שינויים

'''יתרון לגודל''' הוא תכונה של השיפור ביכולת של גוף, מערכת או קבוצה להשיג מטרה מסויימת יחסית לגוף, מערכת או קבוצה אחרת קטנה יותר.

'''יתרון לגודל''' הוא תכונה של השיפור ביכולת של גוף, מערכת או קבוצה להשיג מטרה מסויימת יחסית לגוף, מערכת או קבוצה אחרת קטנה יותר.

[[קובץ:Bessemer 5180.JPG|ממוזער|300px|מהפך בסמר המשמש לשם הפקת פלדה מברזל בתהליכי יציקה, בעיר שפילד, באנגליה. במהלך [[המהפכה התעשייתית]] השתכללה היכולת של יצרנים להגדיל את מכונות היציקה איתם עבדו. מהפך בסמר זה הינו בגודל בניין בן 3 קומות. מסיבות [[החוק השני של התרמודינמיקה|תרמודינמיות]], הדבר הוביל לחסכון באנרגיה ליחידת מאסה במהלך היציקה, כמו גם שיפור היכולת לבצע ייצור המוני, שני היבטים המעניקים יתרונות לגודל. גודלם של מתקני יציקה מאין עלה מווסת על ידי חסרונות לגודל- קשיי לוגיסטיקה בהספקת חומר וצרכנים (כך שמכונות אלה מתאימות למפעלים שמובטח להם זרם יציב של שני הדברים). כמו כן מכונות גדולות אלה קשות יותר לתפעול, ומסוכנות יותר, כמו כן יש מגבלות מבחינת חוזק המתכת של המיכל והיכולת לשמור על טמפרטורה אחידה של הברזל המותך בתוכו. דוגמה דומה לעקרונות דומים היא גודלו של סיר בישול.]]

[[קובץ:Bessemer 5180.JPG|ממוזער|300px|'''מהפך בסמר''', בגודל בניין בן 3 קומות, בעיר שפילד, באנגליה. מכונה זו משמששת לשם הפקת [[פלדה]] מ[[ברזל]] בתהליכי יציקה. במהלך [[המהפכה התעשייתית]] יצרנים הצליחו להגדיל את מכונות היציקה איתם עבדו. מהפך בסמר זה הינו . מסיבות [[החוק השני של התרמודינמיקה|תרמודינמיות]], הדבר הוביל לחסכון באנרגיה ליחידת מאסה במהלך היציקה, כמו גם שיפור היכולת לבצע ייצור המוני, שני היבטים המעניקים יתרונות לגודל. גודלם של מתקני יציקה מווסת על ידי חסרונות לגודל- קשיי לוגיסטיקה בהספקת חומר וצרכנים. כמו כן מכונות גדולות אלה קשות יותר לתפעול, מסוכנות יותר, ויש מגבלות מבחינת חוזק המתכת של המיכל והיכולת לשמור על טמפרטורה אחידה של הברזל המותך בתוכו. דוגמה לעקרונות דומים היא גודלו של סיר בישול.]]

המונח משמש במגוון תחומים כמו [[ביולוגיה]],  [[כלכלה]], [[ניהול משאבי אנוש]], [[סוציולוגיה]] ועוד, המשמש הן בהיבט המחקרי והן בהיבט של קבלת החלטות. הגוף יכול להיות יצור חי בודד, מושבת חיידקים, מערכת כלשהי (כמו אוניה, מחשב), שטח חקלאי או מערכת אקולוגית, המושג חל גם על קבוצות  - שבט, משפחה, עדר, מפעל, פירמה, צבא, מדינה וכו').  

המונח משמש במגוון תחומים כמו [[ביולוגיה]],  [[כלכלה]], [[ניהול משאבי אנוש]], [[סוציולוגיה]] ועוד, המשמש הן בהיבט המחקרי והן בהיבט של קבלת החלטות. הגוף יכול להיות יצור חי בודד, מושבת חיידקים, מערכת כלשהי (כמו אוניה, מחשב), שטח חקלאי או מערכת אקולוגית, המושג חל גם על קבוצות  - שבט, משפחה, עדר, מפעל, פירמה, צבא, מדינה וכו').  

