Repetition

1
Repetition

• Mekaniskt arbete och effekt

2
De enkla maskinerna

• Det finns sex enkla maskiner
• lutandeplanet
• kilen
• Skruven
• Hävstången
• Hjulet
• blocket

3
Gamla maskiner

• Man vet inte när dessa maskiner uppfanns men de
  har funnits väldigt länge.
• Kilen är troligtvis äldst. Man har funnit fynd
  som är 250 000 år gamla.
• Lutandeplanet användes troligen vid bygget av
  pyramiderna för 5000 år sedan.

4
Gamla maskiner

• I den gamla staden UR i Mesopotanien har man
  hittat hjulliknande föremål från 4-5000 år f.kr.
• Arkimedes 287-212 f.kr. kände till både
  hävstången och skruven. (samt alla andra)
• Skruven och block och talja är troligen de yngsta
  uppfinningarna.

5
Mekanikens gyllene regel

• De enkla maskinerna bygger alla på samma princip
  
• Det man vinner i kraft förlorar man i väg.

6
Skruven och lutande planet
7
Block och talja
8
Hävstång och balansbräda
9
Ex problem

• Sara vill gunga på en gungbräda med sin pappa.
  Sara väger 25 kg och sitter 3 meter från
  vridningspunkten. Saras pappa väger 75kg. Hur
  långt från vridningspunkten ska han sitta för att
  gungbrädan ska väga jämnt?

10
Lösningsförslag

• F1 x l1 F2 x l2
• 250N x 3m 750N x 1m750Nm 750Nm
• Pappan ska sitta 1 m från vridningspunkten.

11
De enkla maskinerna är kraftförstärkare

• De enkla maskinerna bygger på olika typer av
  kraftförstärkning.
• Det kan innebära en längre sträcka men mindre
  kraft behövs.

12
Definitionen för arbete

• Ett mekaniskt arbete utförs när
• En kraft övervinns (t.ex. tyngdkraften)
• En förflyttning sker samtidigt

13
När utförs ett arbete

• A. En resväska lyft 20cm över marken och bärs 20m
  till en taxi.
• B. En resväska lyfts ned från rullbandet.
• C. En resväska lyfts 60cm till bagageluckan på
  taxin.
• D Resväskan dras på sina hjul 20 meter till en
  dörr
• Rätt svar
• C och D

14
Hur stort är arbetet?

• En resväska väger 20 kg och lyfts upp 50 cm till
  bagageluckan på en taxi.
• W F s
• 200N 0,5 m
• 100 Nm
• Svar arbetet som utförs är 100Nm

15

• Person B utför arbetet600Nm när han lyfter upp
  vagnen 2 meter.
• Person A drar upp en lika tung vagn som B. Hur
  mycket väger vagnarna?(Bortse från människornas
  vikt)

16
Lösningsförslag

• W F S sträckan är 2m och arbetet 600Nm
• 600Nm F 2m
• 600Nm/2m 300 N
• 300N/10 30kg
• Svar vagnarna väger 30kg

17
Energi lagrat arbete

• Ett föremål får lägesenergi när det lyfts upp
  till en högre höjd.
• Lägesenergin är lika stort som arbetet att lyfta
  upp föremålet.
• Arbete mäts i Nm och energi i joule
• 1Nm 1 joule (J)

18
Ex arbete och lägesenergi

• Hur stor lägesenergi har en människa (50kg) fått
  när den åker hiss upp till 4e våningen (8m)
• Arbetet W F s W500N 8m W 4000Nm
  Lägesenergi
• Svar Personen har fått lägesenergin 4000 joule

19
Rörelseenergi

• När ett föremål lyfts upp till en högre höjd har
  det fått lika mycket lägesenergi som arbetet att
  lyfta upp föremålet.
• Lägesenergi kan omvandlas till rörelseenergi.

20
problem

• Hur mycket rörelseenergi har ett föremål när det
  fallit ned 2 m? Föremålet väger 2 kg och har
  lyfts upp till en höjd av 8m.

• W Fs
• 20N8m 160NM 160J
• När det har fallit 2m har den läges energin
  206m120J alltså är rörelseenergin 160J-120J
  40JSvar Rörelseenergin är 40joule efter att den
  har fallit 2 meter
• (När den träffar marken har alla lägesenergi
  omvandlats till rörelseenergi)

21
Effekt

• Beskriver hur effektivt arbetet är.
  W arbete
• P -------- -------------- J/s watt (W)
  t sekunder

22
Problem

• Hur många hästkrafter har motorcyklarna? Vikt
  250kgDe kör upp för backarna och når en höjd
  500m ö. h.
• Motorcykel A kör sträckan på 60 sMotorcykel b
  kör sträckan på 100 s
• 1hkr 736W

• Arbetet är lika stort A Fs2500N 500m 1250
  000NM 1250 000 (J)
• P A/t (arbete/sekunder)
• Mc A P 1250 000J/60 20833W
  20833W/ 736 28hkr
• Mc B P 1250 000J/100s 12500W
  12500W/ 736 17hkr

23
energiprincipen

• Energi kan aldrig förstöras eller nyskapas,
  energi kan bara omvandlas mellan olika
  energiformer
• Till slut omvandlas all energi till värmeenergi.

24
Problem

• Beskriv de energi omvandlingar som sker när en
  lastbil (8 ton) kör upp ett lass snö (16 ton)
  till toppen av Hammarbybacken 187m ö.h.

25
Lösningsförslag

• Lastbilen drivs av diesel. Diesel framställs ur
  olja. Oljan kommer från förmultnade växter.
  Energin som gjorde att växterna växte upp kom
  från solen via strålningsenergi och lagrades i
  växterna med hjälp av fotosyntesen. När växterna
  förmultnade och efter årtusenden omvandlats till
  olja har energin omvandlats till kemisk energi.
  Ur oljan framställs diesel, ett fossilt bränsle.
  Med hjälp av en motor kan dieseln omvandlas till
  rörelseenergi. När lastbilen kör upp till toppen
  omvandlas rörelse energin till lägesenergi. Snön
  har nu fått lägesenergin (16000kg10 187m)
  29920kJ. När våren kommer och solen smälter snön
  omvandlas snön till vatten. När vattnet har
  runnit ned för backen har all lägesenergi
  omvandlats till rörelseenergi.

26

• Strålningsenergi från solen
• Kemisk energi i växterna
• Kemisk energi i oljan
• Kemisk energi i dieseln
• Rörelseenergi i motorn(en del av energin blir
  värmeenergi)

• Arbete att köra upp
• Lägesenergi vid toppen
• Rörelseenergi när allt snö smält.
• Vatten dunstar pga värme
• Får lägesenergi i molnen
• Rörelseenergi när det regnar osv

27
För att nå E

• Redogöra för enkla maskiner
• Mekanikens gyllene regel
• Definitionen för arbete
• Beräkna arbete

• Skilja på lägesenergi och rörelseenergi
• Beräkna effekt

28
För högre betyg

• Svårare beräkningar av arbete och effekt
• Korrekta redovisningar (t.ex. enheter)
• Energiprincipen
• Energiomvandlingar

29
Testa dig själv

• 91sid 256 och 92 sid 260
• Sammanfattning sid 268
• Finalen, alla uppgifter som inte har med
  elektricitet att göra.
• 111 sid 309 1, 2, 3, 8