Wat is 'n krag?

Dink aan die volgende situasie: Jy help jou onderwyser om die klaskamer te herrangskik, en sy vra jou om haar lessenaar van die een kant van die klaskamer na die ander te beweeg. Hoe sal jy dit doen? Die lessenaar is te swaar vir jou om op te tel, so hoe kry jy dit aan die anderkant van die klaskamer?

Dit is reg: jy gaan dit óf stoot óf trek oor die kamer. In die proses sal jy 'n krag op die lessenaar uitoefen om dit te laat beweeg.

'n Krag is 'n stoot- of 'n trekaksie op 'n voorwerp. Die eenheid waarin ons krag meet is 'n newton (N). Dit is na Sir Isaac Newton, 'n Engelse fisikus en wiskundige, vernoem. Sir Isaac Newton word erken as een van die mees invloedryke wetenskaplikes van alle tye. Die eenheid van krag is na hom vernoem uit erkenning vir sy werk in meganika en sy drie bewegingswette.

Ons gebruik kragte elke dag van ons lewens. Ons liggame maak op kragte staat. Ons spiere trek aan ons bene om ons te laat beweeg. Ons voete druk teen die grond wanneer ons loop. Om deure oop te maak of om kos op te tel - alles wat ons doen behels een of ander soort krag.

Wat kan kragte doen? Kom ons eksperimenteer met kragte en kyk wat ons kan doen.

Uitwerkings van kragte

Vanuit die vorige aktiwiteit sou jy gesien het dat kragte die volgende uitwerkings kan hê:

• Kragte kan die vorm van 'n voorwerp verander. Dit word vervorming genoem.

• Kragte kan die beweging van 'n voorwerp verander. As 'n voorwerp stilstaan, kan 'n krag veroorsaak dat die voorwerp begin beweeg. As 'n voorwerp alreeds beweeg, kan 'n krag veroorsaak dat die voorwerp vinniger of stadiger beweeg.

• Kragte kan die rigting waarin 'n voorwep beweeg verander.

Hoe kan ons die beweging van 'n voorwerp beskryf? Wanneer 'n voorwerp beweeg, sê ons dat dit 'n snelheid het. Snelheid is die tempo van verandering in die posisie van 'n voorwerp. Snelheid is die spoed van 'n voorwerp tesame met die rigting waarin dit beweeg. Spoed beskryf slegs hoe vinnig 'n voorwerp beweeg, terwyl snelheid beide hoe vinnig en in watter rigting 'n voorwerp beweeg aandui.

'n Voorwerp kan teen 'n konstante snelheid beweeg. Dit beteken dat dit teen dieselfde spoed in dieselfde rigting bly beweeg. 'n Motor wat op die snelweg beweeg teen 100 km/h in 'n reguit lyn het byvoorbeeld 'n konstante snelheid. Wat gebeur egter wanneer die motor vinniger of stadiger begin beweeg?

Ons het in die vorige aktiwiteit gesien dat ons die beweging van 'n voorwerp kan verander deur 'n krag daarop toe te pas om dit vinniger of stadiger te laat beweeg. Die snelheid van die voorwerp verander oor tyd as gevolg van 'n krag wat daarop inwerk. Dit word versnelling genoem. Versnelling is die tempo van verandering van 'n liggaam se snelheid met tyd. Met ander woorde, dit is 'n maatstaf van hoe 'n voorwerp se spoed elke sekonde verander.

Is dit 'n stoot- of 'n trekkrag?

INSTRUKSIES:

1. Kyk na die prente in die tabel.
2. Beskryf die aksie in elke prent.
3. Besluit of die krag wat uigeoefen word 'n stoot- of 'n trekkrag is.
4. Beskryf die gevolg van die krag.

Aksie	Trek- of stootkrag?	Gevolg
Skop van 'n bal.
Vorming van klei.
Speel met 'n speelgoedwa.
'n Vuurpyl wat die ruimte ingeskiet word.
Oefen aan 'n dwarslat.

Aksie	Trek- of stootkrag?	Gevolg
Skop van 'n bal.	Stoot	Die skop van die bal veroorsaak dat die rigting en spoed van die bal verander.
Vorming van klei.	Stoot	Die stootkrag wat op die klei uitgeoefen word, verander die vorm van die klei.
Speel met 'n speelgoedwa.	Trek	Deur dit te trek verander die beweging van die wa.
'n Vuurpyl wat die ruimte ingeskiet word.	Stoot	'n Stootkrag verander die beweging van die vuurpyl (dit versnel dit)
Oefen aan 'n dwarslat.	Trek	Deur opwaarts te trek, verander die beweging van die seun se liggaam.

VRAE:

Hierdie vrae oor die identifisering van die voorwerp wat die krag ervaar en die agent wat die krag veroorsaak, is konseptueel belangrik wanneer Newton se wette in latere grade toegepas word.

In die voorbeeld van die meisie wat die bal skop, watter voorwerp ervaar die krag, en watter voorwerp is die agent van die krag (m.a.w., die liggaam wat die krag toepas)?

---

Die sokkerbal ervaar die krag, en die meisie se voet is die agent wat die krag toepas.

Wanneer die klei gevorm word, watter voorwerp ervaar die krag, en watter voorwerp is die agent?

---

Die klei ervaar die krag, en die hande is die agent.

Pare van kragte

Ons gaan nou nog 'n praktiese aktiwiteit doen om 'n ander konsep oor kragte te ondersoek.

Pare van kragte

INSTRUKSIES:

Werk in groepe van drie vir hierdie aktiwiteit.

Eerstens, gaan na julle klaskamer se muur, en stoot daarteen. Beskryf hieronder wat jy voel.

---

Leerder-afhanklike antwoord. Leerders mag noem dat hulle die muur voel terugstoot teen hulle hande.

Wanneer jy teen die muur stoot, dink jy dat die muur teen jou hande terugstoot? Hoe vergelyk hierdie krag met die krag wat jy op die muur uitoefen?

---

---

Ja, dit stoot terug.

Die krag wat die leerders ervaar het, is gelyk in grootte, en teenoorgesteld in rigting, wat later bespreek sal word.

Staan in 'n driehoek met jou twee maats en hou mekaar se hande vas. Trek nou mekaar se hande. Kan jy voel hoe jou maats se hande terug trek wanneer jy trek?

---

Ja.

Bly in die driehoek staan, plaas jul handpalms teen mekaar, en druk teen mekaar se hande. Kan jy voel hoe jou maats se hande terug stoot wanneer jy stoot?

---

Ja.

Vervolgens, staan skouer-aan-skouer met jou twee maats. Die twee leerders aan die buitekant moet teen die skouers van die leerder in die middel stoot.

Wat gebeur as julle met dieselfde krag stoot?

---

Die leerder in die middel bly stil staan.

Wat gebeur as een van julle met 'n groter krag as die ander een stoot?

---

Die middelste leerder sal in die rigting van die sterker krag beweeg.

