Mekanik

1. Mekanik May the force be with you

2. Vad handlar mekanik om? • Krafter • Gravitation, Friktion, Muskelkraft… • Krafters verkan • Storlek, angreppspunkt, • riktning, resultant • Rörelser • Rörelselagar • -Medelfart • -Acceleration • -Krafter i samverkan Historik

3. Krafter För att något ska röra sig krävs en kraft För att något ska stanna krävs bromsande krafter

4. Med hjälp av krafter kan man: • ändra formen • ändra rörelseriktningen • ändra farten • förflytta föremål

5. 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)

6. Vad kännetecknar en kraft?

7. 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

8. Hur bestäms en kraft? Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se

9. Enheten för kraft heter newton 1 N En newton är lika med tyngden av 100 g. Symbolen för kraft är F (eng. force)

10. DYNAMOMETER = KRAFTMÄTARE

11. KRAFTER OCH KRAFTPILAR I figurer ritar man krafter som pilar. 5N 8N

12. KRAFTER OCH KRAFTPILAR • Krafter kan visas med pilar i bestämd skala • Pilens längd motsvarar kraftens storlek, riktingen anger kraftriktning och pilen börjar där kraften har sin angreppspunkt F = 5 N (5 cm) F= 1 N (1 cm) Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se

13. KRAFTER OCH KRAFTPILAR En kraft kännetecknas av tre egenskaper: RIKTNING ANGREPPSPUNKT STORLEK

14. KRAFTER OCH KRAFTPILAR KRAFTER KAN SAMVERKA ELLER MOTVERKA VARANDRA

15. 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 FRritas från den första pilens början till den sista pilens spets. F2 F2 F1 F1 F3 FR F3

16. 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 FToch normalkraften FN Den resulterande kraften är noll, föremålet är i jämvikt och ligger därför still.

17. VARJE KRAFT HAR EN MOTKRAFT

18. 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

19. 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.

20. 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

21. Massa och tyngd Det är stor skillnad på begreppen massa och tyngd. Min massa är också 90 kg men tyngden är bara 150 N Min massa är 90 kg och tyngd är 900 N

22. 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??

23. Planeterna i solsystemet hållssamman med gravitationskrafter

24. Vad är friktion?

25. 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

26. Är friktionen större i sand eller i snö? Varför? Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se

27. FRIKTION PÅ GOTT OCH ONT olika sätt att minska friktion

28. FRIKTION PÅ GOTT OCH ONT olika sätt att minska friktion

29. FRIKTION PÅ GOTT OCH ONT olika sätt att öka friktion

30. FRIKTION PÅ GOTT OCH ONT RULLFRIKTION GLIDFRIKTION

31. Lite historia Varför faller äpplet från trädet?? 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. 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

32. Newtons lagar • 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 • Kraftekvationen: Kraften är lika med massan gånger accelerationen (om massan är konstant). F=m∙a(viktig formel som du ska kunna) • 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

33. Kom ihåg Det är coolt att vara smart!!

34. 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?

35. TYNGDPUNKT Tyngdpunkt är den punkten där man kan tänka sig att all föremålets massa har samlats.

36. LODRÄTeller vertikalt lodlinje

37. VÅGRÄT

38. VÅGRÄTeller horisontellt

39. TYNGDPUNKT När välter föremål. När lodlinjen från tyngdpunkten hamnar utanför stödytan välter föremålet.

40. TYNGDPUNKT När välter föremål.

41. STABILITET OCH STÖDYTA Liten stödyta Hög tyngdpunkt Stor stödyta Hög tyngdpunkt Stor stödyta Låg tyngdpunkt

42. STABILITET OCH STÖDYTA Stor stödyta Låg tyngdpunkt

43. Under resten av lektionstiden arbeta med följande uppgifter i fysik boken (sida 60-64) • Uppgift: • 2 • 3 • 4 • 5 • 6 • 18 • 19 • 20