Miksi laivalla oikeastaan on terävä keula, "nokka"? Miksi monessa laivassa on veden alla kömpelön näköinen keulapaksunnos kuin milläkin nokkaeläimellä?


on veden alla kömpelön näköinen keulapaksunnos kuin milläkin nokkaeläimellä?




Laiva kulkee sekä rauhallisen veden että aaltojen läpi. Aluksen märkäpintaan eli pintaan, joka koskettaa vettä, vaikuttaa veden aiheuttama kitka. Vesi ei ole siirappia, mutta silti se on riittävän tahmeaa eli viskoosia. Laivanrakentajat puhuvat siksi viskoosista vastuksesta.

Kun laiva kulkee, se synnyttää aaltoja ja pärskyttää vettä. Aallot aiheuttavat toisen lajin vastusta, aallonmuodostusvastusta.


Pullukat ja sujakat

Brittiläinen laivanrakennusinsinööri, laivahydrodynamiikan isä William Froude tutki ensimmäisenä tarkasti, miten vastus riippuu laivan nopeudesta. Hän myös teki 1871 ensimmäiset tieteelliset laivamallikokeet vesialtaassa.

Froude havaitsi, että pienillä nopeuksilla aallot synnyttävät vähän vastusta mutta veden kitka paljon. Jos aluksen märkäpinta on pieni, kitkakin jää vähäiseksi. Siksi hitaat alukset, kuten suuret matkustaja- ja rahtialukset sekä tankkerit tehdään pulleahkoiksi.

Suurilla nopeuksilla viskoosi vastus eli kitka menettää merkitystään, mutta nyt aallot alkavat tuntua. Parhaiten niitä halkoo terävä keula, nokka.

Kulkuvastuksen minimoiseksi nopean laivan rungon olisi hyvä olla sujakka, melkein veitsimäinen. Silloin kulku kuitenkin on helposti epävakaata ja kiikkerää. Siksi nopeat alukset rakennetaan usein katamaraaneiksi, joissa on kaksi kapeaa runkoa ja kansirakenne veden yläpuolella.


Bulbi kuin luonnosta

Kulkuvastusta lisää myös keula-aallon murtuminen. Laiva on ikään kuin suuri vatkain: energiaa kuluu sitä enemmän, mitä mahtavampia aaltoja, pyörteitä ja pärskeitä syntyy.

Pärskeitä pienennetään tekemällä keulan vedenalaiseen osaan paksunnos eli bulbi, hyvin samannäköinen kuin luonto on muotoillut pullonokkadelfiinille ja vesinokkaeläimelle.

Paksunnos synnyttää lisäaaltoja, jotka sekoittuvat perusaaltoihin. Summana muodostuu aalto, jonka huiput ja laaksot ovat matalampia kuin perusaallon.

- Bulbin oikealla mitoituksella laivan kokonaisvastusta voidaan pienentää 10-30 prosenttia, sanoo professori Jerzy Matusiak Teknillisen korkeakoulun laivalaboratoriosta. Hän tutkii laivojen virtausdynamiikkaa.

Bulbin vaikutus tuntuu tietyllä, kapeahkolla nopeusalueella. Siksi sitä käytetään tavallisesti suurissa, tasaisesti ja verraten hitaasti kulkevissa laivoissa. Viime vuosina myös nopeille laivoille on kehitetty omaa bulbiaan, jota sanotaan hanhenkaulaksi. Sen yläosa on vedenpinnan päällä laivan seisoessa ja peittyy veteen vasta laivan liikkuessa.


Keulat kehittyvät

Yhä parempaa keulamuotoa etsitään jatkuvasti sekä vanhoilla että uusilla keinoilla.

Tutkijat uittavat yhä laivojen pienoismalleja altaassa. Otaniemessä on 130 metrin mittainen hinausallas aallonkehityslaitteineen.

Fyysisten mallien rinnalla käytetään virtuaalisia prototyyppejä. Korkeakoulussa on esimerkiksi kehitetty Finflo-niminen tietokoneohjelma laivan kulkuvastusominaisuuksien laskemiseksi.


