אתה שואל, המומחה עונה בגרפסים

למלצרית נוי יש שאלה מקצועית חשובה: "נניח שנופל לי מגש של בירות, וכל הכוסות מתנפצות. כמה רחוק יגיעו הרסיסים? האם יהיה הבדל בין, נניח, פיזור השברים של כוס גינס לפיזור של כוס לף? האם זה משהו שאפשר לבדוק באמצעות אחד מהניסויים שלכם? כלומר, אלה שתערכו כשתשיקו את 'שפן ניסיונאי'? ובכלל, האם זה אמין שקוראת שולחת שאלה למדור שעוד לא קיים בכלל?".

ובכן נוי, לא. אבל את הקטע של הבירות בכל זאת בדקנו בשבילך באופן אמפירי. הניסוי נערך בפאב "אלפנט" בקריית חיים, שם חיכה לנו הבעלים רועי עם אספקה של כוסות מתנדבות. אלה עמדו למבחן ריסוק השוואתי לפי ארבעה קריטריונים:

1) כמה רחוק יעופו השברים.

2) כמה שברים יהיו (בערך, כן? פה זה לא "איש הגשם").

3) כמה רחוק יגיע נתז הבירה.

4) מתי יפסיק רועי להגיש לנו כוסות בירה ויגרש אותנו.

"ניקוס, יא דביל, עושים את זה עם צלחות"(צילום: אייל טואג)

במקצה השברים למרחקים (ר' גרף למטה) מדדנו רק רסיסים גדולים יחסית, בגודל פלסטר לפחות. אפשר לראות שלהוגארדן יש טווח משופר בהשוואה לאחרות: שבר אחד שלה הגיע למרחק 166 ס"מ מנקודת הניפוץ, וגם זה רק כי הוא פגע בקיר. למקומות השני והשלישי הגיעו בהתאמה הוויינשטפן והלף, כשהראשונה רושמת בסך הכל סנטימטר אחד נוסף של יעף והשנייה מגיבה ב"וואו, מרתק".

הלאה למספר השברים (ר' גרף): כאן אין תחרות לוויינשטפן, שהתנפצה ללא פחות מ־14 רסיסים גדולים - מה שכנראה מלמד משהו על תהליך הייצור שלה, אבל לזה עוד נגיע. למקום השני הגיעה הלף עם עשרה שברים, אבל את הנתון הכי מעניין סיפקה כוס הגינס, שלתדהמתנו נשארה שלמה. ניתוח של הצילומים מהשטח הבהיר למה: זווית הפגיעה שלה היתה כמעט ישרה, כך שהתחתית החזקה יותר ספגה את המכה ראשונה. מכאן זה כבר ניחוש, אבל מושכל: ייתכן שהגינס, שהיא בירה דחוסה למדי, ספגה חלק גדול מהמכה ובעצם שמרה על השלמות המבנית של הכוס. ואם כבר מדברים, עד לאן ניתזו הבירות (גרף 3)? הגינס, בכוס שלא נשברה, נתנה זינוק מהמקום שאוסיין בולט לא היה מתבייש לפסול איתו; הוויינשטפן נתנה ביצועים מרשימים גם בקטגוריה הזאת; ואילו כוס הטובורג ניצחה את הסטלה ממש על חודה של טיפה.

אוקיי. אז הוכחנו חד־משמעת שההוגארדן הכי בליסטית, שהגינס הכי עמידה ושהוויינשטפן היא הכי טל בורשטיין: זאת שעושה הכל בסדר ולא עושה שום דבר ממש מעולה. אבל מה בעצם קרה לנו כאן מבחינה מדעית?

זה לא ניסוי בבירה ובזכוכית, אלא תרגיל בשימור אנרגיה ובשימור תנע. כוס הבירה אמורה לבצע עבודה - להעיף קיבינימט גם את הבירה שבתוכה וגם את החומר שהיא עצמה עשויה ממנו - ובשביל זה היא צריכה אנרגיה. ברגע שנעלה אותה לאוויר היא תקבל אנרגיה פוטנציאלית, קרי הפוטנציאל שהיא תחליק ותיפול ותצבור אנרגיה קינטית; גובהה של המלצרית עומד ביחס ישר לפוטנציאל הזה, ואותו דבר נכון גם לגבי מספר הפעמים שהיא תיאלץ להתכופף בשביל לנקות את כל זה, אז ברור שרצויה מלצרית גבוהה (עדיפות לתימנייה, הגם שאין לזה גיבוי מדעי). עכשיו, כדי להבין את התוצאות נחלק את התהליך לשלושה שלבים:

1. הנפילה.