Vervolgens moet die leerder in die middel sy of haar arms uitsteek. Die leerders aan die buitekant moet in teenoorgestelde rigtings aan die middelste leerder se hande trek.

Wat gebeur as julle beide met 'n gelyke krag trek?

---

Die middelste leerder bly stil staan.

Hierdie is belangrik vir later. Dit is belangrik om die kragte wat op 'n spesifieke voorwerp inwerk te identifiseer.

Wat gebeur as een van julle met 'n groter krag as die ander een trek?

---

Die middelste leerder sal in die rigting van die sterker krag beweeg.

Wat gebeur wanneer een van julle trek en die ander een stoot?

---

Hierdie kragte werk beide in dieselfde rigting, en dus beweeg die leerder in die rigting van beide die stoot- en trekkragte.

Wat ons in die vorige aktiwiteit gesien het, is dat wanneer een voorwerp 'n krag op 'n tweede voorwerp uitoefen, die tweede voorwerp 'n krag terug op die eerste voorwerp uitoefen. Jy het dit gesien toe jy teen die muur gestoot het. Ons sê dat kragte in pare werk. Newton het die een krag die aksie genoem, en die ander die reaksie, soos getoon in die volgende diagram.

Ons het ook gesien dat wanneer jy 'n krag op 'n muur uitoefen, jy ervaar dat die muur 'n krag terug op jou uitoefen. Kragte werk in pare op verskillende voorwerpe in. Die krag wat op die tweede voorwerp inwerk is gelyk in grootte en teenoorgesteld in rigting aan die eerste krag.

In die vorige aktiwiteit het ons ook gesien dat meer as een krag op dieselfde tyd op een voorwerp kan inwerk. 'n Voorbeeld was toe twee van julle julle vriend in die middel gestoot of getrek het. Die effek van die verskillende kragte wat saam uitgeoefen word, hang af van hoe groot elke krag is, en wat die rigting is waarin elke krag inwerk. Wanneer twee of meer kragte op 'n voorwerp inwerk, kombineer die kragte om 'n netto (geheel) krag te maak.

Wat het gebeur toe beide van julle met 'n gelyke krag gestoot of getrek het?

Wanneer die kragte gelyk is aan mekaar, maar in teenoorgestelde rigtings werk, balanseer hulle mekaar uit. Ons sê die netto krag is 0 N.

Wat het gebeur toe een van julle harder as die ander een gestoot of getrek het?

Wanneer die kragte in teenoorgestelde rigtings inwerk, maar hulle is nie gelyk nie, sê ons die netto krag is groter as 0 N. Daar is 'n resultante krag. Wanneer die kragte gelyk aan mekaar is en in dieselfe rigting inwerk, sal daar ook 'n resultante krag wees.

Dink aan toutrek. Mense aan elke kant trek aan die tou. As hulle kragte van gelyke groottes uitoefen, staan die tou stil. As een groep 'n sterker krag as die ander kan uitoefen, sal die tou in die rigting van die sterker krag beweeg. Dit is omdat die kragte ongebalanseerd is, en daar 'n netto (resultante) krag is wat in die rigting van die groter krag werk.

Jy het ook gesien dat een van julle kon stoot en die ander in dieselfde rigting kon trek. In hierdie geval was daar 'n baie groter netto krag aangesien beide kragte in dieselfde rigting ingewerk het, en dus tel hulle saam om 'n groter netto krag te lewer.

Ons kan die netto kragte wat op 'n liggaam inwerk bereken. Om dit te doen, moet ons eers praat oor hoe ons die kragte wat op 'n liggaam inwerk kan voorstel.

Die voorstelling van kragte

Hoe wys ons 'n krag? Wanneer ons 'n diagram wil teken om te wys watter kragte inwerk, gebruik ons pyle om die kragte voor te stel. Ons wys altyd inwerkende kragte vanaf die middelpunt van die voorwerp waarop hulle inwerk. As ons byvoorbeeld die krag wat op die bal inwerk wanneer dit gestoot word teken, sal dit as volg lyk:

Die rigting van die pyl wys die rigting waarin die krag werk, en die lengte van die pyl is 'n aanduiding van die grootte van die krag. 'n Klein krag sal deur 'n kort pyl voorgestel word, en 'n groot krag deur 'n lang pyl.

Meer as een krag kan terselfdertyd op 'n voorwerp inwerk. Die gevolg van die verskillende kragte wat saam inwerk, hang af van hoe groot elke krag is, en in watter rigting elkeen inwerk.

Kom ons kyk hoe ons die volgende situasie voorstel: Jabu trek aan Rod se arm met 'n krag van 10 N, terwyl Viantha Rod se ander arm met 'n krag van 6 N trek.

Ons kan die kragte wat op Rod se arm inwerk op die volgende manier voorstel: ons gebruik 'n sirkel om Rod voor te stel, en verskillende lengtes pyle om die kragte wat op hom inwerk voor te stel. Dit word 'n vryeliggaamdiagram genoem.

Wat is die netto krag wat op Rod inwerk? Ons kan dit as volg bereken:

netto krag = 10 N + (- 6 N) = 4 N na links.

As die kragte almal in dieselfde rigting werk dan is die netto krag die som van die verskillende kragte.

Verbeel jouself dat jy iemand in 'n kaskar stoot, en jou vriend jou kom help om harder te stoot. Daar is nou twee kragte wat op die persoon in die kaskar inwerk. Die kragte werk in dieselfde rigting, en dus tel hulle saam om 'n netto krag te lewer wat die som van die twee kleiner kragte is.

Hoe kan ons krag meet? Ons gebruik 'n instrument wat 'n trekskaal genoem word. 'n Trekskaal is 'n eenvoudige apparaat wat uit 'n spiraalveer bestaan wat, wanneer dit gerek word, 'n lesing van die krag gee wat gebruik word om die veer te rek.

Tipes kragte

Tot dusver het ons gekyk na kragte wat op 'n voorwerp inwerk wanneer die voorwerp wat die krag veroorsaak in kontak is met die voorwerp wat die krag ervaar. Moet ons altyd in kontak met 'n voorwerp wees om 'n krag uit te oefen?

Daar was kragte wat deur die magnete uitgeoefen is, maar hulle hoef nie aan mekaar te geraak het nie. Dit beteken dat jy nie in kontak met iets hoef te wees om 'n krag daarop uit te oefen nie.

Daar is twee tipes kragte:

• Kontakkragte: voorwerpe is in kontak met mekaar, en oefen kragte op mekaar uit.

• Nie-kontak (veld) kragte: voorwerpe is nie in kontak met mekaar nie, en oefen kragte op mekaar uit.

Ons gaan nou in meer besonderhede kyk na hierdie twee breë groepe kragte.

