| |
Sjove forsøg med Vægtløshed.
Hent en printbar version af Sjove forsøg
Sjove med
1. 1. Plastkrus og blylodder i en elastik.
Lav et lille hul midt i bunden på et
plastkrus. Klip 2 elastikker over og stik 2 enderne igennem hullet og bind
en knude under bunden.
I de 2 andre ender bindes 2 ca. 50 g blylodder,
og elastikkerne strammes let så lodderne hænger ud over kanten til hver sin
side.
Lad nu plastkrus med lodder falde frit ned på
et blødt underlag. Straks trækker elastikkerne lodderne op, fordi de under det
frie fald er vægtløse. Elastikkerne fik under faldet intet modtræk, hvorfor
lodderne blev trukket op.
 |
 |
Loddernes tyngde trækker i elastikken.
|
Under faldet trækker elastikkerne de vægtløse lodder op.
|
2. Vanddunk med huller.
Ude på græsplænen holder du en dunk med
vand. Du borer små huller i bunden og i siden i flere højder. Vandet
sprøjter ud med størst kraft fra huller nederst i dunken, fordi trykket er
større i dybere vand.
At trykket vokser i dybden kender alle, der har
prøvet at dykke. Årsagen til trykforøgelsen er vandets vægt. Man bærer på al den
væske, der er ovenover. På samme måde føler man på jordoverfladen trykket fra
lufthavet over sig.
Nu er det jo let at gøre vandet i dunken
vægtløst i et øjeblik ved at lade vandunken falde ned på græsplænen. Hvad sker
der med vandstrålerne under faldet? Hvad viser det om vægten under faldet?
Hvis du selv hopper ned fra en bænk med den
hullede dunk, kan du gøre samme iagttagelse, mens du mærker lidt af det samme
som en astronaut i kredsløb om jorden.
Du kan også prøve at kaste vanddunken opad så den
følger en buet bane som en parabel. På vej op kommer der heller ingen stråle ud
af hullerne, for da er vandet også vægtløst. Det er i et frit fald i hele sin
buede bane.
 |
 |
Vandet sprøjter ud på grund af vægten og trykket
|
Vandet er vægtløst og trykker ikke
|
Under et højdespring er du f.eks. også vægtløs både på vej op
og på vej ned. Hvis du lander på en vægt efter springet, vil viseren fortælle om
meget stor tyngde i sammenstødet med jorden. Man kan sige, at regningen for
vægtløsheden betales ved sammenstødet med jorden. Ved langvarige fald kan
regningen blive katastrofal stor.
På samme måde kan nogle fly lave en manøvre,
hvor passagererne er vægtløse i omkring 20 sekunder.
 |
"Zero-G"-flyet stiger stejlt, når det lægger an til vægtløshed.
Indholdet i flyet er vægtløst, mens flyet
følger en kurve som en kastet bold (parabel-bane). Både på vejen op og
på vejen ned er der vægtløshed.
Men når flyet rettes op efter faldet, og
når motoren "sætter af" til næste parabel , oplever passagerne dobbelt
tyngde. De udsættes for 2 G i ca. 20 sekunder. Derefter er flyet klar til de
næste 20 sekunders vægtløshed osv.
Foto (Novespace)
|
 |
En studerende svæver i vægtløshed oppe underloftet
i ESA`s A 300 "Zero-G" fly.
Under vægtløsheden kan de udføre
deres eksperimenter.
|
3. Badevægt.
Stil dig på en badevægt i en elevator.
Iagttag hvad du vejer når elevatoren holder stille. Iagttag viseren når
elevatoren starter med at køre opad og når den starter med at køre nedad.
Hastighedsændring ( acceleration)
ændrer vægten. Hvis man falder frit i vakuum, forøges farten på en sådan måde,
at man bliver vægtløs.
Gå nu ud af elevatoren og bær badevægten på
flade hænder. Et lod står på vægten, og du iagttager viseren, mens du
pludseligt går ned i knæ og lidt senere rejser dig igen. Loddets
stofmængde er naturligvis den samme under hele eksperimentet – dets masse er
uændret det, som vægten viser, når den er i ro. Men vægten ændrer sig, og presset
på dine hænder ændrer sig under forsøget.
4. Vægtløshedslampe.
Hvis du er fingernem kan du lave en
vægtløshedslampe. I et plasticrør hænger du et lod i en fjeder. Loddet
trækker fjederen ud. Du undersøger, hvor enden af fjederen står, når der ikke
hænger et lod i. Der vil loddet stå, hvis det bliver vægtløst.
