Tre miniproblem: Klarar hjärtat mer än flygplanet?

2021-05-09 07:00  
Illustration: Ola Skogäng

När man angör något, vad är det som sker då? Och hur bra idé är det att köra in i en rondell? Teknikområdet är ett hett fält för språkpoliser. Fysikprofessor Göran Grimvall radar upp exemplen.

1. Teknikspråk

Vardagsspråket skiljer sig ibland från teknikens formellt korrekta språk. Det kan gälla allt från det helt felaktiga sekundmeter, som håller på att försvinna, till uttrycken angöra och anlöpa där angöra allt oftare används när det korrekta är anlöpa. Svenska akademiens ordbok (Saob) skriver om ordet angöra att ”från öppna sjön närma sig (ngt land, i sht för att få det i sikte o. därigenom bestämma fartygets plats) eller inlöpa i (ett trängre farvatten l. en hamn o. d.).”. 

Vinga fyr är en angöringsfyr för fartyg som närmar sig Göteborg och inte en förtöjningsplats. Rikstermbanken skriver ”gå in så pass nära mot land att man kan bestämma sin position.” Men Svenska akademiens ordlista (SAOL) skriver i ordningsföljden ”lägga till vid brygga, gå in i hamn; ta känning med land; fästa lina: an­göra el. göra an en brygga”. 

Vad gäller filmen Att angöra en brygga kan någon invända att ordet ”angöra” faktiskt är korrekt eftersom båten inte når fram till bryggan. I tekniksammanhang möter vi också ordet anlöpa i betydelsen värmebehandling av metally.

Orden yta och area ger ett annat exempel på vacklande språkbruk. Boverket använder ordet boarea för att ange en bostads storlek. En enkel regel är att ”en yta kan man ta på och en area kan mätas upp”.  

Här är några meningar där vissa ord är helt felaktiga och andra är vanliga i vardagsspråket men felaktiga för fackfolk. Kan läsarna hitta de rätta orden?

I det kraftiga regnet svämmade ån över sina breddar.

På brunnslocket fanns betäckningen SKTF för Svenska Kommunal-Tekniska Föreningen.

Grävskopan hade gummihjul.

Cementgolvet lutar så att vatten kan rinna bort.

I en rondell skall man ge företräde till dem som redan befinner sig i rondellen.

Kapitlet tar upp elektrisk spänning, strömstyrka, resistans, effekt mm.

När jag bytte till vinterhjul gick en hjulbult av.

Vid långkörning kopplar jag in bilens hastighetshållare.

Flaggspelets alla flaggor var en festlig syn.

2. Hur stort tryck utövar ett frimärke?

Tryckenheten pascal (Pa) är 1 newton per kvadratmeter. Normala lufttrycket är 1000 hPa (hektopascal) = 100 000 Pa. Lägg ett frimärke på ett bord. Ungefär hur mycket ökar då trycket mot bordet där frimärket ligger?

3. Utmattning 

Det innebär inte något arbete att hänga i krokig arm. Arbete är ju en form av energi och lika med produkten av kraft och väg, och detta fall är ”vägen” noll. Det får man lära sig i skolans fysik. 

Man skulle också kunna tro att om något mycket tungt hänger i en krok under mycket lång tid, och lasten plötsligt faller ner, så är det ett exempel på utmattning. Men begreppen utmattning och utmattningsbrott syftar på en helt annan situation, nämligen varierande belastning. 

I järnvägarnas barndom var utmattningsbrott vanliga i hjulaxlar. Ett av de mest kända utmattningsbrotten gällde passagerarplanet de Havilland Comet 1, som år 1954 bröts sönder i luften över Medelhavet. Orsaken var utmattningsbrott i kombination med spänningskoncentration vid hörnen av fyrkantiga fönster. Planet hade tryckkabin och varje start och landning innebar varierande belastning. 

Den mikroskopiska orsaken till utmattningsbrott i metaller är att det nästan alltid finns defekter i materialet. Där kan en oerhört liten defekt bli allt större för varje lastväxling och till slut ge en katastrofalt stor spricka. I många tekniska specifikationer krävs att en detalj skall klara 10 eller 100 miljoner lastväxlingar. Det är antalet lastväxlingar, och inte frekvensen i sig, som är viktig. Däremot är belastningsamplituden naturligtvis viktig. 

En människas hjärtslag innebär en varierande belastning. Skulle hjärtat klara specifikationen att hålla för 100 miljoner slag?

I ett hem finnas åtskilligt som håller för 100 miljoner lastväxlingar och ändå fortsätter att fungera. Kan läsaren komma på tre helt olika exempel?

 

Alla svar finns längre ned på sidan.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Lösningar

1. Teknikspråk

Brädda stavas med ä och betyder att ”rinna över kanten”. I handfat hindras översvämning av bräddavloppets springa.

Brunnslocket kallas en betäckning, men att betäcka en ko är något helt annat. Beteckning stavas det i vår mening.

