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.

10 frågor/svar hittade

Kraft-Rörelse [19303]

Fråga:
Hej har läst igenom 19235 och 13327. Men är konfunderad.

Vi säger att jag har tyngden (70x10) = 700 N. Går jag upp för en 10 hög (och 5 meter lång trappa) har jag utfört arbetet W=700*10 = 7kJ

Om jag puttar en låda med kraften 50 N 3 meter har jag utfört arbetet = 50 x 3 = 150 J

Men om jag går helt vanligt (med min tyngdkraft 700 N) en sträcka på 10 meter, vilket arbete har jag ufört då? Och hur kan kan beräkna energin jag förbrukat?

För som jag förstått det utför man inget arbete om du inte puttar något? Samtidigt vet jag ju att det går åt energi för att gå en sträcka på 10 meter. Jag har ju tydligen inte utfört något arbete? Så vad har jag gjort? :) Detta är förvirrande för mig. Varför är det ett arbete om jag går upp för en trappa men inte om jag går på ex en fotbollsplan.

Vad är egentligen ett "arbete"?
/björn a, borås

Svar:
Jag tycker fråga 19235 och 13327 beskriver problemet ganska väl. Jag försöker göra det ännu tydligare då.

Vi utgår från definitionen på kraft, fråga 15131 , och arbete, fråga 13327 .

Om du förflyttar dig horisontellt utan förluster utförs inget nettoarbete. Förluster kan vara friktion då arbetet som går till att övervinna friktionen blir till värme. Om vi inte har någon friktion då? Jo, vi måste utföra ett arbete för att accelerera och få en rörelse i rätt riktning, dvs skapa rörelseenergi. Sedan måste vi stoppa vid målet. Detta kräver samma arbete som accelerationen, men formellt har detta negativt värde eftersom (broms)kraft och rörelseriktning är i motsatta riktningar. Om vi med 100% effektivitet kan återvinna rörelseenergin, så har vi nettoarbetet noll. Så arbetet du utför i praktiken är alltså för att kompensera för förlusterna - framför allt friktion och icke återvunnen rörelseenergi.

I fråga 13327 förklaras varför du blir trött av att hålla en väska med utsräckt hand trots att du inte utför något arbete.
/Peter E

Nyckelord: arbete [23]; kraft [11]; friktion [44];

1 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/work2.html

*

Kraft-Rörelse [16409]

Fråga:
I kursboken till Fysik A(Heureka) finns en uppgift där man ska rita ut krafter och reaktionskrafter på två personer som har dragkamp med ett rep. En följdfråga är hur någon kan vinna om krafterna på personerna är lika stora och motriktade. Svaret som ges är att friktionskrafterna mot underlaget är olika för de båda personerna. Allt det här köper jag, men min undran är var personernas respektive styrka kommer in i resonemanget? Man kan ju tänka sig ett scenario där man "sitter fast" i golvet och har repet fastlimmat i händerna? Den starkaste borde ju nu vinna, inte nödvändigtvis den med störst massa??
/Sara L, MET, Stockholm

Svar:
När dragkamparna står stilla är kraft och motkraft lika. När de rör sig är emellertid kraften i rörelseriktningen lite större. Det kan bero antingen på att ena sidans friktion är bättre eller helt enkelt att ena sidan är starkare.
/Peter E

Nyckelord: kraft [11];

*

Kraft-Rörelse [16325]

Fråga:
Vanligtvis blir det så att bara en del av kraften uträttar ett arbete när man drar en kälke eller något liknande. Vad händer med resten av kraften (den komposant som är vinkelrät mot sträckan)? Har den kraften någon positiv verkan eller är den bara bortkastad?
/Marianne A, Åkrahäll, Nybro

Svar:
Marianne! Komposanten vinkelrätt mot rörelsen tas ut av en lika stor motsatt riktad kraft. Det kan t.ex. vara normalkraften från marken. Kraften vinkerätt mot rörelsen behöver inte vara meningslös - den kan t.ex. ge upphov till friktion som t.ex. ger bättre väggrepp. Tänk på Downforce för en racerbil!

Se vidare fråga 13327 .
/Peter E

Nyckelord: arbete [23]; kraft [11];

*

Kraft-Rörelse [16252]

Fråga:
Hur mäter man kraften på ett föremål som ligger helt stilla på ett bord ?
/amanda f, stenstalid

Svar:
Amanda! Om föremålet ligger stilla så påverkas det inte av någon nettokraft. Om det påverkas av en kraft (t.ex. tyngdkraften) så påverkas det även av en lika stor motkraft från bordet, se bilden nedan från Wikimedia Commons. Motkraften är motriktad tyngdkraften, dvs riktad uppåt. Tyngdkraften kan mätas med en våg.

