I påsken gikk Camilla og jeg forbi lekeplassen som er like ved Molde domkirke, og jeg ble slått av hvor mye god fysikk som finnes på en lekeplass. De hadde en av disse små karusellene som man sparker i gang, og vi eksperimenterte med å se hvordan farten øker når man beveger seg innover på karusellen. Det som er ansvarlig for denne effekten er det vi kaller bevaring av dreieimpuls. Dreieimpuls er en størrelse man kan definere for ting som roterer (og forsåvidt for ting som ikke roterer), og den er gitt som farten ganger massen ganger radiusen, der radiusen er avstanden fra massesenteret til sentrum for rotasjonen.

Det som skjer når man beveger seg innover er at radiusen blir mindre, og siden dreieimpulsen skal være den samme hele tiden betyr det at farten må øke. Etter at vi hadde lekt med karusellen en stund gikk vi videre til dissen, og jeg begynte å tenke på hva som foregår der. Jeg innså raskt at jeg ikke har peiling.

Det jeg regner som vanlig dissing er at man sitter, sparker fra litt så man begynner å svinge, og så øker man farten ved å rytmisk variere mellom sittende stilling, og en mer utstrakt, liggende stilling. Når man gjør dette flytter man overkroppen lengre bort fra sentrum for rotasjonen, og bena nærmere sentrum for rotasjonen, så sånn grovt sett skulle man tro at avstanden mellom massesenteret til disseren og opphenget til dissen forble den samme. Jeg kan ikke fatte og begripe hvorfor dette skulle føre til økt fart, så jeg googlet problemet. Jeg ble ikke så mye klokere på akkurat det, men jeg fant en analyse av et annet tilfelle, som gir mer mening.

Hvis man disser stående er det lett å bevege massesenteret sitt opp og ned ved å bøye knærne. Hvis vi tenker oss at man er på vei ned fra toppen med bøyde knær, og så retter man ut beina, så vil massesenteret komme nærmere sentrum for rotasjonen, som er det samme som at radiusen minker, og dermed vil farten øke. Det hjelper imidlertid bare en kort stund, for straks man bøyer knærne øker radiusen igjen, og da vil man anta at farten minker. Heldigvis er sannheten litt mer interessant enn som så.

Hvis du retter ut beina i det dissen er på det laveste, må du bruke mer kraft enn bare din egen vekt, siden du også må jobbe mot sentrifugalkraften. Når du gjør dette gjør du et arbeid, og det arbeidet er definert som kraft ganger vei, altså kraften du bruker, ganger den avstanden du flytter massesenteret ditt når du retter ut beina. Du bruker energi på å utføre dette arbeidet, og så siden energi ikke kan forsvinne sånn uten videre øker farten. Arbeidet du gjør går altså med til å øke den kinetiske energien din.

Hva skjer så når du bøyer knærne igjen? Det kommer an på hvor du er når det skjer. Når du disser har du alltid størst fart nederst, og null fart på toppen i det du snur. Når du bøyer knærne beveger du massesenteret ditt utover fra rotasjonssenteret, men kraften du bruker virker innover. Når kraften og bevegelsen har motsatt retning gjør du et negativt arbeid. Dette negative arbeidet medfører at du mister fart, siden energien må være bevart. Trikset er imidlertid at hvis du bøyer knærne i et punkt der du ikke har stor fart, er sentrifugalkraften mindre enn den var når du rettet ut knærne, og dermed er det negative arbeidet du gjør ved å bøye knærne mindre enn det positive arbeidet du gjorde når du rettet dem ut. Så ved å bevege massesenteret ditt i et slags bøyd åttetall kan du sørge for at du totalt sett gjør et positivt arbeid, og at farten din dermed øker.

-Tor Nordam