Labrapport friktion

Labrapport Friktion

Frågeställning:

Undersök friktionen hos ett föremål som glider på olika underlag.

Hypotes:

Trälaminat: 

Min hypotes är att friktionen kommer vara liten. Träytan kommer inte vara så ojämn och ge mycket motstånd.

Spegel 

Min hypotes är att friktionen kommer vara liten stor. Spegeln har inte en så ojämn yta vilket leder till en ganska liten friktion.

Asfalt: 

Min hypotes är att friktionen kommer vara stor. Asfaltens ojämnheter kommer ge en bromsande kraft och stor friktion. 

Gräs:

Min hypotes är att friktionen kommer vara väldigt stor och det kommer vara svårt att dra skorna över gräset. Jag tror grässtråna kommer bromsa upp föremålet. 

Metall: 

Min hypotes är att friktionen kommer vara stor då metallen kommer bromsa upp föremålet. 

Tyg:

Min hypotes är att tyget kommer vara ojämnt och ge hög friktion. 

Underlaget som jag tror kommer ge mest friktion till minst friktion:

1. Gräsmatta.
2. Asfalt.
3. Metall.
4. Tyg.
5. Trälaminat. 
6. Spegel.

Material:

• 2 skor, som man måste knyta fast i varandra för att en sko var för lätt.
• skosnöre
• dynanometer
• gräsmatta
• asfalt
• spegel
• träbord (trälaminat)
• metall
• tygsoffa
• telefonen

Metod:

1. Jag började med att välja ett föremål, jag valde två skor som jag knyter fast i varandra. En sko var alldeles för lätt.
2. Sedan valde jag underlag som jag skulle dra skorna över. 
3. Efter det började jag att undersöka.
4. Jag knöt fast skorna i varandra med hjälp av skosnörena. 
5. Jag fäste dynamometern i skorna (se bilder under resultat) och började med att mäta friktionen på ett träbord. 
6. Friktionen mäter man genom att dra dynamometern åt ett håll så att skon följer med. 
7. När man mäter av dynamometern så ska man mäta när skon har varit i en jämn fart ett tag. Man ska inte mäta precis är föremålet har börjat att röra på sig. Det är viktigt att man håller en jämn fart hela tiden för ett så rimligt resultat som möjligt.
8. Sedan antecknade jag resultatet av träbordets friktion i en tabell.
9. Sedan mätte jag friktionen på resterande underlag och förde in mätresultaten i tabellen.

Resultat:

I min undersökning så blev friktionskraften när jag drog skorna på trälaminat 3 N.

På asfalt blev friktionskraften 4,5 N.

På metall blev friktionskraften 2,2 N.

På spegel blev friktionskraften 2,2 N.

På gräsmatta blev friktionskraften 7 N.

På tyg blev friktionskraften 3,8 N.

Underlag som gav mest friktion till minst friktion enligt min undersökning:

1. Gräsmatta.
2. Asfalt.
3. Tyg.
4. Trälaminat.
5. Metall och spegel.

Mätning på tyg

Mätning på asfalt

Mätning på gräsmatta

Dynanometer

Slutsats: 

Friktionskraft mäter man med hjälp av en dynanometer och i enheten Newton (N). 

Föremålets till exempel skornas friktion ändrades och påverkades av underlagets yta. Underlag som är ojämna och inte så släta ger en större friktion. Det kunde man se tydlig i min undersökning. Till exempel så var det större friktion på asfalt än vad det var på metall. Asfalten har en mycket mer ojämn yta än vad metallen har. Det kan man se med ett ögonmått. Tyngden på föremålet och föremålets materiel påverkar även friktionskraften. Ett tyngre föremål påverkas mer av gravitationen. Vilket leder till stora skillnader på mätresultat vid olika underlag.

