Štvorstenný šarkan

Tohto šarkana vytvoril Alexander Graham Bell. Vznikol z jeho experimentov s tzv. boxovými drakmi a z pokusov postaviť šarkana, ktorý by bol škálovateľný a dostatočne veľký na to, aby uniesol človeka aj motor.

Alexander Graham Bell dokázal, že je možné zostrojiť veľký lietajúci stroj bez navýšenia hmotnosti. Dovtedy fyzici verili, že dvojnásobným zväčšením plochy šarkana sa jeho hmotnosť zvýši štvornásobne. Bell zostrojil nie jedno veľké krídlo, ale množstvo malých krídel vo forme štvorstenov.

Pomôcky

Bambusové slamky (100 ks), špagát (nesyntetický, aby sa uzly nerozväzovali), nožnice, sekundové lepidlo alebo lepiaca páska, tenké igelitové vrecko, vodiaca šnúra (ideálne zo starého šarkana), drevené špajdle dlhšie ako slamky

Postup

My sme pre vás pripravili šarkana zo 16 štvorstenov. Na každý štvorsten potrebujeme šesť slamiek, teda celkovo 96 slamiek. Minimálny skladaný šarkan je zo štyroch štvorstenov, preto si potrebujeme pripraviť aspoň 24 slamiek.
Na prevliekanie špagátu cez slamky skvele poslúži drevená špajdľa, na koniec ktorej pripneme sponku z kancelárskej zošívačky. Odmeriame si špagát aspoň o 10 cm dlhší, ako je dĺžka piatich slamiek. Na špagát navlečieme tri slamky a konce špagátu zviažeme, čím vytvoríme trojuholník. Na voľný kus špagátu navlečieme dve slamky a koniec špagátu priviažeme do rohu už hotového trojuholníka. Prečnievajúce konce špagátu neodstrihujeme, neskôr ich využijeme. Vznikne nám kosoštvorec zložený z dvoch rovnostranných trojuholníkov. Kosoštvorec položíme na igelit a pomocou sekundového lepidla alebo lepiacej pásky prilepíme k slamkám. Prečnievajúci igelit odstrihneme. Pomocou poslednej slamky a nitky zviažeme protiľahlé konce kosoštvorca tak, aby vznikol štvorsten. Postup opakujeme 16-krát, aby sme vytvorili šestnásť rovnakých (rovnako veľkých) štvorstenov.

Realizácia

Pomocou prečnievajúcich koncov špagátu zviažeme štvorsteny do požadovaného tvaru. Pozor na rovnakú orientáciu nalepeného igelitu. Nakoniec môžeme spevniť celú konštrukciu tak, že prevlečieme nitku cez krajné slamky – hrany výsledného veľkého štvorstena. Na spevnenie celej konštrukcie nám môžu poslúžiť aj drevené špajdle, ktorými môžeme vystužiť vnútro slamiek. Toto vystuženie spravíme hlavne na hrane, kde bude upevnená vodiaca šnúra. Na hranu, ktorá je tvorená slamkami z oboch strán pokrytých igelitom (uhlopriečka v igelitovom kosoštvorci), pripevníme vodiacu šnúru šarkana. Vodiaca šnúra by mala byť prevlečená v hornej polovici tejto hrany. Ak máme šarkana zloženého zo štyroch štvorstenov, vodiaca šnúra je prevlečená cez jednu slamku. V našom prípade pri šestnástich štvorstenoch je prevlečená cez horné dve slamky.

Pozorovanie

Vyčkáme na priaznivý vietor, vyhľadáme vhodný priestor a môžeme púšťať šarkana. Šarkan tvorený bambusovými slamkami je ľahký a na jeho pekný let nepotrebujeme silný vietor. V prípade, že s ním budeme lietať v silnom jesennom vetre, budú potrebné výstuhy vnútorných dutín slamiek.

Teória fraktálov

Štyri štvorsteny nám vytvoria nový štvorsten s dvojnásobnou dĺžkou hrany. Štyri štvorsteny s dvojnásobnou dĺžkou hrany nám vytvoria štvorsten so štvornásobnou dĺžkou hrany. Štyri štvorsteny so štvornásobnou dĺžkou hrany nám vytvoria štvorsten s osemnásobnou dĺžkou hrany… Takže na najmenšieho štvorstenného šarkana potrebujeme štyri štvorsteny, na väčšieho 16, na ešte väčšieho 64, potom 256, 1 024, 4 096 atď.

Poznámky

Na internete možno vyhľadať aj iné spôsoby napojenia šarkana na vodiacu šnúru, prípadne iné tvary šarkanov. Vyhľadávajte však v angličtine, v ktorej sa náš šarkan označuje ako tetrahedral kite.
Videonávod na postavenie nášho šarkana nájdete na webstránke video.matfyzjein.sk/experimenty.

PaedDr. Soňa Gažáková, PhD.
Foto a video Stanislav Griguš
Fakulta matematiky, fyziky a informatiky
Univerzita Komenského v Bratislave
Svoje realizácie experimentov môžete posielať na adresu: sona.gazakova@fmph.uniba.sk.

Tento článok si môžete prečítať v časopise Quark 9/2021. Ak ešte nie ste našou predplatiteľkou/naším predplatiteľom a chcete mať prístup k exkluzívnemu obsahu, objednajte si predplatné podľa vášho výberu tu.
Komentáre