lu.se

Nationellt resurscentrum för fysik

Institutionen för Fysik, Lunds universitet

Denna sida på svenska This page in English

Lista

Välkommen till en tur med Newton genom Liseberg

  1. En tur med Newton på Liseberg
    • När du står i kön för att komma in upplever du ett exempel på Newtons första lag: "En kropp förblir i ett tillstånd av vila eller likformig rätlinjig rörelse".
    • Du påverkas av tyngdkraften nedåt, som motverkas av en uppåtriktad kraft från marken som hindrar dig att fall in mot jordens centrum.
    • Snögubben som flyter påverkas av tyngdkraften och av en lika stor uppåtriktad lyftkraft från vattnet. Du och snögubben fortsätter att vara i vila.
    • Försök hitta fler exempel på krafter på föremål i vila!
  2. Lisebergsteatern
    • Innanför huvudentren och till höger finns Lisebergsteatern. De runda taken påminner om att byggnaden var planetarium när Liseberg öppnade 1923. I ett planetarium kan besökarna se hur planeter och stjärnor rör sig på himlasfären. Tänk att jorden rör sig runt solen med 30 km/s – lika långt som från Liseberg till Tivoli i Köpenhamn på en sekund. Och du följer med i rörelsen – utan att märka det. Samtidigt rusar solen runt Vintergatans centrum med 230 km/s, nästan 8 gånger så fort.
      • Kan du komma på någon annat exempel på rörelse som inte känns?
      • Hur fort kan man åka i en berg- och dalbana på Liseberg?
      • Varför känner vi rörelsen i en berg- och dalbana men inte rörelsen runt solen eller vintergatans centrum?  

  1. Rulltrappa 
    I en rulltrappa åker du med konstant hastighet snett uppåt. Blunda och fundera på vilka krafter som verkar på dig. (Håll dig i "handledaren" om du är rädd att tappa balansen)
    • Känns det annorlunda när du är på väg upp jämfört med när du är än på väg ned?
    • Märker du någon skillnad i kroppen när du kommer till slutet av rulltrappan?
    • I rulltrappan upp mot Helix på Liseberg finns gamla foton. Ibland känns det som de hänger lite snett – gör de det eller är det ögonen som luras? Tag ett litet föremål i snöre och låt det hänga rakt ned ("lodrätt") och jämför med bilderna.
    • Spelar det någon roll om du är på väg upp eller ned?

    Uppdraget i Lisebergbanan lutar 30°. Lutar rulltrappan mer eller mindre?
    Åk ned från Helixstationen och gå ut på stigen mellan de två rulltrapporna. Gå mot Lisebergbanan och titta på ...

  2. Lisebergbanans uppdrag
    I Lisebergbanans "Uppdrag" åker man med konstant hastighet uppför en 30° uppförsbacke - liksom i rulltrappan upp mot Helix-stationen. Eftersom man åker med konstant hastighet måste alla krafter på din kropp ta ut varandra. Fundera först och diskutera
    • Vilken/vilka krafter verkar på din kropp, utöver tyngdkraften?
    • Varför känns det annorlunda i Lisebergbanans uppdrag?

    Diskutera också

    • Vilka krafter verkar på tåget medan det åker uppför backen med konstant hastighet?

Horisontell rörelse

  1. Hjärtlinje 
    I avslutningen av Helix rör man sig i en nästan horisontell rät linje - medan hela kroppen roterar runt en "Hjärtlinje. Hur känns det? Vilka krafter verkar på din kropp?
  2. Kollisioner med radiobilar
    Gå till Tuta & Kör i Kaninlandet (längdgräns: 90-140 cm) eller till de lite större Radiobilarna (längdgräns minst 130 cm).
    Fundera först och prova sedan. Hur känns det i din kropp när ...
    • bilen startar ?
    • du kör rakt in i en annan bil?
    • du blir påkörd bakifrån?
    • bilen stannar?
    Fundera sedan över vilka krafter från bilen som verkar på dig i de olika situationerna för att ändra din rörelse.

