Humanoider. Sport og vitenskap. Roboter som likner mennesker. Medlemsblad for Nysgjerrigper, årgang

Transkript

1 Medlemsblad for Nysgjerrigper, årgang Avsender: Norges forskningsråd Returadresse: Nysgjerrigper Norges forskningsråd Postuttak St. Hanshaugen 0131 Oslo Sport og vitenskap Humanoider Roboter som likner mennesker

2 Kjøttmeis strauk i gauktest Gauken er kjend for å leggje egg i reiret til andre fuglar. Då norske forskarar plasserte egg frå kjøttmeis hos blåmeisa, gjekk det ikkje etter suksessoppskrifta til gauken. TEKST: YNGVE VOGT Gauken er smart når han legg egga sine i andre fuglars reir. Då slepp han nemleg å bruke tid og krefter på å mate ungane sine. I staden kan gauken bruke energien til å leggje fleire egg. Snyltar Fugleforskarar ved Universitetet i Oslo har lenge lurt på kvifor gauken er den einaste norske fuglen som snyltar. Kvifor gjer ikkje kjøttmeisa det same og legg egga sine hos blåmeisa? Blåmeisa er nemleg ofte borte frå reiret sitt. Det burde derfor vere lett for kjøttmeisa å leggje egg i blåmeisreir. Testa kjøttmeis Dette ville forskarane sjekke, og derfor tok dei den store gauktesten på kjøttmeisa. I eit skogsholt rett utanfor Oslo flytte dei kjøttmeisegg til blåmeisreir. Det første året gjekk det bra. Blåmeisene var kjempegode steforeldre. Kjøttmeisungane voks opp og hadde det kjempefint. Kjøttmeisa kan ikkje gjere som gauken: å leggje egg i reiret til andre fuglar. FOTO: JAN RABBEN/NN/SAMFOTO Kaotisk Men året etter vart det kaos. Stebarn-kjøttmeisene song nemleg feil song dei song akkurat som blåmeisa. Dei fleste av desse fuglane skjønte heller ikkje kven dei skulle pare seg med. Dei var så forvirra at dei prøvde å pare seg med blåmeis. Det gjekk ikkje så bra, for blåmeisene var lite interesserte i det. Så kjøttmeisene vart verande einslege og fekk verken familie eller ungar. Så konklusjonen er klar: Kjøttmeis strauk i gauktest. Visste du at før en person blir landslagsspiller i fotball, har han eller hun trent mellom 8000 og timer? Det tar like mange timer å bli en profesjonell musiker. Vårens utgave av Nysgjerrigper byr på mange spennende artikler om sport og vitenskap. I disse dager har barn over hele landet avsluttet sine Nysgjerrigper-prosjekter, og nå venter de i spenning på juryens vurdering. I slutten av mai avslører vi årets 20 finalister. Følg med på nysgjerrigper.no. Det skal deles ut hele ti priser, inkludert den gjeveste av dem alle Årets Nysgjerrigper Blir det klassen din som stikker av med prisen i år? I så fall inviteres dere til Tromsø 6. juni for å motta heder og ære med hundrevis av tilskuere fra mange land til stede. Kunnskapsminister Øystein Djupedal deler ut prisen. Snart er det sommerferie. Ferien er en ypperlig tid for å forske på saker og ting du ellers ikke har tid til. Hva med å legge ut på en liten oppdagelsesferd i løpet av sommeren? Du kan utforske livet i fjæra, livet i skogen, ferietrafikken langs landeveien, hva andre bruker sommerferien til, og så videre. Det finnes knapt noe du ikke kan forske på. Kanskje finner du ut noe du vil fortelle klassen etter sommerferien, og som dere kan forske videre på neste skoleår. God, nysgjerrig sommer! hei nysgjerrigper , 13. årgang

3 Nysgjerrigper er Norges forskningsråds tilbud til alle elever og lærere i klasse. Bladet Nysgjerrigper og nettstedet nysgjerrigper.no er viktige deler av tilbudet. Hovedmålet er å oppmuntre barn og unge til å ta vare på og dyrke sin naturlige nysgjerrighet, utforskertrang og fantasi. Tiltaket er Forskningsrådets forsøk på en tidlig rekruttering av unge forskere. Ansvarlig utgiver: Norges forskningsråd Redaktør og prosjektleder: Marianne Løken Redaksjon: Terje Stenstad Design og illustrasjon: Trykk: Aktietrykkeriet Opplag: Nynorsk oversettelse/ språkkonsulent: Aud Søyland Adresse: Nysgjerrigper, Norges forskningsråd, Postuttak St. Hanshaugen, 0131 Oslo Telefon Nysgjerrigper: Telefon Forskningsrådet: Telefaks: Internett: E-post: nys@forskningsradet.no ISSN: Forsidebilde: Basketball. FOTO: abelstock Innhold Kjøttmeis strauk i gauktest... 2 Om: Biologi, fugler, kjøttmeis, gjøk, ny forskning Forsker på fuglens hjerne... 4 Om: Fugler, kaier, intelligens, hukommelse, roboter, ny forskning Tøff oppvekst... 6 Om: Keiserpingviner, biologi, Antarktis, leopardsel, tjuvjo, albatross Forskerfabrikken: Sporty eksperimenter... 8 Om: Eksperimentering, aktiviteter, idrett, luftopptak, kroppsfølelse, puls Øving gjer meister Om: Idrett, ballsport, matematikk, fysikk Naturbestemte ballkunster...12 Om: Idrett, ballsport, Newtons lover, fysikk, matematikk God glid gull verdt Om: Idrett, langrenn, ski, gli, friksjon, fysikk Raskest! Høyest! Lengst!...16 Om: Idrett, vindtunnel, aerodynamikk, golf, Formel 1 Splæsj og du er ute av spillet!...18 Om: Paintball, fysikk, lek, maling, gelatin Roboter: Slange med superkrefter / Humanoider...19 Om: Roboter, teknologi, ny forskning, humanoider, slangeroboten Anna Konda Spinne, spinne Om: Edderkoppsilke, ny forskning, arkeologi Velkomen til Mars! Om: Astronomi, Mars, teknologi, geologi, ny forskning Den tiende planeten Om: Astronomi, 2003 UB313, planeter Sudoku/Matematiske utfordringer/kryssord/nysgjerrigper.no MILJØMERKET Trykksak Nysgjerrignøtta / Løsninger Rundt omkring Om: Fugler, søvn, delfiner, spekkhoggere, svartedauden, frykt, psykologi, biologi, ny forskning, gress, kunsgress Medlemskap For enkeltmedlemmer koster det 100 kroner i året. I første tilsending får du en velkomstpakke med små overraskelser. Deretter mottar du Nysgjerrigper-bladet fire ganger årlig. Husk underskrift fra en voksen. Klassemedlemskap koster: 1 30 blader: 100 kr blader: 200 kr blader: 300 kr blader: 400 kr Du kan også melde deg inn på nysgjerrigper.no Navn på medlem (eller skole og klasse): Adresse: Postnummer: Poststed: Fylke Fødselsdato og -år: Telefon: Foresattes/lærers navn: Medlems/lærers e-post: Foresattes/lærers underskrift: Antall elever og lærer(e) i klassen: Nysgjerrigper, Norges forskningsråd, Postuttak St. Hanshaugen, 0131 Oslo nysgjerrigper , 13. årgang innhold

