Stapla uppifrån

Är detta verkligen möjligt?

 

 

    

 

Enkla träbitar kan staplas så att den översta biten ligger HELT utanför biten i botten - ett till synes dramatiskt brott mot fysikens lagar. För att lyckas måste man börja uppifrån och sedan arbeta sig nedåt. "Stapeln" visar sig följa ett tydligt, matematiskt mönster.

 

15-20 likadana platta, rektangulära träbitar. Storleken har inte någon större betydelse och har man istället tillgång till 20 st identiska böcker med hårda pärmar går det lika bra.

 

Se "Experiment" nedan.

 

 

Lägg alla bitarna ovanpå varandra i en lodrät stapel. Vänd långsidan mot dig. Börja med att flytta den översta biten så långt ut som möjligt, utan att den tippar. Flytta sedan de TVÅ översta bitarna tillsammans (som en enhet) tills de befinner sig så nära kanten (av den tredje biten) som möjligt, se figur. Flytta därefter de tre översta bitarna och fortsätt så neråt i stapeln.

Hur många bitar måste du flytta innan den översta hänger helt utanför den understa?

Notera att det är omöjligt att flytta ut en given bit en längre sträcka än du flyttade den föregående. Ju högre stapel du har, desto kortare sträcka kan du flytta bitarna.

När du flyttar den översta biten till sin yttersta position befinner sig dess tyngdpunkt (i princip) ovanför kanten på träbiten under. Varje gång du flyttar flera bitar, finner du den gemensamma tyngdpunkten för denna hög av träbitar.

Kanten på den undre biten fungerar som vridningspunkt för bitarna ovanför.

Genom att studera läget av bitarnas tyngdpunkter ser man att den första biten flyttas 1/2 längd, medan den andra, ihop med den första, flyttas 1/4 längd. De tre översta flyttas sedan 1/6 längd medan de fyra översta flyttas maximalt 1/8 längd. Ser du mönstret?

Hur långt flyttas då den n:te biten? Svaret är 1/(2n) gånger längden.

Experimentella fel gör förstås att experimentresultatet avviker något från teorin, men du ser säkert mönstret!

 

Ett bra sätt att väcka stor uppmärksamhet redan vid första fysiklektionen, är att stapla alla fysikböckerna enligt ovan. Det förutsätter dock att du använder läroböcker med hårda pärmar!

Andra stapelbara ting är t.ex. linjaler, spelkort eller masonitbitar.

Vill du ha lite extra kul, kan du limma ihop alla bitarna då de precis balanserar. Placera sedan hela stapeln på en lös träbit som har ett starkt snöre fäst i ena änden. Du har nu en utmärkt uppställning för att demonstrera tröghet. Om du drar ut den understa biten snabbt, förblir stapeln helt oberörd. (Dra biten bort från "överhänget".) Om du lyckas flytta den understa biten innan din publik märker att bitarna är ihoplimmade, kommer du att få stående ovationer! Lite kreativitet och skådespelartalang hjälper på traven!

 

 

10931 besök sedan 16 oktober 2012

ämnen | dokumentation

 

Materialet hämtat från och översatt med tillstånd av The Exploratorium, San Francisco http://www.exploratorium.edu av Nationellt Resurscentrum för Fysik, http://www.fysik.org