    Fysikern Richard Feynman berättar om sin observation när han var liten, om en boll som låg i en liten vagn, och verkade rulla bakåt när han drog vagnen framåt och frågade sin pappa "varför gör den så"?  "Det är det ingen som vet" svarade pappan. "Den allmänna principen är att saker som rör sig tenderar att fortsätta röra sig, medan saker som står still tenderar att stå still, om man inte trycker hårt på dem. Denna tendens kallas 'tröghet', men ingen vet varför det blir så. Se filmen där Feynman berättar.

  3. Kaffekoppen
    • Observera turen för en kopp i Kaffekoppen. Försök att följa rörelsen för en kopp. Vilken av figurerna stämmer bäst? (Se en film av rörelsen.)
    • Var under åkturen rör man sig man snabbast?
      1. Lika snabbt hela tiden
      2. Närmast kannan
      3. Längst bort från kannan
    • Var under åkturen rör man sig långsammast?
    • Hur tror du att det känns i kroppen under de olika delarna av turen?

Fritt fall

  1. Studsmatta
    När du hoppar på en studsmatta är det bara tyngdkraften som verkar på dig medan du är i luften. Du är alltså tyngdlös - både på vägen upp och på vägen ned. När du landar på studsmattan trycker den uppåt på dina fötter. Rörelsen bromsar in och du accelererar sedan uppåt igen för att lämna studsmattan. Hur stor blir kraften på dig när du är längst ned?
  2. AtmosFear
    I AtmosFear får du uppleva Fritt Fall, som är ett av de mest typiska exemplen i fysikboken. Skillnaden är att i AtmosFear är det du själv som faller, tillsammans med ringen med säten som du och 39 andra gäster sitter i. Bara tyngdkraften verkar på dig. Hade du suttit på en våg skulle den ha visat noll: Under en kort stund är du tyngdlös. ... Fundera över i vilka andra attraktioner på Liseberg man kan uppleva tyngdlöshet.
  3. Valkyria-dyket
    Valkyria är en 750 m lång berg- och dykbana från  Bolliger & Mabillard som öppnade 2018 på Liseberg. Efter "uppdraget" och en kort utsiktstur högst upp hänger man en stund ut över stupet innan man dyker 50 meter ned.  Eftersom spåret är nästan vertikalt under dyket är rörelsen ett nästan fritt fall.
  4. Nobeldagen
    Idag är det Nobelprisutdelning, med festligheter i Stockholm.

    Albert Einstein, fick Nobelprisest i fysik 1921, som inte delades ut förrän 1922, då han var i Japan. Han höll sin Nobelföreläsning på Liseberg 11 juli 1923. Hans pris avsåg "Lagen om den fotoelektriska effekten", men hans föreläsning handlade om relativitetsteorin.

    Einstein lär ha inspirerats av en hantverkare som fallit från en stege och sagt att det kändes som om han inte vägde någonting. "Den lyckligaste tanken i mitt liv" tyckte Einstein om insikten att fritt fall upplevs som om det inte finns någon gravitation. Detta hänger samman med ekvivalensen mellan tung och trög massa. 

    Läs om besöket i Aant Elzingas text i Fysikaktuellt nr 1 2003, s 9-12, som bygger på förordet till den svenska översättningen av Einsteins bok. ”Den speciella och allmänna relativitetsteorin” (Daidalos, 1989), och även i Fysikaktuellt nr 1 2003, s 9-12.

    I boken Nobel Prize, A Glimpse Behind Closed Doors: The Archival Evidence (Archive of the Nobel Museum) har Elzinga gått djupare in i arkiven.

  5. Balder - stora krönet
    Ser du hur det stora krönet i Balder liknar en kastbana? Under ett kast påverkas bollen bara av tyngdkraften medan den är i luften. På samma sätt kommer de som åker i tåget att känna sig som om de svävar om tåget har lagom hastighet. Hur länge kan man vara tyngdlös i Balder och hur fort måste tåget åka över högsta punkten? Läs mer
  6. Hissningen
    Pirr i magen eller mer än dubbelt så tung som vanligt? I Hissningen får du uppleva bådadera. Snabbt och långsamt, högt och lågt, tungt och lätt - men i vilka lägen? (Inte riktigt fritt fall, utan ca en halv g som minst.) Börja med att se en film över rörelsen och fundera. På plats kanske du också kan få ta en kort slinky till hjälp. (Fråga snällt!)