בכלכלה משתמשים במונח יתרון לגודל (ובמקבילו [[חסרון לגודל]]) כדי לציין יתרונות של פירמות ושל מפעלים על פני פירמות או מפעלים קטנים יותר. היתרונות יכולים להיות ש

בכלכלה משתמשים במונח יתרון לגודל (ובמקבילו [[חסרון לגודל]]) כדי לציין יתרונות של פירמות ושל מפעלים על פני פירמות או מפעלים קטנים יותר.  

==מידות ומטרות==

==מידות ומטרות==

קיימים מדדים שונים אפשריים למדידת הגודל:  

קיימים מדדים שונים למדידת הגודל:  

* גדלים פיזיים - נפח; מסה; גובה; שטח;  לדוגמה מאסת הגוף של יצור רב תאי, נפח של בית, שטח של מדינה, שטח של שדה חקלאי, הנפח של מתקן יציקה או של ראקטור כימי, נפח של כספת.  

* גדלים פיזיים - נפח; מסה; גובה; שטח;  לדוגמה מאסת הגוף של יצור רב תאי, נפח של בית, שטח של מדינה, שטח של שדה חקלאי, הנפח של מתקן יציקה או של ראקטור כימי, נפח של כספת.  

* מספר הרכיבים במערכת, מספר הפרטים השייכים לקבוצה, או הנפח שלה- גודלו הפיזי של המפעל, מספר המכונות במפעל,  כמות עובדים בפירמה או במפעל, או במפעל, כמות החיות בעדר.  

* מספר הרכיבים במערכת, מספר הפרטים השייכים לקבוצה, או הנפח שלה- גודלו הפיזי של המפעל, מספר המכונות במפעל,  כמות עובדים בפירמה או במפעל, כמות החיות בעדר.  

* גדלים פיזיים נוספים - מהירות, תאוצה, הספק ואנרגיה. לדוגמה כמות האנרגיה המושקעת בתהליך כימי, מהירות הביצוע של פעולה רוטינית.  

* גדלים פיזיים נוספים - מהירות, תאוצה, הספק ואנרגיה. לדוגמה כמות האנרגיה המושקעת בתהליך כימי, מהירות הביצוע של פעולה רוטינית.  

* נפחי פעילות (או גודלם של זרמים רלוונטים) - כמו מספר מאמרים בשנה, היקפי מכירות בתקופה, מספר המוצרים המיוצר ביחידת זמן, מספר הצאצים להורה בשנה, כמות המזון שנאכלת לתקופה.  

* נפחי פעילות (או גודלם של זרמים רלוונטים) - כמו מספר מאמרים בשנה, היקפי מכירות בתקופה, מספר המוצרים המיוצר ביחידת זמן, מספר הצאצים להורה בשנה, כמות המזון שנאכלת לתקופה.  

*במקרים מסוימים מדד חשוב יכול להיות [[הון]] ראשוני המושקע בעסק או פעילות אחרת.

*במקרים מסוימים מדד חשוב יכול להיות [[הון]] ראשוני המושקע בעסק או פעילות אחרת.

גם המטרות בהן מדובר יכולות להיות שונות ומגוונות - השגת [[יעילות אנרגטית]] או הספק מקסימלי (ראו [[חוק ההספק המקסימלי]], יעילות כלכלית או רווח כלכלי, שרידה ביולוגית, הפלגה בטוחה בים, תפעול תקין על פני זמן, [[קיימות]] במובן הרחב או בשרידה של פרט, אליטה או שלטון, קידמה טכנולוגית, שוויון, נצחון צבאי וכולי. השייכות לקבוצה יכולה להיות ביולוגית, חברתית, כלכלית-עסקית, לאומית וכו'.  

