Välkommen till Resurscentrums frågelåda!

 

Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning
(tips för sökningen).
Använd diskussionsforum om du vill diskutera något.
Senaste frågorna. Veckans fråga.

20 frågor/svar hittade

Kraft-Rörelse [19584]

Fråga:
Hej! En fråga i ett test gällde hur nålen i en badrumsvåg reagerar om man "går ner på knä" (inte mer exakt definerat): mindre för en kort stund, mer för en kort stund, eller inte förändras alls. Som jag ser det "faller" man en kort stund och kan då lätta lite från underlaget. Skulle man göra den omvända rörelse skulle man behöva "trycka från" och då bör vågen visa mer. Korrekt svar i testet skall dock vara att vågen visar mer när man går ner på knä. Hur är detta möjligt?
/Martin F, Linköping

Svar:
Nej, du har rätt. När du är stilla visar vågen din vikt. Om du startar en rörelse nedåt så minskar normalkraften (reaktionskraften till denna är vågens utslag, se fråga 15642 ) något eftersom du behöver en nettokraft nedåt för att öka hastigheten. När du stoppar upp nedåtrörelsen blir normalkraften större, så att man får en bromsande nettokraft. När du är stilla eller om du rör dig med konstant hastighet visar vågen alltså din vikt, avvikelserna är när du accelererar.

Menar dom kanske att man skall ta hänsyn till att tyngdpunkten vid knästående ligger lite närmare jordens centrum så tyngdaccelerationen g (se fråga 12834 ) är lite större? Effekten är emellertid mycket mindre än mätnoggranheten för en våg.
/Peter E

Nyckelord: Newtons rörelselagar [21];

*

Kraft-Rörelse [19514]

Fråga:
Hej, jag har inte riktigt fått grepp om begreppet tröghet. Jag har därför en del frågor och hoppas att ni kan hjälpa mig med dem.

För det första: vad är skillnaden mellan tröghet och rörelsemängd?

För det andra: hur bevarar ett föremål sin rörelse bättre om den har högre hastighet? Jag menar, säg att en sten med massan 1kg har kastats. Den krockar med en annan sten i luften och påverkas då av kraften 10N. Den retarderar då med 1m/s^2. Och den skulle väl accelerera åt samma håll även om den stod stilla. Gör rörelsemängden någon betydelse?

Och en tredje fråga: utifall att det inte fanns någon tröghet, hur skulle det påverka kollisioner (matematiskt)?
/Mátyás B, Tumba gymnasium, Tullinge

Svar:
Tröghet är ett generellt och kvalitativt begrepp medan rörelsemängd är kvantitativt.

Tröghet definieras som motstånd mot rörelseförändring (Tröghet ).

Newtons första lag kallas även tröghetslagen, se fråga 17040 .

Rörelsemängd definieras i fråga 14476 .
/Peter E

Nyckelord: Newtons rörelselagar [21];

*

Kraft-Rörelse [19113]

Fråga:
Newtons första lag, tröghetslagen "En kropp förblir i vila eller likformig rörelse (konstant hastighet) om den inte påverkas av yttre krafter." Kan väl egentligen aldrig hända/testas? pga gravitation, all materia påverkar all materia hela tiden det bara är olika mycket beroende på hur avståndet och hur mycket materia det är.

Tack på förhand!
/Ludvig H, KMS, Kristianstad

Svar:
När vi vill betrakta Newtons första lag behöver vi begreppet inertialsystem.

Inertialsystem är koordinatsystem där Newtons första lag, tröghetslagen, gäller. Det betyder att krafter och accelerationer som eventuellt uppträder i beräkningar måste behandlas för sig. Alla inertialsystem är ekvivalenta och mekanikens lagar gäller i samtliga. (Inertialsystem )

Eftersom universum innehåller massa och eftersom tyngdkraften har oändlig räckvidd kan man tycka att det skulle vara svårt att helt undvika krafter. Det viktiga är emellertid inte att det inte får förekomma några krafter, utom att nettokraften är noll. En kula som ligger på ett bord påverkas av tyngdkraften och en lika stor motriktad normalkraft. Ett annat exempel är om en kropp befinner sig i fritt fall, så kan man låta den definiera ett inertialsystem:

... an observer confined in a free-falling lift will assert that he himself is a valid inertial frame, even if he is accelerating under gravity, so long as he has no knowledge about anything outside the lift. So, strictly speaking, inertial frame is a relative concept... (Inertial_frame_of_reference#Separating_non-inertial_from_inertial_reference_frames )

Det är alltså ganska lätt att skapa inertialsystem och bekräfta Newtons första rörelselag.

