Rulleløpet

Prøv Rulleløpet

Løft begge hjulene til den ene siden, og slipp hjulene samtidig og se hvilken av hjulene som kommer først ned. Før du slipper må du gjette hvilken som kommer først ned. Hvorfor tror du det ene eller andre? Har de sett at hjulene er forskjellig? Har det betydning?

Forklaring: Hjulene veier det samme, har samme ytre mål, og banene er like. Den eneste forskjellen er at det ene hjulet har vektene plassert lengre ut fra sentrum. Ulik plassering av vektene gjør at hjulene får ulikt treghetsmoment. Treghetsmoment kan tenkes på som en motstand mot rullebevegelse/rotasjon: Jo høyere treghetsmoment, jo høyere motstand, og jo mer skal til for å få det til å rotere/rulle. Treghetsmoment er avhengig av masse (hva det veier) OG hvordan massen er fordelt. Siden det ene hjulet har høyere treghetsmoment (høyere motstand mot rulling) så får det mindre akselerasjon.

Andre situasjoner man kan se sammenheng mellom treghetsmoment og rotasjonshastighet:

• Kunstløper på skøyter som roterer sakte når armene er utstrakt, men roterer raskt når han/hun tar armene inntil seg. Når han/hun tar armene inntil seg så endres treghetsmomentet og rotasjonshastigheten øker.
• Det samme kan du prøve selv på en kontorstol: Snur rundt og se om hastigheten endrer seg hvis du først holder føttene ute og så tar dem inn (evt hold tunge vekter i armene)
• Når vi skal holde balansen strekker vi hendene ut – dette øker treghetsmomentet vårt og dermed «motstand» mot rotasjon.
• Person på slakkline som holder lang stav (mye større effekt enn å bare holde hendene ut).
• Hvis du skal ta salto på trampoline så lønner det seg å krumme kroppen sammen i lufta: Da minkes treghetsmomentet og rotasjonshastigheten øker. Så nå har du en unnskyldning hvis du skal ta backflip med brede/tunge pudderski og lander på hodet.

Backflip med vinking

Energi i rulleløpet

Legg merke til at selv om det ene hjulet er tregere enn det andre, så når de nøyaktig samme høyde på andre siden. Hvorfor det?

OBS: Det er viktig at hjulene slippes uten at de dyttes i gang, ellers vil de ikke oppnå samme høyde.

Forklaring:  Når hjulene løftes opp til toppen av banen har de den samme energien. De står i ro og har da det som kalles potensiell energi (evt stillingsenergi). Når hjulene begynner å rulle blir potensiell energi omdannet til bevegelsesenergi. Hjulene mister noe energi (på grunn av friksjonen blir bevegelsesenergi omdannet til varme), men siden de beveger seg like langt, og veier det samme, så mister de like mye energi. Når hjul 1 er ved bunnen har det like mye bevegelsesenergi som hjul 2 har når det er ved bunnen. Når hjulene går opp igjen på andre siden blir bevegelsesenergi omdannet tilbake til potensiell energi, og når hjul 1 er på toppen (og står i ro et øyeblikk) så har det like mye potensiell energi som hjul 2 når det er på toppen. Dette betyr at de vil nå nøyaktig like langt opp på andre siden. Riktignok vil dette ene hjule «henge etter» det andre.