Forsøk: Test tekstiler til en fallskjerm
Til læreren
Vitenskapelig arbeidsmåte og variabler
I denne oppgaven skal elevene teste egenskaper til tekstiler. I tillegg til at elevene kan lære om egenskaper til stoffer og materialer, er oppgaven en fin anledning til jobbe med vitenskapelig arbeidsmåte. Det er mange muligheter til å øve på hva som menes med en variabel, ulike typer variabler og variabelkontroll i dette forsøket.
Les om variabler i artikkelen Metode og måleusikkerhet.
Jobb med andre produkter
Selv om denne oppgaven er bygget opp rundt fallskjermen, er det selvsagt mulig å ta utgangspunkt i et annet produkt der tekstiler utgjør en viktig del. Utfør tester på ulike tekstiler for å avgjøre hvilket tekstil som egner seg best til det aktuelle produktet, og som i tillegg er mest bærekraftig.
Innledning
I denne oppgaven skal dere jobbe som industridesignere og undersøke og teste hvilke tekstiler som er best egnet når vi skal lage en fallskjerm. Oppgaven er delt i to deler: I den første delen skal dere teste ulike tekstiler, i den andre delen skal dere lage fallskjermer av tekstilene som kom best ut i testinga i den første delen.
Del 1: Tekstiltesting
Utstyr
registreringsskjema
tekstilprøver (fem av hver), for eksempel bomull, lin, polyester, nylon, ull, silke
forstørrelsesglass eller lupe
pipette
vann
ekstra grovt sandpapir
varmepistol
tennisball (som skal kles med tekstil)
blyant
stoppeklokke
saks
Forberedelser og forarbeid
Hva er en fallskjerm?
Diskuter hensikten med en fallskjerm.
Hvilke egenskaper er det (livs-)viktig at tekstilet i en fallskjerm har? Lag en oversikt over noen tekstiler, og kommenter hvordan dere tror disse vil egne seg i en fallskjerm.
Tekstiler i fallskjermer
Sett dere inn i hvordan vi kan klassifisere ulike tekstiler ved å lese artikkelen Tekstil.
Undersøk de tekstilene dere har fått utdelt / valgt å teste. Lag en oversikt over hva slags fibre tekstilet er laget av, og om det er et naturfiber eller et kunstfiber.
Framgangsmåte
Oppbygning av tekstilet
Studer hver av tekstilprøvene gjennom en lupe.
Beskriv oppbygningen til tekstilet, og tegn skisser som viser hvordan trådene er vevd sammen.
Varmetest
Bruk en varmepistol (eller hårføner) og varm opp hver av tekstilbitene i ett, to og tre minutter.
Observer hvordan varmen påvirker mønsteret som trådene er vevd sammen i.
Legg også merke til om varmebehandlinga påvirker resultat på noen av de andre testene dere gjennomfører.
Styrke
Når dere skal undersøke styrken til tekstilene, bør det være samme person som gjennomfører testen for alle tekstilprøvene.
Klipp et lite snitt på samme sted på alle tekstilbitene. Forsøk å rive de to delene fra hverandre.
Gi en vurdering av hvor lett det er å rive delene fra hverandre. Dere kan for eksempel bruke en skala fra 1 til 6, der 1 betyr at det veldig lett å rive opp tekstilet, og 6 betyr at det er veldig vanskelig.
Slitestyrke
Legg en tekstilbit rundt en tennisball, og dra tennisballen over et sandpapir.
Registrer hvor mange ganger dere må gjøre dette før:
det blir synlig slitasje på tekstilet
det blir hull i tekstilet
Absorpsjon
Bruk en pipette og drypp tre dråper vann på tekstilbitene.
Ta tida og registrer hvor lang tid det tar før vannet har trukket inn i tekstilet.
Resultater
Bruk observasjonsskjemaet til å registrere observasjonene dere gjør.
Fiillat
Spørsmål og konklusjon
Oppsummer undersøkelsene deres ved å diskutere disse spørsmålene:
Hvilket tekstil var sterkest?
Er det en forskjell i hvordan naturlige og syntetiske tekstiler er vevd?
Hvilket tekstil var mest slitesterkt?
Hvilket tekstil bruker mest tid på å trekke til seg vann?
Hvilke egenskaper er viktige for produktet dere skal lage?
Hvilke kjennetegn ved tekstilene påvirker disse egenskapene?
Hvilke egenskaper er viktige i en fallskjerm?
Hvilke egenskaper i tekstilene som brukes, påvirker disse egenskapene?
Er det egenskaper ved tekstilene som påvirker egenskapene ulikt? For eksempel kan et tekstil være veldig motstandsdyktig mot oppvarming samtidig som det er lite slitesterkt.
Ut fra svarene over og resultater fra testene, hvilket tekstil tror dere vil egne seg best til å lage fallskjermer av? Velg ett eller to tekstiler som dere tester videre.
Del 2: Fallskjermtesting
Utstyr
stoppeklokke
tekstilbiter
metallklips
lodd
bordvifte
Framgangsmåte
Oppsummer diskusjonen om hensikten med en fallskjerm fra del 1. Lag en skisse av en fallskjerm med utgangspunkt i kriteriene dere kommer fram til.
Velg ett tekstil, og lag en sekskant med sider som er 20 cm lange.
Klipp til seks biter tråd som hver er 50 cm lang.
Fest trådene til hvert sitt hjørne av tekstilet, og fest alle trådene til et lodd (på for eksempel 20 gram).
Hver gruppe tester fallskjermen sin to ganger, en gang med og en gang uten vind. Slipp fallskjermen fra en bestemt høyde. En bordvifte kan brukes for å simulere sidevind.
Ta tida fra dere slipper fallskjermen og til den lander på bakken/gulvet. Beskriv hvordan skjermen faller.
Variabler
Hva er det viktig å tenke på for å få så presise resultater som mulig i slike undersøkelser?
Resultater og diskusjon
Sammenlikn resultatene for de to tekstilene dere undersøkte.
Hvilket tekstil fungerte best? Kan dere gi en forklaring på hvorfor det er slik?
Er det noen egenskaper ved tekstilene som dere ikke har tenkt på tidligere, som dere har oppdaget når dere har testet?
Hvilken påvirkning hadde vinden på fallskjermen?
Hva tror dere hadde skjedd hvis dere
endret størrelsen på fallskjermen
endret vekta på fallskjermen
slapp fallskjermen fra en annen høyde
Denne sida er en bearbeidet utgave av forsøket på nettsida How do materials science engineers choose fabrics for parachutes?