24-25 / 83
24
25
Námsgagnastofnum 2015
–
07011
EÐLIS- OG STJÖRNUFRÆÐI
Kraftar með eða án snertingar
Þegar við ætlum að hreyfa hlut þá þurfum við að koma við hann, ýta á hann
eða toga í hann. Tveir seglar geta hins vegar ýtt hvor á móti öðrum án þess að
snertast. Af þessu sjáum við að sumir kraftar geta verkað á milli hluta án þess
að hlutirnir snertist en aðrir kraftar verka einungis milli hluta sem snertast.
Ákveðnir kraftar geta verkað á milli hluta án þess að hlutirnir snertist.
Dæmi um slíka krafta eru þyngdarkraftar, rafkraftar og segulkraftar.
Fjölmörg dæmi eru um krafta sem verka við
snertingu, svo sem þegar sparkað er í bolta,
haldið er á barni, bogi er spenntur, hlutir
nuddast saman, regndropi lendir á rúðu eða
þegar bílar lenda í árekstri. Á myndinni sést
hve sterkir kraftar geta verkað milli bíla sem
rekast á.
Rafmagnaðir hlutir geta verkað með
rafkrafti hver á annan án þess að
snertast. Myndin sýnir slíka krafta
verka án snertingar á milli rafhleðslna í
greiðu og rafhleðslna í vatni. Þessi áhrif
valda því að vatnið beygir af leið.
Tveir seglar geta togað hvor í annan eða ýtt hvor öðrum frá sér án þess að
snertast. Til þess að þetta gerist þurfa seglarnir að vera nægjanlega nálægt
hvor öðrum. Listaverkið „Í lausu lofti“ (Suspension) eftir Bruce Gray sýnir á
skemmtilegan hátt hvernig seglar toga hver í annan án þess að snertast.
Nefndu dæmi um krafta sem
þú þekkir af eigin raun.
Hvernig birtast áhrif þeirra?
Aðdráttarkraftar og fráhrindikraftar
Við notum orðið
aðdráttarkraftur
þegar hlutir toga hver í annan en orðið
fráhrindikraftur
þegar hlutir ýta hver öðrum frá sér.
Sumir kraftar verka á milli hluta þannig að hlutirnir hafa tilhneigingu til
að dragast hvor að öðrum eða annar sveigir í átt til hins. Slíkir kraftar eru
nefndir aðdráttarkraftar. Einfaldasta dæmið um slíkt er þegar maður dregur
hlut í áttina til sín. Þyngdarkraftar eru alltaf aðdráttarkraftar og við þekkjum
vel að ef hlut er hent út í loftið þá leitar hann að lokum í átt til jarðar. Á
myndinni hér að framan sést hvernig vatnsbuna sveigir í átt að rafhlaðinni
greiðu. Við þær aðstæður verka rafkraftarnir sem aðdráttarkraftar. Það er hins
vegar ekki alltaf svo. Rafkraftar geta einnig verkað sem fráhrindikraftar.
Fráhrindikraftar milli hluta valda því að hlutirnir hafa tilhneigingu til
að fjarlægjast eða sveigja hvor frá öðrum. Einfalt dæmi um þetta er þegar
maður ýtir einhverju frá sér. Rafkraftar og segulkraftar geta bæði verði
aðdráttarkraftar og fráhrindikraftar.
Meira um þyngdarkrafta
Við verðum öll áþreifanlega vör við áhrif þyngdarkrafts frá jörðinni en án
hans svifum við um í lausu lofti. Án þyngdarkraftsins væri raunar ekkert
andrúmsloft í kringum jörðina. Við yfirborð tunglsins verkar einnig
þyngdarkraftur en þar er hann mun minni vegna þess að tunglið hefur miklu
minni massa en jörðin.
En það eru ekki bara jörðin og tunglið sem valda þyngdarkrafti. Allir
hlutir sem hafa massa dragast með aðdráttarkrafti að öllum öðrum hlutum
með massa. Því meiri sem massi hlutanna er þeim mun meiri verður
krafturinn. Þessa aðdráttarkrafta köllum við þyngdarkrafta. Þetta þýðir að
þyngdarkraftar verka á milli allra hluta í kringum okkur. Þessir kraftar eru
flestallir svo kraftlitlir að þeir hafa engin áhrif. Þyngdarkrafturinn á milli
tveggja manneskja sem mætast á gangstétt er svo lítill að hann hefur engin
áhrif á hreyfingu fólksins.
Jörðin er það eina sem hefur nægan massa til þess að valda þyngdarkrafti
sem við getum fundið fyrir. Það er þyngdarkrafturinn milli jarðarinnar og
annarra hluta sem veldur því að hlutir svífa ekki um í lausu lofti heldur detta;
Aðdráttarkraftur verkar milli stráksins og
jarðarinnar. Þess vegna getur hann ekki svifið í
lausu lofti heldur mun væntanlega detta með
skvampi í vatnið.
umræðuefni
Nefndu dæmi um tilvik þegar þú hefur beitt annars vegar
fráhrindikrafti og hins vegar aðdráttarkrafti.
umræðuefni
Hefur þú séð dæmi um krafta sem verka án snertingar?
Á milli hvaða hluta verkuðu þeir kraftar?