Hur man får fram kn

Inledning

I begynnelsen från denna lektion (avsnitt 1 &#;Kraft&#;för Fysik 1 pratade oss primär ifall krafter. oss tittade vid gravitationen, normalkrafter samt andra krafter likt verkar inom identisk riktning alternativt noggrann motsatt riktning. för tillfället bör oss utöka våra kraftkunskaper mot för att behärska hantera &#;krafter åt varenda håll&#;, dvs.

situationer var krafterna verkar inom flera olika riktningar. oss kommer även för att reflektera ovan hur enstaka gungbräda fungerar samt varför tjuven kunna nyttja ett kofot mot för att bända upp dörren.

Tips: Detta segment innehåller lite elementär trigonometri (Matematik 4) därför angående detta existerar främmande rekommenderas för att ni tar enstaka titt vid den länken.

Tips: Studera Smart!

Vissa från uppgifterna inom din lärobok existerar ordentligt kluriga kring dessa ämnen/kapitel. ni bör därför ej lägga alltför många period vid dem svåraste delarna inom din kursbok, då detta antagligen kommer stycken data ifrån detta avsnitt vid nationella provet. ni bör dock självklart behärska dem flesta uppgifterna, samt oss äger därför tagit tillsammans några modell vilket oss tycker existerar bra.

Kraftkomposanter

Att sätta ihop olika krafter

Redan inom avsnitt 3 pratade oss ifall för att man kunde ersätta flera krafter tillsammans med enstaka resulterande kraft.

oss bör spinna vidare vid detta.

I bilden nedan besitter oss Stina samt Pelle likt släpar enstaka berg genom för att dra inom varsitt rep. Nedan existerar kraftriktningarna ritade:

Nu bör oss titta ifall oss är kapabel erhålla ihop dessa krafter mot enstaka gemensam resulterande kraft. ni utför detta genom för att rita ett kraftparallellogram:

Vi kallar dem krafter såsom Stina samt Pelle drar med(de vilket oss sedan sätter ihop mot ett resulterande kraft) till kraftkomposanter.

Att dela upp inom kraftkomposanter

På motsvarande vis kunna man dela upp enstaka kraft inom dess kraftkomposanter genom för att dela upp kraften inom enstaka vertikal komposant samt enstaka horisontell komposant.

oss visar tillsammans bilden nedan:

Exempel 1

Gör en modell var kraftkomposanter bör delas upp inom resulterande kraft

Lösning

Svara vid uppgiften

Svar: Svara vid uppgiften ifall ni äger några värden vid krafterna

Exempel 2

Gör en modell var enstaka resulterande kraft bör delas upp inom kraftkomposanter.

Lösning

Svara vid uppgiften

Svar: Svara vid uppgiften ifall ni äger några värden vid krafterna

Exempel 3 (svårare dock viktigt)

Glada Gustav gård skidor nedför enstaka backe tillsammans med lutningen 20 grader.

Hur man mäter krafter

han balanserar tillsammans med utrustning 50 kg. Bestäm normalkraften samt friktionskraften. Gustav varken ökar alternativt reducerar sin hastighet samt oss beräknar ej tillsammans luftmotståndet.

Lösning

Det kluriga tillsammans med den på denna plats uppgiften existerar egentligen för att bena ut vilka krafter vilket påverkar den glade Gustav samt hur dessa existerar riktade.

oss vet för att tyngdkraften påverkar honom noggrann rakt ner samt oss vet för att denna kraft existerar vid ungefär N().

Observera för att tyngdkraften existerar riktad rakt ner mot jordens medelpunkt, alltså ej vinkelrätt tillsammans backen. Tyngdkraften kommer för att utföra numeriskt värde saker; dra Gustav nerför backen, samt dra Gustav mot underlaget.

Detta förmå framträda genom för att dela upp tyngdkraften inom komposanter:

Som ni ser drar den lodräta kraftkomposanten(F₁) Gustav ner mot marken. eftersom han ej sjunker genom marken måste detta finnas ett lika massiv motriktad kraft liksom drar honom uppåt. Detta existerar normalkraften. Kraftkomposanten F₁ existerar alltså lika massiv liksom normalkraften.

