Arbeid er arealet under kraft–vei-grafen

Hva viser visualet?

Så lenge kraften er konstant, er arbeidet kraft ganger strekning, og arealet under F–x-grafen er et rektangel. Med 30 N over 0,12 m blir det 3,6 J.

En fjær er ikke konstant. Med k = 250 N/m vokser kraften rett fra null til k·x = 250 · 0,12 = 30 N. Arealet under grafen blir en trekant: W = ½ · 30 · 0,12 = 1,8 J, som er det samme som ½kx². Gjennomsnittskraften er 15 N, ikke 30 N.

Dette er den vanligste tabben i kapittelet: å bruke W = F·s når kraften varierer. Regelen som alltid holder, er at arbeidet er arealet under kraft–vei-grafen, uansett hvordan kurven ser ut.

Slik leser du visualet

Merkene under står også i bildet.

1. 1. Konstant kraft. Rektangel: W = 30 N · 0,12 m = 3,6 J.
2. 2. Voksende kraft. Trekant: W = ½ · 30 N · 0,12 m = 1,8 J.
3. 3. Alltid arealet. Uansett hvordan kraften varierer, er arbeidet arealet under grafen.

Nøkkelbegreper

• arbeid som areal
• fjærkonstant
• Hookes lov
• fjærenergi
• varierende kraft
• gjennomsnittskraft

På prøve og muntlig-praktisk

Kapittelets oppgave 1: en fjær med fjærstivhet 250 N/m trykkes sammen 12 cm. E = ½kx² = 1,8 J. Sensor ser etter at du ser at F ikke er konstant.

Kildegrunnlag

https://www.ifingo.no/fysikk2/krefter-arbeid-og-energi/eksamen (oppgave 1: arbeid fra en fjær) og https://www.ifingo.no/fysikk2/krefter-arbeid-og-energi (avsnitt 4.2)