4 Forsker på fuglens hjerne I et laboratorium i Trondheim lever to fugler og en forsker sammen. De deler en felles interesse: å spille dataspill. Kaiene Ari, Susan og forsker Robert Biegler. FOTO: GEIR OTTO JOHANSEN/SCANPIX TEKST: HANNE S. FINSTAD Ari, hvor er du? Jeg er ikke farlig! Jeg vil ikke skremme ham, så hodet mitt er kamuflert mot en svart søppelsekk som henger bak meg. Allikevel ser nok Ari at jeg titter inn gjennom et rundt hull i døra med kameraet mitt. Da jeg endelig får øye på ham, er han ivrig opptatt med å skravle med Susan, bestevenninnen i naborommet. Kaier Susan og Ari er kaier, en fuglerase som likner på kråker. Da de var tre uker gamle og klare til å kaste seg ut av redet, ble de fanget av Robert Biegler. Han er biolog og tok med seg fuglungene til jobben sin ved Psykologisk institutt i Trondheim. Robert måtte pent ta med seg sovepose og flytte inn på jobben. For hver eneste time, fra seks om morgenen til ni om kvelden, skulle Susan og Ari ha mat. Men ungene nektet å gape! Nam! Nam! Robert ble stadig mer fortvilet og var redd ungene skulle dø. Da fant han endelig løsningen: Idet Ari gjespet, stakk han lynkjapt fersk eggeplomme inn i munnen hans. Mm! Det syntes Ari smakte godt, og fortsatte å gape forsker på fuglens hjerne nysgjerrigper , 13. årgang

5 Velkommen til Aris rom. Hva skal jeg velge? Tja, kanskje denne? Jeg går for denne, og satser på at jeg får mat. etter mer mat. Og snart fikk Robert lurt Susan også. Dataspill Robert har det fortsatt travelt, selv om han ikke bor på jobben hele døgnet. For Ari og Susan må mates, rommene renses, og hver kveld får de dessuten et varmt bad. Det liker de veldig godt. I tillegg spiller de dataspill for å få mat. Spillet har Robert programmert selv, og med det vil han prøve å finne ut hva kaier kan tenke. Resultatene fra spillet viser om fuglene kan huske, og om de selv vet hvor godt de husker noe. Fuglehukommelse På dataskjermen til Susan og Ari kommer det stadig opp et bilde av en gjenstand. Det kan være en solsikke, en snegle eller en romferge. Så, noen sekunder senere, kommer det opp fire ulike bilder på skjermen. Tre av dem er nye, mens det siste er det bildet fuglene så først. Gjenkjenner de det første bildet ved å peke på det med nebbet sitt, får de alltid en matbit i belønning. Resultatene viser at Ari og Susan kan huske, for de klarer å finne riktig bilde i tre av fire forsøk. Hadde de bare hatt normal flaks, ville de hatt riktig svar på bare ett av fire forsøk. Hva husker jeg? Fuglene er veldig ivrige til å spille, spesielt Ari. Han spiller spillet minst 60 ganger hver dag. Men vet fuglene selv om de husker eller ikke? For å finne svar på det spørsmålet har Robert lagd en litt annen variant av spillet. Det vil avsløre om Susan og Ari kan tenke slik du kan gjøre når noen spør om du vil være med i en konkurranse. Er du god og kan vinne en fin premie, vil du være med. Er du derimot dårlig, er det bedre å la være slik at du slipper å tape. For å finne ut om fuglene kan tenke på en liknende måte, kan de her velge om de vil spille eller ikke. Velger de å ikke spille, får de allikevel mat noen ganger. Altså, hvis Susan og Ari vet at de husker et bilde godt, burde de ta testen, for de får alltid mat når de svarer riktig. Husker de derimot bildet dårlig, burde de velge å ikke ta testen, for da har de jo allikevel en viss sjanse til å få mat. For når de svarer feil, får de aldri mat. Men resultatene på dette spillet ble ikke bedre enn på det forrige. De klarte fortsatt bare å svare riktig på tre av fire bilder. Derfor tror ikke Robert at kaier selv vet om de husker noe. Papegøyer og ravner er smartest Robert er ikke den eneste som forsker på dyrs tanker. Andre forskere har vist at ravner og papegøyer er blant de smarteste fuglene og har størst hjerne. En papegøye som heter Alex, kan for eksempel forstå betydningen av 150 ulike ord. Ravner vet at de må gjemme seg for andre ravner når de skal gjemme unna mat som de henter når de blir sultne igjen. Hvis de ikke gjør det, stjeler andre maten fra dem. Ravner kan altså ikke bare forstå seg selv, men også forstå hva andre dyr kan se og tenke. Roboter og kunstig intelligens Hva er så vitsen med å forske på dyrs evne til å tenke? Hva i all verden kan være nyttig med det? Robert forklarer at ved å sammenlikne hjernen til et dyr som er veldig smart, med hjernen til et dyr som ikke er like smart, forstår vi mer om hvordan dyrene og hjernene deres har utviklet seg. Samtidig lærer vi mer om hva som er viktig for å kunne tenke på mange forskjellige måter, og oppdager hva som må til for å bli smart. Slik kunnskap kan bli nyttig for å lage kunstig intelligens til maskiner og roboter. Menneskets unike hjerne Den viktigste grunnen til å forske på hvordan dyr tenker, er å forsøke å finne ut hva som gjør oss mennesker så spesielle. Selv om en papegøye kan mange ord, klarer den ikke å fortelle med ord hva den føler. Det kan derimot mennesker helt fra vi er ganske små barn. Så hvorfor er ikke andre dyr blitt like smarte som oss mennesker? En dag finner jeg kanskje svar på disse spørsmålene, avslutter Robert Biegler. nysgjerrigper , 13. årgang forsker på fuglens hjerne