Nu stikker du to søm gennem siden i røret ved
positionen for vægtløshed. Mellem sømmene på ydersiden af røret laver du et
elektrisk kredsløb med et batteri og en pære. Hvis du justerer dit apparat
rigtigt, vil din pære lyse, når det falder.
1. Dødsdromen.
Put en krone ind i en ballon og pust
ballonen op. Kør ballonen rundt med hånden, så mønten begynder at rotere.
Det er som en motorcykel, der kører rundt på
siderne i dødsdromen i et tivoli. Rotationen presser mønten udad mod ballonens
inderside.
I en centrifuge slynges tøjet og vandet ud mod
siderne, så vandet løber ud gennem nogle huller.
En stor rumstation kan sættes i rotation, så
der opstår en kraft ud mod siderne, så astronauterne kan gå der. Hurtigere
rotation giver større kraft.
2. Plastflaske med vand.
Put en ært i en plast-sodavandsflaske og
fyld den næsten med vand og skru låget på så der er en lille luftboble øverst
og en ært nederst.
Luftboblen er øverst fordi den har mindst
massefylde, og ærten er nederst, fordi den har størst massefylde. Vender du
flasken på hovedet, bytter ærten og boblen plads.
Hold nu flasken i hånden så den er næsten
vandret, men lad den hælde lidt, så det yderste af flasken er højest. Så har du
ærten ind mod dig selv og boblen yderst.
Hold flasken i denne hældning og begynd at
rotere. Så kryber boblen indad og ærten udad. Da der er en udadrettet kraft, vil
de letteste ting være i midten.
På denne måde skummer man fløden af mælken i en
centrifuge på et mejeri. Den lettere fløde presses ind mod midten.
3. Vaterpas
Hold et vaterpas næsten vandret men så
den er lavest ind mod dig selv. Så ligger luftboblen yderst. Når du begynder at
dreje dig hurtigt, presses boblen ind mod dig selv selvom det er lavest. Det er
fordi rotationen skaber en kraft udad, som presser væsken udad.
På samme måde vil de tunge ting presses udad i
en roterende rumstation.
4. Loop.
Sving en flaske eller en spand med vand rundt i
en cirkel, så vandoverfladen på et tidspunkt vender nedad.
Hvorfor falder vandet ikke ned?
Hvordan kan en rutschebane indeholde et loop,
uden at passagererne falder ud?
1. Vands kogepunkt.
I en glasklokke lægges en ballon, der
kun er lidt pustet op. Når man tænder for luftpumpen, suges luften ud. Ballonen
vokser nu, fordi luften trykker den mindre sammen. Jo mindre trykket bliver des
større bliver ballonen. Luften lukkes tilbage, hvorved ballonen skrumper ind til
oprindelig størrelse, fordi luften igen trykker den sammen.
Et glas med 60 grader C varm vand sættes ind i
glasklokken sammen med ballonen. Et Termometer viser vandets temperatur. Når
luften pumpes ud, vokser ballonen ligesom før. Efterhånden som trykket falder,
kommer der stadig flere bobler nede i vandet. Når trykket er lavt nok, begynder
vandet at koge.
Ved 1 atmosfæres tryk skal vandboblerne
overvinde lufttrykket før det koger. Derfor skal det opvarmes til 100 grader
celsius før det koger. Men når trykket falder, koger vand ved en lavere
temperatur.
Man kan let få 60 grader varmt vand til at
koge. Under kogningen afgiver vandet varme og dets temperatur falder, men som
det ses, kan vandet koge videre selv under 50 grader.
Når man går op i bjergene, falder vands
kogepunkt. Derfor tager det længere tid at koge noget deroppe.
I 19 kilometers højde er trykket så lavt at vand
koger ved 37 grader. Derfor koger blodet i den højde, hvis man ikke er i en
trykdragt eller er inde i en trykkabine.
En astronaut på rumvandring kommer ud i vakuum.
Derfor vil hans blod begynde at koge, hvis han ikke har en tæt rumdragt på.
Hvis man koger mad i en trykkoger stiger
trykket til over én atmosfære. Derfor koger vandet ved over 100 grader, og
madlavningen går hurtigere.
Når trykket falder, vokser ballonen, og det
lunkne vand begynder at koge.
