Mekanik: rörelse, kraft och arbete

Allting rör sig!
Solen, jorden och månen, människor och djur, bilar och tåg - allting rör sig i förhållande till varandra. Och det behövs krafter för att öka, minska eller ändra riktningen på en rörelse. I drygt 300 år har vi kunnat förklara hur krafter kan skapa eller förändra rörelser. Lika länge har vi känt till kraften som drar oss mot jordytan - tyngdkraften eller gravitationen. Det var engelsmannen Isaac Newton som stod för dessa upptäckter. I slutet av 1600-talet publicerade han boken Principia, en bok som för alltid kom att förändra vår syn på naturvetenskapen.

Du kommer att få undervisning om:

• Likformig och olikformig rörelse, acceleration och retardation 
• Hur man räknar ut medelhastighet
• Gravitation, hur man skiljer på tyngd och massa
• Hur olika krafter, exempelvis gravitation och friktion, påverkar kroppars rörelse
• Tyngdpunkt, stödyta, jämvikt och stabilitet
• Fritt fall och kastbanor, hur satelliter ligger i omloppsbana
• Tröghet och centralrörelse, hur fungerar en torktumlare?
• Arbete, energi och effekt
• Mekanikens gyllene regel

Viktiga begrepp:

• Acceleration
• Hastighet
• Kraft
• Tyngd
• Gravitation
• Friktion
• Tyngdpunkt
• Tyngdacceleration
• Tröghet
• Centripetalkraft
• Arbete
• Rörelseenergi

Arbetssätt

Vi arbetar genomgångar, systematiska undersökningar och diskussioner.

Detta bedöms:

Inlämningsuppgift på Unikum

Insatser på laborationer samt laborationsrapporter

Gruppdiskussioner och diskussionsuppgifter

Området avslutas med ett prov

Läromedel 

Spektrum Fysik

Läroplanskopplingar

Syfte

• använda fysikens begrepp, modeller och teorier för att beskriva och förklara fysikaliska samband i naturen och samhället.

Centralt innehåll

• Krafter, rörelser och rörelseförändringar i vardagliga situationer och hur kunskaper om detta kan användas, till exempel i frågor om trafiksäkerhet.
• Hävarmar och utväxling i verktyg och redskap, till exempel i saxar, spett, block och taljor.
• Systematiska undersökningar och hur simuleringar kan användas som stöd vid modellering. Formulering av enkla frågeställningar, planering, utförande och utvärdering.
• Mätningar och mätinstrument och hur de kan kombineras för att mäta storheter, till exempel fart, tryck och effekt. Elektriska sensorer för mätning och registrering av egenskaper hos omgivningen.

Uppgifter

Inlämningsuppgift mekanik

Inlämningsuppgift mekanik Innan provet vecka 20 ska du ha lämnat in svar på de 12 första uppgifterna. Uppgift 13-17 är frivilliga, gör dem om du siktar på ett högre betyg. E-uppgifter 1) Vad kan användas för att mäta kraft? 2) Hur stor massa motsvarar tyngden 1 newton på jorden? 3) Vad kallas kraften som håller kvar ett föremål som rör sig i en centralrörelse? 4) Du lyfter en 10 kg tung sten 2 meter upp i luften. Hur stort fysikaliskt arbete uträttar du? Ledtråd: arbete = kraft * sträcka 5) Vad kallas kraften som gör att lätta föremål dras mot tunga föremål (till exempel att en människa dras mot jorden). 6) Alicia cyklar 75 km på tre timmar. Vilken är hennes medelhastighet? 7) Vad kallas den bromsande kraft som går att minska genom att använda kullager? 8) Hur lyder mekanikens gyllene regel? E och C-uppgifter 9) En tvåkrona och en hundralapp faller mot marken från samma höjd. Vilket av föremålen når marken först? Förklara varför. 10) Du står på en buss utan att hålla i något. Plötsligt tvärbromsar bussen utan att du är beredd på det. Vad händer? Förklara varför. 11) Om du ska skjuta med gevär mot en måltavla 200 m bort måste du sikta mot en punkt något ovanför mitten på tavlan. Förklara varför. 12) Ge exempel på tillfällen då det är bra med hög respektive låg friktion. Förklara varför. 13) a) Tänk dig att du väger 50 kg och går upp för en trappa med höjdskillnaden 20 m. Hur stort arbete krävs det för att ta sig upp? b) Du går upp för trappan på 50 sekunder. Hur stor är din effekt? A-uppgifter 14) Tänk dig att du åker karusell. Vilken typ av rörelse utsätts du för? Likformig eller accelererad rörelse? Motivera ditt svar. 15) När du ska lyfta riktigt tunga föremål (till exempel en bil) kan du använda dig av en domkraft. Förklara hur detta är möjligt, en bil väger ju trots allt över ett ton. Vilken fysikalisk princip utnyttjar du? 16) När man ska skicka upp en satellit är det viktigt att raketen har rätt fart och vinkel då den lämnar atmosfären. Förklara varför det är så. 17) Är din massa respektive tyngd lika stor överallt på jordklotet? Motivera ditt svar.