Kraft över yta

Tänk dig att du försöker dra ut en tung bok på ett bord. Boken kommer inte att röra sig förrän du trycker med tillräckligt med kraft för att övervinna den statiska friktionen mellan boken och bordet. Friktionsrörelse är å andra sidan en kraft som verkar när ett föremål redan rör sig på en yta. Detta kallas vanligtvis glidning. Tänk på när du cyklar på vägen-friktionsrörelsen mellan däcken och vägen gör att du kan styra och sakta ner cykeln.

Ju högre hastighet som objektet har, desto mer kraftfriktion finns det. Det är därför det är svårt att stoppa en bil som går i hög hastighet. Men för enkelhetens skull ignorerar vi ofta statisk friktion när vi räknar med friktionskraften och tror att objektet glider istället. Hur beräknar du friktionskraften? Att beräkna friktionskraften kan vara lite komplicerat, men det är viktigt att kunna förstå hur krafter fungerar på ett objekt.

Friktionskoefficienten är ett mått på hur mycket friktionskraft som uppstår mellan två ytor och beror på de material som tillverkas. Denna koefficient kallas den statiska friktionskoefficienten och är vanligtvis högre än friktionskoefficienten för rörelse eftersom mer kraft krävs för att sätta ett objekt i rörelse. Det är viktigt att komma ihåg att formeln endast ger en uppskattning av friktionskraften, eftersom friktionskraften kan bero på många faktorer såsom ytuniform, temperatur, tryck och smörjning.

Men formeln är ett bra sätt att få en uppfattning om hur mycket friktionskraft kan vara och används för uppgifter som du kommer att utföra senare. För att illustrera hur friktionskraften fungerar kan du tänka på en skridskoåkare som glider på is. När skridaren rör sig framåt skapas rörelsefriktion mellan skridskan och isen, vilket gör det möjligt för skridskorna att kontrollera och sakta ner.

Men om skridskoåkaren fortfarande är på isen skapas en statisk friktionskraft som förhindrar att skridskoåkningen glider bort. Ju hårdare isen är, och ju bättre skridskor på marken, desto mindre blir friktionskraften och desto lättare är det för skridskoåkaren. Hur stor är friktionskoefficienten, särskilt på olika ytor? Friktionskoefficienten är ett mått på hur mycket friktionskraft som uppstår mellan två ytor.

Här är några vanliga ytor och deras friktionskoefficient: 1. Gummi mot betong-0. Stål mot stål-0. Lera mot lera-0. Glas mot metall-0. Kraften på 50 N dras på lådan. Jordens inre och yttre krafter förändrar ständigt jordens yta. Interna krafter är främst vulkaner och jordbävningar, som ökar vid jordskorpans höjd.

Ytspänning är ett fenomen där ytan på en vätska, där vätskan är i kontakt med en gas, fungerar som ett tunt elastiskt ark.

Externa krafter består huvudsakligen av vatten, is och vind, som slipar jordens yta. Detta avsnitt förklarar jordens inre krafter och relaterade begrepp som Plateektonik, vulkaner och jordbävningar. Jordskorpan som vi lever på är jordens kylda yta. Jordskorpans tjocklek varierar från flera kilometer till 70 kilometer. Jordskorpan är tunn under haven, där den genomsnittliga tjockleken är 8 kilometer.

På kontinenterna är den genomsnittliga tjockleken 35 kilometer. Det finns ett tjockare lager som kallas manteln under jordskorpan. Den övre delen av manteln är fixerad, men ju längre du kommer blir manteln mjukare och mer partiell vätska. Den smälta flytande massan kallas magma. Ungefär halvvägs till mitten av jorden börjar kärnan. Här blir jorden helt flytande, men i den inre delen av kärnan är trycket så högt att innehållet består av fast järn.

I botten av kärnan är det ca 4 grader varmt. Inre krafter är jordens inre krafter som ackumulerar störningar på jordskorpan. Det är dessa krafter som skapar bergen som finns på jorden. De viktigaste inre krafterna är vulkaner och jordbävningar.

