Gå til hovedindhold

Mystisk hjul

Det første hjul så dagens lys længe før vor tidsregning og har haft kæmpe betydning for menneskelig teknologi og udvikling. Men hvad er det egentlig, der gør, at et hjul kan trille? Og skal et hjul nødvendigvis være cirkelformet?
 

Teknologi eller teknisk udstyr der bruges i forsøget

En limpistol er teknisk udstyr. Den fungerer ved at en termoplastik mases ned igennem en spids kegleformet ende, der er opvarmet. Limens smeltetemperatur kan variere. Nogle ligger ved 110 oC, læs mere her

Inspiration til variable du kan arbejde med i forsøget

Prøv at undersøge, hvor hurtigt cd-konstruktionen triller sammenlignet med andre konstruktioner, der vejer det samme. Din variabel er konstruktionen.

Prøv at undersøge hvor hurtigt cd-konstruktionen triller, hvis CDerne ændrer radius. Din variabel er cdernes radius.

Prøv at trille på forskellige typer af underlag. Din variabel er underlaget.


Vejledning til forsøget


VIGTIGT - læs dette sikkerhedsafsnit, inden du går i gang

Sørg for et lokale, hvor der er udluftning, fordi der anvendes lim og sprittusch i forsøget. Pas på ikke at røre ved den flydende lim, der er meget varm.

Materialer du skal bruge

  • En limpistol
  • En saks
  • En lineal
  • En sprittusch
  • To CD'er

Tip

Find de billigste tomme CD'er på edbpriser.dk. Kvaliteten er underordnet. Man kan nemt finde f.eks. 100 stk. til ca. 200 kr. inkl. fragt. Endnu bedre er det naturligvis at benytte gamle CD'er, der alligevel skal smides ud.

Aktivitetsvejledning

  1. Tegn en 3,5 cm lang streg på den ene cd fra kanten og præcist ind mod midten. 
  2. Klip nu et snit helt tæt ved siden af det første, så der kommer et hak, der har samme tykkelse som en CD.
  3. Sæt den anden CD ind i hakket
  4. Lim dem sammen med en limpistol. Det er vigtigt, at de står helt vinkelret på hinanden. Vær forsigtig medhåndteringen af limpistolen.

  1. Nu har du to sammenlimede CD'er. Prøv at lægge dem ned på et bord og skub dem afsted!

Dataopsamling

Prøv at svare på følgende spørgsmål

  • Prøv at beskrive hvorfor et hjul kan trille.
  • Hvor mange steder kan du nævne, hvor man ser hjul i dagligdagen?
  • Hvorfor tror du, at nogle ting kan trille, mens andre ikke kan?
  • Prøv at forklare hvorfor CD´erne kan trille.
  • Prøv at sammenligne CD-konstruktionen med et almindeligt hjul

Faglig forklaring

Når man først ser på de sammenlimede CD'ers form, så er det umiddelbart meget overraskende, at de kan trille. Men det er i virkeligheden ikke så underligt, for CD'-konstruktionen opfylder to grundlæggende geometriske betingelser for at kunne trille:

  1. Konstant tyngdepunkt
  2. Ensartet kontakt med underlaget

Den ene betingelse er, at tyngdepunktet for genstanden skal være så konstant som muligt. I en perfekt kugle ligger tyngdepunktet (massemidtpunktet) altid lige i midten, så derfor kan en kugle trille rigtig godt. Et æg triller ikke nær så godt, fordi tyngdepunktet hele tiden flyttes op og ned, når det triller over den høje led. Ved de sammenlimede CD'er ligger tyngdepunktet overraskende nok altid i præcis samme højde over underlaget, når de triller afsted.

En anden betingelse er, at genstandens kontakt med underlaget skal være kontinuert (ensartet). Forestil dig et "hjul" med en plan flade langs den ene side.

Det vil give et ordentligt bump, hvis det da overhovedet kan trille. En kugle triller derfor godt. Den har kontinuert kontakt med underlaget, mens en terning ikke har det.

Ved de sammenlimede CD'er er kontakten med overfladen kontinuerlig, da den ene CD altid triller hen over midten af sin flade, når den anden tipper over sin kant og omvendt. Prøv selv at observere dette mens de triller. Begrund hvordan de to geometriske betingelser er opfyldt.