Undersökningar av resonansfenomen i gelé

 

1.0 Inledning

Ett större stycke matgelé med en vikt på cirka 15 kilogram, bestående av 93% vatten, med viss inblandning av fiskar och citronsyra, samt med toppgarnering av grädde, undersöktes. Geléstycket hade utseendet av ett akvarium och kallas nedan för geléakvarium. Redan vid de initiala förundersökningarna föll delar av garneringen av. Denna kan alltså inte anses nämnvärt ha påverkat undersökningsresultaten i det följande.

 

2.0 Grundresonanser

Geleresonanser AGeléns grundresonansfrekvenser söktes. Resonansfrekvensen i längs-, tvärs- och axiell led exciterades med ett finger. Ett 50-tal svängningar registrerades och resonansfrekvenserna beräknades.

Följande resonansfrekvenser beräknades:
Resonansfrekvens längs långa ledden: 1,93 Hz
Resonansfrekvens längs korta ledden: 1,80 Hz
Resonansfrekvens axiellt: 2,23 Hz

Andra resonansmoder uppmättes, här nedan kallade hörnresonanser. Då gelén exciterades i något hörn uppstod en samtidig längsgående och tvärgående stående våg, vilket gav en resultantsvängning från hörn till hörn med en frekvens som inte oväntat låg nära tvär- och längsresonansfrekvenserna.

 

2.1 Andra ordningens resonanser

Geleresonanser BGeléakvariet exciterades nu med dubbla grundfrekvensen i längsriktningen, varvid en stående våg uppstod som fick gelékroppen att uppvisa longitudinella densitetsvågor med bukar respektive noder mitt på långsidorna. Amplituderna blev stundtals så stora att den resterande garneringen flög av.

 

2.2 Interna reflexer av stötvågor

Geleresonanser CFör att observera hur stötvågor färdades genom gelén utsattes denna för en kort stöt, en transient med en amplitud på cirka 10 mm, med delfrekvenser långt ovanför resonansfrekvensen. En stötvåg färdades sålunda fram i materialet tills den mötte en gräns (gränsen gelé-luft) där brytningsindex var så stort att reflektion skedde.

Den framrusande stötvågen var av densitetstyp och fick materialet i gränsområdet där reflektionen skedde, att bukta ut. Detta medförde materialförtunning i områdena intill, varför ytan 90 grader ifrån buktade inåt. Detta gav som resultat en stötvåg i 90 graders vinkel mot den förra, vilken propagerade fram emot nästa yta.

Vid nästa yta upprepades proceduren och en ny stötvåg bildades, 90 grader från den förra. Då stötvågen färdats ungefär 8 reflektioner hade den släckts ut och dess energi omvandlats till andra stötvågor, med slumpmässiga riktningar (ett allmänt daller), då materialet vid det här laget hade erhållit en större mängd interna bristningar som fungerade som mer eller mindre effektiva stötvågsreflektorer.

 

2.3 Förstörande provning

Slutligen undersöktes gelén med avseende på brottgränser och maximala amplituder. Provet ägde rum i skyddad miljö (diskbänk).

Då geléakvariet utsattes för en längsgående resonant vibration med en amplitud på ca 200 mm topp-topp under ca 15 sekunder, kollapsade strukturen i ett antal mindre fragment. Brottytorna uppvisade strukturer i stil med dem som uppstår vid brott i glas: plana, parallella ytor, bristningar i solfjäderform etc, vilket tyder på att materialet har amorf struktur.

 

3. Avfallshantering

Destruktion av resterna efter experimenten planeras ske delvis genom att mätobjektet äts upp, dels genom att tiden får ha sin gång...

 

Bilaga: Specifikationer

Benämning

Värde

Provkropp

Geléblock med inblandade geléfiskar av styvare typ

Dimensioner

300 x 200 x 250 mm (BxHxD)

Vikt

15 kg +/- 0,1 kg

Färg, gelé

Gyllenbrun till svagt rostfärgad

Färg, fiskar

Röda, gula och gröna

Sammansättning

Atamon matgelé, eller ekvivalent, blandad enligt tillverkarens anvisningar


Till startsidan