Jag använde en sko i min undersökning där sulans material var gummi. Gummisulor ger ett mätningsresultat med en ganska stor skillnad. Skorna är till för utomhusbruk och sulorna ska försöka ge så mycket friktions som möjligt på underlag utomhus. Man designar sulorna så ojämna som möjlig för att ju ojämnare det är desto större friktion blir det. Det är därför underlagen utomhus, asfalt och gräsmatta hade högst friktion. Att det är gummisulor påverkar resultatet för alla underlag. Gummin kommer bromsa föremålet på alla underlag. På en del underlag kommer dock man se det tydligare, till exempel asfalt. På till exempel spegel eller metall kommer man inte se gummisulans påverkande lika tydligt. 

Stämde min hypotes?

Min hypotes stämde väldigt bra översens med resultatet. 

I min hypotes trodde jag att gräsmattan skulle ge mest friktion. Gräsmattan gav en friktionskraft på 7 N, vilket är det underlag som gav mest friktion. På grund av att gräsmattan är ojämn och har grässtrån som bromsar upp föremålet blev friktionen stor. När jag mätte så var det blöt ute och ganska höga grässtrån. Mätningsresultatet skulle ha sett annorlunda ut om det var kortare grässtrån och torrt ute. 

I min hypotes sa jag att asfalten skulle ge näst mest friktion då asfalten har en ganska ojämn yta. Asfalten gav en friktionskraft på 4,5 N. Då stämde min hypotes. På asfalten finns grus och sand som skapar en rullfriktion. När det blir rullfriktion minskas friktionskraften. Om asfalten hade varit helt utan grus och sand hade friktionen varit större.

I min hypotes trodde jag att metallen skulle ge en stor friktion och jag rangordnade den som nr 3 i listan på underlag som kommer ge mest friktion till minst friktion. Det stämde inte då metallen gav en friktionskraft på 2,2 N. I min hypotes trodde jag även att spegel skulle ge minst friktion. Spegeln gav en friktionskraft på 2,2 N. Metallen och spegeln gav båda två minst friktion av alla underlag. Så min hypotes om spegel stämde men inte hypotesen om metallen. Både spegeln och metallen har släta ytor som inte ger så stor friktion. 

I min hypotes rangordnade jag tyg som nr 4. I resultatet gav tyg en friktionskraft på 3,8 N och blev det tredje underlaget som gav mest friktion. Tyget var ojämnt och gav en bromsande kraft. 

Trälaminat rangordnade jag som nr 5, det underlag som skulle ge näst minst friktion. I resultatet gav trälaminat en friktionskraft på 3 N och blev det underlag som gav näst minst friktionskraft. Beroende på att trälaminaten var slät blev friktionen liten. 

Mina hypoteser angående tyg och trä stämde bortsätt ifrån att jag rangordnade metall högre upp än både trä och tyg. 

Underlaget som jag tror kommer ge mest friktion till minst friktion:

1. Gräsmatta.
2. Asfalt.
3. Metall.
4. Tyg.
5. Trälaminat.
6. Spegel.

Underlag som gav mest friktion till minst friktion enligt min undersökning:

1. Gräsmatta.
2. Asfalt.
3. Tyg.
4. Trälaminat.
5. Metall och spegel.

Kort sagt så stämde min hypotes väldigt bra bortsätt från att jag rangordnade i min hypotes metallen som nr 3, men i resultatet blev metall nr 5. 

Förbättringar av undersökningen

Undersökningen skedde vid två olika tillfällen med två olika dynamometrar. Att jag inte mätte med samma dynamometer kan ha påverkar resultatet genom att de inte hade samma förutsättningar. Alltså kunde den ena dynamometern vara på noll i början men den andra var på 0,6. Jag hade ett så lätt föremål att så små skillnader skulle spela roll i resultatet. Om jag skulle göra om undersökningen skulle jag använda mig av samma dynanometer. 

Föremålet som jag använde gav en inte en så jättestor skillnad på mätningsresultaten, även fast det var tydligt. Så en till förbättring av undersökningen är att jag skulle ta ett tyngre föremål. På ett tyngre föremål kan man se skillnaden på resultaten tydligare och man skulle lättare se vilka underlag som gav mest och minst friktion.

