kj9it8yfgh

Krag

• 'n Krag is enigiets wat 'n verandering aan objekte kan veroorsaak.
• 'n Krag kan die vorm van 'n voorwerp verander.
• 'n Krag kan 'n voorwerp versnel of stop.
• 'n Krag kan die rigting van 'n bewegende voorwerp verander.
• 'n Krag kan geklassifiseer word as 'n kontak- of nie-kontakkrag.

Kontakmagte

• 'n Kontakmag moet aan 'n voorwerp raak om 'n verandering te veroorsaak.
• Voorbeelde sluit in die krag om 'n deur oop te maak, die krag van 'n beeldhouer wat klei vorm, en die krag van wind wat 'n windpomp draai.

Nie-Kontakmagte

• 'n Nie-kontakkrag hoef nie 'n voorwerp te raak om 'n verandering te veroorsaak nie.
• Voorbeelde sluit in swaartekrag, elektrisiteit en magnetisme.

Eenhede en Vektor Aard van Krag

• Die eenheid van krag in die Internasionale Stelsel van Eenhede (SI) is die newton (N).
• Krag is 'n vektorgrootheid, wat beteken dit het beide grootte en rigting. Dit word dikwels voorgestel deur die simbool ( \vec{F} ).

Resultante Krag

• Die resultante krag is die vektorsom van al die kragte wat op 'n voorwerp inwerk.
• Alle kragte moet op dieselfde voorwerp inwerk vir hul som om die resultante krag te wees.
• Die resultante krag het dieselfde effek as al die individuele kragte wat saam inwerk.

Tipes Kragte in Fisika

• Fisika handel dikwels oor die uitwerking van verskeie kragte. Fundamentele beginsels wat geleer word, kan op verskillende kragte toegepas word, ongeag watter krag ter sprake is.

Normaalkrag

• Wanneer 'n voorwerp op 'n oppervlak geplaas word, oefen die oppervlak 'n krag uit om die gravitasiekrag wat die voorwerp aftrek, te balanseer. Hierdie balanseringskrag word die normaalkrag genoem.
• Die normaalkrag is loodreg op die oppervlak.

Wrywingskragte

• Wrywing teenstaan die beweging van 'n voorwerp in kontak met 'n oppervlak en werk ewewydig aan die oppervlak.
• Die grootte van die wrywingskrag hang af van die aard van die oppervlaktes in kontak en die grootte van die normaalkrag.
• Daar is twee tipes wrywing: statiese wrywing en kinetiese wrywing.

Statiese Wrywing

• Teenwoordig wanneer 'n voorwerp nie beweeg nie en beweging tot 'n sekere maksimum waarde verhoed.

Kinetiese Wrywing

• Teenwoordig wanneer 'n voorwerp beweeg en konstant bly ongeag die toegepaste krag.
• Die wrywingskoëffisiënt is 'n konstante vir 'n gegewe paar oppervlaktes en kan verskil vir statiese (( \mu_s )) en kinetiese wrywing (( \mu_k )).
• Die statiese wrywingskrag kan tot 'n maksimum waarde wissel: \f[ f_{max,s} = \mu_s N ]
• Die kinetiese wrywingskrag word gegee deur: \f[ f_k = \mu_k N ]

Spanning

• Spanning is die grootte van die krag wat bestaan in voorwerpe soos toue, kettings en stutte wat ondersteuning bied.

Kragdiagramme

• Kragdiagramme is sketse wat al die kragte wat op 'n stelsel inwerk, aantoon, voorgestel deur pyle.
• Gebruik pyle om die rigting van kragte aan te dui.
• Die lengte van die pyl dui die grootte van die krag aan.
• Benoem elke krag duidelik en dui die rigting en die voorwerp waarop dit inwerk aan.

Vrye Liggaam Diagramme

• In 'n vrye liggaam diagram word die voorwerp van belang voorgestel as 'n punt, en al die kragte wat daarop inwerk, word geteken as pyle wat van die punt af wegwys.

Kragte in Komponente Ontbind

• Om kragte in komponente te ontbind is veral nuttig in probleme wat hellende vlakke behels.
• Die normaalkrag hang af van die komponent van die gravitasiekrag loodreg op die helling.
• Gebruik die koördinaatstelsel wat met die hellende vlak in lyn is om berekeninge te vereenvoudig.