6 Kulden er intens og voldsom i Antarktis. Temperaturene kan gå helt ned i ufattelige 70 kuldegrader. FOTO: CORBIS/SCANPIX Leopardselen jakter på pingviner i havet og ved iskanten. FOTO: CORBIS/SCANPIX Ung keiserpingvin. FOTO: CORBIS/SCANPIX tøff oppvekst nysgjerrigper , 13. årgang

7 Keiserpingvinen beskytter ungen sin godt mot kulde og truende farer. Ungen ligger i rugeposen over føttene. FOTO: CORBIS/SCANPIX Få blir født under barskere forhold enn keiserpingvinen. Pingvinungene vokser opp i Antarktis verdens kaldeste og mest forblåste kontinent. TEKST: MARIANNE LØKEN Hver vinter møtes tusenvis av voksne keiserpingviner ved iskanten og vandrer milevis innover i landet. De er alle på utkikk etter en make de kan pare seg med. De flørter og gjør seg til for hverandre. Passes av far Starten på hekkesesongen finner sted i mars mens vinterstormene herjer som verst. Egget legges i mai måned. Omtrent to måneder senere klekkes det, og ut kommer en fjærkledd pingvinunge. Men før egget klekkes, blir det godt voktet av pingvinfar. Det er faren som ruger ut egget, mens pingvinmoren vender tilbake til sjøen, for å spise seg god og mett. Forskere som har fulgt keiserpingvinene på nært hold, kan fortelle at rugingen foregår på en helt spesiell måte. Pingvinpappaen står rett opp og ned i nesten ni uker mens egget ligger i en rugepose over føttene. Han må vokte egget med nebb og klør og være veldig forsiktig så det ikke fryser. Med temperaturer helt nede i 70 blå grader er det lett å forstå at egget kan fryse. Mister pingvinfaren egget, må de vente et helt år til neste hekkesesong. Pingvinhunnen legger nemlig bare ett egg i året, så her gjelder det å passe godt på. Mor overtar stafettpinnen Like etter at egget er klekket i juli måned, kommer pingvinmor tilbake fra etergildet ved sjøen. Hun er mett og klar til å ta fatt på den tøffe oppdragelsen etter at pingvinfar har ruget ut egget. Pingvinmor har med seg mat fra sjøen til pingvinungen. Krill og annen snacks er godt bevart bak i nebbet, og den lille pingvinungen sluker grådig i seg maten. Etter mer enn to kalde vintermåneder uten mat er hannen utrolig sulten og skynder seg til havet men først må hunnen få overført pingvinungen til sin rugepose. Dette må skje veldig fort for at ikke ungen skal fryse i hjel. Pingvinfar blir borte i en måned før han vender tilbake til familien. Farefull oppvekst Når våren nærmer seg og isen smelter kommer havet nærmere, og de voksne pingvinene samler seg ved iskanten for å bade i sjøen. Pingvinungen gleder seg også til å stupe uti, men først må den få vanntette fjær. Hopper pingvinen til sjøs før fjærdrakta er vanntett, vil den synke til bunns som en stein. I mellomtiden må pingvinungene passe seg for farene på land når de leker ute på isen. Alle pingviner frykter rovfuglenes skarpe nebb. Særlig er albatrossen og fuglen tjuvjo skumle, for de er alltid på jakt etter pingvinunger. Tjuvjoen minner om en stor måke, men er mye farligere. Endelig voksen Et halvt år gammel er keiserpingvinen endelig klar for sitt aller første isbad. Fjærdrakten er vanntett og pingvinen kan fange sin egen mat, men også i havet lurer mange farer. Pingvinen må særlig passe seg for leopardselens digre kjeft og kraftige kjever. Leopardselen er en dyktig jeger som følger nøye med på pingvinflokken. Det er neimen ikke greit å være pingvin i Antarktis. Etter at keiserpingvinen har lært seg å fange sin egen mat i havet, er den overlatt til seg selv i fem til seks år helt til den plutselig dukker opp sammen med andre keiserpingviner og starter en ny vandring over isen for å sikre neste generasjon keiserpingviner. nysgjerrigper , 13. årgang tøff oppvekst

