Mekanikk 1

MEKANIKK
og grunnleggende fysikk
Grafer, Formler, Tekst, Usikkerhet, Tid, Lengde, Fart,
Akselerasjon, Fritt fall, Masse og Krefter
Camilla Blikstad Halstvedt 24.09.09

Mekanikk
Mekanikken er den delen av fysikken som
befatter seg med deformasjon eller bevegelse
(eller manglende bevegelse) av materie ved
påvirkning av krefter.
Mål i Na102 (fra emnebeskrivelsen):
Få grunnleggende kunnskap om: statikk,
bevegelse, krefter og mekanisk energi

Kunnskapsløftet om mekanikktemaer:
Fenomener og stoffer:
naturfag for 8.-10.klasse
• gjøre rede for begrepene fart og akselerasjon, måle
størrelsene med enkle hjelpemidler og gi eksempler på
hvordan kraft er knyttet til akselerasjon.
• gjøre forsøk og enkle beregninger med arbeid, energi og
effekt.

Usikkerhet og feil
• Vi skiller mellom absolutt og relativ usikkerhet
Eks.: La oss si vi måler et viskelær med en linjal. Vi finner ut at
viskelæret er 25mm langt. Brøkdelen av millimeteren må vi finne
ved skjønn. Det kan vi kanskje greie med en nøyaktighet på pluss
minus 0.3 mm. Vi kan si viskelærlengden er 25mm ±0.3mm.
• Absolutt usikkerhet er 0.3mm
Relativ usikkerhet er 0.3mm/25mm = 1,2%
(Viskelæret kan altså være 1,2% større eller mindre enn hva vi har
målt.)

Gjeldende sifre
• Når vi oppgir en verdi for en størrelse sløyfer vi ofte
den absolutte usikkerheten
• Når vi regner med sammensatte størrelser, er det er
rimelig å ta med så mange sifre i svaret som vi har i
den størrelsen som har færrest sifre
• Nuller i begynnelsen av et tall teller ikke med
• Nuller i slutten av et tall teller med
Eks.: 3.14, 0.0314 og 3,00 har alle tre gjeldende sifre

1. Tegn figur
Problemløsningsteknikk
2. Skriv ned gitte størrelser
3. Prøv å finne en eller flere likninger som forbinder de
gitte størrelsene
4. Løs likningene. Regn med bokstaver.
5. Sett inn tall og benevning
6. Vurdér svaret. (Både størrelse og benevning)

Formelregning
• En bil kjører I 200m med hastighet 10m/s. Hvor lang
tid tar det?
• Svar: t=s/v =200m/(10m/s) =20s
• Seilfisken, verdens raskeste fisk, svømmer i 110km/t.
Den svømmer i 10 sekunder, hvor langt har den
kommet?
• Det ble hevdet at Usain Bolt i Beijing OL kunne løpe
100m på 9,50 sekunder om han ikke hadde roet ned
de siste 20 meterene. Hva slags gjennomsnittsfart
ville han hatt da?

Sammensatte enheter i fysikken:
Mange fysiske enheter er sammensatt av
underliggende enheter
F.eks fart og akselerasjon:
v =s/t ,a= s/t 2
enhet=[m/s] ,enhet= [m/s 2 ]
• Krefter er også en sammensatt enhet…

Vektorer og skalarer
• En vektor er en størrelse som også beskriver en
retning.
• Eksempler på vektorer: krefter, hastigheter
• Vektorer illustreres gjerne med pil, enhet og
størrelse
• En skalar er en størrelse uten retning.
• Eksempler på skalarer: Vekt, temperatur

Fart
• Bevegelse har med både tid og rom å gjøre
• Gjennomsnittsfarten er strekning delt på tid
• Når farten varierer med tiden, er bevegelsen
akselerert

Akselerasjon
Akselerasjon er endring i fart per tid
a= ∆v / ∆t
Enhet: m /s 2
Tyngdeakselerasjon: g=9.81 m/s 2

Tyngdekraften
• Er en kraft som virker mellom alt som har masse, og
trekker masse mot hverandre.
• Jo større masser jo større tyngrekrefter
• Men tyngdekrafta er også avhengig av avstanden
mellom massene.
• På jordoverflaten er tyngdeakselerasjonen nesten
konstant fordi vi er nokså likt unna jordas sentrum.

