הסרט החדש "על חבל דק" משחזר את סיפורו של פיליפ פטי, שהלך ב-1974 על חבל בין מגדלי התאומים בניו יורק. אבל איך בעצם הולכים על חבל?
בשנת 1978 עמד אדם בן 73 על כבל ברזל דק שנמתח בין שני רבי-קומות בפורטו ריקו. שמו היה קרל וולנדה. אט-אט הוא צעד על החוט בעוד האדרנלין זורם בדמו. דרכו לא צלחה, והוא נפל אל מותו מגובה של 37 מטרים. 33 שנים מאוחר יותר הצליחו נינו, ניק וולנדה, לעמוד באתגר. מאז המשיך וולנדה הצעיר להציב לעצמו אתגרים שאפתניים, חצה את מפלי הניאגרה על חבל ורכב על אופניים באוויר בגובה של 80 מטר מעל האוקיינוס האטלנטי.
תמונות קשות: קרל וולנדה צונח אל מותו
ניק וולנדה חוצה את מפלי הניאגרה
קרל וולנדה וניק וולנדה הם שניים מאלפי ספורטאים שעוסקים בהליכה על חבל. הספורט הזה מתחלק לשלושה ענפים נפוצים: הליכה על רצועה אלסטית (Slacklining) שמשלבת קפיצות ותרגילים מרהיבים בעת ההליכה על החבל; הליכה על חבל מתוח עם מוט לשיווי משקל (Tightwire); והליכה על חבל בגובה של שישה מטרים לפחות מעל הקרקע (Highwire). שורשיו של הספורט נעוצים בסין ובמצרים במאה הראשונה לספירה, שם היו הולכים על חבל שנמתח מעל סכינים.
איך אנחנו שומרים על שיווי משקל?
אמנם, לעתים נדמה שההולכים על חבל עושים את זה בלי מאמץ, אך למעשה הם מתמודדים עם אתגרים פיזיים ונפשיים רבים. הספורט הזה דורש ריכוז ונכונות לעמוד באתגרים מפחידים ובמאמץ פיזי ניכר. בראש ובראשונה, ההולכים צריכים לדעת לשמור על שווי משקל וללכת עם מגע מוגבל מאוד בין הרגל למשטח.
כיצד האקרובטים הנועזים מצליחים ללכת על חבל כל כך דק? כדי להבין את זה צריך להבין מהו שיווי משקל. נסו את התרגיל הבא: שבו בגב זקוף על כיסא והישענו על המשענת כשרגליכם בזווית 90 מעלות כלפי הרצפה. עכשיו נסו לקום מבלי להטות את הגוף קדימה או להזיז את הרגליים אחורה. הצלחתם? סביר להניח שלא.
הסיבה שלא הצלחתם לקום – והסיבה שההולכים על חבל מצליחים לשמור על שיווי משקל – נעוצה בעיקרון פיזיקלי פשוט. אך קודם, בואו נבהיר מהו מרכז הכובד או מרכז המסה. מרכז הכובד הוא נקודה שמייצגת מבחינה פיזיקלית את המקום של כל המסה (החומר) של הגוף – כאילו היא אינה מפוזרת בכל שטחו אלא מרוכזת רק בנקודה אחת. בגוף סימטרי, כמו כדור או קובייה, מרכז הכובד יהיה נקודת מרכז הנפח של הגוף.
גוף האדם הוא פחות או יותר סימטרי, ולכן מרכז הכובד שלנו נמצא בדרך כלל על ציר הסימטריה האורכי. אך מרכז הכובד משתנה בהתאם לתנועות האדם. אם אנחנו מרימים ידיים, מרכז הכובד יהיה גבוה יותר לעומת מצב שבו נעמוד עם הידיים לצדי הגוף.
כדי שגוף יהיה יציב, מרכז הכובד שלו צריך להימצא מעל בסיס התמיכה. זהו עקרון פיזיקלי חשוב. כשאנחנו עומדים, בסיס התמיכה שלנו הוא כפות הרגליים והשטח שביניהן. כשמניחים אגרטל על שולחן, בסיס התמיכה שלו הוא השטח שבא במגע עם השולחן, ובסיס התמיכה של השולחן הוא המלבן שבין רגליו.
אצל האדם המופיע באיור הבא, לעומת זאת, מרכז הכובד לא נמצא מעל בסיס התמיכה שלה - ולכן הוא אינו יציב ועלול ליפול.
כאשר אנו משנים את תנוחת הגוף ביחס לקרקע אנו מזיזים את מרכז הכובד שלנו ביחס אליה. לא נוכל לעמוד אלא אם מרכז הכובד יהיה בדיוק מעל רגלינו, אחרת לא נצליח להתאזן. לכן עלינו להטות את הגוף קדימה כשאנחנו קמים מהכיסא.