Video:
Prøv at holde en finger op foran ansigtet. Luk først det ene øje og derefter det andet. Fingeren flytter sig i forhold til
baggrunden, når man bruger det andet øje.
Når en iagttager flytter sig, flytter
det nære sig mest og det fjerne sig mindst. Derfor suser de nære træer hurtigt
forbi, mens de fjerne træer tilsyneladende er langsommere, når man kører af sted.
Solen, månen og stjernerne følger tilsyneladende med, fordi de er så fjerne. Derfor ”kører"
fjerne ting fra de nære træer, når man kører i bil.
Men stjerner har forskellig afstand, og de
flytter sig ikke lige meget, når man bevæger sig. Jorden drejer rundt omkring
solen. Derfor er jorden efter et halvt år kommet til et sted, der er 300
millioner kilometer fra positionen på den anden side af solen et halvt år
tidligere.
En stjerne ændrer derfor position en lille
smugle. Men ændringen er så ubetydelig, at selv Tycho Brahe ikke kunne måle den.
I årets løb flytter de nærmeste stjerner sig mindre end en bueminut. Det er 1/60
grad. På grund af de enorme afstande til stjernerne, flytter de sig så lidt.
De
nærmeste stjerner flytter sig mest. Man siger at de har størst parallakse.
Stjernernes paralakse kan måles med de bedste kikkerter, hvis afstanden til
dem er mindre end 200 lysår. Man kan måle, at stjerner der er nærmere end 200
lysår fortager små kredse i årets løb i forhold til de fjernere stjerner. På den
måde kan man beregne afstanden til de nærmeste stjerner.
Forsøg: To plader pleksiglas skrues fast
med en ramme imellem, så man ser dem i forskellig afstand. På hver plade
klistres stjerner. Iagttageren bevæger sig mod højre og ser stjernerne på den nærmeste
plade bevæge sig mere til venstre end stjernerne på den bageste plade. Det viser parallaksen på de nærmeste stjerner.
Forsøg: Vi sætter nogle lyskæder op i et
lokale. Vi filmer dem så der er lys i forgrunden, i mellemgrunden og i baggrunden.
Nu svajer kameraføreren i knæene, således at kameraet kører rundt i cirkler. På
filmen ser vi nu de nærmeste stjerner bevæge sig meget mere end de fjerneste
stjerner. Det viser parallaksen for de nærmeste stjerner.
Video:
Hvordan kender man afstanden til de
fjerneste galakser ?
Hvis en stjerne er fjernere end 200 lysår, kan
man ikke måle den parallakse. I sted måler man dens lysstyrke. Hvis to ens
stjerner er i forskellig afstand, så den ene er dobbelt så langt borte, vil den
fjerneste tilsyneladende kun lyse med ¼ lysstyrke. En lignede stjerne ti gange
så langt borte vil kun se ud til at lyse med 1/100 lysstyrke.
Man kan nu bruge en speciel type variable
stjerner til at beregne deres absolutte lysstyrke. Stjernen Delta Cephei
varierer med en bestemt periode. Det viser sig at periodens længde kun afhænger
af lysstyrken. Så man kan bestemme den absolutte lysstyrke for Delta Cephei, som
man kender afstanden til ud fra parallaksemetoden.
Hvis man nu finder en cepheide , en stjerne af
samme type i en anden galakse, så kan man beregne stjernens absolutte lysstyrke
ved at måle perioden for dens variation.
Nu måler man, hvor svagt stjernen faktisk lyser
for en iagttager på jorden. Jo svagere den iagttages, des fjernere må den være.
På den måde kan man finde afstanden til den galakse, som stjernen ligger i.
På den måde viste en astronomen Hubble, at
Andromedagallaksen ligger uden for mælkevejen. Mælkevejen er 100 .000 lysår
bred, og afstanden til Andromedagalaksen er 2,5 millioner lysår.
Det blev også vist, at de andre galakser også
ligger uden for Mælkevejen i meget store afstande.
I vort verdensbillede voksede universet
kolossalt, mens vores egen størrelse i forhold dertil blev stadig mere
beskeden.
For de fjerneste galakser kan man ikke skelne
enkeltstjerner af cepheidetypen. Derfor måler man lysstyrken af en supernova i
den pågældende galakse. Jo svagere lyset fra supernovaen ser ud til at være, des
fjernere
må galaksen være.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 |
 |
 |
En del af holdet, der lavede de sjove
forsøg. Vi er et hold under Københavns Kommunes Ungdomsskole.
|
| |
|
 |
|