8 ved Hanne S. Finstad Sporty eksperimenter Luftopptak Ustanselig, fra du er født til du dør, suger lungene til seg luft og slipper den ut igjen. Fra lufta henter lungene oksygenmolekyler som de sender videre med blodet til hele kroppen. Samtidig gir lungene fra seg gassen karbondioksid. Den blir dannet når kroppen bruker oksygen og næringsstoffer til å skaffe seg energi. I mange idretter er det viktig å ha plass til mye luft i lungene slik at kroppen får nok oksygen når den jobber hardt. Hvor mye luft kan dine lunger trekke til seg? Slik gjør du 1. Hell 1 dl vann i flasken, og merk av med pennen hvor høyt vannet når opp i flasken. 2. Merk av hver desiliter på flasken helt til den er fylt med vann. 3. Hell ca. 3 4 cm vann i bollen. 5. Lirk den enden av sugerøret som er nærmest knekken, inn i flaskehalsen uten at det kommer luft inn i flasken. Få en medhjelper til å holde flasken litt opp fra bunnen slik at sugerøret ikke kommer i klem. En 1,5 liters brusflaske En merkepenn Et desilitermål Sugerør med trekkspillknekk En bolle hvor det er plass til ca. 2 liter vann En medhjelper som kan holde i flaska mens du blåser 4. Hold foran åpningen på flasken og plasser den nedi bollen med vann. Når tuten er under vannoverflaten, kan du ta vekk hånden som sperrer for åpningen. 6. Fyll lungene med luft og blås i flasken slik at vann bobler ut. Hvor mange desiliter luft klarere du å blåse inn? 7. Hvis du tømte hele flasken for luft, må du bruke en større flaske. Kanskje du kan få tak i en 4 liters vannflaske på butikken? 8. Noter resultatet og gjenta forsøket minst 3 ganger. 9. Regn ut gjennomsnittet. Resultatet viser omtrent hvor mye luft det er plass til i lungene dine. Hvis du trener mye utholdenhetstrening, for eksempel ved å løpe eller sykle langt, vil du gradvis få større evne til å suge luft inn i lungene. Du får bedre kondisjon. forskerfabrikken: sporty eksperimenter nysgjerrigper , 13. årgang

9 Kroppsfølelse Når du sitter helt stille og lukker øynene, kan du allikevel kjenne kroppen din. Og selv om det er helt mørkt rundt deg, klarer du å holde balansen når du står. Det skyldes noen helt spesielle nerveceller i muskler, ledd og i det indre øret. De gir beskjed til hjernen om hvor de ulike delene av kroppen din befinner seg. Derfor har du kroppsfølelse. Dansere trener gjerne inn nye bevegelser ved å bruke øynene foran et speil, for kroppsfølelsen er ofte dårlig når man forsøker seg på noe nytt. Kanskje flere idretter burde bruke dette trikset, for man kan være veldig klønete når man gjør en uvant bevegelse og ikke får hjelp av synet. Slik gjør du 1. Lukk øynene og hold begge hendene over hodet. 2. Hold fingrene på venstrehånden helt stille. Samtidig bruker du pekefingeren på høyre hånd til å gjøre følgende i rask rekkefølge: Ta på nesetippen Ta på venstre lillefinger Ta på nesetippen Ta på venstre ringfinger Fortsett på samme måte til du har forsøkt å ta på alle de fem fingrene på venstre hånd. 3. Noter hvor mange ganger du treffer riktig finger. 4. La hendene bytte oppgave og gjenta forsøket. 5. Blir du bedre hvis du øver noen ganger? 6. Hjelper det å se i speilet mens du forsøker? Ta pulsen Hjertet er en kraftig muskel som pumper blod rundt i kroppen. Hver gang det trekker seg sammen og pumper blod, oppstår det en trykkbølge i blodet som vi kaller puls. Blodårene som frakter blod fra hjertet og ut i kroppen, kalles arterier. På innsiden av hånden og litt på siden av strupehodet på halsen kan vi kjenne denne pulsen, for her er det store arterier nær huden. Ta pulsen i 10 sekunder etter å ha gjort alt som står i øverste rad i tabellen. Gang tallet med seks, og du har antall pulsslag per minutt. Hvordan varierer pulsen under de ulike aktivitetene? Fakta om puls Pulsslag 10 sekunder 1 minutt Sittende Etter å ha gått i 1 min. Etter å ha sittet i 3 min. for deretter å reise seg opp Etter å ha hoppet 25 høye hopp Etter å ha ligget 1 min. på gulvet Etter å ha jogget i 2 minutter Etter å ha hvilt på gulvet i 3 minutter Barn har ofte høyere puls enn voksne. Barn under ett år kan ha hvilepuls på 130 slag i minuttet. En femåring har en hvilepuls på rundt 110 slag i minuttet, mens en tiåring har hvilepuls på ca. 90 slag per minutt. En voksen har gjerne i hvilepuls, og den kan være enda lavere hvis han eller hun er veltrent. Hvis du er i god form, har du lav puls når du hviler. Du får raskt lav puls igjen etter at du har vært fysisk aktiv. Pulsen øker ikke bare når du anstrenger deg, men også når du er stresset eller redd. nysgjerrigper , 13. årgang forskerfabrikken: sporty eksperimenter

10 TEMA SPORT OG VITENSKAP Når dei beste handballspelarane skyt, går ballen opp mot 110 km i timen. Det tilsvarer 30 meter på eitt sekund. Her skyt landslagsspelar Kristine Lunde under handball-em i Budapest i 2004, då det norske laget tok gull. FOTO: C. FISKER/SCANPIX/DANMARK 10 øving gjer meister nysgjerrigper , 13. årgang