Jerzy Matusiak puhuu Tekniikan päivillä aiheesta Miksi laivalla on nokka? Asiaa laivoista ja aalloista. Dipoli, Otaniemi, Espoo, keskiviikko 16. 1. 2008, klo 12.



 

Kätevä sana on valunut moneen käyttöön.

Makea vesi kuuluu elämän perusedellytyksiin. Siksi tuntuu itsestään selvältä, että vesi-sana kuuluu suomen kielen vanhimpiin sanastokerroksiin.

Se ei kuitenkaan ole alun perin oma sana, vaan hyvin vanha laina indoeurooppalaisista kielistä, samaa juurta kuin saksan Wasser ja englannin water.

Suomensukuisissa kielissä on toinenkin vettä merkitsevä sana, jota edustaa esimerkiksi saamen čáhci, mutta sen vastine ei syystä tai toisesta ole säilynyt suomessa. Ehkäpä indoeurooppalainen tuontivesi on tuntunut muodikkaammalta ja käyttökelpoisemmalta.

Tarkemmin ajatellen vesi-sana on monimerkityksinen. Luonnon tavallisimman nesteen lisäksi se voi tarkoittaa muunkinlaisia nesteitä, kuten yhdyssanoissa hajuvesi, hiusvesi tai menovesi.

Vesiä voi erotella käsittelyn tai käyttötarkoituksen mukaan, vaikka Suomen oloissa juomavesi, kasteluvesi ja sammutusvesi ovatkin usein samaa tavaraa. Sade- ja sulamisvesistä tulee varsinkin asutuskeskuksissa viemäröitävää hulevettä. Murteissa hulevesi tarkoittaa tulvaa tai muuta väljää vettä, esimerkiksi sellaista, jota nousee sopivilla säillä jään päälle.

Luonnon osana vesi voi viitata erilaisiin vedenkokoumiin, etenkin järviin. Suomen peruskartasta löytyy satoja vesi-loppuisia paikannimiä, joista useimmat ovat vesistönnimiä, kuten Haukivesi, Hiidenvesi tai Puulavesi.

Useat vesien rannalla olevat asutuskeskukset ovat saaneet nimensä vesistön mukaan. Vesi-sana ei enää suoranaisesti viittaa veteen, kun puhutaan vaikkapa Petäjäveden kirkosta tai Ruoveden pappilasta.

Vesi-sanasta on aikojen kuluessa muodostettu valtava määrä johdoksia ja yhdyssanoja. Näistä suuri osa on vanhoja kansanomaisia murresanoja, kuten vetelä, vetinen, vetistää ja vettyä.

Vesikosta on muistona enää nimi, sillä tämä vesien äärellä ja vedessä viihtyvä näätäeläin on hävinnyt Suomesta 1900-luvun kuluessa. Myyttisiä veden asukkaita ovat olleet vetehinen ja vesu eli vesikyy, jotka mainitaan myös Kalevalassa.

Antiikista 1700-luvun loppupuolelle asti uskottiin veden olevan yksi maailman alkuaineista. Sitten selvisi, että se onkin vedyn ja hapen yhdiste. Oppitekoinen uudissana vety tuli suomen kielessä tarpeelliseksi kuitenkin vasta 1800-luvun puolimaissa, kun luonnontieteistä alettiin puhua ja kirjoittaa suomeksi.

Kaisa Häkkinen on suomen kielen emeritaprofessori Turun yliopistossa.

Julkaistu Tiede-lehden numerossa 11/2018

Alzheimerin tautiin tarkoitettu lääke auttoi unien hallintaa.

Jos haluat hallita uniasi, se voi onnistua muistisairauden hoitoon tarkoitetulla lääkkeellä. Lääke virittää ihmisen näkemään niin sanottuja selkounia, kertoo Helsingin Sanomat jutussaan.

Selkounessa ihminen tiedostaa näkevänsä unta ja pystyy jopa vaikuttamaan siihen.

