16 פברואר 2026 
5 דקות בניסוי הזה נבנה מין צעצוע מנייר שזוחל בצורה מפתיעה מטה במורד, תוך הסתמכות על עקרונות פיזיקליים רבים.
את מהלך הניסוי ניתן לראות בקישור הבא:
זחל הגולה, למרות פשטותו, משלב בפעולתו לא מעט עקרונות פיזיקליים והנדסיים. הבה נעבור עליהם:
הזחל מתגלגל לו תמיד למטה, למעשה חייבים להטות כלפי מטה את המשטח עליו נמצא הזחל כדי שינוע. זה בגלל הברור מאליו: דברים על כדור הארץ תמיד נופלים למטה. אבל אולי זה לא כל כך ברור מאליו? נדרש לצוויליזציה האנושית אלפי שנים, עד שקם המדען אייזיק ניוטון וקבע כי דברים נופלים למטה בגלל שפועל עליהם כוח – כוח המשיכה. זהו כוח אוניברסלי שפועל במידה שווה על כל הדברים בעולם, ואם נראה שדבר לא נופל מטה בכלל (כפי שנראה להלן) או נופל מטה אבל בקצב איטי יותר מדברים אחרים – למשל נוצה או מצנח – זה סימן שפועל עליו כוח נוסף שמתנגד לכוח המשיכה.
כפי שהודגם בסרטון – כאשר גליל נייר מונח על משטח משופע הוא דווקא נשאר במקומו ולא נע, לפחות כל עוד השיפוע מתון, בפיסקה הקודמת אמרנו שכוח המשיכה פועל על כל הגופים בעולם, ולכן פועל גם על גליל של נייר, הסיבה שהנייר לא נע היא שפועל עליו כוח שמתנגד לכוח המשיכה – כוח החיכוך, שגם הוא נוסח באופן מתמטי רק לפני כמה מאות שנים. אלמלא כוח החיכוך לא היינו יכולים ללכת באופן מבוקר: חשבו מה קורה כאשר הריצפה רטובה ויש מעט כוח חיכוך. אפילו לשבת שעונים על כיסא או להרים חפצים היה הופך למטלה כמעט בלתי אפשרית. החיכוך גורם להיצמדות של שני גופים זה לזה, כך שיש להפעיל כוח חזק אחר כדי להחליק אותם זה לעומת זה.
בניגוד לנייר, הגולה דווקא מתגלגלת בקלי-קלות מטה בכל הטייה קטנה של המשטח: אם תפילו גולה לריצפה תראו שהיא יכולה להתגלגל בקלות לקצה החדר. הסיבה לכך היא שחפץ מתגלגל לא מחליק על המשטח אלא מתגלגל על פניו… פעולת כוח החיכוך על חפץ מתגלגל מתבטאת בעיקר ביצירת הגילגול ומניעת החלקה ולא בהאטת הגוף. מסיבה זו האנושות המציאה את הגלגל: תנועת הגלגול מונעת את ההחלקה בעלת כוח חיכוך רב שמתנגדת לתנועה (פרקטית – מאפסת את ההחלקה ואת כוח החיכוך הנלווה אליה), ומאפשרת להניע חפצים בקלות. אם ניסיתם לדחוף ארגז כבד על הריצפה אתם בוודאי יודעים כמה זה קשה – הסיבה לכך היא החיכוך. אולם אם אותו ארגז מונח על משטח עם גלגלים המשימה הופכת לקלילה, ואפילו ילד יוכל לבצע זאת. מסיבות שונות קשה ליצור גלגל שמסתובב על ציר במערכות ביולוגיות, והיחידים שעשו זאת הם חיידקים, במנוע של שוטונים: מעין “זנב” של התא שמשמש לתנועה. את הגלגל כמו שאנחנו מכירים אותו צריך היה להמציא – על פי ההערכות הארכיאולוגיות הגלגל כאמצעי לשינוע מסעות הומצא במזרח התיכון באיזור מסופוטמיה, עירק של ימינו, באלף החמישי לפני הספירה. יש גם ציוויליזציות שפשוט לא המציאו את הגלגל כאמצעי הנעה: באמריקה הצפונית והדרומית, למשל, התושבים המקוריים אומנם השתמשו בבעלי חיים לנשיאת משאות אבל לא המציאו את הגלגל ולא היו ברשותם כרכרות. האירופאים שהגיע לאמריקה, שעבורם גלגל היה מובן מאליו, הופתעו מכך מאוד.
