Transcript Kraft och tryck

KAPITEL 6
KRAFT OCH TRYCK
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
KRAFT
• Under denna kapitel skall vi kunna:
• Vad är en kraft och vilken enhet man
mäter den i.
• Vad är tyngdkraft?
• Vad är en motkraft?
• Vad är tyngdpunkt och stödyta.
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
VAD ÄR EN KRAFT?
• Isaac Newton upptäckte gravitationskraft på
1600 talet.
• Newton funderade på varför ett äpple faller rakt
mot jorden medan månen snurrar runt jorden.
• Han upptäckte att det är samma kraft som håller
jorden månen och planeterna på plats, som
äpplet att falla till marken.
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
KRAFT OCH MOTKRAFT
• Om du ska putta på en vägg använder du din
muskelkraft. Samtidigt märker du att väggen
trycker med en motkraft mot dig.
• Till varje kraft finns en motkraft.
• Ett exempel på motkraft är när bränslet brinner i
en raket. Då trycks varma gaser neråt, men
samtidigt blir det en motkraft uppåt. Det motkraft
som gör att raketen lyfter.
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
KRAFT OCH MOTKRAFT
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
TYNGDKRAFT OCH GRAVITATION
•
Newton upptäckte att det finns gravitationskraft,
eller dragningskraft, mellan alla föremål som har
en massa.
•
Jorden påverkar oss med gravitationskraft. Vi
påverkar också jorden med en gravitationskraft,
men den är väldigt svag.
•
Hur stark dragningskraften är mellan två saker
beror på deras massa och avståndet mellan dem.
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
TYNGD OCH VIKT
• Vikt är samma sak som massa. Det
är mått på hur mycket materia det
finns i ett föremål.
• Tyngd är samma sak som tyngdkraft
som drar i föremålet.
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
ENHETEN NEWTON
• När man mäter krafter använder man en dynamometer.
• Krafterna mäts i enheten newton (N), efter mannen som upptäckte tyngdkraft.
• Om man hänger en massa med 1 kg på en dynamometer, visar den 10 N.
Man kan räkna ut tyngdkraft genom:
Tyngdkraft = massan * 10
• Med en massa på 7 kg visar dynamometer 70 N.
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
ENHETEN NEWTON
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
LÄXA
• Vad är en kraft och en motkraft?
• Vad är tyngdkraft för ngt?
• Vad är det för skillnad på tyngd och vikt?
• Vilka krafter verkar på en bok som ligger på ett bord?
• Berätta vad du vet om Isaac Newton ?
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
TYNGDPUNKT
• Alla
föremål
har
en
tyngdpunkt.
Tyngdpunkten ligger mitt i koppen eller
föremålet.
• För att ett föremål ska stå stadigt måste
tyngdpunkten finnas rakt över stödytan.
• En stor stödyta ger bättre stabilitet än en
liten.
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
TYNGDPUNKT
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
LÄXA
•
I vilken enhet mäter man:
o massa ?
o kraft ?
o tyngd ?
•
Vad är en dynamometer?
•
Vad menas med ett föremåls tyngdpunkt?
•
En sten väger 2 kg.
o Hur stor är massan ?
o Hur stor är tyngden ?
•
En annan sten har tyngden 1,5 N. Hur stor massa har stenen ?
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
TRYCK
• förstå vad som menas med tryck
• veta vad lufttryck och vattentryck är
• Känna till Arkimedes princip
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
VAD ÄR TRYCK?
• Tryck är i fysiken det samma som kraft per ytenhet.
• Med andra ord trycket beskriver hur en kraft fördelar sig på en area
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
RÄKNA MED TRYCK
• Man kan beräkna trycket genom att dividera kraft med area.
• Enheten för tryck är newton per kvadratmeter. Den enheten kallas pascal och
förkortas Pa.
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
LUFTTRYCK
• Ovanför en kvadratmeter markytan finns
det ungefär 10 000 kg luft.
• 10 000 kg luft har en tyngd av 100 000 N.
enligt Newton.
• Trycket av luften på en kvadratmeter är då
100 000 Pa.
• Eftersom det luften som ger tryck kallas
det lufttryck.
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
LUFTTRYCK
• I alla gaser sprider sig trycket åt alla håll.
