Mitä tahansa kokoatkin, autoa, huonekaluja tai urheiluhallia, tarvitset ruuvia. Ruuvi kiinnittää lujasti ja avautuu tarvittaessa helposti. Antiikista juontuva keksintö on siirtynyt sujuvasti niin avaruusaikaan kuin nanokauteenkin.


Ruuvi kiinnittää lujasti ja avautuu tarvittaessa helposti. Antiikista juontuva
keksintö on siirtynyt sujuvasti niin avaruusaikaan kuin nanokauteenkin.




Ruuvi ansaitsee serenadin jo helppokäyttöisyytensä vuoksi. Jokainen autoilija osaa vaihtaa pyörän sekä lisätä öljyä, pesunestettä ja jäähdytysnestettä. Yhteistä helpoille huoltotöille on ruuvimuoto: se esiintyy pyörän pulteissa, tunkissa ja korkeissa.

Kotona ruuvi on yhtä kätevä. Kierrekorkillinen pullo, jonka kaula toimii ruuvina ja korkki mutterina, on hyvä esimerkki. Jos pulloa pitää avata ja sulkea monta kertaa, kierrekorkin voittanutta ei ole.


Pärjäät vähemmällä voimalla

Yhdysvaltalainen kulttuurihistorioitsija Witold Rybczynski kertoo kirjassaan Vähän kireämmälle (Terra Cognita 2002), miten New York Times pyysi häntä kirjoittamaan millenniumnumeroonsa artikkelin kuluneen vuosituhannen parhaasta työkalusta. Pohdittuaan pitkään hän päätyi ruuvitalttaan.

Jos ruuvitaltta on paras työkalu, niin ruuvi on vuosituhannen koneenosa numero yksi. Pelkästään liitosruuveja valmistetaan joka vuosi miljardeittain, enemmän kuin yhtäkään muuta kone-elintä.

Ruuvin menestys perustuu yhteen mekaniikan peruslaeista: voitat voimassa, kun uhraat matkassa.

Ruuvi on kalteva taso, joka kiertää sylinterin tai kartion ympäri. Jos ruuvikierre vedetään suoraksi, saadaan pitkä ja loiva luiska, jota myöten kuormaa voidaan siirtää pienellä voimalla. "Liikkuva luiska" eli pyörivä ruuvi puolestaan synnyttää suuren voiman ja tunkeutuu helposti esimerkiksi puun sisään.


Kartioruuvi vasta keskiajalla

Pultille, jossa on vähintään kaksi osaa eli ruuvi ja mutteri, löytyy esikuvia jo antiikin ajoilta. 200-luvulla ennen ajanlaskun alkua Arkhimedes kehitti sylinterinmuotoisen ruuvin, joka siirsi "mutteria" eli vettä. Roomalaisten viini- ja oliivipuristimet muistuttivat jo ulkonaisestikin pulttia.

Sen sijaan kaikkein yksinkertaisin, terävän kartion muotoinen mutteriton ruuvi keksittiin ilmeisesti verraten myöhään.

Paneuduttuaan vanhoihin kirjoihin ja kierreltyään vuosikaudet museoissa tutkimassa vanhoja työkaluja, aseita ja haarniskoja Rybczynski jäljitti kartioruuvin 1400-luvun lopulle, kuvaan saksalaisen Wolfeggin linnan "talokirjassa". Se on toistaiseksi vanhin tunnettu lähde, jossa ruuvi on kuvattu.




Ruuvi keventää kuormaa


Ruuvin periaattetta voi havainnollistaa yksinkertaisella mallilla. Tee paperista "loiva" suorakulmainen kolmio ja kierrä se talouspaperirullan hylsyn ympärille.

Avaamalla sitten paperia ja piirtämällä viivaa kolmion hypotenuusaa myöten saat ruuviviivan, ruuvin luiskan. Siihen pätevät samat fysiikan säännöt kuin kaltevaan tasoon. Taakka on kevyempi työntää ylös tasoa myöten kuin nostaa suoraan.

Jos kalteva taso eli kolmion hypotenuusa on kaksi kertaa niin pitkä kuin nousu (eli nousukulman vastakkainen sivu), tarvitaan vain puolet suoran noston vaatimasta voimasta. Pitkässä kierteessä nousukulma on pieni, jolloin voimassa säästetään mutta matkassa hävitään vastaavasti.




Henry MaudslayJoseph Whitworth


Löysät pois pulteista

Ruuvi kukoistaa, mutta ruuvaaminen voi olla mutkikkaampaa puuhaa kuin luulisi.

- Pulttiliitosten luotettavuus ja turvallisuus on usein kiinni työkulttuurista, sanoo VTT:n erikoistutkija Markku Kortesmaa, jonka erikoisalaa ovat rakennusten kantavat rakenteet.