Se även fråga 17040 .
/Peter E

Nyckelord: Newtons rörelselagar [21]; inertialsystem [6];

*

Kraft-Rörelse [18405]

Fråga:
Hur kan vi undersöka Newtons rörelselagar och begrepp som klassisk mekanik och acceleration med våra nyfikna barn.
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Hej. Hur kan vi undersöka Newtons rörelselagar och begrepp som klassisk mekanik och acceleration med våra nyfikna barn. Vi har byggt kulbanor men skulle vilja ha tips på fler aktiviteter/experiment/ undersökningar kopplade till dessa rörelselagar. Gärna tips som kan genomföras både ute och inne. Med kroppen och med annat material.
/Maria L, Förskola, Bromma

Svar:
Maria! Bra idé att utnyttja barnens naturliga nyfikenhet! Det viktiga till att börja med är att utföra enkla experiment och försöka se samband. Fysikaliska lagar är ofta matematiska och teoretiska, och lämpar sig kanske inte för de yngsta. Dessutom kan vi fysiker aldrig svara på frågan varför? som barnen ofta ställer. Däremot kan man genom experiment och observationer se samband och beskriva hur?.

Länk 1 nedan ger lite tips om Lekplatsfysik och i länk 2 finns inbjudan till några Facebook-grupper modererade av Nationellt ResursCentrum för Fysik.

Just Newtons rörelselagar är ganska teoretiska och kanske lite svåra att realisera, se nedan. Att alla föremål faller lika fort (fritt fall och lutande plan) är ett enkelt faktum som också är svårt att visa eftersom luftmotstånd och friktion påverkar resultatet. Här är en demonstration som inte är helt enkelt att utföra: 13663 .

En pendel (gunga) är relativt lätt att experimentera med, se fråga 14065 . Man kan t.ex. kontrollera att perioden är oberoende av massan och hur perioden beror av pendelns längd.

Här är några frågor som behandlar vad fysik är och lite tips om vad man kan göra: 17691 , 15609 , 15378 och 12126 .

Newtons tre rörelselagar

1 En kropp förblir i vila eller i likformig rörelse så länge inga yttre krafter verkar på kroppen

Många tror att det behövs en kraft för att ett föremål skall röra sig. Stannar man motorn på en bil så stannar ju bilen efter ett tag. Men detta beror på att det finns bromsande krafter: luftmotstånd och friktion.

2 F = m*a

Detta är definitionen av kraft, F. Accelerationen a är proportionell mot kraften. Massan m är proportionalitetskonstanten.

3 Två kroppar, A och B, påverkar alltid varandra med lika stora men motriktade krafter

Denna lag kan vara svår att tolka. Man ritar in två motriktade krafter och tycker att eftersom de är motriktade och lika stora så tar de ut varandra. Men vad lagen säger är att A påverkar B med samma kraft som B påverkar A. A påverkas alltså av en kraft, kraften från B. Den moderna formuleringen på den tredje lagen är att i ett slutet system bevaras rörelsemängden (massa*hastighet, mv).

Som synes är det inte helt lätt att göra förståeliga experiment på Newtons rörelselagar. Men det finns massor av enklare experiment: Arkimedes princip (vad flyter), optik (reflektion, brytning), ljud (musikinstrument), färger (blandning av färger). På sidan under länk 1 finns några enkla mekanikexperiment.
/Peter E

Nyckelord: Newtons rörelselagar [21];

1 http://www.fysik.org/lekplatsfysik/
2 http://www.fysik.org/facebook

*

Kraft-Rörelse [18363]

Fråga:
Jag undrar hur ett föremål kan röra sig om varje kraft har en lika stor motriktad kraft?

