Fysiikan opettajan varma tapa voittaa Daruma-otoshi! Salaisuus on Newtonin mekaniikassa!
Olen Ken Kuwako, tiedekouluttaja. Joka päivä on koe.
Daruma Otoshi (pinonpudotusleikki) on perinteinen, rakastettu kansantaideesine. Mutta tiesitkö, että se on itse asiassa täydellisin mahdollinen opetusväline liikkeen hitauden laista (josta opitaan fysiikan tunneilla)?
Vaikka Daruma Otoshi mainitaan esimerkkinä oppikirjoissa, yllättävän harva oppilas on oikeasti kokeillut sitä. Älä vähättele tätä peliä pelkkänä lasten leikkinä. Siinä piilee Newtoin mekaanikan ydin. Jos sinulla sattuu olemaan Daruma Otoshi käsillä, ota se esille! Tällä kertaa paljastamme ”Daruma Otoshin Voittajastrategian” fysiikan näkökulmasta.
Voita fysiikalla! Tärkeimmät tekijät ovat ”nopeus” ja ”kitka”
Ensiksi, pino kauniisti.
Tärkein asia Daruma Otoshissa onnistumiseksi? Se on ”isku läpi epäröimättä ja salamannopeasti.”
Avainasemassa on tässä ”kitkavoima.” Sillä hetkellä, kun lyöt alimmaista palikkaa vasaralla, syntyy kitkavoimaa sen ja yläpuolella olevan palikan välille, pyrkien vetämään sen mukanaan. Kuitenkin, mitä nopeammin lyöt, sitä lyhyemmän aikaa kitka ehtii vaikuttaa. Tämän seurauksena yläpuolella olevaan palikkaan kohdistuva sivuttaisliike minimoituu, ja sen ”hitaus” (pyrkimys pysyä paikallaan) voittaa, jolloin se putoaa siististi suoraan alas.
Jos epäröit, isku heikkenee, tai jos nopeus on hidas, kitka ehtii vaikuttaa pidempään, ja ylempi palikka romahtaa samalla. Rohkeus lyödä ”Eip!” on siis myös fyysisesti oikea ratkaisu.
”Isompi” on helpompi? Massa ja hitaus – yllättävä yhteys
Itse asiassa Daruma Otoshissa on yllättävä paradoksi. Se on, että ”isompi ja raskaampi setti on itse asiassa helpompi.” Toisaalta, pieni ja kevyt muovinen Daruma Otoshi on ammattilaistason haaste.
Miksi? Tässä vaikuttaa laki, jonka mukaan ”Mitä suurempi massa, sitä suurempi hitaus (eli vaikeampi liikuttaa).” Samoin kuin raskas rekka ei pysty pysähtymään nopeasti, raskas Daruma-hahmo vastustaa voimakkaasti liikkeelle lähtöä, kun se on pysähdyksissä. Siksi, vaikka iskutekniikkasi olisikin hieman karkea, paino (massa) antaa anteeksi ja onnistuminen on todennäköisempää.
Se, joka hallitsee tasapainon, hallitsee pelin
Seuraavaksi tärkeää on iskun suunta. Jotta kokonaistasapaino (painopiste) ei häiriintyisi, älä lyö jatkuvasti samasta suunnasta, vaan vuorottele vasemmalta ja oikealta – näin onnistut todennäköisemmin.
Oikeassa pelissä painopiste muuttuu jatkuvasti palikoiden liikkumisen vuoksi. Kokeneen pelaajan tekniikka on säätää iskun suuntaa sen mukaan, mihin pino on kallistumassa, palauttaen painopisteen takaisin keskelle.
Suurin haaste piilee ”viimeisessä palikassa”
Ja fyysisesti vaikein vaihe tulee itse asiassa pelin loppupuolella. Mitä tapahtuu, kun kerrosten määrä vähenee ja päällä oleva Daruma-hahmo kevenee?
Juuri niin, kokonaismassa kevenee, ja ”hitaus” heikkenee. Vaikka pino oli aluksi vakaa painonsa ansiosta, viimeinen kerros on erittäin kevyt, ja pienikin isku voi lennättää sen helposti pois. ”Daruma Otoshi on vaikein lopussa.” Tämä on totuus, jonka massan ja hitauden lait meille opettavat.
Vaikka teoria olisi hallussa, käytäntö voi olla hankalaa. Katso video, jossa minä itse yritän tätä haastetta:
Näet videosta, kuinka vaikeustaso nousee (ja liike muuttuu epävakaammaksi) siirryttäessä alkuperäisestä täydestä pinosta viimeiseen, pieneen tilaan. Tule sinäkin tuntemaan hitauden laki sormenpäilläsi!
Ota yhteyttä / Pyynnöt
Tuo tieteen ihmeet ja hauskuus lähemmäksi! Olen koonnut selkeästi hauskoja kokeita, jotka voit tehdä kotona, ja niihin liittyviä vinkkejä. Hae lisää tietoa! ・Tietokirjani Science Notebook (Kagaku no Netachō) on nyt kirjana. Lisätietoja tästä ・Lisätietoja ylläpitäjä Ken Kuwakosta tästä ・Erilaiset pyynnöt (kirjoittaminen, luennot, kokeilupajat, TV-konsultointi/esiintymiset jne.) tästä ・Artikkelipäivitykset lähetetään X:ssä!
Kokeiluvideoita on jaossa tieteellisellä kanavallani!