גם המטרות בהן מדובר יכולות להיות שונות ומגוונות - השגת [[יעילות אנרגטית]] או הספק מקסימלי (ראו [[חוק ההספק המקסימלי]], יעילות כלכלית או רווח כלכלי, שרידה ביולוגית והתרבות, הפלגה בטוחה בים, תפעול תקין על פני זמן, [[קיימות]] במובן הרחב או בשרידה של פרט, אליטה או שלטון, קידמה טכנולוגית, שוויון, נצחון צבאי וכולי. השייכות לקבוצה יכולה להיות ביולוגית, חברתית, כלכלית-עסקית, לאומית וכו'.  

דוגמאות למטרות אפשריות בהן ייתכנו יתרונות או חסרונות לגודל:

דוגמאות למטרות אפשריות בהן ייתכנו יתרונות או חסרונות לגודל:

===יחס נפח -שטח פנים וזרימת חום===

===יחס נפח -שטח פנים וזרימת חום===

כאשר גדל גוף בעל מבנה כדורי, גלילי או תיבה גדל, הנפח שלו גדל בחזקה שלישית יחסית לרדיוס שלו (או ביחס לצלעות בתיבה), אבל המעטפת שלו גדלה בחזקה שניה. באופן דומה מעגל, או מצולע שגדל, השטח שלו גדל בחזקה שנייה אבל ההיקף שלו גדל בחזקה ראשונה. מסיבה זו, כאשר מגדילים גופים בעלי נפח או שטח, היחס בין הנפח לשטח הפנים שלהם גדל.

כאשר גדל גוף בעל מבנה כדורי, גלילי או תיבה, הנפח שלו גדל בחזקה שלישית יחסית לרדיוס שלו (או ביחס לצלעות בתיבה), אבל המעטפת שלו גדלה בחזקה שניה. לכן כאשר מסתכלים על כדור גדול יותר, היחס בין הנפח לשטח הפנים שלו גדול יותר. באופן דומה, כאשר מעגל או מצולע גדל, השטח שלו גדל בחזקה שנייה אבל ההיקף שלו גדל בחזקה ראשונה. והיחס בין השטח להיקף גדל עם גודל המעגל.

כאשר יש צורך לצמצם את זרימת החום אל או מ גוף מסויים אל סביבתו, יש מקרים של יתרון לגודל בגלל הירידה בשטח הפנים היחסי, ככל שהמאסה גדלה.  

כאשר יש צורך לצמצם את זרימת החום אל או מגוף מסויים אל סביבתו, יש מקרים של יתרון לגודל בגלל הירידה בשטח הפנים היחסי, ככל שהמאסה גדלה.  

דוגמה אחת לנושא הזה הוא הקשר בין מאסת גוף של בעל חיים בעל דם חם לבין כמות המזון היחסית שהוא זקוק לאכול. ככל שייצור חי גדול יות, עולה היחס בין הנפח, ולכן המסה שלו, לשטח פנים שלו. היות ואובדן חום של יצור חי תלוי בשטח הפנים שלו, יצור בעל יחס מאסה שטח פנים נמוך יותר הוא יעיל יותר מבחינה אנרגטית בהיבט זה  - אם ברצונו לשמור על טמפרטורה אחידה (הנחוצה ליצורים ביולוגים בכלל וליצורים בעלי דם חם בפרט) הוא יכול להסתפק בפחות קלוריות יחסית ליחידת מאסה, או במילים אחרות, הוא צריך לאכול מאסת מזון נמוכה יותר יחסית למאסת גופו. לדוגמה חדף צריך לאכול בכל יום פי אחד וחצי ממשקל גופו, פיל אוכל כמות גדולה של מזון אבל משקל המזון מהווה אחוזים בודדים ממשקל הפיל. זאת היות וחדפים מאבדים חום במהירות אל סביבתם דרך המעטפת שלהם.  

