האופניים — מהדרייזינה ועד אופני הבטיחות

ממציאים · לכיתות ג׳–ח׳

האופניים נראים לנו פשוטים: שני גלגלים, כידון, דוושות ושרשרת. אבל לקח כ־70 שנה של ניסויים, טעויות ונפילות עד שהם קיבלו את הצורה שאנחנו מכירים. ויש בסיפור הזה הר געש, אופניים בלי דוושות, וגלגל קדמי גבוה כמו מבוגר.

קרל פון דרייס ומכונת הריצה

ב־1815 התפרץ באינדונזיה הר הגעש טמבורה, אחת ההתפרצויות החזקות בהיסטוריה. האפר שעלה לשמיים צינן את העולם, ו־1816 נקראה באירופה ״השנה בלי קיץ״: היבול נכשל, והרבה סוסים מתו או לא היה במה להאכיל אותם. יש היסטוריונים שחושבים שזה עודד את קרל פון דרייס, פקיד יער ממנהיים שבגרמניה, לחפש דרך לנוע בלי סוס — אבל זה רק השערה.

ב־12 ביוני 1817 יצא פון דרייס לנסיעה הראשונה המתועדת במכונה שבנה: שני גלגלי עץ אחד מאחורי השני, מסגרת עץ, מושב והגה. לא היו לה דוושות — הרוכב ישב ודחף את הקרקע ברגליו, כמו ילדים על אופני איזון היום. המכונה נקראה ״מכונת ריצה״, ועל שמו נקראה גם ״דרייזינה״. הנסיעה הראשונה נמשכה כשעה, למרחק של כמה קילומטרים — לפי רוב המקורות, יותר מהר ממי שהלך ברגל.

דוושות על הגלגל הקדמי

במשך כמעט 50 שנה לא היו לאופניים דוושות. בשנות ה־60 של המאה ה־19 הופיעו בצרפת ״ולוסיפדים״ — אופניים עם דוושות שמחוברות ישירות לגלגל הקדמי. מי חיבר לראשונה את הדוושות? כאן יש ויכוח: חלק מהמקורות נותנים את הקרדיט לפייר מישו ולבנו, נפחים מפריז, וחלק לפייר לאלמן, מכונאי צרפתי שהגיש פטנט על הרעיון בארה״ב ב־1866. ייתכן שעבדו על זה כמה אנשים במקביל.

הוולוסיפדים היו עשויים עץ וברזל, עם גלגלים עם חישוקי ברזל, והנסיעה עליהם בדרכי אבנים הייתה קופצנית מאוד. בגלל זה קיבלו באנגלית את הכינוי ״מנערי עצמות״. ובכל זאת הם היו להיט, ונפתחו אפילו אולמות מיוחדים שבהם אנשים למדו לרכוב.

הגלגל הענק

כשהדוושות מחוברות לגלגל הקדמי, כל סיבוב של הדוושות הוא סיבוב אחד של הגלגל. איך נוסעים מהר יותר? מגדילים את הגלגל. בשנות ה־70 של המאה ה־19 הופיעו אופניים עם גלגל קדמי ענק — לפעמים בקוטר של יותר ממטר וחצי — וגלגל אחורי קטנטן. באנגלית קראו להם ״פני־פארת׳ינג״, על שם שני מטבעות בריטיים, אחד גדול ואחד קטן.

האופניים האלה היו מהירים, אבל מסוכנים: הרוכב ישב גבוה מאוד, ואם הגלגל נתקע באבן — הוא עף קדימה על הראש. לכן רכבו עליהם בעיקר צעירים אמיצים, ומעט מאוד נשים, ילדים או מבוגרים. היה ברור שצריך פתרון בטוח יותר.

אופני הבטיחות והצמיג המנופח

הפתרון היה שרשרת. במקום לחבר את הדוושות לגלגל, מחברים אותן לגלגל שיניים, ושרשרת מעבירה את הכוח לגלגל האחורי. כך אפשר לבנות שני גלגלים שווים ונמוכים, והרוכב יושב קרוב לקרקע. כמה ממציאים עבדו על זה, אבל המודל שהצליח במיוחד היה של האנגלי ג׳ון קמפ סטארלי, שהציג ב־1885 את ״אופני הבטיחות״. הצורה שלהם — מסגרת, שני גלגלים שווים, שרשרת לגלגל האחורי — היא כמעט הצורה של האופניים שלכם.

החלק האחרון היה הצמיג. ב־1888 פיתח הווטרינר הסקוטי ג׳ון בויד דנלופ צמיג גומי ממולא אוויר לאופניים של בנו, כדי שהנסיעה תהיה נוחה יותר. מאוחר יותר התברר שממציא סקוטי אחר, רוברט תומסון, רשם פטנט על צמיג אוויר כבר ב־1845 — אבל הרעיון שלו נשכח. עם צמיג מנופח ושרשרת, האופניים נעשו נוחים, בטוחים וזולים, ובסוף המאה ה־19 מיליוני אנשים רכבו עליהם — כולל נשים, שקיבלו בזכותם חופש תנועה חדש.

