Den godeste Destin fra en av mine Youtube-kanal favoritter, Smarter Every Day, har nylig lastet opp en ny snutt som du kan se nederst i denne posten. Den omhandler blant annet hvordan fjæringssystemer fungerer. Et av de enkleste og mest dagligdagse eksemplene på benyttelse av en fjær er en standard kulepenn som man trykker ut. I mitt tilfelle er det en trofast kulepenn fra NITO (Norges Ingeniør- og Teknologorganisasjon):
Når man trykker sammen en fjær vil man merke at motstanden blir større og større. Det er fordi kraften som trengs blir bestemt av dette uttrykket: F = kx. Her er k en fjærkonstant for denne spesifikke fjæren, avhengig av blant annet fjærens utforming og hvilket material som er brukt. Som vist under er x den avstanden enden av fjæren har beveget seg i forhold til utgangspunktet.
Altså, desto mer man trykker fjæren sammen, desto større vil x bli, og dermed øker den nødvendige kraften også. Det samme skjer i en sylinder hvor man presser stempelet innover. Her blir kraften bestemt av: F = pA, hvor p er trykket og A er arealet på stempelhodet. Når volumet innenfor stempelet blir mindre, øker trykket, og dermed øker den nødvendige kraften også.
Men, som Destin og karene fra NASA viser i klippet under, en måte å unngå at motstanden øker, er å bruke en sylinder med vakuum innenfor stempelet. Vakuumet forblir konstant, selv om stempelet blir dratt utover, og motstanden forblir dermed lik. Genialt!