En bil som är ute och åker påverkar vägbanan med en horisontell kraft bakåt från ett drivhjul, en motriktad horisontell kraft påverkar alltså även drivhjulet framåt från vägbanan.

Borde inte dessa krafter ta ut varandra och bilens hastighet vara = 0 ??
/Katharine E, Jensen, Stockholm

Svar:
Katharine! Ja, du har alltid ett par av motriktade och lika krafter, men de påverkar var sin kropp, se 15642 . Bilen påverkar vägen med en kraft och vägen påverkar bilen med en lika stor men motriktad kraft. Sett utifrån är summan av krafterna noll, men eftersom jordens massa är så stor ser man inte den lilla rekylen hos jorden som bilen orsakar.

Dessutom behöver inte bilens hastighet vara 0 bara för att kraften är 0, se fråga 17040 . När du kör med konstant hastighet på motorvägen är kraften som bilen utvecklar lika med friktionskraften (friktion i drivsystemet, däcken och luftmotstånd). Nettokraften är alltså 0 och det betyder enligt tröghetslagen att föremålet rör sig med konstant hastighet.
/Peter E

Nyckelord: Newtons rörelselagar [21];

*

Kraft-Rörelse [17040]

Fråga:
Förklara varför man flyger utåt när man åker fortare i en karusell?

Varför krachar inte alla planeter som kretsar runt solen mot den? Vad kommer att hända om planeternas tangentiala hastighet skulle reduceras till noll?
/sofia P, prins wilhelmgymnasium, flen

Svar:
Sofia! Pga tröghetslagen, Newtons första lag (tröghetslagen): En kropp förblir i vila eller i likformig rörelse så länge inga yttre krafter verkar på kroppen (Newtons_rörelselagar ). Se vidare frågorna 407 , 15990 och 15272 . Det naturliga är att man utan friktionskrafter fortsätter i tangentens riktning i stället för att följa golvets cirkelrörelse.

Därför att de har en hastighet vinkelrätt mot riktningen mot solen. Denna hastighet är anpassad så att planetens fall mot solen är precis lagom för att planeten skall fortsätta runt solen i en elliptisk bana. Om denna tangentiella hastighet minskas till noll skulle planeten falla rakt in i solen.
/Peter E

Nyckelord: Newtons rörelselagar [21];

*

Kraft-Rörelse [15987]

Fråga:
Hej! Vi är två tjejer som gjorde ett besök på experimentariumet i köpenhamn. Vi testade då en en sammankopplad gunga. Våra iakttagelser av gungan var att energi överförs från den ena gungan som är i rörelse till den andra via stången. Det gjorde att den ena gungan rörde sig med högre hastighet i förhållande till den andra. Vår fråga är då, Varför?
/Rebecca T, ProCivitas Privata Gymnasium, Helsingborg

Svar:
Hej tjejer! Även till synes enkla system kan uppvisa mycket komplext och ibland kaotiskt uppförande. Två identiska kopplade gungor uppför sig emellertid ganska enkelt. Det är trots detta inte så lätt att förklara vad som händer utan matematik, men vad gäller era kopplade gungor säger min gamla fysikbok (OLof Beckman, Fysik I) följande:

Kopplade svängningar.
Två system, t.ex. två pendlar med nära lika svängningstal, som påverkar varandra genom något slag av koppling, t.ex. en fjädrande förbindelse, ger svängningar som växelvis övergår från det ena systemet till det andra. Växlingen sker hastigare ju starkare kopplingen är.

Jag antar att experimentet ni gjorde liknar det i länk 1. Bilden nedan (från länk 1) visar uppställningen.

Om man drar i den ena pendeln och sedan släpper den så börjar den svänga fram och tillbaka. Relativt snart ser man att svängningens storlek (kallas amplitud) minskar och att den andra pendeln börjar svänga.

