Mekanik
May the force be with you
Vad handlar mekanik om?
Krafter
•Gravitation, Friktion, Muskelkraft…
•Krafters verkan
•Storlek, angreppspunkt,
riktning, resultant
Rörelser
•Rörelselagar
-Medelfart
-Acceleration
-Krafter i samverkan
Historik
Krafter
För att något ska röra sig
krävs en kraft
För att något ska stanna
krävs bromsande krafter
Med hjälp av krafter kan man:
• ändra formen
• ändra rörelseriktningen
• ändra farten
• förflytta föremål
Olika sorters krafter
• Tyngdkraft/Gravitationskraft --------
jordens dragningskraft, verkar mellan massor
• Muskelkraft -------krafter man åstadkommer med människo- eller djurmuskler
• Elkraft ------------- kraft som åstadkoms med elektricitet
• Magnetkraft ----- krafter av en magnet
• Motorkraft ------- kraft av motor (t.ex. lastbilsmotor men det kan vara en
arbetsmaskinmotor)
• Elastiska krafter-----utgörs av vissa elastiska föremål så som gummisnodd, fjädrar,
fotbollar
• Friktionskrafter -----uppstår när två ytor gnids eller glider mot varandra
• Den starka kärnkraften (stark växelverkan)----håller ihop kärnpartiklarna (neutroner
och protoner)
• Den svaga kärnkraften ----styr en viss typ av radioaktivt sönderfall (atomfysik)
Vad kännetecknar en kraft?
Vad kännetecknar en kraft?
• En kraft är något som kan ändra en rörelse
eller ändra farten på ett föremål
eller
• En kraft är något som får saker att ändra
hastighet
Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se
Hur bestäms en kraft?
Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se
Enheten för kraft heter newton
1N
En newton är lika med tyngden av 100 g.
Symbolen för kraft är F
(eng. force)
DYNAMOMETER = KRAFTMÄTARE
KRAFTER OCH KRAFTPILAR
I figurer ritar man krafter som pilar.
5N
8N
KRAFTER OCH KRAFTPILAR
• Krafter kan visas med pilar i bestämd skala
F = 5 N (5 cm)
F= 1 N (1 cm)
• Pilens längd motsvarar kraftens storlek,
riktingen anger kraftriktning och pilen börjar
där kraften har sin angreppspunkt
Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se
KRAFTER OCH KRAFTPILAR
En kraft kännetecknas av tre egenskaper:
ANGREPPSPUNKT
RIKTNING
STORLEK
KRAFTER OCH KRAFTPILAR
KRAFTER KAN SAMVERKA
ELLER MOTVERKA VARANDRA
Bestämning av kraftresultanten
• För att bestämma en resultant av flera krafter –
adderar vi dem.
• Flytta kraftpilarna, så att den andra pilen börjar där
den första slutar – pilarna läggs ”på rad”.
• Resultanten FR ritas från den första pilens början till
den sista pilens spets.
F2
F2
F1
F1
F3
FR
F3
Jämvikt – kraft och motkraft
• En kraft är aldrig ensam – till en kraft finns
alltid en lika stor motkraft, som verkar åt
motsatt håll
Klotet påverkas av tyngdkraften FT och normalkraften FN
Den resulterande kraften är noll, föremålet är i jämvikt och ligger
därför still.
VARJE KRAFT HAR EN MOTKRAFT
Sambandet mellan kraft och massa
F = m*a
F = kraft (i N)
m = massa (i kg)
a = acceleration (t.ex. tyngdfaktorn g ),
hur snabbt en massa ökar farten
Jordens dragningskraft = tyngdkraft = gravitationskraft
Oavsätt var på jodklotet så
dras alla kroppar och
föremål mot jordens centrum.
Den kraften kalls för jordens
dragningskraft .
Den kalls även tyngdkraft eller
gravitationskraft.
Bra att veta om krafter
•Ett föremål på Jorden med massan 1kg
påverkas av gravitationskraften 9,82N/kg (Sverige)
•Sambandet skrivs så här : F=m∙g
- m står för föremålets massa (kg)
- g står för tyngdfaktorn g=9,82N/kg
värdet varierar med det geografiska läget
Massa och tyngd
Det är stor skillnad på begreppen massa och tyngd.
