Tuesday, 31 August 2010

Mikä pitää pallon ilmassa?




Sain haasteen kirjoittaa alle tuhannella merkillä (ilman välilyöntejä) kohtuullisella vaivalla ymmärrettävän selityksen ja lukijoita kiinnostavan kytkennän arkipäivän ilmiöön Klassikoiden kohteesta ”Mikä pitää pallon ilmassa?”
Alla tulos, johon on käytetty 994 merkkiä ilman välilyöntejä.

Bernoullin lain mukaan virtaavan kaasun dynaamisen ja staattisen paineen summa on vakio. Mitä suurempi virtausnopeus, sitä suurempi on virtaussuunnassa vaikuttava dynaaminen paine ja pienempi sivusuunnassa vaikuttava staattinen paine. Ilmavirran dynaaminen paine on aina suurempi ja staattinen pienempi kuin ympäröivän liikkumattoman ilman paine.
Suoraan ylöspäin puhaltavassa ilmavirrassa pallo nousee sille korkeudelle, jossa dynaamisen paineen aikaansaama nostovoima ja pallon paino ovat yhtä suuret.
Pallo pysyy ilmavirrassa, koska sen ulkopuolella olevan ilman suurempi staattinen paine työntää ilmavirrasta karkuun pyrkivän pallon takaisin.
Vinosti puhaltavassa ilmavirrassa pallo ei pääse putoamaan ilmavirran dynaamisen ylipaineen ja staattisen alipaineen yhteisvaikutuksesta.
Monet linnut, varsinkin isot kuten kurjet, käyttävät nousevien ilmavirtausten dynaamista ja staattista painetta hyväkseen ottaessaan korkeutta. Niiden tarvitsee oikeastaan vain pitää siivet levällään. Virtauksen dynaaminen paine nostaa linnut ylös taivaalle ja staattinen paine pitää automaattisesti ne kiertämässä kehää virtauksen sisällä.


Onko tulos kohtuullisella vaivalla ymmärrettävä ja onko kytkentä arkipäivään kiinnostava? Valitettavasti (oikeastaan onneksi) minä en voi päättää siitä. Sinä, hyvä lukija olet tässä asiassa diktaattorin valtuuksia käyttävä asiantuntija. Vain sinulla on asiantuntemus ja päätösvalta itsesi suhteen, ja kun sinä olet puhunut, niin minä voin vain todeta kuten Jussi Virolainen aikoinaan Turun puoluekokouksessa, että pulinat pois.

En väitä, että tulos on paras mahdollinen. Itse asiassa aihe on niin haastava, että en ole lainkaan tyytyväinen lopputulokseen. Se vain sattuu oleman parasta, mitä minun taidoillani on saatu aikaan.

Olen aika kilpailuhenkinen. Siksi haastan lukijani kisaan paremman ko. kohdetta yo. ehdoilla kuvaavan tekstin tekemiseen. Alle 1000 merkkiä. Vastaukset Poikkitiede-palstan alla oleviin kommentteihin. Tuomareiksi eivät ole lupautuneet Mikko Myllykoski, Jussi Sava eikä Kati Tyystjärvi, mutta kukaan heistä ei kuitenkaan kehtaa kieltäytyä nimen tultua mainituksi, joten he toimivat raatina.

Kolmelle parhaalle palkinnoiksi pullakahvit santsikupilla elämysosaston piikkiin Heurekan Café Einsteinissa tai vaihtoehtoisesti kirja Limulintu + mittaamattomasti mainetta ja kunniaa. Aikaa vastauksille syyskuun loppuun asti.

10 comments:

  1. Aika vaatimaton esitys. Kirjoittaja ei ole tainnut kuullakaan sirkulaatiosta. Suosittelen tutustumista lentokoneen toimintaan, niin ei tarvitsisi tuntea myötähäpeää.
    Esim. täällä

