Kraft och Tyngdkraft

• Kraft mäts i enheten Newton (N).
• En dynamometer är ett instrument för att mäta kraft.
• En dynamometer kan tillverkas med hjälp av en fjäder och ett rör.

Tyngdkraft

• Tyngdkraften är alltid riktad nedåt.
• Massan 100 gram har tyngden 1 N.
• Massan 1 kg har tyngden 10 N.
• Massan 10 kg har tyngden 100 N.
• Massan 0,65 kg har tyngden 6,5 N.
• Ett föremål som är upphängt i en dynamometer som visar 8 N har en vikt på ungefär 800 gram.
• Om massan är 10 kg och gravitationsaccelerationen är 9,82 m/s², har föremålet tyngden 100 N.
• Gravitation är den motkraft som drar oss ner mot jorden; utan den skulle allt röra sig uppåt.
• Gravitationens storlek mellan två föremål beror på föremålens massor och avståndet mellan dem.
• Massa är ett mått på mängden materia i ett föremål, medan tyngd är jordens dragningskraft på föremålet.
• Om din vikt är 80 kg, är din tyngd 800 N.
• 100 tändstickor väger 9 g, vilket innebär att en tändsticka har en tyngd på 0,0009 N.
• En planka väger 50 g per centimeter och har en tyngd på 80 N, vilket innebär att plankan är 160 cm lång.
• En kraft på 70 N, riktad åt höger.
• En kraft på 9,5 N.
• En kraft på 2,5 N.

Krafters egenskaper och typer

• En krafts storlek, riktning och angreppspunkt definierar den.
• Vågrätt = Horisontell, Lodrätt = Vertikal.
• Tyngdpunkt är den punkt mitt i stödytan på ett föremål.
• En solstol är mer stabil än en hög barstol eftersom den har en lägre tyngdpunkt.
• En enarmad hävstång har en vridningspunkt nära föremålet och påverkas inte lika mycket av en annan hävarms kraft tillbaka.
• Exempel på enarmade hävstänger.

Definitioner

• Kraft: En vektor med både storlek och riktning, mäts i Newton (N), som kan orsaka acceleration hos ett föremål.
• Tyngdkraft: Den gravitationskraft som drar föremål mot varandra.
• Massa: En skalär storhet som anger mängden materia i ett föremål.
• Tyngd: Kraften som drar ett föremål mot jorden, beräknad som massa gånger gravitationsacceleration.
• Motkraft: En reaktionskraft som är lika stor och motsatt riktad mot den applicerade kraften (Newtons tredje lag).
• Dynamometer: Ett instrument för att mäta kraft med hjälp av en fjäder.
• Kraftpil: En grafisk representation av en kraft, där pilens längd anger kraftens storlek och riktningen visar kraftens riktning.
• Friktionskraft: Motverkar rörelse mellan två ytor i kontakt och verkar i motsatt riktning.
• Tröghetslagen: Ett föremål förblir i vila eller rör sig med konstant hastighet om ingen obalanserad kraft verkar på det.
• Resultant: Den sammanlagda kraften som erhålls genom att lägga ihop alla enskilda krafter.

Newtons lagar

• Newtons första lag: Ett föremål i vila eller med konstant hastighet förblir så om ingen annan kraft påverkar det.
• Newtons andra lag: Accelerationen beror på objektets kraft och massa.
• Newtons tredje lag: Varje kraft har en lika stor och motsatt riktad motkraft.