Om du petar på föremålet från sidan så är det friktionskraften som balanserar din kraft ända tills din kraft blir tillräckligt stor för att föremålet skall börja röra sig. Du mäter kraften med en dynamometer .



/Peter E

Nyckelord: kraft [11];

*

Kraft-Rörelse [15990]

Fråga:
Varför flyger man utåt om man åker fortare i en karusell som ser ut som Kättingflygaren på Gröna Lund?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Varför flyger man utåt om man åker fortare i en karusell som ser ut som Kättingflygaren på Gröna Lund?
/Johanna

Svar:
Johanna! Karusellen ser ut som den på bilden nedan från Chair-O-Planes .

För att sitsarna med (eller utan) passagerare skall röra sig i en cirkelbana erfordras en kraft riktad mot centrum. Denna s.k. centripetalkraft ges av

Fr = mv2/r

Om rotationshastigheten v ökar ökar radien r och vinkeln a mellan vertikalplanet och kättingen minskar för att centripetalkraften skall öka, se figuren nedan.

Det är två krafter som tillsammans orsakar nettokraften Fr (de två steckade krafterna i figuren):

1 Spänningen i upphängningskedjan FF riktad snett uppåt i kedjans riktning.

2 Tyngdkraften FG = mg riktad rakt nedåt.

Från triangeln med FF och Fr får man

tan a = Fr/FG

dvs

Fr = tana*FG = tana*mg

Men enligt ovan var ju

Fr = mv2/r

dvs

mv2/r = tana*mg

eller

v2 = r*tana*g

Vi ser för det första att sambandet inte beror av massan m.

Om avståndet från rotationscentrum till upphängningspunken är r0 blir radien

r = r0 + l*sina

där l är kedjans längd. Vi får alltså till slut sambandet

v2 = (r0 + l*sina)*tana*g

Vi ser att om hastigheten v ökar så måste även vinkeln a öka. Ekvationen ovan är svår att lösa exakt, men i appleten under länk 2 kan man variera parametrarna och se vad som händer.

Se Slagkraft - Naturvetenskap på Liseberg för mer om Kättingflygaren och andra Liseberg-attraktioner.

Se även Kättingflygare .



/Peter E

Nyckelord: centrifugalkraft [15]; kraft [11]; *nöjesparksfysik [12]; pendel, konisk [2]; centripetalkraft [10];

1 http://www.walter-fendt.de/ph14d/karussellmath.htm
2 http://www.walter-fendt.de/ph14se/carousel_se.htm

*

Kraft-Rörelse [15537]

Fråga:
Hur mäter man newton?
/Axel E, Sinntorp, Lindome

Svar:
Newton är SI-systemets enhet för kraft och den definieras med Newtons andra lag F=ma. 1 newton är kraften som krävs att accelerera massan 1 kg 1 m/s2. Enheten är alltså härledd från de grundläggande enheterna:

1 newton = 1 N = 1 kg*m*s-2.

Man kan mäta kraft med t.ex. en fjäder eller en annan sorts våg. Med en våg kan man jämföra en kraft med tyngdkraften mg på en massa m. För ett exakt resultat måste man veta det lokala värdet på g (c:a 9.81 m/s2) med stor noggrannhet.
/Peter E

Nyckelord: kraft [11];

*

Kraft-Rörelse [15286]

Fråga:
En hävstång fungerar ju så att för varje meter multpliceras tyngden. Varför blir det så?
/Robin P, Centralskolan, Åtvidaberg

Svar:
En hävstång är ett oböjligt föremål som används tillsammans med en lämplig vridningspunkt eller pivotpunkt för att öka eller minska den resulterande kraft som en påverkande kraft utövar i hävstångens andra ände. (Lever )

I djupaste mening kan man aldrig svara på varför-frågor i fysik. Det är helt enkelt som det är. Men man kan se samband och inse att olika observationer är vad man kallar konsistenta (inte är i strid mot varandra). När det gäller en hävstång så minskar den behövliga kraften när avståndet från rotationscentrum ökar. Avståndet över vilken kraften måste verka för att ge önskat resultat ökar emellertid i samma mån. Slutresultatet är att arbetet är oberoende av var på en hävstång kraften appliceras. För en ideal hävstång måste de vara så enligt lagen om energins bevarande. Antag att den behövliga kraften på avståndet 1 m är F och förflyttningsavståndet x. I så fall utförs arbetet

W(1 m) = F x

På avståndet 2 m krävs enlig hävstångslagen kraften F/2. Arbetet blir då

W(2 m) = (F/2)*2x = F x = W(1 m)

Arbetet är alltså oberoende av var kraften appliceras, men ju längre hävstång man har desto mindre kraft krävs. Hävstångslagen kan alltså ses som en yttring av lagen om energins bevarande.

En hävstång (nedanstående figur) kan, och den är stark och om man har en stadig anläggningspunkt, avändas för att åstadkomma mycket stora krafter. Man använder ofta en sorts hävstång för att lossa hårt dragna muttrar när man skall byta däck på bilen. Se vidare Lever .

