Transcript Tyngdkraft

Varför faller pennan mot marken?
Tyngdkraft
Varför faller inte pennan mot marken nu då den ligger
stilla på ett bord?
Normalkraft
Tyngdkraft
Vad påverkar pennan under resans gång när jag skjuter
iväg den över bordet?
Normalkr
aft
Niklas
muskelkra
ft
Friktionskraf
t
Tyngdkraft
Vad påverkar pennan under resans gång, den här
gången, när jag skjuter iväg pennan över bordskanten?
Niklas
muskelkra
ft
Normalkraf
t
Friktionskra
ft
Tyngdkra
ft
Luftmotst
ånd
Tyngdkraft
Vad händer med gummibandet?
Varför blir det så?
muskelkraft
muskelkraf
t
Med hjälp av kraften ändras föremålets form
Vilken del inom fysiken har vi studerat?
 Krafter förekommer överallt och av många olika
orsaker.
 Kraften är osynlig men vi ser vilka effekter den har.
Inom fysiken har ordet kraft en speciell betydelse:
En kraft är något som kan:




Skapa rörelse hos ett föremål
Ändra en rörelseriktning hos ett föremål
Bromsa ett föremåls rörelseriktning
Ändra formen på ett föremåls form
En kraft kan därmed skapas genom att:




Sätta ett föremål i rörelse
Ändra riktning på ett föremål
Bromsa ett föremål
Ändra ett föremåls form
FILM
FILM
 Isaac Newton upptäckte tyngdkraften på 1660-talet när
ett äpple föll ner i huvudet på honom.
 Gravitationskraft/dragningskraft
 Tyngdkraft som är jordens dragningskraft
 Friktionskraft
 Normalkraft/lyftkraft
 Muskelkraft
 Massan är hur mycket material föremålet innehåller.
 Massans enheter är gr, hg, kg…..
 Tyngd är en kraft (jordens dragningskraft på
föremålet) och mäts i enheten newton.
 Enheten för kraft är newton (N).
 1 N är ungefär lika med jordens dragningskraft på en
100-gramsvikt.
Tyngd
Massa
 Det behövs en kraft för att ändra hastigheten.
 Trögheten gör att ett föremål som är stilla vill
fortsätta att vara stilla och föremål som är i rörelse
vill fortsätta att vara i rörelse. Med andra ord,
viljan att behålla sitt tillstånd.
 Tröghet är ett motstånd mot att ändra hastigheten.
 Varje gång du åker bil och den tvärbromsar
fortsätter du framåt på grund av trögheten.
 Förhoppningsvis har du bilbältet på dig…
 Ju större massa desto större tröghet. Jämför cykel,
bil och långtradares bromssträcka.
 På grund av trögheten vill kroppen fortsätta i den
hastigheten bilen har före inbromsningen.
 Därför behövs en motverkande kraft som stoppar
rörelseriktningen på kroppen.
 Har du inte säkerhetsbälte som motverkande kraft
kommer du flyga rakt ut genom rutan!!
 Niklas På jorden
 Mali på månen
 Vikt= 90 kg
 Vikt=90 kg
 Tyngd= 900 N
 Tyngd= 150 N
www.ungafakta.se/stjarnorplaneter/?sida=/stjarnorpla
neter/himlakroppar/vikt.asp
Tyngdkraft:
Tyngdkraften påverkar all materia (sånt som finns och
väger något) på jorden. På så sätt hålls vi människor
kvar här på jorden och svävar inte iväg. På samma sätt
som ett föremål dras mot jorden dras även jorden mot
föremålet.
 Andra krafter:
Muskler, motorer och magneter kan också skapa
krafter. Friktionskraften är den kraft som håller emot
då man släpar exempelvis en låda på marken.
 http://www.youtube.com/watch?v=TkXAJHitPAY&fea
ture=related
Friktion är en motkraft till kraften som skapar
Rörelse.
