FYSIK RAPPORT. Fysiske Kræfter. Tim, Emil, Lasse & Kim

Transkript

1 FYSIK RAPPORT Fysiske Kræfter Tim, Emil, Lasse & Kim

2 Indhold Indledning... 2 Newtons love Lov: Inertiloven Lov: Kraftloven Lov: Loven om aktion/reaktion... 3 Kræfter... 4 Formler:... 4 Forsøg... 1 Bevæger koldsen sig?... 1 Klods Klods Klods Klods Konklusion... 3 Side 1 af 7

3 Indledning Formålet med denne rapport er af undersøge sammenhængen imellem forskellige materialer og deres friktionskoefficient. Vi vil lave en række forsøg hvor diverse materialer lægges på forskellige underlag. Underlagende tippes i vinkler for at se hvornår der opnås en acceleration. På den måde vil vi bevise om der er en forskel, på hvilke materialer der anvendes og ved hvilke vinkler der opnås acceleration. Derudover vil vi beskrive newtons tre love, deres betydning og sammenhængen mellem dem. Vi vil også komme ind på de forskellig kræfter der påvirker en genstand og hvordan de påvirker hinanden. Side 2 af 7

4 Newtons love Newtons tre love beskriver hvordan ting reagerer på kræfters påvirkning af dem. De hedder Newtons love, opkaldt efter den engelske matematiker Sir Isaac Newton. 1. Lov: Inertiloven En genstand vil blive i ro eller bevægelse hvis dens resulterende kraft er lig med 0 (F res = 0). Dette kan ikke lade sig gøre i virkeligheden da der altid vil være en kraft eller modstand der påvirker genstanden. 2. Lov: Kraftloven Når en genstand påvirkes af en resulterende kraft vil den ændre hastighed i dette forhold. F res = m a hvor m = masse og a = acceleration. 3. Lov: Loven om aktion/reaktion Aktion = Reaktion En genstand der påvirker en anden genstand, vil selv være påvirket af samme kraft bare modsatrettet. Side 3 af 7

5 Kræfter Denne skitse beskriver de forskellige kræfter der påvirker en genstand. Hvor F Tyngde bliver opløst i de to komposanter F Tyngde(x) og F Tyngde(y). F Normalkraft er lig med F Tyngde(y) pga. newtons tredje lov. F Gnidningskraft er den friktion der skabes på grund af de to underlag. Denne kraft vil varierer fra underlag til underlag. = F Tyngdekraft = F Tyngdekraft (y) = F Tyngdekraft (x) = F Normalkraft = F Gnidningskraft Formler: Når F Tyngde parallelforskydes over i x-y retningen på koordinatsystemet dannes der to trekanter. Disse to trekanter er ens og kan vendes ind i enhedscirklen som vist på skitsen. På den måde kan man regne på kræfterne og deres forhold til hinanden. F Tyngde = m g F Tyngde (x) = m g sin() F Tyngde (y) = m g cos() F Normal = F Tyngde (y) F Gnidning = F Normal μ F Resulterende (x) = F Tyngde (x) F Gnidning a = F Resulterende (x) m Hvis man opdeler tyngdekrafts vektoreren i to komposanter, får man to ens retvinklede trekanter, hvor den ene vinkel er den samme som vinklen på skråplanet. Derved kan man sin() cos() Side 4 af 7

6 Forsøg Bevæger koldsen sig? 4 forskellige koldser sættes på en stråplan der hælder 30. i dette forsøg vil vi finde ud af om klodserne bliver stående på planet eller om de glider. Klods µ s Type klods Masse Φ 1 0,4 Bremsebelægning 0,8kg ,03 Is 0,8kg ,6 Stål 0,8kg ,04 Teflon 0,8kg 30 Klods 1. = m g = 0,8 9,82 = 7,85N F tyngde F tyngde(y) = m g cos = 0,8 9,82 cos 30 = 6,8N F tyngde(x) = m g sin = 0,8 9,82 sin 30 = 3,9N F N = Ft(y) = 6,8N F smax = μ s F N = 0,4 6,8 = 2,72N F res = F tyngde(x) F smax = 3,9 2,72 = 1,18N F res > 0 = acceleration 1,18 > 0 = acceleration (Klodsen bevæger sig) a = F res m = 1,18 0,8 = 1,48 m s 2 max = tan 1 0,4 = 21,8 Klods 2. = m g = 0,8 9,82 = 7,85N F tyngde F tyngde(y) = m g cos = 0,8 9,82 cos 30 = 6,8N F tyngde(x) = m g sin = 0,8 9,82 sin 30 = 3,9N F N = Ft(y) = 6,8N F smax = μ s F N = 0,03 6,8 = 0,2N F res = F tyngde(x) F smax = 3,9 0,2 = 3,7N F res > 0 = acceleration Side 1 af 7

7 3,7 > 0 = acceleration (Klodsen bevæger sig) a = F res m = 3,7 0,8 = 4,63 m s 2 max = tan 1 0,03 = 1,72 Klods 3. = m g = 0,8 9,82 = 7,85N F tyngde F tyngde(y) = m g cos = 0,8 9,82 cos 30 = 6,8N F tyngde(x) = m g sin = 0,8 9,82 sin 30 = 3,9N F N = Ft(y) = 6,8N F smax = μ s F N = 0,8 6,8 = 5,44N F res = F tyngde(x) F smax = 3,9 5,44 = 1,54N F res > 0 = acceleration 1,54 > 0 = ingen acceleration (Klodsen bliver stående) max = tan 1 0,8 = 38 Klods 4. = m g = 0,8 9,82 = 7,85N F tyngde F tyngde(y) = m g cos = 0,8 9,82 cos 30 = 6,8N F tyngde(x) = m g sin = 0,8 9,82 sin 30 = 3,9N F N = Ft(y) = 6,8N F smax = μ s F N = 0,04 6,8 = 0,27N F res = F tyngde(x) F smax = 3,9 0,27 = 3,63N F res > 0 = acceleration 3,63 > 0 = acceleration (Klodsen bevæger sig) a = F res m = 3,63 0,8 = 4,54 m s 2 max = tan 1 0,03 = 2,29 Side 2 af 7

8 Konklusion Vi kan konkludere at der er forskel på materialers friktion mod hinanden. Der kan være stor forskel på hvilke materialer der bruges. Desuden har massen og volumen på materialet, ikke nogen indflydelse på hvor stor vinklen skal være inden det glider. Dette skylder at masse er en faktor X der ganges på alle kræfterne og derfor vil påvirke lige meget i alle retninger. Vi kan også konkludere at Newton s tre love, giver en god forståelse for hvordan kræfter påvirker hinanden. Den første lov kan kun forekomme på et teoretiskplan, da den ikke tager højde for udefra kommende påvirkninger. Der vil f.eks. altid være en lille friktion imellem to materialer og der må altid regnes med en form for vindmodstand, med mindre man er i et vakuum. Side 3 af 7