Newtons tre lover og tyngdekraften - Verdensrommet
Newtons tre lover og tyngdekraften - Verdensrommet Newtons tre lover og tyngdekraften - Verdensrommet
Forkorter vi bort massen får vi Vognas akselerasjon nedover skråplanet øker proporsjonalt med vinkelen når vinkelen er mindre enn ca. 15 grader. Proporsjonalitetskonstanten er g, tyngdens akselerasjon. Vårt resultat i forsøket var 9,6m/s 2 . At målt verdi for tyngdens akselerasjon er noe lavere enn tabellverdien på 9.8m/s 2 skyldes friksjonen. Legg merke til at når x er lik y vil vogna falle fritt parallelt med skråplanet, akselerasjonen er da 9.8m/s 2 . I dette kurset skal kreftene som virker på et legeme kun ligge i x- retning eller (og) y-retning. Legemet skal kun ha akselerasjon i en av disse retningene. I alle oppgavene skal kreftene være konstante under bevegelsen Newtons lover gjelder når bevegelsen referer seg til et system som ikke er i akselerasjon. Dette systemet blir kalt for et referansesystem (treghetssystem) Jorden for eksempel er hele tiden i akselerasjon. Den akselerer hele tiden i sin bane rundt Solen og når den roterer. Et system som roterer har akselerasjon. Jordens akselerasjon er ubetydelig, av den grunn gjelder Newtons lover her på Jorden. Et lite tenkeeksperiment: Du sitter i toget på vei til Oslo. Foran deg har du et bord. Du tar fram ballen du har i veska og legger den på bordet. Den ligger i utgangspunktet i ro. Men plutselig begynner den å trille ut mot vinduet uten at noen krefter virker på ballen. Hvordan kan du forklare denne bevegelsen? Kraftenheten: Newton (N) a g x ⋅ y Det er den andre loven til Newton som definerer enheten for kraft i det internasjonale enhetssystemet (SI-systemet) En newton er den kraften som gir massen på 1kg en akselerasjon på 1m/s 2 . Benytter 2. loven til Newton får vi: N kg m s 2 ⋅ Newtons 3. lov og krefter mellom to systemer Fotballspilleren angriper ballen med en kraft (FA on B), som kalles for aksjonskraften. I kontaktøyeblikket angriper ballen fotballspilleren (FB on A), som kalles reaksjonskraften. Disse to kreftene er like store, motsatt rettet og angriper forskjellig legemer. I dette tilfellet ball og fotballspiller. Legg også merke til at de to kreftene ligger på samme linje. 8
Newtons 3. lov: A B FB on A Denne loven er fundamental fordi den baserer seg på erfaring og kan ikke utledes fra grunnregeler. Denne loven er også universell for den gjelder overalt i Universet. Vi må for eksempel ta utgangspunkt i Newtons 3. lov når vi skal forklare hvorfor Jorden går i bane rundt Solen. Fysikkoppgave løst med ISEE-metoden Identifisering / “Identify” F AonB − FBonA Systemet vi skal betrakte i denne oppgaven består av tre deler, systemet beveger seg i vertikalretning. Den øverste klossen angripes av en kraft på 200N, retningen på denne kraften er opp (i positiv y-retning). Tyngden av de tre delene peker i negativ y- retning. Den øverste klossen har massen 6,00kg, den nederste klossen og tauet som binder klossene sammen har henholdsvis massene 5,00kg og 4,00kg). Figuren under viser de fire ytre kreftene som virker på systemet. Vi skal undersøke om systemet har akselerasjon og vi skal finne de kreftene som virker i tauets to ender. Til slutt skal vi finne kraften i tauet midt mellom klossene. F A on B Et system består av to kosser som er koplet sammen med et homogent tau som har massen m2 := 4.00⋅ kg . Den øverste klossen har massen: m1 := 6.00⋅ kg. Systemet beveger seg i vertikalretning. Den øverste klossen angripes av en kraft på: F1 := 200⋅N , retning oppover. Den nederste klossen har massen m3 := 5.00⋅ kg . a) Tegn “free body” diagram for hver del i systemet. b) Finn systemets akselerasjon. c) Finn kraften i tauet nærmest den øverste klossen d) Finn kraften i tauet nærmest den nederste klossen e) (vanskelig) Finn kraften i midt mellom klossene. 9
- Page 1 and 2: Nat104 / Grimstad Forelesningsnotat
- Page 3 and 4: (b) Masse og vekt (eng. weight) Om
- Page 5 and 6: ”Free-Body” diagram for klossen
- Page 7: Teori som forklarer forsøksresulta
- Page 11 and 12: Beregningene/Utførelse “Execute
- Page 13: Oppgave 2 Et legeme har masse ml Op
<strong>Newtons</strong> 3. lov:<br />
A<br />
B<br />
FB<br />
on A<br />
Denne loven er fundamental fordi den baserer seg på erfaring <strong>og</strong> kan ikke utledes fra<br />
grunnregeler. Denne loven er <strong>og</strong>så universell for den gjelder overalt i Universet. Vi må for<br />
eksempel ta utgangspunkt i <strong>Newtons</strong> 3. lov når vi skal forklare hvorfor Jorden går i bane rundt<br />
Solen.<br />
Fysikkoppgave løst med ISEE-metoden<br />
Identifisering / “Identify”<br />
F AonB<br />
− FBonA Systemet vi skal betrakte i denne oppgaven består av <strong>tre</strong> deler, systemet beveger seg i<br />
vertikalretning. Den øverste klossen angripes av en kraft på 200N, retningen på denne kraften er<br />
opp (i positiv y-retning). Tyngden av de <strong>tre</strong> delene peker i negativ y- retning. Den øverste<br />
klossen har massen 6,00kg, den nederste klossen <strong>og</strong> tauet som binder klossene sammen har<br />
henholdsvis massene 5,00kg <strong>og</strong> 4,00kg). Figuren under viser de fire y<strong>tre</strong> kreftene som virker på<br />
systemet. Vi skal undersøke om systemet har akselerasjon <strong>og</strong> vi skal finne de kreftene som virker<br />
i tauets to ender. Til slutt skal vi finne kraften i tauet midt mellom klossene.<br />
F A on B<br />
Et system består av to kosser som er koplet sammen med et hom<strong>og</strong>ent tau som har<br />
massen m2 := 4.00⋅ kg . Den øverste klossen har massen: m1 := 6.00⋅ kg.<br />
Systemet beveger<br />
seg i vertikalretning. Den øverste klossen angripes av en kraft på: F1 := 200⋅N , retning<br />
oppover. Den nederste klossen har massen m3 := 5.00⋅ kg . a) Tegn “free body” diagram<br />
for hver del i systemet. b) Finn systemets akselerasjon. c) Finn kraften i tauet nærmest<br />
den øverste klossen d) Finn kraften i tauet nærmest den nederste klossen e) (vanskelig)<br />
Finn kraften i midt mellom klossene.<br />
9
Change language