Min massa är 90 kg
och tyngd är 900 N
Min massa är
också 90 kg men
tyngden är bara
150 N
Skillnaden mellan massa och tyngd
Vikt = massa (enhet i kilogram, kg)
Tyngd = kraft (enhet Newton, N)
Exempel:
På Jorden har en astronaut massan 90 kg – 900 N
Ute i rymden är vikten den samma men tyngden
på månen är bara ⅙ →900÷6 =150 N
? Hur mycket väger du på månen??
Planeterna i solsystemet hålls
samman med
gravitationskrafter
Vad är friktion?
Friktion – en kraft som bromsar
• Olika motstånd på olika underlag. Underlag
som t ex snö gör det lättare än sand som gör
det svårare att flytta ett föremål. Ojämnheter i
ytorna griper tag i varandra.
• Friktionskraften verkar i motsatt riktning mot
föremålets rörelser. (Viktigt)
Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se
Är friktionen större i sand eller i snö?
Varför?
Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se
FRIKTION PÅ GOTT OCH ONT
olika sätt att minska friktion
FRIKTION PÅ GOTT OCH ONT
olika sätt att minska friktion
FRIKTION PÅ GOTT OCH ONT
olika sätt att öka friktion
FRIKTION PÅ GOTT OCH ONT
RULLFRIKTION
GLIDFRIKTION
Lite historia
Pionjären Isaac Newton var bara 23 år
när han för första gången funderade
på tyngdlagen.
Hans tankar förändrade hela världens
sätt att se på omvärlden.
Varför faller äpplet
från trädet??
1687 kom bokverket Principia ut. I
boken förklarade han sina idéer om
kraft och rörelse.
Isaac ägnade hela sitt liv åt matematik
och naturvetenskap.
Allt han upptäckte är i dag
grundläggande fysik som alla världens
elever får lära sig i skolan.
Isaac Newton har fått äran att ge sitt
namn till enheten för kraft - Newton
Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se
Newtons lagar
1. Tröghetslagen: Ett föremål fortsätter att vara i vila eller röra
sig likformigt, så länge resultanten av alla, på föremålet,
verkande krafter är lika med noll. Σ Fi = 0
2. Kraftekvationen: Kraften är lika med massan gånger
accelerationen (om massan är konstant). F=m∙a (viktig formel
som du ska kunna)
3. Lagen om kraft och reaktionskraft: om ett föremål påverkar
med en kraft F12, så påverkar det andra föremålet det första
med lika stor men motriktad reaktionskraft F21. F12 = - F21
F= m ∙ a
Kom ihåg
Det är coolt att vara smart!!
Läxa: Svara på följande frågor
•
•
Vad kan en kraft åstadkomma?
Beskriv vad menas med
– Tyngdkraften?
– Muskelkraften
– Elastiska kraften
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Beskriv skillnaden mellan vikt och tyngd?
Vad kan tyngd bero på?
Hur är tyngdkraften alltid riktad?
Hur kommer det sig att du står på jordytan utan att varken falla ut i rymden eller
ramla in mot jordens mitt?
Tror du att månen påverkar jorden? Varför?
Hitta två exempel på där friktionen är en fördel. Förklara varför.
Hitta två exempel på där friktionen är en nackdel. Förklara varför.
Vad menas med tröghet?
Hur kan man beräkna kraften? Med vilken enhet?
Vad betyder acceleration?
TYNGDPUNKT
Tyngdpunkt är den punkten där man kan tänka sig att all föremålets massa har samlats.
lodlinje
LODRÄT
eller vertikalt
VÅGRÄT
VÅGRÄT
eller horisontellt
TYNGDPUNKT
När välter föremål.
När lodlinjen från tyngdpunkten
hamnar utanför stödytan välter föremålet.
TYNGDPUNKT
När välter föremål.
STABILITET OCH STÖDYTA
Liten stödyta
Hög tyngdpunkt
Stor stödyta
Hög tyngdpunkt
Stor stödyta
Låg tyngdpunkt
STABILITET OCH STÖDYTA
Stor stödyta
Låg tyngdpunkt
Under resten av lektionstiden arbeta med
följande uppgifter i fysik boken (sida 60-64)
Uppgift:
-
2
3
4
5
6
18
19
20
