Rapport frå Vossvind, gruppe 2

En Doofenshmirtz Evil Inc-rapport.

Finne en konstant i likningen til luftmotstand

Hensikt

Hensikten vår var å finne en konstant i likningen til luftmotstand som vi kan bruke senere på raketten våres. Vi testet med en fotball, siden det er ett solid objekt men med litt vekt så den er god for enkel utregning.

Utstyr

  • Et stykk vindtunnel
  • En fotball

Framgangsmåte/Resultat

Sett deg på toget til Voss dermed gå de knappe to kilometerene til Vossvind. Bryt deg inn og start vindtunnelen. Sett rolig fotballen inn når vindtunnelen er på rolige 40km/t. Øk hastigheten inntil ballen svever på ett delvis balansert vis. Hvis Ballen din er litt ujevn vil den fly rundt og krasje inn i ting som ett barn på sukkerkick. Hvis du er så heldig att du oppnår en svevende og balansert ball, skriv ned hastigheten på vinden når dette skjedde, F.eks 63km/t. Etter dette er du litt lost.

Finn derfor en meget smart venn, i vårt tilfelle Sebastian Lillemark, og få han til å gjøre utregningene. Først fant han konstanten [dvs k, red.anm.], når han fant dette ut kunne han sette den inn i en formel for å finne ut om målingene våre stemte, altså at tallene var lik på hver side. Vi fikk da 3,54 = 3,58 så relativt likt, andre utregningen han måtte gjøre var å finne ut Drag Co-efficienten (K), etter lange dager og netter med tung utregning og flere notatbøker fant han ut at dette ble 0,615. Vi sa oss fornøyd og dro hjem.

Redaktøren kommenterer:

Det som ikkje representanten frå Doofenshmirtz Evil Inc har forklart (det var jo her han vart lost) er:

  1. Noken i gruppa har tydeligvis vegd ballen og funne at m = 0,365 kg. Så «vekt» må inn i utstyrslista
  2. Farten v er omrekna frå km/h til m/s. Så (rolige ?) 63 km/h tilsvarer 17,5 m/s.
  3. Kontrollen av venstre og høyre side av del 2, jo stemma, sidan det er same formel som er brukt, så den treng vi ikkje.
  4. Men spørsmålet er no: Kor dukka verdien på A opp? (Svar i kommentarfeltet)
  5. Konstanten k er eit tal som er avhengig av objektet sin størrelse (nærmare bestemt arealet av tverrsnittet ballen A) og form, samt lufttettheten ρ (som vi set lik 1.2) . Når vi reknar om til den såkalte Drag-koeffisienten (som heiter Cd og ikkje K), så deler vi på A og ρ,og dermed sit vi igjen med ein faktor som ideelt sett bare skal vera avhengig av formen. Eg seier ideelt fordi også stoffet på ytterflata til ballen har betydning. I følge mange kilder, er Cd for ei kule lik 0.5. Så 0.615 er derfor ein god verdi, og Doofenshmirtz Evil Inc. kan trygt sei seg fornøyd!

Til Voss og tilbake igjen

På same måten som då John F. Kennedy bestemte at USA skulle senda mennesker til månen og få dei levande ned igjen, bestemte ProgX at vi femti år seinare skulle senda folk til Voss (med toget) og tilbake igjen.

ProgX-gjengen frå Tertnes

Onsdag 30 oktober drog derfor ProgX-gjengen til vindtunellen på Vossvind for å prøva å måla luftmotstanden på ein del objekt. Vossvind ligg oppe ved Tvildemoen på Voss, ca. 2 km å gå frå stasjonen. Vi tok altså toget opp, og hadde med to tennisballar (ein lett og ein tung), ein fotball, ein basketball og våre fire rakettar i bagasjen. Vi vart tatt godt imot av Trude Sviggum og dei andre på Vossvind, som let oss få «forska» innimellom betalande kundar i denne flotte vindtunellen.

HOES (Highly Organized Exploration of Space) forbereder sine eksperiment

Tanken bak eksperimentet vårt var rett og slett å la ballane og rakettane fly i oppdriften som vindtunellen skaper, akkuat på same måten som dei vanligvis lar fallskjermhopparar fly. Når ting eller folk ligg i ro i vinden, så blir likningane dei same som når ein fallskjermhoppar har oppnådd terminalfart, (konstant fallhastighet) nemlig at luftmotstanden L er like stor som tyngda G. Når vi då modellerer luftmotstanden som at den er proporsjonal med kvadratet av farten, dvs L = k v2, og set dette lik G  = mg, så kan vi rekna ut konstanten k.

Barton Hardie testar tennisballen

Vi prøvte først med dei to tennisballane, og det gjekk forholdsvis bra. (Rapport blir lagt ut seinare). Rett nok var det vanskelig for Trude å stilla inn vindhastigheten slik at ballane låg i ro, men vi fekk brukande resultat. Når vi prøvte med fotballen vart det straks verre. Den skvatt rundt og opp og ned og alle veier, og vi fekk bare tilnærma tal for den. Basketballen var litt meir stabil, og vi fekk brukande tal.

«The ProgX six» er klare for sin første flytur.

Når vi skulle prøva raketten, så fekk vi større problem. Rakettane våre var så tynne at dei ikkje kunne fly fritt. Grunnen er at dei kunne gå gjennom sikkerhetsnettet og komma inn i vindturbinane. Så det kan vi ikkje ha! Løysinga var at Vossvind sin hovedinstruktør, Barton Hardie, (det er han du kan sjå på forsida til Vossvind. Sjå også denne videosnutten.) velvillig tok raketten med seg inn i tunellen for å prøva å ha ein viss kontroll på den vha tau. Men dette viste seg å vera veldig vanskelig (les: umulig!). Raketten var svært ustabil og Barton klarte ikkje å få den til å fly skikkelig. Sjøl etter gjentatte forsøk der vi la meir vekt i nasa på raketten vart resultatet det same, og vi fekk dermed ikkje tal som kunne brukast til å rekna ut luftmotstanden. Dette var jo litt nedslåande, for det var raketten vi egentlig kom for å måla! Men likevel: vi er ikkje deppa, for vi skal nok klara å måla luftmotstanden på annan måte. Slik er forskningen! 😀

Thomas flyr!

Etter våre eksperiment fekk alle som ville prøva seg i vindtunellen. Etter grunnopplæring på bakrommet, fekk våre seks modige menn anledningen til å kjenna på egen kropp dei kreftene som vindtunellen skaper, og kor vanskelig det er å fly på ein kontrollert måte, og kyndig veileda av instruktør Tor Andre Lerhaugen. Eg trur alle seks kan skriva under på at det var ein flott opplevelse!

Are har full kontroll 🙂

So: Many thanks to you, Trude, Barton and Tor Andre at Vossvind, for your help!

Det store romkappløpet

Då er «Det store romkappløpet» offisielt i gang 🙂

Følgande romfartsorganisasjonar er etablert:
Team 1: «Jonychamp’s Juicy Atlantic Space Research – JASP/Double-JASP»
Team 2: «Doofenshmirtz Evil Incorporated»
Team 3: «Highly Organized Exploration Of Space».
Team 4 er ei foreløpig uorganisert gruppe som kan nå høgt:

Første milepæl i prosjektet er å senda fire rakettar til Voss (med toget) og tilbake igjen innan utgangen av 2019 utan å skada befolkningen på Vangen noko særlig. Vi skal på Vossvind (på fagdagen 30. oktober) for å testa rakettane i vindtunellen der.