Mekanik

1. Mekanik May the force be with you Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se

2. 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

3. 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

4. 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 Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se

5. 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

6. 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

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? • Bestäms av tre saker: - Storlek - Riktning - Angreppspunkt Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se

9. 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

10. Rita krafter • 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

11. 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

12. Enkel dynamometer Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se

13. 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

14. I rymden kan ingen höra dig gråta! Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se

15. 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

16. 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 Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se

17. 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

18. 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

19. Friktionen i sand är större än i snö Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se

20. 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

21. Kom ihåg Det är coolt att vara smart!! Anne-Lie Hellström, Christinaskolan, Piteå – www.lektion.se