Wrywing

Wat gebeur wanneer jy 'n bal oor 'n grasperk skop? Die bal beweeg vinnig aan die begin, maar beweeg dan al stadiger. Iets het veroorsaak dat die bal stadiger begin beweeg en dan ophou beweeg. As die beweging van die bal verander het, dan moes 'n krag daarop ingewerk het. Die krag wat die beweging teengewerk het, word wrywing genoem. Wrywingskragte werk altyd in die teenoorgestelde rigting in as die beweging van die voorwerp. Wrywing staan beweging teen wanneer die voorwerp en oppervlak in kontak met mekaar is. Wat beteken dit? Dit beteken dat as die bal vorentoe beweeg, dan werk die wrywing agtertoe op die bal in.

Die volgende prent wys 'n bal wat nou net geskop is. Teken 'n pyl om die rigting te wys waarin die wrywing toegepas sal word.

Watter faktore beïnvloed die hoeveelheid krag wat nodig is om die voorwerpe te beweeg? Ons moet na al die kragte wat op die voorwerp inwerk kyk. Onthou jy die volgende diagram vanaf die begin van die hoofstuk?

Ons het slegs die kragte van die twee leerders wat die kaskar gestoot het, gewys. Watter ander kragte werk op die kaskar in soos dit voortbeweeg?

Wrywing werk op die kaskar in in die teenoorgestelde rigting as die beweging van die kaskar. Soos ons in Gr.8 geleer het in Planeet Aarde en die Ruimte, het 'n voorwerp op Aarde gewig as gevolg van die gravitasionele aantrekking van die Aarde op die voorwerp. Hierdie is 'n krag wat op 'n voorwerp uitgeoefen word.

Ons kan nou die wrywing en gewig in 'n vryeliggaamdiagram van die kragte wat op die kaskar inwerk, as volg teken:

Daar is nog 'n krag wat op die kaskar inwerk. Dink aan wanneer jy op die grond staan: jy voel die grond onder jou voete. Hierdie kontakkrag verhoed dat jy die grond binnedring. Hierdie word die normaalkrag. genoem. Die normaalkrag werk altyd loodreg tot die oppervlak waarop die voorwerp staan in.

In eenvoudige situasies, soos wanneer jy op die grond staan, of as die kaskar oor 'n gelyke oppervlakte beweeg, is die normaalkrag gelyk aan die gewig van die voorwerp, maar in die teenoorgestelde rigting. Dink terug aan wat ons geleer het oor kragte wat in pare werk. Op 'n plat, gelyke oppervlakte, is die normaalkrag die reaksiekrag op die gewig van die voorwerp. Dit word in die diagram van 'n krat wat op die vloer rus, gewys.

Ons kan nou die vryeliggaamdiagram van die kragte wat op die kaskar inwerk as volg voltooi.

Dink jy dat daar 'n verwantskap is tussen die wrywing wat 'n liggaam ervaar, en die normaalkrag? Kom ons doen ondersoek hierna.

Wat is die verwantskap tussen die normaalkrag en wrywing?

Die ondersoek sal aan die leerders wys dat die wrywingskrag verband hou met die normaalkrag. Die normaalkrag is die reaksie van die oppervlak op die gewig van die voorwerp.

Solank daar 'n skaal beskikbaar is, kan enige voorwerpe as massastukke gebruik word. Die leerders sal nodig hê om die trekskale te gebruik om die kragte te meet wat hulle op die blokke uitoefen. Dit is belangrik dat hulle die krag meet soos die blok begin beweeg, omdat die lesing sal daal as die blok eers beweeg, aangesien kinetiese wrywing minder is as statiese wrywing.

Leerders is alreeds in vorige grade bekendgestel aan gewig, en sal dit in meer besonderhede in die volgende afdeling bestudeer wanneer hulle die gravitasie-versnelling vir hulself sal bereken. Vir die oomblik sal ons net die waarde van g = 9,8 m/s² gebruik, en dan kan daar na hierdie ondersoek terug verwys word wanneer leerders gravitasie-versnelling later vir hulself uitwerk.

ONDERSOEKENDE VRAAG Wat is die verwantskap tussen die normaalkrag en wrywing?

DOEL: Om die verwantskap tussen die normaalkrag en die grootte van die wrywingskrag te bepaal.

In die situasies wat ons gaan bestudeer, sal die voorwerp oor 'n plat, gelyk oppervlak getrek word. Ons sal sy masssa verhoog, en die resulterende wrywingskrag meet. Maar hoe kan ons dit in verband bring met die normaalkrag?

Waar die voorwerp op 'n plat gelyk oppervlak is, is die normaalkrag gelyk aan die gewig. Soos jy in Gr.8 in Planeet Aarde en die Ruimte geleer het, en soos ons in die volgende afdeling sal sien, kan ons die gewig van die voorwerp bereken. Ons kan dus die normaalkrag wat op die voorwerp inwerk bereken.

Vir hierdie ondersoek, bereken die gewig deur die formule W = m × g te gebruik, waar m die massa van die voorwerp in kg is, en g 9,8 is. Ons sal meer hieroor in die volgende afdeling leer.

MATERIALE EN APPARAAT:

• houtblokke met verskillende bekende massas, of massastukke
• houtblok met 'n haak
• trekskaal
• driebalkbalans of elektroniese skaal

Enige massametingstoestel sal geskik wees vir hierdie ondersoek.

METODE:

1. Gebruik die driebalkbalans om die massa van die houtblok met die haak te meet. Teken die massa in die tabel aan. Bereken en teken die normaalkrag aan.
2. Plaas die houtblok met die haak op die tafel. Maak die trekskaal aan die haak vas. Maak 'n klein merkie op die lessenaar van waar die blok getrek sal word.
3. Trek sywaarts totdat die blok net begin beweeg.
4. Teken die kraglesing in die tabel hieronder aan. Herhaal hierdie drie maal vir die hout blok.

5. Plaas 'n massastuk bo-op die houtblok. Teken die totale massa aan. Bereken en teken die normaalkrag aan. Trek dit sywaarts totdat dit begin beweeg. Teken die krag aan. Herhaal dit drie keer. In elke geval, begin die blok vanaf dieselfde posisie en trek saggies.

   

6. Herhaal die eksperiment vir groter massas, en voltooi die tabel.

Ons meet die statiese wrywing, wat die wrywing is tussen twee voorwerpe wat NIE beweeg nie. Ons meet dit as die minimum krag wat benodig word om die blok te laat begin beweeg.

RESULTATE:

Die resultate wat verkry word sal afhang van die massa van die blokke wat gebruik is, en die oppervlak waarop die ondersoek uitgevoer word. Dit is belangrik dat die leerders sien dat soos die massa toeneem, die normaalkrag ook toeneem, en die lesing op die trekbalans wat gemeet word soos die blok begin beweeg, ook toeneem.

Tabel om die krag wat benodig word om die wrywingskrag te oorkom en die blok te beweeg, aan te teken.

Massa (kg)	Normaalkrag (N)	Lesing 1 (N)	Lesing 2 (N)	Lesing 3 (N)	Gemiddeld (N)

Ons neem drie lesings, en bereken dan 'n gemiddeld. Dit verhoog die betroubaarheid van die resultate.

