חיכוך הוא מסוג התופעות שמוכרות לכולנו, אך לרוב אנו חושבים עליה בהקשר מוגבל ונקודתי כמו חריקת דלת או משיכת גיר על לוח. ואולם, מדענים שחוקרים את עקרונות החיכוך מגלים כי הוא נוכח בחיינו בצורה הרבה יותר משמעותית, עד לרמה של חיי אדם. ולא רק זאת, יש לנו הרבה דרכים למנף אותו, גם ברמה המעשית וגם במטפורית.
לפעמים דווקא הדברים שנוכחים בכל מקום הופכים שקופים עבורנו. כאלה הם ככל הנראה עקרונות החיכוך, ההתנגדות והזרימה. מכיוון שהם הבסיס של כל אינטראקציה פיזית שלנו עם העולם, קשה לעקוב ואפילו מעייף לנסות להבחין בהם. אבל לפעמים כדאי להגביר קצת את המודעות לדברים כאלה, כי אפשר להיות בטוחים שתופעה רווחת כל-כך טומנת בחובה אוצר של ידע שימושי.
למדע חקר החיכוך, מסבירה ג'ניפר וייל, קוראים טריבולוגיה, והרצאת TED שלה עוסקת כולה בחשיפה ויישום של טריקים וסודות חיכוך וסיכוך בחיי היומיום. וייל, המשלבת התמחות של הנדסת מכונות והנדסת חומרים, מספרת כי חקר המגע בין משטחים עלול להישמע משעמם, אבל כשבודקים את הקשר לחיינו מגלים כי הוא יכול להיות מועיל מאוד, משיפור ביצועי ריצה ועד הצלת חיים בכביש.
מהבגדים שאנו לובשים, האוכל שאנו לועסים, הדרך שאנו עוברים ולמעשה כל פעולה מכנית שנמצאת סביבנו – נוכל להרוויח אם נתבונן בה דרך עדשה של התנגדות וזרימה. מתי ואיך אפשר להפחית חיכוך בחיים, מה התועלת הכלכלית של כך, ומתי דווקא התנגדות יכולה לעזור לנו. מה שיפה הוא שאת כל הידע הזה אפשר ליישם גם במישור המטפורי.
חיכוך על כל צעד ושעל
הרעיון שבני אדם נוטים ללכת למקום עם הכי מעט התנגדות קנה לו מעריצים רבים בתחומים שונים, החל מעיצוב תעשייתי וכלה בפסיכולוגיה. שני הקצוות הללו מלמדים עד כמה באמת הרעיון שזור בחיינו, מהרמה הפיזית עד הנפשית, ומכאן העדות לגודל הפוטנציאל הטמון בו.
המקום עם הכי מעט או הכי הרבה התנגדות הוא המקום שבו תמצאו את וייל, יושבת וחוקרת מה בדיוק גורם להתנגדות ואיך אפשר להפחית אותה, או לשלוט בה. למרות הפופולריות של עיקרון ההתנגדות הנמוכה, ברור לוייל כי למקצוע שלה, טריבולוגית, אין ולו מקצת הסקס-אפיל של הרעיון. אבל היא שמה לה למטרה לשנות את דעת הקהל בנושא. "אני מבטיחה לכם", היא מתחייבת, "גילוי שלה [של הטריבולוגיה] משנה את החוויה שלכם עם העולם הפיזי".
בגדול, מה שעושה טריבולוגית הוא לשפשף משטחים אלה באלה ולראות מה קורה בשלושה היבטים: מידת ההתנגדות בין שני חומרים, שחיקה שלהם והאפשרות להחליק את התנועה באמצעות סיכוך. על פניו תחום מאוד מכני, ולכן מפתיע לגלות עד כמה הוא רלוונטי לפעולות הפשוטות שלנו. הליכה היא פונקציה של חיכוך, חיתוך ירקות, הנעת האצבע על מסך המגע, נסיעה ברכב, לבוש ולמעשה כל דבר שעשוי מחומר ואנו באים איתו באינטראקציה, כלומר, הכול.
"בלאי של כל חומר כמעט הוא תוצאה של חיכוך, ותשומת לב יכולה לחסוך לנו הון עתק במקרים מסוימים, כמו הרעש הזה במנוע שאנו מגבירים את המוזיקה כדי להתעלם ממנו".
