Friktion
För att förstå friktion måste vi först först en hel del begrepp. Vi har en känsla för friktion innan vi riktigt exakt vet vad det är. När det är halt ute vet vi att det är låg friktion och på samma sätt vet vi att en bra asfalterad väg har hög friktion. Men vad betyder orden ”hög” och ”låg” i dessa sammanhang. Orden i sig själv vet vi är värden, d.v.s. de ska ha ett nummer men frågan kvarstår vad som är ett hög nummer resp. ett lågt. För att förstå det måste vi först börja tala om krafter. Inom fysiken är kraft ett otroligt viktigt begrepp.
Enkelt förstår vi krafter precis på samma sätt som vi förstår friktion. Det krävs en stor kraft att lyfta något tungt och en mindre kraft att lyfta något lätt, men på samma sätt måste det finnas värden på dessa krafter så de går att jämföra med varandra.
Om en vikt på ett kg ligger på ett golv kan vi flytta den, men om vikten vägde 200kg blir det svårare. Men vad är det som gör att den tyngre vikten är svår att flytta? Vad är det som håller fast den? Jo det är gravitationen. Så nu kommer nästa fåga hur stor är gravitationen?
Jorden har en större gravitation jämfört med månen, vilket blir tydligt när filmer på astronauter hoppar omkring. Trots sin tunga utrustning kan en astronaut skutta utan problem på månen och med högre hopp än på jorden och det visar sig att månen har en gravitation som är en 6:e del av jorden, eller enklare utryckt jorden har en gravitation som är 6 gånger större än månens, men frågan kvarstår: vad är gravitation? Jo det är accelerationen (hastighetsförändringen) som en kropp (sak) får då den släpps från en viss höjd. Detta skulle vi kunna svara på intuitivt genom att tänka oss att vi släpper en sten från 3 m respektive 30 meter. Det som skiljer mellan dessa båda fall är att stenen som släpptes från 30 meter har en högre hastighet jämfört med stenen som släpptes från 3 meter. Båda stenarna utsätts för samma acceleration men stenen som släpptes från 30 m accelereras under en längre tid vilket gör att den får en högre hastighet när den träffar marken. Det är som så att alla objekt på jorden påverkas lika mycket av Jordens acceleration. Visar sig vara på 10 m/s2, vilket medför att kraften det krävs att lyfta en vikt är samma som massan multiplicerat med 10 (jordens acceleration). som ex. Om vi har en vikt på 4 kg kommer det att krävas en kraft på 4*10=40 N (N står för Newton och är enheten som krafter mäts i) att lyfta den. Skulle det vara en vikt på 2,7Kg skulle det istället räcka med en kraft på 2,7*10=27 N.
Vad har allt det här med friktion att göra, jo när vi talar om friktion som talar vi om kvoten mellan kraften det krävs att lyfta en vikt och hur mycket kraft det krävs att knuffa den. Låter lite konstigt kanske men det kommer att klarna nedan. Om vi tar en vikt på 8 kg så vet vi från ovan att det krävs en kraft på 8*10=80 N att lyfta den men vi vet att det är lättare att skuva saker. Säg att det krävdes en kraft på 20 N att skuva vikten, alltså mindre än lyftkraften som krävdes. Om vi tar kvoten mellan dessa krafter får vi 80/20=0,25. Denna siffra (0,25) kallas för friktionskonstant och är den som avgör om det är hög eller låg friktion. Samma vikt som i ex. Innan flyttas till en ny plats där det är isigt. Det är lika tungt att lyfta den alltså det krävs en kraft på 80 N men nu är det lättare att knuffa den och det visade sig att det krävdes endast en kraft på 8 N. Vi gör nu samma beräkningar som innan (dvs kraften den kräva att knuffa delat med kraften det krävs att lyfta den) 8/80=0,1. Denna siffra är lägre än den vi fick innan och nu kan vi säga att friktionen är lägre med säkerhet för vi har siffror på det.
Eftersom vi nu pratat en hel del om krafter kommer vi fortsätta med det. Som jag nämnde ovan är krafter något mycket viktigt inom fysiken och de är i och med det mycket viktiga att förstå. Det som vi nu ska gå igenom är hävstänger och även i detta område har ni en uppfattning om hur det fungerar. Om vi tänker oss en mutter som sitter fast i så vet vi att den är svår att dra loss med bara händerna, vi måste använda ett verktyg som t.ex. skiftnyckel, nyckelsatts etc. Det är inget verktyg som gör jobbet åt oss men det gör arbetet lättare. Om skiftnyckeln är 15 cm lång och kraften som krävs för att ta loss muttern är 300N kommer frågan upp om jag kan få loss den.