• Det sprider sig uppåt, nedåt och på sidorna.
• Trycket blir lika stor i alla riktningar.
• Lufttrycket trycker inte bara uppifrån på dig.
• Det är samma tryck från alla håll och därför
känner du inte av det normala lufttrycket vid
marken.
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
LUFTTRYCK
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
KOMPRIMERADE GASER
• Man kan pressa ihop gaser så att de tar mindre plats. Man kan komprimera
dem.
• Partiklarna i gasen ligger få tätare är tidigare och trycket blir högt.
• Man säger att det skapas ett övertryck.
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
KOMPRIMERADE GASER
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
VATTENTRYCK
•
På 5 meters djup gör vattens tyngd att trycket är 1,5
atmosfärer.
•
Trycket ökar med djupet. För var tionde meter ökar
trycket med 1 atmosfär.
•
På 10 meters djup är trycket 2 atmosfärer och på 100
meter är trycket 11 atmosfärer.
•
Vid dykning med vanlig luft i tuberna kan dykaren bli
berusad vid cirka 30 meters djup. Det beror på att
kvävet i luften fungerar som en narkosgas vid hög tryck.
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
VATTENTORN
• I vätskor sprider sig trycket åt alla håll precis som i gaser.
• I tornet finns en hög pelare av vatten som trycker med sin egen tyngd.
• Vattenpelaren trycker ut vattnet genom vattenledningarna och upp i huset.
• Vattnet kan bara stiga precis så hög som vattenytan i tornet. Därför måste
vattentorn vara högre än de översta våningarna i husen.
• Vattentornet är ett exempel på det man kallar kommunicerande kärl.
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
VATTENTORN
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
KOMMUNICERANDE KÄRL
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
LYFTKRAFT
•
Det är svårt att trycka ner en boll ner i vattnet.
Det beror på att bollen påverkas av lyftkraft.
•
Trycket i vattnet verkar åt alla håll och lyfter
därför kroppen.
•
Om lyftkraften större är tyngdkraft flyter
kroppen.
•
Detta gäller om ett föremål har högre densitet
än vätskan och sjunker.
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
LYFTKRAFT I LUFT
•
Även gaser till exempel luft, ger en viss lyftkraft. Men det behövs mer än så för att
lyfta ett tyngt flygplan.
•
Genom vingarnas bukiga form, vinkeln på vingarna och den höga farten kan man
öka lyftkraft och få planet att lyfta.
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
LÄXA
• I vilka två olika enheter mäter man tryck?
• Hur fungerar ett vattentorn?
• Vad innebär övertryck?
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
TYNGDKRAFT SOM MODELL
• Vad är tyngdkraft? Newton gav inget svar
på den frågan.
• Forskarna arbetar ofta på det sättet:
o De iakttar hur saker fungerar.
o De försöker göra modell eller en teori
som stämmer med allt de har sett.
o Sedan kontrolleras modellen eller teorin
av andra forskare.
• På så sätt utvecklas vetenskapen, så att
den hela tiden kan beskriva världen på ett
bättre och mer noggrant sätt.
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
KRAFTPILAR
• Inom fysiken vill vi ofta beskriva hur
de olika krafterna verkar på en
kropp.
• Då riter man kraft pilar.
• Pilarna visar:
o Hur stor kraften. Lika stora
krafter ritas med lika långa
kraftpilar.
o Vilken riktning.
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
RÄKNA MED TRYCK
• Daniel är ute och åker skridskor. Han väger 63 kg och skenorna på hans
skridskor är 30 cm långa och 5 mm breda.
Räkna ut trycket mot isen, när han:
o Står på sina skridskor
o Ålar på mage
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
RÄKNA MED TRYCK
Lösning:
o Står på sina skridskor
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN
RÄKNA MED TRYCK
Lösning:
o Ålar på mage
När Daniel ligger på mage, har större delen av hans kropp kontakt med
isen. Det är svårare att säga precis hur stor arean är, med en halv
kvadratmeter är en rimligt uppskattning.
• Trycket blir mer än 500 gånger större när Daniel står på skridskorna
jämför med om han ligger på mage.
ATHIR SADEK - OXIEVÅNGSSKOLAN