Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>216</strong><br />
ffi<br />
K<br />
Om du står stilla och<br />
håller i matkassen<br />
uträttar du inget arbete<br />
ifysikalisk mening.<br />
r$ <strong>Arbete</strong><br />
Vad menas med arbete?<br />
I dagligt tal kan ordet arbete betyda en mängd olika saker. När du gör<br />
dina ldxor så tycker du säkert att du uträttar ett arbete. Det gör du<br />
naturligwis också, men inte i frsikalisk mening.<br />
Men vad är i säfallfysikaliskt arbete? Jo,i$zsikalisk mening uträttar du<br />
ett arbete bara när du övervinner en kraft och förflyttar ett föremåI.<br />
Att hålla matkassar är inget arbete<br />
Tänk dig att du varit med familjen och handlat. Du får uppgiften att<br />
bära matkassen. Nu står du utanför affären med matkassen i handen.<br />
Tyngdbraften drar kassen nedåt och gör att det blir tungt att hålla den.<br />
Men eftersom du inte ly'fter kassen uppåt och dessutom står stilla så<br />
uträttar du inget arbete.<br />
När du borjar gå till bilen förflyttar du visserligen matkassen, men<br />
du övervinner inte trTngdkraften. Du rör kassen i sidled men qmgdkraften<br />
är ju riktad nedåt. Alltså utfor du inget arbete.<br />
Om du går med matkassen<br />
på en plan väg övervinner<br />
du ingen kraft. Alltså uträttar<br />
du inget arbete.<br />
Om du bär matkassen<br />
uppför en trappa övervinner<br />
du tyngdkraften samtidigt<br />
som du förflyttar kassen.<br />
Då utför du ett arbete.<br />
Om du drar matkassen på mark-<br />
en övervinner du friktionskraften<br />
samtidigt som du förflyttar<br />
kassen. Då utför du ett arbete.<br />
Men kassen går så klart sönder.
Nu sker ett fysikaliskt arbete<br />
När du kommer hem måste du bära matkassen uppfor trappan till andra<br />
våningen. Nu uträttar du ett arbete, eftersom du förflyttar matlassen<br />
och dig själv uppåt. Du övervinner dä tyngdkrffien.<br />
Du skulle även uträtta ett arbete om du istället för att åka bil verkligen<br />
släpade matkassen efter dig från affären. Då skulle du övervinna<br />
friktionskraften sol:.-:' uppkommer mellan marken och kassen samtidigt<br />
som du förflyttar kassen. Men kassen skulle så klart gå sönder.<br />
<strong>Arbete</strong> kan beräknas<br />
Du kan räkna ut hur stort ett fysikaliskt arbete är genom att mulriplicera<br />
kraften (fl med sträckan (s). trnheten för arbete är newtonmeter<br />
och förkortas Nm. P är en förkortning för det engelska ordet force och<br />
s för stretch.<br />
arbete = kraji<br />
W=F-s<br />
ENERGI OCH EFFEKT<br />
217
ENERGI OCH EFFEKT<br />
<strong>Arbete</strong>t är lika stort vare sig tunnan<br />
lyfts upp eller rullas upp på lastkajen.<br />
De slingrande vägarna<br />
uppför de norska bergen<br />
är ett bra exempel<br />
på lutande plan. Den<br />
slingriga vägen är längre<br />
än om vägen skulle gått<br />
rakt upp. Men i gengäld<br />
krävs det betydligt mindre<br />
kraft för att man ska ta sig<br />
till bergets topp.<br />
218<br />
Lutande plan<br />
Om en stor tunna ska förfl1ttas från marken upp till en lastkaj kan vi<br />
göra på olika sätt. Antingen kan vi lyfta tunnan rak uppåt eller så kan<br />
*tlågga ut några plankor och rulla upp den. En sådan anordning är ett<br />
exempel pä ett lutande plan.<br />
Det är mycket lättare att rulla upp tunnan än att ffia upp den. Den<br />
kraft vi då behöver använda är mindre. Men sträckan vi rullar tunnan<br />
är längre än sträckan den behöver ly,ftas. Om vi jämför det firsikaliska<br />
arbetets storlek i de båda fallen, så finner vi att arbetet är lika stort.<br />
Ett lutande plan är ett bra exempel på ett mycket känt f.sikalisk<br />
samband som brukar kallas ruekanikens gllene regel. Den lyder så här:<br />
Det man ztinner i kraft, fiirlorar man i uiig.