    http://www.ilmailutoimittajat.fi/seli/nostovoiman%20synty.html

    ReplyDelete
  2. Siis väärin sammutettu.
    Toki olen kuullut sirkulaatiosta, jopa lukenut siitä kaikenlaista. Osan mielestäni ymmärtäen paremmin, osan huonommin.
    Sirkulaatio on käsite, jolla voidaan selittää lentokoneen siiven toimintaa. Se on sen verran monimutkaista, että pelkällä Bernoullin lailla ei pärjätä alkuunkaan. Sen voin sanoa, vaikka en mikään aerodynamiikan erityisasiantuntija olekaan.
    Pallo leijumassa ilmavirrassa on fysikaalisesti paljon helpompi kohde. Sen toimintaperiaatteen ymmärtämiseksi riittää hyvin Bernoullin laki, ainakin tässä yhteydessä.
    Kehä on vapaa. Olisi ”Väärin sammutetun” sijasta mukava kuulla myös sirkulaatioon perustuva selitys. Urakka ei ole kovin mahdoton. Alle tuhat merkkiä. Vertailun vuoksi: tässä kirjoituksessa tämä virke mukaan lukien on 715 merkkiä, kun välilyöntejä ei lasketa mukaan.

    ReplyDelete
  3. http://www.ilmailutoimittajat.fi/seli/nostovoiman%20synty.html

    "Sirkulaatio
    Nostovoiman syntymisessä vaikuttava keskeinen asia on useimmille ihmisille tuntematon ilmiö nimeltään sirkulaatio.
    Sirkulaatio lyhykäisesti tarkoittaa ympyränmuotoista liikettä. "

    Sen verran yllä olevasta linkistä lainatusta tekstistä, että sirkulaatio ei ole mikään ilmiö. Se on matemaattinen lauseke, nopeusvektorin viivaintegraali virtauskentässä olevaa suljettua käyrää pitkin. Siis ns. korkeampaa matikkaa, mutta ei mikään ilmiö vaikka useimmille ihmisille täyttä mystiikkaa onkin.
    Sirkulaation avulla voidaan laskea ilmavirtauksessa olevaan kappaleeseen kohdistuva nostovoima, kun ilman tiheys ja kappaleen nopeus ilmaan nähden tunnetaan.
    http://en.wikipedia.org/wiki/Circulation_%28fluid_dynamics%29

    ReplyDelete
  4. Korjasin itse itseäni

    Bernoullin lain mukaan virtaavan kaasun dynaamisen ja staattisen paineen summa on vakio. Mitä suurempi virtausnopeus, sitä suurempi on virtaussuunnassa vaikuttava dynaaminen paine ja pienempi sivusuunnassa vaikuttava staattinen paine. Ilmavirran dynaaminen paine on aina suurempi ja staattinen pienempi kuin ympäröivän liikkumattoman ilman paine.
    Suoraan ylöspäin puhaltavassa ilmavirrassa pallo nousee sille korkeudelle, jossa dynaamisen paineen aikaansaama nostovoima ja pallon paino ovat yhtä suuret.
    Pallo pysyy ilmavirrassa, koska sen ulkopuolella olevan liikkumattoman ilman suurempi staattinen paine työntää ilmavirrasta karkuun pyrkivän pallon takaisin.
    Vinosti puhaltavassa ilmavirrassa tilanne on monimutkaisempi. Pallo ei putoa dynaamisen ja staattisen paineen yhteisvaikutuksesta. Pallon ilmaan kohdistama vastavoima saa ilmavirran kääntymään hieman alaspäin.

    Monet linnut, varsinkin isot kuten kurjet, käyttävät nousevien ilmavirtausten dynaamista ja staattista painetta hyväkseen ottaessaan korkeutta. Niiden tarvitsee oikeastaan vain pitää siivet levällään. Virtauksen dynaaminen paine nostaa linnut ylös taivaalle ja staattinen paine pitää automaattisesti ne kiertämässä kehää virtauksen sisällä.

    ReplyDelete
  5. Sirkulaatio-artikkelin kirjoittaja Jouni Laukkanen on sentään aktiivilentäjä. Uskon hänen tietävän vähän enemmän lentämisestä kuin Timo Suvanto, joka tiettävästi ei lentänyt kuin korkeintaan ulos työpaikastaan. Ainakaan nimeä ei näy missään ilmailupalstoilla.

    ReplyDelete
  6. Täytyy valittaen todeta, että itse aikaansaatuihin lentokokemuksiini ei kuulu toistaiseksi edes työpaikasta ulos lentäminen. Yritystä on ollut, mutta ei nähtävästi kuitenkaan riittävästi.
    Lähinnä se varmaan oli jouluna 1970, kun olin Mannerheimintien Sokoksessa myymäläetsivänä. Kun en viikkoon saanut ketään pitkäkyntistä kiinni, niin ymmärsin ottaa itse lopputilin - luultavasti vain tunteja ennen kuin olisin sen muutenkin saanut. Ei ollut minun juttuni.
    Kaverilla kyllä olisi lentokone ja lupakirja, mutta sitä ei taideta laskea. Joten hyvä Jani, olet varmaan vakaassa uskossasi ihan oikeassa,kuten muutkin uskovaiset omassaan.