אוקי, אז חיכוך קיים, אבל כמה הוא משפיע על חיינו? הבה נבחן כמה דוגמאות. הסוליות שלנו מתוכננות כדי להעניק כוח גרר, כלומר שיהיו בחיכוך גבוה עם המשטח, דוגמה שמלמדת כי מהירות היא לא בהכרח תוצאה של הפחתת חיכוך. סוליות שמעוצבות לא נכון יכולות לגרום לפציעות, ובתנאים מסוימים הן עלולות להיות קטלניות, כמו אצל מבוגרים, בטיפוס הרים, עבודה על משטחים רטובים וכן הלאה. את הבגדים שלנו, לעומת זאת, נעדיף חלקים ונעימים, כלומר מקדם חיכוך נמוך. חשבו כיצד ייראה היום שלכם עם חולצה חדשה שקניתם שנתפסת על העור בכל תנועה קטנה. הלאה. בסכין השפים שלנו נרצה משטח שחולף דרך חומרי גלם בצורה החלקה ביותר כדי להקל על מפרקי היד בעבודה מאומצת. בצמיגים שלנו, האיזון בין אחיזה למהירות יכול להיות הבדל של חיים ומוות. ניפוח של הגלגלים מוריד את החיכוך וכתוצאה גם את זרימת הדלק, אבל יותר מדי אוויר יכול לפגוע ביציבות המכונית ולסכן את נפשנו. בלאי של כל חומר כמעט הוא תוצאה של חיכוך, ותשומת לב יכולה לחסוך לנו הון עתק במקרים מסוימים, כמו הרעש הזה במנוע שאנו מגבירים את המוזיקה כדי להתעלם ממנו.
לגלות מחדש סקרנות של ילדים
אלו רק כמה דוגמאות של מידת ההשפעה והנוכחות של חיכוך בחיינו היומיומיים. וייל מאמינה כי פיתוח מודעות לכל הניואנסים הקטנים הללו עשוי להצטבר להקלה משמעותית על החיים. ולדבריה, פיתוח המודעות הזו בא לנו באופן טבעי כילדים. במקרה שלה, העניין בתחום החל במסגרת לימודי הבלט, אז למדה, לא תמיד בדרך הקלה, את חשיבות החיכוך עבור נעלי הפוינט המפורסמות.
"אבל גם אתם הייתם טריבולוגים צעירים", היא מבהירה, "כשציירתם עם צבעים או עפרונות צבעוניים, ידעתם שככל שתלחצו יותר חזק כך הצבע יהיה כהה יותר. אתם גם ידעתם שזה אומר שתצטרכו לחדד את הצבע או העיפרון הצבעוני לעיתים קרובות יותר, כי הוא נשחק יותר ויותר מהר". כל ילד שאי פעם היה בגן שעשועים יודע שעור חשוף הוא האויב הגדול של המגלשה – או היא שלו – אלא אם אתם מנסים לטפס מלמטה. טריבולוגיה היא גם הסיבה שביקשו מכם לא לרוץ בבית עם גרביים והיא אחת הסיבות מדוע אנו ילדים מאוד אוהבים חטיפים קראנצ'יים אך לא פעם נרתעים ממאכלים בעלי מרקם חלק.
מובן שחלק מהדברים ממשיכים איתנו אל הבגרות, אך בגילאים מתקדמים יותר אנו נוטים לייחס פחות תשומת לב לחיכוך, אלא אם העיסוק שלנו מאוד ממוקד בכך. אולי זה מלמד משהו על אורח החיים הנוכחי שלנו, שבו נשחק קצת המגע שלנו עם העולם הפיזי שסביבנו. אנו נזכרים כמה חיכוך חשוב כשהאצבע רטובה ואנו צריכים לענות לשיחת טלפון.
"האפקט המצטבר של חיכוך וסיכוך יכול אם כן לתרום לבריאות, לנוחות, לכיס, לסביבה וכמעט לכל דבר שאפשר לחשוב עליו, כולל הנפש שלנו. אף-על-פי שהיא נעדרת אלמנט חומרי, גם ברמה המופשטת אנו מגיבים להתנגדות וסיכוך".
כדי לעורר מחדש את ההתלהבות, וייל נוגעת בנושא שמדבר למבוגרים – בריאות. וליתר דיוק בריאות השיניים. מבחינה טריבולוגית, הפעולה הפשוטה הזו דווקא מאוד מורכבת. "יש לכם משטח קשה – השיניים שלכם – משטחים רכים כמו החניכיים שלכם, משחת השיניים ומברשת השיניים. יש חומר סיכה בצורה של רוק ומים והדינמיקה של האדם שמבצע את הצחצוח ועוד". הכרה בהשפעה של חיכוך יכולה להפוך את הצחצוח ליעיל ונעים יותר. לכאורה סתמי, אבל הכוח של החיכוך הוא באפקט המצטבר. למשל, לצד בריאות החניכיים מרקמים של מזונות מסוימים יכולים להרחיק אותם מפינו. כמו שכבת הווקס הנוראית שעוטפת את הפה כשאוכלים תחליף שוקולד זול או מאפים עתירי שומן צמחי.
