Tillåt mig utreda vissa begrepp.

Jag inser att de begrepp jag använder inte är självklara och tänkte därför förklara vad jag menar med dem:

Med ”kolv-axel” menar jag den stav eller krökta stång som sammanbinder 1 eller flera kolvar. I detta fall 2 kolvar. kolvarna har samma radie som de krökta rörens genomskärningsradie.

Med ”rörets genomskärngs radie” menar jag radien inuti röret.

Den radie röret kröker kring kallar jag krökningsradien vilken självfallet är lika stor för kolvaxeln.

Med ”trådens fästpunkt” (inte trädens festpunkt som på bilden) menar jag mittpunkten på kolvaxeln – där tråden är fast monterad (så att den spänns när kolvsystemet rör sig mot mitten.

Med kolvsystemet menar jag kolvaxeln och alla kolvar den binder samman.

 

Fysiklaborationer – Vilket effekt kan lungorna utveckla?

Trots att jag ämnar att nå mekanisk lösning sådan att djupet inte ökar de krävda krafterna kommer friktionskrafter att finnas bland annat i den uppsättning ventiler och kolvar som rör sig. Därför valde jag att ta reda på hur starka lungorna(egentligen diafragman) är – kanske är det för krävande att blåsa och suga systemet runt?

Jag utförde en laboration i två steg för att få en ungefärlig uppfattning om lungornas möjlighet att utföra arbete.

Steg 1: Vilket tryck klarar lungorna av att prestera?

Videoklipp:

Lungors tryckkapabilitet

Resultat: ca 500-3600 Pascal (N/(m^2)) övertryck

Steg 2: hur fort andas man?

Videoklipp:

Andnings luftkapacitet

Resultat: ca 2,4*10^-4 kubikmeter per sekund

Hur stor är lungornas effekt?

bekväm prestation: 500*2,4*10^-4=0,12W

maximal prestation: 3600*2,4*10^-4=0,86W

för att få perspektiv på siffrorna jämför jag med den effekt jag (~60kg) utvecklar när jag går upför en trappa med hastigheten ½m/s:

P=m*g*s/t=60*10*1/2=300W.

Det viar sig alltså att andra muskler såsom benmuskler är mångfaldigt mer lämpade att motverka de friktionskrafter som uppstår och jag bör finna en lösning där en pump av något slag driver konstruktionens processer.

2.6.1 samt 2.6.2 Arbeta fram en ny skiss med lösning på problem 1 och 2

Jag resonerade fram och tillbaka, prövade olika metoder och påbörjade en ny skiss som lyckades lösa problem 1 och 2.

Läs hur det gick till och vilka nya problem som tillkännagjordes.

Jag bifogar som worddokument för att enkelt kunna behålla bilder och specialtecken.

Hämta dokumentet här! (dokumentet innehåller bilder så hämtningen kan ta ett litet tag)

2.4 Kartlägg problem

Problem kartläggs i försöket att skapa en skiss över en fungerande konstruktion.

Problem 1: Hur skall all energi (, så när som på friktionsförluster, ) kunna utvinnas från trycket i utandad luft?

Problem 2: Hur skall produkten vara konstruerad för att fungera på ytan, på djupet samt hela vägen ner och upp? (dvs. fungera på alla olika tryck)

Porblem 3: Hur skall konstruktionen klara av minskningen av volym luft i systemet då dykaren rör sig i djupled?

Problem 4: Hur skall dykaren kunna hålla rätt balans mellan att flyta och sjunka utan dykväst? ( buoyancy compensator)

Problem 5: Klarar lungorna verkligen av att hantera den friktionskraft som skapas i kolvar,     ventiler och eventuellt fjädrar? Hur skall friktionen i annat fall hanteras?

Problem 6: Hur skall konstruktionen med så långa rör/slangar, se till att man inte andas in samma luft som man andas ut?
Lösning: Konstruktionen använder två separata slangar, för att inte beblanda utandad med inandas luft.

Problem 7: Hur skall luftslangen/röret hållas upprätt och över vattenytan, samt även när dykaren omedvetet försöker dyka djupare än snorkelns längd tillåter?

Problem 8: Hur kan man minimera slangarnas/rörens friktion mot vattnet för att gynna dykarens rörelsefrihet?