11 SPORT OG VITENSKAP TEMA Visste du at før ein person blir landslagsspelar, har han eller ho trena mellom 8000 og timar. Det tek like mange timar å bli ein profesjonell musikar. ein basketballproff skyt éin million skot mot korga i løpet av karrieren sin. Øving gjer meister Viss vi skulle tenkje på kor vanskeleg ballspel er, kan det hende vi ikkje hadde fått til noko som helst. TEKST: HILDE KARI NYLUND Magnus spring med ballen mot mål og skal sparke han til Emil, som også er i fart. For å treffe Emil må Magnus vite ganske mykje: Kor fort han sjølv spring, farten Emil har, kor hardt han skal kaste eller sparke, og kor langt Emil har sprunge før ballen kjem fram. Heldigvis slepp Magnus å tenkje på alt dette. Det held å øve. Når vi har gjort noko mange nok gonger, blir ferdigheita automatisert. Då tenkjer vi ikkje over det vi gjer, forklarer Rune Giske. Han har forska på ballspel ved Noregs idrettshøgskole og arbeider no ved Universitetet i Stavanger. Automatisering skjer i samband med mange slags aktivitetar, for eksempel dataspel. For kvar gong du spelar eit dataspel, går det raskare. Du blir flinkare fordi du har gjort det mange gonger før. Fordi hovudet bruker lite energi på å tenkje, kan du handle raskare, seier Rune. Sjå og øve Forskarane veit lite om kva som skjer i hovudet når forskjellige ferdigheiter blir automatiserte. Men dei meiner at hjernen ønskjer å «spare» energi ved å sleppe å tenkje. Det tek lang tid før ferdigheiter blir automatiserte. For å bli ein god handballspelar tek det minst fem år. Derfor har dei beste spelarane halde på i mange år før dei kjem på landslaget. Måten å lære på er den same for alle ballspelarar. For å lære noko i ballspel treng vi først ein idé om korleis det skal gjerast. Vi dannar oss eit bilete i hovudet ved å sjå korleis andre gjer det, og så prøver vi å få til det same sjølv. Vi må sparke, kaste eller ta imot ballar mange, mange gonger før vi meistrar det. Tolmod er veldig viktig for ein ballspelar. Viss du prøver mange nok gonger på ei spesiell oppgåve, får du det til! seier Rune skråsikkert. Raskare spel Når hjernen slepp å tenkje, kan kroppen handle raskare, og spelet går fortare. Men det er ei grense for kor fort det kan gå. Viss farten på ballen blir for stor, får spelarane problem med å ta imot, understrekar Rune. Det gjeld både i handball og fotball. Når dei beste handballspelarane skyt, går ballen opp mot 110 km i timen. Det tilsvarer 30 meter på eitt sekund. Då har ikkje keeperen tid til å tenkje når straffa kjem frå sjumeteren! Ulempe med automatisering Å øve så mykje at ei ferdighet blir automatisert, er ikkje berre positivt. Ulempa er at det skaper lite variasjon. Ei automatisert rørsle går av seg sjølv. Situasjonen spelaren er i, kan krevje ei anna rørsle, forklarer Rune. Noko som gjer ballspel vanskeleg, er å velje og bestemme seg for riktig framgangsmåte til kvar tid. Det finst ingen fasit, og spelarane må ta avgjerder heile tida. I handball så ofte som kvart tiande sekund. nysgjerrigper , 13. årgang øving gjer meister 11

12 TEMA SPORT OG VITENSKAP Historien forteller ingenting om hvor flink Isaac Newton var i ballspill. Men allerede for flere hundre år siden formulerte han naturlovene som bestemmer hvordan du kan bli best med ball. TEKST: HILDE KARI NYLUND Når du er blitt flink til å ta imot og sparke eller kaste en ball, er det tid for å lære deg vanskeligere ting. Det kan være å treffe en medspiller i fart eller å finte, skru eller stusse måter å sprette ballen i bakken. Men du må gjøre det gang på gang for å beregne Newtons 1. lov: Gjenstander som er i ro, fortsetter å være i ro dersom ingen krefter påvirker dem. Gjenstander i bevegelse fortsetter å bevege seg dersom ingen krefter påvirker dem. hvor skrått ballen må kastes mot bakken for at den skal treffe en medspiller eller gå i mål. Disse triksene kan forklares ved hjelp av naturvitenskap. Alt som beveger seg, følger nemlig bestemte lover. De som har formulert disse lovene, har studert naturen og prøvd å forklare hvordan den oppfører seg. Newtons lover Isaac Newton var en vitenskapsmann som ble berømt fordi han kom fram til tre veldig viktige lover om bevegelse. De kaller vi nå Newtons lover. For å forklare hva som skjer i ballspill, kan vi bruke Newtons lover. Newtons første lov Før avspark ligger fotballen stille midt på banen. Hvis ingen rører ballen etter at dommeren har blåst i fløyta, blir det ingen kamp. Ting som er i ro, fortsetter nemlig å være i ro hvis ikke krefter påvirker dem, sier Newtons første lov. Loven sier også at en ting i bevegelse fortsetter å bevege seg dersom ingen krefter påvirker den. En ball som triller langs bakken, vil til slutt stoppe av seg selv. Det skyldes friksjonskrefter. Du kan prøve selv ved å gni hånden mot forskjellige ting. Mot gummi møter du stor motstand, mens en metallplate eller en pult kan være ganske glatte. Når det går lett, er friksjonen liten. Jo større friksjonskreftene er, desto fortere bremser ballen. Grus eller gress bremser ballen fortere enn et glatt hallgulv. Newtons andre lov Hvis du klarer å få foten borti et skudd mot mål, er du kanskje så heldig at du hindrer motstanderen i å skåre. Du forandrer retningen på ballen slik at den går utenfor. Selv om Newton neppe var en ivrig fotballtilhenger, har han forklart dette fenomenet i sin andre lov. Der sier han at hvis du vil forandre farten eller retningen til en ting, må du bruke krefter. Det trenger ikke være dine egne krefter. Gode fotballspillere utnytter krefter i naturen når de tar hjørnespark. Du har sikkert sett spillere skru corneren rett i mål. Da forandrer ballen retning underveis i lufta, uten at noen er borti den. For å få det til må ballen sparkes slik at den snurrer rundt samtidig som den går bortover i lufta. Når ballen roterer, blir det litt mindre lufttrykk på den ene siden av 12 naturbestemte ballkunster nysgjerrigper , 13. årgang

