Kraftöverföring

Börja med att se på filmen om kraftöverföring!

Vi människor har alltid använt oss av olika knep och maskiner för att göra det lättare att flytta saker och för att underlätta olika arbetsuppgifter. I filmen såg ni flera olika maskiner och redskap som gör tungt arbete lite lättare. Alla används ännu idag, även om vissa kanske ser lite annorlunda ut nu för tiden!

Vad är egentligen en maskin?

Hur skulle du förklara vad en maskin är? Försök först förklara med egna ord, och bekanta dig sedan med förklaringen på Wikipedia!

För att ett föremål ska sättas i rörelse, eller för att rörelsen ska stanna, krävs någon form av kraft. Genom att använda sig av olika redskap kan man förändra hur kraften påverkar föremålet. Men det man vinner i kraft, förlorar man i väg – och tvärtom. Det här kallas mekanikens gyllene regel. Det innebär att det till exempel är lättare att rulla en sten uppför en sluttning än att lyfta den rakt upp – men sträckan du transporterar stenen blir längre.

Kan du komma på andra exempel där man byter ut kraft mot väg?

Enkla maskiner

Man brukar tala om de så kallade enkla maskinerna. De enkla maskinerna behöver bara en enkel kraft för att utföra ett mekaniskt arbete. Man tror därför att de hör till de allra äldsta mänskliga uppfinningarna. De enkla maskinerna fungerar enligt mekanikens gyllene regel.

Lite beroende på hur man räknar så finns det fem eller sex enkla maskiner. De är:

Lutande planet
Skruven
Kilen
Hävstången
Hjulet
Ibland räknar man också blocket som en enkel maskin

Alla slags ramper och trappor är lutande plan. Det är lättare att transportera något uppför en lutande yta än att lyfta det rätt upp, men sträckan som krävs för transporten blir längre.

Kommer du på andra exempel på lutande plan?

Skruven är egentligen också ett lutande plan, där gängorna är vridna runt skruven. Ibland ses skruven därför som en del av det lutande planet.

Prova att skruva in en skruv i en brädbit. Slå sedan in en spik i samma bit. Vad var tyngre? Vad gick snabbare?

Spiken är förresten också en enkel maskin. Kan du räkna ut vilken?

Kilen används för att dela på saker. Yxan är en kil. När du slår med yxan fördelas kraften ut mot sidorna och delar på träet. Hur effektiv en kil är beror på hur spetsig den är – en spetsig kil arbetar bättre än en trubbig.

Nämn några andra föremål som baseras på kilen.

Hävstången är ett av de mest kända exemplen på en enkel maskin. Med en hävstång kan du flytta ett föremål som du inte skulle orka lyfta. Ju längre hävarm, desto lättare blir det att flytta på föremålet.

Fundera på i vilka sammanhang du utnyttjar hävstångsprincipen!

Hjulet räknas till en av människans tidigaste uppfinningar. De äldsta avbildningarna av hjul är över 5000 år gamla. Hjulet hjälper till med att minska friktionen, vilket innebär att det är lättare att flytta något på hjul än att dra det på marken. Ibland är hjulet kopplat till en axel, som endera driver hjulet från en annan kraftkälla (till exempel på en bil) eller så är det hjulet som är driver axeln.

Räkna upp olika slags hjul. Börja med dem som är lätta att komma på, som bil- och cykelhjul. Kommer du på andra slags hjul än fordonshjul?

Hjulet är en viktig del av spinnrocken.

Spinnrockens hjul driver trissan som spinner tråden.

Blocket räknas ibland till hjulet, eftersom det fungerar enligt samma principer. I blocket finns en eller flera trissor som repet löper runt. Blocket ändrar alltså kraftens riktning, vilket innebär att du inte behöver lyfta rakt upp utan i stället kan dra upp tyngden. Fler block tillsammans blir en talja. Med block och talja kan du lyfta större tyngder – ju fler block desto lättare blir det att dra. Men också här gäller mekanikens gyllene regel – det du vinner i kraft förlorar du i längden rep du måste använda.