Olika friktion på olika underlag 

Syfte: 

 Jag ska ta reda på hur friktionen ändras på olika ytor och underlag med samma föremål.

Hypotes: De olika ytornas friktion (1 mest friktion 5 minst friktion).

Dataväskan har mest friktion eftersom ytan på den är av tyg och den är mjuk. Det gör att masonitskivan skär ner i materialet och saktar ner rörelsen. 

Betongmuren runt basketplan eftersom ytan är ojämn. Den är hård och knottrig.

Den torra diskbänken, eftersom metall och plåt saktar ner mycket, ytan är också smutsig. 

Plastgolvet i klassrummet är smutsigt, men det är av plast och är en väldigt jämn yta. 

Minst friktion har skolmatsalsborden, för de har en lackad trä yta som är jämn. Föremålet glider över ytan. 

Metod: Jag ska dra föremålet på de olika ytorna med en dynamometer och se hur mycket kraft jag behöver för att dra föremålet.

Jag fäster dynamometern som på bilden nedan, i handtaget. 

Jag drar föremålet med dynamometern mot mig i en jämn takt. 

När pilen på dynamometern är hyfsat stilla läser jag av hur mycket kraft det behövdes för att dra trälådan på de olika underlagen. 

På så sätt kan jag se vilken yta som har mest friktion och minst friktion.  

Material:

Dynamometer upp till 5N 

En trälåda med masonitskiva som botten, 5,5N, 540,1 gram. 

De olika ytorna att dra föremålet på:

Betongmuren vid basketplan

Dataväska

Bord (skolmatsalsborden)

Torr diskbänk av rostfritt stål 

Plastgolv i klassrum.

Resultat: 

På dataväskan drog jag trälådan mot mig, det var överlägset tyngst på dataväskan. Det krävdes 4.5 Newton.

På betongmuren drog jag trälådan på samma sätt, fast lådan fastnade då och då men jag hittade en jämn rytm till sist. Det krävdes 3N.

På det smutsiga plastgolvet krävdes det 2.5N för att flytta föremålet. Jag  drog föremålet mot mig på golvet i sittande ställning.

På den torra diskbänken krävdes det 1.5N, den hade rostfritt stål. Jag drog i sidled tills jag hittade en jämn takt.  

På det lackade bordet behövdes 1.4N, det var den yta med minst friktion. Lacken och den släta ytan gjorde att föremålet nästan svävade på ytan. 

Tabellresultat:

Slutsats: 

Varför just dataväskans yta hade mest friktion mot trälådan var för att masonitskivan fastnade med den väldigt rispiga bottnen mot den mjuka tygväskan. Lådan hade precis lika mycket tryck ned mot underlaget, och hela lådans bottnen hade kontakt med tygväskan. Det var för att masoniten är som stickor, som skar ner i tygväskan och rörelsen saktades ner enormt mycket. Det var därför som det var massor med stickor kvar i väskan efter att jag mätt klart friktionen. Det är precis samma som att vi skulle dra våran fot mot en ohyvlad och olackad träbit, det blir stickor i våran hud. I de andra underlagen kunde inte masonitskivan skära ner på samma sätt, eftersom tygväskan var det enda mjuka underlaget. 

Min hypotes stämde ganska bra, jag trodde dock inte att plastgolvet skulle ha mer friktion än en diskbänk av rostfritt stål. När jag tänker efter nu så visste ja inte att det golvet skulle vara ganska smutsigt, med mycket sand och smuts. Eller snarare, att smutset inte skulle påverka friktionen mellan golvet och lådan så mycket som det gjorde. Jag hade rätt att dataväskan skulle motverka masonitskivans rörelse mest, samma att betongmuren skulle sakta ned näst mest. Jag hade också rätt att skolmatsalsbordets lackade yta skulle sakta ner rörelsen minst. 

Erfarenheter som vi har användning av i vardagen är te.x vid skridskoåkning och racerkörning. Fast främsta är bilåkning, för att kunna bromsa och gasa måste däcken ha mycket friktion och kontakt med vägen. Det är bra att vägen är av asfalt, så det inte är helt jämn och slät som gör att däcken får mindre kontakt med vägen. Bilåkning är också en av de viktigaste faktorerna inom friktion. (enligt mig)

Friktion används för att göra värme. När 2 inte helt jämna ytor har kontakt med varandra, och rör sig, skapas värme. Vid te.x tändning av tändstickor dras svavlet på tändstickan mot tändsticksplånet på asken tänds tändstickan. Av elden sedan kan man göra en brasa för värme, laga mat, tända ljus. 

Man använder olika medel och smörjor för att friktionen ska bli mindre och man ska kunna glida längre i bl.a kullager. 

När man tävlar eller tränar i rodel vill man ha så lite friktion som möjligt för att skenorna inte ska skära ner så mycket i isen, men ändå ha grepp för att inte åka ur banan. 

När man åker skidor kan man sätta på olika vallor under på underdelen av skidorna, för att få extra grepp i uppförsbackar eller extra glid i nedförsbackar. 

Förbättringar

Att ha en bättre och mer kalibrerad dynamometer.

Alla gånger jag mätte friktionen kan jag gjort allting inomhus, för luftmotståndet. 

Förutsättningarna ska vara lika varje gång man mäter. Te.x att lika torrt på varje ställe man mäter. 

Mäta flera gånger för att få ett mer exakt resultat. 

Fysikfrågor utan bilder...