אגב – אם גליל הנייר יוצב על השיפוע באופן אחר – בסיבוב של 90 מעלות, כשהוא מוצב “לרוחב” – הוא יתגלגל כמו גלגל. כאשר אנו מציבים אותו לאורך אין לו אפשרות להתגלגל והחיכוך עוצר אותו, והגולה – מתגלגלת בתוכו.
מרכז כובד או מרכז מסה זוהי מין נקודה דימיונית שאפשר למצוא עבור כל גוף, ונמצאת במרכז המסה שלו – כך שבממוצע המסה מעליה שווה למסה מתחתיה, המסה משמאלה שווה למסה מימינה, וכן הלאה.. עבור גופים פשוטים מרכז הכובד נמצא פשוט במרכזם, ובגופים מורכבים אפשר למצוא אותו עם עושים מעין “ממוצע” של כל החלקים המרכיבים אותו. מה שחשוב לעניין הניסוי שלנו הוא שגוף ישאר במקומו, ולא יפול – אם ישנו בסיס בדיוק מתחת מרכז המסה שלו. וגם לההפך: אם אין בסיס מתחת למרכז מסה של גוף הוא יפול עד שיגיע למצב שבו יש בסיס מתחתיו. כיוון שמסת הגולה גדולה בהרבה ממסת הנייר, בקירוב טוב מרכז המסה של זחל הגולה הוא מרכז הגולה. זו גם הסיבה שהדגשנו את הצורך בגולה גדולה וכבדה: אם נשתמש בגולה קטנה, שהמסה שלה קרובה מדי לזו של הנייר, הקירוב הזה לא יתקיים. בגולה הנמצאת מעל מישור משופע תמיד אין תמיכה תחת מרכז המסה, ולכן היא תמיד “נופלת” למטה ומתגלגלת (ובכך למעשה נמענת מהחלקה על המשטח שגורמת לחיכוך שמפריע לתנועה).
כעת בואו נראה מה קורה כאשר הגולה מתגלגלת לקצה הזחל המעוגל, ונבין מדוע כל הזחל מתגלגל:
כפי שניתן לראות, כאשר הגולה בקצה הזחל נוצר מצב שאין בסיס תחת מרכז הכובד של הזחל, ואז הקצה התחתון שלו “נופל” – ומעלה את הקצה העליון, בדומה לאופן בו פועל הצעצוע נחום תקום. אולם גם במצב החדש שנוצר שוב אין תמיכה תחת מרכז המסה של המערכת, וכך הזחל ימשיך ליפול עד שיעבור גלגול מלא ויתיישר מחדש תחת המשטח. כשזה קורה הגולה חופשית להתגלגל שוב לקצה השני של הזחל וחוזר חלילה. אפשר לומר שזה מין נחום תקום משודרג, שבו מרכז הכובד כל הזמן נע מקצה לקצה, וכך כל קצה ‘קם’ בתורו.
אם תשחקו הרבה עם הזחל (כמוני 😉 ) אולי תיתקלו במצב בו, בעיקר בתחילת התנועה, הגולה נמצאת בקצה הזחל אבל הוא איננו נע – אפשר לראות מצב כזה גם בסוף הסרטון בזחל שנבנה. אפשרות אחת לפתרון הבעיה היא לתת לו דחיפה ביד כפי שעשיתי בסרטון, ואפשרות נוספת היא להטות את המשטח לכיוון ההפוך כך שהגולה תנוע לקצה השני של הזחל, ואז להטות את המשטח חזרה לכיוון הראשוני, ואז, כאשר הגולה תגיע שוב לקצה בו היא נמצאה בתחילה, הוא דווקא יתחיל לנוע!
מה השתנה שמאפשר את תנועת הזחל? הפעם הגולה הגיעה לקצהו במהירות, בתנועה. לכל חפץ אפשר להגדיר גודל שנקרא “תנע” – אגב, גם אותו הגדיר ניוטון – שהוא מכפלה של מהירות הגוף במסה שלו. מכאן שיש הבדל מהותי בין חפצים דוממים, שמהירותם אפס ולכן אין להם תנע כלל, לבין חפצים נעים. כאשר חפץ נע מתנגש בחפץ אחר הוא יכול להעביר אליו חלק מהתנע שלו, ואז החפץ השני יתחיל לנוע והחפץ הראשון יואט. הדוגמה המוכרת ביותר לכך הוא משחק הביליארד שכולו העברות תנע בין כדורים. לכן כאשר הגולה נעה ומתנגשת במהירות בדופן הנייר של הזחל היא מעבירה אליה קצת תנע, וזה עוזר לזחל עקשן לנוע ולעשות את ההיפוך.
