Årskurs: 7-9, Gymnasiet
Ämnesområde: Kraft och rörelse

Hur högt en människa kan hoppa beror på hur högt hon förmår lyfta sin tyngdpunkt. Men var finns kroppens tyngdpunkt och kan vi påverka tyngdpunktens läge i kroppen? Med hjälp av en bräda får du svar på frågorna.

Material 

• En cirka 2,5 meter lång bräda, 25 centimeter bred och minst 2-3 centimeter tjock.
• En kloss eller något liknande som kan fungera som understöd. Brädan kan också läggas över en tröskel.
• Alternativt några brädbitar som sammanfogas till ett H-format stöd enligt fotot nedan.
• Några bitar styv skumplast eller dylikt för att fästa under brädans ändar.
• Ett måttband.

Tillverka

För att brädan ska balansera stabilt kan man bygga ett H-format stöd att lägga brädan över. Fördelen med detta är att understödet ligger stadigt på golvet och att brädan därmed är stabil. 

Ett alternativ är att balansera brädan till exempel över en tröskel. Det viktigaste är att stödet inte flyttar sig i förhållande till brädan.

Fäst en tunn bit av något mjukt material på undersidan av brädans ändar. Detta gör balansakten mindre plågsam för den som ligger på brädan. Utan isolering slår brädan hårt i golvet när den tippar!

Eftersom brädan är jämntjock sammanfaller mittpunkten med brädans tyngdpunkt. Mät upp och markera tydligt var brädans mittpunkt är.

Experimentet

Lägg brädan med dess mittpunkt rakt ovanför stödet. Finjustera så att brädan precis kan balanseras - då ligger stödet som det ska, rakt under brädans mittpunkt. 

Lägg dig nu på brädan med armarna längs kroppen och försök hitta det läge där du och brädan precis balanserar över stödet. Se till att brädans mittpunktsmarkering hela tiden är rakt ovanför stödet. 

När du finner balans har du din tyngdpunkt rakt ovanför stödet. Mät avståndet från huvudknoppen till din tyngdpunkt.

Försök nu flytta din tyngdpunkt genom att lyfta armar och/eller ben. Sök för varje ny position upp läget där du uppnår balans. Hur mycket kan du som mest flytta din tyngdpunkt? Mät!

Vad händer?

Precis som i experimentet ”Hitta tyngdpunkten" balanserar vi oss fram till tyngdpunktens läge. Eftersom du ligger på en bräda, som ju har sin tyngdpunkt, är det din och brädans gemensamma tyngdpunkt du bestämmer. 

Det är därför det är så viktigt att brädan inte rubbas ur sitt läge, utan hela tiden har tyngdpunkten/mittpunkten rakt ovanför stödet. När du lagt dig så att du och brädan balanserar har du din tyngdpunkt rakt ovanför brädans - och rakt ovanför stödet! (Se bilden.)

När Kajsa Bergqvist sommaren 2003 satte sitt personrekord i höjdhopp, löd detta på 2,06 meter. Det betyder att hela kroppen (på något sätt) passerade över höjden 2,06 meter. Men hoppade hon verkligen upp drygt 2 meter över marken? Nej, vi bör nog snarare titta på hur många meter hon lyfte sin tyngdpunkt.

Genom att flytta armar och ben har du i detta experiment sett hur du kan ändra tyngdpunktens läge. På samma sätt gör en höjdhoppare. 

En båge över ribban
Nästa gång du ser ett höjdhopp ska du titta på hur hopparen drar upp armarna och låter benen hänga ner så att kroppen bildar en båge över ribban. På detta sätt minimerar hopparen höjden som hon eller han verkligen behöver lyfta kroppen från marken.

Man brukar säga att alla djur och människor kan hoppa, det vill säga lyfta sin tyngdpunkt, ungefär lika högt. Denna höjd ligger runt 1 - 1,5 meter, och det stämmar ganska bra, både för gräshoppor och höjdhoppare!

(Materialet ingår i Science Snacks och är översatt av NRCF med tillstånd av The Exploratorium, San Francisco. Besök deras hemsida för mer inspiration, ny flik)