Vad man vinner i väg…

2003-06-03 23:00  
Många tekniska hjälpmedel utnyttjar att "vad man vinner i kraft förlorar man i väg".
När veven i en domkraft vrids många varv, med måttlig kraft, kan man lyfta en tung bil en kort sträcka.

För cykeln är det tvärtom. Med en stor kraft trycker man på tramporna, som rör sig en kort sträcka för varje tramptag, medan cykeln rör sig en mycket längre sträcka. Det krävs en viss, men ganska liten, kraft F för att driva cykeln framåt med konstant fart. När man cyklar med farten 5 m/s (18 km/h) på en horisontell grusväg behövs typiskt effekten 100 W för att övervinna motståndet mot cykelns rörelse. Hur stor är då F? (Detta är ett problem där man med ren dimensionsanalys kan göra en intelligent gissning, och få rätt svar.)












Lösningen:












Svaret är 20 N (newton), vilket också är tyngden av ca 2 kg. Alltså en avsevärt mindre kraft än vad man trycker på tramporna med - jfr t ex att man står upp och trampar med hela sin tyngd. Arbete är "kraft gånger väg" och effekt är energi (arbete) per tid. 100 W/(5 m/s) = (100/5) (Nm/s)/(m/s) = 20 N. Mer allmänt: med farten v under tiden t blir tillryggalagda sträckan s = vt. Utförda arbetet är Fs och effekten Fs/t = Fv. Anm. Eftersom kroppens "verkningsgrad" bara är ca 25 % måste man också prestera ca 300 W i värmeeffekt.

Göran Grimvall

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt

Läs mer