Arjen esineistä taikasauvoja? Polkupyörän köydellä ja kumiletkulla kiinni “jättiaaltoon”!

Moi! Olen Ken Kuwako, tiedevalmentajasi. Jokainen päivä on uusi kokeilu.

Oletko koskaan kokeillut tehdä omin käsin näkyväksi jotain, mikä on yleensä silmiltä piilossa? Puhun tietenkin aalloista. Maailmamme on täynnä aaltoliikettä: kitaran kielen värähtelyä, kylpyveden väreilyä ja niin edelleen. Mutta tiesitkö, että on olemassa kiehtova ilmiö nimeltä seisova aalto? Se näyttää pysyvän paikallaan, ja suuressa mittakaavassa se on uskomattoman dynaaminen ja kaunis näky! Tässä postauksessa näytän, miten voit ”napata” jättimäisen aallon käyttämällä halpoja kuminauhoja tai rautakaupan vesiletkua. Tätä tieteen taikaa voit kokeilla laboratorion sijaan vaikkapa omassa olohuoneessa tai takapihalla.

Kokeilu halpiskaupan kuminauhalla: Kolmiulotteinen aaltotanssi

Ensimmäinen kokeilu tehdään tavallisella tavaratelineen mustekalalla eli kuminauhalla. Noin kolmimetrinen nauha on täydellinen väline tähän. Ohje on yksinkertainen: kaksi henkilöä tarttuu kuminauhan päihin, ja toinen alkaa heiluttaa nauhaa rytmikkäästi ylös ja alas (tai sivulta toiselle). Fysiikan kielellä sanottuna sinun lähettämäsi aalto ja kaverin päästä takaisin heijastuva aalto kohtaavat. Kun ne asettuvat päällekkäin, syntyy seisova aalto.Aloita hitaasti, jolloin nauhaan muodostuu yksi suuri kumpu eli kupu. Kun lisäät vauhtia, kupujen määrä kasvaa kahteen, kolmeen ja niin edelleen. Toisin kuin perinteisissä jousikokeissa, kuminauha pyörähtää helposti ympäri, jolloin voit nähdä upean kolmiulotteisen seisovan aallon – se näyttää vähän kuin hyppynarun modernilta versiolta! Neljän kuvun saavuttaminen vaatii jo melkoista tekniikkaa, joten kokeilehan, onnistutko!

Muoviletkusta jättiläismäinen instrumentti? Hiekan paljastama salaisuus

Seuraavaksi tarvitsemme läpinäkyvää muoviletkua, jota saa mistä tahansa rautakaupasta. Muistatko lapsuudesta, miten hauskaa puutarhaletkulla leikkiminen oli? Pienellä tuunauksella letkusta saa näkyviin hämmästyttävän hienoja aaltoja. Salaisuus on täyttää letku hiekalla. Tyhjässä letkussa aalto katoaa nopeasti, mutta kun täytät sen hiekalla, sen pituustiheys eli paino per metri kasvaa. Tällöin hitausmomentti saa aallon etenemisen näkymään selkeämmin. Ripusta hiekalla täytetty letku katosta ja heiluta sitä reippaasti… katso vaikka tästä videosta!https://youtu.be/RL78pTVsqZgMiltä näytti? On hetkiä, jolloin letku näyttää ikään kuin jähmettyvän ilmaan. Juuri siinä on seisovan aallon ydin.

Miksi hiekka auttaa? Tiede ilmiön takana

Aallon etenemisnopeus $v$ riippuu nauhaan (tai letkuun) kohdistuvasta jännitysvoimasta $S$ sekä pituustiheydestä $\rho$. Se voidaan ilmaista seuraavalla kaavalla:Yksinkertaisesti sanottuna: kun lisäät painoa hiekalla, aallon nopeus hidastuu, jolloin meidän on helpompi havaita se silmillämme. Tekemällä arjen esineistä hieman raskaampia, fysiikan lait tulevat iholle ja helpommin ymmärrettäviksi. Tavallinen kuminauha tai vesiletku voi olla ovi upeaan fysiikan maailmaan, kunhan vaihdat hieman näkökulmaa. Lähde sinäkin tutkimaan ja etsimään omaa jättiaaltoasi!

Ota yhteyttä tai pyydä tarjous

Tiede on hauskaa ja se kuuluu kaikille! Tältä sivustolta löydät helppoja ja selkeitä ohjeita kotona tehtäviin kokeisiin. Käy peremmälle ja tutki lisää!・”Science Notebook” on nyt myös kirjana! Katso lisää täältä.・Lue lisää ylläpitäjästä (Ken Kuwako) täältä.・Yhteistyöpyynnöt (kirjoittaminen, luennot, työpajat, TV-konsultointi jne.) täältä.・Seuraa uusimpia päivityksiä X:ssä (ent. Twitter)!

Katso koevideot tiedekanavaltamme!