Den horisontella kraftkomposanten(F₂) kommer för att dra Gustav nedför backen, dock eftersom han håller enstaka konstant hastighet måste detta finnas enstaka motriktad kraft såsom bromsar honom.

Detta existerar friktionskraften. Kraftkomposanten F₂ existerar alltså lika massiv likt friktionskraften.

Med lite trigonometri liksom oss ej går in vid på denna plats därför förmå man erhålla fram för att ifall backens lutning existerar 20 grader sålunda existerar även vinkeln mellan tyngdkraften samt dess kraftkomposant F₂ 20 grader, i enlighet med bilden:

Nu är kapabel oss tillsammans med korrekt lätt trigonometri erhålla att:

Friktionskraften existerar lika massiv likt F₁, alltså ungefär N

Normalkraften existerar liksom redan nämnt lika massiv likt F_2,alltså ungefär N.

Svar: Friktionskraften existerar ungefär N samt normalkraften existerar ungefär N.

Kraft samt arbete

Nu kommer ännu en term såsom oss existerar bekanta tillsammans sedan tidigare, nämligen jobb (Energi inom Fysik 1)

Först kommer enstaka repetition från vilket jobb existerar, sedan bör oss fördjupa oss lite.

När oss inom fysikens planet pratar angående jobb menar oss ej då ni står inom kassan vid Ica alternativt dylikt.

Nej, på denna plats syftar oss egentligen vid då något använder enstaka kraft till för att förflytta något.

I fysiken behöver man ofta mäta krafter

säga exempelvis för att ni lyfter enstaka handbagage 1 meter upp. då ni fullfölja detta säger man för att ni utför en arbete.

Men hur stort blir arbetet? Man kunna ju enkelt konstatera för att detta existerar jobbigare för att lyfta enstaka tyngre bärutrustning än enstaka enklare. detta existerar även jobbigare för att lyfta väskan 2 meter upp inom luften än 1 meter.

Dessa numeriskt värde faktorer bör alltså påverka hur stort arbetet blir. detta existerar även således för att arbetet ökar tillsammans belastningen samt förflyttningen i enlighet med sambandet:

I denna formel () till sysselsättning, () till kraften samt () på grund av förflyttningen.

Enheten existerar Nm(newtonmeter) alternativt Joule(J) likt existerar noggrann identisk sak.

Nytt angående arbete

Tidigare besitter oss titta vid jobb då kraften liksom utför arbetet äger noggrann identisk riktning liksom förflyttningen.

för tillfället tänker oss oss istället för att kraften existerar inom ett lite ytterligare riktning, oss visar detta nedan.

I bilden nedan drar lilla Olle vid sin fina vagn. denne besitter en rep likt han drar vagnen tillsammans samt kraften han drar tillsammans med besitter identisk riktning såsom repet.

Nu bör oss titta vid hur stort sysselsättning Olle utför då denne drar vagnen.

oss äger ju tidigare sagt för att en sysselsättning endast utförs angående kraften existerar riktad sidled tillsammans med rörelseriktningen. oss kunna dela upp Olles kraft vid vagnen inom enstaka vertikal samt enstaka horisontell komposant. Den horisontella komposanten existerar riktad åt identisk håll såsom vagnen rör sig, samt detta existerar denna kraft vilket utför en arbete.

Exempel

Nu tittar oss vid hur stort arbetet blir.

oss säger för att Olle drar vagnen i enlighet med figuren nedan. Hur stort jobb uträttar denne ifall han drar vagnen meter vid strategi mark.

Lösning

Vi delar ursprunglig upp kraften inom komposanter samt är kapabel tillsammans med trigonometri räkna ut den horisontella komposantens(F_H) storlek:

Sträckan Olle drar vagnen existerar meter.

Svar: Han uträttar en jobb vid J.

Kraftmoment

Nu bör oss äntligen titta vid varför tjuven är kapabel bända upp ett port tillsammans med kofot, hur gungbrädan fungerar samt hur ni tillsammans med en simpelt spett kunna flytta vid stora stenar.

detta gemensamma på grund av samtliga dessa situationer existerar för att något vrider sig. detta kunna existera dörren, axeln såsom gungbrädan står vid alternativt stenen. Kraftmomentet ger denna vridning, vilket oss nedan kommer för att se.

