KRAFTER KRAFT MOTKRAFT MASSA TYNGD

Krafter påverkar materia  Prova att lyfta din penna  Jämför detta med att lyfta något tyngre, tex din fysikbok.  Jobbigare att lyfta boken för att den har större tyngd  För att lyfta ett föremål med massa krävs en kraft  För att få ett föremål med massa att börja röra på sig krävs också kraft

Vad är då krafter?  Kraft är något osynligt  Kraft SKAPAR eller MOTVERKAR (=hindrar) en rörelse  Överkurs: Enligt modern fysik uppstår krafter genom växelverkan mellan elementarpartiklar (materiens minsta byggstenar)

Krafter är något:  Som håller ihop materia  Som kan ändra form på saker (deformera)  Som kan ändra fart på saker (öka eller minska en hastighet)  Som kan ändra rörelseriktning på saker (byta håll) Kraft har både storlek och riktning

Newtons äpple  Sir Isaac Newton ( )  vetenskapsman  Funderade mycket på kraft  Det sägs att han fick ett äpple i huvuden en gång   gav honom idén att samma kraft som drar äpplet till marken håller månen i en bana runt jorden  GRAVTITATIONSLAGEN Newton liknade gravitationen vid ett snöre som fäster månen vid jorden och jorden vid solen.

 Nja, inte alltid.  Albert Einstein ( ) var av en annan åsikt. Han menade att gravitationen var en krökning i rymden, en sorts grop som varje föremål i universum bildar.  Ju större föremål, desto större grop. Andra föremål faller ner i denna grop och rullar runt kring dess kanter.  Solen gör alltså en mycket djup grop, tillräckligt stor för att rymma nio planeter, medan jordens grop bara rymmer en måne. Gäller Newtons tyngdlag fortfarande?

Planetens omloppsbana var länge ett mysterium för astronomer och fysiker, eftersom den inte kunde förklaras av Newtons gravitationslag från 1600-talet. Dess elliptiska omloppsbana förändras nämligen med tiden genom att dess perihelion (den del av omloppsbanan som befinner sig närmast solen) förflyttar sig varje år. Detta är inget ovanligt utan sker hos alla planeter, men hastigheten som det skedde med hos Merkurius var annorlunda än den hastighet som kunde räknas fram med hjälp av Newtons gravitationslag. Lösningen kom med Einsteins allmänna relativitetsteori från 1916, vilken förklarar gravitation på ett annat sätt. Förmågan hos Einsteins relativitetsteori att förklara Merkurius omloppsbana var en av anledningarna till att teorin blev så framgångsrik.

Olika sorters krafter  Muskelkraft  Friktionskraft – som motverkar en rörelse (den bromsar upp en rörelse, ex boll)  Spännkraft-  Tyngdkraft/ gravitationskraft  Dragkraft kraft  Vindkraft  Elektromagnetisk kraft

Exempel på fenomen som beror på gravitation:  Gravitationen är det som håller oss kvar på jorden.  Ett föremål som man tappar greppet om faller till golvet.  Jordens gravitation håller månen kvar i dess bana runt jorden.  Månens gravitation orsakar de stora tidvattenvågorna på jorden.

All materia (allt som väger) drar i varandra med gravitationskraft Hur stark kraften mellan två saker beror på deras massa och avståndet mellan dem. För att gravitationen ska kännas måste det vara VÄLDIGT tungt! Som en planet eller måne…

Tyngdkraft och gravitation  Gravitation eller tyngdkraft är en av universums fyra grundläggande krafter, kallas också dragningskraft, tyngdkraft.  Det som gör att vi inte glider av jordens yta och rätt ut i rymden  Påverkar allt så att de dras neråt mot Jordens centrum  Man kan också säga: Jordens dragningskraft eller gravitation.

 Tyngdkraft störst i jordens centrum, minskar längre ut  Föremål på och runt omkring jorden påverkas olika mycket av jordens gravitationskraft  beror på dess massa (och avstånd)  Man säger att olika föremål har olika tyngd. Tyngd och vikt är INTE samma sak.