דוגמה אחת לנושא הזה הוא הקשר בין מאסת גוף של בעל חיים בעל דם חם לבין כמות המזון היחסית שהוא זקוק לאכול. ככל שייצור חי גדול יות, עולה היחס בין הנפח, ולכן המסה שלו, לשטח פנים שלו. היות ואובדן חום של יצור חי תלוי בשטח הפנים שלו, יצור בעל יחס מאסה שטח פנים נמוך יותר הוא יעיל יותר מבחינה אנרגטית בהיבט זה  - אם ברצונו לשמור על טמפרטורה אחידה (הנחוצה ליצורים ביולוגים בכלל וליצורים בעלי דם חם בפרט) הוא יכול להסתפק בפחות קלוריות יחסית ליחידת מאסה, או במילים אחרות, הוא צריך לאכול מאסת מזון נמוכה יותר יחסית למאסת גופו. לדוגמה חדף צריך לאכול בכל יום פי אחד וחצי ממשקל גופו, פיל אוכל כמות גדולה של מזון אבל משקל המזון מהווה אחוזים בודדים ממשקל הפיל. זאת היות וחדפים מאבדים חום במהירות אל סביבתם דרך המעטפת שלהם.  

דוגמה נוספת היא בידוד מבנים ובתים. בתים בעלי נפח גדול מסוגלים לספק בידוד טוב יותר ביחס ליחידת נפח. פינגווינים קיסריים זכרים שנאלצים להתמודד עם טמפרטורה קרה מאד באנטרקטיקה בזמן הדגירה על הביצים, מתקבצים במבנה עגול ומהודק ושומרים על תחלופה של פינגוונים שנמצאים בשולי המבנה.  

דוגמה נוספת היא בידוד מבנים ובתים. בתים בעלי נפח גדול מסוגלים לספק בידוד טוב יותר ביחס ליחידת נפח. פינגווינים קיסריים זכרים שנאלצים להתמודד עם טמפרטורה קרה מאד באנטרקטיקה בזמן הדגירה על הביצים, מתקבצים במבנה עגול ומהודק ושומרים על תחלופה של פינגוונים שנמצאים בשולי המבנה.  

מהפך בסמר ותהליכי יציקה נוספים הם בעלי היבט דומה - בעוד שיש מקור חום אחד המנסה לשמור על טמפרטורה יציבה של נוזל (ברזל מותך לדוגמה), איבוד החום לסביבה נובע מנפח הפנים של המיכל. לכן חסכוני יותר מבחינה אנרגטית לצקת נפחי מתכת גדולים יותר. בתהליכים אלה יש היבטים נוספים של שיקולי יתרונות לגדול כמו ניהול מלאים, בטיחות ועוד.  

מהפך בסמר ותהליכי יציקה נוספים הם בעלי היבט דומה - בעוד שיש מקור חום אחד המנסה לשמור על טמפרטורה יציבה של נוזל (ברזל מותך לדוגמה), איבוד החום לסביבה נובע משטח הפנים של המיכל. לכן חסכוני יותר מבחינה אנרגטית לצקת נפחי מתכת גדולים יותר. בתהליכים אלה יש היבטים נוספים של שיקולי יתרונות לגדול כמו ניהול מלאים, בטיחות, הומוגניות של המתכת המותכת ועוד.  

יש מקרים הפוכים בהם רוצים דווקא שטח פנים מקסימלי לדוגמה כאשר רוצים לקרר דבר מה חם בסביבה קרה יחסית (לדוגמה רדיאטור, אוזן של פיל). במקרים אלה בוחרים בעיצוב בעל שטח פנים גדול.  

יש מקרים הפוכים, בהם רוצים דווקא שטח פנים מקסימלי. לדוגמה כאשר רוצים לקרר חפץ חם בסביבה קרה יחסית (לדוגמה רדיאטור, אוזן של פיל). במקרים אלה בוחרים בעיצוב בעל שטח פנים גדול.  

