42-43 / 83
42
43
Námsgagnastofnum 2015
–
07011
EÐLIS- OG STJÖRNUFRÆÐI
Vegna núnings er nýtni véla aldrei 100%
Í umfjölluninni um vinnu og einfaldar vélar gerðum við ráð fyrir
því að vinnan sem lögð væri til vélar væri alltaf jafn mikil og vinnan
sem vélin skilaði. Svo er ekki, það tapast alltaf einhver orka til
umhverfisins. Ef við skoðum nánar athugun okkar með reglustikuna
þá kemur í ljós að hluti vinnunnar tapast sem varmaorka. Vinnan
sem við framkvæmum er breytingin á orku hlutarins. Með því að
ýta reglustikunni niður losnar varmaorka til umhverfisins vegna
snertingar fingursins við reglustikuna. Núningur er alltaf til staðar
í vélum og hann veldur því að oftast tapast hluti vinnunnar sem
varmaorka. Þannig að vinnan er ekki nákvæmlega sú sama sem lögð
er til vélar og hún skilar.
Nýtni
einfaldra véla er fundin með einfaldri
skilgreiningu:
W(út)
W(inn) ∙ 100
Hér segir að nýtni er vinnan sem vélin skilar deilt með vinnunni sem
við leggjum til vélarinnar margfaldað með 100.
Við margföldum með 100 til að fá nýtnina í prósentum. Nýtni vélar
er 50% ef vinna sem lögð er til vélar er 100 J og vélin skilar 50 J vinnu.
1.
Hver er helsti tilgangurinn með einföldum vélum?
2.
Hvað er kraftahlutfall?
3.
Í hvaða sex flokka skiptast einfaldar vélar?
4.
Nefnið dæmi um hvernig orka tapast í vélum. Hvaða kraftur
kemur í veg fyrir 100% nýtni véla? Af hverju skiptir miklu máli
að gera nýtni véla sem mesta?
verkefni/UMRÆÐUR
Stærðfræðileg nálgun í lok 2. kafla
1. Hlaupari sem vegur 65 kg fer út að hlaupa. Hann hleypur á 4 m/s hraða. Hver er
hreyfiorka hans?
2. Hversu mikla vinnu þarftu að framkvæma ef þú vilt lyfta kassa upp á hillu í 2 m
hæð ef beita þarf 150 N krafti?
3. Hvert er kraftahlutfallið hjá vél sem skilar 50.000 N krafti ef til vélarinnar er lagður
til kraftur af stærðinni 2.500 N?
4. Vél fær til sín 150 J vinnu en skilar frá sér 100 J vinnu. Hver er nýtni vélarinnar?
Kraftar
eru áhrif sem verka á milli tveggja
hluta. Þegar kraftur verkar á hlut getur
hann breytt hreyfingu hlutarins, hitað
hann eða breytt lögun hans. Kraftar geta
verkað á milli hluta án þess að þeir snertist.
Aðdráttarkraftar
valda því að hlutir
dragast hver að öðrum en
fráhrindikraftar
að þeir leita hver frá öðrum.
Þyngdarkraftar
verka milli allra hluta.
Þyngdarkraftur frá jörðinni sem heldur
okkur við hana er mest áberandi.
Þyngdarkraftar frá sólu halda reiki
stjörnunum á braut sinni.
Núningskraftar
eru áberandi í umhverfi
okkar. Þeir vinna á móti hreyfingu.
Orka
. Hlutir geta búið yfir orku. Orka er
mikilvæg vegna þess að hún er undirstaða
alls lífs á jörðinni og mannlegs samfélags.
Orka getur verið á mörgum mismunandi
orkuformum. Orka getur breyst úr einu
formi í annað, farið frá einum stað til
annars og frá einum hlut til annars.
Heildarorka
í heiminum breytist aldrei.
Þetta náttúrulögmál er kallað
lögmálið um
varðveislu orkunnar
.
Vinna
í eðlisfræði er háð krafti og vega-
lengd. Þegar vinna fer fram færist orka frá
einum hlut til annars.
Einfaldar vélar
eru tæki sem auðvelda
okkur vinnu, þær geta bæði margfaldað og
breytt stefnu krafta. Vélar geta ekki aukið
eða búið til orku.
Kraftahlutfall
segir til um hversu oft vél
margfaldar kraft sem lagður er til hennar.
Einföldum vélum er skipt í sex flokka:
vogarstangir, trissur
,
hjól og ása, skáfleti
,
fleyga
og
skrúfur.
Samantekt úr kafla 2
Nýtni =