    ReplyDelete
  7. Vaikka kuinka luin Timon vanhaa ja uutta selitystä, niin en ymmärtänyt. Staattinen paine, dynaaminen paine. Vaikeita sanoja ja ihan turhaan. Eikös se ilmavirta vain puhalla pallon ilmaan? Mitä ihmettä siinä nyt on.

    Aika pitkään sinä Timo jaksoitkin taas olla pilkkaamatta meitä uskossa olevia. En ymmärrä miksi. En minäkään pilkkaa sinun ateismiasi.

    ReplyDelete
  8. Maailmankatsomuksensa voi itse kukin perustaa tiedolle tai uskolle. Minulle tietoon perustuva maailmankatsomus tuntuu istuvan paremmin. En ryhdy tässä sen enempää pyörimään teeman ympärillä. Kannattaa lukea Kari Enqvistin hieno kirja ”Kuoleman ja unohtamisen aikakirjat”.

    http://fi.wikipedia.org/wiki/Kuoleman_ja_unohtamisen_aikakirjat

    Näkemykseni uskonnollisuudesta on pitkälti sama kuin Karilla. Myös siinä, että pidän itseäni uskonnottomana, en ateistina. Ateisti ottaa aktiivisesti kantaa Jumalan olemattomuuteen. Minulle ei ole siihen kuin korkeintaan akateemista mielenkiintoa, jos sitäkään.

    Ihmeitä on maailmassa monenmoisia. Jotkut pitävät monimutkaisia asioita, kuten aerodynaamisia ilmiötä itsestään selvinä. Vastaavasti hiemankin erikoinen ilmiö on heti Jumalan ilmoitus – kun niin halutaan nähdä. Ja miksei haluttaisi, varsinkin jos sen voi muuttaa rahaksi. Millä hintaa sinä myisit
    sinulle ilmaantuneen neitsyt Marian?

    http://news.bbc.co.uk/2/hi/4034787.stm

    Jeesuksenkin väitetyt ihmeteot olivat aika vaatimattomia, ottaen huomioon että hän oli saanut kykynsä kaikkivaltiaalta Jumalalta. Tai sitten hän ei vain halunnut ”elvistellä” kyvyillään.
    Alla oleva lainaus netissä olevasta lukiolaisen aineesta kuvastaa sitä maailmankuvaa, jonka uskoon perustuva uskonnonopetus antaa koululaisille. Eikä tämä edusta edes sitä uskonnollisuuden haaraa, jossa ihmisiä terrorisoidaan helvetin tulilla ja ikuisella kadotuksella. Päinvastoin tässähän Jeesus on oman aikansa Robin Hood, köyhien, rampojen ja sairaiden puolella.
    ”Jeesus teki paljon ihmetekoja. Hän sai kyvyt Jumalalta, ja käytti kykyjään tavallisten ihmisten auttamiseen. Tunnetuimpia Jeesuksen ihmetekoja ovat veden muuttaminen viiniksi, veden päällä kävely ja kuolleiden herättäminen henkiin. Jeesus oli aina sorrettujen puolella, ja auttoi parhaansa mukaan heikossa asemassa olevia.”

    ReplyDelete
  9. Ei Raamatun ihmeitä voi selittää fysiikan lakien avulla. Jumala pystyy mihin vain, eikä meidän rajallinen järkemme pysty Herran ihmeitä selittämään.
    Pysyisit Timo tällä palstalla vain fysiikassa ja jättäisit uskonnon rauhaan. Siitä kun tietosi tuntuvat olevan kovin vajavaiset.

    ReplyDelete
  10. Ottaen huomioon, että olen opiskellut "pakkouskonta" (tai ainakin ollut mukana oppitunneilla) kansa- ja oppikoulun yhteen laskien 12 vuotta, niin en pidä tietojani siitä, varsinkaan sen luterilaisesta haarasta aivan olemattomina. On niissä ainakin paljon enemmän sekä syvyyttä että laajuutta kuin useimpien uskovaisten tiedoissa fysiikasta.

    ReplyDelete