I barnboken Här kommer grävskopan av Arne Norlin och Jonas Burman, om Halvans leksaker, står det: ”Nu är Halvan grävmaskinist. När någon säger grävskopa brukar han rätta dem. Det heter grävmaskin. Grävskopan är bara själva skopan.” 

Cement är bara själva bindemedlet. Det heter betonggolv, betongrör och betongvägg. I Rikstermbanken står: ”Betong, material bestående av en blandning av bindemedel, ballast, eventuella tillsatsmedel och vatten.”  Saol har dock cementplatta, cementgolv, cementrör, cementvägg, förutom motsvarande ord med betong, men faktiskt inte betongrör.

Enligt Rikstermbanken är en rondell ”en trafikö i centrum av cirkulationsplats kring vilken trafiken cirkulerar”. Trafikverket ger motsvarande definition. Man får hoppas att ingen kör in i själva rondellen.

Strömstyrka heter nu enligt svensk standard (elektrisk) ström. ”Med mera” förkortas m.m. medan mm betyder millimeter.

Egentligen heter det hjulskruv. Rikstermbanken anger för bult: ”cylinderformad, ogängad eller delvis gängad fästanordning med huvud, avsedd för sammanfogning eller hopkoppling av objekt”. Enligt svensk standard är bultar ogängade. Men i praktiken kan det som benämns bult även ha gängor. Saol skriver: ”Bult, metallpinne med huvud och gängad nederdel för hopfogning m.m.”

I fysik har hastighet även en riktning (är en vektor) medan fart är hastighetens absolutvärde. SAOL har både fartgräns och hastighetsgräns men Trafikverket anger bara hastighetsgräns. I bilars instruktionsböcker brukar det stå farthållare. Strikt skulle man inte kunna svänga (ändra riktning) om det är en hastighetshållare. Saol anger farthållare endast som en sportterm. För ljus och ljud är det formellt riktiga att säga ljusfart och ljudfart. Det gör jag som ordförande i standardiseringskommittén SIS/SEK TK 002 Storheter och enheter men i populärvetenskap använder jag ljushastighet och ljudhastighet.

Flaggspel är enligt Rikstermbanken flaggstången akterut på vilken en nationalitetsflagga sitter. Saol har det som första alternativ men även ”stor flaggning med signalflaggor på fartyg”. Ett spel kan hissa upp något, jfr ankarspel.

Språkbruket kan variera, beroende på sammanhanget. Det formellt riktiga ordet kan ibland vara förbryllande för många men i rent tekniska sammanhang finns all anledning att välja korrekt term.

2. Hur stort tryck utövar ett frimärke?

På ett paket med vanligt kopiepapper kan det stå 80 g/m2. Ett sådant papper skulle ge trycket 0,80 N/m2 = 0,80 Pa. Med samma massa per area som kopiepapperet blir sökta trycket knappt 1 Pa.

3. Utmattning

Under ett helt liv slår människohjärtat typiskt en miljard slag. Pulsfrekvensen ett slag per sekund ger 3 600 slag i timmen, eller knappt 100 000 slag om dagen. Ett liv på 80 år innehåller knappt 30 000 dager. Totalt ger det mer än 2 miljarder slag. Det är intressant att jämföra med djur. Inom en faktor 2 kan man ofta räkna med en miljard hjärtslag under ett däggdjurs totala naturliga livslängd.

Temperaturen i glödtråden í en glödlampa pulserar 100 gånger per sekund. (Nätfrekvensen är 50 Hz men positiva och negativa spänningsvariationer ger samma temperaturändring.) En glödlampa är gjord att hålla i ungefär 1 000 timmar, vilket ger mer än 300 miljoner växlingar i den termiskt inducerade mekaniska belastningen.

När vi hör det brummande ljudet med frekvensen 100 Hz från en stor transformator kommer vibrationerna från varierande magnetiska krafter (magnetostriktion). I hemmet har man nog små transformatorer som fungerar oklanderligt i väldigt många år utan att drabbas av utmattningsfenomen.

Högtalaren i en radio har ett komplext frekvensspektrum men 500 Hz oavbrutet under flera år inte orimligt.  

Pendeln i ett pendelur eller ”tickandet” i en batteridriven väckarklocka svarar i stort mot 1 Hz, det vill säga ungefär samma som människans hjärta. Dessa konstruktioners livslängd kan vara jämförbar med en människas livslängd.

En köksfläkt kan typiskt göra 2 400 varv per minut. Men frågan om utmattningsbrott är i detta fall komplicerad. Varvtalet kan regleras och vara lägre vid konstant drift. Om systemet är väl balanserat blir lastväxlingarna mycket små. I normalfallet kan vi bortse från utmattningsbrott även efter åtskilliga års drift.

I ett hem finns exempel på vibrationer som kan drivas av termisk utvidgning, magnetiska effekter, elektriska motorer eller tyngdkraften. I alla dessa fall kan totala antalet lastväxlingar under produktens livslängd vara långt större än 100 miljoner gånger.

 

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt