Vuorovaikutus ja voima

Vuorovaikutus

  • On tilanne, jossa kaksi kappaletta vaikuttavat toisiinsa joko
    • puoleensavetävästi tai
    • toisiaan hylkivästi tai
    • liikettä jarruttavasti
  • Fysiikassa kappale voi olla esine, planeetta, ihminen, seinä tai vaikkapa vesipisara
  • "Jos kosketat, tulet samalla kosketetuksi"
    Retale nojaa naulakkoon, koska ei viitsi itse kannatella itseään. Naulakko tukee lorvailijan pystyyn mutta samalla luuraaja työntää naulakkoa. Irtonaulakko ei kestäisi tätä vuorovaikutusta asennossaan, vaan laiskuri kaatuisi naulakon kanssa nurin. Nokkela nautiskelija etsii nojakseen kunnollisen tuen, joka kestää tämän kannattelun. Valpas varautuja opiskelee samalla fysiikkaa.

Voima, F (force)

  • Yksikkö 1 N (newton)
  • Kuvataan voimanuolella, joka esittää voiman suuntaa ja suuruutta

Paino, G (gravity)

  • Kappaleeseen vaikuttaa gravitaatiovuorovaikutuksen aiheuttama voima
    • Vetää kappaletta kohti Maan keskipistettä
    • Samalla kappale vetäää Maata puoleensa yhtä suurella voimalla
  • Painon suuruus riippuu:
    • Kappaleen massasta
    • Planeetan koosta ja etäisyydestä

Painon laskeminen

  • Nyrkkisääntö Maassa:
    • 100 g painaa noin 1 N
    • 1 kg painaa noin 10 N
  • Paino nyrkkisäännön avulla:
    ⓔ Penaali, jonka massa on 198 g, painaa maan vetovoiman johdosta noin 2 N.
    ⓔ Rölli, jonka massa on ehkäpä 80 kg, painaa noin 800 N

  • Painolle on myös tarkempi kaava:
  • G = m·g, jossa m on massa ja g on putoamiskiihtyvyys.
    • Maapallolla g=9,81 m/s²
    • Kuussa g=1,62 m/s²

ⓔ Penaalin massa on 198 grammaa. Lasketaan sen paino Maassa ja Kuussa

Kosketusvuorovaikutuksia


Kuva: 1. Kun työnnät vaunua, vaunu työntää sinua. 2. Kun vedät pulkkaa, pulkka vetää sinua. 3. Kun potkaiset palloa, pallo potkaisee sinua. 4. Kun kitka jarruttaa pulkkaa mäessä, pulkka laahaa mäkeen uraa.

Etävuorovaikutuksia


Kuva: Kun maa vetää kuuta puoleensa, kuu vetää maata puoleensa. Magneettiset ja sähköiset vuorovaikutukset voivat olla hylkiviä tai puoleensa vetäviä.

Massan hitaus

  • Mitä massa on, kun se ei ole sama asia kuin paino?
  • Raskaan kappaleen kiihdyttäminen ja jarruttaminen on työlästä eli "hidasta".
    • Ajatuskoe: yritä muuttaa raskaiden ostoskärryjen suuntaa
      (Niiden liike ei ole painovoiman suuntainen, joten paino ei liity asiaan.)
  • Massa ei riipu painovoimasta
  • Siksi vasaralla voi lyödä Kuussa tai jopa avaruudessa
  • Törmäykset ovat vaarallisia myös painottomissa olosuhteissa