En hävstång har en vridpunkt och en hävarm.
Vridmomentet = kraften * hävarmen. Enheten för vridmoment är Newtonmeter (Nm).
Vi kan titta på ett exempel med en skiftnyckel.
Tekniksidan |
|
En hävstång är något som vi använder för att hjälpa oss att lyfta tunga saker. Exempel på olika hävstänger är skottkärran, kofoten, saxen och skiftnyckeln. En hävstång har en vridpunkt och en hävarm. När vi använder oss av hävstången så vrider vi den runt vridpunkten med hjälp av hävarmen. Det som uppstår då kallas för vridmoment. Vridmomentet bygger även det på mekanikens gyllene regel, det vill säga att det vi vinner i kraft förlorar vi i väg.
Vridmomentet = kraften * hävarmen. Enheten för vridmoment är Newtonmeter (Nm). Vi kan titta på ett exempel med en skiftnyckel.
17 Kommentarer
Vi har arbetat med vad som får saker att tippa i halvklass.
Det finns ett par viktiga begrepp som påverkar hur saker tippar. Tyngdpunkt: Ett föremåls masscentrum, behöver inte vara exakt i mitten utan det beror på hur massan är fördelad i föremålet. Lodlinje: Är en imaginär linje som går från ett föremåls tyngdpunkt och rakt genom jordens mittpunkt. Stödyta: Den yta ett föremål har mot underlaget. Här nedanför hittar du en inlämnad elevuppgift som håller väldigt hög nivå. Sitt tre och tre och titta på:
Alla krafter har en storlek och en riktning. För att visa hur stor en kraft är och i vilken riktning den verkar så ritar man ut kraftpilar. Längden på pilen visar hur stor kraften är, pilen pekar i den riktning som kraften verkar. Den punkt som pilen utgår ifrån är kraftens angreppspunkt. Angreppspunkten visar varifrån kraften verkar. Om flera krafter verkar på ett föremål måste man väga samman dem till en resulterande kraft, resultanten. När man gör det måste man tänka både på krafternas storlek och deras riktning. I vissa fall, om en kraft verkar uppåt och en åt sidan, kan man använda Pythagoras sats för att räkna ut den resulterande kraftens storlek och riktning.
Inom fysiken betyder ordet arbete att man använder en kraft för att flytta ett föremål en viss sträcka. Eftersom man mäter kraft i Newton och sträckan i meter så blir enheten för arbete Newtonmeter (Nm). Ett annat namn på samma enhet är Joule (J) eftersom det man faktiskt mäter är en energiöverföring. För att något ska räknas som ett arbete måste kraft och rörelse ske i samma riktning. Ett exempel på detta är om du lyfter en låda. När du lyfter lådan rakt upp utför du ett arbete, eftersom kraft och rörelse har samma riktning. Men om du går med lådan så utförs inte något arbete, eftersom rörelse och kraft inte längre har samma riktning. Formeln för att räkna ut arbete är:
Arbete = kraft ∙ sträcka W = F ∙ s Om man tittar noggrant på formeln för arbete så kan man se att det är samma sak som mekanikens gyllene regel. Om det behövs en viss energimängd för att flytta ett föremål så blir kraften man behöver använda mindre om man flyttar föremålet en längre sträcka. Frågor att svara på:
En kraft är något som antingen drar i ett föremål eller puttar på det. Man kan också säga att en kraft kan få saker att röra på sig samtidigt som den kan också kan få dem att sakta in. I universum finns det fyra grundläggande krafter; gravitation och elektromagnetism som verkar mellan allt som har en massa eller en laddning samt den svaga och den starka kärnkraften som verkar inuti atomens kärna. De här krafterna kan i sin tur ge upphov till andra krafter som till exempel friktionskraft och lyftkraft. Den person som man oftast återkommer till när man pratar om krafter är Isaac Newton, man brukar säga att det var han som upptäckte tyngdkraften. Myten säger att han upptäckte den genom att titta på ett äppelträd, men sanningen är snarare att han undersökte hur krafter och rörelser hänger ihop och då kunde se att det fanns en kraft som både höll planeterna i sin bana runt solen och är den som gör att vi står kvar på jorden. För att beskriva hur krafter och rörelser hänger ihop skrev Newton tre rörelselagar som man fortfarande använder:
När du har tittat på filmerna ska du svara på följande frågor:
Precis som de andra enkla maskinerna bygger hävstången och hjulet på mekanikens gyllene regel. Hävstänger kan vara enarmade eller tvåarmade. Ett exempel på en enarmad hävstång är ett spett, ett exempel på en tvåarmad hävstång är en gungbräda. Både kilen och skruven bygger på det lutande planet. Det lutande planet är ett tydligt exempel på mekanikens gyllene regel. Det lättaste sättet att förstå det lutade planet är att tänka sig att man cyklar uppför en backe. Om backen är kort och brant kommer du att behöva ta i mycket mer än backen är lång men mer flack. Kilen är två lutande plan som man har sammanfogat och den används bland annat för att kunna dela på olika material. Längden och bredden på en kil avgör hur snabbt man kan dela på ett material, men de kräver också olika stor kraft att använda.
Ett exempel på en kil är yxan. En kort och bred yxa delar snabbt på en träbit, men den kräver att du använder en stor kraft när du slår ned den i träet. En längre och smalare yxa kommer att ta lite längre tid att dela på träbiten, å andra sidan behöver inte du vara lika stark för att dela på träet. Skruven är ett lutande plan som man vridit runt en central axel. Det som händer när du använder en skruv är att du vrider många varv (en lång sträcka) men inte behöver använda så mycket kraft. Enkla maskiner är precis vad de låter som, enkla. De bygger allihop på mekanikens gyllene regel och har använts redan tidigt i människans historia.
Målet är att du ska känna till de fyra grundläggande maskinerna och vet hur de fungerar. De fyra enkla maskinerna är:
Ordet mekanik kommer från det grekiska ordet mechanike som betyder maskin. Mekaniken spelar en stor roll inom både tekniken och fysiken. Lite förenklat kan man säga att mekaniken handlar om rörelser och krafter och de lagar som styr dessa.
Man brukar säga att mekaniken har en gyllene regel, det som man förlorar i i väg vinner man i kraft. Så vad betyder då det? Det lättaste sättet är att förklara med ett exempel. Tänk dig att du ska flytta på en tung sten, till din hjälp har du två olika järnspett. Det ena järnspettet är 1 meter långt och det andra ät tre meter långt. Om du provar att använda båda två så kommer du att märka att det är lättare att lyfta på stenen med det långa spettet, även om du måste röra spettet en längre väg. |