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.

7 frågor/svar hittade

Kraft-Rörelse [19587]

Fråga:
Varför pekar nosen på en bil som accelererar något uppåt?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Framdelen på en bil som accelerera snabbt pekar något uppåt, medan den i stället lutar neråt när bilen bromsar hastigt. Varför?
/Kadir S, Stockholm

Svar:
Därför att krafterna på hjulen har ett vridmoment med avseende på bilens masscentrum.

Låt oss först definiera vridmoment:

Begreppet vridmoment (Torque , vridmoment ) eller kraftmoment är en krafts förmåga att vrida en kropp kring en punkt. Vridmomentet t är proportionellt mot kraften F och mot momentarmen, det vill säga mot det vinkelräta avståndet r mellan kraftens verkningslinje och rotationscentrum. Vridmomentet med avseende på rotationscentrum är alltså:

t = F*r

SI-enheten för vridmoment är newtonmeter (Nm), se fråga 1157 .

För en standardbil ligger masscentrum (gul prick i bilden nedan, se fråga 13477 ), högre än hjulen. En accelererande eller bromsande kraft i hjulen kommer därför att skapa ett vridmoment som ger en rotation hos bilen. En bromsande kraft vill då rotera bilen moturs (nosen dippar) och en accelererande kraft vill rotera bilen medurs (nosen lyfts).



/Peter E

Nyckelord: vridmoment [7];

*

Kraft-Rörelse [19205]

Fråga:
Hur påverkar omkretsen på däck accelerationen av en bil? Går det snabbare att komma upp i låt säga i 50 km/h med samma bil och motor om den har olika storlek på säcken? Påverkar däckets bredd något med? (Tack för en fin webbsida!)
/Carl L, Stockholm

Svar:
Det är ett komplicerat problem, så man kan inte svara generellt. Det beror helt på var begränsningarna ligger. Är det friktion mellan däck/vägbana eller är det motorstyrka som är begränsningen? Om man ökar hjulstorleken behövs mer vridmoment men lägre varvtal för samma resultat (tänk på en flerväxlad cykel). Motorn har säkert ett optimalt varvtalsområde som man bör anpassa sig till.

En drag-racing bil har ju ganska stora drivhjul, vilket bör vara en fördel om motorn har ett stort vridmoment. En nackdel med större hjulradie är att tröghetsmomentet ökar - dvs det kostar mer att bara sätta fart på hjulen.
/Peter E

Nyckelord: vridmoment [7]; tröghetsmoment [8];

*

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 [14234]

Fråga:
En jämntjock 2.23 m lång planka är vridbar kring sin ena ände. Plankan hålls i horisontellt läge med en vertikal uppåtriktad kraft på 268 N. Kraften verkar 1.52 m från vridningspunkten. Bestäm plankans massa.

Får det till 39 kg varje gång... men Facit säger annat.. nämligen 37 kg.. Hjälp?! plz.

Samt en förklaring hur ni har räknat ut det om det inte skulle vara några problem.
/Mohammed K, Borgar, Malmö

Svar:
Vridmomentet för den uppåtriktade kraften är enligt uppgiften 268*1.52 = 407 Nm. Detta hålls i jämvikt av det nedåtriktade vridmomentet från plankans tyngd. Vi inför beteckningarna

plankans längd = L (=2.23 m)
plankans densitet = r
plankans tvärsnittsarea = A
plankans massa = m

Betrakta en liten skiva av plankan med tjocklek dx på avståndet x från fixpunkten. Massan för denna är dm=dx*A*r. Momentet från skivan blir då

dm*x*g = dx*A*r*x*g

Vi integrerar detta från 0 till L och får

momentet = Int(x*dx)*A*r*g = (L2/2)*A*r*g = (L/2)*L*A*r*g = (L/2)*m*g = 407 Nm

Vilket ger

m = 407*2/(L*g) = 407*2/(2.23*9.81) = 37.2 kg

så svaret i facit är korrekt. Jag vet inte vad du kan ha gjort för att få svaret 39 kg .
/Peter E

Nyckelord: vridmoment [7];

*

Kraft-Rörelse [7380]

Fråga:
jag undrar vad vridmoment är vi ha prov på onsdag och alla förklaringar är så konstiga om massa bilar och motorer. jag skulle gärna vilja ha en lite lättare förklaring om det går så kan den vara lång jag ska i då fall skriva ut svaret och träna på till provet- jag skulle bli jätteglad om jag fick ett lättförståligt svar.
/jenny h, frruängsskolan, stockholm

Svar:
Vridmomentet kommer in när du cyklar. Du trycker med en viss kraft (f) på pedalen, som befinner sig på ett visst avstånd (d) från trampaxeln. Vridmomentet är då fd, enheten är Nm (Newtonmeter).
/KS

Nyckelord: vridmoment [7];

*

Kraft-Rörelse [7265]

Fråga:
Hej! har några frågor angående lock på glasburkar. Först och främst undrar jag hur mycket kraft som krävs för att öppna locket (på en ny förpackning) och sedan undrar jag om det bara är vakuumet som gör burken svåröppnad. Hur stort är vridmomentet som krävs för att lossa på locket, och hur räknar man ut det? Tack på förhand!
/Caroline A, Perstorp

Svar:
Det är två saker som gör det svårt att vrida burklocket. Dels är det undertrycket som du nämner, dels är det startfriktionen, alltså att locket "sitter fast". Det senare gör att det knappast går att räkna ut vridmomentet.

Tänk ut ett sätt att mäta vridmomentet.
/KS

Nyckelord: vridmoment [7];

*

Energi [1157]

Fråga:
Är newtonmeter en korrekt enhet för moment?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Är newtonmeter en korrekt enhet för moment? En vaken elev påpekar att det ju är samma enhet som för arbete. Moment är ju en kryssprodukt och således är arbetet noll, men hur förklarar man det? Finns det någon enhet som så att säga inkluderar det faktum att sträckan och kraften är vinkelräta?
/markus y, vallhamraskolan, partille

Svar:
Du har rätt. Detta är ett av ovanliga fall då två helt olika fysikaliska storheter, nämligen vridmoment och arbete har samma enhet. Det finns inget direkt samband mellan dem.

Man kan jämföra effekten som behövs för att dra ett föremål (=kraft*hastighet) med den effekt som krävs för att vrida ett hjul (=vridmoment*vinkelhastighet)

För att undvika missförstånd kan man använda enheten joule för arbete och newtonmeter för vridmoment.

Tillägg augusti 2011 (lpe):

Båda storheterna är kraft*sträcka. Problemet är att båda de ingående storheterna är vektorer, dvs de har både längd och riktning. Det betyder att även den relativa riktningen har betydelse. Energi är kraft*sträcka i samma riktning. Vridmoment är kraft*sträcka vinkelrätt mot varandra. Detta är inget arbete.

Sen utför man förstås ett arbete om man driver ett hjul runt. Arbetet är kraften*sträckan, men i detta fallet är sträckan vägen längs cirkelbanan, dvs kraften*(2pi*r) där r är angreppsradien.

För de matematiskt bevandrade är vridmomentet kryssprodukten och arbetet skalärprodukten av kraft och sträcka. Vridmomentet är alltså en vektor (vinkelrät mot både kraften och radien) medan arbete är en skalär, dvs saknar riktning.

Se vidare Torque
/GO/lpe

Nyckelord: vridmoment [7]; arbete [23];

*

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 7168 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-07-06 14:08:20.


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
.