Kuvitus: Kari Sihvonen
Kuvitus: Kari Sihvonen

Liitävä kiekko on sekä siipi että hyrrä.

Jos frisbeen heittää oikealla kädellä rystypuolelta mahdollisimman pitkälle suoraan, se kaartaa ensin oikealle, palaa sitten lähtösuuntaansa ja aivan lopussa kurvaa vasemmalle. Jos kiekon taas heittää vasemmalla kädellä tai oikean käden kämmenpuolella, tuloksena on peilikuva: ensin kääntyminen vasemmalle, sitten loppuliuku oikealle.

Frisbeen mutkittelevaa lentoa selittää kaksi ilmiötä: aerodynamiikka ja gyroskooppien eli hyrräliikkeiden fysiikka.

Kiekko on ensinnäkin aivan kuin mikä tahansa siipi. Se saa nostovoimaa osaksi muotonsa ja osaksi kohtauskulmansa ansiosta. Toisekseen se on kuin mikä tahansa hyrrä. Siksi kiekko pysyy siihen vaikuttavista voimista huolimatta varsin vakaasti lähes samassa asennossa lennon loppuun asti.

Suora lentorata on helppo selittää. Frisbee saa nostovoimaa silloinkin, kun se kulkee suoraan. Kiekko on muotoiltu niin, että ilmavirta kulkee frisbeen yläpuolella pitemmän matkan kuin alapuolella. Kiekon ylä- ja alapuolelle syntyy niin kutsutun Bernoullin lain mukainen paine-ero, joka nostaa sitä.

Lisää nostetta kiekko saa, kun sen kohtauskulma ilmavirtaan nähden kasvaa, eli etureuna on hieman ylempänä kuin alareuna. Siksi frisbee lentää myös väärin päin vaikkei yhtä hyvin kuin normaalissa asennossa.

Pyöriminen vakauttaa

Jos frisbeen heittää ilman pyörimisliikettä, se nousee heti pystyyn. Kun kohtauskulma näin nousee liian suureksi, kiekko sakkaa ja putoaa siihen paikkaan. Pyörimisliike muuttaa kaiken.

Hyrrävoimat pitävät frisbeen vakaana ja lähes samassa asennossa siihen vaikuttavista aerodynaamisista voimista huolimatta, sillä mikä tahansa hyrrä pyrkii vastustamaan akselin asentoon kohdistuvia muutoksia.

Mitä enemmän pyörimisliikettä heittäjä kiekkoon saa, sitä vakaammin se lentää. Nykyaikaisissa kiekoissa massaa on paljon aivan kiekon reunalla, kun suurin osa kiekkoa on varsin ohutta muovia. Näin pyörimismomentti saadaan suureksi. Kiekkoja valmistetaan erilaisia tarkoituksia varten, ja toiset ovat vakaampia kuin toiset.

Nostovoima liikkuu

Mutkikkaaksi frisbeen muuten yksinkertaisen fysiikan tekee se, että nostovoiman keskipiste ei ole kaikissa olosuhteissa sama kuin kiekon massakeskipiste. Kun nostovoima kohdistuu hieman kiekon keskipisteen takapuolelle, kiekon etureuna pyrkii sukeltamaan. Hyrrävaikutus vakauttaa kiekkoa, mutta samalla se siirtää nosteen vaikutusta kiekon vasemmalle puolelle – kun kiekko päältä katsottuna pyörii myötäpäivään. Hyrrille luontaisen mekanismin takia frisbee kallistuu oikealle ja suuntautuu myös sinne.

Vastaavasti jos nostovoiman keskipiste on hivenen kiekon painopisteen etupuolella, hyrrävaikutus nostaa kiekon oikeaa puolta ja ohjaa kiekkoa vasemmalle. Nostovoiman keskipiste on riippuvainen kiekon kohtauskulmasta ilmavirran kanssa. Jos kohtauskulma on jyrkkä, frisbee kallistuu vasemmalle, ja jos loiva, se kallistuu oikealle.

Pitkien heittojen s-käyrä selittyy sillä, että lähdön jälkeen kohtauskulma on pieni mutta kasvaa heiton loppua kohden. Kun kiekko ilmanvastuksen ansiosta hidastuu, nostovoima heikkenee ja frisbee alkaa laskeutua. Kohtauskulman kasvu antaa lisää nostovoimaa tilalle ja pitää kiekkoa yhä ilmassa. Kohtauskulman kasvu muuttaa myös nosteen keskipistettä suhteessa kiekon painopisteeseen, ja lopulta kiekko liukuu vasemmalle.

Marko Hamilo on tiedetoimittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.

Lähde: http://morleyfielddgc.files.wordpress.com/2009/04/hummel-thesis.pdf

Julkaistu Tiede-lehdessä 9/2013

X

Suomalaistutkija havaitsi, että maaseudun monimuotoinen luonto saattaa suojata koiria allergialta. Se antaa tukea biodiversiteettihypoteesille.

Kaupunkilaiskoirilla on enemmän allergioita kuin maaseudulla asuvilla. Vähiten allergioita on koirilla, jotka elävät maalla maalaismaiseen tapaan monilapsisessa, muitakin eläimiä omistavassa perheessä ja saavat ulkoilla vapaasti kotipihalla.

Tällaisia asioita koirista Jenni Lehtimäki sai selville väitöstutkimuksessaan, josta Helsingin Sanomat kertoo jutussaan.

Ihmisistä tosin ei samanlaista yhteyttä löytynyt allergioiden ja asuinpaikan väliltä.

