Fysik

Fysik r den vetenskap som beskriver materia, energi och krafter.

Arbetsomrden inom fysik

Materia

Krafter

Tid och rrelse

Ellra

Tryck

Astronomi

Mekanik

Vrmelra

Meteorologi

Magnetism

Optik

Akustik

Elektronik

Atomfysik

Energi

Materia

Ordet materia kommer frn latin och betyder mne.

All materia r uppbyggd av atomer.

Allting som kan vgas bestr av materia.

Exempel p sdant som inte r materia r ljus och vrme

Materia

P jorden frekommer materia vanligtvis i tre olika former: fast form, Flytande form och gasform.

Vanligaste formen av synlig materia i universum r plasma som r joniserad gas.

En form av materia kan verg i en annan form:

Frn fast till flytande Smltning

Frn flytande till fast Stelning

Frn flytande till gas ngbildning

(avdunstning eller kokning)

Frn gas till flytande Kondensation

Frn fast till gas Sublimering

Vikt och massa r samma sak

I fysik anvnds ordet massa istllet vikt nr man talar om hur mycket ett freml vger. Massan beskriver hur mycket materia ett freml bestr av.

Ett freml har samma massa oavsett var det befinner sig, d det har samma materieinnehll.

SI-enheten eller grundenheten fr massa r kilogram, kg.

Densitet Densitet r ett fysikaliskt begrepp som beskriver hur

sammanpackat ett mne r. Ju ttare atomerna r packade desto strre densitet.

Densitet uttrycks i enheten g/cm3 eller kg/dm3

Massan bestms med en vg.

Volymen hos regelbundna freml som t.ex. cylindrar, rtblock och klot kan bestmmas genom mtningar.

Volymen hos oregelbundna freml kan bestmmas genom att man snker ner fremlet i en behllare med volymgradering, t.ex. ett mtglas.

Vatten har densiteten 1 g/cm3 eller 1 kg/dm3.

volym

massadensitet

Krafter

Fr att ndra ett fremls fart och rrelseriktning behvs en kraft. Med hjlp av en kraft kan man ocks ndra formen hos ett freml.

En kraft har bde storlek och riktning. I figurer ritar man krafter som pilar. Pilen visar t vilket hll kraften verkar och pilens lngd visar hur stor kraften r.

7N

Vilken verkan en kraft har beror p tre saker:

Storlek

Riktning

Angreppspunkt

Tyngdkraft

Den kraft som hller oss kvar p jorden kallas tyngd, tyngdkraft, gravitationskraft eller jordens dragningskraft.

Gravitationskraft r en kraft som verkar p ett freml som befinner sig i ett gravitationsflt, t.ex. p jordens yta. Men gravitation finns mellan alla freml bde p jorden och i universum.

Krafter kan mtas med en dynamometer. Enheten fr kraft r newton

(N). 1 N 100g 1 kg 10 N

Den vetenskapsman som haft strst betydelse fr hur vi ser p kraft och rrelse r Isaac Newton. Isaac levde p 1600-talet.

Skillnad mellan massa och tyngd

Massan beskriver hur mycket materia ett freml bestr av. Ett freml har samma massa oavsett var det befinner sig, d det har samma materieinnehll.

Tyngd r den kraft som verkar p ett freml. Tyngdkraften varierar beroende var man befinner sig, t.ex. r mnens tyngdkraft bara 1/6 av jordens tyngdkraft.

Tyngdpunkt och stdyta

Med tyngdpunkt menar man en punkt dr man kan tnka sig att ett fremls hela massa r samlad.

Nr man ska rita en pil som visar tyngdkraften, ska pilen alltid brja i fremlets tyngdpunkt.

Om t.ex. en stol str p ett golv kommer stolens ben att avgrnsa en yta under stolen. Den ytan eller arean kallas stdyta. Stdytan uppgrs allts inte bara av den yta som har kontakt med underlaget.

Ett freml faller nr lodlinjen genom tyngdpunkten kommer utanfr stdytan.

Stor stdyta och lg tyngdpunkt ger bra stabilitet.

Kraft och motkraft

Tv freml pverkar alltid varandra med lika stora men motriktade krafter.

Ex. 1. Om du lgger en bok p ett bord kommer bordet trycka tillbaka med samma kraft som boken trycker ner mot bordet.

Ex. 2. Om du sitter i en bt och skjuter ut dig frn bryggan kommer bryggan trycka tillbaka med en lika stor motriktad kraft.

Friktion En kraft som bromsar

Friktion r en kraft som alltid verkar i motsatt riktning mot ett fremls rrelseriktning.

Hur stor friktionen r p ett freml som glider p ett underlag, beror p kontaktytornas material och hur ojmna det r. Ju tyngre fremlet r, desto strre blir friktionen.

Rullfriktion r mindre n glidfriktion. Hjulet som mnniskan uppfann fr flera tusen r sedan r idag en sjlvklarhet. Rullfriktion anvnds ocks i kullager.

Luftmotstnd och de bromsade krafter som ett freml som frdas i vatten utstts fr r ocks en form av friktion.