Stip 'n grafiek van die gemiddelde krag wat op die blok in rus toegepas word, teen die normaalkrag van die blok.

Die krag toegepas op die punt waar die blok begin beweeg is gelyk aan die wrywingskrag wat op die blok inwerk.

Wat is die afhanklike veranderlike?

---

Die grootte van die wrywingskrag.

Wat is die onafhanklike veranderlike?

---

Die normaalkrag as gevolg van die massa van die blokke.

ANALISE:

Teken 'n vryeliggaamdiagram met byskrifte van al die kragte wat op die blok inwerk net soos dit begin beweeg.

'n Voorbeeld van 'n vryeliggaamdiagram. Die gewig en normaalkrag moet deur pyle van gelyke grootte voorgestel word. Die trekkrag moet gelyk in grootte aan die wrywing wees, aangesien die diagram die voorwerp voorstel net voor dit begin beweeg.

Waarom word die gewig van die blok verander wanneer die doel van die ondersoek is om uit te vind hoe die normaalkrag die wrywingskrag beïnvloed?

---

---

---

Die voorwerp is op 'n plat oppervlak, en dus is die normaalkrag gelyk aan die gewig. Deur die massa te laat toeneem, word die gewig verhoog, omdat W = m × g, en dus neem die normaalkrag toe.

Hoekom is drie lesings geneem vir elke opstelling, en dan 'n gemiddeld bereken?

---

---

Die herhaling van die eksperiment verhoog die betroubaarheid van die resultate.

Wat is die vorm van jou grafiek?

---

---

Die vorm moet 'n reguit lyn wees wat deur die oorsprong gaan. Die presiese vorm sal afhang van die akkuraatheid van die leerders se resultate en hul grafiekteken vaardighede. Dit is slegs belangrik dat die grafiek 'n toenemende tendens toon, sodat die verwantskap tussen die normaalkrag en die wrywing bepaal kan word.

Wat vertel die vorm van die grafiek aan ons oor die verwantskap tussen die normaalkrag van die blok en die wrywingskrag.

---

Die vorm vertel ons dat soos die normaalkrag toeneem, die grootte van die wrywingskrag ook toeneem.

Wat dink jy sal gebeur as die blok nie op 'n gladde tafel geplaas is nie, maar eerder op 'n growwe oppervlak, of 'n baie gladder oppervlak? Sal dit die resultate beïnvloed?

---

---

Ja, dit sal die resultate beïnvloed, omdat die wrywingskrag tussen verskillende tipes oppervlaktes verskillend is, byvoorbeeld tussen gladde en growwe oppervlaktes.

GEVOLGTREKKING:

Skryf 'n gevolgtrekking vir hierdie ondersoek.

---

Die wrywingskrag neem toe soos die normaalkrag van die voorwerp toeneem.

Herhaal die ondersoek en neem 'n paar lesings op die trekskaal sodra die blok beweeg. Hoe vergelyk die lesings vir 'n stilstaande blok met dié van 'n bewegende blok? Is daar 'n verskil?

---

---

Wanneer die blok teen 'n konstante spoed beweeg, neem die wrywing af in vergelyking met die wrywing wat oorkom moet word om die blok te laat beweeg.

Statiese wrywing is die maksimum wrywingslesing net soos die blok begin beweeg. Dan, wanneer die blok teen 'n konstante spoed beweeg, neem die wrywing af en word dit bewegingswrywing genoem. In die eerste deel van die ondersoek het ons slegs die gemiddelde statiese wrywing vir verskillende massas gemeet. Hierdie uitbreiding sal leerders wys dat sodra die voorwerp begin beweeg, die wrywing afneem.

Die wrywingskrag hang af van die tipe oppervlak waarop die voorwerp beweeg, sowel as van die normaalkrag. Om 'n voorwerp aan die beweeg te kry, is dit nodig om 'n krag groter as die wrywingskrag toe te pas om die wrywing tussen die voorwerp en die oppervlak te oorkom.

Ons kan nou weer kyk na die voorbeeld waar 'n vriend in 'n kaskar rondgestoot word. Daar is wrywing tussen die kaskar en die grond. Die wrywing werk in die teenoorgestelde rigting van die kragte wat die kaskar vorentoe laat beweeg. Dus, as daar twee kragte van 7N en 10N is wat die kaskar vorentoe stoot, en die wrywing is 5N, kan ons hierdie kragte as volg wys:

Wat is die netto kragte wat op die kaskar inwerk?

Wrywing is voordelig vir 'n paar redes. Wrywing tussen ons voete en die grond laat ons byvoorbeeld toe om vorentoe te beweeg, en verhoed dat ons gly. Wrywing is ook nodig om te keer dat motors gly, omdat bande wrywing tussen die bandvlak en die pad ervaar.

Spanning en kompressie

Daar is ander kragte wat kontakkragte is. Kyk na die volgende tekening van 'n seun wat 'n blok met 'n tou trek.

Die persoon trek die tou, wat die blok trek. Die persoon raak nie direk aan die blok nie. Die persoon trek die tou, en die blok trek terug aan die tou, maar in die teenoorgestelde rigting. Dit veroorsaak dat 'n spanningskrag in die tou onstaan. Die tou is styf en dus is daar spanning in die tou. Spanning is 'n kontakkrag. Die spanning in die tou trek die blok oor die vloer.

Nog 'n voorbeeld van 'n kontakkrag is kompressie.'n Kompressiekrag is 'n krag wat inwerk om 'n voorwerp te vervorm of plat te druk. Kom ons dink aan voorbeelde.

As jy 'n bol klei vat en dit met jou vingers druk, is jy besig om 'n kompressiekrag op die klei uit te oefen. Die klei verander van vorm. Dit vervorm. Nog 'n voorbeeld is die platdruk van 'n tennisbal of 'n koeldrankblikkie tussen jou handpalms.

Die volgende diagram som die verskille tussen spanning en kompressie op.

Daar is baie ander voorbeelde van kompressiekragte in die alledaagse lewe. 'n Brug ervaar beide spanning en kompressie as gevolg van die gewig van die motors en ander voertuie wat oor dit beweeg, soos in die volgende diagram gewys:

Ons het sover na kontakkragte gekyk, wat wrywing, normaalkragte, kompressie en spanning insluit. Ons gaan nou kyk na kragte wat tussen liggame werk wat nie aan mekaar raak nie.

Gravitasiekragte

Het jy al ooit gewonder hoekom dinge afwaarts val en nie op nie?

Die krag wat veroorsaak dat dinge afwaarts na die Aarde toe val en verhoed dat ons van die planeet af val, is die gravitasiekrag. Gravitasiekragte bestaan tussen enige twee voorwerpe met massa, en hulle is aantrekkingskragte.