Lehtimäki testasi biodiversiteettihypoteesia. Sen mukaan immuunijärjestelmämme häiriintyy ja allergian tapaiset tulehdusperäiset sairaudet lisääntyvät, kun ympäristön monimuotoisuus hupenee ja me altistumme entistä vähemmille luonnon mikrobeille.

Väitöskirja koostui neljästä tutkimuksesta, joista kaksi käsitteli lapsia ja kaksi lemmikkikoiria.

Kummassakaan lapsitutkimuksessa ei löytynyt merkittävää yhteyttä allergioiden ja ihon mikrobien tai luonnon monimuotoisuuden välillä.

Toisin oli lemmikkien laita. Koiranomistajille suunnatun kyslytutkimusken mukaan sairaimpia olivat kaupunkilaiskoirat, joista noin 17 prosentilla oli allergiaa. Maalla osuus oli viitisen prosenttia.

”Kysely osoittaa ensimmäistä kertaa urbaanin ympäristön ja muun nisäkkään kuin ihmisen allergian välisen yhteyden”, Lehtimäki kertoo.

Vielä selvemmän näytön tarjoaa neljäs tutkimus, johon osallistui yhteensä 170 labradorinnoutajaa ja suomenlapinkoiraa.

Se paljasti, että eniten allergioista kärsivät kaupungissa esimerkiksi kerrostalossa asuvat koirat, joilla on ”urbaani elämäntyyli”. Niiden hoidosta vastaa yksi ihminen, joka harrastaa monenlaista ja lenkkeilee paljon koiran kanssa.

Harvinaisimpia allergiat ovat maalaiseen tapaan maalla elävillä koirilla. Niiden iholla on viljalti ympäristöstä peräisin olevia bakteereja.

Lehtimäki ihmettelee, miksi ympäristön ja allergian yhteys tuli ilmi koirilla muttei lapsilla.

”Allergia on monimutkainen sairaus ja ihmiselämä on monimutkaista, mikä saattaa piilottaa ympäristön vaikutuksen”, hän miettii.

Täysin piiloon ihminen ei kuitenkaan jäänyt. Kyselytutkimuksessa paljastui, että jos allergia vaivaa koiraa, omistajakin on todennäköisesti allergikko. Tämä johtuu epäilemättä jostain yhteisestä tekijästä koiran ja omistajan elämäntavoissa tai ympäristössä.

”Maaseutumaisessa ympäristössä koiran ja ihmisen elimistö altistuu mikrobeille, jotka jollakin tavalla tukevat immuunijärjestelmän toimintaa”, Lehtimäki toteaa.

Kysely

Uskotko biodiversiteettihypoteesiin?

Tutustu sisältöön ja lue uusi lehti digilehdet.fi:ssä.

 

Tieteessä 2/2018 

 

PÄÄKIRJOITUS

Kun viha vie

Vihapuhuja ratsastaa alkukantaisella reaktiolla.

 

PÄÄUUTISET

Unissa puhutaan rumia

Myöntisen päiväminän takaa kurkkii
kielteinen yöminä – hyvästä syystä.

Alienkivi on yksi miljoonista

Tähtienvälisiä asteroideja syöksyy
aurinkokunnan läpi jatkuvasti.

Nykyihminen seikkaili
ulos Afrikasta useita kertoja

Yhden ulostulon malli ei enää mitenkään
istu Aasian löytöihin.

Korallit kalpenevat kiihtyvää tahtia

Lämpenevät vedet riistävät
polyypilta elintärkeän kumppanin.

 

ARTIKKELIT

Migreeni vyöryy aivorungosta

Kun sähköt sekoavat hermokeskuksessa,
kipuviestit kiihdyttävät aivot hälytystilaan.

Esinisäkkäät
Maailman valtiaat ennen dinosauruksia

Kehitys kohti meitä käynnistyi jo silloin,
kun maapallon mantereet olivat vielä yhtä.

Siittiöt hukassa

Enää hälytyskellot eivät kilise van kumisevat.
Miesten siittiömäärät ovat romahtaneet.

James Bond
Harmaa agentti hurmasi maailman

Vastoin odotuksia huomaamaton vakooja sai
valtavan huomion. Kohu teki fiktiosta faktaa.

Liikenne jättää tiet

Visio on villi muttei utopiaa. Jokainen sopiva
maapala tarvitaan luonnolle ja ruoalle.

Ennen paras mies oli poikamies

Naiset ja seksi eivät ole aina olleet miehen mitta.
Elämän tärkeät asiat löytyivät pitkään toisaalta.

 

TIEDE VASTAA

Voiko pissa jäätyä kaarelle?

Haudataanko vainajat ilmansuuntien mukaan?

Mikä on puujalkavitsi?

Miksi kuusi kestää lumen painon?

Miten norppa löytää takaisin avannolle?

Voiko avaruusaseman palauttaa Maahan?

 

KIRJAT

Oma dna kantaa suvun historiaa

Marja Pirttivaara teki suomalaisille sukututkijoille uudenlaisen kätevän oppaan.

 

KUVA-ARVOITUS

Klassikkopalsta

kutsuu lukijoita tulkitsemaan kuvia lehden Facebook-sivustolle: facebook.com/tiede.fi

 

OMAT SANAT

Valoa kohti

Entisinä aikoina kantasana tarjosi myös lämpöä.

 

Jos olet Sanoman jonkin aikakauslehden tilaaja, voit lukea uusimman numeron jutut Sanoman Digilehdet-palvelussa.

Ellet vielä ole ottanut tilaukseesi kuuluvaa digiominaisuutta käyttöön, tee se osoitteessa https://oma.sanoma.fi/aktivoi/digilehdet. Aktivoinnin jälkeen pääset kirjautumaan suoraan digilehdet.fi-palveluun.