View
119
Download
0
Category
Preview:
DESCRIPTION
Kraftur og hreyfing. 2. kafli. 2-1 Kraftur. Kraftur verkar á hlut og veitir honum orku þannig að hann tekur að hreyfast, hættir að hreyfast eða breytir hraða sínum. Kraftur er mældur í njútonum (N). Njúton er þ.a.l. einingin fyrir kraft í SI kerfinu. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
HlíðaskóliHelga Snæbjörnsdóttir
Kraftur og hreyfing
2. kafli
HlíðaskóliHelga Snæbjörnsdóttir
2-1 Kraftur
Kraftur verkar á hlut og veitir honum orku þannig að hann tekur að hreyfast, hættir að hreyfast eða breytir hraða sínum.
Kraftur er mældur í njútonum (N). Njúton er þ.a.l. einingin fyrir kraft í SI kerfinu.
Eitt njúton er sá kraftur sem þarf til þess að gefa hlut með massann 1 kg. hröðunina 1 m/sek2
HlíðaskóliHelga Snæbjörnsdóttir
Dæmi: Mundu: Kraftur er massi hlutar
margfaldaður með hraðabreytingu á tíma
Hversu mikinn kraft þurfum við til að ýta af stað sleða sem er 10 kg. Við ætlum að breyta hraða hans úr 0 m/sek í 5 m/sek á einni sekúndu.
Við þurfum því að margfalda massann með hraða breytingunni, 10kg. x 5 m/sek = 50N
HlíðaskóliHelga Snæbjörnsdóttir
Prófaðu sjálf/ur
Prófaðu sjálf/ur Hvað þarftu mikinn kraft til að ýta þér af stað
á skíðum, ef þú ert 55 kg. og þú ætlar að fara úr kyrrstöðu (0 m/sek) í 30m/sek á einni sekúndu?
Svar:________________________________
HlíðaskóliHelga Snæbjörnsdóttir
Munur á massa og þyngd
Massi er mælikvarði á efnismagn og er mældur í kg. Þyngd er mælikvarði á það hversu mikill
þyngdarkraftur verkar á hlut. Þar sem þyngd er kraftur er hún mæld í njútonum.
Þyngdarkrafturinn er 9.8 njúton á jörðinni og margföldum við því massa okkar með þyngdarkraftinum og fáum út þyngd í njútonum.
Dæmi: Hver er þyngd 80 kg. manns í njútonum? 80 kg x 9,8N = 784 N
HlíðaskóliHelga Snæbjörnsdóttir
2-1 Kraftur
Núningur: Er kraftur sem hamlar gegn hreyfingu hlutar, þ.e.
veldur því að hlutur á hreyfingu hægir á sér og stöðvast
3 megin gerðir núnings: Renninúningur (milli 2 fastra flata) Veltinúningur (á mótum veltandi hlutar og undirstöðu) Straummótstaða (milli hlutar og straumefnis, t.d. báts í
vatni eða flugvélar í lofti)
HlíðaskóliHelga Snæbjörnsdóttir
2-2 Kraftar í straumefnum
Straumefni: Vökvar Lofttegundir
Straumefni skapa krafta: Núning (straummótstaðan) Þrýsting (kraftur sem verkar á ákveðinn flöt: Newton
á fersentimetra, þ.e. N/cm2) Flotkraft (lyftikraftur sem verkar á hlut í straumefni)
HlíðaskóliHelga Snæbjörnsdóttir
Flotkraftur
Lítill kraftur verkar á efra borð hlutarins
Mikill kraftur verkar á neðra borð hlutarins og ýtir honum
upp
Kraftur (þrýstingur)
eykst með dýpi
HlíðaskóliHelga Snæbjörnsdóttir
Flotkraftur 2.
Þegar hlutur er á kafi í vatni verkar flotkraftur þannig að hann ýtir hlutnum upp, á móti þyngdarkraftinum sem dregur hlutinn niður
Stærð flotkraftsins ákveður hvort hlutur flýtur eða sekkur:flotkraftur minni en þyngd hlutarins hluturinn sekkurflotkraftur meiri en þyngd hlutarins hluturinn flýtur
HlíðaskóliHelga Snæbjörnsdóttir
Lögmál ArkímedesarFlotkraftur á hlut
=Þyngd þess
vökva sem hluturinn ryður
frá sér
Hlutur flýtur í vökva ef
eðlismassi hlutarins er
minni en eðlismassi vökvans
HlíðaskóliHelga Snæbjörnsdóttir
Lögmál Arkímedesar frh.
Eðlismassi er hlutfallið milli massa efnis og rúmmáls þess.
Eðlismassi = Massi Rúmmál
Hægt er að tengja lögmál Arkimedesar við hugtakið um eðlismassa. Hlutur flýtur í vökva ef eðlismassi hlutarins er minni en eðlismassi vökvans.
HlíðaskóliHelga Snæbjörnsdóttir
Vökvaknúin tæki
Þrýstingur sem verkar á einum stað í vökva dreifist jafnt um allan vökvann
Vökvahemlar og vökvalyftarar byggjast á því að þrýstingur verkar jafnt til allra hliða, Þess vegna getur kraftur sem verkar í lítinn flöt vökvans valdið gríðarmiklum krafti á margfalt stærri flöt.