Die gravitasiekrag is 'n krag wat voorwerpe met massa na mekaar toe aantrek. Enige voorverp met massa oefen 'n gravitasiekrag op enige ander voorwerp met massa uit. Die Aarde oefen 'n gravitasionele aantrekking op die lessenaars en die stoele in jou klaskamer uit, en hou jou op die oppervlak sodat jy nie in die ruimte in wegdryf nie.

Die Aarde se gravitasiekrag trek alles afwaarts in die rigting van die middel van die Aarde, wat die rede is waarom, wanneer jy 'n voorwerp soos 'n boek of 'n appel laat val, dit na die grond toe val. Het jy egter geweet dat jy, jou lessenaar, jou stoel, en die vallende appel en boek, 'n gelyke maar teenoorgestelde aantrekkingskrag op die Aarde uitoefen? Hoekom dink jy dat hierdie kragte wat op die Aarde inwerk nie veroorsaak dat die Aarde opmerklik beweeg nie?

Die Aarde trek ons aan omdat dit so 'n groot massa het, en dus word ons altyd afwaarts na die middel van die Aarde aangetrek.

Hoe groter die massa van voorwerpe, hoe groter is die krag tussen hulle. Dit beteken dat twee klein voorwerpe 'n baie klein gravitasiekrag sal hê, en dus het dit geen merkbare effek nie. Groter voorwerpe soos die Maan en die Aarde het egter 'n baie groter gravitasiekrag.

Soos ons vanaf Planeet Aarde en die Ruimte weet, word al die planete in ons sonnestelsel in wentelbane om die Son gehou deur die gravitasionele aantrekkingskrag tussen die Son en planete.

Die tweede faktor wat die gravitasionele aantrekkingskrag tussen voorwerpe beïnvloed is die afstand tussen hulle. Hoe verder voorwerpe van mekaar af weg is, hoe kleiner is die gravitasiekrag.

Al die komponente van ons heelal word deur 'n gravitasiekrag bymekaargehou. In opsomming kan ons sê:

• Hoe groter die massa van voorwerpe, hoe sterker is die gravitasionele aantrekkingskrag tussen hulle.

• Hoe nader voorwerpe aan mekaar is, hoe sterker is die gravitasionele aantrekkingskrag tussen hulle.

Jy het waarskynlik al baie keer gehoor dat die term 'gewig' gebruik word, óf in jou Natuurwetenskap klaskamer, óf in gesprek met ander mense. Baie mense gebruik die term gewig verkeerdelik in hulle alledaagse taalgebruik. 'n Familielid mag aan jou sê: 'My gewig het hierdie vakansie met 2 kg toegeneem omdat ek te veel geëet het.' Wat is verkeerd met hierdie stelling? Bespreek hierdie met jou klas en onderwyser.

Die massa van 'n voorwerp is die hoeveelheid materie in die voorwerp. Dit sê aan jou hoeveel deeltjies jy het. Onthou jy dat jy in Materie en Materiale geleer het van atome? Dus vertel die massa van 'n houtblok byvoorbeeld vir ons hoeveel atome daar is. Massa word in kilogramme (kg) gemeet, en is onafhanklik van waar jy dit meet. 'n Houtblok met 'n massa van 10 kg op Aarde het ook 'n massa van 10 kg op die Maan.

'n Voorwerp se gewig kan egter verander aangesien dit afhang van die massa van die voorwerp, en ook die sterkte van die gravitasiekrag wat daarop inwerk. Gewig word in newton (N) gemeet, aangesien dit die gravitasionele aantrekkingskrag is wat deur die Aarde (of Maan of enige ander planeet) op die voorwerp uitgeoefen word. Die gewig van 'n voorwerp sal dus verander wanneer dit op verskillende plekke gemeet word. Die gewig van 'n 10 kg blok op Aarde sal dus verskillend wees op die Maan. Hoekom dink jy dat dit so is? Sal die gewig meer of minder wees as op die Maan?

Wat is die verwantskap tussen die massa van 'n voorwerp en sy gewig?

ONDERSOEKENDE VRAAG Wat is die verwantskap tussen die massa van 'n voorwerp en sy gewig?

HIPOTESE: Skryf 'n hipotese vir hierdie ondersoek.

---

---

Leerder-afhanklike antwoord.

MATERIALE EN APPARAAT

• 4 massastukke in inkremente van 500 g (een van 500 g, een van 1 kg, een van 1,5 kg en een van 2 kg)
• trekskaal
• driebalkbalans

Enige massameter kan gebruik word om die massa van voorwerpe te meet. Kombuisskale of elektroniese skale kan ook gebruik word.

METODE:

1. Weeg die massastukke op die driebalkbalans.
2. Meet die gewig van elke massastuk met die trekskaal.
3. Teken die massas en ooreenstemmende gewigte in die resultate tabel aan.
4. Teken 'n grafiek van jou resultate.
5. Bereken die gradiënt van die grafiek.

RESULTATE:

Teken jou resultate in die volgende tabel aan.

Massa (kg)	Gewig (N)

'n Voorbeeld van die resultate as die voorgestelde massastukke gebruik is:

Massa (kg)	Gewig (N)
0.5	4.8
1	9.8
1.5	14.7
2	19.6

Wat is die afhanklike veranderlike?

---

Gewig

Wat is die onafhanklike veranderlike?

---

Massa

Gewig is dus op die y-as, en massa op die x-as

Teken jou grafiek in die spasie wat hieronder gegee is.

Jou grafiek moet 'n reguitlyn wees. Gebruik die spasie hieronder om die gradiënt van jou grafiek te bereken.

Die gradiënt behoort 9,8 te wees.

Dit mag nodig wees om die leerders te herinner hoe om die gradiënt van 'n reguitlyn te bereken. Hulle behoort hierdie onderwerp in Wiskunde te gedoen het, maar dit mag die moeite werd wees om hulle te herinner. Hulle moet twee koördinate op hul reguitlyn kies. Hulle kan enige twee koördinate kies, wat as volg aangedui moet word: (x1 ; y1) en (x2 ; y2). Die formule vir die gradiënt van 'n reguitlyn is gradiënt = styging/horisontale afstand = (y2 - y1)/(x2 - x1)

Voorbeeld van 'n berekening: gradiënt = (9,7 - 4,8)/(1 - 0.5) = 9,8

Leerders mag die verkeerde antwoord vir die gradiënt kry as hulle nie reg aangestip het nie, of as die trekbalans nie behoorlik gekalibreer is nie. Hulle mag 'n antwoord nader aan 10 kry. Die gradiënt van die grafiek gee die gravitasionele versnelling op Aarde. Dit sal in die teks na die ondersoek verduidelik word.

GEVOLGTREKKING:

Skryf 'n gevolgtrekking vir hierdie ondersoek.

---

Die gewig van 'n onderwerp is direk eweredig aan die voorwerp se massa.