Cirkelrörelser

  1. Lucia
    Som en Luciakrona med utsikt över hela Liseberg - i AeroSpin.
    • Vad är upp och vad är ned när man åker runt? Titta på filmen.
    • Om du hade fått ta med dig en ljuslykta upp (det får du förstås inte!) ... hur skulle en ljuslåga stå?
    • Läs mer om fysiken i AeroSpin i en artikel i Physics Education.

Cirkelrörelse

  1. Slänggungan  

    Fundera över vilka krafter som verkar på den som åker i Slänggungan! Känn efter

    • Hänger alla gungorna i samma vinkel under åkturen? 
    • Fundera över varför det är så!
    Om det är en speciell fysikdag kanske du får ta med dig en liten mugg vatten. Håll den med botten mot bygeln. Hur tror du vattnet kommer att stå medan du åker runt? Vad är "upp" när man åker?
  2. Lisebergshjulet
    Lisebergshjulet har en radie 24 m. Hur högt åker man? Hur mycket ändras lufttrycket mellan högsta och lägsta punkten? Om din telefon har barometer, prova att mäta hur trycket ändras när du går mellan olika delar av Liseberg.

Gungor och pendlar

  1. Lilla Lots är den minsta "gungan" på Liseberg. Den rör sig i en "rälsvagga" med radien 11.5 m, samtidigt som hela den lilla båten roterar. 
    • Hinner du känna att man blir lite lättare när båten är högt uppe och tyngre längst ned?
    • Båten kan se som en pendel med samma längd som krökningsradien. Hur lång tid kan man då förvänta sig att det skall ta för båten att gunga fram och tillbaka (dvs hur lång är en period)? Kom ihåg att en sekundpendel 
    • Hur snabbt passerar båten nedersta punkten? (Använd radie och vinkel för att uppskatta höjdskillnaden) 
    • Hur stor blir centripetalaccelerationen längst ned? 
    • Vilka krafter verkar på den som åker i högsta punkten? Längst ned?

    Se en kort film från systerattraktionen Victoria på Kolmården.

    Läs en artikel om hur man kan använda telefonen för att mäta kraft och rotation i Lilla Lots:  Acceleration and rotation in a pendulum ride, measured using an iPhone 4, Pendrill, A-M and Rohlén J (2011) Physics Education 46, 676 

  2. En liten gosedjurspendel kan få åka med i Blomsterkarusellen (eller någon annan karusell som kan snurra långsamt). När karusellen har börjat åka - sätt igång rörelsen.
  3. Uppswinget. är en 20 m lång gunga. Man gungar fram och tillbaka, så högt att huvudet kommer lite under kroppen. I vändlägena upplever man då det som kallas "negativa g".
    • Var åker man snabbast? Var åker man långsammast?
    • Hur tung känner man sig längst ned?
    • Vilken period väntar man sig för en pendel med längden L=20m? 

      Grafen visar "g-kraft" under en tur med Uppswinget.

      Fler uppgifter hittar du på sidan om Uppswinget 

  4. Största gungan heter Loke, där hela cirkeln med dem som gungar också roterar. 
    Loke gungar upp till 120°. Ju högre man gungar, desto fortare passerar man lägsta punkten.  För 120° väntar  man sig en kraft på kroppen längst ner som är 4 gånger så stor som vanligt ("4g"). (För en största vinkel på 60° blir kraften på kroppen längst ner dubbelt så stor som vanligt ("2g") och för 90° blir den 3g. Varför?) 
    På ena sidan är cirkelrörelsen i samma riktning som pendlingen, medan den är i motsatt riktning på andra sidan, så att man rör sig lite långsammare. Kan du känna att man blir tyngre på den sidan där cirkelrörelsen gör att man åker lite snabbare? (Det känns minst lika tydligt i HangHai

