18-19 / 83
18
19
Námsgagnastofnum 2015
–
07011
EÐLIS- OG STJÖRNUFRÆÐI
Kraftar – ósýnilegir en hafa áhrif
Annie Mist þarf að beita kröftum til að lyfta lóðunum en við sjáum ekki
þá krafta. Þegar hendurnar verka með nægjanlega miklum krafti á lóðin þá
lyftast þau upp og það þarf líka að beita krafti til að halda þeim á lofti. Raunar
beitum við kröftum alltaf þegar við hreyfum okkur þó sjaldan séu það jafn
miklir kraftar og beita þarf í lyftingum. En kraftar eru að verki allt í kringum
okkur og ekki bara þegar fólk beitir þeim meðvitað. Það verka kraftar á alla
hluti og okkur sjálf. Hvort sem hlutir eru kyrrstæðir eða hreyfast þá er það
vegna krafta. Þegar setið er í stól þá verkar sá sem á honum situr með krafti
á stólinn og stóllinn verkar með krafti á þann sem situr í honum. Kraftar eru
ósýnilegir en við getum hins vegar oft séð og stundum fundið fyrir áhrifum
þeirra.
Orðið kraftur hefur nákvæmari merkingu í vísindum en í daglegu tali og
þess vegna þarf að vanda sig þegar orðið er notað á vísindalegan hátt. Stundum
er sagt að það sé „kraftur í einhverju“ og að einhver „sé kraftmikill“. Vissulega
hafa sumir vöðva sem gera þeim kleift að beita miklum kröftum og til eru
tæki og vélar sem geta verkað með miklum krafti á aðra hluti. Í vísindum má
hins vegar ekki segja að kraftur sé í hlutum eða fólki. Þegar orðið kraftur er
notað með vísindalegum hætti þá er sagt að kraftur
verki
á hlut og að einn
hlutur
verki
með
krafti
á annan hlut.
2.1
Annie Mist Þórisdóttir
lyftir lóðum.
Hægt er að finna fyrir krafti frá hlut sem liggur kyrr. Náðu í þykka
bók. Leggðu aðra höndina flata á borð og síðan bókina ofan á hana.
Láttu bókina liggja þar kyrra í smá stund og beindu athygli þinni að
því sem þú finnur fyrir með hendinni. Taktu eftir því hvernig bókin
ýtir ofan á hana. Það sem þú finnur fyrir er kraftur sem bókin ýtir á
höndina með. Taktu líka eftir því að borðið ýtir upp undir höndina.
Þar finnur þú fyrir krafti sem borðið verkar með á höndina. Þú
finnur fyrir þessum kröftum en þú sérð þá ekki. Maður getur fundið
fyrir kröftum sem verka á mann sjálfan. Hvorki borðið né bókin
hreyfast en samt verka báðir þessir hlutir með krafti á höndina.
Þetta sýnir okkur að hlutir geta verkað með krafti á aðra hluti án
þess að þeir hreyfist.
Mælingar krafta og einingin Njúton
Það getur verið erfitt að mæla krafta. Í einföldustu tilfellum má nota
kraftmæli sem búinn er til úr gormi. Því meiri sem krafturinn er því meira
togast gormurinn í sundur. Kvarði við gorminn sýnir svo styrk togkraftsins.
Einnig eru til tölvutengdir kraftmælar sem nota má til að mæla krafta sem
breytast skyndilega, til dæmis við árekstur tveggja hluta á ferð.
Stærð krafta er gefin upp í einingunni njúton og er þá táknuð með
N
.
Til þess að átta sig á því hvað einingin njúton er stór má miða við að það
þarf 10 N kraft til að lyfta upp einum lítra af mjólk og 100 N kraft til að
lyfta 10 kg hlut.
Áhrif krafta
Kraftar hafa margvísleg áhrif og við skulum skoða nokkur dæmi um þau.
Þeir geta haft áhrif á það hvernig hlutir hreyfast og einnig hvernig þeir eru
í laginu. Þegar bókin lá ofan á hendinni á þér fannstu fyrir kröftunum frá
bókinni og frá borðinu á höndina. Í fæstum tilfellum finnur maður beint
fyrir áhrifum krafta en hins vegar sjáum við oft þau áhrif sem þeir hafa.
Hér á eftir koma nokkrar myndir sem sýna áhrif krafta og það sem þeir
geta gert. Í þessum dæmum sjáum við krafta valda því að hlutur fer af stað,
stoppar eða breytir um stefnu. Við sjáum líka dæmi um að kraftar hafa
áhrif á það hvernig hlutir eru í laginu og hvernig lögun þeirra breytist.
Örvarnar tákna krafta sem verka á höndina.
Einfaldur kraftmælir.
Taktu nú höndina undan bókinni en
láttu bókina liggja áfram á borðinu.
Verkar ennþá kraftur frá bókinni niður
á við? Á hvaða hlut verkar sá kraftur?
Hvað með kraft frá borðinu; er hann
enn til staðar og á hvað verkar hann?
umræðuefni
verkLEG ATHUGUN