Massa och tyngd  Vikten på ett föremål är alltså alltid densamma oavsett var man är någonstans.  Tyngden kan däremot variera. (beror på massan och vart man befinner sig)  Är astronauterna viktlösa eller tyngdlösa?  I rymden är man tyngdlös! MASSA= hur mycket materia ett föremål innehåller (kg) TYNGD = uppstår på grund av tyngdkraften, talar om hur stor tyngdkraften är (N)

Krafter kan mätas  Krafter är olika starka  Mäts med en DYNAMOMETER (dynamo=kraft)  Enheten för kraft 1 newton, 1N Massa Tyngd  1kg= 10 N (1N ≈100 g)

Att räkna tyngder  Ett föremåls tyngd beräknas med hjälp av formeln: F = m · g F = tyngdkraften (N) m = massan (kg) g = jordens dragningskraft ≈10 (egentligen 9,81m/s 2 )  En bil som väger (har massan) 1500 kg har, på jorden, tyngden  1500 kg · 10 = N.

 På månen har lådan samma massa, men en helt annan tyngd. Lådans tyngd skulle på månen bara bli ca 120N  Månens massa är mindre och därför är gravitationskraft mycket mindre än jordens, 1/6, en sjättedel (16,6 % ) av jordens gravitationskraft.  Tyngdkraft på jorden: 10 N/kg (9,82 N/ kg) Om en låda väger 75 kg på jorden har den massan 75 kg och tyngden ca 750 N.

Räkneexempel  En person har massan 85 kg  Vilken tyngd har han på jorden?  Vilken tyngd har han på månen?  = 850 N 850 N på jorden  850 N / 6 = 140N 140 N på månen

Krafter kan ritas  Pilen pekar åt det håll kraften drar (RIKTNING)  Pilen visar var kraften börjar (ANGREPPSPUNKT)  Pilen visar storleken på kraften (PILENS LÄNGD)  En kraft har både en storlek och riktning,  Man ritar kraftpilar (vektorer)

Krafter som samverkar  Anders drar i ett rep åt höger med kraften 10N.  Per drar i samma rep åt höger med kraften 20N.  Man säger att Anders kraft och Pers kraft samverkar.  Man kan lägga kraftpilarna efter varandra och se att den totala kraften blir 30N. Den totala kraften räknas ut som 10N + 20N = 30N.

Krafter som motverkar varandra  Paul drar lådan åt höger med kraften 12N.  Adam drar lådan åt vänster med kraften 4N Man kan lägga kraftpilarna efter varandra och se att den totala kraften blir 8N åt höger för Pauls kraft är större än Adams kraft. Resultanten = den totala kraften kan räknas ut som 12N – 4N = 8N. Pauls och Adams kraft motverkar varandra.

Varje kraft har en motkraft  =en kraft som motverkar (hindrar) en annan kraft ÖVNING  Tryck dina handflator mot kompisens (= kraft som försöker flytta kompisen)  Kompisen måste trycka tillbaka för att inte flyga iväg (=motkraft) Om ett föremål står stilla eller rör sig med konstant hastighet så är kraften och motkraften lika stora (kraftjämvikt)

ÖVNING Om du trycker din hand mot en vägg så använder du en kraft, men du känner ett motstånd

Ballongraketen  Varför flyger ballongen iväg?

 I en uppblåst ballong uppstår ett tryck åt alla riktningar. Ballongen är därför rund. På utsidan är trycket lika stort i alla riktningar.  Om man släpper ballongen kommer luften att strömma ut. Trycket framåt i ballongen får ballongen att flyga framåt eftersom trycket bakåt upphörde då man släpper ballongen  Denna kraft som för ballongen framåt kallas för reaktionskraft. Samma kraft är det som driver en jetmotor på en båt eller flygplan framåt