Lego kan brukes til å illustrere realfag

Jeg gjorde et nytt forsøk i går. Bygde tårnet på kjellergulvet slik at vibrasjonene idet en beveger seg rundt tårnet ble redusert. Det er en utfordring å stabilisere tårnet mens en trykker på ekstra 2x2 klosser i høyden. Jeg økte derfor med 10 av gangen, og nådde 200 denne gang. Det er fortsatt et stykke igjen til 241 som skal være mulig såfremt jeg ikke har regnet feil.

Her er en liten test som demonstrerer betydningen av clutch power. Som bildet viser ble 62 2x2 Lego klosser satt sammen til en bjelke som understøttes i hver ende av en kloss slik at avstanden mellom opplagerne var 576 mm i dette tilfellet. Klossene var brukt flere ganger tidligere og viste noe variasjon i clutch power. Det ble funnet en kobling mellom to klosser som var så svak at bjelken brakk av her idet egenvekten ble lagt på som belastning. Disse to klossene involvert i dette ble derfor flyttet nærmere ut mot enden hvor bøyemomentet er mindre, og bjelken ble tilstekkelig sterk i alle ledd til å stå imot belastningen idet en fjernet klossen som støtte oppunder på midten. Nedbøyningen på midten ble målt som gjennomsnittet av fire målinger med hver av de fire sidene orientert oppover. Det ble dessuten forsøkt å finne en stivere bjelke ved å bytte om på klossenes plassering, og resultatet av flere forsøk ble 1.5 - 2.6 mm nedbøyning på midten.

Dette viser at forbindelsen mellom to klosser er svakere enn klossene i seg selv, og denne forbindelsen er mere fleksibel enn stivheten til bjelkens tverrsnitt. Dette har antagelig ikke så stor betydning når er trykker på de korte søylene siden kraften langt overskrider grensen for å lukke gapet mellom to klosser. Med når en forsøker å bygge et høyest mulig tårn med 2x2 brikker oppå hverandre blir ikke vekten av klossene stor nok til å lukke disse små gapene. Resultatet er redusert stivhet, og dette begrenser hvor høyt tårn det er mulig å bygge. Det er derfor viktig å finne en byggemetode slik at gapene mellom klossene blir så små som mulig.

Denne testen kan utføres med lengre bjelker for å teste kvaliteten clutch power ytterligere. Dessuten kan en la bjelken stå en stund for å oppservere om nedbøyningen på midten øker over tid.

[attachment=1]Bendig test of Lego beam.jpg[/attachment]

Alternativt kan bjelken skyves utover slik at den utstikkende delen blir stading lengre. Er det mulig å nå den grønne tilen på bildet nedenfor med 2x2 klosser uten at disse er for harde å klemme sammen? Kan dette være en måte hvor en kan definere kvaliteten Clutch Power som en direkte målbar størrelse?