Voiko yhden syömäpuikon avulla nostaa!? Riisin ja pullon tieteellinen taikatemppu (Kitkan räjähtävä voima)

Olen Ken Kuwako, tiedekouluttaja. Joka päivä on uusi kokeilu!

Uskoisitko, että yhdellä puisella syömäpuikolla (waribashi) voi nostaa painavan, täyteen riisiä pakatun muovipullon? Saatat ajatella: ”Ei onnistu ikinä!” Mutta pienellä ”niksillä” pullo nousee kuin taikaiskusta. Tänään esittelen juuri tällaisen uskomattoman ja hauskan tiedekokeen. Tarvitset vain asioita, joita löytyy jokaisesta kodista. Avataan yhdessä tieteen taikaportti!

Tee itse! Syömäpuikkohaaste

Koe ensin itse, kuinka uskomattomasta ilmiöstä on kyse.

Vaihe 1: Perinteinen tapa Kaada riisit muovipulloon ja työnnä syömäpuikko kevyesti niiden sekaan.

Tartu sitten syömäpuikkoon ja yritä nostaa. …Mitä tapahtui? Todennäköisesti syömäpuikko vain lipsahti ulos. Aivan, niin siinä yleensä käy.

Vaihe 2: Taianomainen lisätoimenpide Nyt alkaa varsinainen juttu! Koputtele riisillä täytettyä pulloa kevyesti pöytää vasten. Huomaat, että riisien väliset ilmataskut täyttyvät ja kokonaismäärä painuu hieman kasaan. Lisää riisiä, kunnes tilaa ei enää ole, ja koputtele lisää. Toista, kunnes pullo on riisiä tupaten täynnä.

Valmistelut on tehty. Työnnä nyt puikko tiukasti painaen tuon täpötäyden riisin keskelle! Tartu sitten syömäpuikkoon kuten äsken ja nosta…

Kas kummaa, riisillä tiiviisti täytetty pullo nousee kokonaan syömäpuikon mukana! Ihan kuin riisi ja puikko olisivat kiinni toisissaan superliimalla. Eikö olekin uskomatonta?

Taikatemppu onkin pienten voimien orkesteri!

Tämä ilmiö ei ole taikuutta, vaan sen takana on meille kaikille tuttu voima: kitka (kitkavoima).

Kun hankaat käsiäsi yhteen, ne lämpenevät. Se on kitkan ansiota. Kitka on voima, joka vastustaa kahden toisiaan koskettavan kappaleen välistä liikettä.

Miksi kitka sitten kasvoi, kun riisi pakattiin tiiviisti? Avain on toisessa voimassa, jota kutsutaan normaalivoimaksi (tukivoimaksi). Vaikka nimi kuulostaa vaikealta, ajattele sitä ”voimana, joka painaa kappaletta vasten”.

Riisiä koputtelemalla jokainen jyvä joutuu voimakkaasti painamaan viereisiä riisejä, syömäpuikkoa ja pullon seinämiä kaikin puolin. Mitä vahvempi tämä ”painava voima” (normaalivoima) on, sitä voimakkaampi on myös siihen verrannollinen ”liikettä vastustava voima” (kitka). Matemaattisesti kitka (f) voidaan ilmaista näin:

f=μN

μ (myy) on liukkauden kerroin, ja tämän kokeen tärkein tekijä on N, eli normaalivoima. Tiivis pakkaaminen sai tämän N-arvon kasvamaan erittäin suureksi.

Yhden riisinjyvän tuottama kitka on todella pieni, mutta pullossa on tuhansia, jopa kymmeniätuhansia riisinjyviä. Nämä lukemattomat pienet kitkavoimat yhdistyvät kuin orkesteri luoden yhden suuren voiman, joka piteli syömäpuikkoa tiukasti. Kun tämä yhteisvoima ylitti riisin ja pullon kokonaispainon, outo ilmiö tapahtui.

Tämä periaate on yksi mielenkiintoisista ominaisuuksista, joita kutsutaan ”rakeiseksi aineeksi” (funtai), eli jauheiden ja rakeiden suureksi kokonaisuudeksi, ja sitä tutkitaan aktiivisesti tiedemaailmassa. Kokeile ihmeessä esitellä tätä tiedetaikaa ystävillesi ja perheellesi. He tulevat varmasti yllättymään!

Ota yhteyttä ja tee tilaus

Tuo tieteen ihmeet ja hauskuus lähemmäs arkea! Olen koonnut selkeät ohjeet hauskoihin kotikokeisiin ja niiden nikseihin. Käytä hakua ja lue lisää! ・”Tieteen vinkkivihko” -kirjani sisältö on nyt kirjana. Katso lisätietoja täältä. ・Tietoa ylläpitäjä Ken Kuwakosta löydät täältä. ・Erilaiset tilaukset (kirjoittaminen, luennot, kokeilupajat, TV-konsultointi, esiintymiset jne.) täältä. ・Artikkelipäivitykset X:ssä!

Kokeiluvinkkikanavalla on lisää kokeiluvideoita!