Det var nærast eit ritual: «Far, du må koma!» Gutungen herja i badekaret, og no ville han at eg skulle vera med. Eg var ikkje vanskeleg å be. Eg treiv av meg kleda og fann ei tom Lano-flaske.

Sprutekrig er kjekt for born i alle aldrar. Han tar ikkje slutt før vatnet er iskaldt, og kona kjem med handkle.

Eg står i dusjen og kosar meg i det varme vatnet. Gjennom dei vassfylte auga ser eg bort på endå ei tom Lano-flaske. Eg tenkjer at det kanskje er på tide å finna ut korleis ho verkar. Kor mange sprut kan ho gje, kor mykje såpe er det i kvar sprut, kor langt kan ho spruta, og kor store krefter må eg bruka? Det er berre å rydda bordet og byrja med litt forsking på respatexen.

Eg set i gang med det enkle. Eg fyller 300 ml vatn på flaska. Etter 110 pump er ikkje strålen lenger jamn. Flaska fortel meg at ho er i ferd med å verta tom. Det er då 25 ml igjen på flaska. Altså er éin sprut 2,5 ml, og sidan det er snakk om vatn, er massen til spruten m=2,5 gram.

Dekonstruksjon: Til høgre ser me kuleventilen og kammeret kula ligg i. Rett ved sida av ligg spissen på stempelet med gummiringen som hindrar lekkasje, og spissen der væske vert ført ut når stempelet i pumpa vert trykt ned. Til venstre ser me fjøra, og det gule ovanfor er restane av den omvende ingeniørkunsten vår.

Så er det sprutlengde. Eg legg gråpapir på bordet og trykker hardt og jamt. Det vert litt variasjonar, men gjennomsnittet ligg på 32 cm. Er det mogleg å finna ut farten på spruten i det han kjem ut av flaska? Høgda på flaska er 14 centimeter og i vertikal retning har spruten ingen fart til å byrja med. Me kan bruka formlar frå læreboka mi, Har du draget?, til å finna tida til spruten landar på respatexen. Tida er om lag t=0,17 sekund. I horisontal retning kan me anta jamn fart og finna farten til spruten tilnærma v=1,9 m/s.

Når eg kjenner farten og massen til spruten, kan eg rekna ut rørsleenergien til han. Rørsleenergien er Er=0,0045 joule. Arbeidet eg gjer ved å trykka ned pumpa på dispenseren, vert nytta til å få væske ut av dispenseren og trykka saman fjøra. Når eg tek vekk tommelen, utvidar fjøra seg og fyller behaldaren med neste sprut.

Væska som vert henta frå botnen av dispenseren, vert tilført stillingsenergi når ho vert løfta. For oss fysikarar er verda enkel. Me har formlar for alt. For å rekna ut stillingsenergi nyttar me formlar unntatt frå ålmenta som gjev oss stillingsenergi Es=0,0025 joule.

No veit me kor mykje energi som vert omforma per trykk på dispenseren. Det er eg som arbeider, og eg brukar ei varierande kraft over ei strekning på 18 millimeter når eg trykkjer ned pumpa. Då kan me skriva opp dispenserens energibudsjett per pumpetrykk. W=Er+Es=0,007 joule (W er arbeid). Med 110 pumpetrykk treng eg ikkje tilføra meir energi på 0,763 joule=0,00018 kcal. Eg vert ikkje slank av slikt arbeid.

Fjørkonstanten finn me med ein kraftmålar. Forlenginga av fjøra er proporsjonal med krafta ein brukar.

No er det på tide å dissekera dispenseren. Eg skrur ut pumpa og startar med å klippa ho opp rett under behaldaren. Der finn eg ei plastkule, som er ventilen. Når eg trykkjer pumpa ned, går kula ned og hindrar at væska går attende i flaska og heller finn vegen ut av dispenseren gjennom eit lite hol i stempelet som vert ført ned.

Når eg tek bort fingeren, utvidar fjøra seg og syg kula opp mot ein kant, slik at væska frå dispenseren fyller behaldaren. Stempelet på pumpa har ein gummiring som hindrar væske i å flyta der ho ikkje skal. Etter litt meir dekonstruksjon og «@#%&» får eg fjøra ut. Eg pressar ho saman. Ho gjer motstand. Krafta eg må bruka, ifølgje Robert Hooke, er proporsjonal med samantrykkinga. Proporsjonaliteten er gjeven av den lineære fjørkonstanten. Dess større fjørkonstant, dess meir kraft må eg bruka.

Kor kraftig fjør har mine vener frå Lilleborg valt? Dei har nok gjort ei avveging mellom kraftig nok til å suga opp væska og svak nok til å ikkje krevja for mykje kraft hjå brukaren. I tillegg regulerer fjøra kor kraftig me trykkjer ned pumpa.

Det er på tide å måla fjørkonstanten og avsløra ein forretningsløyndom. Då det er vanskeleg å måla samantrykking, vel eg å måla forlenging. Fjørkonstanten er den same. Ved å måla krafta som må brukast, finn eg at fjørkonstanten ikkje er lineær. Orsak, Hooke, men ved å bruka Jenks lov får eg fjørkonstanten tilnærma lik 500 Newton/meter. Energien som vert tilført når eg trykkjer fjøra saman 18 millimeter, er W=0,081 joule.

Dette er jo mykje meir enn me treng, som var 0,007 joule. Kanskje det trengst meir energi når det er såpe i flaska? Heldigvis har eg ikkje råd til å prøva, då såpe er for dyr til å verta sløst med. I tillegg er seige væsker mykje vanskelegare å rekna med.

No er det på tide med ein kopp kaffi. Eg fyller opp traktaren. Korleis verkar han? Det får eg venta med å finna ut til garantien går ut.

Per Thorvaldsen

per.eilif.thorvaldsen@hvl.no