Gnidningsmodstand kender du måske bedst som det, der er for meget af, når din cykelkæde ikke har fået olie. Gnidningsmodstand kaldes også for friktion. Faktisk kan gnidningsmodstanden blive så stor, at du kan tænde et bål med den.
VIGTIGT – læs dette sikkerhedsafsnit, inden du går i gang. Kan udføres af børn alene. Til de helt små børn, kan dele, der kræver brug af hobbykniv/sakse, eventuelt forberedes på forhånd. Eventuelt kan valg af papir være A6-blokke eller lignende, for at størrelsen passer på forhånd.
Har du ikke præcis ovenstående ting, så prøv at læse nedenstående alligevel. Et spil kort, to kladdehæfter der ikke er klippet ud, telefonbøger og meget andet kan sagtens bruges.
Variationer
Til gymnasiet: Mål den maksimale kraft, der skal til for at få papirerne til at glide fra hinanden. Sæt en elektronisk kraftmåler eller et fjedernewtonmeter til gennem hullet i kladdehæftet og registrér den maksimale kraft, der skal til, før blokkene glider fra hinanden. Den kraft, du måler, kalder man den statiske friktion. På figuren hænges blokkene fx op i hullet “a”, og kraftmåleren fastgøres til hullet “b”.
Du kan eventuelt variere vægten af glasset ved at hælde vand i. Mål sammenhængen mellem friktionskraften og antallet af sider, der gnider mod hinanden (antallet af sider, der gnider mod hinanden, er 2·n-2, hvor n er antallet af papirer), og sammenhængen mellem friktionskraften og vægten.
Prøv at svare på følgende spørgsmål:
Forsøget viser, at friktionskraften mellem to blokke på bare 20 stykker papir kan være overraskende stor. Friktionskraften opstår, fordi arkene gnider tæt op af hinanden og trykkes sammen af deres egen og glassets vægt. Hvis du vil, kan du prøve kræfter med at blande to bøger sammen på et par hundrede sider og se, om du kan trække dem fra hinanden. Det er meget sværere, end det ser ud til, så der kunne du måske snildt vinde et væddemål eller to. Se fx dette klip fra Mythbusters med to telefonbøger.
Friktion oplever du alle vegne og hele tiden, også uden du nødvendigvis tænker over det. Du ville fx ikke kunne skrive med din blyant på et stykke papir uden friktionen mellem grafit og papir og friktionen mellem dine hænder og blyanten. Du ville heller ikke kunne tænde en tændstik, og cyklen ville blive stående på jorden med hjulene glidende rundt og rundt.
En verden uden friktion ville være som en verden smurt ind i olie. Det ville være umuligt at bevæge sig i nogen retning, medmindre man havde noget at kaste med. Da ville man kunne benytte sig af Newtons 3. lov om aktion = reaktion, som du kan lære mere om i forsøget “Luftraket” her på Testoteket.
Friktion opstår, når mikroskopiske ujævnheder skaber kontakt på de to sider, der støder op mod hinanden. Jo mere vægt der ligger bag, des større tryk, og derfor presses ujævnhederne mere sammen. Det giver større modstand. Modstanden opstår, fordi molekylerne omkring kontaktområderne skaber bindinger mellem hinanden.
Friktionskraften (F) er lig med normalkraften på papirerne gange en friktionskonstant (µ). F=-N·µ. N er lig med tyngdekraftens påvirkning af papirerne. Ser man på massen af papirerne alene og friktionskraften mellem disse, når blokken ligger ned, så er friktionen størst ved de nederste papirer, da de ud over deres egen vægt også trykkes ned af papirerne oven over. Denne masse er ikke synderligt stor. Det er grunden til, at massen af glasset giver så stort et bidrag til friktionen, da massen af papirerne er så lille, at den bliver ligegyldig.
Papir er teknisk udstyr og har sin oprindelse i Kina. Papir består af plantefibre, der er mast sammen og tørret. Læs mere om papir her.
Prøv at ændre på antallet af sider i blokken.
Prøv at stille dine blokke lodret før du hiver dem fra hinanden.
Prøv at lægge noget masse oven på der, hvor blokkene overlapper, før du hiver dem fra hinanden.
Virkningsfuld kompetenceorienteret naturfagsundervisning indeholder bl.a. elementer af problembaseret og elevstyret undervisning. Et greb, du som underviser kan bruge, er at implementere åbenhed, ved at stilladsere undersøgelserne med frihedsgrader.
Problembaseret og elevstyret undervisning er kendetegnet ved, at eleverne arbejder selvstændigt med egne undersøgelser. Eleverne skal finde egne svar, og det skal ikke være givet på forhånd, hvad de skal. Eleverne skal ikke reproducere eller genskabe allerede eksisterende undersøgelser.
Som underviser udvælger du en grad af frihed samt hvilket trin, den skal implementeres i. Astra opdeler en undersøgelse i følgende seks trin, hvor du kan arbejde med implementering af frihedsgrader.
Tilmeld dig Astras nyhedsbrev og få ny inspiration til din undervisning i naturfag og naturvidenskab - herunder de nyeste Testotek-undersøgelser