לא להישבר: חוקרים גילו מה הדרך הכי טובה להפיל ביצה

מחקר חדש שפורסם בשבוע שעבר בכתב העת המדעי Communications Physics גילה כי ביצים נוטות להישבר פחות כאשר מפילים אותן על צדן לעומת נפילה אנכית. הממצאים מאתגרים את האמונה הרווחת שלפיה קצות הביצה הם החזקים ביותר, כך לפי NBC News.

חוקרים מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT) ערכו ניסויים ב-180 ביצי תרנגולת כדי להשוות כיצד הן נשברות כשהן ממוקמות אנכית לעומת מונחות על הצד. הביצים הושמטו מגבהים של שמונה, תשעה ועשרה מילימטרים אל משטח קשיח, כש-60 ביצים הופלו מכל גובה.

התוצאות הראו הבדל בעמידות לשבירה בהתאם לכיוון הביצה. יותר ממחצית מהביצים שהופלו אנכית מגובה שמונה מילימטרים נסדקו, ללא תלות בקצה שפנה מטה. לעומת זאת, בקרב הביצים שהופלו על הצד מאותו גובה, פחות מעשרה אחוזים נשברו. ממצא זה הדגים כי ביצים שהופלו אופקית בולמות אנרגיה טוב יותר ועמידות יותר לשבירה בהשוואה לביצים שהופלו אנכית.

הדסון בורז'ה דה רושה, חוקר ב-MIT, התייחס לממצאים המפתיעים. "הכיף התחיל כשחשבנו שנקבל תוצאה אחת ואז גילינו תוצאה אחרת", הוא ציין. 

במחקר נערכו גם מבחני לחיצה סטטית: 60 ביצים נוספות נלחצו כדי למדוד את הכוח הדרוש לסדוק אותן בשני הכיוונים. לשבירת הביצים נדרשו 45 ניוטון הן מלמעלה והן מלמטה, וכוח זהה יכול היה לסדוק את הביצה בלי קשר לכיוונה. עם זאת, ביצים שנלחצו מהצד התכווצו תחילה קלות לפני שנסדקו, מה שהצביע על כך שביצים תחת עומס אופקי יכולות להתכווץ יותר לפני שהן נסדקות בהשוואה לביצים תחת עומס אנכי.

"ראינו הבדל בכמה הביצה נדחסה לפני שנשברה", אמר הדוקטורנט ג'וזף בונביה בהודעת MIT, לפי פורבס. "הביצה האופקית נדחסה יותר תחת אותו כוח, כלומר הייתה גמישה יותר".

המדענים גילו כי "קו המשווה" של הביצה גמיש יותר וסופג יותר אנרגיה מהנפילה לפני שנשבר. כשהביצים נופלות על הצד, הן מתעוותות יותר ונשברות לאט יותר.

החוקרים ערכו גם סימולציות והשליכו ביצים מגבהים של עד עשרה מילימטרים, וגילו שביצים שהופלו אופקית נסדקו פחות מאשר ביצים שהופלו אנכית. הם השתמשו בסולנואידים ובתומכות מודפסות בתלת-ממד כדי להבטיח עקביות, מה שהפך את המבחנים לקפדניים וכשירים לשחזור.

"ההיגיון הבריא אומר שהביצה בכיוון אנכי חזקה יותר מאשר כשהיא מונחת", אמר מארק מאיירס, מדען חומרים מאוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו, שלא היה מעורב במחקר, לפי NBC News. "אבל הוכח שלא כך הדבר".

ההנחה שביצים חזקות יותר בקצותיהן מבוססת לעיתים על אופן האריזה שלהן. החוקרים מציעים שהבלבול נובע מחוסר הבנה של תכונות פיזיקליות כמו קשיחות, חוזק וקשיות. 

"לאינספור ביצים שבורות יש את האומץ לאתגר תפיסות כל-כך מקובלות", אמר טל כהן, אחד החוקרים, לפי האינדפנדנט. 

מבנים קליפתיים נפוצים בטבע ומשמשים שכבת מגן ליצורים רכים, כולל שריונות צבים, קונכיות, גולגולות אדם ואף המעטפת החיצונית של נגיפים וחיידקים. "תובנות על הכשל המכני של מבנים אלה עשויות לאפשר התקדמות בשלל יישומים, מעיצוב ציוד מגן ועד הולכת תרופות", נכתב במחקר.

הממצאים עשויים להשפיע גם על פרויקטים לימודיים כמו "אתגר הביצה" (Egg-Drop Challenge), פעילות פופולרית שבה תלמידים מתבקשים למנוע מביצה להישבר בעת נפילה מגובה מסוים. באופן מסורתי, מכניסים את הביצים הפוך למתקנים מאולתרים מתוך הנחה שהקצוות חזקים יותר. הממצאים החדשים מציעים שהנחת הביצה על הצד תשפר את סיכוייה לשרוד את הנפילה.