Visa fråga/svar

 

Kraft-Rörelse [14541]

Fråga:
Hej! Vi är två tjejer som arbetar med ett projektarbete som kretsar mycket kring friktioner och är i stort behov av hjälp. Vårt projekt handlar om skrittmaskiner. En skrittmaskin fungerar på samma sätt som ett löpband, skillnaden är att hästar skrittar på den. Skritten är en fyrtaktig gångart där hästen alltid har två ben i marken. Bandets hastighet är ofta omkring 75 meter per minut.

Problemet med skrittmaskiner är att den matta som hästen går på är gjord av gummi och det tycks inte vara särskilt naturligt för hästar, friktionen anses vara alldeles för hög. Hästens steg blir då stumt i det momentet hästen sätter ned hoven. Man vill att hästens hov skall glida lite mot underlaget (i färdriktningen) i ”nedsättningsfasen” för att inte lederna skall utsättas för onödiga påfrestningar.

Målet med vårt projektarbete är att ta reda på vilken sorts matta som lämpar sig bäst i en skrittmaskin. Vi har två stycken mattor. Båda är av samma gummimaterial, den ena är räfflad och den andra är slät. Den släta mattan är fyra millimeter tjock och den räfflade är sju millimeter tjock.

Vår uppdragsgivare tillverkar själv skrittmaskiner. Han använder sig av den räfflade mattan och argumenterar för den genom att hänvisa till racerförare använder sig av helt släta däck när underlaget är slätt för att få så stor friktion mot underlaget som möjligt. Ju större anläggningsyta -desto större friktion och tvärt om. Eftersom hästskon är slät, måste mattan vara räfflad menar han.

Hans konkurrent som använder den släta mattan menar att man glider mer på slät is än på skrovlig asfalt. Kontaktytan mot mattan (hästens järnsko) har en yta på ca femton kvadratcentimeter. Vi kan enkelt göra en säkrare mätning om det skulle behövas. Hästens vikt är ca 600kg.

Vi vill undersöka vem av de båda skrittmaskinstillverkarna som har rätt. Vi vill också kunna stödja våra slutsatser med teoretiska och praktiska försök. Vi önskar råd om hur vi skall gå till väga, vilka faktorer som är försumbara och vilka man bör lägga större vikt på.

Vi har låtit en hästsko glida efter en dynamometer längst de två mattorna i olika, konstanta hastigheter. Då uppmätte vi friktionskraften längst planet till 2,4 N med ett mätfel uppskattat till +-0,2 för den släta mattan. Den räfflade mattan visade friktonskraften 3,6 N med mätfel uppskattat till +-0,3. Värdena varierade inte märkbart med hastigheterna. Kan vi stödja hela vårt projekt på dessa värden? Är de användbara?

Vår uppdragsgivare undrar hur pålitliga dessa värden är. Spelar inte hästens vikt någon roll, alt den kraft hästen sätter ned hoven med? Han tvivlar och önskar säkrare mätningsmetoder.(Han vill på något sett fotografera hoven i nedsättnings ögonblicket och på så sett se om den glider mer på den ena mattan än den andra.) Är detta möjligt? Skulle det i sådana fall kunna ge oss andra resultat?

Vi är mycket tacksamma för all hjälp vi kan få!

Med vänlig hälsning Madeleine Nylund och Hanna Fredriksson
/madeleine n, bollerup, tomelilla

Svar:
Hej Madeleine och Hanna! Det låter som ett trevligt om är svårt projektarbete! Största svårigheten är att problemet är komplext och innehåller både fysik och fysiologi. Ni beskriver uppgiften mycket bra, men jag kan med mina begränsade kunskaper om hästar (jag är nog närmast rädd för dem ) inte bidra särskilt mycket.

Man kan naturligtvis mäta friktionen för olika mattor, men det är inte helt lätt att säga vad som är bäst. Ni säger att hästens hov skall glida lite på underlaget, med det får ju inte glida för mycket för då blir det "Bambi på is".

Jämförelsen med däcken på racerbilar haltar nog betänkligt. På torr asfalt ger omönstrade däck bättre grepp eftersom anläggningsytan är större medan de omönstrade är katastrofalt dåliga vid vått underlag eftersom vattnet inte kan komma bort och orsakar vattenplaning. Hovens kontakt med en flexiblel yta är något helt annorlunda: hoven skapar en grop, och friktionen är säkert mycket större om gropen är djup. Detta betyder också att friktionen bör bero på hästen vikt och hovens hastighet, och att ni inte får korrekta resultat genom att bara mäta med en hästsko.

Effekten är mer lik dubbdäck: metall har dåligt fäste på is, men dubbarna griper i i isen och ger fäste. Jag tror materialets elasticitet är viktigare än friktionen.

Jag tycker er idé med att filma är mer lovande. Jag vet inte om en TV-kameras 25 bilder/s räcker, men ni kan ju pröva - ultrarapidkameror är nog väldigt dyra! Med lämpliga fixpunkter bör man kunna mäta hovarnas läge som funktion av tiden och därmed räkna ut accelerationen. Det är säkert hög acceleration (vid stumt underlag) som orsakar skador på hästen.

Några andra tips: sök med Google (treadmill horse) och se om det finns information om underlaget. Kan man lära något av hur moderna löparbanor konstrueras? Joggningsmaskiner för människor?

Jag kan tyvärr inte åstadkomma mer är så. Jag önskar er lycka till med ert intressanta projekt!
/Peter E

Nyckelord: *fysiologi [13];

*

 

 

Frågelådan innehåller 7405 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2019-05-09 12:31:48.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.