Friktion P gott och ont

All friktion ger upphov till friktionsvrme. Friktionen mellan rrliga delar i maskiner kan minskas genom smrjning med fett eller olja. Fr att minska friktionen nr man ker skidor kan man anvnda glidvalla.

Fr liten friktion kan ibland vara ett problem. P vintern nr vglaget r isigt blir det halt och d kan det vara svrt att bromsa. Vgarna sandas och saltas och man anvnder vinterdck fr att ka friktionen.

P sommaren r vt vgbana ett problem d risken fr vattenplaning kar. Vattenplaning innebr att fordonets hjul kanar p vattenytan och dcken tappar kontakten med vgbanan.

Tid och rrelse

Grundenhet fr tid r 1 sekund (s).

Exempel p ldre tiders ur r solur, sandur (timglas) och vattenur. Idag anvnds frmst elektroniska ur men ven en liten del mekaniska ur.

Rrelse En rrelse uppkommer bara nr den kraft som vill starta rrelsen i startgonblicket r strre n den kraft som vill hejda rrelsen.

Vad man rknar som rrelse beror p vad man jmfr med. T.ex. s rr oss ven nr vi str stilla eftersom jorden bde snurrar och frdas genom rymden i en bana runt solen.

Tiden

StrckanMedelfart

Rrelse Likformig rrelse r en rrelse som sker med konstant

hastighet i en och samma riktning.

Olikformig rrelse r en rrelse dr antingen fart eller riktning ndras eller bde och.

En rrelse dr farten kar, kallas accelererad.

En rrelse dr farten minskar, kallas retarderad.

Om vi knner till tiden och strckan kan vi berkna medelfart.

Medelfarten anges i km/h eller m/s

Trghet

Enligt trghetslagen behvs det alltid en kraft fr att ndra ett fremls fart eller rrelseriktning. Man sger att fremlet har en trghet.

Ju strre massa ett freml har, desto strre r trgheten och desto strre kraft behvs fr att ka eller minska fremlets fart.

Trgheten gr ocks att ett freml som r i rrelse vill fortstta sin rrelse i samma riktning. T.ex. om du sitter i en bil som svnger trycks din kropp t sidan om du inte hller emot.

Fritt fall, luftmotstnd och tyngdacceleration

Nr ett freml faller i vakuum (lufttomt rum), kallas det fr ett fritt fall. Freml som faller fritt, faller alltid lika fort oavsett form och vikt.

Luftmotstnd har stor pverkan p fallande freml, vilket utnyttjas av fallskrmshoppare.

Tyngdaccelerationen r den acceleration som ett freml fr p grund av tyngdkraften. Fr varje sekund som gr kar hastigheten med ca 10 m/s.

Ellra

Statisk elektricitet uppstr genom gnidning. Det uppstr genom att vi tar bort eller tillfr elektroner. T.ex. nr vi kammar oss, nr ett kldesplagg blir elektriskt eller nr ska bildas.

Lika laddningar stter bort varandra.

Olika laddningar dras till varandra.

Elektrisk strm r en strm av elektroner.

Ellra

Strmstyrka mts i Ampere (A)

Spnning mts i volt (V)

Resistans (motstnd) mts i ohm ()

Metaller r bra elektriska ledare.

Isolatorer r dliga elektriska ledare, t.ex. gummi, porslin, glas och plast.

Man sger att strmmen gr frn pluspol till minuspol (men egentligen r det tvrtom).

Om lampor seriekopplas, slocknar alla om en lampa gr snder.

Om lampor parallellkopplas, kan en lampa g snder utan att de andra slocknar.

Tryck

Tryck r en kraft som r jmnt frdelad ver en area. Trycket beror allts bde p kraften och arean.

Berkning fr tryck:

Enheten fr tryck r 1 pascal (Pa) = 1 N/m2

Strre area mindre tryck. Det r bra att tnka p om man ska rdda en ndstlld som gtt igenom isen.

area

KraftTryck

Tryck i vtskor och gaser

Trycket under en vattenyta orsakas av det vatten som finns ovanfr. Ju djupare man kommer, desto strre blir trycket.

Lufttrycket som finns runt omkring oss orsakas av luften som finns ovanfr oss.

Trycket p ett visst djup i en vtska eller en gas r lika stort i alla riktningar och beror dels p djupet, dels p vtskans eller gasens densitet.

Det tryck som en vtska utstts fr leds med samma styrka till vtskan alla delar. Det r denna princip som en hydraulisk domkraft och andra hydrauliska system bygger p.

Kommunicerande krl

Krl (behllare) som p ett eller ett annat stt str i frbindelse med varandra kallas kommunicerande krl.

Oavsett krlen form kommer vtskeytorna vara lika hgt i alla krlen.

Ett vattentorn r ett exempel p kommunicerande krl. Vattentorn placeras p en hgt belgen plats. Nr frbrukningen av vatten r lg (natten) pumpas vatten upp i tornet. Nr vattnet ska anvndas kommer det att kunna frdas ner genom ledningarna med hjlp av tyngdkraften.

Lyftkraft Om ett freml snks ner i en vtska, pverkas fremlet av en

lyftkraft. Arkimedes princip: Vtskans