל, ולעומת זאת את המסלול שרקטה תעשה אפשר לחזות מראש".

יעל: "וואו, איזה מעניין. אז כשיורים עלינו רקטה, היא עפה ואז נופלת עלינו, אז מה בעצם כיפת ברזל עושה? איך היא שומרת עלינו? ואיך יודעים איפה להפעיל אזעקה?"

איילה: "ובכן, כיפת ברזל היא מערכת שמורכבת מכמה חלקים. החלק הראשון שלה הוא מכשיר שנקרא מכ"מ, שמזהה את הרקטה ברגע שהיא שוגרה ויודע למדוד את המהירות שלה ולדעת לאן היא עפה. כשהמנוע של הרקטה נכבה והרקטה מתחילה ליפול נפילה חופשית, המכ"מ יודע לחשב איך ייראה המסלול שתעשה הרקטה עד שתפגע בקרקע ויודע איפה היא תיפול. אם המכ"מ מגלה שהרקטה תיפול באזור שיש בו בתים וכבישים ושאנשים עלולים להיפגע, הוא מעביר את המידע למערכת האזעקה כדי שתשמיע אזעקה באזורים האלה ואנשים יידעו שהם צריכים להיכנס למרחבים מוגנים".

יעל: "אז אם הרקטה פשוט נופלת נפילה חופשית, ואם המכ"מ הזה מודד אותה כל כך טוב, אפשר לדעת ממש באיזה בית היא תפגע?"

איילה: "לא, לא. לצערנו המסלול של הרקטה טיפה יותר מסובך ממה שתיארתי קודם ויש עוד כל מיני גורמים שצריך להתחשב בהם. האוויר עצמו, למשל, משפיע על הרקטה, וגם הרוח גורמת לרקטה לסטות קצת ממסלולה. לכן לא יודעים בדיוק איפה הרקטה תיפול, אלא רק באיזו עיר או אזור".

יעל: "ואיך כיפת ברזל מגינה עלינו חוץ מלהפעיל את האזעקה?"

איילה: "בטח שמעתם שמדברים על 'סוללות' של כיפת ברזל, נכון? אז ליד כל עיר גדולה או אזור שצריך להגן עליו יש סוללה כזאת. בסוללה יש משגר עם הרבה מאוד טילים, וכשהמכ"מ של כיפת ברזל מגלה רקטה שעומדת לפגוע בעיר הסוללה יורה טיל ומעיפה אותו לכיוון הרקטה".

יעל: "אבל אמרת שלא יודעים בדיוק איפה תיפול הרקטה. אז איך יודעים לאן לירות את הטיל הזה?"

איילה: "את צודקת, זה מאוד מסובך. לכן כיפת ברזל היא  מערכת מאוד מיוחדת. הטיל של כיפת ברזל הוא טיל חכם מאוד ויש עליו מצלמות ואמצעים אחרים שמסוגלים לזהות את הרקטה בשמיים בכוחות עצמם, בלי קשר למכ"מ. אז ברגע שיודעים בערך את המסלול של הרקטה יורים את הטיל לכיוונה. הטיל מתקרב, ואז מחפש אותה בעצמו וכשהוא מוצא הוא מנווט את עצמו, מגיע קרוב מאוד אליה ומתפוצץ".

רן: "אה! וזה הבום החזק שאנחנו שומעים".

איילה: "כן. אם יש יירוט מוצלח, הטיל של כיפת ברזל מתפוצץ וגם הרקטה מתפוצצת. אבל אפילו אם אין יירוט מוצלח הטיל של כיפת ברזל מפוצץ את עצמו כדי שהוא לא ייפול על אזור שיש בו אנשים בעצמו נזק".

יעל: "רגע. פעם זרקתי כוס בטעות והיא נשברה ומלא חלקים קטנים של זכוכית התפזרו וזה היה מאוד מסוכן. מה קורה כשהטיל והרקטה מתפוצצים? איפה השברים שלהם?"

איילה: "נכון מאוד, יעל. גם כשהטיל והרקטה מתפוצצים הם מתרסקים לרסיסים, והרסיסים האלה נופלים למטה ועלולים להיות מסוכנים. לכן אנחנו נכנסים למרחבים מוגנים ונשארים בהם עוד כמה דקות גם אחרי ששמענו את הפיצוץ. רסיס שיפגע במרחב מוגן לא יגרום לו שום נזק. כך שעם כיפת ברזל והמרחבים המוגנים ביחד יש לנו הגנה טובה מאוד.

אפילו אם אנחנו בחוץ ואין לנו מרחב מוגן, אם נשכב על האדמה ונכסה את הראש שלנו אין כמעט סיכוי שייפול רסיס דווקא עלינו. אז כיפת ברזל יחד עם התנהגות נכונה נותנים לנו מיגון טוב מאוד".

רן: "וואו, איילה תודה. זה היה ממש מעניין. אנחנו כבר מרגישים בטוחים יותר".

איילה: "בשמחה, ילדים. אני מקווה שתוכלו לחזור בקרוב לחופש גדול שקט, נעים וכיפי!

יעל ורן הן דמויות שמלוות את משתתפי תכניות ההעשרה המתוקשבות שלנו: מדע ומתמטיקה בהתכתבות

לכתבה בנושא זה המיועדת לבעלי רקע בסיסי בפיסיקה קלאסית.

צמאים למתמטיקה ומדע ורוצים ללמוד עוד? להבין למה? לדעת איך? ריכזנו עבורכם את הנושאים הכי מעניינים והפכנו אותם לחוג מקוון

5 תגובות

  • אנונימי

    הסבר מעניין ונגיש מאוד לילדים

    בתור מורה הייתי ממליצה להוסיף אופציה להדפסה.

  • אהוד אמיר

    כל הכבוד - רק עניין קטן.

    כתבה עשויה היטב. רק דבר קטן: אם הכותב רוצה שילדים בגיל, נניח, 11, יקראו את זה, אל לו להניח שהם יודעים אוטומטית מה זה "יירוט" או "מכ"מ". אחרי "יירוט" אפשר לכתוב (בסוגריים): "(הפלה של טיל או מטוס בעזרת כלי נשק)" ואחרי "מכ"מ" - "(מכשיר אלקטרוני המגלה כיוון ומרחק של עצם עף באוויר)", וכך בת התשחורת הפרטית או הכללית לא תצטרך לחפש במילון או בגוגל, מה שיגרום לה לעזוב את הכתבה באמצע וחבל.

    כלל אצבע: כשכותבים לילדים ונוער, תמיד לקרוא את הכתבה שוב דרך עיניהם ולחשוב איזה מילים הם אולי לא יבינו, מה שעלול לגרום להם לנטוש (abort mission!) באמצע.

  • שי

    כיפת ברזל

    זה היה מאוד מעניין.

  • רוני

  • ירון גרוס

    כתבה בנושא למבוגרים

    אכן עשינו כתבה בנושא עבור מבוגרים, ובסוף כתבה זו יש קישור אליה. למקרה שלא מצאת אותו הכתבה למבוגרים נמצאת בקישור הבא :

    http://davidson.weizmann.ac.il/online/maagarmada/physics/%D7%A8%D7%A7%D7...