Krafter och rörelse

Krafter och rörelse

Kapitel 6.1 Olika krafter

Vad är en kraft?

Fysikaliska krafter kan vara dragningskraft, tyngdkraft, friktionskraft och gravitationskraft.

 

Med hjälp av krafter kan man ändra formen på föremålet. Till exempel: Man trycker bollen och bollen ändrar formen.

Man kan ändra föremålets fart och rörelses riktning.

Man kan ändra bollens fart och bollens riktning.

 

  

En kropp kan vara en liten atom och en jätte planet.

Hur mäter vi krafter?

  Kraft mäts i enhet newton (N).

Dynamometer

 

Om du vill mäta en kraft använder du ett mätinstrument som kallas dynamometer.

 

 

 

 

En hundragrams vikt 100 g dras mot marken med kraften 1 N.

 

Beräkning av gravitationskraft

G gravitationskraft  N

m massa kg

g gravitationsfaktor, g = 10 på jorden

G=m*g

 

Vi beräknar gravitationskraft

m=100g

------------------

G -?

 

m=100g=0,1kg

G=m*g

G=0.1kg*10

G=1 N

 

 

 

 

 

m=200g

------------------

G -?

 

m=200g=0,2kg

G=m*g

G=0.2kg*10

G=2 N

 

 

Beräkna

m=60kg

------------------

G -?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

En sten som faller, en människa, en kat, en bil och ett fartyg dras neråt med en kraft som kallas tyngdkraft.

Tyngdkraften alltid riktad mot jordensmedelpunkt.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tyngdkraft och motverkande kraft

Om jag håller en sten i handen så känns den tung.

Det beror på att stenen påverkas av jordensdragningskraft.

Dragningskraften kallas även tyngdkraft eller gravitationskraft.

 

Motverkande kraft från handen kallas Normal kraft.

Motverkande kraft är lika stor som tyngdkraft.

 

 

 

Om jag släpper en sten så faller den ner.

Då finns bara tyngdkraft/jordensdragningskraft kvar.

 

 

 

Mellan två föremål finns dragningskrafter.

Jorden drar sten neråt. Men sten drar också jorden med betydligt mindre kraft.

 

 

Två stenar dras till varandra trots de har en liten massa. 

 

 

                                                                                                          

 

N normal kraft

G tyngdkraft

 

Normalkraft

Motverkande kraft från bordet kallas i fysiken normal kraft.

Normal kraft verkar alltid vinkelrätt mot kontaktytan.

 

Tyngdkraft

Tyngdkraft som kallas också gravitationskraft G angriper i föremålets tyngdpunkt.

 

Normalkraft = Gravitationskraft

N = G

Föremålet finns på bordet.

 

N = G

Kroppen är i vila eller rör sig med samma hastighet.

Massa och tyngd

Det är skillnad på massa och tyngd.

Vikt är det samma som massa och mäts i enheten kilogram.

 

Tyngd är en kraft och mäts i enheten newton.

 

Hur mycket väger astronauts när han kommer till månen?

 

 

På jorden väger astronauten 90 kg.

Han väger också 90 kg på månen eftersom hans massa inte ändrades.

 

Astronautens tyngd på jorden är 900 N (jordensdragningskraft).

G=m*g

G=90kg*10

G=900N

 

Astronautens lämnar jorden.

Han dras inte till jorden.

G=0

 

Astronauten landar på månen.

Månens dragningskraft är i 6 gånger mindre än på jorden.

Månens dragningskraft är mindre på grund av månens massa är mindre.

G = 900N :6

G = 150 N

f

 

Gravitation

Jag har tidigare berättat att föremål dras neråt på grund av tyngdkraft.

Det beror på gravitationen, jordens dragningskraft.

I verkligheten alla föremål dras till varandra.

Det finns gravitation mellan alla föremål.

 

Gravitationen mellan två föremål beror på föremålens

massa och

avståndet mellan dem.

 

 

Kraft och motkraft

               

 

Friktion

Friktion är en kraft som bromsar rörelse.

Friktion är en kraft och mäts i newton.

 

Om man drar en pulka i snön, då är det liten friktion.

 

Om man drar en pulka på en sandig väg ökar friktion.

 

  Ff – friktionskraft

  Fdr – dragningskraft

 

N – Normal kraft

G - gravitationskraft

När ytor rör sig mot varandra griper därför ojämnheterna tag i varandra.

Det finns ojämnheterna på bordet som bromsar rörelsen.