Friktionskraften påverkas av
 Ojämnheter mellan föremålet och underlaget
 Tyngdkraften. Ju större tyngd, desto större
friktionskraft
 Friktion är till nytta (minskar halka, t.ex. mellan
bildäck och vägbana)
 Ibland vill man minska friktionskraften
 Friktion kan vara ett hinder
 I maskiner och motorer försöker man minskar
friktionen mellan de olika delarna.
 Man kan använda kullager
 Att använda olja som smörjmedel
 För att visa att ett föremål är utsatt för en kraft ritar
man en kraftpil.
 Ju större kraft desto längre pil. Man kan även skriva ut
hur stor kraften är. Kraft anges i newton (N).
Pilspetsen visar åt vilket hål kraften påverkar
föremålet.
20 N
 En kraft hålls alltid emot av en motkraft.
 Det finns ingen ensam kraft d v s för varje kraft som
verkar på ett föremål finns en lika stor och motriktad
kraft någonstans.
 Om jag trycker på ett häftstift mot en vägg med
kraften 100 N så utövar häftstiftet en lika stor kraft på
min tumme tillbaks. (det är den som gör ont)
 Var finns motkraften till tyngdkraften?
 Jorden påverkas av en lika stor kraft som du påverkas
av den.
 Isbana; du knuffar din kompis och det verkar en lika
stor motkraft tillbaka på dig.
 Simmar; du för vattnet tillbaka med en kraft,
reaktionen blir att vattnet för dig framåt (motkraft)
 Vattenslang; Vattnet pressas ut med en kraft, det
verkar en lika stor kraft tillbaka från vattnet på
slangen. (Därför dansar slangen om du inte håller i
den)
 Rekyl; Det kommer en motkraft från kulan på geväret.
Därför knuffas du bakåt. Inte lika långt som kulan pga
att kulan är mindre  massan har betydelse!!
 http://www.youtube.com/watch?v=cP0Bb3WXJ_k&fea
ture=related
 En hävstång är en stav, ett handtag eller liknande som
är vridbar kring en punkt.
 Med en hävstång kan man öka eller minska kraften.
Om kraften ökar, minskar rörelsen och tvärt om.
 Vid hävstänger är det oftast
två krafter som är viktiga för funktionen.
 Sax, balansvåg och gungbräde är exempel på
tvåarmade hävstänger. Var är vridningspunkten?
 En skottkärra, nötknäppare och pincett är exempel på
enarmade hävstänger. Var är vridningspunkten?
 Vridmoment eller kraftmoment är en krafts förmåga
att vrida en kropp kring en punkt.
 Vridmoment
t = F*r
Tryck



1.
2.

1.
2.
Tryck är den kraft som fördelas på en viss yta. Man kan ange detta i flera olika enheter
t.ex. bar, N/m2 och Pascal (Pa). 1 N/ m2 = 1 Pa.
Blaise Pascal var en fransk matematiker och fysiker på 1600-talet som givit namn åt
enheten för tryck.
Liten area = stort tryck
kan vara bra att veta så man ej går in med högklackat på furugolvet
har utnyttjats då vi tillverkat redskap som t.ex. nålar, knivar, spikar osv. för att de ska
fylla sin funktion.
Stor area = litet tryck
kan vara bra att veta om man ska ta sig fram i djup snö- snöskor eller skidor underlättar
och fördelar trycket på en större yta.
Bra att veta om du ska rädda någon ur en isvak. Ligg ner och fördela trycket på hela
kroppens yta.
Pascalfilm Sli
Tryck i vätskor
 Det tryck man upplever då man är i vattnet beror på vattnets




tyngd man har ovanför sig.
Ju djupare du kommer desto större vattenmassa har du ovanför
dig = högre tryck.
Det är högre tryck i havet en i sötvatten. I havet har vattnet högre
densitet (väger mer / volymenhet) och skapar då ett högre tryck.
