- ugens lyse idé

Her vil du hver uge finde en ny, spændende idé, du kan bruge i undervisningen eller lege med hjemme.
Hvis din skole har licens til
Ahorn Science Univers, kan du se og downloade tidligere udgivne tips ved at klikke her.

Uge 46, 1999

Når pumpen støjer og ryster
Et besøg på en virksomhed giver nye inputs til undervisningen, og velkendte fænomener belyses fra andre vinkler. På Grundfos laver man pumper - mange pumper - og de må hverken støje eller ryste.
I anledning af de danske forberedelser til EXPO 2OOO (se www.expo2000-edu.dk) var vi en gruppe lærere til konference på Grundfos i Bjerringbro.

En ingeniør på udviklingsafdelingen gav eksemper på, hvordan matematik og fysik er en afgørende del af udviklingen af Grundfos' produkter.
Han demonstrerede og forklarede vældigt illustrativt samspillet mellem et givet materiales iboende egneskaber (dets egenfrekvens(-er)) og de ydre påvirkninger.

Eksperimentet måtte jeg jo hjem og prøve efter i mit eget køkken - i en noget mindre raffineret version, ganske vist. Men til gengæld let at lave for enhver.

     
Jeg må have en boremaskine med variabelt omdrejningstal, der kan reguleres kontinuerligt. Det har jeg ikke, men en hjemmelavet lysdæmper gør samme gavn.

I boremaskinen spænder jeg en bambuspind fra min udgåede bambus..

     
..så regulerer jeg farten op, og ved et bestemt omdrejningtal bliver maskinen næsten ustyrlig. Snart knækker bambuspinden - godt den ikke fløj hen i de nye lamper!
Et ret udtryksfuldt eksempel på, at bambuspindens iboende egenskaber faldt sammen med de ydre påvirkninger, rotationshastigheden.

Ved at prøve med kortere bambuspinde (det blev de efterhånden af sig selv) opdagede jeg, at ved pinde under ca. 20 cm. var der ingen sammenfald - materialets egenfrekvens var blevet højere end boremaskinens højeste omdrejningstal.

     
På den vandrette akse har vi frekvensen.

Diagram A viser viser materialets iboende egenskaber, pindens egenfrekvenser

På diagram B vises tre eksempler på omdrejningstal for boremaskinen.
Ved hastigheder over eller under den, der svarer til pindens egenfrekvenser sker der ingenting.

 

Kun ved den stiplede linie er der sammenfald mellem pindens egenfrekvens og omdrejningshastigheden. Den samlede virkning findes ved at gange kurverne i A og B med hinanden. Kun ved den stiplede linie giver det en virkning, der er større end nul (diagram C). Så er den til gengæld meget stor!!!
 
     
Vor ingeniør på Grundfos koblede mere matematik på, men eksperimentet er nemt at lave og princippet tydeligt og effektfuldt illustreret blot ved det simple forsøg med boremaksinen. Det vil også være let at raffinere yderligere med mere regulære pinde - det var fx nok værd at prøve med dyvelpinde i stedet for bambus.

Besøg Ahorn Undervisning!

Har du kommentarer - eller andre lyse ideer - så send os en e-mail: ahorn@ahorn.dk