Vad som händer är att den rörliga pendeln drar i den orörliga med en period som motsvarar pendelns egenfrekvens - pendlarna har ju samma egenfrekvens. Det medför att den från början orörliga pendeln rör sig mer och mer. Samtidigt påverkas den från början rörliga pendeln av en bromsande kraft med en period motsvarade egenfrekvensen. Detta är en yttring av Newtons tredje lag om verkan och motverkan.

Kopplingen mellan pendlarna medför alltså att energin i pendelrörelsen (som för maxutslaget består helt av lägesenergi och i lägsta punkten helt av rörelseenergi) flyttar sig fram och tillbaka mellan pendlarna.



/Peter E

Nyckelord: Newtons rörelselagar [21];

1 http://www.exploratorium.edu/snacks/coupled_resonant_pendlm/index.html

*

Kraft-Rörelse [15870]

Fråga:
Varför känns det som om man pressas ner i sätet på en berg-och dalbana när den åker genom en dal, och varför känns det som man lättar från sätet när den åker över ett "berg".
/elin L, nya påvelundskolan, V.frölunda

Svar:
Elin! Av samma skäl som du dras åt höger i en vänstersväng och tvärt om. Eller att du pressas mot sätet när du accelererar bilen och dras mot vindrutan när du bromsar. Allt detta beror på den s.k. tröghetslagen (se fråga 15417) som säger att man måste ha en kraft för att åstadkomma acceleration. Acceleration är inte bara fartändring utan även ändring i rörelseriktning.

Om du knyter fast en sten i ett snöre och sätter snurr på den kan du känna att det hela tiden finns en kraft som vill dra din hand i riktning mot stenen. Den kraft din hand utövar, fortplantas via spänningen i snöret till stenen som tvingas röra sig i en cirkelbana. Men vad händer om du släpper snöret så att kraften försvinner (försiktigt så du inte träffar något!)? Jo, stenen fortsäter rakt fram i tangentens riktning.
/Peter E

Se även fråga 15417

Nyckelord: Newtons rörelselagar [21];

*

Kraft-Rörelse [15642]

Fråga:
Newtons tredje rörelselag och jämvikt
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Newtons tredje lag säger att varje kraft har en lika stor motsatt riktad kraft. Detta borde betyda att den totala kraften blir noll, dvs att jämvikt råder. Men puttar man på ett föremål med en viss kraft (från friktion bortses), så får ju föremålet uppenbarligen en rörelse, och då kan ju inte jämvikt råda. Har tittat på Wikipedias artikel om detta (Newton's laws of motion), men artikeln förklarar inte denna, som det verkar, "motsägelse" att Newton III innebär jämvikt, och ändå blir det rörelse hos kropparna.
/Mårten B, Uppsala

Svar:
Ibland formuleras Newtons tredje lag lite luddigt så att den är svårt att förstå. Den primära formuleringen i engelska Wikipedia (Newton's_laws_of_motion ) är

Whenever a particle A exerts a force on another particle B, B simultaneously exerts a force on A with the same magnitude in the opposite direction.
dvs
Två kroppar, A och B, påverkar alltid varandra med lika stora men motriktade krafter.
Här är det tydligt att partikel A påverkas av en kraft i en viss riktning och partikel B av en lika stor kraft i motsatt riktning. Om vi först betraktar hela systemet A+B, så tar krafterna mycket riktigt ut varandra. Det är precis som det skall vara - man kan inte lyfta sig själv i håret!

Partikel A påverkas av en kraft och kommer att röra sig i kraftens riktning. Partikel B påverkas av en lika stor kraft i motsatt riktning, så partikeln kommer att röra sig i motsatt riktning i förhållande till A. Detta är vad i vissa sammanhang kallas rekyl: kulan flyger ut ur geväret och geväret får en knuff bakåt. Anledningen till att kulan rör sig fortare är att den är mycket lättare än geväret.

Newtons tredje lag är alltså egentligen en följd av den lag vi använder i den moderna formuleringen av Newtons tredje lag: bevarande av rörelsemängd (massa*hastighet, mv) - Newton använde inte rörelsemängd i sin framställning.