Trycket är lika stort på hela kroppen.
Viktigt för dykare att inte gå upp till ytan för snabbt. Man kan då
drabbas av dykarsjuka p.g.a. för snabb tryck skillnad. Kan vara
nödvändigt att då ligga i en tryckkammare där man sänker
trycket successivt.
Tryck i vätskor
• Tryck finns i alla vätskor
• Hur djupt kan man dyka – dykarsjuka – dekompression
• Vattentorn - kommunicerande kärl
• Tryck leds i vätskor – hydraulik
• Flyta eller sjunka – densitetet avgör
• Vattnets lyftkraft – båtar
• Blodtrycket
Liten area ger högt tryck
Prova själv
Liten
Stor area
area
Högt
Lågt tryck
tryck
Tryck finns i alla vätskor
1000 liter
900 liter
800
liter
700 liter
600 liter
500
liter
400
liter
300
liter
200 liter
100 liter
1m
1m
Trycket under en vattenyta orsakas av det vatten som finns ovanför.
Ju djupare man kommer, desto större tryck blir det.
Tryck finns i alla vätskor
1m
Trycket under en vattenyta orsakas av det vatten som finns ovanför.
Ju djupare man kommer, desto större tryck blir det.
1m
Tryck finns i alla vätskor
Trycket under en vattenyta orsakas av det vatten som finns ovanför.
Ju djupare man kommer, desto större tryck blir det.
Tryck finns i alla vätskor
Trycket under en vattenyta orsakas av det vatten som finns ovanför.
Ju djupare man kommer, desto större tryck blir det.
1m = 1 ton
1000 kg
Eller 10 000 N
10000 Pa
Eller
10 kPa
10 m = 10 ton
100 000 N
100 kPa
Hur djupt kan man dyka – dykarsjuka –
dekompression
Den allra djupaste bemannade dykningen skedde
1960, då schweizaren Jacques Piccard och
amerikanen Donald Walsh tog sig ner till drygt
10 900 meters djup i Challengerdjupet i en så
kallad batyskaf (se Allt om Vetenskap 1-2005).
För så kallad scuba-dykning är rekordet 318,25
meter, satt av sydafrikanen Nuno Gomes i juni i
år.
När det gäller fridykning, alltså dykning med så
mycket luft man kan få med sig i ett enda
andetag, finns det en internationell organisation
vid namn AIDA som stöds av många fridykare.
Deras officiella rekord i klassen No Limits hålls
av österrikaren Herbert Nitsch och lyder på 172
meter och är satt utanför Kroatien. Han var då
under vattnet i 3 minuter och 45 sekunder.
Hur djupt kan man dyka – dykarsjuka –
dekompression
Vad är det?
Dykarsjuka är en sjukdom som kan
drabba både människor och djur som
har blivit satta under tryck och sedan
går tillbaka till mindre tryck igen.
T.ex. dykare och gruvarbetare. Den
kan visa sig i form av milda symptom,
såsom trötthet, kliande och
"skinrash". Eller som mer seriösa
symptom som t.ex. ovanlig svaghet,
Varför händer det?
yrhet, smärta i leder, medvetslöshet
När man trycksätter kroppen så bildas små bubblor i blodomloppet
och död.
Är man dock under tryck för länge och inte har tillräcklig
dekompression på vägen upp, eller om man har en för snabb
uppstigningshastighet. Då hinner inte kroppen "vädra ur" dessa
bubblor utan de blir istället större utav tryckminskningen (som
dykare vet så blir en bubbla på 30 m fyra ggr så stor på ytan). Dessa
bubblor samlas och bildar ännu större bubblor tillsammans. Detta
Tryck finns i alla vätskor
Trycket under en vattenyta orsakas av det vatten som finns ovanför.
Ju djupare man kommer, desto större tryck blir det.
Gravens maximala djup finns
i Challengerdjupet och ligger
11 024 m under havsytan.
