Normalkraft og kontaktkraft | Khan Academy

Lær mere om Newtons første lov om bevægelse med to isblokke på en frossen sø. Den ene er i hvile og den anden er i bevægelse. Forstå, hvordan tyngdekraften trækker blokkene nedad og normalkraften fra isen forhindrer blokkene i at falde gennem isen. Når vi kigger på en atomar skala er det elektromagnetisk frastødning mellem atomer, der skaber denne normalkraft.

Fysik i Khan Academy: Fysik er studiet af de grundlæggende principper som styrer den fysiske verden omkring os. Vi starter med at se på bevægelse. Derefter går vi videre til emner som kraft, impuls, energi og andre koncepter i forskellige fysiske situationer. For at få mest ud af fysik, bør du have en grundig forståelse af algebra og en grundlæggende indsigt i trigonometri.

Khan Academy tilbyder opgaver, instruktionsvideoer og en personlig lærningsplatform som giver eleven mulighed for lære i sit eget tempo i og udenfor klasseværelset. Vi tilbyder matematik, videnskab, programmering, historie, kunsthistorie, økonomi og meget mere. Vores matematik kurser kan bruges af elever fra børnehave og videre frem til differentialregning. Der bruges state-of-the-art, adaptive teknologier som kan genkende både stærke færdigheder og huller i den enkelte elevs færdigheder. Vi samarbejder med institutioner som NASA, The Museum of Modern Art, The California Academy of Sciences og MIT for at tilbyde specialiseret indhold.

Khan Academy er oversat til mange sprog og over 15 millioner mennesker verden over lærer via Khan Academy hver måned. Khan Academy er et 501(c)(3) nonprofit selskab.

Giv en donation eller Bliv frivillig i dag!

https://www.khanacademy.org/donate
https://www.khanacademy.org/contribute

Lad os sige, at jeg her har en
kæmpe frossen sø eller en stor dam.

Jeg har en stor overflade af is.

Dette er mit bedste forsøg på
at tegne en flad overflade af is

og jeg putter to isblokke her.

Jeg putter en isblok her

og endnu en isblok der.

Disse to isblokke er identiske.

De vejer begge 5 kg.

Lad mig lige skrive det ned.

De vejer begge 5 kg,

eller jeg burde sige,
at de har begge en masse på 5 kg.

Den eneste forskel på de to

er i forhold til søen er denne her i hvile

og denne her bevæger sig med
konstant hastighed mod højre.

Lad os sige, at hastigheden er 5 m/s.

Grunden til jeg har valgt isblokke på is,

er så vi i denne video kan antage,
at der ingen friktion er.

Hvad siger Newtons første lov

om noget, der enten ikke er i bevægelse,

altså har en konstant hastighed på 0

eller noget der har en konstant hastighed.

Newtons første lov siger,

at de vil fortsætte med
den konstante hastighed

eller forblive i hvilke,
som er en konstant hastighed på 0,

medmindre en nettokraft virker på dem.

Lad os lige tænke over det.

I begge disse situationer kan der ikke
være en ikke-udlignet kræft på dem.

Der er ingen nettokraft.

Men når du tænker lidt over det,
så antager vi, at dette er på Jorden

så er der en nettokraft,
der virker på dem begge.

De er begge på Jordens overflade,

og de har begge en masse,

så der vil være en gravitationskraft
nedad på dem begge.

Der er en nedadrettet gravitationskraft
på begge disse isblokke.

Og denne nedadrettet gravitationskraft,
tyngdekraften

er lig gravitationsfeltet nær
Jordens overflade gange

--som er en vektor --

gange objektets masse, altså gange 5 kg.

g er 9,8 m/s²

Når du ganger det med 5,

så får du 49 kg ⋅ m/s²

som er det samme som 49 N.

Så vi har lidt af en gåde.

Newtons første lov siger,

at et objekt i hvile vil forblive i hvile

og et objekt i bevægelse
vil forblive i bevægelse

med mindre en nettokraft virker på det.

Men ud fra det diagram vi lige har tegnet,

så er der jo en nettokraft.

Jeg har en kraft på 49 newton,
der trækker dette objekt nedad.

Men du siger, nej, nej nej Sal.

Dette objekt vil selvfølgelig ikke
begynde at accelere nedad,

da der jo er is under det.

Det ligger på et stort
område af frossen vand.

Mit spørgsmål til dig er nu,

hvis du mener det,
hvad er så den resulterende kraft

der udligner tyngdekraften
på disse isblokke?

Hvad forhindrer dem i at styrtdykke
ned mod Jordens centrum?

Fra at være i frit fald eller accelerere
mod Jordens indre?

Du svarer så, disse ville falde,

hvis det ikke havde været for isen,

så isen må yde en form
for udlignende kraft.

Og du har helt ret.

Isen yder en udlignende kraft
i den modsatte retning.

Den har præcis den samme størrelse,
men i den modsatte retning.

Gravitationskraften på hver
af disse isblokke på 49 N nedad,

er helt udlignet af den opadrettet
kraft af isen på hver isblok,

altså en kraft på 49 N opad
for hver af dem.

Nu giver det forhåbentlig mening,

hvorfor Newtons første lov gælder stadig.

Vi har ingen nettokraft
i den lodrette retning.

Faktisk ingen nettokraft i nogen retning.

Det er derfor denne fyr har en
hastighed på 0 i den vandrette retning

og denne fyr har en konstant
hastighed i den vandrette retning.

og ingen af dem accelererer
i den lodrette retning.

Du har isens kraft på isblokken.

Isen bærer isblokken og
udligner helt tyngdekraften.

I dette eksempel kaldes
denne kraft for normalkraften.

Dette er normalkraften og
den er 49 N opad.

Dette her er normalkraften.

Vi skal snakke mere om
normalkraft i andre videoer.

Normalkraften er den kraft,
der udøves på ethvert objekt,

der står på en overflade og
er vinkelret på den overflade.

Den har stor betydning, når vi begynder
at kigge på friktion og deslige.

I andre videoer vil vi
have ting på et skråplan.

Lad os sige, at denne
isblok er på et skråplan.

Normalkraften fra den rampe på isblokken
vil være vinkelret på overfladen.

Når du tænker over, hvad der sker her,

så er det i bund og grund
en elektromagnetisk kraft.

Hvis du zoomer ind på
is-molekylerne eller is-atomerne.

Hvis du zoomer ind på atomerne
eller molekylerne i isen,

så er det, der forhindrer
isblokken i at falde ned,

at dens molekyler trykker på
eller kommer tættere på

vandmolekylerne eller de
enkelte atomer i isen hernede.

Lad mig lige tegne det på atomar skala.

Lad mig tegne et denne fyrs molekyler.

Du har 1 oxygen med 2 hydrogen

og der dannes denne
kæmpe gitterstruktur,

som vi kan snakke mere om i en kemi video.

Og her er et af isens molekyler.

Som måske ser således ud
med de 2 hydrogen her.

Det der forhindrer disse fyrer
i at blive presset sammen.

Det der forhindrer denne
isblok i at gå nedad

er frastødning mellem elektroner
i dette molekyle og

elektroner i det her molekyle.

På makroskopisk skala snakker
vi om en kontaktkraft,

men på mikroskopisk skala,
på atomart niveau,

så handler det om
elektromagnetisk frastødning.