13 SPORT OG VITENSKAP TEMA Newtons 2. lov: For å forandre fart eller retning på en gjenstand må vi bruke krefter. ballen når den farer gjennom lufta. Slik oppstår krefter som bøyer ballen av til siden. Du kan teste slike krefter på en veldig enkel måte: Hold et ark vannrett inntil munnen og blås kraftig langsmed oversiden av arket. Da løftes arket fordi det er mindre lufttrykk på oversiden. Stuss og skru Hvis du kaster en ball rett ned i bakken, fyker den rett opp igjen. Det skjer bare hvis ballen har god sprett slik at den ikke blir klemt sammen idet den treffer bakken. En ball med god sprett som stusses skrått ned mot bakken, fortsetter like skrått opp fra bakken i retningen du kaster den. slik at de oppfører seg likt hver gang. Ved både å rotere ballen (skru) og stusse den i bakken kan spillerne virkelig forvirre både keeper og andre spillere. Hvor ballen spretter opp igjen, avhenger nemlig av hvordan den snurrer rundt. Det er vanskelig for keeperen å se hvor mye ballen roterer, og derfor vite hvor den kommer. Trøsten må være at spilleren må øve veldig mange ganger for å vite det selv! En slapp ball spretter dårlig fordi den blir mer sammenklemt når den møter bakken. Sammenklemmingen bremser farten. En ballspiller ønsker derfor at ballene har omtrent like god sprett nysgjerrigper , 13. årgang naturbestemte ballkunster 13

14 TEMA SPORT OG VITENSKAP Forskarane prøver å finne ut kva for ski og skismurning som gir minst friksjon. I lasermikroskop kan dei sjå korleis vatnet under skiene renn best unna. FOTO: RONNY WINTHER/NTNU God glid gull verd I 15 år har norske langrennsløparar lege fremst i løypa og stått høgast på premiepallen. Den gode gliden har forskarar sørgt for. TEKST: THOMAS KEILMAN Året er 1989, og ein vil finne ut korleis skiløparar glir fortast. Forskjellige skisolar og smurningar blir testa. Etter nokre år blir forskarar ved Noregs teknisknaturvitskaplege universitet (NTNU) i Trondheim kopla inn. Og etter kvart gir satsinga i «Gliprosjektet» resultat. Norske skiløparar og skiskyttarar vinn 27 medaljar under VM i 1997 og OL i 1998! I dag blir resultata frå forskinga brukte også i alpint, hopp, snowboard, skøyter ja, til og med båtar dreg nytte av arbeidet til forskarane. Liten friksjon Forskarane si oppgåve i Gliprosjektet er å gjere friksjonen så liten som råd. Det er friksjon som bestemmer kor godt noko glir, eller om det glir i det heile. Viss friksjonen er liten, glir det lettare enn når friksjonen er høg. Når du går på gata, er friksjonen høg, og du glir ikkje. Men viss du går på isen, er friksjonen liten, og du glir veldig lett. Hemmeleg For å finne ut korleis ein kan gjere friksjonen liten, bruker forskarane mellom anna eit lasermikroskop. Her kan dei i minste detalj sjå korleis vatnet under skiene renn best unna. Forskarane har også eit instrument som måler strukturen på skisolen ned til 1/1000 millimeter! Men forskarane blir tause når ein spør kva dei kjem fram til. Gliprosjektet er nemleg veldig hemmeleg. Forskarane og idrettsutøvarane vil ikkje at dei utanlandske konkurrentane skal få tak i resultata. Viss nokon andre får den same kunnskapen, kan det jo hende dei blir like gode som nordmenn! 14 god glid gull verd nysgjerrigper , 13. årgang

15 SPORT OG VITENSKAP TEMA Også kajakkens «glid» gjennom vannet må testast ut for å sikre gullmedaljar. Kajakken er i testbassenget til Marintek ved NTNU. FOTO: RONNY WINTHER/NTNU God glid heldt til sølv for Ole Einar Bjørndalen under OL i Torino i Italia i vinter. FOTO: Heiko Junge/ SCANPIX nysgjerrigper , 13. årgang god glid gull verd 15