הזכרנו כבר את נושא האחיזה של נעליים בקרקע, מה שרלוונטי מאוד לריצה. בכלל, פעילות גופנית, בשל היותה מכנית בהגדרתה, היא ממלכת החיכוך. התנגדות יכולה לחזק אותנו, אך גם לפצוע. במים אנחנו מעדיפים להפחית ממנה, בריצת שטח – להגביר אותה. שפשופים ויבלות הם תוצאה של חיכוך, ואפילו ה'קליקים' או ה'קנאקים' שאנו מחלצים מהמפרקים קשורים לנוזל הסיכה שבחיבורי העצמות.
המספרים בלתי נתפסים
ככל שפותחים את העיניים מגלים עוד ועוד מקומות שבהם אנו יכולים להגביר או להפחית התנגדות, ויחד הם נערמים לכדי שיפור משמעותי באיכות חיים. את האפקט המצטבר ממחישה וייל באמצעות נתוני צריכת דלק. "האם ידעתם ששליש מהדלק שאתם מכניסים לרכב מנוע הבערה הפנימי שלכם יבוזבז על התמודדות עם חיכוך?" היא מתארת מחקרים שבדקו יעילות אנרגיה והגיעו למסקנה שניתן להפחית 60% מצריכת הדלק על פני 20 שנה. "כשאתם חושבים על כל הרכבים שבעולם, זאת המון אנרגיה שאפשר לחסוך".
וזה רק בתחום הרכב. המחקר, שהיה מקיף יותר, מצא כי יישומים בתחום הטריבולוגיה עשויים לסייע לחסוך בארה"ב לבדה אנרגיה בשיעור של כ-3 חצי מיליארד חביות נפט. לצורך השוואה, ונצואלה, המדינה העשירה ביותר בנפט, מחזיקה בעתודות של כ-303 מיליון חביות, מאגר שאמור להתכלות בעוד כ-362 שנה.
האפקט המצטבר של חיכוך וסיכוך יכול אם כן לתרום לבריאות, לנוחות, לכיס, לסביבה וכמעט לכל דבר שאפשר לחשוב עליו, כולל הנפש שלנו. אף-על-פי שהיא נעדרת אלמנט חומרי, גם ברמה המופשטת אנו מגיבים להתנגדות וסיכוך. פיתוח הרגלי אורח חיים נשען רבות על עקרון ההתנגדות. כשאנו יוצרים סביבה נטולת מכשולים – כלומר נטולת חיכוך – אנו מטפחים מרחב קל יותר לביצוע פעולות רצויות. למשל, העברת הספרים מהמדף העליון של הארון בחדר אל פינת הישיבה תעודד קריאה. ואפשר גם הפוך, יצירת נעילה כפולה לטלפון – נניח קוד וטביעת אצבע – תגרום לנו לפתוח אותו פחות.
אותו עיקרון משרת אותנו גם באינטראקציה בינאישית. כשאנו רוצים לגרום לאדם לעצור ולחשוב עלינו, נתכנן דרך שתכלול התנגדות וחיכוך, ואילו כשנרצה קלילות וזרימה עלינו לחשוב כיצד לסכך את המגע האנושי, אולי במילים או בשפת גוף.
עקרונות ההתנגדות והזרימה הם חלק מהגדרות העולם שאליו נולדנו ולכן אנו נוטים לראות בהם את המובן מאליו. אך מכיוון שאלה חוקים המגדירים ומשפיעים על דינמיקה של הכול, יש בהם שפע של אפשרויות משחק. אנו יכולים לאמץ קצת מההתלהבות הטריבולוגית ולנסות לגלות עד כמה רחוק אפשר להגיע כשמתחילים לקחת ברצינות את כוח החיכוך והסיכוך.
תמונת כותרת: Milan1983 / shutterstock
כתבות נוספות שעשויות לעניין אותך:
כדי לפתח שליטה עצמית ולרסן הרגלים, דמיינו שאתם מתבוננים בציור של ואן-גוך
כשהדרך הקלה דווקא יעילה יותר – או – מהי עצלנות שמביאה תוצאות?
ההרצאה השבועית של TED: הכירו את חוקי הפיזיקה שמכתיבים את היומיום שלכם
עוד מרדיו מהות החיים:
רבות הדרכים – ד"ר עיבל לשם וליאת רגב בפודקסט על אייזיק ניוטון