- Olemme esimerkiksi joskus löytäneet paikan, jossa on kolme pulttia, mutta kahdessa mutteri on niin löysällä, että todellisuudessa kuormaa kantaa vain yksi pultti. Rakenteen kantavuus on siis vain kolmannes tarkoitetusta, Kortesmaa kuvaa ongelmia.

Vastuuntuntoa kysytään asentajalta, joka keikkuvalta nostolavalta kiinnittää pulteilla liikunta- tai teollisuushallin pilareita ja palkkeja. Toisaalta paraskaan ammattitaito ei riitä, kun olot muuttuvat tarpeeksi vaikeiksi. Silloin pitää taas kerran parantaa tekniikkaa.


Avaruuteen oma pultti

Avaruusasemia pultataan kasaan periaatteessa samalla tavalla kuin maanpäällisiä rakennuksia, mutta asentajan on käytettävä avaruuspukua, eikä käsineitä voi riisua mutterin näpräämistä varten. Myös aikaa on usein vähän. Avaruusteknikot ovatkin keksineet pultteja, jotka eivät maassa ole tulleet mieleenkään.

Vuoden 1989 sukkulalentoa varten kehitettiin pultti, jossa mutteri voidaan yksinkertaisesti iskeä ruuvin päähän. Naaraskierre mutterin sisässä on irrallinen holkki, joka on vielä jaettu kahteen puolikkaaseen. Kun mutteri työnnetään ruuvin päälle, holkinpuolikkaat  liukuvat "myötäkarvaan" kierteiden yli. Irti mutteria ei saa vetämällä, koska silloin holkit toimivat vastakarvaan eli kiilautuvat entistä tiukemmin paikoilleen. Liitos on avattava vanhaan tapaan kiertämällä.

Myöhemmin liitintä, jonka kauppanimi on ZipNut, on käytetty Hubble-teleskoopissa ja Kansainvälisessä avaruusasemassa. Maassa sillä on käyttöä esimerkiksi ydinvoimaloiden liittimisssä, vedenalaisessa tekniikassa sekä vesi- ja kaasuputkistoissa.


Nanoruuvi siirtää molekyylejä

Jos ruuvi oli viime vuosituhannen paras koneenosa, mitä meidän vuosituhantemme mahtaa tuoda?

Vilkaisu rautakaupan hyllyyn kertoo, että ruuvi tuskin katoaa lähitulevaisuudessa. Ehkä vähitellen opitaan ratkaisemaan kaikki mekaaniset tehtävät atomien ja molekyylien tasolla, mutta silloin vastaan voi hyvinkin tulla uusia ruuveja.

Molekyylivirologian professori Peixuan Guo yhdysvaltalaisesta Purduen yliopistosta on työtovereineen havainnut, että phi29-niminen virus osaa käyttää rna-mutteria oman dna:nsa kuljettamiseen. Kuusi rna-juostetta toimii pultin kuusiomutterina, joka pyöriessään puskee ruuvin eli dna-juosteen bakteerin sisään. Näin virus ottaa solun haltuunsa.

Tutkijat ovat rakentaneet synteettisestä rna:sta samanlaisen mutterin. He toivovat, että tällaisen nanokuljettimen avulla voidaan joskus esimerkiksi viedä lääkettä syöpäkudokseen.

Vanhat ideat toistuvat nanotasolla: Arkhimedes kuljetti ruuvilla vettä, nykytutkijat siirtävät molekyylejä. Nanotekniikassakin on aloitettu pultista ruuveineen ja muttereineen. On kiinnostavaa nähdä, kauanko kestää, että ideoidaan nanokoon kartioruuvi.


Kalevi Rantanen on tietokirjoittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.


Animaatioita ZipNut-ruuvista: www.zipnut.com/intro/how_it_works/.

Hyvä harrastus – ja helppo. Lukemista löytyy aina. Kuva: Shutterstock

Kieli rikastuu, ajattelu syvenee ja sosiaalinen taju kehittyy.

Tietokirjan järki on selvä: saa tietoa, jolla jäsentää maailmaa ja vaientaa mutuilijat. Riittävästi tietoa hankkimalla tulee asiantuntijaksi, ja sillä on selvä hyötyarvo.

Entä missä on fiktion lukijan tulosvastuu? Mitä itua on kuluttaa aikaansa tuntitolkulla hatusta vedettyjen ihmisten hatusta vedettyihin edesottamuksiin? Paljonkin: romaani tai novelli opettaa toimimaan muiden ihmisten kanssa.

