Skalamodell
Skalamodell er en forstørret eller forminsket gjengivelse av noe som eksisterer, har eksistert eller er under planlegging/bygging. Størrelsesforskjellen oppgis som brøkdel av målene til originalen. Har man for seg en modell i 1:10, er alle mål en tidel av originalens, mens en molekylmodell kan fremstilles i skala 10 000:1 og bli synlig.
Skalamodeller brukes på mange områder. Innen shipping har modellbyggeren oppdrag med mange av byggenumrene som blir sjøsatt. Modellen er da ment for rederikontoret.
Nesten alle nye båtkonstruksjoner, flytende plattformer, større havner og moloer prøves ut i liten skala i modelltank. Nye flydetaljer og plattformdekk prøves ut i vindtunneller. Arkitekter lager ofte modeller av landskaper og plasserer sine bygningsforslag i dem, slik at en kan forestille seg hvordan nyskapningen vil ta seg ut. Mange av disse funksjonene er nå skrevet om til dataprogrammer.
Modellbygging er en utbredt hobby, der modellbåter, modellfly og modelljernbane har sine tilhengere. Mange av delene kan kjøpes ferdiglaget, og mange starter med et byggesett.
Modellover rediger
Bruk av modeller bygger på prinsippene for likedannethet, og hvordan data fra modeller kan overføres til prototyper. De likedannetheter en bruker er:
- Geometrisk likedannethet. Det krever likedannethet i dimensjoner og form.
- Kinematisk likedannethet når hastighet- og akselerasjonsforholdene skal være de samme fra punkt til punkt i væsken. Det vil si at strømlinjemønsteret skal være likt i modell og prototyp.
- Dynamisk likedannethet krever likedannethet mellom masser og laster, og innebærer at kinematisk og geometrisk likedannethet er oppfylt.
I modeller kan en ikke samtidig reprodusere de riktige forholdene mellom alle lastene som virker, og en må ta stilling til hva som er viktigst. Noen av de mest brukte modellovene er Froudes modellov for massedominerte bølgelaster, Reynolds modellov for viskøse-, friksjons- eller draglaster, Eulers modellov hvor trykklaster dominerer, Webers modellov for svært små bølger der overflatespenningene er den dominerende lasten og Machs modellov når væskens elastisitet er av avgjørende betydning. For konstruksjon og skip er det modellovene til Froude og Reynold som er mest brukt. Froude brukes på de store delene, og Reynold for mindre elementer som stigerør, forankring, bøyer og slanke stag.
Froudes modellov rediger
Dersom det problemet en skal finne svar på ved modellforsøket er dominert av masselaster kan en bruke Froudes modellov.
Når man bygger en nedskalert eller oppskalert modell av et fysisk system, vil ikke alle fysiske parametre skalere proporsjonalt med målestokken. Det vil si at noen parametre endrer seg i større grad, og noen i mindre grad enn målestokken. Et eksempel er areal. Hvis en modell bygges i skala 1 : 2, slik at lengden av modellen er halvparten av originalen, vil modellens areal kun være 1/4 av originalen.
Etter den engelske ingeniøren William Froude har vi Froudes (uttales Fruuds) modellov, som angir hvordan ulike fysiske størrelser endrer seg som en funksjon av skalaen som er valgt.
Tabellen nedenfor lister opp hvordan noen av de viktigste fysiske størrelsene endrer seg i henhold til Froudes modellov. s er målestokken.
| Parameter | Symbol | Måleenhet | Fullskala | Modell |
|---|---|---|---|---|
| Lengde | S | m | 1 | |
| Areal | A | m² | 1 | |
| Volum | V | m³ | 1 | |
| Masse | m | kg | 1 | |
| Kraft | F | N | 1 | |
| Tid | t | s | 1 | |
| Hastighet | v | m/s | 1 | |
| Effekt | P | W | 1 | |
| Vinkelhastighet | rad/s | 1 | ||
| Torsjonsmoment | Nm | 1 | ||
| Trykk | p | Pa | 1 | |
| Energi | E | J | 1 | |
| Treghetsmoment | I | kg·m² | 1 | |
| Akselerasjon | a | m/s² | 1 |
Skalamodeller som hobby rediger
Modellbygging er en hobby der man bygger modeller fra byggesett eller fra bunnen av (gjerne kalt «scratch-bygging»), ofte av kjøretøyer som båter, tog eller fly. Det er en glidende overgang mellom selve modellbyggingen og funksjonerende modeller som for eksempel modellfly eller modelljernbane. Statiske modeller er gjerne malt for å likne mest mulig på det virkelige objektet, og kan være plassert inn i dioramaer. Populære temaer for statiske modeller er militære kjøretøy, fly, båter, biler og miniatyrfigurer.