Citat tillskrivet Arkimedes (c:a 287 fKr – 212 fKr, Archimedes ): Ge mig en fast punkt och jag skall rubba jorden.

Vridmoment
Produkten F*s där F är kraften och s är avståndet mellan kraftens anläggningspunkt och fixpunkten kallas vridmoment och mäts i Nm (kraften i N och avståndet i m).

Jämvikt hos gungbräda
Antag vi har en gungbräda som obelastad är i jämvikt. Om vi placerar massan m1 på ett avstånd av x1 från fixpunkten, var skall vi placera massan m2 för att få jämvikt?

Vid jämvikt skall vridmomentet på båda sidor vara lika. Kraften på massan m är m*g, så villkoret för jämvikt är

m1gx1 = m2gx2

eller

x2 = m1x1/m2



/Peter E

Nyckelord: kraft [11]; arbete [23]; vridmoment [7]; hävstång [5];

*

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 [13635]

Fråga:
Hej jag är egentligen för gammal och för det här men jag tar en chans ändå så här i juletider.

En iPod (det är en hårddiskbaserad mp3 spelare) skall enligt tillverkaren klara av g-krafter uppemot 500g (dvs. c:a 5000 m/s2)

Om man tar denna iPod och släpper den från en höjd som är 1m.

Då kommer den att få en sluthastighet som är:

v2=v(0)2 + 2gx= 0 + 2*10*1= 20

v=sqrt(20) m/s

Rörelsemängd: p = mv= 0,2 * sqrt(20)≈ 0,9 kg*m/s

Frågan är då när den träffar golvet eller asfalten vilken kraft kommer den att utsättas för?

Om man räknar att F=dp/dt och antar att dt är i storleksordningen 0,01-0,001 s så får man en enorm kraft. Hur stämmer mitt resonemang?
/Olof W

Svar:
Åldern spelar ingen roll, bara frågan är intressant!

Jag kan inte finna något fel i ditt resonemang. Eftersom tillverkaren talade om acceleration (g-krafter), så låt oss räkna ut vad accelerationen blir om uppbromsningssträckan (deformationen) är 1 mm:

Vi räknar ut hastigheten vid golvet genom att sätta rörelseenergin = den potentiella energin:

  m*v2/2 = m*g*h

Hastigheten strax före golvet blir

  v = sqrt(2gh)

Vid konstant deceleration (uppbromsning) är medelhastigheten

  vstop = sqrt(2gh)/2 = sqrt(gh/2)

Uppbromsningstiden t blir då

  t = sträckan/hastigheten = 0.001/vstop

Accelerationen vi uppbromsningen blir

  a = v/t = 2*vstop/(0.001/vstop) = 1000*vstop2 = 1000*(gh)

För höjden 1 m blir a

  a = 1000*(g) = 1000g.

Inte särskilt imponerade - spelaren tål alltså inte ens att ramla ner från ett bord! Vi har emellertid antagit att deformationssträckan är 1mm, vilket kanske är lite för lite - även golvet kan eventuellt deformeras.
/Peter E

Nyckelord: g-krafter [16]; kraft [11];

*

Kraft-Rörelse [13477]

Fråga:
Min lärare gick igenom tyngdpunkt och jag förstod inte hur tyngdpunkten kan ligga mitt i en badring. Där finns det ju bara luft.
/Malin F, Sandviken

Svar:
Malin! Det kan den även om det är svårt att förstå. Det är lättare att ta ett annat exempel först: en skivstång som tyngdlyftare använder. Tänk dig att du vill lyfta stången med en hand så att stången fortsätter att vara horisontell. Var skall du då ta tag? I mitten av stången, naturligtvis, för det är där tyngdpunkten finns.

Om du påverkar en kropp med en kraft som går igenom tyngdpunkten, så flyttar du kroppen utan att den vrider sig. För badringen måste du emellertid använda en mer generell och matematisk definition av tyngdpunkten (Masscentrum ):

Inom fysiken och dess tillämpningar är en kropps masscentrum positionen för det med avseende på delarnas massa viktade medelvärdet av beståndsdelarnas positioner. Positionen (relativt kroppen) för en kropps masscentrum är således en egenskap hos kroppen. Tyngdpunkten, å andra sidan, är den punkt där den resulterande kraften på en kropp som befinner sig i ett gravitationsfält kan anses angripa. Tyngdpunktens läge (relativt kroppen) beror således såväl på kroppens massfördelning som på egenskaperna hos det gravitationsfält kroppen befinner sig i, men i uniforma gravitationsfält sammanfaller båda punkterna.

Hoppas detta blev begripligt !
/Peter E

Nyckelord: kraft [11];

*

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 7179 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-09-20 12:13:24.


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
.