Newtons tredje lag gäller för alla krafter: både för fotboll och för månens och jordens rörelse. En ivägsparkad fotboll påverkar spelaren som sparkar. Både jorden och månen rör sig i elliptiska banor kring den gemensamma tyngdpunkten. I båda fallen ligger den gemensamma tyngdpunkten stilla om vi inte har någon annan yttre påverkan.

Se även fråga 18363 .
/Peter E

Nyckelord: Newtons rörelselagar [21];

*

Kraft-Rörelse [15574]

Fråga:
Jag håller på att sätta mig in i Newtons tre lagar, och tycker att den tredje är svårast att förstå. Kan på Internet bara hitta lagen formulerad, ej ordentligt förklarad, alltså varför (t.ex. i termer av konservering) det är så som den säger att reaktionskraften är lika stor.

Jag kan förstå detta på ett ytligt plan om objekten i fråga är i vila i förhållande till varandra (tänk bok på ett bord - boken verkar med en kraft nedåt, bordet verkar med en lika stor kraft uppåt). Men om jag t.ex. påverkar en tung vagn med en kraft så att den börjar rulla, då borde det ju vara så att det bildades en nettokraft som gjorde att vagnen började rulla, dvs kraften som jag påverkar vagnen med är större än vagnens reaktiva kraft. Eller? Om jag har fel, varför har jag det och hur tänker jag fel?

Alltså: Gäller Newtons tredje lag även när kropparnas påverkan på varandra resulterar i en acceleration hos endera kroppen?
/Mårten B, Uppsala

Svar:
Mårten! Newton's_laws_of_motion ger bra och detaljerad information. Tredje lagen kan härledas från lagen om rörelsemängdens bevarande, som egentligen är mer fundamental: om rörelsemängden bevaras i ett system med, säg, två kroppar så måste krafterna ta ut varandra: två kroppars ömsesidiga påverkan på varandra är alltid lika stor och riktad åt motsatta håll, vilket är lag 3.
/Peter E

Nyckelord: Newtons rörelselagar [21];

*

Kraft-Rörelse [15417]

Fråga:
Det sies at "treghet" er en indre egenskap ved en gjenstand, som gjør slik at en gjenstand kan fortsette i fart selv om krafta som ble påført den, slik at de kom i fart, er sluttet å virke. hva er treghet? og har treghet en sammenheng med krafta som blir påført en gjenstand?
/Anne A, skånland vgs., studiespesialiserende

Svar:
Gjenstand är kropp på svenska. Ja, trögheten är en egenskap hos en kropp. Påverkan (acceleration) är proportionell mot den verkande kraften F och proportionalitetskonstanten är massan m:

F = m*a

Detta är tröghetslagen eller Newtons andra lag, se Newtons rörelselagar , Newton's_laws_of_motion och länk 1.
/Peter E

Nyckelord: Newtons rörelselagar [21];

1 http://sv.wikipedia.org/wiki/Tr%C3%B6ghet

*

Kraft-Rörelse [15131]

Fråga:
Vad är kraft?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Vad är kraft?
/Olivia G, vasaskolan, skövde

Svar:
Olivia! Nationalencyklopedin säger: kraft, intuitivt ett välbekant vardagsbegrepp, men bakom sinnesförnimmelserna en svårfångad abstraktion.

Wikipedias definition är lite mer konkret (se Kraft ): kraftbegreppet är en abstraktion inom fysiken för att förklara och beskriva orsaken till förändringar i ett systems rörelse.

Den grundläggande definitionen är att kraft är alla företeelser som ändrar en kropps rörelsemängd p = m·v:

F = dp/dt = d(mv)/dt = m·dv/dt = m·a

Det finns många olika sorters krafter. De fundamentala kraftverkningarna är gravitationskraft, den svaga kraften, elektromagnetisk kraft och färgkraften.