Joka toinen ihminen on mielestään nähnyt selkounen ainakin kerran elämässään. Joka neljäs näkee niitä kuukausittain, arvioi parin vuoden takainen tutkimuskatsaus.

Alzheimerlääke auttoi tuoreessa yhdysvaltalaisessa tutkimuksessa koehenkilöitä selkouniin. Koehenkilöistä nuori nainen onnistui unessa rullaluistelemaan tavaratalossa, kun oli ensin suunnitellut sitä valveilla.

”Luistelimme ystäväni kanssa pitkin käytäviä. Oli niin hauskaa, että upposin täysillä uneen mukaan”, 25-vuotias nainen kuvailee.

Unet olivat koehenkilöiden mukaan lääkkeen vaikutuksesta todentuntuisempia kuin ilman lääkettä. Yhdysvaltalainen tutkimus julkaistiin Plos One -lehdessä.

Kokeessa tutkijat harjoittivat yli 120 eri ikäistä koehenkilöä näkemään selkounia. Ryhmään oli valkoitunut ihmisiä, jotka muistavat unensa hyvin ja ovat kiinnostuneita selkounista.

He opettelivat tekniikoita, joiden pitäisi helpottaa selkouneen pääsyä. Pitkin päivää ja ennen nukkumaan menoa voi esimerkiksi toistella itselleen, että kun näen unta, muistan näkeväni unta.

Unia voi visualisoida eli harjoitella mielessään etukäteen. Selkouneen päästyään voi tehdä todellisuustestejä, kuten onnistuuko seinän läpi käveleminen tai leijuminen.

Lääkekokeessa, jota johti selkounien uranuurtaja Stephen LaBerge, koehenkilöt saivat galantamiinia. Sitä käytetään lievän tai kohtalaisen vaikean Alzheimerin taudin hoitoon.

Lääke terästää asetyylikoliinin määrää aivoissa. Asetyylikoliini huolehtii viestien välityksestä aivosolujen välillä, virkistää muistia ja kiihdyttää rem-unta. Juuri remvaiheessa ihminen näkee yleisimmin unia.

Suurimman annoksen galantamiinia saaneista 42 prosenttia pystyi kuvauksensa mukaan selkouniin. Osuus oli huomattavasti suurempi osa kuin muissa koeryhmissä.

Koehenkilöiden unta ei mitattu unilaboratorioiden laitteilla, joilla tallennetaan silmien liikkeitä ja elintoimintoja. Tulokset perustuivat koehenkilöiden kertomaan.

LaBerge seurasi kuitenkin toisessa tuoreessa tutkimuksessaan silmien liikkeitä unennäön aikana. Silmien liikkeet kiihtyvät rem-unen aikana.

Kun koehenkilöt siirtyivät selkouneen, he liikuttivat silmiään ennalta sovitusti vasemmalta oikealle. Sitten heidän piti seurata unensa kohteita, joita he olivat ennalta visualisoineet.

Silmät liikkuivat sulavasti, samoin kuin ihmisen seuratessa katseella todellista kohdetta. Kuviteltua kohdetta seuratessa silmät liikkuvat nykäyksittäin.

Tutkimus julkaistiin Nature Communications -lehdessä.

Kysely

Oletko nähnyt selkounta?

mdmx
Seuraa 
Viestejä5216
Liittynyt23.11.2009

Viikon gallup: Oletko nähnyt selkounta?

Käyttäjä4499 kirjoitti: Mikä on mt häiriö? Kuten sanoin, minusta lääkkeen käyttö tuohon tarkoitukseen on arveluttavaa. Siinä mennään ehkä peruuttamattomasti alueelle, jonne ei pitäisi mielestäni olla mitään asiaa suoranaisesti. Ehkä en nyt vain ymmärrä tarvetta nähdä hallittua "unta" - miksi ei vain kuvitella? Jos "hourailet" saman, tunnet sen varmaan voimakkaammin. Mutta toisaalta et ole siitä niin tietoinen kuin hereillä ollessa, vai mitä? Niin siis, siinä nimenomaan on täysin tietoinen että...
Lue kommentti