220 likes | 485 Views
Kapittel 2: Sammensatte system. Eksempler på sammensatte system: Tog ( summen av kreftene mellom vognene er null) Fjærvekt og vektlodd (summen av kreftene mellom lodd og fjær er null) Ytre krefter virker på systemet som helhet
E N D
Kapittel 2: Sammensatte system • Eksempler på sammensatte system: • Tog • ( summen av kreftene mellom vognene er null) • Fjærvekt og vektlodd • (summen av kreftene mellom lodd og fjær er null) Ytre krefter virker på systemet som helhet Indre krefter virker mellom systemdelene og summen av de indre kreftene er null
Mekanikk: Kapittel 3: Mekanisk energi Studentene skal få grunnleggende kunnskaper om: statikk, bevegelse, krefter og mekanisk energi
Energi: Hva er energi? -Det som får noe til å skje! -Det vi benytter oss av når vi utfører arbeid. Energiloven: Energi kan verken skapes eller forsvinne. Energi kan bare omformes eller overføres til andre typer energi.
Noen energityper: • Atomenergi • Varmeenergi • Elektrisk energi • Mekanisk energi Lavverdig energi: atomenergi og varmeenergi Høyverdig energi: elektrisk og mekanisk energi
Arbeid: Når en kraft virker på en gjenstand som beveger seg i fartsretningen, utfører kraften et arbeid på gjenstanden. Arbeidet er lik kraften multiplisert med veien. W = F * s (NB , gjelder kun når F peker i retningen til s) Symbol på arbeid: W (w for work) Enhet på arbeid: Joule, eller J Joule = Newton * meter
Esken beveger seg horisontalthva blir arbeidet? F = 1.0N s = 1m
Esken beveger seg igjen horisontalt, men med skjeve krefter – hva blir arbeidet?
Arbeid generelt: W = F * s cos φ φ er vinkelen mellom kraftretningen og retningen på forflytningen. W = (F * cos φ)s For å finne arbeidet må kraften F dekomponeres i retningen til s, som gir en mindre kraft (grønn pil i figur) Denne kraften er F * cos φ og er parallell med s, som vi ønsker.
Effekt: Effekt er arbeid dividert med tid: P = W/t Symbol for effekt = P (P for power) Enhet for effekt: W (W for watt) Én watt er én Joule/sekund (W = J/s) NB: Effekt brukes for mer enn elektrisitet!
Finne effekten til kjøretøy/fly Det er mulig å regne ut effekten til motoren til gjenstander som beveger seg med konstant fart ved : P = F*v F er flymotorens kraft i fartsretning v er flyets hastighet Benevningskontroll: Symbol: F*v = Fs/t =W/t =P Enhet: Newton*meter/sekund = Joule/sekund =Watt
Kinetisk energi • …er arbeidet som skal til for å sette gjenstanden i bevegelsen den befinner seg i. • Kinetisk = bevegelse (så vi kan også si bevegelsesenergi) • En gjenstand med massen m og farten v har den kinetiske energien: • Ek = ½ mv2 • Enhet: Joule
Setningen om kinetisk energi: • Når en gjenstand blir påvirket av krefter, er summen av alle kreftenes arbeid lik forandringen av den kinetiske energien til gjenstanden. • W∑F =½ mv2 – ½ mv02 = ∆Ek
Potensiell energi • En gjenstand med masse m som er i en høyde h over fritt valgt nullnivå har en potensiell energi som er: • EP =mgh • Potensiell energi kalles også stillingsenergi. • Enhet: Joule
Finn potensiell energi til 1.5 liter melk på bordet Avstand til gulvet er 1.00m: m1.5L melk= 1.5kg g=9.81m/s2 h=1.00m EP = m* g * h (nullnivå er gulvet..) EP =1.5kg*9.81m/s2 *1.0m = 15Joule
Mekanisk energi • Er summen av kinetisk og potensiell energi Emekanisk = 1/2 mv2 + mgh
Mekanisk energi bevart • En gjenstand som faller fritt har konstant mekanisk energi: ½ mv2+mgh= ½mv02 + mgh0 Såfremt man neglisjerer friksjon, varmetap og evt luftmotstand kan man si aking på skråplan, pendelbevegelse og fall i luft er prosesser hvor den mekaniske energien er bevart.
”Perpetuum mobile” Evighetsmaskin: Maskin hvor mekaniske energien er bevart, som medfører at den kan bevege seg i evig tid.
Friksjon Når en gjenstand glir mot et underlag, virker friksjonen bakover. Målinger har vist at friksjonskraften R er så å si proporsjonal med normalkraften N Friksjon skaper varme og bidrar til å omgjøre høyverdig energi til lavverdig.
Hvilefriksjon og glifriksjon • R = Friksjonskraft • α= vinkel på skråplan ”klossen trenger en dytt”
Friksjonstall Mellom en gjenstand og et underlag er ofte friksjonskraften avhengig av normalkraften, det er derfor hensiktsmessig å bruke friksjonstall. μ =R/N μ er benevningsløs og er en faktor som sier hvor stor R er i forhold til N μ=0 vil si null friksjon μ=0.5 vil si at R er halvparten av N