Sedan finns andra yttringar av kraft, t.ex. rekylkraft, friktionskraft och elastisk kraft. Se vidare Force .
/Peter E

Nyckelord: kraft [11]; Newtons rörelselagar [21]; rörelsemängd [14];

*

Kraft-Rörelse [14500]

Fråga:
Hej! Vi jobbar just nu med Newtons tre lagar, och andra lagen i synnerhet. I vissa av de texter vi läst, står det skrivet att lagarna gäller i s.k. "galileiska referenssystem", så vi undrar vad som menas med detta?
/Markus F, Kattegatt, Halmstad

Svar:
Galileiska referenssystem är system som rör sig med konstant och låg hastighet i förhållande till varandra. Man har då inga relativistiska effekter. Klockorna går lika fort och det klassiska uttrycket för addition av hastigheter gäller. Se vidare Newtons rörelselagar .

Länk 1 är en trevlig framställning av olika aspekter på relativitetsteori av Frank Borg. Fler artiklar finns under länk 2.
/Peter E

Nyckelord: Newtons rörelselagar [21]; relativitetsteorin, speciella [38];

1 http://fragelada.fysik.org/resurser/relativ.pdf
2 http://www.saunalahti.fi/~borgbros/artiklar/artiklar.htm

*

Kraft-Rörelse [14476]

Fråga:
Har diskuterat impuls. Att hastighetsändringen blir större när en kraft tillåts verka under en längre tid. Vi tyckte dock att det blev lite komplicerat när man jämförde ett föremål som är hårt med ett som är geleaktigt, dvs mycket formbart.

Det känns som att kraften får möjlighet att verka under en längre tid på det formbara jämfört med det mer stabila föremålet men att det ändå är så att hastigheten på det hårda föremålet blir större. Stämmer det? Hur förklarar men detta i så fall?
/Marianne A, Vuxenutbildningen, Karlskrona

Svar:
Inom klassisk mekanik, definieras rörelsemängd (SI-enhet kg·m/s) som produkten av ett objekts massa och hastighet. Rörelsemängd är en konserverad kvantitet i den betydelsen att den totala rörelsemängden för ett slutet system (ett som inte påverkas av yttre krafter) inte kan ändras.

Om vi skriver om Newtons andra rörelselag (Newton's_laws#Newton's_second_law ) får vi

F = ma = mdv/dt = d(mv)/dt = dp/dt

och om vi behandlar differentialer med en fysikers respekt

Fdt = dp

Ändringen i rörelsemängd är alltså proportionell mot kraften och mot tiden den verkar. Så långt är allt korrekt. Men vad är kraften? Antag att du påverkar föremålet med en stav som drivs fram på samma sätt varje gång. I staven har vi en dynamometer. En dynanometer är ett instrument för att mäta kraft, den kan t.ex. bestå av en fjäder.

Om föremålet vi puttar på är hårt är kraften maximal och föremålet kommer att accelereras maximalt. Om föremålet är geléaktigt får staven inte riktigt "tag" i det, och kraften blir mindre. Tänk på vad som händer om föremålet är extremt elastiskt - t.ex. luft. Då blir kraften noll (vi borser från stavens massa) och ingenting händer!

Se vidare rörelsemängd och momentum .
/Peter E

Nyckelord: Newtons rörelselagar [21]; rörelsemängd [14];

*

Kraft-Rörelse [14348]

Fråga:
Hej,jag skulle behöva hjälp med en uppgift: En 0,35 kg boll faller från 32 m, studsar och kommer upp 18 m. Den har kontakt med marken under 12,5 ms. Jag fick att energiförlusten blev ca 48 J, men det man ska räkna ut är medelkraften under själva studsen. Hur får man fram det? Medeleffekten kan man väl räkna ut genom P=W/t, men det hjälper väl inte? Snälla, svara snabbt!
/Johanna S, Norra Real, Stockholm

Svar:
Johanna! Ja, energiförlusten blir m*g*(h1-h2) = 0.35*9.81*14 = 48 J, men det hjälper dig inte. Vad du behöver göra är att räkna ut hur mycket bollens hastighet ändrar sig vid studsen och sedan tillämpa tröghetslagen F=ma.

Hastigheten nedåt nära marken blir eftersom mv2/2 = mgh

v1 = sqrt(2gh1) = sqrt(2*9.81*32) = 25.1 m/s.

Hastigheten uppåt precis efter studsen blir pss

v2 = sqrt(2gh2) = sqrt(2*9.81*18) = 18.8 m/s

eftersom bollen skall ha rörelseenergi för att flyga 18 m uppåt.

