- Kraftmoment med Algodoo
Slirar däcket?
Under denna lektion kommer du att få lära dig mer om vridmoment. Vridmoment är ett mått på en krafts förmåga att skapa rotation hos ett föremål. Se de 5 första minuterna av filmen Teknik 1 - Mekanik - Moment.
Teori
Se även kompendiet i lärarhandledningen.
Tyngdkraft:
- [math]\displaystyle{ F_{mg} = m \cdot g }[/math]
- där [math]\displaystyle{ F_{mg} }[/math] är kraften mätt i Newton [N], [math]\displaystyle{ m }[/math] är massan i kg och [math]\displaystyle{ g }[/math] är tyngdaccelerationen = 9.82 m/s2
Friktionskraft
- [math]\displaystyle{ F_{friktion} = \mu \cdot F_N }[/math]
- där [math]\displaystyle{ F_{friktion} }[/math] är friktionskraften mätt i Newton [N], [math]\displaystyle{ \mu }[/math] är friktionstalet och FN är normalkraften
- [math]\displaystyle{ F_{mg} = F_N }[/math]
- Normalkraften för exempelvis en kloss är samma som tyngdkraften på plan mark. Det blir annorlunda i en lutning.
- Normalkraften för ett fordon med två hjul fördelas på hjulen. Om fordonet är symmetriskt är normalkraften på vardera hjulet halva tyngdkraften (se figur).
Vridmomentet / kraftmoment
- [math]\displaystyle{ M = l \cdot F }[/math]
- där M är vridmomentet (kraftmomentet) mätt i Newtonmeter [Nm], l är avståndet mellan motorn och hjulets kontaktpunkt med marken och F är kraften. Vridmomentet betecknas T i Algodoo.
Algodoo: Kraftmoment balk boll
Inlämningsuppgift - Slirar däcket
Ta reda på följande i Algodoo:
- [math]\displaystyle{ M }[/math] = Vridmomentet
- [math]\displaystyle{ l }[/math] = hjulradien
- [math]\displaystyle{ \mu }[/math] = friktionstalet
- [math]\displaystyle{ m }[/math] = hela fordonets massa
- [math]\displaystyle{ g }[/math] = tyngdaccelerationen (gravitationen)
| Uppgift |
|---|
| Slirar däcket?
Undersök din "Bike race"-konstruktion. Du med hjälp av beräkningar avgöra om hjulen kommer att slira. Gå igenom följande steg:
Du skriver upp alla dina värden och formler. Sedan utför du beräkningarna och beräknar motorns drivkraft samt friktionskraften. Dra en slutsats om hjulet kommer att slira och jämför med hur det är för ditt fordon i Algodoo. Spara som pdf. Om du tycker att det är svårt att förstå hur beräkningarna går till kan du titta på Håkans exempel: Beräkningar till Slirar hjulet. Här ser du även hur rapporten ska se ut. Tänk på att du ska använda egna värden i din rapport. Denna uppgift lämnas in på Canvas. |
Tips: markera en rektangel och välj utseende linjal så får du en skala. Eller så lägger du på en ny rektangel för då kan du läsa av dess mått och därigenom mäta ditt hjul. Eller så väljer du info och läser av hjulets area så kan du beräkna radien.
Slirar däcket? - Kriterier
E: Din rapport innehåller alla beräkningar som ges i uppgiftsbeskrivningen baserade på dina egna värden. I rapporten finns en bild på konstruktion.
C: Alla kriterier från E-nivå. Dessutom ska rapporten vara tydligt strukturerad och ha en tydlig slutsats.
A: Alla kriterier från C-nivå. Dessutom innehåller rapporten en lite mer ingående analys av vad som händer när hjulet på en bil slirar. Exempelvis kan du jämföra din konstruktion med en lite mer realistisk situation med värden som stämmer mer överens med verkligheten.
Förmågor som testas
- Förmåga att använda teknikvetenskapliga metoder, begrepp och teorier.
- Förmåga att använda modeller och verktyg som redskap för analys, beräkning, rimlighetsbedömning, dokumentation, presentation och information.