Yksi kärry pysäyttää maanjäristyksen!? Seismisen eristyksen salaisuus kokeilun kautta

Olen tiedekouluttaja Ken Kuwako. Joka päivä on kokeilupäivä.

Jos juuri nyt tapahtuisi suuri maanjäristys, millä tavalla kotisi alkaisi heilua?

Rakennusten maanjäristyssuojauksessa on itse asiassa kolme pääasiallista lähestymistapaa: ”maanjäristyksenkestävyys”, ”värähtelyn vaimentaminen” ja ”värähtelystä eristäminen”. Näistä ensimmäinen on melko helppo ymmärtää, sillä siinä rakennuksesta tehdään mahdollisimman luja, jotta se kestää järistyksen. Sen sijaan kaksi jälkimmäistä menevät helposti sekaisin, koska niiden nimet ja perusideat muistuttavat toisiaan.

Tällä kertaa keskitymme erityisesti nerokkaaseen ratkaisuun, jota kutsutaan nimellä värähtelystä eristäminen. Teemme sen toiminnan näkyväksi yksinkertaisella kokeella ja aivan tavallisilla välineillä.

Mitä värähtelystä eristäminen oikeastaan tarkoittaa?

Värähtelystä eristäminen tarkoittaa kirjaimellisesti rakennuksen suojaamista maan värähtelyltä. Tärkeä idea on sijoittaa rakennuksen ja maan väliin erityinen kerros, jota kutsutaan eristysrakenteeksi. Siinä voidaan käyttää esimerkiksi kumia, laminoitua kumia ja liukulaakereita. Niiden ansiosta maan voimakkaat liikkeet eivät siirry suoraan rakennukseen.

Kun rakennus ja maa ”irrotetaan” toisistaan, rakennuksen ei tarvitse ottaa vastaan koko maanjäristyksen energiaa. Tämän vuoksi värähtelystä eristettyjä rakenteita käytetään esimerkiksi korkeissa rakennuksissa, sairaaloissa ja datakeskuksissa, joissa niiden avulla voidaan vähentää huomattavasti suurten maanjäristysten aiheuttamia vahinkoja. Rakennus liikkuu tällöin hitaasti ja joustavasti kokonaisuutena, mikä auttaa suojaamaan ihmisiä, laitteita ja itse rakennusta.

Kokeen valmistelu: ”maanpinnan” rakentaminen Narikan suurella vaunulla

Tässä kokeessa käytimme luonnontieteiden opetuksessa tuttua Narikan valmistamaa suurta vaunua sekä itse tehtyä rakennusmallia. Suuri vaunu toimii tässä kokeessa ikään kuin ”maanpintana”.

Koe 1: Mitä tapahtuu, kun rakennus kiinnitetään suoraan vaunuun?

Aloitetaan vertailun vuoksi yksinkertaisimmasta tilanteesta: asetetaan rakennusmalli suoraan suuren vaunun päälle. Tilanne vastaa tavallista rakennusta, jossa ei ole värähtelystä eristävää rakennetta ja joka seisoo suoraan maan päällä.

Nyt liikutamme vaunua nopeasti puolelta toiselle. Maanjäristys alkaa! Tulos on heti nähtävissä: rakennus alkaa heilua rajusti. On helppo nähdä, että maan liike siirtyy lähes sellaisenaan rakennukseen. Varsinaisen kokeen videon voit katsoa tästä.

Koe 2: Kun väliin lisätään pieni vaunu, tulos yllättää

Seuraavaksi pääsemme jäljittelemään värähtelystä eristämisen toimintaa. Asetamme suuren vaunun (”maan”) päälle toisen, pienemmän vaunun ja rakennusmallin sen päälle. Tämä pieni vaunu toimii ikään kuin rakennuksen ja maan välisenä ”eristyslaitteena”.

Kun liikutamme suurta vaunua samalla tavalla kuin äsken… rakennus ei juuri heilu lainkaan! Vaikka ”maa” eli suuri vaunu liikkuu rajusti, sen päällä oleva pieni vaunu vaimentaa liikettä pyöriensä avulla. Rakennusmalli pysyy lähes täysin paikallaan, aivan kuin mitään ei olisi tapahtunutkaan.

Yksi vaunu lisää – ja ero on valtava

On hämmästyttävää huomata käytännössä, kuinka dramaattisesti rakennuksen liike muuttuu vain yhden ylimääräisen vaunun ansiosta. Ajatus siitä, että rakennuksen ja maan väliin sijoitetaan rakenne, joka päästää värähtelyn ”karkaamaan”, on juuri värähtelystä eristämisen perusidea. Oikeissa rakennuksissa käytetään paljon kehittyneempiä ratkaisuja, kuten laminoituja kumieristimiä, mutta toimintaperiaate on pohjimmiltaan aivan sama kuin tässä vaunukokeessa.

Yhteydenotot ja yhteistyöpyynnöt

Tehdään tieteen ihmeet ja hauskuus tutuiksi ja helposti lähestyttäviksi! Sivustolta löydät selkeästi esitettyjä hauskoja tiedekokeita, joita voit tehdä kotona, sekä hyödyllisiä vinkkejä niiden onnistumiseen. Tutustu sivustoon ja kokeile erilaisia hakuja!
・「Kagaku no Netacho」 -sivuston sisältö on julkaistu myös kirjana. Lisätietoja täällä
・Lisätietoja sivuston ylläpitäjästä Ken Kuwakosta täällä
・Erilaiset yhteistyö- ja työpyynnöt (kirjoittaminen, luennot, tiedekurssit, TV-ohjelmien tieteellinen konsultointi ja esiintyminen jne.) täällä
・Artikkelien uusista päivityksistä ilmoitetaan X:ssä!

Kagaku no Neta -kanava julkaisee tiedekokeiden videoita!

９月のイチオシ実験！

お弁当箱をプラバンがわりにしてキーホルダーを作ろう！

プラスチックお弁当箱を使ったキーホルダー作り！

テレビ番組監修・イベント等のお知らせ

• ８月２７日（木）科学監修番組放送予定
• ９月２０日（日）ダビンチマスターズ出演予定
• １０月１０日（土）11:15~12:00　千葉市科学フェスタ2026「桑子先生の回転科学ショー」にてサイエンスショーを行います。
• 12月26日（土）　ナリカサイエンスアカデミー（教員向け実験講習会）開催

書籍のお知らせ

• 『高校入試 分解問題集 理科』（学研）…難しい問題も小さな問題に分解することで、問題を解くことができます。そんな分解の技術が身につくように深く関わりを持って作りました。 『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
• 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）…　高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。

各種SNS（更新情報をお届け！）

【日本語】X(Twitter)／instagram／Facebook　【英語】BlueSky／Threads

Explore

• 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
• 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
• Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
• 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
• 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
• About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
• お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。