Det var svårt att mäta friktionen på gräs och asfalt då friktionen var så hög och bromsande upp föremålet. Det svåra var att hålla skorna i en jämn hastighet hela tiden vilket kan ha lätt till att resultaten inte blev exakta. Mätningsresultaten blev ändå rimliga och man såg tydligt vilket underlag som gav mest friktion. För att förbättra undersökningen skulle jag kunnat välja ett annat underlag.  

Hur använder man detta i vardagen?

Friktion använder man väldigt mycket i ens vardag. När man drar ett föremål över till exempel ett bord så uppstår friktion. När man går med skor utomhus så uppstår friktion. När man simmar så ger vattnet en bromsande kraft och friktions uppstår. När man cyklar så ger luften en bromsande kraft och friktion uppstår. 

Det finns även tillfällen i vår vardag där man vill öka eller minska friktion. 

I min undersökning använde jag mig av ett par skor med en ojämn gummisula. Man väljer att göra sulan ojämn och i gummi för att få ett bättre fäste och inte halka. Det är ett exempel på när man vill öka friktionskraften. På vissa vägar vill man också ha hög friktion så att man kan köra säkert. Då sandar man och grusar vägar. Vägarna blir mer ojämna vilket leder till att bilarna får ett bättre fäste. Att halka på vägarna kan man också förhindra genom att ha olika däck sommar- och vintertid. På vintern har man däck med små dobbar som ökar fiktionen medan på sommaren har man mer släta däck. 

I maskiner och motorer vill man minska värmefriktionen som uppstår när det är hög friktion. Den höga värmefriktionen kan skada maskinerna och för att hindra detta från att ske använder man sig av kullager. Kullager monterar man på maskinens axlar som ska snurra lätt. Kullagerna gör så att maskinens delar rullar mot varandra istället för att glida. Glidfriktion omvandlas till rullfriktion. 

När man tävlingssimmar vill man också ha så lite friktions mellan vattnet och kroppen som möjligt för att simma snabbare. Tävlingssimmare använder speciella simkläder som är släta så att de kan simma snabbare.   

Krafter - Bedömningsuppgift

1. Du ska kunna visa hur man ritar krafter. Rita bilder och förklara.

Krafter visar man genom att rita kraftpilar. Hur och var man ritar kraftpilarna beror 

på vilken kraft det är. Kraftpilarna visar hur en kraft påverkar ett föremål. För att visa 

vilken kraft det är man ritar har varje kraft en egen beteckning. 

Tyngdkraft: Tyngdkraft är jordens dragningskraft på ett föremål.Tyngdkraften är det 

som gör att ett föremålen faller neråt när man släpper den istället för att sväva 

omkring. På månen tex så är det inte lika mycket dragningskraft som på jorden och 

där svävar föremål om kring. Tyngdkraften påverkar hela föremålet och egentligen måste 

man rita pilar från hela föremålet men man brukar bara rita en pil från tyngdpunkten för att 

underlätta. Tyngdkraften är riktad mot jordens mittpunkt. Ju mer massa ett föremål har 

desto större är tyngdkraften på föremålet.

Tyngdkraftens visar man med en pil som man ritar från föremålets tyngdpunkt i  

dragningskraftens riktning, ner mot jordens mittpunkt. Hur stor kraften är visar man 

på pilens längd. En längre pil symboliserar en större och starkare tyngdkraft. 

Beteckningen för tyngdkraft är Ft. F är en förkortning av Force, som betyder kraft. 

Och t  är förkortning av tyngd. 

Normalkraft: Normalkraft är tyngdkraftens motkraft. För att visa normalkraft måste 

man använda sig av två stycken pilar. En av pilarna går från föremålets 

tyngdpunkten ner mot jordens mitt. Den pilen står för tyngdkraften. Den andra pilen 

är normalkraften som är tyngdkraftens motkraft och måste isåfall visas åt motsatta

håll. I detta fall är det uppåt. Man ritar den pilen från föremålets yta rakt upp. Desto 

längre pilarna är ju starkare är kraften. Beteckningen för normal kraft är Fn. F är en 

förkortning för Force och n för normalkraft.