En trappa är ett lutande plan<br />
En trappa är ett exempel på ett lutande plan.Ju mindre<br />
trappan lutar, desto lätare blir den att gå i. Men<br />
ju mindre trappan lutaq desto längre blir sträckan<br />
du måste gå. Att åka hiss upp är den kortasre vdgen<br />
men då krävs det en sror kraft. Åven om kraften och<br />
sträckan kan variera så är alltid arbetet att förflytta,<br />
dig uppåt lika stort oavsett om du rar trapporna eller<br />
hissen.<br />
En vanlig skruv är ett annat exempel på lutande plan.<br />
Ju färre gdngor skruven har desto brantare lutar de och<br />
desto mer l
ENERGI OCH EFFEKT<br />
220<br />
Ett spett som hävstång<br />
Att flytta en flmg sten med hjälp av ett spett är ett exempel på hur man<br />
använder en hävstång. Lägg något på marken som spettet kan röra<br />
sig runt. Se till att hdvarmen mellan dig och widningspunken blir<br />
mycket längre än hdvarmen till stenen. Med en ganska liten kraft kan<br />
du då lyfta en tung sten.<br />
På vilket sätt är då hävstången en tillämpning av mekanikens gyllene<br />
regel? Jo, för att ly&a stenen ett litet stycke så måste du trycka ner din<br />
ände av spettet ett långt stycke. Det betyder att du förlorar i väg men<br />
du vinner i kraft.
Att flytta en sten<br />
En sten väger 50 kg. Det krävs alltså en<br />
kraft på 500 N för att flytta stenen. För att<br />
det ska gå lättare kan man använda ett<br />
Avståndet från vridningspunkten till<br />
handen är 5 ggr så långt som mellan<br />
stenen och vridningspunkten. Den kraft<br />
du behöver använda för att flytta stenen<br />
blir då endast en femtedel av stenens<br />
tyngd, det vill säga 1 00 N (500/5 = 1 00).<br />
I vilken eller vilka av följande situationer utför du<br />
ett arbete ifysikalisk mening?<br />
a) När du lyfter en kartong med böcker.<br />
b) När du håller en väska med guld i handen.<br />
c) När du drar en kälke på is.<br />
Hur lyder mekanikens gyllene regel?<br />
Ge exempel på lutande plan iverkligheten.<br />
Ge exempel på hävstänger i verkligheten.<br />
ffi Marco väger 20 kg. Marcos pappa lyfter Marco<br />
2muppiluften.<br />
ffi<br />
ffi<br />
a) Hur stor kraft behöver pappa använda?<br />
b) Hur stort är arbetet?<br />
Stefan är ute och går på en horisontell väg med<br />
en väska i handen. Väskans tyngd är 1 20 N.<br />
a) Hur stort arbete utför Stefan när han går<br />
1 00 m längs vägen?<br />
b) Hur stort arbete utför Stefan när han<br />
lyfter upp väskan 50 cm?<br />
En låda dras 0,5 m längs ett bord med en dynamometer.<br />
Hur stort arbete utförs om dynamometern<br />
visar 1,6 N?<br />
Gl a) Hurstortarbete uträttas,om vagnen<br />
dras idynamometern uppför hela planet?<br />
g<br />
b) Hur stort arbete uträttas, om vi istället lyfter<br />
vagnen rakt upp till planets övre ände?<br />
c) Hur stor är vagnens massa?<br />
Sara vill gunga gungbräda med sin pappa.<br />
Sara väger 25 kg och sitter 3 m från mitten.<br />
Saras pappa väger 75 kg. Hur långt från mitten<br />
ska han sätta sig för att det ska väga jämnt?<br />
En hiss är ofta försedd<br />
med en motvikt på<br />
det sätt som bilden<br />
visar. Motvikten väger<br />
ungefär lika mycket<br />
som hissen.Vad gör<br />
motvikten för nytta?<br />
ENERGI OCH EFFEKT<br />
221
Change language