SSO: Translatorisk bevægelse og kraftpåvirkning af køretøjer

Indledning

Når vi kører bil eller motorcykel er vi fuldt ud opmærksom på, at der en færdselslov vi skal overholde, i hvert tilfælde når Jens betjent er i nærheden. Men vi tænker nok ikke så meget over de naturlove, hvis kræfter vi er underlagt under kørslen. Bryder vi disse love, er der kontant afregning på stedet og vi kan ikke charme os ud af det. Betegnelsen kraft dækker over et eller andet, som påvirker en genstand så den ændre form, retning eller fart. Fra vores hverdag kender vi godt kræfterne, uanset om vi kører i bil, på motorcykel, knallert, cykel eller bare er på gå ben. Transporten går lidt lettere når der er vindstille eller ligefrem er medvind og vi kan spare på vores egne kræfter og på brændstoffet. Vi skal se nærmere på, hvorfor det er sådan. Når vi cykler, kan vi rigtig mærke forskel på de forskellige typer asfalt. Cykler vi på en meget ru asfalt, hvor der er tromlet småsten ned i, skal vi træde hårdere i pedalerne og ”rugbrøds-motoren” skal arbejde lidt hårdere, for at frembringe kraft nok til at vi kommer fremad, end vi skal på den mere jævne, men også glattere asfalt. Om vinteren kan vi rigtig komme på glat is på gader og stræder. Vi ser, bilerne sætter hjulene rundt når de skal opstarte og når de skal bremse bloker hjulene, hvis de ikke har en ABS der slår til. Som fodgænger skøjter vi rundt på fortovet og jordens tyngdekraft trækker i vores bagdels masse, så vi ender på halen med benene strittende i vejret.

Vi vil i det efterfølgende, bl.a. via gnidningsforsøg og forsøg med jævn cirkelbevægelse, undersøge hvad det er for kræfter vi har at gøre med og hvordan de påvirker os i trafikken.

1. Kraftpåvirkning af køretøjer

Når et køretøj er i bevægelse er det påvirket af fire typer kræfter: trækkraften, tyngdekraften, normalkraften og friktionskræfterne. Dette gør sig gældende både ved den translatoriske (ligeud rettede), så vel som den roterende bevægelse. I den roterende bevægelse kommer der endnu en kraft i spil, centripetalkraften.

I afsnit 2 vil vi analysere gnidningskraften og rullemodstanden, der begge er friktionskræfter. I afsnit 3 og 4 vil kraftpåvirkningen i den roterende bevægelse blive nærmere gennemgået.

1.1 Translatorisk bevægelse

Som beskrevet ovenfor, har vi i et ligeud kørende køretøj en påvirkning fra motorens trækkraft, jordens tyngde- og normalkraft, samt friktionskræfterne som luftmodstanden er en af.