Genialiskt, helt enkelt!

Ägget är ett naturligt exempel på fulländad formgivning. Den asymmetriska formen (lite smalare i ena änden och lite tjockare i den andra) gör t.ex. att ägget inte så lätt rullar ur boet. Särskilt viktigt är detta för fåglar som bygger bo i branta klippstup. Därför är deras ägg också mer asymmetriska än andras.

Men hur starkt är det?

Ur hållfasthetssynpunkt är äggformen en smått genialisk konstruktion. Det tunna skalet ger en förvånansvärd styrka i förhållande till den låga vikten. Men det förutsätter att kraften är jämnt fördelad runt ägget. Äggskalet är känsligt för stötar på en liten yta; då spricker det lätt. Detta utnyttjar fågelungarna då de skall hacka sig ut och vi människor då vi skall äta våra frukostägg. Ett litet tips är att fördela trycket något så när lika, runt hela ägget, så håller det för stora påfrestningar.
När ett ägg kolliderar med marken deformeras det, förmodligen till den grad att det spricker. Genom att bygga deformationszoner runt ägget, som deformeras i stället, kan detta förhindras.

Deformation

Deformation är inom teknologin en förändring av en kropps storlek eller form när den utsätts för en kraft eller en förändring i temperatur. I denna undersökning deformeras ägget (eventuellt) när det utsätts för en tryckande kraft, närmare bestämt i en kollision med golvet. Deformationen hos ägget består i att molekylerna som utgör äggskalet bryts loss från varandra. En kollision karaktäriseras inom teknologin av att en kraft appliceras under en väldigt kort tid. En sådan snabb kraft har oftast en större effekt än en kraft som verkar under en längre tid. Man kan se det som att material generellt är fragilare på korta tidsskalor än långa.

Deformationszoner

För att förhindra att en kropp deformeras kan man bygga deformationszoner runt den, vilket bland annat görs i bilar. En deformationszon fungerar genom att den ”offrar sig”, alltså deformeras i stället för den kropp man vill skydda. Ur en termodynamisk synvinkel har en kropp som rör sig rörelseenergi. Ju mer massiv kroppen är och ju snabbare den rör sig, ju mer rörelseenergi har den. När kroppen kolliderar med något måste denna rörelseenergi ta vägen någonstans.

Energiomvandling

Om kollisionen är elastisk förblir rörelseenergin dock rörelseenergi. Detta kan till exempel ske när en atom kolliderar med en annan, men det är ovanligare på makroskopisk skala. Där är kollisionen i stället oelastisk, vilket innebär att en del eller all rörelseenergi omvandlas till någon annan energiform. När ägget kolliderar med marken omvandlas mycket av dess rörelseenergi till rörelseenergi hos de partiklar som utgör ägget (detta räknas som en annan energiform). Denna rörelseenergi känner vi till som värme. Det är denna värme, alltså rörelsen hos partiklarna, som gör att materialet bryts sönder. Detta eftersom den övervinner den elektriska attraktionen som annars finns mellan partiklarna som håller ihop materialet. (Fakta från Experimentskafferiet och professor Thomas Abrahamsson på Chalmers)