Till exempel så har vi en låda som ligger på ett bord (se bild). Lådan kommer 

påverkas av tyngdkraften, som visas med en pil från lådans tyngdpunkt ner mot 

jordens mitt. Den pilen kommer att kallas för Ft. Men bordsskivan kommer komma i vägen 

och lådans tyngd kommer tryckas mot bordsskivan. Normalkraften visar man med en pil 

som går från bordskivan uppåt. Denna pil kommer att kallas för Fn. Om dessa två pilar är

lika stora tar det ut varandra och lådan ligger stilla på bordet. Dock om tyngdkraften är 

större skulle man rita den pilen längre. Om den pilen är längre betyder det att den kraften  

är starkare och bordet skulle inte orka bära upp lådan längre. Bordet skulle gå sönder och lådan skulle ramla till marken. 

F: Denna kraft handlar om att flytta på ett föremål. Vad det är som flyttar föremålet 

bestämmer vad kraften ska hetta då den inte har ett specifikt namn. Men även fast det är 

olika saker som gör att föremålet förflyttas ritar man kraftpilarna likadant. Kraftpilen börjar 

alltid där kraften påverkar föremålet och går åt det hållet kraften är riktat mot. Pilens längd 

visar hur stor kraften är. Ju längre pil desto större kraft. Sedan skriver man en beteckning 

vid pilen som är F (Force).

Till exempel på bilden där en person drar ett föremål med hjälp av sina muskler. Då heter 

kraften muskelkraft. På bilden där bilen drar släpet kallas kraften motorkraft.  

Friktionskraft: Friktionskraften påverkar hur ett föremål glider mot en yta. Om det är stor 

friktion är det svårt för ett föremål att glida på ytan. Och tvärtom, om det är lite friktion är

det lätt för föremålet att glida på ytan. Hur stor friktion det är mellan två föremål beror på

vilka material de är gjorda av, föremålets tyngd och hur ojämna ytorna är. Friktion utstår 

när man drar ett föremål över en yta till exempel släpar en låda över ett golv. När man drar 

lådan över golvet tar ojämnheterna fast i varandra och då bromsas lådan. Ju tyngre lådan 

är desto mer påverkas lådans och golvets ojämnheter varandra.

Friktionskraft betecknas med Ff. F för Force och f för friktion. Kraftpilen ritas längs med 

ytan som föremålet glider på. Ju längre pilen är desto större är friktionskraften.  Ju större 

friktionskraft det är desto tyngre och svårare är det att flytta föremålet. Friktionskraften är 

en motkraft till F (vad det kraften heter beror på vad det är som gör att den rör sig) och 

därför ritas den åt motsatta håll. Så länge kraften som flyttar föremålet är större än 

friktionskraften kommer föremålet att flyttas på sig. Men om friktionskraften är större 

kommer inte föremålet att röra på sig. 

2. Varje kraft som påverkar ett föremål har alltid en motkraft. Förklara och ge exempel.

Alla krafter som kan påverka ett föremål har en motkraft. Motkraften går alltid år motsatta 

håll och en kraft kan inte existera utan ens motkraft. 

Till exempel så är tyngdkraft och normalkraft varandras motkrafter. Tyngdkraften är riktad 

neråt och normalkraften är riktad uppåt. Alltså är det riktade åt motsatta håll. Om man har 

en låda på ett bord så kommer lådan ligga stilla om tyngdkraften och normalkraften är lika 

stora. Men om tyngdkraften är större än normalkraften kommer inte bordet orka bära upp 

lådan och gå sönder. Om det hade varit tvärtom, normalkraften är större än tyngdkraften 

hade lådan svävat. 

I en dragkamp handlar det om två krafter som drar åt motsatta håll. Båda krafterna är 

muskelkraft. Den ena gruppen använder sin muskelkraft för att dra repet åt ena hållet. Den 

andra gruppen drar åt andra hållet och blir en motkraft. Om båda lagen drar lika mycket, 

det vill säga att båda krafterna är lika stor kommer inte föremålet (repet) att röra på sig. 