Þrýstingur
HlíðaskóliHelga Snæbjörnsdóttir
Lögmál Bernoullis
4 ólíkir kraftar verka á flugvél á flugi:
Knýr
Þyn
gd
Ly
ftik
raft
urViðnám
HlíðaskóliHelga Snæbjörnsdóttir
Lögmál Bernoullis
Loftið fer hraðar, minni þrýstingur Þrýstingur í vökva/lofti á hreyfingu er minni en
í vökva/lofti sem hreyfist ekki. Því hraðar sem vökvi/loft streymir því minni verður þrýstingurinn sem hann skapar
HlíðaskóliHelga Snæbjörnsdóttir
Lögmál Bernoullis
Lyftikraftur (þrýstikraftur): Krafturinn sem verkar á flugvélavængi og lyftir vélunum upp Þegar flugvél flýgur í jafnri hæð er þrýstikrafturinn jafn
þyngd flugvélarinnar (kraftinum sem togar vélina niður til jarðar)
Knýr (spyrna): Kraftur sem verkar á flugvél í lofti og spyrnir henni áfram
Viðnám (loftmótstaða): Kraftur sem verkar í andstæða átt við knýinn og dregur því
úr hraða flugvélar Þyngdarkraftur
Kraftur sem togar flugvél niður
HlíðaskóliHelga Snæbjörnsdóttir
2-3Vinna, orka og afl
Vinna er notað yfir það þegar kraftur færir hlut úr stað (hluturinn er dreginn, honum ýtt eða kastað)
Vinna = kraftur x vegalengd Mælieiningin fyrir vinnu hefur 2 nöfn:
Newtonmetri (skammstafað Nm) Júl (Joule) (skammstafað J) 1 Nm = 1 J
HlíðaskóliHelga Snæbjörnsdóttir
Afl
Afl er mælikvarði á hversu hratt vinna er unnin, það er, hversu mikil vinna fer fram á tiltekna tímaeiningu
Afl = vinna = orka tími tími
Afl = kraftur x vegalengdtími
Mælieiningin fyrir afl er watt (W).1 W = 1 Júl á sekúndu = 1 J/sek
Dæmi: 60 W ljósapera skilar vinnu sem nemur 60 júlum á sekúndu
HlíðaskóliHelga Snæbjörnsdóttir
Spreytið ykkur
Helga ætlar að færa kennaraborðið um 5 metra. Það tekur hana nákvæmlega 10 sekúndur og hún þarf að nota 100N kraft til þess.
Hversu mikið afl notar hún?
Svar:_______________________________
HlíðaskóliHelga Snæbjörnsdóttir
2-4 Vélar
Vél er tæki sem léttir mönnum vinnu með því að breyta stærð eða stefnu þess krafts sem beitt er við vinnuna
Tvenns konar kraftar koma við sögu í vélum: Inntakskraftur: sá kraftur sem beitt er á vélina Skilakraftur: sá kraftur sem vélin skilar frá sér
HlíðaskóliHelga Snæbjörnsdóttir
Vélar 2.
Kraftahlutfall: skilakraftur
inntakskraftur segir til um
hversu oft vél margfaldar inntakskraftinn
inntakskraftur
skilakraftur
HlíðaskóliHelga Snæbjörnsdóttir
Vélar 3.
Vélar margfalda kraftinn, en sú vinna sem vél skilar verður aldrei meiri en sú vinna sem beitt er á vélina
Nýtni er samanburður á inntaksvinnu og úttaksvinnu:
Nýtni er aldrei meiri en 100% Núningur kemur alltaf í veg fyrir það að nýtni vélar sé 100% - nýtnin er alltaf minni
Hagkvæmustu vélarnar eru þær sem hafa besta nýtni og því er mikilvægt að minnka núning með smurningsefnum
HlíðaskóliHelga Snæbjörnsdóttir
Vélar 4.
Einfaldar vélar framkvæma vinnu með einni hreyfingu.
Samsettar vélar eru gerðar úr tveimur eða fleiri einföldum vélum
HlíðaskóliHelga Snæbjörnsdóttir
Einfaldar vélar 1.
Vogarstöng: Stöng sem snýst um
fastan punkt (vogarásinn)
vogarás
skilakraftur
inntakskraftur
HlíðaskóliHelga Snæbjörnsdóttir
Einfaldar vélar 2.
Trissa (talía): Band sem brugðið er
um hjól Verkar á tvennan hátt:
Getur breytt stefnu krafts (föst trissa)
Getur breytt stærð krafts (hreyfanleg trissa)
Föst trissa
HlíðaskóliHelga Snæbjörnsdóttir
Einfaldar vélar 3.
Hjól og ás: Hjól er kringlóttur hlutur
sem snýst um minni kringlóttan hlut, ásinn
Ef krafti er beitt á hjólið, margfaldast hann við ásinn
inntaks-kraftur
skilakraftur
HlíðaskóliHelga Snæbjörnsdóttir
Einfaldar vélar 4.
Skáborð: Skáborð er beinn, hallandi
flötur Notaður til að koma hlutum
upp á hærra svæði Hluturinn fer lengri leið, en
þá þarf líka minni inntakskraft til að koma honum upp
Maðurinn þarf að koma steininum efst í rennibrautina.
Á hann að lyfta steininum beint upp?
Eða á hann að ýta honum upp rennuna?
HlíðaskóliHelga Snæbjörnsdóttir
Einfaldar vélar 5.
Fleygur: Tveir sléttir fletir sem mætast í
hvössu horni – egginni Þegar krafti er beitt á fleyginn,
verður skilakrafturinn við eggina mikill
Við brýnum hnífa til að þynna eggina og stækka þar með kraftahlutfallið – þá þarf minni inntakskraft til að fá mikinn skilakraft
HlíðaskóliHelga Snæbjörnsdóttir
Einfaldar vélar 6.
Skrúfa: Skrúfa er í raun skáborð
sem búið er að vefja um sívalning
Skrúfa fer því í raun langa vegalengd til að auka kraftahlutfallið. Það þarf mikinn kraft til að koma skrúfunni á kaf í spýtu, en með því að notfæra sér skáborðið getum við gert þetta með handafli!
Recommended