איך ניצור כלי נגינה שמנגן בכוחות עצמו בעזרת קטניות ומים?
בניסוי הזה נבנה כלי נגינה מיוחד שמתופף באופן אוטומטי ללא מגע, בעזרת תכונה מיוחדת של קטניות
ציוד
- קטניות יבשות (שעועית, עדשים, חומוס, אפונה וכו')
- כוס
- קערית
- מים
- מגש מתכת, תבנית עוגה ממתכת או קופסת עוגיות מפח
- סבלנות...
הניסוי
את מהלך הניסוי אפשר לראות בסרטון:
הערה: תהליך ה'נגינה' יכול להימשך מספר שעות. אם רואים שפני המים בקערית ירדו, יש להוסיף מים להמשך התהליך.
הסבר
התיפוף בניסוי נוצר מקטניות שנופלות מהקערית אל משטח הפח, לאחר שקערית הקטניות עולה על גדותיה עקב התנפחות ניכרת של הקטניות. אבל מדוע מתנפחות הקטניות במים?
זרעי צמחים מכילים בתוכם בתוכם נבט קטנטן ורדום של הצמח, בתוספת חומרי מזון מיובשים. חומר המזון העיקרי הוא עמילן, אבל יש סוגי זרעים שמכילים גם לא מעט חלבונים ושומן. כאשר זרעי הקטניות שאנו אוכלים הם גדולים יחסית ומכילים די הרבה חומרי מזון שנמצאים בשני 'עלים עובריים' שנמצאים משני צידי הנבט הקטן, וקרויים פסיגים. כאשר הזרעים טבולים במים, המים מתחילים להיספג בתוכם והזרעים מתחילים להתנפח, תהליך המכונה בשפה מדעית אימביביציה (Imbibition) או שְׁקִיָה. המים הנספגים מפלסים דרך ונכנסים בין מולקולות חומרי המזון שבזרע, מה שגורם להן להתרחק זו מזו — ולזרע כולו להתנפח.
מולקולות המים (בלבן) נכנסות בין המולקולות של העמילן (שחור) שבתוך גרגירי העמילן (חום) וגורמות להן להתרחק זו מזו ולהתנפח | איור: רונית צוויג
בדיוק באותה דרך פועל הפולימר שסופג מים בחיתולים והופך מים לג'ל.
תהליך דומה של התנפחות מתרחש גם כאשר עץ יבש מוכנס למים. ההתנפחות הזאת של הזרעים מצליחה לדחוף חלק מהם אל מחוץ לקערית, אבל למעשה כוח הדחיפה של קטניות יבשות שמתנפחות ועץ יבש שמתנפח הוא חזק ביותר, משערים כי המצרים הקדמונים חצבו בעזרתו את הסלעים ששימשו לבניית הפירמידות: קודחים חור צר או חריץ בסלע שרוצים לחצוב, מכניסים פנימה עץ יבש או קטניות יבשות – ומרטיבים היטב. ההתנפחות של העץ או הקטניות בתוך החריץ גורמת לכל הסלע להתבקע!
כוח דחיפה (ונגינה) חזק ביותר. קעריות חומוס, מש ועדשים שהתנפחו במים במהלך הניסוי | צילום מתוך סרטון "מדע בבית", מכון דוידסון לחינוך מדעי
תהליך ספיגת המים בזרע הוא למעשה השלב הראשוני והמהיר, יחסית לצמחים, בתהליך הנביטה שלו – ומתרחש תוך שעות ספורות. גם הנבט שבגרעין סופג מים, מתנפח, ומתחיל 'להתעורר לחיים' – בעזרת תהליכים כימיים שמתרחשים בו לקראת הגדילה. בנוסף מתחילים בזרע תהליכים כימיים שמפרקים את העמילן שבזרע לסוכר גלוקוז שהנבט יכול לנצל בקלות להפקת אנרגיה. אלו השלבים שמתחילים את נביטת הזרע. מסיבה זו קטניות שהושרו זמן ארוך במים הם גם קלות יותר לעיכול בהשוואה לקטניות שבושלו ללא השריה. התנפחות הזרע מובילה בסופו של דבר להתבקעותו מה שמאפשר את צמיחת הנבט מתוכו.
מה לגבי הקטניות שבהן השתמשנו בניסוי? מומלץ לנצל אותן בסופו, ולבשל מהן מאכל טעים.