En kvadratmeters yta på botten trycks
11 miljoner liter (kg) vatten ovanpå.
Trycket är alltså: 110 000 000 Pa
Man kan också säga att trycket är:
110 Mpa (megaPascal)
FILM
 Densitet handlar om hur tätt ett




ämne är.
Tänk dig att du har en vanlig tärning
och att du kan öppna den med ett
litet lock upptill. Tärningen är
ihålig.
En vanlig tärning är 1 cm3 stor. Det
betyder att varje sida på tärningen är
1 cm lång.
Om du exempelvis häller i vatten i
tärningen och sedan väger den, då
kommer du upptäcka att den väger
1g. Densiteten för vatten är alltså 1 g
/ cm3.
Alltså är densitet: Vad väger en liten
kubikcentimeter av ämnet.
Flyta eller sjunka – densiteten avgör
𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑒𝑡 = 𝑡ä𝑡ℎ𝑒𝑡
1 dm3
JÄRN
7,8 kg
1 dm3
VATTEN
1 kg
𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑒𝑡 =
𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎
𝑣𝑜𝑙𝑦𝑚
1 dm3
TRÄ
0,5 kg
Föremål flyter om det har lägre densitet än vätskan
Flyta eller sjunka – densiteten avgör
Trä flyter
1 dm3
TRÄ
0,5 kg
1 dm3
JÄRN
7,8 kg
Järn sjunker
Föremål flyter om det har lägre densitet än vätskan
Flyta eller sjunka – densiteten avgör
Tydligen sjunker järn. Varför flyter järnbåtar då?
Arkimedes princip
 Har fått sitt namn efter den grekiska fysikern och matematikern
Arkimedes.
 Arkimedes kom på varför vissa föremål flyter och varför vissa
sjunker. Detta gjorde han i badet och lär ha utbrustit ”Heureka”!
(jag har funnit det)
 Arkimedes princip = lyftkraften på ett föremål som är nedsänkt i
en vätska, är lika stor som den undanträngda vätskans tyngd.
 Ex: om du lägger i en sten i en spann med vatten upp till kanten,
kommer vatten motsvarande stenens vikt att rinna över kanten.
Vattentornet
 Idén med vattentorn har uppkommit genom
kunskapen om kommunicerande kärl.
 Kommunicerande kärl = vattennivån vill utjämnas så
nivån blir densamma i alla kärl.
 Genom denna effekt och att man placerar vattentornet
högre än de hus vattnet skall till så skapas ett högt
tryck som får vattnet att rinna i kranarna då vi skruvar
på dem.
 Trycket bildas efter som vattnet vill hålla samma nivå
överallt. Viktigt att vattentornet är högsta punkten!
Kommunicerande kärl
Vattentorn Vattentorn
- kommunicerande kärl
Tryck leds i vätskor – hydraulik
Tryck i gaser
 Den gasblandning vi framförallt lägger tyngdvikten på är trycket
i luft. Men principerna är de samma i de flesta gaser.
 Vi utsätts hela tiden för luftens tryck. Precis som trycket i vatten
är det tyngden av den massa som befinner sig ovanför oss i
atmosfären som utgör trycket på oss. Skillnaden är att i vattnet är
det vattnets tyngd och i luften är det luftens tyngd.
 Ju högre upp i atmosfären du kommer, desto lägre blir trycket.
T.ex. om du är uppe på en bergstopp kokar vattnet vid en lägre
temperatur än 100 grader. Detta p.g.a. att trycket på
vattenmolekylerna är mindre och då kan vattnet koka tidigare.
Länk
Hur uppkommer trycket i en gas?
 Oftast gör man jämförelsen mellan trycket inuti någon form av
behållare och det omgivande lufttrycket.
 T.ex. i olika däck så vill vi att det ska vara hårt och ”välpumpat”.
Då skapar vi ett tryck som är större än det omgivande lufttrycket.
