Klarer du å løse denne gåten?

Nettsiden til Scientific American trekker fram et eksperiment videobloggen Veritasium har publisert på YouTube.

Eksperimentet innebærer et gevær, to kuler og to treklosser. Spørsmålet er hvilken av de to klossene som kommer høyest opp når de blir skutt på nedenfra, den klossen som blir truffet i midten eller den som blir truffet på siden slik at den vil rotere mens den flyr oppover.

Du kan se eksperimentet nedenfor, og hva både legfolk og fysikkinteresserte tror kommer til å skje:

Hvilken kloss tror du kommer høyest? Svar på spørsmålet før du får svaret i videoen nedenfor:

Spørsmålet som bokstavelig talt blir hengende i luften er jo hvorfor dette skjer? Veritasium vil at du skal abonnere på kanalen for å få svaret i neste episode. Det orker vi ikke å vente på, og tar kontakt med fysikkprofessor Olav Fredrik Syljuåsen ved Universitetet i Oslo.

Han løser gåten med følgende forklaring:

- I en slik uelastisk kollisjon der kula sitter fast i klossen etterpå vil ikke den totale mekaniske energien være den samme før og etter kollisjonen. Så man kan ikke uten videre anta at den totale mekaniske energien like etter kollisjonen, som skal gå med til både bevegelse av klossen oppover og rotasjon, er lik i de to situasjonene, selv om kulas mekaniske energi er den samme før kollisjonene.

- Eh, nei, det er jo klart ...

- Bevegelsesmengden (massen ganger farten) er derimot den samme før og etter kollisjonen. Ettersom bevegelsesmengden før kollisjonen er den samme i begge situasjonene da den kun er avhengig av kulas masse og hastighet, må den også være den samme etter kollisjonene for de to situasjonene. Det er kun massesenterets (tyngdepunktet til klossen med kula i) vertikal hastighet rett etter kollisjonen som bestemmer hvor høyt klossen flyr, og denne er den samme i begge situasjonene siden bevegelsesmengden og den totale massen til kloss og kule også er den samme i de to situasjonene. Derfor flyr de like høyt. Jeg ser bort fra mulige forskjeller i luftmotstand her, forklarer Syljuåsen.

- Ja. Nettopp ...

I videoen stilles spørsmålet om det skapes ekstra energi i klossen som roterer, noe som skal være umulig. Energi kan verken oppstå eller forsvinne, den går bare over i andre former.

- Når det gjelder energien så må mindre energi ha gått med til å deformere og varme opp den roterende klossen i kollisjonen med kula slik at differansen (fra den energien som brukes til å deformere og varme opp den ikke-roterende klossen) kan brukes til rotasjon, forteller professoren.

Så der har du det. Gåten løst. Her er flere spennende mysterier: