Paula Pennanen
5:e plats, nationella kategorin
Paula Pennanen, Valkeakosken lukio/Päivölän Kansanopisto
Hemort: Valkeakoski
Fastställande av breddgraden med hjälp av en pendel
(500 euro)
Hela arbete
Roligt tankeexperiment ledde till ett vetenskapligt experiment med pendel
Det torde vara självklart för varje fysikintresserad gymnasielev att gravitationskonstanten och Corioliskraften beror på breddgraden. Och att fenomenet, som fått sitt namn efter den franske fysikern Gaspard Gustave Coriolis, får rörelsebanan för en kropp som rör sig lineärt i ett roterande koordinatsystem att verka böjd.
För Paula Pennanen som studerar på Päivöläs matematiklinje vid Valkeakosken lukio var denna kunskap inte tillräcklig. Då eleverna under kursen i vetenskapsfostran funderade på idéer för sina egna studier blev hon intresserad av de djupare orsakerna bakom vindriktningar och havsströmmar.
– Vid den tiden då jag skulle bestämma mitt ämne höll vi på och behandlade vindar och havsströmmar på geografitimmarna. Samtidigt framkom det att vindriktningarna beror på Coriolis-fenomenet som påverkar jordklotet, berättar Paula Pennanen.
Breddgradsmätning i forskarrummet
På skoj slängde hon fram ett förslag till sin lärare Esa Lappi: hur skulle det vara om jag mätte breddgraden med hjälp av en pendel utgående från Jean Bernard Leon Foucaults berömda experiment från år 1851, som bevisade jordens rotation?
– Esa Lappi blev mycket entusiastisk över förslaget och snart blev jag det själv också, berättar Paula.
Foucault hängde upp sin pendel i taket på Pantheon i Paris. Paulas experimentmiljö blev det högsta rummet i skolan, där pendeln kunde hängas på en höjd av 3 meter och 15 cm. Hon undersökte två sätt att fastställa breddgraden med hjälp av pendeln. I det ena fallet handlar det om att ställa pendelns periodlängd i relation till gravitationskonstanten och i det andra fallet om att ställa pendelns rotationshastighet i relation till Corioliskraften. Resultatet av experimentet, som Paula kom fram till efter vissa räkneoperationer, var att breddgraden är cirka 51,7 grader.
Kreativt ämne
Ämnet för Paulas arbete var kreativt. Hon skydde inte heller ansträngningar för att få svaret på den forskningsfråga hon formulerat. Mätarrangemangen är resultatet av en lyckad improvisation och experimenten är grundligt beskrivna. Skribenten har omsorgsfullt satsat på att få fram resultaten och felfaktorerna.
– Av arbetsbeskrivningen framgår hur forskningen består av en procent inspiration och 99 procent perspiration. Förtjänstfullt är också att hon har redogjort för de försök som misslyckats och i synnerhet för hur problemen löstes, konstaterar man i utvärderingen.