 Det är molekylerna vi pumpar in i däcket som trycker ut däcket
p.g.a. deras rörelse.
 Desto fler molekyler desto större tryck. Om vi dessutom ökar
temperaturen så rör sig molekylerna snabbare och trycket ökar
ytterligare. Det är därför du kan uppleva att det är lite luft i
däcket om det helt plötsligt blir kyligt en natt. Molekylerna i
däcket rör sig långsammare  trycket minskar.
 Sammanfattningsvis: många molekyler i behållaren ger högt
tryck, högre temperatur ger ett högre tryck.
Övertryck
 Övertryck kallas det om trycket i en behållare är högre en det
omgivande lufttrycket.
 Exempel på behållare med övertryck är cykeldäck, ballonger,
gastuber och sprayflaskor.
 Viktigt att tänka på med övertryck är att visa behållare inte tål för
stort övertryck.
 Känsligt med t.ex. extrem värme hos gasflaskor eller sprayflaskor
vilket gör att molekylerna rör sig fortare och då ökar trycket.
Behållaren och gasen kan då explodera med väldig kraft.
Länk
Länk
Undertryck
 Här är trycket i behållaren lägre än det omgivande
lufttrycket.
 Behållaren drar eller knycklar ihop sig.
 Ett bra exempel där vi utnyttjat detta är såkallad
vakuumförpackning. Då drar vi ut all luft och syre ur
förpackningen. Detta för att t.ex. den mat vi har i
behållaren inte skall förstöras utan istället få en längre
hållbarhet. Syre krävs för att bakterier och övriga
organismer skall kunna leva!
 Att sänka temperaturen kan också skapa ett
undertryck.
Länk
Exempel på hur kunskapen utnyttjats och
påverkat vårt samhälle
 Vakuumförpackning  längre hållbarhet
 Sprayflaskor  mindre plats
 Flygplan Tryckskillnad mellan över och undersidan




på vingen skapar lyftkraft. Transporter. Dock
miljönegativt.
Däck  säkerhet, transporter
Vattentorn  billig transport
Bromssystem  säkrare och lättare
Dörrar  öppnas lätt och smidigt
Solsystemet
I vårt solsystem ingår nio stora planeter.
De roterar kring solen i ellipsformade banor.
Planeterna heter:
Merkurius
Venus
Jorden (Tellus)
Mars
Jupiter
Saturnus
Uranus
Neptunus
(Pluto)
Solsystemet
FILM
Planeterna ligger glest i rymden. Det ser man om vi förminskar
solsystemet så att jorden blir ett klot med diametern 3 meter.
3 meter
I denna skala får halva solsystemet plats inom
Sveriges gränser.
Neptunus
Med solen vid sydkusten hamnar
Pluto vid Treriksröset.
Uranus
Saturnus
Jupiter
Mars
Jorden (Tellus)
Venus
Merkurius
Solen
Jorden
Jorden roterar kring en tänkt axel som går genom Nord- och Sydpolen.
Jordaxeln lutar åt samma håll hela tiden. Detta ger oss de fyra årstiderna.
Hur det går till kan du se på filmen på nästa sida.
Vår
Sommar
Vinter
Höst
Årstiderna
FILM
Klicka här för att starta filmen
Jorden är den tredje planeten från solen räknat.
Jorden är unik genom att här finns flytande vatten på ytan
och en atmosfär med mycket syre.
Jordens inre
I jordens inre är temperaturen flera tusen grader.
I manteln är temperaturen
lägre, men tillräcklig för att
materian ska vara i ett
slags halvflytande tillstånd.
Jordskorpan är
10–50 km tjock.
Atmosfär
Jordskorpa
Mantel (övre)
Mantel (undre)
Yttre kärna (flytande)
Inre kärna (fast)
På ca 10 km höjd är
luften så tunn att vi inte
kan andas.
På dessa höjder är
det också kallt,
neråt –50 grader.