Ytspänningen är en kraft som är riktad inåt mot vätskan, och ger därmed skenet av att ytan är svagt böjd om den betraktas från sidan.

Men för att förstå hur vulkaner och jordbävningar inträffar måste vi först titta lite mer på jorden och hur den sitter ihop. Kontinentalplattorna och den kontinentala operationen betraktas som en världskarta, det syns tydligt att alla jordens kontinenter ansluter till varandra som bitar i ett pussel. Det sista pusslet bildades helt av Super-Prangea Pangea, som dök upp i bitar för ungefär en miljon år sedan.

Det var den tyska geologen Alfred Wegener som introducerade teorin att jordens kontinenter en gång bildade en landmassa. Wegener heter denna superkontinent Pangaea, som nämns ovan, vilket är ett grekiskt ord som betyder "hela jorden". Sedan flyttade kontinenterna långsamt ut över hundratals miljoner år.

Denna kontinentala operation pågår ständigt. Om några hundra miljoner år kommer cirkeln att vara färdig och Pangea kommer att ombyggas. Wegeners Pangaea-teori förklarar många levande och utdöda utbredningsmönster för växt-och djurarter. Till exempel har många sötvattensfiskar i Sydamerika nära släktingar i Afrika. Detta beror på att afrika har gått samman med Sydamerika.

Bild: Massimo Pietrobon Pangaea med de nuvarande länderna i världen. Jordens utseende förändras ständigt när kontinentalplattorna rör sig isär eller kolliderar med varandra. Jordskorpan och den övre delen av manteln är uppdelade i flera sektioner.Nu reser jordplattor runt om i världen med en hastighet av 1 till 15 centimeter per år. Genom de äldste kan kontinenter flyttas över långa avstånd.

Nordsjöolja skapades i troperna, och sedan dess har dessa lager av naturresurser gått till sin nuvarande plats. En jordbävning påverkar ungefär en jordbävning per år. De flesta av dem är så svaga att endast känsliga mätinstrument som kallas seismografer kan uppfatta dem. Några av dem har samma kraft som 10 atombomber och orsakar allvarliga skador. Anledningen till jordbävningen är att jordens plattor rör sig med varandra.

Ibland fastnar plattorna i varandra och lagrar sedan en enorm mängd rörelseenergi. När plattorna faller uppstår starka jordbävningar. Alla jordbävningar mäts på den så kallade Richterskalan. Det uppfanns av den amerikanska jordbävningsexperten från den amerikanska seismologen Charles F. Richter, men i praktiken kommer inga jordbävningar att vara starkare än 9,0.

Skalan är utformad på ett sådant sätt att om värdet ökar i heltalssteg är jordbävningen tio gånger kraftigare. En jordbävning med ett värde av 6 är tio gånger starkare än en med ett värde av 5. En jordbävning med ett värde av 7 på Richterskalan är hundra gånger starkare än en med 5-10 gånger på jordbävningen i San Francisco hoppade på Stillahavsplattan nära två meter och jordbävningen mättes 7,1 på Richterskalan.

Jordbävningen i Indonesien, som låg bakom den enorma översvämningen, hade en magnitud på 9,0 på Richterskalan. Det är svårt för forskare att förutsäga jordbävningar. Men ibland finns det tecken som märks före en jordbävning. Djur kan förekomma på ett ovanligt sätt. Hundar ylar och fiskar kan nå ytan. En orsak kan vara att djur har mer utvecklad hörsel än människor.

Andra tecken på en kommande jordbävning kan vara att gaser tränger in från jorden. Felet är en lång, djup spricka i berggrunden som sträcker sig från Alaska till Kalifornien. Denna djupa spricka i jordskorpan ligger mellan två plattor på jorden. Vulkaner finns i sprickområden där jordskorpans plattor möts. Av de flera tusen markbundna vulkanerna är jorden bara aktiv.