Introduktion til kræfter og gennemgang af fritlegeme-diagrammer

Gennemgå nøglebegreber om kræfter samt hvordan man tegner fritlegeme-diagrammer.

Nøglebegreber

Begreb	Betydning
Kraft	Et skub eller træk på et objekt, har normalt symbolet $F$ ‍. Har SI enhederne af newton ( $N$ ‍) eller $\frac{kg m}{s^{2}}$ ‍.
Kontaktkraft	En kraft, der kræver kontakt mellem objekter. Eksempler er træk, normalkraft og friktion.
Langtrækkende kraft	En kraft, der ikke behøver kontakt mellem objekter for at eksistere. Et eksempel er tyngdekraften (vægt).
Fritlegeme-diagram	Et diagram over de kræfter, der virker på et objekt. Objektet repræsenteres af en prik med kræfter tegnet som pile, der peger væk fra prikken. Sommetider kaldet et kraftdiagram.

Kraft (symbol)	Krafttype	Beskrivelse
Vægt ( $F_{g}$ ‍ eller $W$ ‍)	Langtrækkende	Gravitationskraft, der virker på et objekt med masse. Nogle gange kaldet tyngdekraften. Trækker altid mod Jorden (ned).
Træk ( $F_{T}$ ‍ eller $T$ ‍)	Kontakt	Kraft fra noget, der trækker på et objekt. Kan være forårsaget af en snor, reb, kæde, kabel, eller ledning. Trækker på objektet langs retningen af rebet.
Normalkraft ( $F_{N}$ ‍ eller $N$ ‍)	Kontakt	Kraft mellem to objekter, når de rører ved hinanden. Skubber vinkelret på objektets overflade.
Friktion ( $F_{f}$ ‍ eller $f$ ‍)	Kontakt	Kraft der modvirker glidning mellem overflader. Skubber parallelt med kontaktfladen og i modsat retning af glidningen.

Start med at identificere kontaktkræfterne . Det gør vi ved at se, hvad objektet rører ved, når vi skitserer objektet (se figur 1 nedenfor). Tegn en prik, hvor noget rører ved objektet. Hvor der er en prik, skal der være mindst én kontaktkraft. Tegn kraftvektorerne på kontaktpunkterne for at vise, hvordan de skubber eller trækker på objektet (husk at angive den korrekte retning).
Figur 1. Identifikation af kontaktkræfter for en osteblok, der er i hvile på et skråplan.
Når vi har identificeret kontaktkræfterne erstatter vi objektet med en prik (se figur 2 nedenfor). Husk, vi skal kun angive de kræfter, der påvirker vores objekt og ikke de kræfter objektet udøver på andre objekter.
Tegn et koordinatsystem og angiv den positive retning. Hvis objektet er på et skråplan, så tegnes koordinatsystemet langs dette skråplan.
Tegn kontaktkræfterne på prikken med pile, der peger væk fra prikken. Sørg for, at pilenes længder er nogenlunde proportionale med hinanden. Navngiv alle kræfter.
Nu tilføjes de langtrækkende kræfter. Det vil typisk være vægt, medmindre, der er elektrisk ladning eller magnetisme involveret.
Tegn og navngiv din accelerationsvektor ved siden af prikken -- uden at røre prikken. Hvis der ikke er nogen acceleration, så skriv $a = 0$ ‍.

\begin{aligned}  \end{aligned}

Figur 2 er et eksempel på et fritlegeme-diagram for en osteblok, der hviler på et bord. Tyngdekraften trækker ned på ostens masse med vægten (

W

) og bordet skubber op på osten med en normalkraft (

N

). Da osten er i hvile og ikke forsøger at glide, er der ingen friktion.

Nogle gange inkluderes de kræft objektet virker på andre ting med. Vi skal kun tegne de kræfter, der skubber eller trækker på vores objekt, altså kun vise, hvad der sker med det objekt, vi er interesseret i.
Undlade at angive retningen af de forskellige typer af kræfter. Vægt er altid ned, friktion er altid parallel til kontaktfladen, normalkraft er altid vinkelret på kontaktfladen og trækkræfter kan kun trække.

Du kan tjekke din forståelse af fritlegeme-diagrammer i øvelsen Introduktion til fritlegeme-diagrammer.

Sortér efter:

Ingen opslag endnu.