Komponente Bereken met Trigonometrie

• Vir 'n krag ( F ) teen 'n hoek ( \theta ): \f[ F_{gx} = F_g \sin(\theta) ] \f[ F_{gy} = F_g \cos(\theta) ]

Die Resultante Krag Vind

• Teken 'n vrye liggaam diagram en gebruik vektoroptelling om die resultante krag te vind.
• Kies 'n verwysingsraamwerk en pas dit konsekwent toe om die probleem op te los.
• Ontbind alle kragte in komponente ewewydig aan die x- en y-rigtings.
• Bereken die resultaat in elke rigting Rx en Ry deur kollineêre vektore te gebruik.
• Gebruik Rx en Ry om die algehele resultante krag R te bereken.

Newton se Wette

Newton se Eerste Wet van Beweging

• 'n Voorwerp gaan voort in 'n toestand van rus of eenparige beweging (beweging met 'n konstante snelheid) tensy daar 'n ongebalanseerde (netto of resultante) krag daarop inwerk.
• Traagheid: Die eienskap van 'n voorwerp om voort te gaan in sy huidige bewegingstoestand tensy daar 'n netto krag daarop inwerk.

Newton se Tweede Wet van Beweging

• As 'n resultante krag op 'n liggaam inwerk, sal dit veroorsaak dat die liggaam versnel in die rigting van die resultante krag.
• Wiskundige Voorstelling: \f[ F_{net} = ma ]
• Krag en versnelling is vektorgroothede.
• Versnelling is direk eweredig aan die netto krag en omgekeerd eweredig aan die massa.
• Newton se tweede wet moet afsonderlik op die y- en x-rigtings toegepas word.

Newton se Tweede Wet Toepas

• Voorwerp op 'n Hellende Vlak: Die komponent van die gravitasiekrag ewewydig aan die helling dien as die toegepaste krag en veroorsaak dat die voorwerp teen die helling af versnel.
• Die komponent van die gravitasiekrag loodreg op die helling word deur die normaalkrag gebalanseer.
• Hoe steiler die helling, hoe groter die ewewydige komponent, wat tot groter versnelling lei.

Vertikale Beweging

• In scenario's wat vertikale beweging behels, soos hysbakke of vuurpyle, oorweeg die kragte wat vertikaal inwerk. Swaartekrag trek afwaarts, terwyl spanning of stoot opwaarts inwerk.
• Wanneer 'n hysbak opwaarts versnel, moet die spanning groter wees as die gravitasiekrag om 'n netto opwaartse krag te produseer.
• Wanneer 'n hysbak afwaarts versnel, is die spanning minder as die gravitasiekrag, wat 'n netto afwaartse krag tot gevolg het.

Skynbare Gewig

• Skynbare gewig verander met versnelling. Wanneer 'n hysbak opwaarts versnel, neem die normaalkrag toe, wat jou swaarder laat voel. Wanneer dit afwaarts versnel, neem die normaalkrag af, wat jou ligter laat voel.
• Skynbare gewig is die normaalkrag wat 'n voorwerp in 'n nie-inertiale verwysingsraamwerk ervaar, soos 'n hysbak.

Newton se Derde Wet van Beweging

• Vir elke aksie is daar 'n gelyke en teenoorgestelde reaksie.
• Aksie-reaksie pare behels kragte van dieselfde tipe.
• Hierdie kragte het gelyke grootte maar teenoorgestelde rigting.
• Hulle werk op verskillende voorwerpe in.

Kragte in Ewewig

• 'n Voorwerp in ewewig het beide die som van die kragte wat daarop inwerk en die resultante krag gelyk aan nul.
• Vir stilstaande voorwerpe of voorwerpe wat met konstante snelheid beweeg, is die kragte wat daarop inwerk, gebalanseer.

Belangrike Konsepte

• Resultante Krag: Die vektorsom van al die kragte wat op 'n voorwerp inwerk.
• Normaalkrag: Die krag wat deur 'n oppervlak uitgeoefen word om die gewig van 'n voorwerp wat daarop rus, te ondersteun en loodreg op die oppervlak inwerk.
• Wrywingskrag: Die krag wat die beweging van 'n voorwerp in kontak met 'n oppervlak teenstaan en ewewydig aan die oppervlak inwerk.
• Statiese Wrywing: Die wrywingskrag wat relatiewe beweging tussen oppervlaktes tot 'n sekere maksimum waarde verhoed.
• Kinetiese Wrywing: Die wrywingskrag wat op bewegende voorwerpe inwerk, wat konstant bly ongeag die toegepaste krag
• Die wrywingskoëffisiënt is 'n konstante vir 'n gegewe paar oppervlaktes en kan verskil vir statiese (( \mu_s )) en kinetiese wrywing (( \mu_k )).
• Die statiese wrywingskrag kan tot 'n maksimum waarde wissel: \f[ f_{max,s} = \mu_s N ]
• Die kinetiese wrywingskrag word gegee deur: \f[ f_k = \mu_k N ]