Om ett lag skulle ta i mera och använda mera kraft skulle repet röra på sig åt deras håll. 

Då blir den kraften större och man måste rita den pilen längre. 

3. Förklara skillnaden mellan begreppen massa och tyngd. Ge några exempel på hur man kan mäta dessa.

Tyngd har med tyngdkraften att göra och är en slags kraft som påverkar föremål. 

Tyngdens påverkande kraft bestäms av hur stor gravitationen är. Ett föremål 

påverkas mer av tyngdkraften ju mer massa den har. Tyngd mäter man i

newton (N). 1 N motsvarar ungefär 100 g. För att mäta newton använder man en 

dynanometer. 

Massan är ett föremåls innehåll i materia. Till skillnad från tyngd påverkas inte 

massan av gravitationskraften. Ett föremål kommer aldrig att ändra sin massa vart

man än är. Massa kommer vara detsamma på jorden, som på månen eller i rymden.

Massa mäts oftast i kilogram. För att mäta massa kan man använda olika slags 

vågar till exempel balansvåg, badrumsvåg och brevvåg.

Ett föremål har alltid samma massa men tyngden varierar. Att tyngden varierar 

beror på vart föremålet är. Om man till exempel håller i en stötkula så kommer den 

alltid ha samma massa men uppfattas olika tung. På jorden kommer den uppfattas 

tung för att gravitationen är stor och påverkar föremålet kraftigt. På månen däremot 

kommer inte stötkulan uppfattas lika tung även om massan är detsamma. Månens 

massa är betydligt mindre än jordens och därför finns det inte lika stark gravitationskraft 

som kan påverka föremålet. Man brukar säga att månens massa är 1/6 av jordens massa. 

4. Orsaker till att man vill öka eller minska friktion. Ge exempel och förklara. 

Att öka eller minsta friktion resulterar i hur bra eller dåligt ett föremål glider på en yta. 

Man har väldigt bra nytta av friktions i ens vardag. 

Till exempel så gör en hög friktionen mellan golvet och skorna så att man inte halkar 

omkull lika lätt. För att få hög friktion gör man sulorna ojämna. För att få ännu bättre fäste 

på ens skor kan man köpa halkskydd i gummi. Halkskydden har små dubbar som gör att 

ytan blir ojämn och friktionen ökar.

Ett annat exempel på när det är hög friktion är på vissa vägar. 

På vintern är det oftast halt på vägarna och då vill man öka friktionen så att man har fäste 

på vägen. Detta gör man genom att sanda eller grusa vägen så att marken blir mer ojämn. 

Den ojämna marken leder till ökad friktion. Man brukar även ha olika däck på vintern och 

på sommaren. På vinterdäcken, till skillnad från sommardäcken, finns små dubbar som 

gör att däckens yta blir ojämnare och friktionen ökar.

Det blir inte bara friktion när två ytor glids mot varandra. Det kan även bli det i vatten och i 

luften.När man bygger båtar så bygger man de strömlinjeformat med en slät och blank yta. 

Det gör man för att det finns bromsande krafter i vattnet som ger hög friktion. Om båtarna 

då är strömlinjeformade minskar friktionen och de ska glida fram snabbare. Naturen har 

även anpassat sig efter de bromsande krafterna i vattnet. Delfiner är ett exempel, deras 

kroppar är strömlinjeformade så att de lättare ska kunna röra sig i vattnet. 

5. Förklara begreppet hävarm. Hur kan vi använda hävarmar i vardagliga situationer för att underlätta för oss? Ge exempel.

Hävarmen är en del på en hävstång. Hävarmen är mellan vridningspunkten på ett föremål 

till där kraften verkar.

En hävstång använder man till att lyfta tunga saker tex en sten. Hävstången som man 

lyfter stenen med kan man enkelt göra med ett järnspett eller en planka. Vridningspunkten 

kan vara en mindre sten precis bredvid den stora. Det är bättre att ha ett lång avstånd 

mellan kraften och vridningspunkten, alltså en lång hävarm. Till en lång hävarm behövs 

det mindre kraft en vad det behövas till en kort hävarm. Det brukar kallas för den 

mekanikens gyllene regel: ”Det man vinner i kraft förlorar man i väg”. Med det menas det 

att man får mer kraft om man flyttar hävarmen en längre väg än om man flyttar hävarmen 

en kort väg. 

