|
Krafter
Begrepp att kunna och kunna använda
Tyngd
Massa
Tyngdkraft
Gravitation
Angreppspunkt
Tyngdpunkt
Jämnvikt (stabil, labil och obestämd)
stödyta
Hävstång
Vridningspunkt
Vridmoment
Friktion
Gravitation
Jorden består av materia och har därför massa. Eftersom jorden har massa och består av materia kommer den också att ha en gravitation. Ju större massa ett föremål har desto större blir gravitationen .
Våra största planeter i vårt solsystem har mycket högre gravitation än vad vi har på jorden. Jordens gravitation håller vår måne i konstant bana runt jorden ( Forskning har fastslagit att månen kommer 2 cm längre från jorden varje år) och månens gravitation påverkar vattnet på vår jord så att tidvatten upstår.
Hur stor är då gravitationen?
Jordens gravitation är så stor att den påverkar alla föremål att falla mot jorden med en acceleration på ca 10 m/s2. Detta betyder att ett föremål kommer öka sin fart, i fritt fall, med 10 m/s varje sekund den faller fritt.
Räkneexempel 1
Ett föremål släpps från en hög bro, vilken hastighet har föremålet efter 2 sekunder?
Lösningsförslag
Eftersom jordens gravitation är 9.81≈10 m/s2 kommer föremålet att påverkas av jordens dragningskraft eller tyngdkraft på så vis att föremålet ökar i fart (accelerera). Varje sekund ökar farten med 10 m/s
2s x 10m/s = 20 m/s
Svar: efter 2 sekunder har föremålet farten 20 m/s
Massa och tyngd
Allt med materia har en massa. Ljus är inte materia och har därför heller ingen massa. Massa anges i kilo.
Jordens gravitation påverkar allt som har en massa att dras mot jorden. Denna kraft kallas tyngdkraft. Tyngden eller den kraft ett föremål påverkas av anges i Newton.
Räkneexempel 2
Ett föremål har massan 7,5 kilo, vilken tyngd har föremålet?
Lösningsförslag
Eftersom jordens tygdkraft eller gravitation är 10 m/s blir tyngden:
7,7 x 10 = 77N
Jämnvikt
En cirkusartist kan balansera föremål på varandra utan att de trillar, varför fungerar detta? Artisten hittar föremålets jämvikt och fördelar massan på så vis att föremålet får en jämnvikt. Vid tyngdpunkten är all massa jämn fördelad, föremålet har en jämnvikt.
3 olika jämnvikter
1. stabil
Vid en stabil jämvikt riskerar inte föremålet att bli ostabilt och falla. Tyngdpunkten befinner sig under vridpunkten
2. labil
Vid labil jämnvikt kan massan tillfälligt vara jämnt fördelad och man har en viss jämnvikt, dock befinner sig vidpunkten i detta fall under tyngdpunkten vilket gör att jämviktsläget lätt rubbas .
3. obestämd
 Vid obestämd jämnvikt kan tavlan rotera kring tyngdpunkten. Hur den än är placerad kommer den alltid ha jämnvikt.Tyngdpunkten och vridpunkten befinner sig på samma ställe.
Stödyta
Stödytan är den yta under ett föremål som ger föremålets dess stabilitet. Ett bord har stor yta men också stor stödyta under bordet. En pall som har liten yta har också liten stödyta. Tyngdpunkten på en pall är förhållandevis hög, ett bord är på så vis mer stabilt.
 
Stabila föremål = stor stödyta + låg tyngdpunkt
Ostabila föremål = liten stödyta + hög tyngdpunkt
Enkla maskiner
Hävstång
Hävstängerna är en av 6 enkla maskiner. Med hävstången vinner man kraft eftersom hävstången är lång och sträckan man drar är längre än den sträcka föremålet flyttas. (det man vinner i kraft förlorar man i väg).
I bilden ovan har jag stoppat in ett spett under en tung sten. Under spettet placerar jag en bräda eller en annan sten som spettet kan ta spjärn mot. Här uppstår en vridningspunkt. En skruv eller en mutter har också en vridningspunkt.
Hur stor kraft krävs för att vrida en skruv eller mutter?
Denna kraft kallas för vridmoment, alltså kraften man vrider muttern eller skruven med. En motor har också vridmoment
Vridmomentet = hävarmen x kraften
Enarmad och tvåarmad hävstång
Enarmad hävstång: Kraften man drar med och den resulterande kraften finns på samma sida av vridningspunkten.
- Nötknäppare
- Skottkärra
- Skruvnyckel
Tvåarmad hävstång: Kraften man drar med och den resulterande kraften finns på var sin sida om vridningspunkten
- Spett
- Gungbräda
- Balansvåg
Friktion
Friktion uppstår då två ojämna föremål ligger mot varandra. Friktionens storlek kan sägas beror på ytornas material och den kraft som ytorna pressas mot varandra. Annat namn för friktion är friktionskraft. När material ligger mot varandra uppstår värme. Denna värme kallas gnidningsvärme eller friktionsvärme. Prova själv att gnida händerna fort mot varandra.
Friktionskraften är en kraft som motverkar rörelsen hos ett föremål.
För att beskriva krafterna brukar man använda pilar.
kan ersättas av 
I bilden finns två krafter, en åt höger och en åt vänster. Skulle man ersätta dessa blir det 1 N åt höger
Krafter som samverkar
En tandemcykel har plats för två personer som trampar. Personerna som trampar ger upphov till två krafter som samverkar, krafterna är åt samma håll. I bilden nedan visas de båda krafterna med två pilar. Varje person ger upphov till kraften 200N.
Skall man ersätta dessa två krafter måste man ersätta dem med en kraft på 400N. Alltså slutar den ena att trampa måste den andre trampa dubbelt så hårt.
|