Krafters påverkan

• En kraft kan ändra rörelsen eller formen på ett föremål.
• En kraft kan ändra en rörelse genom att påverka hastighet eller riktning.
• För att lyfta en person som väger 45 kg krävs en kraft på minst 451 N.
• Resultanten är den sammanlagda kraften som påverkar ett föremåls rörelse eller jämvikt.
• Tröghetslagen: Ett föremål behåller sin rörelse (fart och riktning) tills den störs.
• Om två flaskor står på ett bord påverkas de av gravitationen till jorden, gravitationen mellan flaskorna, friktionen och en motverkande kraft uppåt.
• En rymdfärja väger ungefär 36 ton.
• Rymdfärjan påverkas av 5 400 000 N (5,4 MN).
• Gravitationsaccelerationen varierar beroende på plats på jorden: cirka 9,83 m/s² vid polerna, 9,73 m/s² vid ekvatorn och 9,82 m/s² i Sverige.
• Ett fritt fallande föremål accelererar med 10 m/s varje sekund.
  • Efter 1 sekund: 10 m/s.
  • Efter 5 sekunder: 50 m/s.
  • Efter 10 sekunder: 100 m/s.
• Den optimala kastvinkeln för maximal räckvidd är 45 grader.
• Vid ett fallskärmshopp accelererar personen olikformigt tills maxhastighet nås, sedan likformigt, och slutligen retarderat vid fallskärmens utfällning.
• Utan jordens dragningskraft skulle ett kastat föremål fortsätta i samma hastighet och riktning tills det stoppas av något.
• Centralrörelse: En bil i en kurva utsätts för centrifugalkraft. En torktumlare använder centrifugalkraft för att pressa vatten ur kläder.
• Centripetalkraft drar ett föremål inåt i en cirkelrörelse, medan centrifugalkraften trycker det utåt.
• Uttalandet "Det är inte farten som dödar, det är det plötsliga stoppet" är delvis sant; det är hastigheten som avgör hur kraftigt stoppet blir vid en kollision.
• Arbete utförs endast när kraften och rörelsen sker i samma riktning.
• Att lyfta en låda på 15 kg 3 meter kräver ungefär 45 Nm arbete; att bära den horisontellt utför inget arbete.
• En person som väger 50 kg på Eiffeltornets topp har en lägesenergi på ungefär 150 000 Nm.
• En effekt är ungefär 50W.
• X väger cirka 100 N.
• På en gungbräda måste en pappa som väger 90 kg sitta 4,5 gånger närmare vridningspunkten än sin 20 kg son för att det ska vara jämvikt.

Viktiga begrepp inför fysikprovet

• Likformig rörelse: konstant hastighet. Olikformig rörelse: varierande hastighet.
• Accelererad rörelse: ökande hastighet. Retarderad rörelse: minskande hastighet.
• Fart: hur snabbt något rör sig. Hastighet: fart med riktning.
• Sträcka = Hastighet x Tid (gäller likformig rörelse), Medelhastighet används för olikformiga rörelser.
• Kraft påverkar ett föremåls rörelse eller form. Exempel inkluderar gravitation och markens motkraft.
• Massa: mängden materia (kg). Tyngd: kraften på grund av gravitation (N). Tyngden varierar beroende på plats (t.ex. månen).
• Motkraft: kraften som verkar tillbaka på ett objekt (t.ex. friktion).
• Tyngdpunkt: punkten där massan är jämnt fördelad. Stödyta: området på marken som bär föremålets vikt. Om tyngdpunktens lodlinje hamnar utanför stödytan, välter föremålet.
• Vardagliga krafter: tända en tändsticka (friktion), bil med slitna däck (minskad friktion).
• En kraft bestäms av dess storlek, riktning och angreppspunkt.
• Resultant: den totala kraften när flera krafter kombineras.
• Accelerationen vid fritt fall är 9,82 m/s² i Sverige, ofta avrundat till 10 m/s².
• Kaströrelse: rörelsen hos ett kastat föremål. Centralrörelse: rörelse runt en punkt (t.ex. planeter runt solen). Centripetalkraft riktas inåt, centrifugalkraft utåt.
• Arbete: kraft x sträcka (Nm eller Joule). W = F x s. F = m x a.
• Hävstång: förstärker en kraft. Hävstångsprincipen gör arbete lättare. Enarmade och tvåarmade hävstänger finns.

Fysik begrepp

• Kraft: påverkar ett objekts form eller rörelse, mäts i Newton. En vektor som kan skapa både acceleration och riktning.
• Tyngdkraft: gravitationen som håller oss kvar på jorden.
• Massa: ett föremåls vikt, mäts i kg.
• Tyngd: kraften som föremålet har på jorden, beräknas som massa gånger gravitationsacceleration.