===צמצום שטח פנים מול מתקפה===

===צמצום שטח פנים מול מתקפה===

[[קובץ:Chen caerulescens 32956.JPG|ממוזער|300px|עדר של אלפי אווזי שלג. מחד העדר מהווה מטרה גדולה וקלה לזיהוי, וכן הוא מכלה משאבים בצורה מהירה. מאידך, הפרטים בקצה העדר מהווים שומרים המתריעים על התקרבות טורפים בפני כל העדר. תופעה דומה קיימת בלהקות דגים, אשר סיגלו גם יכולות תמרון מרשימות. תופעת ההתקהלות בלהקות גדולות מתקיימת גם בעונת הרבייה אף במינים שאינם מתקהלים בדרך כלל לצרכי מציאת בני זוג והגנה על צאצאים]]

[[קובץ:Chen caerulescens 32956.JPG|ממוזער|300px|עדר של אלפי אווזי שלג. מחד העדר מהווה מטרה גדולה וקלה לזיהוי, וכן הוא מכלה משאבים בצורה מהירה. מאידך, הפרטים בקצה העדר מהווים שומרים המתריעים על התקרבות טורפים בפני כל העדר. תופעה דומה קיימת בלהקות דגים, אשר סיגלו גם יכולות תמרון מרשימות. תופעת ההתקהלות בלהקות גדולות מתקיימת גם בעונת הרבייה אף במינים שאינם מתקהלים בדרך כלל לצרכי מציאת בני זוג והגנה על צאצאים]]

התכנסות בעדרים גדולים היא דוגמה ליישום נוסף של יתרון לגודל של יחס שטח-היקף או יחס נפח-שטח פנים. הגדלת מספר הפרטים בקבוצה מובילה הקטנת היחס נפח-שטח פנים לצמצום הסיכוי של כל פרט הלמצא בשוליי העדר.  במקרה זה, היתרון לגודל תלוי במספר הפרטים (בעלי תפקוד הומוגני) המשתתפים בקבוצה אחת.

התכנסות בעדרים גדולים היא דוגמה ליישום נוסף של יתרון לגודל המובסס על יחס שטח-היקף או יחס נפח-שטח פנים. הגדלת מספר הפרטים בקבוצה מובילה הקטנת היחס נפח-שטח פנים לצמצום הסיכוי של כל פרט הלמצא בשוליי העדר.  במקרה זה, היתרון לגודל תלוי במספר הפרטים (בעלי תפקוד הומוגני) המשתתפים בקבוצה אחת.

דוגמה ליישום היבט זה היא לצרכי הגנה מאוייבים של עדרי יונקים אוכלי עשב ביבשה (שטח-היקף) או של להקת דגים (נפח-שטח פנים). דוגמאות נוספות כוללות להקות ציפורים. במקרים אלה העדפה תהיה למבנה דמוי מעגל, (או במבנה אנושיים ריבוע) להעצמת האפקט של צמצום שטח הפנים - כך יורד אחוז הפרטים שנמצאים בשולי הקבוצה וחשופים למתקפה.

דוגמה ליישום היבט זה היא לצרכי הגנה מאוייבים של עדרי יונקים אוכלי עשב ביבשה (שטח-היקף) או של להקת דגים (נפח-שטח פנים). דוגמאות נוספות כוללות להקות ציפורים. במקרים אלה העדפה תהיה למבנה דמוי מעגל, (או במבנה אנושיים ריבוע) להעצמת האפקט של צמצום שטח הפנים - כך יורד אחוז הפרטים שנמצאים בשולי הקבוצה וחשופים למתקפה.

חסרון מרכזי של עדר גדול הוא כילוי מהיר של משאבים במקום אחד, והצורך לנדוד למקום אחר (דבר שדורש אנרגיה, וכן מגדיל את הסיכוי להיות מופתעים על ידי טורפים). כמו כן העדר הגדול מושך טורפים שקל להם לאתר קבוצה גדולה של בעלי חיים. חסרון נוסף לגודל של עדרים נובע מקשיי תמרון, כך פרטים בעדר הבורח מטורף עלולים להיות מוגבלים בתנועה שלהם בגלל פרטים אחרים. מינים בעדרים מוצאים דרכים להתרעה מוקדמת ולתאום בין חברי העדר, כאשר הדוגמה הבולטת לכך היא להקות של דגים מסויימים המסוגלות לפנות בין רגע לכיוון אחר.  