Vi bör börja tillsammans för att tänka oss nästa scenario:

Det plats enstaka rysk, ett tysk samt ett Bellman likt skulle titta vem liksom fanns starkast.

till för att utföra detta skulle dem flytta vid enstaka berg.

Kilonewton (massa) = Kilo

Ryssen samt tysken försökte lyfta stenen dock kunde ej rubba den. Sedan kom Bellman! han drog fram en spett samt kunde utan bekymmer bända försvunnen stenen genom för att köra in spettet beneath den.

Detta möjligen ej fanns den maximalt fyndiga Bellman-vitsen, dock den tjänar väl likt modell vid kraftmoment. Rent intuitivt är kapabel man tänka sig för att ju längre ut Bellman håller vid spettet desto enklare blir detta för att flytta stenen.

Detta beror vid för att spettet blir ett hävarm. enstaka längre hävarm kommer för att utföra för att oss får en större kraftmoment. Kraftmomentet utför för att stenen vrider sig samt rullar försvunnen. Stenen rullar runt sin vridningsaxel.

Oj, idag blev detta lite många vid ett gång, oss reder ut begreppen igen:

1. Kraftmomentet ger föremålet den påverkar enstaka förmåga för att vrida sig.

Ju större kraftmoment, desto hellre önskar föremålet vridas.

Skriv in antalet Kilonewton (kN) du vill konvertera i textrutan, för att se resultaten i tabellen

Bellman fick stenen för att vridas (rulla).

2. Vridningsaxeln existerar den axel en objekt vrider sig runt då detta roterar. ifall ni öppnar enstaka port kommer gångjärnen för att vridas således för att kurera dörren vrids.

Då existerar gångjärnen vridningsaxeln.

3. Hävarmen existerar avståndet ifrån kraften såsom påverkar föremålet, mot föremålets vridningspunkt. inom Bellmans fall existerar detta raka avståndet ifrån den punkt var spettet påverkar stenen(vridningspunkten) mot den punkt var Bellman trycker ner spettet tillsammans sina händer.

Formeln på grund av kraftmoment är:

I denna formel står () till kraftmomentet, detta önskar yttra detta liksom utför för att en objekt liksom påverkas från kraftmomentet önskar vrida sig.

() står inom denna formel på grund av hävarmen samt () till kraften likt påverkar föremålet.

Exempel

Ange kraftmomentet likt Bellman lyckas nå inom den situation oss besitter nedan:

Lösning

Kraften existerar N.

detta oss måste ta reda vid existerar hu utdragen momentarmen blir. oss fullfölja detta genom för att dela in längden från spettet inom enstaka horisontell samt ett vertikal komposant i enlighet med bilden nedan:

Det existerar den horisontella längdkomposanten inom bilden liksom utgör hävarmen eftersom detta existerar detta kortaste avståndet ifrån vridningspunkten mot kraften.

Med trigonometri är kapabel man erhålla för att denna är:

Okej, ifall hävarmen existerar och kraften existerar så förmå oss säga:

Notera för att man inte någonsin använder enheten Joule då man pratar angående kraftmoment då detta term existerar något helt annat än energi.

Rotationsjämvikt

Nu besitter oss tittat vid hur stenen förmå flyttas samt bör raskt vandra vidare mot gungbrädan.

då ni fanns små möjligen detta hände för att din far gungade tillsammans dig vid gungbrädan. Ni kunde gunga fastän denne plats många tyngre samt borde utföra för att ni existerar fast upp inom luften. på grund av för att undvika denna ytterst beklagliga situation väljer din far då för att nyttja kraftmomentet samt sätta sig längre in vid gungbrädan. Ju längre in han sätter sig, desto mer faller din sektion från gungbrädan ner.

inom en visst läge existerar ni bägge inom luften. inom detta läge besitter ni uppnått rotationsjämvikt.

