נפילת פרוסת לחם מרוחה בחמאה היא תופעה שמקבלת תשומת לב כי הפרוסה נוטה לעיתים ליפול כשהצד המרוח פונה מטה. לעיתים מחליפים את החמאה בממרחים אחרים, כמו מרגרינה, ריבה או שוקולד, והתוצאה בדרך‑כלל דומה. רבים מקשרים את זה לחוק מרפי, אך יש להסבר מדעי לפנינו.
ההסבר הוא פיזיקלי ולא על‑פי אווירודינמיקה. מדובר בקינמטיקה, ענף בפיזיקה העוסק בתנועה של גופים בלי להתעמק בכוחות. כשהפרוסה זזה ומשתחררת מהשולחן, יש לה מהירות אנכית ומהירות זוויתית.
כדי לדעת אם הפרוסה תספיק להסתובב וליפול על הצד המרוח, צריך לחשב את הזווית שהצטברה עד שתגיע למשטח. הזווית θ מחושבת מאינטגרציה של המהירות הזוויתית ω לאורך זמן הנפילה. בהנחה ש‑ω קבועה, אפשר לכתוב θ = ωT. זמן הנפילה T מתקבל מתוך נוסחת התנועה עם תאוצה (גובה h, מהירות התחלתית v): h = vT + (gT^2)/2. אם θ גדולה מספיק, הפרוסה תיפול על הצד המרוח.
המהירות הזוויתית שהפרוסות מקבלות ברוב המקרים קטנה יחסית, ולכן הזווית שהן עוברות בדרך כלל בין כ־90 ל־270 מעלות. זה מוביל לכך שברוב הנפילות הצד המרוח פונה מטה.
שינוי אחד או יותר של הפרמטרים הרגילים, גובה הנפילה, המהירות האנכית או המהירות הזוויתית, עלול למנוע מהפרוסה להסתובב מספיק. במצבים כאלה הרבה פחות פרוסות יפלו על הצד המרוח.
בתרבות הפופולרית הופיע ה"פרדוקס" שבו פרוסה מרוחה בחמאה קשורה לגב של חתול. לפי הכללים, הפרוסה תיפול על הצד המרוח והחתול תמיד נוחת על הרגליים. זו סתירה היתולית שמובילה לבדיחה של סיבוב אינסופי באוויר, ולפעמים מוצגת בהקשרים קומיים כמו גנרטור חשמלי בסרטים ובקומיקס.
לעיתים פרוסת לחם נופלת כשהצד עם החמאה פונה מטה. זה קורה גם עם מרגרינה או ריבה.
זה נובע מפיזיקה של תנועה. קינמטיקה היא חלק בפיזיקה שעוסקת בתנועה בלבד. כשפרוסה נופלת, היא גם מסתובבת.
הזווית שהפרוסה מסובבת תלויה בכמה מהר היא מסתובבת ובכמה זמן היא נופלת. מהירות זוויתית זה כמה מהר היא מסתובבת סביב עצמה. אם זמן הנפילה קצר מדי, היא לא תספיק להסתובב הרבה.
אם משנים את הגובה או דוחפים אחרת את הפרוסה, היא עלולה ליפול הפעם על הצד היבש.
יש בדיחה קלאסית: אם קושרים פרוסה מרוחה על גב חתול, מי ייפול על מה? לפי החוק, פרוסת הלחם רוצה להיות מטה, והחתול רוצה לנחות על רגליו. זו בדיחה שמופיעה בסרטים ובקומיקס. לפעמים מציירים את זה מסתובב בלי סוף.
תגובות גולשים