Optimering av en förvuxen GoKart

I vår mest programspecifika kurs Maskinkomponenter räknar vi just nu på en inlämningsuppgift om en formelbil (läs förvuxen GoKart). Närmare bestämt KTH Racings formelbil. Varje år bygger ett gäng KTH-studenter en racingbil som de tävlar med i något som kallas Formula Student. I detta ställer universitet från hela världen upp och det är på blodigaste allvar.

Uppgiften består i att, med detta som bakgrund och ett gäng givna parametrar, räkna på hur utväxlingen motor-hjul skall se ut för att få optimal acceleration och toppfart. Detta må förefalla simpelt för någon som greppat konceptet bil men för mig, som för övrigt inte ens har körkort, är detta allt annat än enkelt. Till att börja med måste jag bena ut hur en bil faktiskt ser ut, under karossen. Vad händer egentligen? Jo, vi har en motor som levererar ett moment och ett varvtal som måste föras vidare till bakhjulen som sedan ska driva bilen framåt. För att nämnda motor skall kunna arbeta på ett optimalt varvtal för varje given hastighet måste man kunna ha olika utväxlingar mellan motor och drivhjul. Det är detta vi kallar växellåda och vad vi räknar på.

När jag benat ut detta blir det hela lite lättare men det är fortfarande svårt att räkna på något utan att verkligen veta hur det ser ut. Nog för att så kallade schematiska bilder hjälper men bara till viss del.

Min poäng med detta är att inget är omöjligt. Jag kan inte ett jota om bilar men likförbannat efter mycket slit, livliga diskussioner kompisar emellan och en hel del hjälp från övningsassistener har jag bemästrat uppgiften. Allt går. Dessutom är det en kick utan dess like när man inser att man helt plötsligt förstår något man aldrig trodde att man skulle förstå. Det är ju det den här utbildningen handlar om! Att införskaffa verktygen man behöver, brottas med dem, bli arg, svära, ge upp, försöka igen och LYCKAS!

 

Matematik steg 3

 

Ibland när jag stannar upp mitt i en övning eller föreläsning och tittar ned på mina anteckningar blir jag alldeles full i skratt. Det ser ju inte riktigt klokt ut, bara en massa bokstäver, en hel del grekiska sådana dessutom! Hur kan detta faktiskt betyda något? Men samtidigt som jag garvar för mig själv blir jag oxå imponerad. Tänk vad jag lärt mig på de här 1,5 åren! Detta hade jag aldrig greppat innan jag började på KTH och nu läser jag det som om det vore en skönlitterär text! Det ligger verkligen mer sanning än man först kan tro i uttalandet att matematik är det enda sanna universella språket.

Och apropå att stanna upp så kan det vara bra att ta ett steg tillbaka ibland och tänka efter, framför allt när man kört fast och tycker att man inte förstått någonting, för jävlar vad man lär sig grejer!

 

Mamma, hur högt kan Zeppelinaren flyga?

Något av det häftigaste med att läsa till ingenjör är alla de verktyg du får längs vägen som fullständigt och oåterkalleligt förändrar hur du ser på världen. En bro är inte längre bara något du åker över med bilen, ett kylskåp inte ett mysterium och en zeppelinare inte bara något som flyger över huvudet på dig med hjälp av någon magisk kraft.

I förra veckan i Termodynamiken fick vi en inlämningsuppgift som gick ut på att fundera på och räkna kring hur en zeppelinare fungerar. Hur ser kraften ut som får den att “lyfta” och hur högt kan den flyga? Det är sånt här jag älskar med KTH, att titta på ett verkligt fenomen och sedan skaffa sig en helt ny förståelse för vad som verkligen händer.

Hur som, första delen av uppgiften bestod i att bestämma hur lyftkraften varierar med höjden. Det man kallar lyftkraft i det här fallet bygger på Archimedes princip, nämligen att “ett föremål nedsänkt i vätska påverkas av en uppåtriktad kraft, som är lika stor som tyngden av den undanträngda vätskan”. Detta kan appliceras även på zeppelinare i mediet luft med vissa förändringar. Såhär ser formeln för lyftkraften ut:

För att kunna lösa uppgiften var vi tvungna att härleda fram ett uttryck för hur trycket förändras med höjden (se nedan) och sedan använda det framräknade trycket för att ta fram luftens densitet för varje given höjd. Mycket matte för att vara Termo och apropå det, ni som kämpar med Envariabeln eller Flervariabeln just nu: ge inte upp! Ni kommer att behöva allt det ni lär er nu i kurserna som kommer sen!

Slutuppgiften bestod sedan i att räkna ut zeppelinarens maxhöjd, d.v.s när formeln för lyftkraften är lika med noll eller när zeppelinarens tyngd är lika med den faktiska lyftkraften. Svaret blev kring 9000 meter för min zeppelinare.

Inte illa för en förvuxen heliumballong, eller vad säger ni?

 

Formelförklaring:

Snökanoner i KS-form

Så var den över, KSen i Termodynamik. Kändes bra. Har svarat på allt med rätt rimliga svar och nu börjar väntan på resultatet. Får jag poäng till tentan eller inte? Det är frågan det, så när vi ändå är på ämnet kan jag passa på att dra idén med KSar.

Tanken är att uppmuntra oss studenter att plugga kontinuerligt under terminen genom att erbjuda så kallade kontrollskrivningar med jämna mellanrum. Dessa är varken obligatoriska eller betygsgrundande men ger möjlighet, vid bra resultat, att samla bonus till tentan, antingen i form av rena poäng eller uppgifter som kan hoppas över.

I mitt fall gäller följande: tar jag minst 5/9 poäng på KSen idag anser examinatorn på kursen att jag visat att jag förstått de genomgångna momenten och jag får automatiskt full pott på fråga 1 och 2 på tentan (jag “slipper” besvara dem). Förutom att det är en hjälp att få gratispoängen är det dessutom en hjälp tidsmässigt, ju färre uppgifter på godkänd-nivån jag slipper göra, ju mer tid har jag till de svåra frågorna på högre betygsdelen. Hajjar ni?

Så nu håller vi tummarna för tant Kim, vore underbart om hon slapp räkna mer på ideala gasblandningar på tentan!

 

Ordet helg har en lite annan innebörd nu

Det är lördag morgon och jag gör mig i ordning för att pallra mig till skolan. Vi har KS (kontrollskrivning, lite som diagnoserna i gymnasiet) i Termodynamik på tisdag och det är dags att lägga i en högre växel. Det kan verka hemskt att behöva plugga på helgerna men jag tycker inte att det är så hemskt (längre). Självklart var det lite av en chock till att börja med. Jag var van att bara behöva plugga minsta möjliga och ändå klara mig väldigt väl. Så när KTH drog igång och jag insåg att det skulle krävas så mycket mer av mig blev jag både förvånad och rädd. Helt plötsligt kunde jag plugga i timmar och knappt hinna med någonting för att det krävdes en sådan ansträngning att ta sig igenom varje uppgift.

Nu, halvvägs in i tvåan på KTH har jag vant mig och skaffat mig något som i alla fall liknar studieteknik. Jag behöver inte sitta lika länge längre och det går lättare att komma igång. Dessutom har jag ett gäng pluggkompisar som jag alltid sitter med, så att jag har någon att bolla med om jag fastnar. Guld värt!