Tieteelliset niksit heti käyttöön! Kaksi ihmistä ja ämpärin kulmat – sekä vinkit pidempään tangossa roikkumiseen
Olen Ken Kuwako, tiedekouluttajasi. Joka päivä on koe!
Oikea asento köydenvedossa voittamiseksi, vinkit raskaiden kuormien helppoon kantamiseen ystävän kanssa, salaisuus sankarin lentovoimien takana… Itse asiassa kaikkiin näihin vastauksiin kätkeytyy fysiikan perusajatus: voiman hajottaminen.
Kun kuulet sanan ”voiman hajottaminen” (tai ”voimien komponentit”), mieleesi saattaa juolahtaa vaikeita termejä, kuten vektori ja trigonometria, ja saatat alkaa jännittää. Mutta ei hätää! Voiman hajottaminen ei ole vain laboratorion juttu, vaan se on erittäin lähellä meitä oleva ja mielenkiintoinen ilmiö, jota on kaikkialla arjessamme. Aloitetaanpa tarkastelemalla tätä kokemusta.
Onko kahdestaan todella helpompaa? Sankokantelun fysiikka
Kun kannat raskasta sankoa yksin, paino tuntuu raskaana käsivarressasi ja väsyt nopeasti, eikö totta? Entä kun kannat sitä ystävän kanssa? Eikö se tunnu hämmästyttävän kevyeltä? Tämä johtuu siitä, että sankoon kohdistuva yksi painovoima (alaspäin suuntautuva voima) ”hajotetaan” kahden ihmisen käsivarsien kesken, mikä vähentää kunkin henkilön kuormitusta.
Tästä eteenpäin asia muuttuu entistä mielenkiintoisemmaksi. Kun muutatte välistänne kulmaa, käsivarsiin kohdistuvan voiman suuruus muuttuu. Itse asiassa, mitä enemmän ihmiset erkanevat ja mitä suuremmaksi kulma sankoa pidellessä kasvaa, sitä enemmän kummankin käsivarteen voi kohdistua sankon painoa suurempi voima! Tuntuu melkein kuin jokin näkymätön voima olisi työssä.
Tankokisa! Kumpi roikkuu pidempään?
Esitellään toinen arkipäivän koe. Puiston leuanvetotanko. Kumpi asento saa sinut roikkumaan pidempään: pitämällä käsiä ”lähekkäin” vai ”leveällä etäisyydellä”? Kokeile tätä seuraavan kerran puistossa. Huomaat varmasti, että roikkuminen on helpompaa ja kestää kauemmin, kun kädet ovat lähempänä toisiaan.
Tähänkin liittyy ”voiman hajottaminen”. Kun levität kätesi, oman painosi tukemiseen tarvittavan voiman lisäksi syntyy ylimääräinen voima, joka vetää käsiäsi ulospäin. Voiman hajottamisen tunteminen voi auttaa sinua käyttämään kehoasi tehokkaammin ja ehkä jopa ylittämään rajasi.
Mitä ”voiman hajottaminen” oikein on? Taian salaisuuden paljastaminen
Mitä sitten on tämä maagisen ilmiön ydin, ”voiman hajottaminen”? Sitä ei tarvitse ajatella vaikeasti. Voiman hajottaminen tarkoittaa ”yhden voiman jakamista useisiin eri suuntiin vaikuttaviin voimiin”. Ajattele sitä prosessina, jossa tutkitaan yhden voiman ”komponentteja”, ikään kuin jakaisit yhden valonsäteen prisman läpi sateenkaaren väreiksi.
Tänään selitämme videoiden ja harjoitusmateriaalin avulla perusteellisesti ”voiman hajottamisen” käyttäen esimerkkeinä juuri näitä arjen tilanteita. Opit visuaalisesti videoista, miksi voima jakautuu ja miten sen jakautuneiden voimien suuruus määräytyy.
Fysiikkaa pidetään usein ”vaikeana”, mutta kun alat purkaa arjen ”miksi?”-kysymyksiä, saat palapelin palasten loksahtamisen kaltaista iloa: ”Aivan, näin se toimii!” Tämän oppitunnin kautta voit kokea fysiikan hauskuuden ja nähdä maailman hieman eri tavalla.
