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

Fördelningen av ett föremåls massa bestämmer var tyngdpunkten ligger men även tröghetsmomentet och hur lättbalanserat föremålet är. I det här experimentet utgörs föremålet av en pinne försedd med en klump lera.  

Material

• En träpinne, cirka 1 meter lång, med diametern 1-2 centimeter.
• En klump lera.
• Eltejp att sätta fast lerklumpen med.

Tillverka

(Mindre än 5 minuter)

Sätt fast en klump lera, stor som din knytnäve, cirka 20 centimeter från den ena ändan av pinnen.

Experimentet

(5 minuter eller mer)

Balansera pinnen på ett finger med den tunga klumpen närmast handen. Byt och balansera pinnen i den andra änden. Lägg märke till att det är mycket enklare att balansera pinnen med den tunga klumpen uppåt.

Som alternativ, demonstrera inte experimentet i förväg. Ge i stället gruppen en pinne och en lerklump och utmana dem att balansera pinnen så länge som möjligt. Låt dem själva upptäcka betydelsen av leran och placeringen av dess massa.

Vad händer?

Pinnen roterar mycket långsammare när den tunga klumpen är längst upp vilket ger dig mer tid att justera pinnen läge och att hålla balansen. Med klumpen neråt har pinnen ett mindre tröghetsmoment och svänger över mycket snabbare. 

Ju längre bort det mesta av massan är placerat från rotationscentrum (din hand) desto större är tröghetsmomentet och därmed blir rörelsen också långsammare. Ett föremål med stor massa har en stor tröghet. Precis som det är svårt att ändra rörelsen hos ett föremål som har stor massa är det svårt att ändra rotationen hos ett föremål med stort tröghetsmoment.

Likt ett kastspö
Du kan känna ändringen i tröghet genom att göra följande experiment. Håll pinnen i den ände som är närmast klumpen, rör pinnen fram och tillbaka som om den var ett kastspö. Vänd sedan pinnen och håll den i andra änden och rör den som ett kastspö. 

Lägg märke till att det är mycket svårare att röra pinnen när klumpen är högst upp. Pinnens massa har inte ändrats men det har placeringen av leran i förhållande till din hand. Tröghetsmomentet beror på fördelningen av massan på pinnen.

(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)