Månen
Vår måne är en stelnad himlakropp som saknar atmosfär.
Det tar 28 dagar för månen att gå ett varv kring jorden.
Under en månad ser vi månens olika faser.
Halvmåne
Nymåne
Fullmåne
Halvmåne
Nymånen är en tunn skära och vid fullmåne är månen ”rund som en ost”.
Solförmörkelse
Månen skuggar ibland delar av jorden. Vi får total solförmörkelse på
områden som ligger i kärnskugga. Delar som ligger i halvskugga får
partiell solförmörkelse.
Partiell solförmörkelse
Halvskugga
Solförmörkelse
Kärnskugga
Total solförmörkelse
Månens bana
Månförmörkelse
Jordens skugga kan också fall på månen. Då inträffar månförmörkelse.
Månförmörkelse
Månens bana
Halvskugga
Kärnskugga
Ebb och flod
Månen påverkar jorden med sin dragningskraft. Vi märker det genom
att havsvattnet på vissa områden på jorden har ebb och flod.
Ebb
Månen
Flod
Flod
Ebb
Vid ebb
”försvinner” vattnet
ut i havet.
Asteroider
I solsystemet
finns också
Dekm
flesta
finns
i ett
Asteroidernas
storleksmåplaneter,
varierar från asteroider.
1 km till 1000
tvärs
över.
bälte mellan Mars och Jupiter (asteroidbältet).
Stora asteroider har fått egna namn och några har till och med egna månar.
Asteroiden Gaspra
Asteroiden Ida och dess måne Dactyl
Kometer
Kometer är himlakroppar som rör sig i
banor som sträcker sig långt utanför
solsystemet.
En komet består av sten och is.
När de kommer i närheten av solen
förångas en del is. Detta syns som en
svans på kometen.
Kometen Kohoutek, fotograferad 1974.
I rymden finns också meteoroider.
Meteorid
Meteoroider,
meteorer och
meteoriter
De flesta som når jorden brinner upp i atmosfären och kallas då meteorer.
Meteor
Några brinner inte upp helt utan träffar jordytan som meteoriter.
Meteorit
År 1984 hittade vetenskapsmän en meteorit på
Antarktis. Den har kommit från planeten Mars.
Solen
Solen är ett glödande gasklot.
I solens kärna är temperaturen flera miljoner grader.
Temperaturen sjunker vid ytan till ca 5000 grader.
Kromosfär
Fotosfär
Kärna
Här kan
Från
solytan
du seslungas
hur stora
detdom
ut enorma
är jämfört
glödande
med Jorden.
gasmoln som kallas
protuberanser.
Ett annat fenomen på solytan är solfläckarna.
Vart 11:e år är antalet solfläckar maximalt.
Stjärnbilder
Under bra förhållanden kan man med blotta ögat se cirka 5000 stjärnor
på stjärnhimlen. Några som ser ut att ligga nära varandra har man sedan
lång tid tillbaka fört samman till stjärnbilder.
Karlavagnen och Orion är ett par välkända stjärnbilder.
Sammanfattning
Vårt solsystem består av solen,
nio stora planeter och deras
månar, samt ett stort antal
småplaneter, asteroider.
I solsystemet ingår också de
kometer som återkommer med
jämna mellanrum samt
meteoroider, av vilka några faller
ner på jorden som meteoriter.
Planeterna roterar kring sina
egna axlar och rör sig i
ellipsformade banor kring solen.
Jordaxeln lutar, vilket ger
upphov till våra fyra årstider.
När vår måne kommer i vägen
för solstrålarna uppstår
solförmörkelse. Är solen helt
skymd blir det total solförmörkelse; är den delvis skymd
är förmörkelsen partiell.
Solen är en av stjärnorna i
Universum. Stjärnor som ser ut
att ligga nära varandra på
stjärnhimlen förs samman till
stjärnbilder./
Hoppas du lärt dig ny kunskap =)