16 TEMA SPORT OG VITENSKAP Her prøver OL-vinner Kjetil André Aamodt vindtunnelen i 100 km/t. Røyken over kroppen er fra brennende olje og viser hvordan vinden følger kroppen hans. I vindtunnelen testes klær, utstyr og sittestillinger som gir minst luftmotstand. En vindtunnel er en lang gang med en vifte i enden. FOTO: TERJE VISNES/SCANPIX Raskest! Høyest! En idrettsutøver vil gjerne være raskest, hoppe høyest eller løpe lengst. For å nå disse målene må han eller hun trene masse. Men veien til å bli best bestemmes ikke bare av trening. Ofte har naturen en finger med i spillet, og forskerne har løsningen. TEKST: THOMAS KEILMAN Du har sikkert merket luften som bremser deg når du står på ski eller prøver å sykle fort. Dette kalles luftmotstand. Oppgaven til idrettsforskerne er å gjøre denne luftmotstanden så liten som mulig. De forsker på bevegelser i gasser, og fagfeltet deres kalles aerodynamikk. Vindtunnel Man gjør luftmotstanden liten ved å innta en såkalt aerodynamisk posisjon. Forskere bruker en vindtunnel for å se hvilken posisjon, drakt eller konstruksjon som gir minst luftmotstand. Dette er en lang gang med en vifte i enden. Med viften kan forskerne skape akkurat så sterk vind som de ønsker. Så blåser de røyk inn i tunnelen, og ser hvordan luftstrømmene beveger seg over kroppen til en utøver. En vindtunnel finnes blant annet på NTNU i Trondheim. Forskerne samarbeider med utøvere for å finne fram til den posisjonen som gir minst luftmotstand, forteller Lars Sætran, professor ved NTNU. Han forsker på aerodynamikk i idrett. Når forskerne får resultater, samarbeider de med selskapene som lager utstyret, om å lage det aller beste utstyret, sier Lars. Posisjonen viktigst En aerodynamisk posisjon er veldig viktig i idretter der hastigheten er høy. Alpinister prøver hele tiden å forbedre sin sittestilling. De tjener mye på å ha armene så tett inntil kroppen som mulig. Kjetil André Aamodt tapte OL-gullet i 1994 med fire hundredels sekund. Kanskje han hadde vunnet hvis posisjonen var mer aerodynamisk? Sykling er en idrett hvor aerodynamikk og luftmotstand er helt 16 raskest! høyest! lengst! nysgjerrigper , 13. årgang

17 SPORT OG VITENSKAP TEMA Hvorfor er ikke golfballen glatt? Du har sikkert lagt merke til at overflaten på en golfball ikke er helt glatt. Faktisk er det ikke køllas slag på ballen som er det viktigste. Luften som bærer ballen, er mye viktigere for hvor langt den flyr. Det er omtrent 400 bitte små «kratre» på ballens overflate. Disse gjør at luften flyter tettere rundt ballen. Luften driver ballen fremover, og den flyr dobbelt så langt som en glatt ball ville ha gjort! foto: abelstock Lengst! Bilen som flyr Visste du at vingene på en formel-1- bil er lagd for å holde bilen på bakken? Farten er så høy at bilen kan bli ustabil. Luften som strømmer rundt vingene, gjør at bilen «limes» mot bakken. Kraften som presser bilen mot bakken, er så stor at bilen kunne ha kjørt opp-ned i en tunnel! avgjørende, sier Steffen Kjærgaard, som er tidligere syklist. Nå trener Steffen norske syklister. Syklene er aerodynamiske, men posisjonen til rytteren oppå sykkelen er mye viktigere, fortsetter han. Både alpinistene og syklistene bruker vindtunnelen på NTNU. Små ting avgjør Mye kan gjøres for å bli mer aerodynamisk. Norske skiløpere bruker nå en helt ny dress. Den er ru på legger, knær, lår og armer, og glatt på hofter, mage, bryst og rygg. Tester på dukker og i vindtunnel viser at en slik dress gjør luftmotstanden mindre. Med en slik dress kan løpere dermed spare litt tid i konkurranser. En syklist som vil tjene noen sekunder, kan fjerne vannflasker og flaskeholder fra sykkelen, dekke til skolisser på skoene og barbere leggene! Ting du kanskje trodde ikke var viktige, kan altså være avgjørende. Faktisk kan det være forskjellen mellom seier og nederlag! Aller best Noen ganger kan bare ett sekund være forskjellen på gullmedalje eller fjerdeplass. For en idrettsutøver som vil være den beste, er det viktig å ha det aller beste utstyret. Når forskjellene er så små i internasjonal idrett, må man også være best på dette området, sier Atle Kvålsvoll, som er sportssjef i Olympiatoppen. Det er her idrettsutøverne får hjelp av forskerne til å bli best! foto: epa/scanpix nysgjerrigper , 13. årgang raskest! høyest! lengst! 17

18 TEMA SPORT OG VITENSKAP Splæsj og du er ute av spillet! Den som er med i spillet paintball, må tåle fargerike merker både på kroppen og klærne. Forklaringen får vi fra fysikk. TEKST: KATE ALICE FURØY Paintball er et spill der det er om å gjøre å treffe motstanderen nesten som i kanonball. Men i paintball brukes små kuler på størrelse med klinkekuler. Kulene har skall av gelatin og er fylt med maling. Når de treffer, sprekker de, og malingen inni spruter utover til en fargekladd. Den som får en malingsflekk på seg, er ute av spillet! Fysikk Av og til sprekker ikke kulen. Det er bra på én måte, for da er man fremdeles med i spillet. Men det gjør mye vondere å bli truffet av en kule som ikke sprekker! Forklaringen får vi fra fysikk. En paintball som fyker gjennom luften, har energi. Jo fortere, desto mer energi har den. Hvis den for eksempel treffer låret til en av motstanderne dine, vil energien fra farten omdannes. Det er denne energien som ødelegger skallet og spruter malingen utover. Blåmerker Dersom skallet er hardere enn vanlig, er det ikke nok energi til at kulen sprekker. Tenk på det som i sakte film: Paintball-kulen treffer låret og trykker inn huden og musklene. Jo mer den trykker inn, desto mer fart mister den, fordi energien brukes til å skade stedet den treffer. Når kulen til slutt faller ned på bakken, har låret ditt fått et saftig blåmerke. I paintball skyter man med små kuler som er fylt av maling. Hvis kulen treffer og sprekker, er du ute av spillet. FOTO: CORBIS/SCANPIX FOTO: Erik Chateau Paintball (uttales peintbål) spilles med fem stykker på hvert lag. Banen er litt større enn en håndballbane, og har inntil 25 oppblåsbare dekninger. Gutter og jenter spiller både på samme lag og mot hverandre. For å treffe hverandre med malingskulene bruker de paintball-børser med trykkluft. Sikkerhetsutstyr er masker for å beskytte øyne og ører, og rundt banen er det 3 meter høy netting, slik at publikum ikke blir truffet. Spillet går ut på å hente flagget som henger på siden til motstanderen, og derfor må man treffe alle på det andre laget, slik at de blir ute av spillet. Malingen inni kulene består av vannmaling og matolje, og er lett å vaske bort. Gelatin er stoffet som gjør at gelé blir stiv. I skallet til malingskulene er det så mye gelatin at kulene får et tynt og stivt plastskall. 18 splæsj og du er ute av spillet! nysgjerrigper , 13. årgang