Berg- och dalbanor

  1. Energiomvandlingar
    Liksom i gungor och pendlar bygger berg- och dalbanor på energiomvandlingar. I de flesta berg- och dalbanor börjar turen med ett "uppdrag" (som till exempel i lucka 3). I Helix ligger stationen i stället högt så att turen kan börja på ett ovanligt sätt - genom att bara rulla ut från stationen (med lite försiktig hjälp från drivhjul).  Se på filmen hur tåget rullar snabbare och snabbare på väg ner i dalen. (För video-analys kan originalfilen laddas ned)

    Tåget startar på höjden 47.5 m. Sedan följer  2 st LSM accelerationszoner,

    • Utskjutning 1 är 44.6 m lång, lutar 7.2o, slutar på höjden 36.7 m och ger tåget en fart 21.3 m/s,
    • Utskjutning 2 är 69.5 m lång, lutar 9.7o, slutar på höjden 42.4 m och ger tåget en fart 23.5 m/s.

    Hur högt skulle Helix-tåget kunna gå efter den första accelerationszonen? Hur högt skulle det kunna gå efter den andra accelerationszonen?  (försumma energiförluster och tågets längd).
    På webb-platsen Coasters and more  finns en animering och beskrivning av LSM-tekniken.

  2. Lisebergbanans Helix
    Bakom Tyrolen (där Fisketuren låg tidigare) ligger Lisebergbanans lägsta punkt, 19.5 m, något lägre än stationen. Högsta punkten är 65m. Tåget har då gått 1022.6m.

    Hur fort skulle tåget ha gått om det inte hade förlorat någon energi på vägen? 
    Om högsta farten i stället är 80 km/h, hur mycket energi har gått förlorad per meter spår. (Uttryck som en höjdförlust, dvs ΔE/mg.)

    Om Lisebergsbanan är igång kan du prova att mäta tiden det tar för tåget att passera en punkt intill Tyrolen vid första resp. andra passagen. Tåget är 14 m långt. Från din tidmätning kan du då beräkna farten.
    Läs mer

  3. Energiomvandlingar i Balder

    I norra delen av Balder kommer tåget förbi tre gånger, lite lägre varje gång. Om du tar tiden på tåget varje gång så ser du att det åker ungefär lika snabbt. Du kan använda detta för att uppskatta hur mycket energi som förloras under turen. Genom att räkna balkarna mellan spåren kan man uppskatta höjdsskillnaden - det är 2.5m mellan balkarna. 

    Titta sedan på fotot över hela banan och uppskatta hur långt tåget har åkt varje "varv". (Hela banan är 1070m - hur många varv blir det

    • Hur mycket energi har gått förlorad varje varv? 
    • Kan du uttrycka energiförlusten som höjdförlust för varje meter spår eller per 100 m spår? (Detta blir också ett mått på friktionstalet.) 

    Grafen nedan visar en mätning av hur höjden varierar under en tur i Balder. (Läs mer)

  4. Top hat i Helix

    Direkt efter den andra utskjutningen följer spårets högsta punkt, 68.1 m i en "inverterad Top Hat". Tåget lämnar den andra accelerationszonen med farten 23.5m/s på höjden 42.4m. Några uppgifter att diskutera:

    • Blir det någon skillnad i åktur beroende på var man sitter i det 12.5 m långa tåget?
    • Spelar det någon roll för beräkningarna att tåget går under spåret i högsta punkten?
    • Hur fort åker tåget över högsta punkten (om man försummar energiförlusterna)?
    • Läs en artikel "Fram, mitten eller bak - var ska man sitta?", som jämför olika platser i Kanonen (som fanns på Liseberg 2005-2016).

    Fler uppgifter om den inverterade Top Hat.

  5. Helix hjärta - GOD JUL
    Med en vintrig bild på Helix hjärta - Pretzel-loopen - vill vi önska alla en riktigt god jul.

    Fler Helix-övningar? Gå till Helix-kalendern

Kraft och rörelse i undervisningen

I kalendern och på www-platsen Lekplatsfysik finns många exempel på Kraft och rörelse i olika situationer. Fundera över hur uppgifterna kan användas för olika förmågor och olika aspekter av det centrala innehållet om Kraft och rörelse. (Se separat sida med länkar till styrdokument och kommentarmaterial och en lista av "Förmågor")