Gewig is die krag wat jou na die middelpunt van die Aarde trek. Dit word in newton gemeet. Op Aarde veroorsaak die gravitasiekrag dat ons almal na die middelpunt van die Aarde versnel. Hierdie versnelling word gravitasionele versnelling genoem. Op Aarde is dit 9,8 m/s². Die gradiënt wat ons in die vorige ondersoek bereken het, behoort jou 'n getal naby aan 9,8 m/s² te gegee het, wat gravitasionele versnelling is.

Voorwerpe is in vryval wanneer die krag wat op hulle inwerk die gravitasionele krag is.

Gewig (W) word bereken deur 'n voorwerp se massa (m) met die gravitasionele versnelling (g) te vermenigvuldig:

W = m × g

Maar wat as jy na die Maan gaan?

Die Maan het sy eie gravitasie. Die sterkte van gravitasie op die oppervlak van die Maan is een-sesde van wat dit op die oppervlak van die Aarde is, en dus sal jy op die Maan een-sesde weeg van wat jy op die Aarde weeg. Op Jupiter sal jy 2.5 keer meer weeg as wat jy op Aarde weeg, omdat Jupiter se gravitasie 2.5 keer meer is as die Aarde s'n. Alhoewel jy verskillende hoeveelhede sal weeg (en ligter op die Maan sal voel en swaarder op Jupiter), sal jou werklike massa dieselfde in beide gevalle wees.

Hoeveel sal jy op die Maan weeg? Verbeel jou dat jy 'n massa van 60 kg het. Jou gewig op Aarde sal 60 × 9,8 = 588 N wees. Die gravitasionele versnelling op die Maan is 1,6 m/s², dus is jou gewig op die Maan 60 × 1,6 = 96 N.

Gewigs- en massaberekeninge

VRAE:

'n Ferrari het 'n massa van 1485 kg. Wat is sy gewig op Aarde?

gewig = 1485 × 9,8 = 14553N

Lindiwe het 'n massa van 50 kg op Aarde. Wat is haar massa op die Maan?

---

50 kg, aangesien die massa van 'n voorwerp onafhanklik van posisie is.

Ian het 'n massa van 78 kg. Sy vriend Sam sê hy sal 24 N op die Maan weeg. Is Sam korrek? Verduidelik deur 'n berekening te gebruik.

gewig op die Maan = 78 × 1,6 = 124,8 N

Sam is verkeerd

Jy het 'n appel met 'n massa van 220 g. Wat is sy gewig op Aarde en op die Maan?

massa = 220 g = 0.22 kg.

gewig op Aarde = 0.22 × 9,8 = 2,156 N

gewig op Maan = 0,22 × 1,6 = 0,352 N

As 'n koei 1340 N op die Maan weeg, wat is haar massa?

massa = 1340 / 1,6 = 837.5 kg

Ontdek meer deur hierdie aanlyn simulasie, wat verskillende massastukke en vere gebruik, te doen. Neem die laboratorium na verskillende planete. http://phet.colorado.edu/en/simulation/mass-spring-lab

Die PhET simulasie wat in die besoekskakel gelys is, kan gebruik word om maklik te wys hoe die gewig van voorwerpe verander. Die simulasie kan op baie verskillende vlakke gebruik word, afhangende van die kompleksiteit van die konsepte wat die onderwyser wil illustreer. 'n Skakel na 'n pdf-dokument wat onderwyswenke van die PhET-span bevat, kan hier gevind word: http://phet.colorado.edu/files/teachers-guide/mass-spring-lab-guide.pdf

Het jy al ooit gewonder hoe dit sal voel om op ander planete rond te loop? Vind in die volgende aktiwiteit uit hoeveel jy op ander planete sal weeg.

Die gewig van 'n persoon is die krag van gravitasionele aantrekking op die Aarde wat 'n persoon ervaar. Iemand wat vry val voel gewigloos, maar hulle het nie hul gewig verloor nie. Hulle ervaar nog steeds die Aarde se gravitasionele aantrekking.

Die enigste rede waarom ruimtevaarders ronddryf is omdat hulle in vryval is, en hulle ruimtetuie ook in vryval saam met hulle is, en teen dieselfde tempo val. Daarom lyk dit asof die ruimtevaarders ronddryf in vergelyking met hulle ruimtetuig omdat beide teen dieselfde tempo val.

Magnetiese kragte

Sekere materiale het sterk magneetvelde om hulle. Hierdie materiale word magnete genoem. Alle magnete het twee pole, 'n noord- en 'n suidpool.

Ander stowwe word sterk deur magnete aangetrek. Hierdie stowwe word magneties genoem. Magnete oefen kragte op ander magnete en magnetiese materiale uit. Watter stowwe is magneties? Kom ons ondersoek dit.

Nie alle metale word deur magnete aangetrek nie. Dié wat deur magnete aangetrek word staan bekend as magnetiese stowwe. Daar bestaan baie min magnetiese stowwe. Hulle is yster, nikkel en kobalt. Allooie wat enige van die magnetiese stowwe bevat kan ook deur magnete aangetrek word. Staal is 'n allooi wat yster bevat, en dus word staal ook deur 'n magneet aangetrek.

So nou weet ons dat magnetiese kragte oor 'n afstand kan werk, maar kan hulle steeds inwerk as daar iets in die pad is? Kom ons vind uit.

In die vorige aktiwiteit het ons gesien dat soortgelyke pole mekaar afstoot, maar teenoorgestelde pole mekaar aantrek. Ons het ook gesien dat die magneetveld oor 'n afstand kan inwerk. Die magneet het nie nodig om aan iets te raak om 'n krag daarop uit te oefen nie. Só 'n magnetiese krag is 'n nie-kontakkrag, of 'n veldkrag.

Wat is 'n kragveld? Kan ons dit sien? Kom ons ondersoek of dit moontlik is om 'n magneetveld te sien.

Visualisering van die magneetveld.

Die ystervylsels kom in lyn met die magneetveld. Verduidelik aan die leerders dat die ystervylsels 'n tweedimensionele beeld van die veld wys, maar dat die veld eintlik oral (in drie dimensies) rondom die magneet is.

MATERIALE:

• ystervylsels
• twee staafmagnete
• papier

INSTRUKSIES:

1. Plaas die staafmagneet op die tafel.
2. Plaas die papier oor die magneet.
3. Skud die ystervylsels uit op die papier.
4. Gebruik jou vinger om stadig die vylsels rondom die magneet uit te sprei.
5. Let op die patroon en teken dit hieronder.

Hierdie wys die patroon rondom die staafmagneet.

1. Lig die papier weg vanaf die magneet.
2. Plaas 'n tweede magneet langs die eerste, sodat die verskillende pole na mekaar toe wys.
3. Plaas die papier terug oor die magnete.
4. Versprei die ystervylsels rondom die magnete, veral tussen die magnete.
5. Teken die patroon in die ruimte hieronder.

Die patroon tussen die twee teenoorgestelde pole wat mekaar aantrek.

