באחת הסצנות המפורסמות בשובר הקופות הקלאסי 'הנמלט' (The Fugitive, 1993) האריסון פורד האמיץ קופץ מסכר בגובה 20 קומות היישר אל המים שתחתיו. האם במציאות היה שורד את הנפילה? האם אפשר לצאת ללא פגע בקפיצה למים מגובה רב? ולמה אם ממש מוכרחים לקפוץ למקווי מים, עדיף לקפוץ מסכר?

לפני שנתחיל - חשוב להדגיש: אל תנסו את זה בבית. לא מסכר ואפילו לא מהגשר באילת.

בסרט 'הנמלט' האריסון פורד מואשם ברצח שלא ביצע, ונרדף על ידי איש החוק טומי לי ג'ונס. במהלך מרדף בתוך צינורות מים המובילים אל שפת סכר עצום, הנמלט מביט לאיש החוק בעיניים וזועק "לא רצחתי את אשתי!" ואיש החוק עונה בקרירות "לא אכפת לי". מתסכל, נכון?? עושה לך חשק לקפוץ מסכר. וזה בדיוק מה שהנמלט עושה [1]. הוא, כמובן, שורד את הנפילה וממשיך במסע להוכחת חפותו. קטעים דומים של קפיצות למים מגובה עצום (אפילו ממטוסים!) מופיעים בסרטים רבים. האם גם במציאות היה הנמלט יוצא ללא פגע?

לשם בדיקת הדיוק המדעי ניעזר בשני מונחים: אנרגיית גובה ומתח פנים.

אנרגיית גובה היא אנרגיה פוטנציאלית האצורה בגוף כתוצאה מכוח המשיכה: ככל שהגוף במקום גבוה יותר, האנרגיה שלו גדולה יותר. אנרגיית הגובה מומרת לאנרגיה קינטית, כלומר אנרגיה האצורה בתנועה של גוף נופל. נוסחאות למתקדמים: אנרגיית גובה = מכפלת הגובה במסה ובקבוע הכבידה של כדה"א; אנרגיה קינטית = מחצית מכפלת המסה במהירות בריבוע. כעת לנתונים: הקטע צולם בסכר Cheoah Dam שבצפון קרוליינה, שגובהו 69 מטר. נחשב ונמצא שמהירות הפגיעה התיאורטית במים היא 37 מטר/שנייה (132 קמ"ש). בהנחה שהנמלט שוקל 80 ק"ג, הוא יפגע במים עם אנרגיה קינטית של כ-J50,000 (ג'ול, joule), שזה בערך כמו שתפגע בו משקולת של 1 טון במהירות 35 קמ"ש. לא כיף.

המונח השני הוא מתח פנים: כשנוזל נמצא במגע עם גז, אזי ההבדל בין הכוחות הפועלים על המולקולות בגוף הנוזל למולקולות המצויות באזור המגע שלו עם האוויר יוצר מעין 'מתיחה' של פני השטח (לקריאה בהרחבה [2]). רבים טועים לחשוב שנפילה למים תהיה קטלנית בשל מתח הפנים, אך למעשה השפעתו זניחה בהקשר שלנו: אנרגיית השפה של מים בתנאי מעבדה היא 0.072 ג'ול למ"ר – כלומר זאת (בקירוב) האנרגיה שנצטרך להשקיע כדי ליצור או להרוס שפה נוזלית בשטח של מ"ר אחד – ואילו לאדם ממוצע הנופל מגובה רב יש אנרגיה קינטית של עשרות אלפי ג'ול, כפי שחישבנו בפסקה הקודמת. [3]
אבל אלה רק מים, תשאלו, אז מה הבעיה ליפול לתוכם? ובכן, הבעיה היא המסה המוספת – תכונה המתארת התנגדות החומר לשינוי צורה. מים אינם דחיסים, ולכן עליהם 'לזוז' ולפנות מקום לגוף פוגע. היות שהמסה המוספת של המים גבוהה מזו של האוויר, יש להשקיע כוח רב יותר כדי 'להזיז' אותם מהר. הכוח הזה, במפגש עם הגוף האנושי, מוביל לפציעות. זאת הסיבה שפעלולנים קופצים לתוך ערמת ארגזי קרטון ריקים ולא למים: הקרטונים הרבים הם תווך המאט את נפילת הפעלולנים בהדרגתיות, ובכך מקטין את הכוחות הפועלים עליהם.

