Whether or not you realize it, as a surfer you’re a master of complicated physics.
בין אם אתם מבינים את זה או לא, כגולשים אתם אשפים של פיזיקה מורכבת.
The science of surfing begins as soon as you and your board first hit the water. The board’s size and light construction help it displace a lot of water. In turn, a buoyant force equal to the weight of the displaced water pushes up, counteracting you and your board’s weight. This lets you stay afloat while you wait to paddle for a wave.
המדע של גלישת גלים מתחיל ברגע שאתם והגלשן פוגעים במים. גודל הגלשן והמבנה הקל עוזרים להזיח הרבה מים. בתמורה, כוח ציפה שווה למשקל המים המוזחים דוחף למעלה, מתנגד למשקלכם ולמשקל הגלשן. זה מאפשר לכם לצוף בעודכם שוחים לגלים.
And what exactly are you waiting for? The perfect wave, of course. Like other waves in physics, ocean waves represent a transfer of energy. Wind blowing across the ocean accelerates water particles near the surface, leading to the growth of ripples that become waves. These deviations from the flat surface are acted upon by gravity, which tries to restore the surface to its original flat state. As the waves then move through the water, particles push and pull on their neighbors through the wave induced pressure, and this motion propagates energy through the water in unison with the wave motion. The motion of these particles is much more limited than the overall motion of the waves. Near the shore, the shallower seafloor constrains the motion of the waves to occur in a more limited region than out at sea, concentrating the wave energy near the surface. If the topography of the shoreline is even and smooth, this will refract the waves to become more parallel to the shore as they approach.
ולמה בדיוק אתם מחכים? הגל המושלם כמובן. כמו גלים אחרים בפיזיקה, גלים באוקיינוס מייצגים העברת אנרגיה. רוח הנושבת על האוקיינוס מאיצה חלקיקי מים קרוב לפני השטח, מה שמוביל לגדילה של אדוות שהופכות לגלים. על הסטיות האלו משטח חלק פועלת הכבידה, שמנסה להחזיר את פני השטח למצב השטוח המקורי. כשהגלים נעים דרך המים, חלקיקים דוחפים ומושכים את שכניהם דרך הלחץ שמופעל על ידי הגל, והתנועה הזו מעבירה אנרגיה דרך המים באחידות עם תנועת הגלים. תנועת החלקיקים האלה מוגבלת הרבה יותר מתנועת הגלים עצמם. קרוב לחוף, קרקעית הים הרדודה יותר מגבילה את תנועת הגלים כך שהיא מתרחשת באזור מוגבל יותר מאשר בים, ומרכזת את אנרגיית הגלים קרוב לפני השטח. אם הטופוגרפיה של קו החוף היא אחידה וחלקה, זה יחזיר את הגלים להפוך למקבילים יותר לחוף כשהם מתקרבים.
This is the crucial moment. As the wave gets near, you quickly pivot your board in the same direction as the wave and paddle to match its speed. Your board forms an angle with the water, and this creates a dynamic pressure on the bottom of it, forcing you and your board out of the water, to skim along the surface. At the same time, your increased forward momentum makes you more stable, allowing you to stand up and surf along the wave.
זה הרגע הקריטי. כשהגלים מתקרבים, אתם מטים במהירות את הגלשן באותו כיוון כמו הגל ושוחים כדי להתאים את המהירות. הגלשן שלכם יוצר זוית עם המים, וזה יוצר לחץ דינמי על תחתיתו, מה שדוחף אתכם ואת הגלשן מחוץ למים, לגלוש על פני השטח. באותו זמן, המומנט הקדמי הגדל שלכם הופך אתכם ליותר יציבים, מה שמאפשר לכם לעמוד ולגלוש לאורך הגל.
Now you’ve caught the wave, and are riding along its front face parallel to the shoreline. Fins on the surfboard allow you to alter your speed and direction by repositioning your weight. Above you is the wave’s crest, where the water particles are undergoing their greatest acceleration. That forces them to move faster than the underlying wave, so they shoot ahead before falling under gravity’s influence. This forms the waves’ characteristic curls, or jets, as they break along the shore. Sometimes, the curl might completely enclose part of the wave, forming a moving tube of water known as the barrel. Because of irregularities in the seafloor and the swell itself, few barrels last as long as the legendary 27-second ride off the coast of Namibia. But many who manage to get barreled have said they feel time passing differently inside, making it one of the most magical experiences a surfer can have.
עכשיו תפסתם את הגל, וגולשים לאורך החזית שלו במקביל לקו החוף. סנפירים על הגלשן מאפשרים לכם לשנות את המהירות והכיוון שלכם על ידי מיקום מחדש של משקלכם. מעליכם נמצא שיא הגל, שם חלקיקי המים חווים את התאוצה הגדולה ביותר. זה מכריח אותם לנוע מהר יותר מהגל שמתחתם, אז הם טסים הלאה לפני שהם נופלים תחת השפעת הכבידה. זה יוצר את הסלסולים האופייניים של הגלים, או צינורות, כשהם נשברים לאורך החוף. לפעמים, הגלגול סוגר את הגל לגמרי, מה שיוצר צינור מים נע שידוע כחבית. בגלל חוסר אחידות בקרקעית הים והגל עצמו, מעט חביות נמשכות כמו הגלישה האגדית בת 27 השניות לאורך חופי נמיביה. אבל הרבה שמצליחים להכנס לחבית אמרו שהם מרגישים שהזמן עובר אחרת בפנים, מה שעושה את זה לאחת החוויות הכי קסומות שגולש יכול לחוות.
Of course, not all beaches are created equal. Offshore underwater canyons or rock formations in certain locations like Nazare, Portugal or Mavericks, California refract the incoming wave energy into a single spot, creating massive waves sought by surfers worldwide. And some of these waves travel for more than a week, with swells originating more than 10,000 kilometers away from shore. Waves surfed in sunny California may have originated in the stormy seas near New Zealand.
כמובן, לא כל החופים נוצרו שווים. קניונים תת מימיים הרחק מהחוף או צורות סלעים במיקומים מסויימים כמו נזארה פורטוגל או המאבריקס בקליפורניה מחזירים את אנרגית הגלים הנכנסת לנקודה בודדת, מה שיוצר גלים מסיביים שנחשקים על ידי גולשים בכל העולם. וכמה מהגלים האלה נעים במשך יותר משבוע, עם גלים שמגיעים ממרחק של יותר מ 10,000 קילומטר מהחוף. גלים שגולשים עליהם בקליפורניה השמשית יכולים אולי להתחיל במקור בימים הסוערים של ניו זילנד.
So while you may not be thinking about weather patterns in the South Pacific, tectonic geology, or fluid mechanics, the art of catching the perfect wave relies on all these things and more. And the waves we surf, created by wind, are just one visible part of the continuous oscillation of energy that has shaped our universe since its very beginning.
אז בעוד אתם אולי לא חושבים על תבניות מזג האויר בדרום הפסיפי, גיאולוגיה טקטונית, או מכניקת נוזלים, האמנות של לכידת גלים מושלמים מסתמכת על כל הדברים האלה ועוד. והגלים עליהם אנחנו גולשים, שנוצרו על ידי הרוח, הם רק חלק אחד נראה של התנודות המתמשכות של האנרגיה שעיצבו את היקום שלנו מאז תחילתו.