Fiktio simuloi sosiaalista maailmaa, esittää asiaa tutkinut Toronton yliopiston psykologian professori Keith Oatley. Niin kuin lentosimulaattori opettaa lentotaitoja, sosiaalisten tilanteiden simulaattori – romaani – opettaa sosiaalisia taitoja.

Kokeet vahvistavat, että fiktiota lukeneet tajuavat paremmin so­siaalisia kuvioita kuin tietotekstiä lukeneet. 

Suvaitsevaisuus kasvaa

Kuvitteellisesta tarinasta on sekin ilo, että pääsee väliaikaisesti jonkun toisen nahkoihin. Samastuminen tarinan henkilöön voi muuttaa lukijan käyttäytymistä ja pistää asenteet uusiksi, ovat kokeillaan osoittaneet Ohion yliopiston tutkijat.

Samastumisella on vaaransa. Romaanin aiheuttama itsemurha-aalto koettiin 1700-luvun lopulla, kun nuoret onnettomat miehet matkivat Johan Wolfgang von Goethen päähenkilön tekoa Nuoren Wertherin kärsimyksissä.

Ohiolaistutkimuksessa vaikutus oli rakentavampi: kun nuoret aikuiset olivat lukeneet tarinan miehestä, joka meni äänestämään, he menivät hanakammin vaaliuurnille vielä viikon kuluttua lukemisesta. He olivat saaneet kansalaishyvetartunnan.

Valkoihoisten suvaitsevaisuutta taas kasvattivat tarinat, joissa päähenkilö osoittautui homoseksuaaliksi tai afroamerikkalaiseksi. Lukijoilta karisi myös stereotypioita. Tämä kuitenkin edellytti, että päähenkilön ”erilaisuus” paljastui vasta tarinan myöhemmässä vaiheessa ja lukijat olivat ehtineet asettua hänen nahkoihinsa.

Stressi väistyy

Kun uppoutuu lukemaan, maailman meteli jää kauas ja paineet hellittävät. Tuttu tunne, josta on myös tieteelliset näytöt: lukeminen poistaa stressiä.

Terveystieteen opiskelijat saivat Yhdysvalloissa tehdyssä tutkimuksessa lukeakseen netistä ja aikakauslehdestä poimittuja artikkeleita, jotka käsittelivät historiallisia tapauksia ja tulevaisuuden innovaatioita. Aihepiirit olivat siis kaukana tenttikirjojen pakkolukemistosta.

Puolentunnin lukutuokio riitti laskemaan verenpainetta, sykettä ja stressin tuntua. Huojennus on yhtä suuri kuin samanpituisella joogahetkellä tai televisiohuumorin katselulla. Mikä parasta, apu löytyy helposti, lukemista kun on aina saatavilla.

Sanasto karttuu

Kirjoitettu kieli on ylivoimaisesti suurempi uusien sanojen lähde kuin puhuttu. Erot lasten sanavaraston runsaudessa voi johtaa suoraan siihen, miten paljon he altistuvat erilaisille teksteille, vakuuttavat lukemisen tutkijat Anne Cunningham ja Keith Stanovich.

Tiuhimmin uutta sanastoa kohtaa tieteellisten julkaisujen tiivistelmissä: tuhatta sanaa kohti harvinaisia on peräti 128. Sanoma- ja aikakauslehdissä harvinaisten sanojen tiheys nousee yli 65:n ja aikuisten kirjoissa yli 50:n.

Lastenkirjakin voittaa sanaston monipuolisuudessa televisio-ohjelman mennen tullen. Lapsilukija kohtaa kirjassa yli 30 harvinaista sanaa tuhatta kohti, kun aikuisten telkkariviihdettä katsoessa niitä tulee vastaan 23 ja lastenohjelmissa 20.

Juttelukaan ei pahemmin kartuta sanavarastoa. Aikuispuhe sisältää vain 17 epätavallista sanaa tuhatta kohti.

Syntyy omia ajatuksia

Ihmisen aivoja ei ole ohjelmoitu lukemaan. Kun taito kehittyi 5 500 vuotta sitten, näkemiseen, kuulemiseen, puhumiseen ja ajatteluun rakentuneet alueet alkoivat tehdä uudenlaista yhteistyötä.

Nyt olemme jälleen uudenlaisen lukukulttuurin alussa. Verkkolukeminen on tullut jäädäkseen, ja jotkut pelkäävät, että tyhmistymme, kun totutamme aivomme ärsyketulvaan ja pikaselailuun netissä. Tiedonvälitys on lisääntynyt räjähdysmäisesti mutta niin myös häly.