19 Møt slangen Anna Konda: Hun er norsk, tre meter lang, hun kan løfte 700 kilo og bukte og vri seg med voldsomme krefter. TEKST: HANNE S. FINSTAD Anna Konda er heldigvis ingen vanlig slange, men en robot med ti ledd av metall. Ideen til å bygge en slik robotslange oppstod da Anders Beitnes, en forsker fra SINTEF i Trondheim, satt i et møte med byens brannmenn. Fjernstyrt robotslange Hvordan kan vi få bedre og sikrere utstyr for å slokke branner og redde mennesker i fremtiden? undret brannmennene. Det var da Anders fikk en idé. Var det mulig å lage en fjernstyrt robotbrannslange som kunne sno seg alene inn i brennende hus og spyle vann på flammene? Tilbake i laboratoriet fikk han tak i forskere som kunne mye om roboter. De satte seg ned for å tenke sammen, og snart tok Anna Konda form i hodene deres: De ville bygge en robotslange som etterliknet bevegelsene til ekte slanger. Uten hjul eller bein vil den kunne trenge inn i trange åpninger. Den skal klare å klatre over hindringer som kommer i dens vei. Og vann med høyt trykk inni slangen skal bevege leddene og erstatte musklene som finnes i levende slanger. Dessuten skal vannet brukes til å kjøle slangen ned når den blir for varm. Med denne planen gikk de i gang med å bygge slangeroboten. Det var ikke lett. Først tre år senere er den første testroboten ferdig. Redder liv Underveis i arbeidet har forskerne fått mange nye ideer om hva slangeroboter kan brukes til i fremtiden. Med et kamera og en mikrofon i hodet vil redningsfolk kunne få kontakt med overlevende inni sammenraste hus, gruver og liknende. Siden slangen har med seg rent vann, kan den redde livet til mennesker som man ikke klarer å hente ut med en gang. Ikke så smart Verken Anna Konda eller andre roboter er egentlig smarte, mener forsker Pål Liljebäck, som til daglig eksperimenterer med roboten. De kan kun gjøre det Forsker Pål Liljebäck lærer roboten Anna Konda nye kunster og forsøker å få den til å tenke litt selv. Foto: NTNU Info/ Rune Petter Ness vi har lært dem å gjøre, og fordi roboter er så nøyaktige, er det en del jobber de kan gjøre bedre enn oss mennesker. Men vi forsøker å programmere Anna Konda slik at hun blir i stand til å tenke litt selv. Inni et brennende hus vil hun kunne støte på hindringer vi ikke kan se fra utsiden. Da er det viktig at roboten selv klarer å finne ut hvordan den skal komme videre. I fremtiden ser forskerne for seg at slangeroboten kan ta seg inn i brennende hus: FOTO: SINTEF nysgjerrigper , 13. årgang slange med superkrefter 19

20 Humanoider er roboter som etterlikner mennesker. SIG-II kan høre forskjell på stemmene til tre personer som snakker sammen, og ha øyekontakt med den som har ordet. FOTO: AFP/SCANPIX Asimo heter den mest berømte menneskeliknende roboten. Den kan bevege seg hurtig og løpe 6 km på én time. FOTO: HONDA Humanoider menneskeliknende roboter Kunne du tenke deg å være omgitt av roboter som hjalp deg på ulike måter? TEKST: HANNE S. FINSTAD I så fall hadde det kanskje vært en fordel at de så hyggelige ut, at de liknet litt på mennesker. Det er en viktig grunn til at mange robotforskere forsøker å lage roboter som etterlikner oss, såkalte humanoider. SIG En av dem er SIG, en robot som foreløpig er uten armer eller bein, men som kan stå i stua og snakke med gjestene dine. Snart vil den også bli utstyrt med lemmer, slik at den kan vandre rundt og snakke. Actroid Roboten Actroid har kunstig hud og et ansikt som kan vise ulike ansiktsuttrykk. Hun kan smile, se deg inn i øynene og snakke ord både på kinesisk, japansk, koreansk og engelsk. Nylig bestod hun jobben som resepsjonist under en robotkonferanse i Japan. Roboten Actroid har kunstig hud, hun kan smile og snakke fire språk. FOTO: AP/SCANPIX Asimo Den mest berømte menneskeliknende roboten heter Asimo. I flere år har den reist rundt omkring i verden og vist sine kunster. Asimo var den første roboten som kunne gå på en naturlig menneskeaktig måte både på flatt underlag og i trapper. Nylig har den også lært seg å vise gjester til et rom, servere kaffe og bære inntil 10 kilo. Siden i april i fjor har Asimo hatt som jobb å ta imot gjester hos bilfabrikken Honda. 20 slanger med superkrefter nysgjerrigper , 13. årgang