Mekanik
May the force be with you
Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se
Vad handlar mekanik om?
Krafter
•Gravitation
•Krafters verkan
•Storlek, angreppspunkt,
riktning, resultant
Rörelser
•Rörelselagar
-Medelfart
-Acceleration
-Krafter i samverkan
Historik
Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se
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
Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se
Krafter
För att något ska röra sig
krävs en kraft
För att något ska stanna
krävs bromsande krafter
Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se
De fyra krafterna
• Gravitation
-verkar mellan massor
• Den elektromagnetiska kraften
-verkar mellan elektriskt laddade partiklar
• Den starka kärnkraften (stark växelverkan)
-håller ihop kärnpartiklarna (neutroner och protoner)
• Den svaga kärnkraften
-styr en viss typ av radioaktivt sönderfall (atomfysik)
Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se
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?
• Bestäms av tre saker:
- Storlek
- Riktning
- Angreppspunkt
Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se
Bra att ha om krafter
•Symbolen för kraft är F (eng. force)
•Enheten är Newton, N
•Ett föremål på Jorden med
massan 1kg påverkas av
gravitationskraften 9,82N/kg (Sverige)
•Sambandet skrivs så här : F=m∙g
- m står för föremåletsmassa (kg)
- g står för den sk tyngdfaktorn g=9,82N/kg
värdet varierar med det geografiska läget
Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se
Rita krafter
• 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
Mäta krafter
• När man mäter krafter kan man använda en
dynamometer. Finns både enkla och mycket
avancerade.
Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se
Enkel dynamometer
Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se
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??
Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se
I rymden kan ingen
höra dig gråta!
Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se
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=mg och normalkraften FN
Den resulterande kraften är noll, föremålet är i jämvikt och ligger
därför still.
Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se
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
F
F
början till den sista pilens
spets.
2
2
F1
F1
F3
FR
F3
Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se
Det här ska du kunna
• När kraftpilar bildar en rät vinkel med
varandra kan resultanten beräknas med
Pythagaros sats. FR=√F12 + F22
FR
F2
F1
Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se
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
Friktionen i sand är
större än i snö
Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se
Kaströrelse/centralrörelse
• Kaströrelsen består av en vågrät och en lodrät
rörelse. Rörelsebanan kallas kastparabel
• Centripetalrörelse – kraft som är riktad in mot
centrum
Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se
Kom ihåg
Det är coolt att vara smart!!
Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se