חסרון מרכזי של עדר גדול הוא כילוי מהיר של משאבים במקום אחד, והצורך לנדוד למקום אחר (דבר שדורש אנרגיה, וכן מגדיל את הסיכוי להיות מופתעים על ידי טורפים). כמו כן העדר הגדול מושך טורפים שקל להם לאתר קבוצה גדולה של בעלי חיים. חסרון נוסף לגודל של עדרים נובע מקשיי תמרון, כך פרטים בעדר הבורח מטורף עלולים להיות מוגבלים בתנועה שלהם בגלל פרטים אחרים. מינים בעדרים מוצאים דרכים להתרעה מוקדמת ולתאום בין חברי העדר, כאשר הדוגמה הבולטת לכך היא להקות של דגים מסויימים המסוגלות לפנות בין רגע לכיוון אחר.  

דוגמאות אחרות כוללות קבוצות וקהילות שיתופיות של נברנים כמו נבחנית או שפני סלע אשר מעמידים שומרים, וכן קבוצות של שימפנזים או פילים שחיים בקבוצות בעלות שיתופי פעולה. במקרים אלה יש יתרונות נוספים לגודל של שיתופי פעולה, ומצד שני, יש גם חסרונות נוספים כמו צורך בהנהגה פוליטית שמקבלת החלטות ולכן חשיבות גדולה לקשרים בין הפרטים ולהיררכיה (דבר שאינו קיים בעדר).  

דוגמאות אחרות כוללות קבוצות וקהילות שיתופיות של נברנים כמו נבחנית או שפני סלע אשר מעמידים שומרים, וכן קבוצות של שימפנזים או פילים שחיים בקבוצות בעלות שיתופי פעולה. במקרים אלה יש יתרונות נוספים לגודל שנובעים שיתופי פעולה, ומצד שני, יש גם חסרונות נוספים כמו צורך בהנהגה שמקבלת החלטות ולכן חשיבות גדולה לקשרים בין הפרטים ולהיררכיה (דבר שאינו קיים בעדר).  

היבט דומה של הקטנת שטח פנים לצרכי הגנה הדדית קיימת בצבאות בעלי טכנולוגית לחימה של אלות, חרבות, וכידונים. דוגמה מפורסמת להיבט זה היא הפלאנקס הרומאי (שיש לו מבנה מרובע).  

היבט דומה של הקטנת שטח פנים לצרכי הגנה הדדית קיימת בצבאות בעלי טכנולוגית לחימה של אלות, חרבות, וכידונים. דוגמה מפורסמת להיבט זה היא הפלאנקס הרומאי (שיש לו מבנה מרובע).  

במקרים של טורפים או מתקפה יש נטיה הפוכה - של נסיון להגדיל את שטח הפנים של הקבוצה התוקפת ככל האפשר. מקרים אלה הם ציד בלהקה, רובאים או קשתים מתקיפים, קומביין, זרועות ציד - קיימת פריסה דמויית שורה או זרועות. עד גודל מסויים יש יתרונות לגודל , כאשר הקבוצה באה מכיוונים שונים ומרכזת את הטרף אל מקום אחד. דוגמה למצב בו רוצים שטח פנים מקסימלי היא בשיווק הפצת מידע או באיסוף מידע.  

במקרים של טורפים או מתקפה יש נטיה הפוכה. הטורפים מנסים להגדיל את שטח הפנים של הקבוצה התוקפת ככל האפשר. מקרים אלה הם ציד בלהקה, רובאים או קשתים מתקיפים, קומביין, זרועות ציד - קיימת פריסה דמויית שורה או זרועות. עד גודל מסויים יש יתרונות לגודל , כאשר הקבוצה באה מכיוונים שונים ומרכזת את הטרף אל מקום אחד. דוגמה למצב בו רוצים שטח פנים מקסימלי היא בשיווק, הפצת מידע או באיסוף מידע.  

===גודלו של כוח צבאי===

===גודלו של כוח צבאי===