Newton se Wette Toepas

Kragte in Komponente Ontbind

• Wanneer jy met hellende vlakke te doen het, ontbind die gravitasiekrag in komponente ewewydig en loodreg op die helling.
• Gebruik trigonometriese identiteite om hierdie komponente te bereken: \f[ F_{gx} = F_g \sin(\theta) ] \f[ F_{gy} = F_g \cos(\theta) ]

Vrye Liggaam Diagramme

• Stel die voorwerp van belang voor as 'n punt, met al die kragte wat daarop inwerk, geteken as pyle wat van die punt af wegwys.
• Sluit alle kragte in soos gravitasie-, normaal-, wrywings- en toegepaste kragte.
• Gebruik die lengte en rigting van pyle om die grootte en rigting van kragte akkuraat voor te stel.

Kragte tussen Massas

Swaartekrag

• Swaartekrag is 'n krag wat tussen voorwerpe ontstaan as gevolg van hul massa en is altyd aantreklik.
• Dit is 'n nie-kontakkrag wat op 'n afstand inwerk.
• Sir Isaac Newton het die gravitasiekrag gedefinieer en aangetoon dat dit beide vallende liggame en astronomiese bewegings verklaar.

Newton se Wet van Universele Gravitasie

• Elke puntmassa trek elke ander puntmassa aan met 'n krag gerig langs die lyn wat die twee verbind. Hierdie krag is eweredig aan die produk van die massas en omgekeerd eweredig aan die kwadraat van die afstand tussen hulle. \f[ F = G\frac{m_1 m_2}{d^2} ]
• Waar: ( F ) die gravitasiekrag in newton (N) is ( G ) die gravitasiekonstante is (( 6.67 \times 10^{11} ) N·m²·kg⁻²) ( m_1 ) en ( m_2 ) die massas van die twee voorwerpe in kilogram (kg) is ( d ) die afstand tussen die middelpunte van die twee massas in meter (m) is

Gravitasiekrag Berekeninge

• Vir groot voorwerpe (soos planete), gebruik die afstand vanaf die middelpunte van die voorwerpe.
• Die krag is aantreklik en werk langs die lyn wat die middelpunte van die twee massas verbind.

Gravitasieversnelling

• Die gravitasieversnelling (( g )) naby die oppervlak van die Aarde is ongeveer ( 9.8 ) m·s⁻².
• Die gravitasiekrag (( F )) kan aan massa (( m )) en gravitasieversnelling (( g )) verwant word deur die vergelyking: \f[ F = mg ]
• Hierdie versnelling is dieselfde vir alle voorwerpe naby die Aarde se oppervlak, ongeag hul massa.

Gewig en Massa

• Massa: 'n Skalaargrootheid wat die hoeveelheid materie in 'n voorwerp meet, gemeet in kilogram (kg).
• Gewig: 'n Vektorgrootheid wat die krag van swaartekrag op 'n voorwerp meet, gemeet in newton (N).
• Gewig hang af van die gravitasiekrag wat op die voorwerp inwerk, terwyl massa konstant bly ongeag die plek.
• Die verwantskap tussen gewig en massa word gegee deur: \f[ F_g = mg ]

Gewigloosheid

• Gewigloosheid vind plaas wanneer daar geen normaalkrag op 'n voorwerp inwerk nie. Dit kan gebeur in vrye val of wentelbaan, waar die voorwerp en sy omgewing dieselfde gravitasieversnelling ervaar.
• Ruimtevaarders in die ruimte ervaar gewigloosheid omdat hulle in voortdurende vrye val om die Aarde is.

Vergelykende Probleme

• Vergelykende probleme behels die berekening van 'n hoeveelheid in terme van 'n ander bekende hoeveelheid.

• Metode vir die oplos van vergelykende probleme:

• Skryf vergelykings uit en bereken alle hoeveelhede vir die gegewe situasie.

• Skryf alle verhoudings tussen veranderlikes van die eerste en tweede geval uit.

• Skryf die tweede geval uit.

• Vervang alle eerste geval veranderlikes in die tweede geval.

• Skryf die tweede geval in terme van die eerste geval.

• Deur hierdie beginsels te verstaan en toe te pas, kan ons die gravitasie-interaksies tussen voorwerpe, beide op Aarde en in die ruimte, ontleed en voorspel.