Tyngdekraften
(forklart med Newtons lover)
Når vi står på bakken er summen av kreftene 0 fordi kraften på oss fra
bakken er motsatt og like stor som tyngdekraften, og vi står i ro.
Dvs: konstant fart=0 m/s, og vi fyller kriteriet for Newtons første lov.
Motkraften til tyngdekraften kommer fra jordas indre, og trekker jorda
mot oss! Tyngdekrefter er avstandskrefter (newtons 3.lov)
Men jorda akseleres mikroskopisk mot oss, i forhold til omvendt
(9.81m/s 2 ) pga jordas store masse.
Dette er forankret i F=ma (newtons andre lov) , hvor jordas masse er
veldig stor og aksellerasjonen følgelig mikroskopisk liten.

Fritt fall
• En gjenstand faller fritt når den bare er
påvirket av tyngdekraften
• Alle gjenstander som faller fritt på samme
sted, faller med samme akselerasjon, denne
kalles tyngdeakselerasjonen, g
• G varierer fra sted til sted, vi bruker
gjennomsnittsverdien g = 9.81 m/s² på jorda

Masse
• Masse har to viktige egenskaper: treghet og tyngde
• Treghet vil si å motsette seg bevegelsesendring
• Enheten for masse er kilogram [kg]
• Noen andre enheter for masse
• (for dere som tar kjemi):
1 u = 1,66 x 10 -27 kg (Brukes ofte i kjemi og kvantefysikk)
1 u er 1/12 av et karbonatom med 6 nøytroner i kjernen.

Masse
• Masse har massetetthet:
Symbol: ρ= m/V
Enhet = kg /m 3
Evt: g/cm 3

Tyngde vs. masse
• I dagligtale blander vi tyngde og masse, men det må ikke gjøres i
fysikken!
• Tyngden varierer med tyngdeakselerasjonen og måles i newton.
• Tyngden er en kraft som trekker oss mot jordas senter, men det
kommer vi tilbake til.
• Masse derimot, er den samme uansett hvor man befinner seg.

Krefter
En kraft kan forandre farten til en gjenstand, og en kraft kan forandre formen til en
gjenstand.
Enheten for kraft er newton, N.
Symbol for kraft er F ( force).

Krefter
– symboler kan forvirre
• Noen krefter går ofte igjen og i stedet for det generelle symbolet F for
Force, brukes:
• G = Tyngdekraften (Gravity)
• S = Snordrag
• L = Luftmotstand
• O = Oppdrift (kraften som gjør oss lettere i vann)
• N = Normalkraft (Kraften fra et underlag)
• R = Resistans, dvs Friksjonskraft
• Noen ganger brukes F med notasjon, for eksempel kan F L eller F air være
luftmotstand, F S = snordrag, F G tyngdekraft, osv..
• Men alle har enheten Newton.

Kraft – en sammensatt enhet:
F =masse*strekning/tid 2
= [kg * m/s 2 ]= Newton
1 N = 1kg * m/s 2
Vi ser at krefter (målt i Newton) egentlig har
enheten kg*m/s 2 som er det samme som
masse * akselerasjon.

Hvordan tegne krefter
• Krefter er vektorer, det vil si at man trenger å tegne
størrelse og retning på kraften.
• Kraftpila tegnes i angrepspunktet til krafta og pila skal peke
i retningen kraften virker i. Lengden av pila avhenger av
størrelsen på kraften.
• Det er lov å stiple ut til siden, om figuren ellers blir
vanskelig å forstå:
• -