גם לאופן הפגיעה במים יש משמעות: ככל ששטח הפנים של הגוף הפוגע קטן יותר, כך תהיה ההאטה ממושכת ומתונה יותר. לכן ממש עדיף לקפוץ קפיצת ראש לבריכה בידיים מתוחות מעל לראש (הזזה של מעט מים, ולכן האטה הדרגתית בתוך המים) ולא לנחות במים על הבטן (הזזה של מים רבים, ולכן האטה פתאומית ברגע הפגיעה במים). עוד המלצות להפחתת פציעות בקפיצה למים מגובה רב נוגעות גם הן באופן 'שבירת' המים בעת הפגיעה: הצמדת הידיים לצידי הגוף ('עיפרון'); נחיתה אנכית, בזווית ישרה; יישור כף הרגל (point); הקשחת השרירים וכדומה. פגיעה במים באופן שגוי עלולה לגרום לנזקים בריאותיים כגון דימומים פנימיים, זעזוע מוח, שברים ועוד, גם אם לא תהיה תמיד קטלנית.

השיא של קפיצה למים מגובה עומד כיום על 58.8 מטר (נמוך בעשרה מטרים מגובה הסכר בסרט!). הקפיצה בוצעה, כמובן, על ידי מקצוען רב ניסיון. גם הוא, אגב, לא יצא ללא פגע... הוא נפגע ברגל ובכתף [4]. נשוב ונדגיש שמדובר בפעילות אתגרית מסוכנת. אפילו קופצים מקצועיים, הקופצים מגובה של 10 מטרים בלבד (ופוגעים במים ב-50 קמ"ש בלבד) סובלים מפציעות רבות. [5]

חוץ מכל זה, כדאי לידידנו הנמלט לזכור שרוב הסכרים בנויים בשיפוע, כך שלמעשה רבים הסיכויים שהוא יפגע בבטון לפני שיגיע אל המים. ועוד משהו: הזרמים החזקים במי הסכר מקשים מאוד על שחייה, כך שגם אילו ישרוד את הנפילה, קטנים הסיכויים שיגיע בשלום אל הגדה.

עם זאת, בסצנה מופיע פרט המשפר את ציון הדיוק המדעי שלה: הנמלט אינו קופץ ישירות אל תוך המים, אלא משתלב עם מפל המים מהסכר. פגיעת מי המפל מכניסה אוויר אל תוך המים, ויוצרת שכבה של מים מעורבים בבועות אוויר העולות מעלה. כך הנמלט פוגע במים עם ריכוז גבוה של בועות אוויר. בועות האוויר, בניגוד למים, הן דחיסות, ולכן ההתנגדות בעת הפגיעה נמוכה יותר (האנרגיה הקינטית מומרת בחלקה לאנרגיה האלסטית של האוויר). בדרך זו גדלה ההסתברות שהוא אכן ישרוד את הקפיצה.

כך או כך, אנחנו לא ממליצים לקפוץ למקווי מים מגובה רב. ההסתברות לשרוד נמוכה אפילו מההסתברות שיהיה מתנקש בעל יד אחת.

דיוק מדעי 3/10.

ליווי מדעי: דוד קייסר

עריכה: חגי גלרנטר

מקורות והרחבות:

[1] הסצנה

[2] מתח פנים

[3] מכסחי המיתוסים

[4] שיא הקפיצה למים

[5] פציעות של קופצים מקצועיים