1. Lig die papier weg vanaf die magneet.
2. Beweeg die tweede magneet sodat dieselfde pole na mekaar toe wys.
3. Plaas die papier terug oor die magnete.
4. Versprei die ystervylsels rondom die magnete, veral tussen die magnete.
5. Teken die patroon in die ruimte hieronder.

Die patroon tussen die twee pole wat mekaar afstoot.

Soos ons kan sien, is dit moontlik om die magnetiese veld om 'n magneet te visualiseer. Ons weet vanuit ons vorige aktiwiteite dat die magnetiese krag oor afstand inwerk. Die veld is die ruimte rondom 'n magneet waarin dit nog 'n magneet kan aantrek of afstoot.

Hoe teken ons 'n kragveld? Die patroon wat jy met jou magnete gesien het kan voorgestel word deur veldlyne. Veldlyne word gebruik om iets te wys wat ons nie eintlik kan sien nie. Hoe nader die veldlyne aan mekaar geteken word, hoe sterker is die veld wat beskryf word. Hoe meer veldlyne geteken word, hoe sterker is die veld. Die veldlyne gaan vanaf die noordpool na die suidpool. Die volgende diagram wys die veldlyne rondom 'n staafmagneet.

Die volgende diagramme wys die veldlyne tussen staafmagnete wat mekaar aantrek, en dié wat mekaar afstoot.

Teenoorgestelde pole trek mekaar aan.

Soortgelyke pole stoot mekaar af.

'n Veld is sterkste langs die magneet, en raak swakker verder weg vanaf die magneet.

Het jy geweet dat die Aarde soos 'n staafmagneet met 'n Noord- en 'n Suidpool is? Die Aarde het 'n magneetveld. Jy kan die Aarde se magneetveld sien asof daar 'n staafmagneet deur sy kern gaan, met die magneet se suidpool onder die Aarde se Noordpool. Niemand weet dit vir seker nie, maar die teorie is dat die superwarm ystervloeistof in die Aarde se kern in 'n roterende patroon beweeg, en dat hierdie rotasiekragte lei tot swak magnetiese kragte rondom die Aarde se roterende asse.

Dit is hoekom ons kompasse kan gebruik om rigting te bepaal. 'n Kompas het 'n naald met 'n klein magneet. Die naald wys na die magnetiese noord, omdat die klein magneet aangetrek word deur die teenoorgestelde magneetveld, en dus gebruik kan word om rigting te bepaal.

Het jy al van die suider- of noorderligte gehoor? Weet jy hoe hierdie verskynsel plaasvind?

Gelaaide deeltjies ontsnap vanaf die oppervlak van die Son en beweeg uitwaarts in alle rigtings. Wanneer die gelaaide deeltjies die Aarde bereik, word sommige deur die Aarde se magneetveld vasgevang in gebiede in die ruimte rondom die Aarde se atmosfeer, wat belde genoem word. Soms ontsnap die gelaaide deeltjies uit die belde, en spiraal dan langs die Aarde se magnetiese veldlyne in die rigting van die magnetiese pole, waar hulle die atmosfeer binnedring. Hulle reageer dan met die atmosfeer se gasdeeltjies, wat pragtige ligskouspelle tot gevolg het.

Elektrostatiese kragte

Onthou jy dat jy in Gr.8 van statiese elektrisiteit geleer het? Kom ons doen 'n vinnige aktiwiteit om sommige van die konsepte wat ons alreeds ken te hersien.

Kom ons kyk in meer besonderhede na die voorbeeld van jy wat jou hare kam, om te verstaan wat gebeur. Jy het die oppervlak van die plastiekkam teen die oppervlaktes van jou hare getrek. Wanneer die twee oppervlaktes teen mekaar gevryf word, is daar wrywing tussen hulle. Die wrywing tussen twee oppervlaktes kan veroorsaak dat elektrone van die een oppervlak na die ander oorgedra kan word.

Om te verstaan hoe elektrone oorgedra word, moet ons onthou wat ons oor die struktuur van 'n atoom geleer het.

Waar is die elektrone in die atoom geleë?

Watter tipe lading is op 'n proton?

Watter tipe lading is op 'n elektron?

Wat is die lading op 'n neutron?

Die atoom word bymekaar gehou deur die elektrostatiese aantrekking tussen die positief-gelaaide kern en die negatief-gelaaide elektrone. Binne-in 'n atoom word die elektrone naaste aan die kern die sterkste vasgehou, terwyl dié verder weg 'n swakker aantrekking ervaar.

Normaalweg bevat atome dieselfde aantal protone en elektrone. Dit beteken dat atome gewoonlik neutraal is, omdat hulle dieselfde aantal positiewe en negatiewe ladings het, sodat die ladings mekaar uitbalanseer. Alle voorwerpe bestaan uit atome, en aangesien atome gewoonlik neutraal is, is voorwerpe normaalweg neutraal.

Wanneer ons egter die twee oppervlaktes saamvryf, soos wanneer jy jou hare kam, of 'n ballon teen jou hare vryf, kan die wrywing veroorsaak dat elektrone van een voorwerp na 'n ander oorgedra word. Onthou dat die protone vas in hul posisies is, en dus nie tussen atome oorgedra kan word nie. Slegs elektrone kan tussen atome oorgedra word. Sommige voorwerpe gee makliker elektrone af as ander voorwerpe. Kyk na die volgende diagram wat verduidelik hoe dit gebeur.

Watter voorwerp in die diagram het van sy elektrone afgegee?

Het die voorwerp nou meer positiewe of negatiewe ladings?

Watter voorwerp in die diagram het elektrone bygekry?

Het die voorwerp nou meer positiewe of negatiewe ladings?

Wanneer 'n voorwerp meer elektrone as protone het, sê ons die voorwerp is negatief gelaai..

Wanneer 'n voorwerp minder elektrone as protone het, sê ons die voorwerp is positief gelaai..

Kyk na die volgende diagramme, wat hierdie illustreer.

Ons verstaan nou die oordrag van elektrone wat plaasvind as gevolg van wrywing tussen voorwerpe. Maar hoe het dit daartoe gelei dat jou hare opgelig het toe jy die gelaaide ballon in die vorige aktiwiteit na aan jou hare gebring het? Kom ons kyk na wat gebeur wanneer teenoorgesteld gelaaide voorwerpe na mekaar toe gebring word.

Draai van die wiel

Hierdie is 'n prettige demonstrasie van hoe soortgelyke ladings mekaar afstoot, en teenoorgestelde ladings mekaar aantrek. As genoeg materiale beskikbaar is, laat die leerders toe om dit self te probeer. Indien nie, doen self die demonstrasie, maar gee aan die leerders ook die geleentheid om 'n bietjie daarmee te speel.

Oefen hierdie aktiwiteit eers 'n paar keer om seker te maak dat die metode reg gedoen kan word. Onthou dat dit redelik maklik kan gebeur dat die stawe per ongeluk geaard kan word - werk dus versigtig. Hierdie aktiwiteit sal die beste werk op 'n droë dag. Dit sal afhang van die area waar die skool geleë is.