Det finns både enarmade och tvåarmade hävstänger. Om det är en enarmad eller 

tvåarmad hävstång ser man på om det finns kraft på båda sidorna om vridningspunkten 

eller inte. På enarmade hävstänger finns det hävarmar på en sida om vridningspunkten. 

På tvåarmade hävstänger finns det till skillnad från enarmade hävstänger, hävarmar på 

både sidorna av vridningspunkten.

Exempel på enarmade hävstänger:

• Nötknäppare
• Skottkära
• Skiftnyckel

Exempel på tvåarmade hävstänger:

• Balansvåg
• Gungbräda
• Sax
• Åror

Man använder sig av olika hävstänger nästan varje dag. Man använder hävstänger när

man lyfter saker med hjälp av ens armar. Armbågen är vridningspunkten och kraften 

verkar på föremålet som man håller i. Om man till exempel bär en påsen så påverkas

påsen av tyngdkraften. 

Saxen är en slags hävstång som man använder mycket. De flesta hushållen har en sax 

hemma som används till olika ändamål varje dag.

6. Förklara begreppet tyngdpunkt.

Tyngdpunkt är en punkt där man tänker sig att föremålets massa är samlad på. Men 

egentligen är inte all massa samlad då då det finns massa i hela föremålet.

Tyngdpunkten ska vara där det är lika mycket massa åt alla håll. Då det måste vara

lika mycket massa åt alla håll kan tyngdpunkten vara utanför ett föremål. Runda 

föremål med ett hål i mitten som till exempel en ring eller en badring är föremål där

tyngdpunkten är utanför massan.  

I en fotboll är massan runt om och inuti bollen är det endast luft. Då är 

tyngdpunkten i bollens mitt. Och detsamma är det med en ring. Tyngdpunkten är i mitten 

av ringen för där är det lika mycket massa åt alla håll.

I en penna till exempel är det lätt att hitta tyngdpunkten. Tyngdpunkten i pennan är där du 

kan balansera den med ett finger så att det blir jämnvikt. I detta fall är tyngdpunkten i 

mitten av pennan. Men om du skulle flytta fingret åt sidan kommer pennan att ramla. Detta 

beror på att då är inte fingret på tyngdpunkten längre och det är inte jämnvikt i pennan. 

7. Hur ska man tillverka ett föremål så att det står stadigt? Ge exempel och förklara.

Det finns två viktiga faktorer till att ett föremål kan stå stadigt och vara stabil.

Stödytan är en faktor som bidrar till stabilitet. Stödytan är ytan där ett föremål 

nuddar marken. På föremål där inte hela föremålet nuddar marken tex stolar. På 

stolar är stödytan mellan stolens ben. Bilar är ett annat exempel. Där är stödytan 

mellan bilens däck. Stödytan bör vara så stor som möjligt om man vill ha ett stabilt 

föremål. Det som avgör om ett föremål välter eller inte är vart lodlinjen finns. Om 

föremålets tyngdpunkt och lodlinje är innanför stödytan välter inte föremålet. Ju 

större stödyta ett föremål har ju mer stabil blir den, då tyngdpunkten har större

chans att hamna innanför stödytan. Ett exempel på ett föremål som man har 

designat med en så stor stödyta som möjligt är stolar där deras ben är sneddade 

och går utanför ytan man sitter på. På så sätt får stolarna en väldigt stor stödyta 

och blir mer stabilare. 

Den andra faktorn som påverkas stabiliteten är tyngdpunkten. Om ett föremål har 

låg tyngdpunkt, alltså närmare till jordens mitt, blir den mer stabilare. 

Racerbilar är ett bra exempel på ett föremål som är stabilt. Racerbilarna har en 

låg tyngdpunkt och väldigt stor stödyta då däcken är utanför själva bilen.