Gå til hovedindhold

Flammer, der peger skråt op

Hvorfor mon?

  • Hvad har en tur i en tivolirutschebane, en karrusel, en flyver eller en bus med hinanden at gøre? 
  • Hvorfor tror du, en heliumballon trykkes tilbage, mens fx et lod i en snor vil blive skubbet frem?

Inden du starter

Det kan du bruge:

  • Et fyrfadslys eller lagkagelys
  • Et syltetøjsglas, rødbedeglas eller lignende. Husk at det skal være med låg.
  • Tændstikker
  • Et kamera eller en mobiltelefon med kamera
  • Elastikker eller tap

Sikkerhed: 
Der benyttes åben ild (stearinlys), og der er risiko for at man taber et glas på gulvet.

Tip til indkøb:
Syltetøjsglassene skal være så brede som muligt og med så bred en åbning som muligt.

Pris pr. forsøg:
2 kr. 

Sådan gør du

  1. Først skal stearinlyset sættes fast i bunden af syltetøjsglasset. Det kan gøres enten med dobbeltklæbende tape eller ved at dryppe flydende stearin ned i bunden af glasset.
  2. Vægen på lyset skal befinde sig ca. i midten (både i bredden og højden) af glasset under forsøget. Hvis vægen er for højt oppe, så lad den brænde lidt, eller skær lidt af bunden, til det passer.
  3. Tegn en pil på glasset, der peger ind mod dig selv, når glasset står vandret. Se figur 1.

  1. Indstil kameraet, så det filmer gennem glasset hen mod pilen. Sørg for, at lysets flamme vil komme til at være lige midt i billedet, når den bliver tændt. Hvis du kan, så fokuser på lysets væge. Sæt evt. mobilen fast på glasset med elastikker eller tape. Hvis det er for besværligt, så hold mobilen med den ene hånd, mens du holder glasset i den anden. Se figur 2:

  1. Få en kammerat til at tænde stearinlyset og skrue låget på glasset. Du har nu mellem 10 og 20 sekunder, før flammen går ud pga. mangel på oxygen.
  2. Drej rundt om dig selv med glasset ud i strakt arm, mens den tegnede pil peger ind mod dig selv. Sørg for at stå på det samme sted, mens du drejer rundt

Hvad tror du?

  • Hvad får flammen til at pege hen mod dig?
  • Hvor er der varmest i glasset?

Forklaring

Når du drejer rundt om dig selv, og har armene strakt ud, kan du måske mærke, at det hiver mere i armene, jo hurtigere du drejer rundt. Du har måske prøvet, at det river og rykker i kroppen, når man tager en tur i en rutsjebane eller en hurtig karrusel. Man kalder det, man mærker, for centrifugalkraften.

Centrifugalkraften er en kraft, der peger væk fra cirkelbevægelsen. Sidder man i en kørende karrusel, bliver man nærmest slynget udad. Centrifugalkraften er der kun, så længe karrusellen kører. I dette eksperiment, vil centrifugalkraften også kun være der, når du bevæger glasset i en cirkelbevægelse. En flamme vil altid bevæge sig modsat rettet den kraft, den mærker (se supplerende forklaring). Derfor vil flammen pege ind mod centrum af cirkelbevægelsen. Altså dig. Da det kan være lidt svært at se, hvilken vej flammen peger, bruger vi en mobiltelefon til at videofilme det. Derfor er det også vigtigt at du tegner en pil, så du kan overbevise dig selv om, at flammen virkelig peger ind mod dig selv, når du drejer rundt.

  • En flamme fra et stearinlys, der ikke påvirkes, vil altid rette sig modsat tyngdekraften. Det gør den fordi flammens varme gasser har en lavere massefylde end den omgivende luft. Gasserne, og dermed flammen, vil simpelthen flyde ovenpå ligesom en badebold i vand.
  • Man kan regne med kræfter, ved at bruge vektorer. Vektorer, ved du måske fra matematik i gymnasiet, kan lægges sammen og trækkes fra hinanden. Så når du har tyngdekraftsvektoren og en centrifugalkraftvektor, kan disse også lægges sammen, og give en ny vektor. Den vektor kalder vi for den resulterende kraftvektor. Du kan se et kraftdiagram på tegningen:

  • Da den resulterende kraftvektor er summen af de to kræfter, kan du måske også regne ud, hvordan man kan kigge på et billede i videoen og regne ud, hvor stor centrifugalkraften må være?
  • Du kan også lave dette forsøg på en lidt anden måde. I stedet for et stearinlys i et syltetøjsglas, kan man fx bruge en lille ballon bundet på en snor i en flaske med vand. Den vil også rette sig modsat tyngdekraften (da den vil forsøge at nå overfladen).

Fiktiv kraft  

Centrifugalkraften har sin rod i Newtons 1. lov (hvis en genstand ikke er påvirket af nogen kraft, vil den ligge stille eller fortsætte i en jævn bevægelse). Ser man på situationen, som om vi stod i med syltetøjsglasset, ville vi opleve en kraft. Men det er ikke nødvendigvis klart, hvor kraften kommer fra, hvis man ser det fra syltetøjsglasset. Centrifugalkraften er en finurlig størrelse. Man kalder det også for en "fiktiv" kraft, fordi den kun optræder i systemer, der accelereres, fx ved opbremsning eller rotation.