2. הפגיעה והניפוץ.

3. פיזור השברים והבירה. 

השלב הראשון הוא המכריע, כי הוא קובע את זווית הפגיעה של הכוס ברצפה. זאת בתורה משפיעה על השלבים הבאים, כי ככל שהכוס פוגעת ברצפה במצב מאוזן יותר, ככה אנחנו מצפים שפיזור השברים והבירה יהיה קטן יותר. בהקשר הזה חשוב להבין שזווית הפגיעה עצמה מושפעת מחלוקת המשקל לאורך הכוס: איפה שתהיה יותר בירה, שם תהיה משיכה גדולה יותר.

הנפילה, ואחריה הפגיעה, מפעילות מכבש של לחצים על הכוס. מצד אחד, המשקל העצמי שלה והמהירות שהיא מפתחת מפעילים עליה לחץ גדול להמשיך לרדת למטה; מצד שני, הרצפה לא ממש באה לקראתה. כלומר היא כן באה לקראתה, אבל לא בקטע טוב: ברגע ההתרסקות מופעלים על הכוס כוחות שמושכים לכל הכיוונים. החיבורים החלשים יותר בין מולקולות הזכוכית פשוט נקרעים, מה שיוצר סדקים, וכל המבנה נעשה הרבה פחות יציב. ומה לגבי אופי השברים? הוא, כפי שנרמז כבר במערכה הראשונה, נקבע עוד בתהליך הייצור של הכוס.

(צילום: אייל טואג)

רוב כוסות הבירה מיוצרות בשיטה של ניפוח זכוכית לתוך תבנית: מחממים זכוכית לטמפרטורות של 1,050־1,200 מעלות צלזיוס, לוקחים כמויות מדודות של זכוכית נוזלית, ומנפחים אותן לתוך תבנית. ברגע שהחומר מקבל את הצורה הרצויה, מתחילים לקרר אותו. אם הקירור איננו מבוקר, סדקים ייווצרו בכוס עוד לפני שתספיק להתקרר לגמרי; גם קירור מבוקר לא מונע היווצרות סדקים ספונטניים, אבל כאלה שמופיעים אחרי כמה שנים ולא מיד. בדיוק לקטע הזה קוראים עייפות החומר.

לקירור יש חשיבות נוספת: ככל שהוא איטי יותר, הקשרים בין המולקולות אמורים להיות חזקים יותר. התוצאה היא זכוכית שלא נשברת, אלא מתרסקת. שכלול של הרעיון הזה מאפשר לייצר שמשות רכב שפגיעה חזקה גורמת להן להתנפץ לאינספור רסיסים קטנים ולא חדים. אלה לא חותכים את מי שאיתרע מזלו לשבת בתוך הרכב, ומפעילים התנגדות מינימלית על מי שהתחרבן מזלו לעוף דרכם.

את פיזור הבירה והשברים מכתיב חוק שימור התנע. תנע של חלקיק - בין אם מדובר ברסיס זכוכית או בטיפת בירה - הוא המהירות שלו כפול המשקל שלו, אבל בתכלס הוא פשוט הנטייה שלו לנוע לאנשהו. כששיחררנו את הכוס היה לה תנע רק כלפי מטה, כך שהפיזור לצדדים אמור להיות סימטרי: בפירוק הכי פשוט נקבל שני שברים ושני כתמי בירה זהים, שעפו בדיוק באותה מהירות ובכיוונים מנוגדים ויצרו תמונת מראה הדדית. אלא שהתחתית בדרך כלל כבדה משמעותית משאר הכוס, כך שהיא עפה בכיוון אחד וכל השאר מתפזרים בכיוון המנוגד. טוב, כבר אמרנו: כל הסיפור כאן הוא שימור אנרגיה, שימור תנע, ומלצרית גבוהה אחת ששם המשפחה שלה מתחרז עם "טעמי".