✅ חידון: האופניים — מהדרייזינה ועד אופני הבטיחות

1. מי בנה את ״מכונת הריצה״ ב־1817?

2. מה היה חסר בדרייזינה?

3. לאיזה גלגל חוברו הדוושות בוולוסיפדים הצרפתיים?

4. למה בנו אופניים עם גלגל קדמי ענק?

5. מה הייתה הסכנה באופניים עם הגלגל הענק?

6. מה מיוחד ב״אופני הבטיחות״ של סטארלי?

7. מי פיתח ב־1888 צמיג ממולא אוויר לאופניים של בנו?

8. מה היה הכינוי האנגלי לוולוסיפדים הקופצניים?

🖨️ דף עבודה להדפסה

8 שאלות, שאלות לחשיבה ודף תשובות עם הסברים.

🔬 שיעור במדעים: חיכוך ←למה גלגלים ושרשרת צריכים שמן, ולמה צמיגים נאחזים בכביש.🔬 שיעור במדעים: מכונות פשוטות ←גלגל וציר, גלגלי שיניים ומנופים.

📘 מושגים מהשיעור

💬 שאלות לשיחה

  1. למה לדעתכם אופני איזון לילדים קטנים דומים כל כך לדרייזינה מ־1817?
  2. איך לדעתכם שינו האופניים את החיים של נשים בסוף המאה ה־19?
  3. אם הייתם יכולים להוסיף המצאה אחת לאופניים שלכם, מה היא הייתה?

📖 קטע קריאה בנושא: 🚲 האופניים של סבא רבא

יונתן קיבל ליום ההולדת אופני איזון — אופניים קטנים בלי . הוא ישב עליהם ודחף את הקרקע ברגליים, ממש כמו בהליכה.

״יודע מה?״ אמר סבא. ״כך נראו האופניים הראשונים בעולם!״ יונתן לא האמין.

סבא סיפר שלפני יותר ממאתיים שנה, בשנת 1817, בנה גרמני בשם קרל דרייס מעץ עם שני גלגלים. לא היו לה , ומי שרכב עליה דחף את האדמה ברגליים. אנשים צחקו עליו, אבל הוא נסע עליה מהר יותר מאדם שהולך.

אחר כך הוסיפו ממציאים לגלגל הקדמי. כדי לנסוע מהר, הגדילו את הגלגל הקדמי עוד ועוד, עד שהיה גבוה כמו אדם! לרכוב על אופניים כאלה היה מסוכן מאוד.

בסוף הגיע רעיון חכם: שמחברת את לגלגל האחורי. עכשיו שני הגלגלים היו באותו גודל, והאופניים נעשו ונוחים — כמו האופניים שלנו היום.

יונתן חשב רגע ואמר: ״אז אני מתחיל בדיוק כמו ההיסטוריה!״

📖 מילון הקטע
  • דוושות — החלקים של האופניים שדוחפים ברגליים כדי לנסוע
  • ממציא — מי שחושב על דבר חדש ובונה אותו
  • מכונה — מכשיר שעוזר לעשות עבודה או לנוע
  • שרשרת — טבעות מתכת מחוברות זו לזו
  • בטוחים — שאין בהם סכנה

שאלות

1. מה היה חסר באופניים הראשונים?
2. למה הגדילו את הגלגל הקדמי?
3. מה הפך את האופניים לבטוחים ונוחים?
4. למה אמר יונתן ״אני מתחיל בדיוק כמו ההיסטוריה״?
5. אנשים צחקו על קרל דרייס ועל המכונה שלו. למה, לדעתכם, חשוב שממציא ימשיך לנסות גם כשצוחקים עליו?

עוד שיעורים בממציאים

לכל 15 השיעורים בממציאים ←

חוברת ומבחן לדוגמה לכיתה

שאלות נפוצות

מי המציא את האופניים?

קרל פון דרייס בנה ב־1817 את ״מכונת הריצה״ — אופניים בלי דוושות. בשנות ה־60 של המאה ה־19 חוברו בצרפת דוושות לגלגל הקדמי (יש ויכוח אם מישו או לאלמן), וב־1885 הציג ג׳ון קמפ סטארלי את אופני הבטיחות עם שרשרת — הצורה של היום.

מה זו דרייזינה?

השם של מכונת הריצה של קרל פון דרייס: שני גלגלי עץ, מסגרת, מושב והגה, בלי דוושות. הרוכב דחף את הקרקע ברגליו.

מתי הומצא הצמיג המנופח?

רוברט תומסון רשם פטנט על צמיג אוויר ב־1845, אבל הרעיון נשכח. ב־1888 פיתח ג׳ון בויד דנלופ צמיג אוויר לאופניים, ומאז הוא התפשט.

שווה להסתכל גם על ממציאים והמצאות, ולומדים.

האם זה עזר?
חדש בעוגה בוגה: מבקשים — ואנחנו מכינים ✨חסר לכם דף עבודה, חוברת או משחק? ספרו לנו, בחינם.
לבקשת דף ←או בוואטסאפ