By 'n dinkskrum werkswinkel vir vrywilliger onderwysers en akademici aan die begin van 2013 het ons 'n vinnige demonstrasie van hierdie taak verfilm toe die groep dit bespreek het. Hierdie kort video kan hier gevind word: bit.ly/1fFbbbJ

MATERIALE:

• 2 geboë horlosieglase
• 2 perspeksstawe
• lap: wol of nylon
• plastiekstaaf
• klein stukkies geskeurde papier

INSTRUKSIES:

1. Plaas 'n horlosieglas onderstebo op die tafel.
2. Balanseer die tweede horlosieglas met sy geboë kant na onder bo-op die eerste horlosieglas.
3. Vryf een van die perspeksstawe heftig met die lappie.
4. Balanseer die perspeksstaaf bo-oor die bokant van die horlosieglas.
5. Vryf die tweede perspeksstaaf heftig met dieselfde lappie.
6. Bring die tweede perspeksstaaf na die kant van die eerste perspeksstaaf wat gelaai was. Wat sien jy gebeur?

Die tweede perspeksstaaf behoort die eerste een af te stoot, aangesien hulle soortgelyke ladings het, sodat leerders behoort te sien dat die tweede staaf die eerste een in 'n sirkel rond 'stoot'.

Dit mag nodig wees om die eerste perspeksstaaf weer tussen pogings te vryf, aangesien die lading intussen kan weglek.

1. Herhaal die aktiwiteit, maar in plaas van die perspeksstaaf, gebruik die plastiekstaaf. Wat sien jy gebeur?

Die stawe het nou teenoorgestelde ladings, en dus behoort die tweede staaf die ander staaf in 'n sirkel rond te 'trek'.

1. Vervolgens, bring die staaf wat jy gevryf het nader aan die stukkies geskeurde papier op die tafel. Wat let jy op?

Die leerders behoort die stukkies papier met die gelaaide staaf te kan optel.

VRAE:

Wat het gebeur toe jy die tweede perspeksstaaf naby aan die eerste perspeksstaaf gebring het?

---

---

Wanneer die stawe dieselfde is (beide perspeks), dan behoort die eerste staaf weg vanaf die tweede te beweeg, en sal die boonste horlosieglas in die rondte draai.

Wat het gebeur toe jy die plastiekstaaf naby aan die eerste perspeksstaaf gebring het?

---

---

Wanneer die twee verskillende materiale gebruik is, behoort die eerste staaf na die plastiekstaaf toe te beweeg, en sal die horlosieglas in die rondte na die plastiekstaaf toe draai.

Wat het gebeur toe jy die plastiekstaaf naby aan die stukkies papier gebring het?

---

Die stukkies papier is deur die staaf aangetrek.

Toe ons die perspeksstawe met die lappie gevryf het, is elektrone vanaf die perspeks na die lappie oorgedra. Watter lading sal die perspeksstawe nou hê?

Beide die perspeksstawe het nou dieselfde lading. Het jy opgelet dat voorwerpe met dieselfde lading geneig is om mekaar weg te stoot? Ons sê dat hulle mekaar afstoot. Dit is 'n elektrostatiese afstotingskrag.

Toe ons die plastiekstaaf met die lappie gevryf het, is elektrone oorgedra vanaf die lappie na die plastiekstaaf. Watter lading het die plastiekstaaf nou?

Die perspeksstaaf en die plastiekstaaf het nou teenoorgestelde ladings. Het jy opgelet dat voorwerpe met verskillende ladings geneig is om mekaar saam te trek? Ons sê dat hulle mekaar aantrek. Dit is 'n elektrostatiese aantrekkingskrag.

Soos met gravitasionele en magnetiese kragte, beïnvloed die afstand tussen gelaaide voorwerpe die sterkte van die elektrostatiese krag. Hoe nader die gelaaide voorwerpe aan mekaar is, hoe sterker is die krag. Hoe groter die lading op die voorwerpe is, hoe sterker is die elektrostatiese krag tussen hulle.

Ons het nou die fundamentele gedrag van ladings waargeneem. In opsomming kan ons sê:

• As twee negatief-gelaaide voorwerpe na aan mekaar gebring word, sal hulle mekaar afstoot.
• As twee positief-gelaaide voorwerpe na aan mekaar gebring word, sal hulle mekaar afstoot.
• As 'n positief-gelaaide voorwerp na aan 'n negatief-gelaaide voorwerpe gebring word, sal hulle mekaar aantrek.

Het jy al ooit gewonder waar weerlig vandaan kom? Kom ons demonstreer 'n elektrostatiese vonk.

Het jy die vonke gesien? Die Van de Graaff-generator kan gebruik word om die vonke van 'n elektrostatiese lading te demonstreer. Die groot metaalkoepel aan die bokant raak positief gelaai wanneer die generator aangeskakel word. Wanneer die koepel gelaai is, kan dit ontlaai word deur nog 'n geïsoleerde metaalsfeer na aan die koepel te bring. Die elektrone sal van die metaalsfeer na die koepel spring, wat 'n vonk veroorsaak.

Wat is die verband tussen hierdie klein vonk en 'n reusagtige weerligslag?

Gedurende 'n weerligstorm raak die wolke elekstrostaties gelaai. Wrywing tussen die wolke en die vogtigheid in die wolke veroorsaak dat die wolke gelaai raak. Die onderkant van die wolke (naaste aan die grond) raak negatief gelaai, en die bokant van die wolke raak positief gelaai. Wanneer die opbou van lading te groot word, beweeg die elektrone van die onderkant van die wolk af na die grond, waar hulle 'geaard' is. Die oordrag van energie is enorm, en lei tot 'n verskriklike helder lig, hitte en klank. 'n Weerligstraal is 'n reuse ontlading tussen gelaaide gebiede in wolke, of tussen wolke en die Aarde. Die donderslag wat ons hoor is die lug wat beweeg as gevolg van die elektronbeweging.

Weerlig is baie gevaarlik. As die elektrone deur 'n persoon beweeg op pad na die grond, kan die groot hoeveelhede energie betrokke groot skade aanrig. Só 'n persoon kan ernstig beseer word of selfs doodgaan.

Watter voorsorg moet ons tydens 'n donderstorm tref? Weerlig kan ver vanaf die reënskadu van die storm af slaan. Dit beteken dat selfs al lyk dit asof die storm ver weg is, is dit beter om in elk geval voorsorgmatreëls te tref. Die veiligste plek in 'n donderstorm is om binnenshuis te bly. Bly weg van vensters en metaal voorwerpe. As jy nie binne kan kom nie, vermy dit om langs hoë of metaal voorwerpe te staan, omdat wanneer weerlig slaan, dit gewoonlik die hoogste voorwerpe in die gebied sal tref. As jy gedurende die storm in 'n motor reis, bly in die motor totdat die storm opklaar.