1. För att rita krafter använder man sig oftast, eller nästan alltid av pilar. Pilar är det enklaste sättet att visa och förklara krafter med bilder. Man kan rita alla krafter med pilar, men de fyra krafter jag visar är: Friktionskraft, Dragningskraft, Normalkraft och Muskelkraft. Kraft som medverkar och motverkar. På bilden ser vi en cyklist som påverkas av de fyra krafterna, friktionskraften (motsåndskraften) som sölar ner cyklisten, normalkraften som är underlaget som han cyklar på och som gör att han inte dras till jordens mitt, gravitationskraften som håller han på marken och muskelkraften som gör att han rör sig framåt. Men däremot är motståndskraften (friktionskraften) lika stor som drivkraften och det gör att han i nuläget skulle så helt stilla eftersom de fyra krafterna är lika stora. 

2. Tyngdkraften och Muskelkraften har alltid en motkraft, som te.x är golvet i ditt rum när du står på det och när du te.x sitter på en stol är stolen motkraften till tyngdkraften för att du inte åker i golvet. Stolen eller golvets motkraft är alltid lika stor som jordens dragningskraft, annars skulle antingen stolen eller golvet sväva, eller så skulle bordet gå sönder.Exempel på Muskelkraftens motkraft är bl.a friktionskraften, det är friktionskraften som sölar ner rörelsen som skapats vid med muskelkraften. Det kan te.x vara luftmotståndet som saktar ner fotbollens rörelse. Det kan också vara en slät yta fast ingen yta är helt slät, inte ens nyspolad is i ishallen, så om du åker skridskor så sölar isen ner farten man skapat vid skären. För att få friktion och en snabb start måste skridskorna vara utvinklade.

3. Massa är hur mycket ett föremål väger, och tyngd är hur mycket dragningskraften påverkar oss. På månen är te.x tyngdkraften bara 1/6 av vad den är på jorden, så där känner man sig lättare, även fast massan och vikten är samma. Tyngden på ett föremål kan man mäta med en dynamometer som visar i Newton, 1N=100gram. Dynamometern är ett mätinstrument för hur mycket tyngdkraften påverkar föremålet. Massan på ett föremål kan man mäta med en vanlig våg som man brukar ha i hemmen. Man ställer sig på den och den visar egentligen hur mycket man/något väger. Vågen visar i enheten kilogram. Varje liten del av kroppen vägs på vågen. 

4. Mycket friktion: Te.x när man kör racerbil, vill man ha så mycket friktion som möjligt för att få en snabb start så  att inte däcken slirar. I kurvorna i är det också bra med mycket friktion, så att bilen inte sladdar eller välter av den höga kraften som trycker ut bilen mot yttre väggen. Skulle en racerbil åka på is skulle den slira i svängarna                                                                      Lite friktion: När man te.x åker skridskor vill man kunna glida och få upp en hög fart på isen. Men däremot när man ska få upp farten  snabbt måste man alltid ha friktion. Just is har lite friktion och är inte en yta som sölar ned en. 

5. Hävarm är avståndet från vridpunkten till slutet av föremålets exempelvis skaftet. Hävarmen använder man för att vridmomentet ska bli starkare, det vill säga lättare att skruva upp en bult som rostat fast. Exempel på verktyg som använder sig av denna princip är skiftnyckeln och spärrskaftet. Formeln för hur stort vridmomentet blir är kraften som används x hävarmen = NM (newton meter).

6. Tyngdpunkten kan sitta i eller utanför ett föremål. Den sitter dock oftast i mitten av ett föremål, i masscentrumet där all massa är koncentrerad. I te,x en badring är tyngdpunkten utanför föremålet. Man kan finna tyngdpunkten på ett föremål genom att hitta mitten av föremålet och få jämvikt. Vid just brobygge är begreppet tyngdpunkt viktigt, för att få bron stabil och säker, tyngdpunkten spela därför roll eftersom det är den punkten som kommer påverkas av krafterna av bilen, gravitationskraften och så vidare. 

7. Stödytan och låg tyngdpunkt är de 2 viktigaste termerna inom stabilitet. Om du te.x ska skapa en pall, eller stol, så vill man ha den så stadig och hållbar som möjligt. Det kan man få genom att ha pallens tyngdpunkt nära marken/golvet, och ha en stor stödyta. Man kan också ha benen utanför pallens sits, eftersom mitt i sitsen finns tyngdpunkten och där är massan centrerad. Går benen inåt mot tyngdpunkten blir stolen/pallen ostadig eftersom stödytan blir mindre. Men så länge tyngdpunkten ligger innanför stödytan så kommer föremålet inte falla. Det bästa att göra är att ha en stor stödyta, det bästa är att ha 10000000 ben, fast det kanske inte är så säljande, fast 4 ben är det modernaste. 

Hitta tyngdpunkt med trådar och tyngder

Vi använde en tråd och 2 magneter för att hitta tyngdpunkten. Vi gjorde såhär: Vi satte fast tråden med ett häftstift i varenda hörn och ritade ett streck efter tråden. Vi lutade kartongbiten för att den skulle gå hörn till hörn, diagonalt.  Vi gjorde sedan ett rakare streck med linjalen Vi gjorde samma sak med mitten strecket fast vi lutade inte på kartongbiten. Desto fler streck vi gjorde desto säkrare vart vi att tyngdpunkten var där den var. Vi hittade sedan tyngdpunkten i mitten av kartongbiten med hjälp av strecken.    

På den andra uppgiften så gjorde vi samma sak bara med en oregelbunden kartongbit. Tyngdpunkten stämde och vi fick den att stå på fingret.

Krafter

1N på dynamometer var 98.2 gram på vågen för oss. Dynamometern var alltså rätt kalibrerad och vågen stämde, den hade fungerande batterier och den visar alltså rätt. Vi visste också att 1N var exakt 98.2 gram på den svenska skalan så vi utgick från det om vågen skulle visa 98.3 eller 98.1. 

Gjord av Viktor och Philippe