Ändringen i hastighet är alltså 18.8+25.1 = 43.9 m/s eftersom hastigheterna är motriktade. Eftersom kontakten med marken varade 12.5 ms, blir accelerationen 49.9*1000/12.5 = 3992 m/s2 (vilket motsvarar accelerationen 3992/9.81=407g).

Kraften blir då

F = ma = 0.35*3992 = 1397 N.
/Peter E

Nyckelord: Newtons rörelselagar [21];

*

Kraft-Rörelse [13811]

Fråga:
Laboration om tröghetslagen och friktion
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
I ett laboration som vi gjorde i skolan, vi skulle visa att Kraftekvationen gäller där vi använde tyngden av massan m för att sätta fart på vagnen med massan M. Med hjälp av två ljusportar bestämde vi vagnens hastigheter vid två tillfällen. Sedan bestämde vi värden på den accelererande kraften (dragkraften) samt produkten av massan och accelerationen. Vi fick då olika värden på kraften och produkten av massa och accelerationen. Min fråga är att vilket är förklaringen till avvikelsen mellan värden på kraften och produkten av massan och accelerationen??? Och hur kan man redovisa för de korrigeringar som bör göras??
/Sara H, Birgitta, Linköping

Svar:
Hej Sara!

Ni har gjort ett experiment för att undersöka tröghetslagen F=ma, Newtons andra rörelselag. Med de givna förutsättningarna väntar man sig idealiskt följande samband:

F = mg = (m+M)a

där mg är den accelererande kraften och m+M är massan som accelereras.

För det första är alla mätningar behäftade med osäkerheter (i bland oegentligt kallade fel). För försöket ni gjort kommer det sedan säkert in en systematisk felkälla: friktionen. Om ni kan mäta denna på ett oberoende sätt skulle ni kunna korrigera för den.

Möjligen skulle man till en del kunna få en uppfattning om friktionen genom att variera tyngden m. I en första approximation beror friktionen av M (proportionell mot normalkraften), och bör alltså bli av relativt mindre betydelse om m (och därmed kraften) ökas.

På min begäran skickade du följande mätdata (presentationen något modifierad):

  m (kg)      M (kg)      a (m/s2)    M/m
  0.04        0.353       1.01        8.83
  0.05        0.353       1.13        7.06
  0.02        0.353       0.468       17.7
  0.02        0.516       0.332       25.8
  0.02        0.580       0.224       29.0
  0.03        0.353       0.693       11.8
  0.03        0.522       0.481       17.4
Utan friktion väntar vi oss att accelerationen a ges av

a = g/(1+M/m)

Tar vi hänsyn till en friktionskraft f*M*g får vi

a = (g-f*M*g/m)/(1+M/m)

Detta samband är plottat i nedanstående figur för f=0.5 och 1%. Dina uppmätta data uppvisar lite spridning, men jag tycker att de stämmer relativt bra med kurvan för f=0.5%. Olika värden på M har markerats med olika symboler, men jag kan inte se någon systematik.

För att förbättra experimentet skulle man kunna ta fler mätpunkter för att få en bättre uppfattning om de tillfälliga mätfelen i bestämningen av accelerationen.



/Peter E

Nyckelord: Newtons rörelselagar [21]; friktion [44];

*

Kraft-Rörelse [13592]

Fråga:
Vad är levande kraften, rörelseenergi? Kopplas den på nåt sätt till Newtons första lag?
/Liliya L, Tycho Braheskolan, Helsingborg

Svar:
Jag tror inte Levande kraften är en allmänt accepterad synonym till rörelseenergi. Rörelseenergi är heller inte direkt nämnd i Newtons rörelselagar, se Newtons rörelselagar .

En partikels rörelseenergi (kinetiska energi) Ek är lika med arbetet partikeln kan utföra på grund av sin rörelse. Man kan härleda (rörelseenergi eller fråga 13327 ) att

Ek = mv2/2

där m är kroppens massa och v dess hastighet.