För att förstå friktion måste vi först först en hel del begrepp. Vi har en känsla för friktion innan vi riktigt exakt vet vad det är. När det är halt ute vet vi att det är låg friktion och på samma sätt vet vi att en bra asfalterad väg har hög friktion. Men vad betyder orden ”hög” och ”låg” i dessa sammanhang. Orden i sig själv vet vi är värden, d.v.s. de ska ha ett nummer men frågan kvarstår vad som är ett hög nummer resp. ett lågt. För att förstå det måste vi först börja tala om krafter. Inom fysiken är kraft ett otroligt viktigt begrepp.
Enkelt förstår vi krafter precis på samma sätt som vi förstår friktion. Det krävs en stor kraft att lyfta något tungt och en mindre kraft att lyfta något lätt, men på samma sätt måste det finnas värden på dessa krafter så de går att jämföra med varandra.
Om en vikt på ett kg ligger på ett golv kan vi flytta den, men om vikten vägde 200kg blir det svårare. Men vad är det som gör att den tyngre vikten är svår att flytta? Vad är det som håller fast den? Jo det är gravitationen. Så nu kommer nästa fåga hur stor är gravitationen?
Jorden har en större gravitation jämfört med månen, vilket blir tydligt när filmer på astronauter hoppar omkring. Trots sin tunga utrustning kan en astronaut skutta utan problem på månen och med högre hopp än på jorden och det visar sig att månen har en gravitation som är en 6:e del av jorden, eller enklare utryckt jorden har en gravitation som är 6 gånger större än månens, men frågan kvarstår: vad är gravitation? Jo det är accelerationen (hastighetsförändringen) som en kropp (sak) får då den släpps från en viss höjd. Detta skulle vi kunna svara på intuitivt genom att tänka oss att vi släpper en sten från 3 m respektive 30 meter. Det som skiljer mellan dessa båda fall är att stenen som släpptes från 30 meter har en högre hastighet jämfört med stenen som släpptes från 3 meter. Båda stenarna utsätts för samma acceleration men stenen som släpptes från 30 m accelereras under en längre tid vilket gör att den får en högre hastighet när den träffar marken. Det är som så att alla objekt på jorden påverkas lika mycket av Jordens acceleration. Visar sig vara på 10 m/s2, vilket medför att kraften det krävs att lyfta en vikt är samma som massan multiplicerat med 10 (jordens acceleration). som ex. Om vi har en vikt på 4 kg kommer det att krävas en kraft på 4*10=40 N (N står för Newton och är enheten som krafter mäts i) att lyfta den. Skulle det vara en vikt på 2,7Kg skulle det istället räcka med en kraft på 2,7*10=27 N.
Vad har allt det här med friktion att göra, jo när vi talar om friktion som talar vi om kvoten mellan kraften det krävs att lyfta en vikt och hur mycket kraft det krävs att knuffa den. Låter lite konstigt kanske men det kommer att klarna nedan. Om vi tar en vikt på 8 kg så vet vi från ovan att det krävs en kraft på 8*10=80 N att lyfta den men vi vet att det är lättare att skuva saker. Säg att det krävdes en kraft på 20 N att skuva vikten, alltså mindre än lyftkraften som krävdes. Om vi tar kvoten mellan dessa krafter får vi 80/20=0,25. Denna siffra (0,25) kallas för friktionskonstant och är den som avgör om det är hög eller låg friktion. Samma vikt som i ex. Innan flyttas till en ny plats där det är isigt. Det är lika tungt att lyfta den alltså det krävs en kraft på 80 N men nu är det lättare att knuffa den och det visade sig att det krävdes endast en kraft på 8 N. Vi gör nu samma beräkningar som innan (dvs kraften den kräva att knuffa delat med kraften det krävs att lyfta den) 8/80=0,1. Denna siffra är lägre än den vi fick innan och nu kan vi säga att friktionen är lägre med säkerhet för vi har siffror på det.
Eftersom vi nu pratat en hel del om krafter kommer vi fortsätta med det. Som jag nämnde ovan är krafter något mycket viktigt inom fysiken och de är i och med det mycket viktiga att förstå. Det som vi nu ska gå igenom är hävstänger och även i detta område har ni en uppfattning om hur det fungerar. Om vi tänker oss en mutter som sitter fast i så vet vi att den är svår att dra loss med bara händerna, vi måste använda ett verktyg som t.ex. skiftnyckel, nyckelsatts etc. Det är inget verktyg som gör jobbet åt oss men det gör arbetet lättare. Om skiftnyckeln är 15 cm lång och kraften som krävs för att ta loss muttern är 300N kommer frågan upp om jag kan få loss den.