Hej Bjarke,
Den effekt tyngdefeltet har på en boomerang kastet i Fælledparken (hvor vi fra Dansk Boomerangklub ofte mødes lørdage, se mere på www.boomerangklub.dk) er, at opdriften, som skabes af vingerne på boomerangen ikke bare skal få boomerangen til at precessere, men også samtidigt skal kompensere for tyngdekraften, så boomerangen ikke rammer jorden, før den er kommet helt tilbage til kasteren.
I rummet (inde i rumstationen, hvor der er luft) er der ingen tyngdekraft, der skal kompenseres for, og al opdriften i boomerangens vinger går således til precession.
Precession er det, et gyroskop gør, når det snurrer rundt og bliver påvirket af en ydre kraft. Det er ligesom at køre på cykel uden hænder. Her opfører forhjulet sig ligesom boomerangen: Hvis man læner sig til venstre, vil forhjulet også dreje til venstre, fordi det, som det gyroskopet er, bliver påvirket af en kraft i toppen af hjulet. På et gyroskop vil dette bevirke, at effekten af kraften vil komme 90 grader senere på rotationsretningen. Forhjulet, der presses til venstre i toppen, vil altså få en effekt 90 grader senere - det vil sige ude foran, der presser hjulet/styret til at dreje mod venstre.
Boomerangen har vinger, der giver opdrift ligesom på flyvemaskiner. Men modsat en flyvemaskine og en frisbee, så kastes boomerangen næsten lodret. Det svarer til cykelhjulets orientation. Boomerangen roterer samtidigt med at den flyver gennem luften, når den kastes. Det bevirker, at den faktisk triller gennem luften således, at der er forskel på den opdrift, der skabes i toppen og i bunden af dette gyroskop. Vingerne, der passerer gennem luften i toppen af boomerangen, møder meget mere luft hen over vingerne, end dem der er i bunden, der nærmest står stille i luften. Herved skabes der en differentieret opdrift, der igen skaber en kraft vinkelret på boomerangens plan. Denne kraft er stort set samme sted og samme retning som kraften på forhjulet, når man læner sig til venstre på sin cykel. Derfor drejer boomerangen til venstre, og hvis den er kastet rigtigt i forhold til vind, horisont, lodret, hastighed og rotation, så vil den flyve i en cirkellignende bane tilbage til kasteren.
For at modvirke tyngdekraften, kastes boomerangen ikke helt lodret, men lagt lidt ned. Alt efter boomerang og vind er den vinkel typisk et sted mellem 10 og 30 grader fra lodret væk fra kasterens hoved. Det er nok til at en del af opdriften, der skabes af vingernes passage gennem luften, modvirker tyngdekraften.
De fleste boomeranger er konstrueret således, at den gennemsnitlige opdrift ikke er lige over rotationspunktet, men derimod lidt foran rotationspunktet (kl. 12 punktet), således, at den resulterende effekt 90 grader senere på rotationsretningen ligeledes optræder lige under kl. 9 set fra indersiden af boomerangs cirkelbane. Det bevirker, at boomerangen, udover at precessere om den lodrette akse og dermed beskrive en bue tilbage til kasteren, også precessere lidt omkring den vandrette akse, så boomerangen på sin vej rundt langsomt lægger sig ned, så den stort set er vandret, når den vender tilbage til kasteren. På det tidspunkt, har den også tabt en del fart, så den ofte kan stå næsten stille som en helikopter, og derfor være nem at gribe.
I rumstationen, er der ingen tyngdekraft, så her skal boomerang ikke lægges lidt ned i forhold til lodret (der er ingen lodret), og heller ikke precessere om den vandrette akse for at opføre sig som en helikopter, når den vender tilbage til kasteren. Derfor er boomerangen, der blev brugt i forsøget i rumstationen, designet, så det gennemsnitlige opdriftspunkt ligger meget tæt på kl. 12. Hvis dette ikke var tilfældet, og man i stedet havde brugt en normal boomerang beregnet til at blive kastet her på jorden, ville den i rumstationens atmosfære efter min overbevisning (jeg har desværre ikke haft mulighed for at efterprøve det) flyve i en skruet bane, der passer om en kugle.
Mvh Jens Krabbe
Formand for Dansk Boomerangklub
Funktionelle polymerer vil ændre medicin og industri
Er mørkt stof en negativ tyngdekraft?