Syventyvän lukemisen kohtalosta kantaa huolta professori Maryanne Wolf Tufts-yliopistosta. Tapaa näet kannattaisi vaalia. Aivokuvaukset paljastavat, että paneutuva lukija käyttää laajasti molempia aivopuoliskojaan. Hän ei vain vastaanota kirjoittajan sanomaa vaan vertaa sitä aiemmin hankkimaansa tietoon, erittelee sitä ja rakentaa omaa ajatteluaan. Pintalukijalla ei tähän ole aikaa.

Mikko Puttonen on Tiede-lehden toimittaja.

Julkaistu Tiede-lehdessä 12/2012 

Täysin raittiiden suomalaisnuorten osuus on moninkertaistunut vuosituhannen alusta.

Nuoruus raitistuu, kertoo Helsingin Sanomat jutussaan.

Nuorten alkoholin käyttö kasvoi vuoteen 1999, joka oli myös kaikkein kostein vuosi. Silloin vain joka kymmenes yhdeksäsluokkalainen ilmoitti, ettei ollut koskaan käyttänyt alkoholia.

Sittemmin täysin raittiiden osuus on moninkertaistunut, ilmenee vuoteen 2015 ulottuneesta eurooppalaisesta, nuorten päihteidenkäyttöä käsittelevästä Espad-tutkimuksesta.

Jopa muut eurooppalaiset jäävät jälkeen. Suomessa täysin raittiita 15–16-vuotiaista nuorista on joka neljäs, kun Euroopassa heitä on keskimäärin joka viides.

Terveyden ja hyvinvoinnin laitoksen THL:n erikoistutkija Kirsimarja Raitasalo kollegoineen on ­koettanut tunnistaa niitä nuoruuden muutoksia, jotka voisivat selittää humalan hiipumista.

Ratkaisevaa näyttää olleen ainakin se, että alaikäisten on yhä vaikeampi saada alkoholia. Nykynuoret kokevat sen selvästi hankalammaksi kuin aiemmat ikäpolvet.

Kauppojen omavalvonta on osaltaan tehonnut. Kassoilla kysytään kaikilta alle 30-vuotiaan näköisiltä papereita.

Vanhemmat ja muutkin aikuiset ovat tiukentaneet asenteitaan nuorten juomiseen.

”Tietoisuus alkoholin haitoista on ehkä lisääntynyt. On tullut paljon tutkimustietoa esimerkiksi siitä, miten alkoholi vaikuttaa nuorten aivojen kehitykseen”, Raitasalo pohtii.

Nuorten omakin maailma on muuttunut toisenlaiseksi. Älylaitteet, pelit ja sosiaalinen media kyllästävät arkea. Pussikaljoittelu joutuu kilpailemaan monen muun kiinnostavan ajanvietteen kanssa ja on ehkä osittain hävinnyt niille.

Juovuksissa olemisesta on ehkä tullut myös tyylirikko. Nuoret eivät enää näytä arvostavan kännissä örveltämistä.

Kysely

Mikä mielestäsi raitistaa nuoria?

Neutroni
Seuraa 
Viestejä25798
Liittynyt16.3.2005

Viikon gallup: Mikä mielestäsi raitistaa nuoria?

Käyttäjä4809 kirjoitti: Eiköhän syy ole -90 luvulla alkaneen laman menetetyt työpaikat ja samalla supistettu koulutus, minkä seurauksena vuodestä -99 alkaen vanhemmilla ei enää ole ollut niin paljon rahaa annettavaksi nuorisolle. Sekä myös nuorisolle soveltuvien työpaikkojen vähentyminen ja samaan aikaan tapahtunut kohtuuton vuokrien nousu, vasinkin pääkaupunkiseudulla. En tiedä, mutta en usko rahaan. Esimerkiksi kilju, 10 % juoma joka maksaa joitain senttejä litralta, tuntuu olevan...
Lue kommentti
molaine
Seuraa 
Viestejä1189
Liittynyt3.8.2011

Viikon gallup: Mikä mielestäsi raitistaa nuoria?

En kyllä usko, että rahalla on iso merkitys ja veikkaan, että käytettävissä olevat rahat on vain kasvaneet, jos verrataan vaikka omaan nuoruuteen. Ei viina suomessa ole niin kallista, etteikö köyhälläkin olisi varaa dokailla. Oma junnu ei läträä lainkaan viinan kanssa. Iso osa kavereistakaan ei, vaikka osa ilmeisesti jonkin verran lipittelee. Kyllä nuorten asenteet on mielestäni muuttuneet ihan selkeästi. Ehkä alkoholipolitiikka on toiminut? Kotoa ei meillä kyllä tällaista ole opittu...
Lue kommentti

Panterarosa: On selvää, että "Partitava kisaa kurupati-kuvaa" ei oikein aukene kehitysmaalaisille N1c- kalmukinperseille.