Se länkarna för artiklar på engelska resp. svenska om rörelseenergi.
/Peter E

Nyckelord: Newtons rörelselagar [21]; rörelseenergi [12];

1 http://science.howstuffworks.com/fpte9.htm

*

Kraft-Rörelse [13517]

Fråga:
Om man ställer en kaffekopp på en duk och drar duken långsamt framåt så följer kaffekoppen med varför? och om man rycker till i duken så stannar kaffekoppen kvar på bordet och du har duken i handen varför?
/Per P, Österängskolan, Kristianstad

Svar:
Därför att koppen genom sin massa har en viss tröghet. När du rycker snabbt i duken så räcker friktionskraften mellan duken och koppen inte till för att förflytta koppen nämnvärt. När du drar långsamt kan friktionskraften flytta koppen så den följer med duken. Pröva inte detta med mormors bästa kaffekoppar !

En mer formell fysikalisk formulering: om du drar långsamt är friktionskraften tillräcklig för att ge koppen tillräckligt acceleration för att följa med duken. Newtons andra lag säger att F = m*a. Om du rycker snabbt behövs högre acceleration a, vilket betyder att det behövs en större kraft F. Rycker du snabbt är denna erforderliga kraft F större än friktionskraften. Alltså hinner koppen inte med.
/Peter E

Nyckelord: Newtons rörelselagar [21];

*

Kraft-Rörelse [12393]

Fråga:
Om du har en hink med vatten så om du snurrar den upp å ner riktigt snabbt åker ju inte vattnet ut, varför?
/petar j, artediskolan, norrfors

Svar:
Pga Newtons första lag (se Newtons rörelselagar ): varje kropp förblir i sitt tillstånd av vila eller rörelse med konstant hastighet längs en rät linje, såvida inte krafter tvingar den att ändra sitt rörelsetillstånd. Armen och spannen "tvingar" vattnet att utföra en cirkelrörelse, medan vattnet hellre vill fortsätta i tangentens riktning. Vattnet utsätts alltså av en kraft in mot rotationscentrum, och denna kraft ger upphov till en cirkelrörelse. Om man snurrar tillräckligt fort, så är denna effekt större är effekten av tyngdkraften. Pröva inte experimentet inomhus - mamma blir inte glad om du misslyckas .
/Peter E

Nyckelord: Newtons rörelselagar [21];

*

Blandat [401]

Fråga:
Om jag hoppar inne i ett tåg, när jag då landar, landar jag då längre bak?
/

Svar:
Detta är en mycket bra fråga som många funderat över. Svaret på frågan gavs av italienaren Galilei i slutet av 1500-talet.

Om du hoppar rakt upp inne i tåget så landar du också på samma ställe (i tåget!) som du hoppade upp från. Tågets rörelse påverkar inte ditt hopp, sett ur ditt perspektiv. (Tåget måste gå rakt fram med konstant fart.) Sett från marken utanför tåget har du däremot rört dig i tågets riktning, eftersom du hade tågets fart framåt redan innan du hoppade upp i luften!

Det grundläggande förklaringen är Newtons första rörelselag, tröghetslagen (se Newtons_rörelselagar och Newton's_laws_of_motion ): Ett föremål förblir i vila eller i likformig rörelse så länge inga yttre krafter verkar på föremålet. Du påverkas inte av någon kraft i tågets rörelseriktning när du hoppar, därför kommer du ner på samma plats du hoppade upp. Du fortsätter alltså att även i luften färdas framåt med tågets hastighet. Däremot påverkas du av en kraft neråt, tyngdkraften, och det är denna som gör att du ramlar ner igen.

Försök: Du kan själv göra ett liknande försök genom att gå framåt och samtidigt kasta en boll rakt upp i luften.
/GO/Peter E

Nyckelord: Newtons rörelselagar [21];

*

Ämnesområde
Sök efter
Grundskolan eller gymnasiet?
Nyckelord: (Enda villkor)
Definition: (Enda villkor)
 
 

Om du inte hittar svaret i databasen eller i

Sök i svenska Wikipedia:

- fråga gärna här.

 

 

Frågelådan innehåller 7181 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-09-26 10:23:43.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.