Friktion kan rädda liv

Man sandar vägarna för att bromssträckan ska bli kortare.

Sanden gör att friktionen blir större.

 

Kontaktytan mellan bilens däck och vägen ojämn (sand).

 

Dubbdäck är ett annat sätt att öka friktion (metalldubbar i däcket).

 

Friktion är ofta ett hinder.

I maskindelar och motorer använder man kullager mellan kontaktytorna.

Kullager minskar friktionen.

Smörjmedel minskar också friktionen.

Kullager

      

 

Tyngdpunkt

Jag försöker balansera en blyertspenna över fingret.

Till slut finner jag ett ställe där pennan kan vara i jämvikt.

 

Pennans tyngdpunkt är rakt ovanför det ställe där du håller fingret.

Med tyngdpunkt menar man en punkt, där man kan tänka sig att föremålets hela massa är samlad.

När man ska rita en pil som visar tyngdkraft, ska pilen alltid börja i föremålets tyngdpunkt.

 

 Vad är en lodlinje?

Ett lod är verktyg. Det verktyg består av en lina med en tyngd.

 

När lodet har ställt in sig pekar linan mot jordens medelpunkt.

 

En linje som går genom jordens medelpunkt kallas lodlinjen.

 

 

 

                                       

Byggnadsarbetaren bygger huset längs lodets linje. Huset blir rakt.

Husets väggar är lodrätta.

 

 

 

 Stabilitet och stödyta

Stor stödyta och låg tyngdpunkt ger bra stabilitet.

 

 

När välter ett föremål?

 

Fritt fall – ett fall i vakuum

Varför faller lövet långsammare än kotten?

Formen på lövet gör att det möter större luftmotstånd. Lövet faller långsammare.

Bild

                          

Luftmotståndet är en friktionskraft som uppkommer när lövet och kotten krockar med molekylerna i luften.

På månen finns inget luftmotstånd. Då faller lövet och kotten lika fort.

  När ett föremål faller i vakuum, kallas det för fritt fall.

Föremål som faller fritt, faller alltid lika fort oavsett form och vikt.

 

 

 

 

 

Hur faller föremål som kastas?

Bild på sidan 108

 

 

 

 

Hur kan det komma sig att stenarna kommer till marken samtidigt?

Rörelsen kan delas ut i två riktningar en åt sidan och en neråt.

 Rörelsen åt sidan påverkar inte rörelsen neråt.

Hastigheten ökar lika mycket hos både stenar. Stenarna når marken samtidigt.

 

Fallhastighet

Hastighet ökar 10 m/s varje sekund.

Hastighet ökar på grund av tyngdkraft.

 

Vi släpper en tung boll och en lätt boll från fönster. De kommer samtidigt till marken.

 

Dartpilar och gevärskulor.

Om du kastar pil måste du sikta lite ovanför den punkt du vill träffa. Den beror på att pilen faller en aning innan den träffar tavlan.

 

Så hittar sateliter sin bana

Tänk att vi skickar iväg en raket.

1.   Raketen stiger, når sin högsta nivå och faller sedan tillbaka till jorden.

2. Om kaströrelse har samma form som jordens bågformade yta faller inte raketen neråt.

 Raketen måste skickas iväg med rätt hastighet och rätt vinkel. Raketen kan bli en satellit till jorden.

Bild

Centralrörese

Man åker slänggunga på ett tivoli. Man åker runt, runt i gungan. I fysiken kallas rörelsen för centralrörelsen.

Bild

Centripetalkraft  är riktad inåt mot rörelse centrum.

Centripetalkraft uppstår i kedjan.

Den kraft håller gungan kvar i den cirkelformade banan och hindrar att slungas iväg.

Bild

Centrifugalkraft beror på att kroppens tröghet.

Trögheten gör att kroppen vill fortsätta rakt fram.

Centrifugering i en tvättmaskin

Tvätten rör sig i en cirkel då trumman roterar.

Trumman roterar 1200 varv per minut.

Trummans väggar ger upphov till en centripetalkraft som håller kvar tvätten i centralrörelse.

Det finns små håll i trumman. Centripetalkraft upphör för vattnet.

Tröghet hos vattendroppar gör att de fortsätter rakt fram, ut ur trumman.

Vattnet slungas ut genom de små hålen.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Om centripetalkraften upphör

Så länge morfar håller i repet åker pulkan med Martin runt, runt.

När morfar släpper taget fortsätter pulkan rakt framåt.

Centripetalkraften försvann och därför upphörde centralrörelse.