Energi

Oppgave

Ola fikk en tegning som viser en stein som blir kastet rett opp (figuren til venstre). Tegningen viser steinen på forskjellige tidspunkt i kastet (vi antar at steinen beveget seg rett opp og ned, selv om det kan se ut på tegningen at den beveget seg sidelengs også). Pilene på de stripa linjene viser bevegelsesretningen. Ola fikk oppgave å tegne på kreftene som virker på steinen på de forskjellige tidspunktene mens den er i fritt fall (vi ser bort ifra luftmotstand). Ola tegnet på kreftene slik figuren til høyre viser.

Forklar hva som er feil i tegningen til Ola og prøv å gi en forklaring på hvordan Ola kan ha tenkt. Beskriv hvordan bevegelsen til steinen hadde vært dersom den hadde blitt påvirket av krefter slik Ola tegnet.

Løsningsforslag

Tegningen viser en typisk misoppfattelse av at det må virke en netto kraft i retningen noe beveger seg, og at det ikke er noen netto kraft dersom noe står stille. Vi ser at han har tegnet en større kraft oppover når steinen er på vei opp, to like store krefter når den står stille, og større kraft nedover når den er på vei ned. Det riktige er at det er kun èn kraft som virker i alle tre tilfeller, tyngdekraften. Denne er like stor i alle tre tilfeller og peker nedover. Steinen har da en akselerasjon nedover som gjør at den mister fart når den er på vei opp, for så å snu og falle ned igjen.

Dersom steinen hadde hatt krefter slik Ola har tegnet, så ville steinen hatt en akselerasjon oppover i starten. Dvs. at steinen hadde fått større og større fart oppover. I situasjon to ville steinen fortsatt oppover med konstant fart før den i situasjon tre ville begynt å sakke ned.