Jouset – metallia toiminnassa
Herätkää!-lehden Kanadan-kirjeenvaihtajalta
KUVITTELEHAN ajavasi autollasi vilkkaasti liikennöityä tietä ja sitten, kun nostat jalkasi kaasupolkimelta, ei tapahdukaan mitään! Poljin pysyy alhaalla, ja autosi jatkaa kulkuaan entisellä nopeudella. Vain jarrupolkimen nopea ja tavallista voimakkaampi painallus voi pysäyttää autosi ajoissa. Kuvailtu hätätilanne sattuu kuitenkin verraten harvoin. Miksi? Pienen, käyttövarman jousen ansiosta, joka palauttaa kaasupolkimen alkuasentoon, kun nostat jalkasi polkimelta.
Nykyisen pitkälle koneellistetun yhteiskunnan kiireinen elämäntapa on saanut meidät pitämään jousia itsestään selvänä asiana. Jousien merkitys päivittäin käyttämissämme esineissä ja laitteissa – autoista lentokoneisiin, kirjoituskoneista tietokoneisiin, kelloista pesukoneisiin ja hiirenloukuista joustinpatjoihin – on kuitenkin ensiarvoisen tärkeä. Jos laite toimii mekaanisesti, niin siinä voi olla yksi tai useampia jousia, joilla on tärkeä osa sen toiminnan jossakin vaiheessa.
Jousien alkuperä
Me havaitsemme luonnon elollisissakin, varsinkin ruohokasveissa ja puissa, jousien toiminnan kaltaista liikettä. Ihmisten tekemiä jousia taas on käytetty hyvin varhaisista ajoista lähtien, ehkä siitä lähtien, kun ihminen alkoi takoa kuparia ja rautaa. (1. Moos. 4:22) Metallijousia, jotka ovat peräisin vanhalta ajalta (ei tietenkään vedenpaisumusta edeltäneeltä ajalta), on löydetty kaikkialta Euroopasta ja Aasiasta. Tavallisesti ne ovat jousen tavoin toimivia solkia, joita taitavat käsityöläiset takoivat kuparista tai messingistä. Näyttää siltä, että nämä entisajan ihmiset käyttivät jopa jonkinlaista kiinnikettä vaatetuksessaan paljolti samaan tapaan kuin nykyään voitaisiin käyttää hakaneulaa.
Yksi ihmisen varhaisista tavoista käyttää jousen voimaa ilmeni aseessa – jousessa. Tämän jälkeen otettiin käyttöön suuria heittokoneita, joiden avulla singottiin kiviä tai muita ammuksia vihollisen niskaan. Nämä laitteet olivat kooltaan jo hyvin suuria. Vapauttamalla erilaisista kuitumaisista aineista punotut köydet tai puiset palkit äkisti jännityksestä voitiin singota valtavia, vihollisen linnoituksille suurta tuhoa tuottavia ammuksia. Juutalainen historioitsija Josephus kuvailee roomalaisten Jerusalemin piirityksessä käyttämien heittokoneiden voimaa sanomalla, että ne voivat singota talentin painoisia kiviä kahden stadionin (370 metrin) päähän. (Rooman vallan aikana käytetyn kreikkalaisen talentin paino oli noin 28 kiloa.)
Raamatun kertomuksen mukaan myös kuningas Ussian (829–777 eaa.) koneenrakentajat olivat suunnitelleet ja rakentaneet sotakoneita Jerusalemin puolustamiseksi. Ne oli sijoitettu kaupungin torneihin ja niillä voitiin singota sekä nuolia että suuria kiviä. Vaikka sitä, minkätyyppistä voimaa näissä laitteissa käytettiin, ei olekaan mainittu, on todennäköistä, että kysymys oli jonkinlaisesta jousivoimasta (joissakin heittokoneissa käytettiin vastapainoja). – 2. Aikak. 26:15.
Myöhemmin kehitettiin todella tuhovoimainen ase: varsi- eli jalkajousi, jossa jousen energia voitiin säilyttää eli sitä voitiin pidätellä, kunnes jännitys vapautettiin liipaisimen avulla.
Jousien käyttö kelloissa
Ihmisten halulla seurata ajan kulumista on ollut tärkeä osa jousien kehittymisessä sellaisiksi, kuin me tunnemme ne nykyään. Vaikka historian antamat tiedot eivät olekaan yhdenmukaisia, niin yleensä arvellaan mekaanisten kellojen tulleen käyttöön vähän vuoden 1000 jälkeen. Niiden voimanlähteenä ei aluksi käytetty jousia vaan punnuksia. Nämä kellot sijoitettiin yleensä luostarien ja kirkkojen torneihin.
Kellosepät alkoivat kuitenkin jo 1300-luvun alussa käyttää jousia kellojensa voimanlähteenä. Nämä entisajan käsityöläiset paransivat jatkuvasti jousien laatua ja rakennetta, niin että 1700-luvulla litteä kierukkajousi oli yleisessä käytössä sekä seinäkellojen että taskukellojen voimanlähteenä. Koska näiden entisajan kelloseppien valmistamien kellojen tarkkuus riippui niin paljon heidän käyttämiensä jousien laadusta, heistä tuli samalla myös taitavia jousiseppiä. Heidän halunsa valmistaa aina vain parempia jousia rohkaisi heitä kokeilemaan erilaisia teräksenvalmistusmenetelmiä. Lopulta onnistuttiin kehittämään sellaisia erikoisteräksiä, jotka sopivat paremmin jousien materiaaliksi, ja näin kellojen tarkkuus parani.
Jousissa käytettyjä materiaaleja
On arvioitu, että nykyisten jousenvalmistajien käytössä on yli viisikymmentä erilaista jousiin sopivaa raaka-ainetta ja metalliseosta. Kylmänä vedetty teräslanka on sopivaa ja taloudellista jousimateriaalia joustinpatjoihin, mutta tätä materiaalia ei voida käyttää autonmoottorien venttiilijousina, koska kuumuus, paine ja rasitus turmelisivat pian tavallisen jousen. Tätä tarkoitusta varten jousiseppä valitsisikin mieluummin öljykarkaistusta terässeoksesta valmistetun jousen, joka kestäisi kuvaillun rasituksen. Jotkin jouset kestävät kuumuutta jopa 600 asteeseen saakka. Uudenaikaisissa lentokoneissa ja avaruusaluksissa tarvitaan sellaisia jousia, jotka eivät kärsi äärimmäisen suuristakaan lämpötilan vaihteluista.
Sähkömoottorit ja erilaiset kodin piirissä käyttämämme sähkökojeet ovat vaatineet jousia, jotka toimisivat samalla sähkön johtimina. Yleisimpiä tähän tarkoitukseen käytettyjä jousilangan materiaaleja ovat fosforipronssi ja messinki. Näiden kuparipitoisten jousilankojen kimmoisuus on yleensä muita materiaaleja heikompi. Ne eivät myöskään ole niin lujia kuin teräslangasta valmistetut jouset. Mutta koska ne johtavat hyvin sähköä, niitä käytetään useasti sähkökytkimissä tai sähkömoottorien kosketinhiilien painejousina.
Ei ole epäilystäkään siitä, että jousilla on tärkeä osa mekaanisissa laitteissa, joita tulevaisuudessa rakennetaan. Kun siis seuraavan kerran lasket jalkasi autosi kaasupolkimelle, ole kiitollinen sille pienelle jouselle, joka palauttaa polkimen ja sallii sinun ajaa turvallisesti määränpäähäsi.