Forsøk: Test tekstil til ein fallskjerm
Til læraren
Vitskapeleg arbeidsmåte og variablar
I denne oppgåva skal elevane teste eigenskapar til tekstil. I tillegg til at elevane kan lære om eigenskapane til stoff og materiale, er oppgåva eit fint høve til jobbe med vitskapeleg arbeidsmåte. Det er mange mogelegheiter til å øve på kva som ligg i ein variabel, ulike typar variablar og variabelkontroll i dette forsøket.
Les om variablar i artikkelen Metode og måleusikkerheit.
Jobb med andre produkt
Sjølv om denne oppgåva er bygd opp rundt fallskjermen, er det sjølvsagt mogleg å ta utgangspunkt i eit anna produkt der tekstil utgjer ein viktig del. Utfør testar på ulike tekstil for å avgjere kva tekstil som eignar seg best til det aktuelle produktet, og som i tillegg er mest berekraftig.
Innleiing
I denne oppgåva skal de jobbe som industridesignarar og undersøke og teste kva tekstil som er best eigna når vi skal lage ein fallskjerm. Oppgåva er delt i to delar: I den første delen skal de teste ulike tekstil, i den andre delen skal de lage fallskjermar av tekstila som kom best ut i testinga i den første delen.
Del 1: Tekstiltesting
Utstyr
registreringsskjema
tekstilprøver (fem av kvar), til dømes bomull, lin, polyester, nylon, ull, silke
forstørringsglas eller lupe
pipette
vatn
ekstra grovt sandpapir
varmepistol
tennisball (som skal bli kledd med tekstil)
blyant
stoppeklokke
saks
Førebuingar og forarbeid
Kva er ein fallskjerm?
Diskuter formålet med ein fallskjerm.
Kva eigenskapar er det (livs-)viktig at tekstilet i ein fallskjerm har? Lag ei oversikt over nokre tekstil, og kommenter korleis de trur desse vil eigne seg i ein fallskjerm.
Tekstil i fallskjermar
Sett dykk inn i korleis vi kan klassifisere ulike tekstil ved å lese artikkelen Tekstil.
Undersøk dei tekstila de har fått delte ut / valt å teste. Lag ei oversikt over kva slags fibrar tekstilet er laga av, og om det er eit naturfiber eller eit kunstfiber.
Framgangsmåte
Oppbygging av tekstilet
Studer kvar av tekstilprøvane gjennom ei lupe.
Beskriv oppbygginga til tekstilet, og teikn skisser som viser korleis trådane er vovne saman.
Varmetest
Bruk ein varmepistol (eller hårfønar) og varm opp kvar av tekstilbitane i eit, to og tre minutt.
Observer korleis varmen påverkar mønsteret som trådane er vovne saman i.
Legg òg merke til om varmebehandlinga påverkar resultat på nokre av dei andre testane de gjennomfører.
Styrke
Når de skal undersøke styrken til tekstila, bør det vere same person som gjennomfører testen for alle tekstilprøvane.
Klipp eit lite snitt på same stad på alle tekstilbitane. Forsøk å rive dei to delane frå kvarandre.
Gi ei vurdering av kor lett det er å rive delane frå kvarandre. De kan til dømes bruke ein skala frå 1 til 6, der 1 betyr at det veldig lett å rive opp tekstilet, og 6 betyr at det er veldig vanskeleg.
Slitestyrke
Legg ein tekstilbit rundt ein tennisball, og dra tennisballen over eit sandpapir.
Registrer kor mange gonger de må gjere dette før:
det blir synleg slitasje på tekstilet
det blir hol i tekstilet
Absorpsjon
Bruk ein pipette og dryp tre dropar vatn på tekstilbitane.
Ta tida og registrer kor lang tid det tek før vatnet har trekt inn i tekstilet.
Resultat
Bruk observasjonsskjemaet til å registrere observasjonane de gjer.
Filer
Spørsmål og konklusjon
Samanfatt undersøkingane dykkar ved å diskutere desse spørsmåla:
Kva tekstil var sterkast?
Er det ein forskjell i korleis naturlege og syntetiske tekstil er vovne?
Kva tekstil var mest slitesterkt?
Kva tekstil bruker mest tid på å trekke til seg vatn?
Kva eigenskapar er viktige for produktet de skal lage?
Kva kjenneteikn ved tekstila påverkar desse eigenskapane?
Kva eigenskapar er viktige i ein fallskjerm?
Kva eigenskapar i tekstila som blir brukte, påverkar desse eigenskapane?
Er det eigenskapar ved tekstila som påverkar eigenskapane ulikt? Til dømes kan eit tekstil vere veldig motstandsdyktig mot oppvarming samtidig som det er lite slitesterkt.
Ut frå svara over og resultat frå testane, kva tekstil trur de vil eigne seg best til å lage fallskjermar av? Vel eit eller to tekstil som de testar vidare.
Del 2: Fallskjermtesting
Utstyr
stoppeklokke
tekstilbitar
metallklips
lodd
bordvifte
Framgangsmåte
Samanfatt diskusjonen om formålet med ein fallskjerm frå del 1. Lag ei skisse av ein fallskjerm med utgangspunkt i kriteria de kjem fram til.
Vel eit tekstil, og lag ein sekskant med sider som er 20 cm lange.
Klipp til seks bitar tråd som kvar er 50 cm lang.
Fest trådane til kvart sitt hjørne av tekstilet, og fest alle trådane til eit lodd (på til dømes 20 gram).
Kvar gruppe testar fallskjermen sin to gonger, ein gong med og ein gong utan vind. Slepp fallskjermen frå ei bestemd høgde. Ei bordvifte kan brukast for å simulere sidevind.
Ta tida frå de slepper fallskjermen og til han landar på bakken/golvet. Beskriv korleis skjermen fell.
Variablar
Kva er det viktig å tenke på for å få så presise resultat som mogleg i slike undersøkingar?
Resultat og diskusjon
Samanlikn resultata for dei to tekstila de undersøkte.
Kva tekstil fungerte best? Kan de gi ei forklaring på kvifor det er slik?
Er det nokre eigenskapar ved tekstila som de ikkje har tenkt på tidlegare, som de har oppdaga når de har testa?
Kva påverknad hadde vinden på fallskjermen?
Kva trur de hadde skjedd viss de
forandra storleiken på fallskjermen
forandra vekta på fallskjermen
sleppte fallskjermen frå ei anna høgde
Denne sida er ei omarbeidd utgåve av forsøket på nettsida How do materials science engineers choose fabrics for parachutes?