Bäst för att oss reder ut begreppet rotationsjämvikt. då ni samt din far gungar vid gungbrädan kommer ni för att påverka vridpunkten vid gungbrädan tillsammans varsitt motriktat kraftmoment. nära rotationsjämvikt kommer era kraftmoment för att existera lika stora samt gungbrädan kommer ligga ner helt still.

Hur går detta till?

Din far balanserar mer än dig, dock eftersom denne sitter närmare gungbrädans vridpunkt kommer hans hävarm för att bli mindre.

Detta utför för att ni påverkar gungbrädan tillsammans lika stora kraftmoment, fastän olika riktade. Detta förmå tecknas tillsammans med ett formel:

eller

Exempel

Vi bör idag räkna vid gungbrädor samt annat skoj. ni samt din far gungar alltså vid brädan i enlighet med figuren nedan.

Räkna snabbt ut vanliga kraftmått med hjälp av DigiKeys omvandlingsräknare för kraft

Hur långt ifrån gungbrädans mittpunkt bör din far sitta ifall ni bör att nå ett mål eller resultat rotationsjämvikt?

Lösning

Vi börjar tillsammans med för att titta vid dem kraftmoment liksom ni samt din far påverkar gungbrädan med.

Du påverkar den med:

Du påverkar brädan tillsammans med kraftmomentet Nm.

Din far påverkar den med:

Din pappas kraftmoment vid brädan existerar

Vid rotationsjämvikt gäller att:

Alltså är:

Svar: Din far bör sitta 0,75m ifrån brädans mittpunkt, alternativt vridningspunkt.

Translationsjämvikt

Nu vet oss hur enstaka gungbräda fungerar, ett fantastisk förståelse liksom retar nyfikenheten!

oss lämnar dina barndomsår, samt ni besitter planta upp mot din nuvarande ålder. ni samt din far umgås kvar dock den på denna plats gången bör ni istället snickra. Ni bör såga från enstaka utdragen planka samt lägger den vid numeriskt värde bockar.

Då träffar tanken dig för att detta möjligen existerar någon sorts balans likt besitter uppkommit, samt därför existerar det! Plankan besitter uppnått translationsjämvikt!

Vi bör reda ut detta term tillsammans med bilden nedan:

Som oss ser inom bilden ligger brädan stilla vid sina bockar.

Detta tyder vid för att krafterna likt påverkar den tar ut varandra. Krafterna existerar tyngdkraften liksom verkar ifrån brädans tyngdpunkt samt dem numeriskt värde normalkrafterna liksom verkar vid brädan ifrån bockarna. Detta ger translationsjämvikt.

Translationsjämvikt existerar då samtliga krafter liksom påverkar en objekt tar ut varandra.

inom exemplet ovan tar normalkrafterna ut tyngdkraften.

Vi är kapabel dock konstatera ett sak mot inom exemplet ovan, nämligen för att detta råder rotationsjämvikt eftersom plankan ej roterar. Kraftmomenten måste alltså artikel lika stora åt bägge håll.

Jämviktsvillkor

1. varenda krafter måste ta ut varandra.

dynamometern

Resultanten existerar alltså 0.

2. detta råder rotationsjämvikt, vilket innebär för att kraftmomenten tar ut varandra.

Exempel

Detta modell existerar taget direkt ifrån fysikboken Heureka! samt existerar numrerad liksom

Beräkna krafterna, såsom bockarna utövar vid brädan inom figuren, ifall brädan balanserar 7,1kg.

Lösning

Vi söker efter normalkrafterna(N₁ samt N₂).

eftersom detta råder translationsjämvikt vet oss att:

Dessutom vet oss för att detta råder rotationsjämvikt eftersom brädan ej rör sig:

Detta är kapabel även tecknas likt att:

Nu kunna oss sätta ihop en fint ekvationssystem:

Vi förmå nedteckna ifall ekvation (1) till:

Nu ersätter oss i ekvation (2) tillsammans

Nu utför oss lite omskrivningar:

Vi ersätter med i ekvation (1) samt får:

Svar: Den vänstra bocken utövar normalkraften 30N vid brädan medan den högra utövar normalkraften 40N vid brädan.