איך שומרים על מרכז הכובד מעל חבל דק?
נחזור לאדם שהולך על חבל. בסיס התמיכה של ההולך קטן מאוד בהשוואה לאדם שעומד על הקרקע, וכדי לשמור על יציבות עליו לדאוג שמרכז הכובד יהיה תמיד מעל בסיס התמיכה הצר הזה.
החבל המתוח הוא למעשה ציר שסביבו נע מרכז הכובד של האדם שהולך עליו. אם מרכז הכובד אינו נמצא היישר מעל החבל , כוח הכובד ימשוך את האדם הצידה והוא יתחיל להסתובב סביב הציר – כלומר, ליפול.
כדי להימנע מכך, האקרובט נעזר לא פעם במוט איזון ארוך, שתפקידו להגביר את מומנט ההתמד (האינרציה הסיבובית) של ההולך על החבל. מומנט ההתמד הוא מדד להתנגדות הגוף לסיבוב סביב ציר מסוים. ככל שמומנט ההתמד גדול יותר, כך קשה יותר לסובב את הגוף סביב הציר. מומנט ההתמד מושפע מצורת הגוף, מהמסה שלו, ומאופן הפיזור של המסה סביב ציר הסיבוב.
נמחיש את זה בדוגמה הבאה: אם ננסה לסובב כדורסל וכדור פוטבול על האצבע, נגלה שקל יותר לסובב את הכדורסל. מדוע? משום שלפוטבול יש צורה אליפטית, ולכן המסה שלו מפוזרת רחוק יותר מציר הסיבוב (האצבע) מאשר המסה של הכדורסל – גם אם לשניהם יש אותה מסה בדיוק. מכאן שמומנט ההתמד של הכדורסל סביב ציר הסיבוב (האצבע במקרה הזה) קטן יותר ממומנט ההתמד של כדור הפוטבול, ולכן הוא מסתובב בקלות רבה יותר.
כשאקרובט שהולך על חבל מחזיק בידיו מוט ארוך הוא מפזר את המסה שלו (כולל המוט) למרחק רב יותר ממרכז גופו, וכך מגביר את מומנט ההתמד. פירוש הדבר הוא שכאשר האיש יזוז, תנועתו תהיה איטית יותר. אותו דבר יקרה אם הוא יתנדנד ויתחיל לאבד את שיווי המשקל שלו, כך שיהיה לו יותר זמן לייצב את עצמו. תפקיד נוסף שיש למוט הוא להנמיך את מרכז הכובד של הגוף ביחס לחבל.
את התופעה הזאת אפשר להמחיש בעזרת הדגמה פשוטה: נסו לאזן סרגל קצר על האצבע, ותגלו שזה קשה יותר מלאזן סרגל ארוך.
ניק וולנדה הולך מעל הגרנד קניון
אתגר נוסף שעומד בפני ההולך על חבל הוא העובדה שהמישור עצמו נע. בניגוד לקרקע היציבה שעליה אנו הולכים בדרך כלל, החבל מושפע מהרוח, מתנועות הגוף ועוד. כשהגוף מתחיל להתנדנד נכנסת לפעולה מערכת שיווי המשקל בגוף, שמספקת לנו מידע על מיקום הגוף ותנועותיו. איברי המערכת פרושים בכל הגוף ומספקים למוח מידע שוטף. המוח מעביר לגוף הוראות לנוע בהתאם למידע שקיבל, כדי לשמור על שיווי המשקל. עיקר המידע מגיע למוח ממערכת שיווי המשקל שנמצאת באוזן הפנימית, כמו גם מהקרסוליים והברכיים שלנו.
לאתגרים שהוזכרו עד כה צריך להוסיף כמובן גם את האתגר הנפשי שכרוך בהליכה מסוכנת בגובה רב על משטח צר. בקיצור, מדובר באחד מענפי הספורט המאתגרים והמסוכנים. מה גורם לאנשים לבחור בענף הזה? מדוע אנשים כמו ניק וולנדה מציבים לעצמם משימות כמעט בלתי אפשריות ומנסים לכבוש בכל פעם יעד אתגרי נוסף? ולמה הם מוכנים לסכן את חייהם לשם כך?
האמת היא שאין לנו מושג. על זה המדע עוד לא הצליח לענות.
ד"ר טלי שפירא היא אשת מכון דוידסון לחינוך מדעי במכון וייצמן למדע
יש לכם עוד שאלות מדעיות על תופעות תרבותיות? כתבו לנו: culture@mako.co.il