ا مستويمائل هي آلة بسيطة يمكن استخدامها لكسر شدة الخضوع ل والذي يتم تطبيقه في بعض الاتجاهات. موجود في منحدرات, مساميرأسافينسكاكين إلخ. تتضمن دراسة المستوى المائل معرفة ثلاثة أبعاد وهو أحد أهم تطبيقات قوانين نيوتن.
نرى أيضا:WHAو دراسة الميكانيكا من قبل لكى يفعل العدو?
نظرية المستوى المائل
عندما يتم دعم كائن على المستوى المائل ، فإن القوة وزن الذي يسحبك نحو مركز الأرض مقسم إلى مكونين ، يسميان صx و صذ، موزعة على طول الاتجاهين الأفقي والعمودي. هكذا، يصبح من السهل رفع جسم ثقيل على طول المنحدر، لأن القوة التي يجب تطبيقها على الجسم أقل مما هي عليه في الحالة التي يرتفع فيها الجسم إلى ارتفاع معين ، ويتحرك حصريًا في الاتجاه الرأسي.
على الرغم من أن القوة المطلوبة لرفع الجسم على مستوى مائل أقل من قوة رفعه عموديًا ، فإن طاقةمستهلكهو نفسه، حيث تزداد المسافة المراد قطعها أيضًا. لفهم هذا ، فقط فكر في الشغل يتم إجراؤه على الجسم ، والذي يعتمد على المنتج بين القوة والمسافة المقطوعة.
في أبسط حالة بين المستويات المائلة ، هناك عمل قوتين فقط: الوزن والطبيعي. هذا الموقف موضح في الشكل التالي:
لتسهيل العمليات الحسابية ، فإن المرجع المعتمد لدراسة المستوى المائل يميل أيضًا إلى بعض الزاوية θ بالنسبة للاتجاه الأفقي ، بحيث يكون اتجاه x للإطار موازيًا للمستوى مائل.
صيغ المستوى المائل
لحل التمارين التي تتضمن القوى التي تعمل على جسم مدعوم على مستوى مائل ، يجب أن نطبق قانون نيوتن الثاني لكلا الاتجاهين x و y. معادلة النتيجة إلى 0 ، عندما يكون الجسم في حالة راحة أو ينزلق معه ● السرعةثابت، أو لمنتج الكتلة والتسارع.
في الاتجاه x للمستوى المائل للشكل ، هناك قوة واحدة فقط تعمل ، وهي المكون x للوزن ، لذا فهي تساوي القوة الكلية المؤثرة على الجسم في الاتجاه x.
منذ Px هو الضلع المقابل للزاوية θ ، فهو يساوي حاصل ضرب الوزن وجيب الزاوية θ. علاوة على ذلك ، وفقًا للنتيجة التي تم الحصول عليها ، فإن الكتلة المدعومة على المستوى المائل تخضع لتسارع أصغر من تسارع الجاذبية.
في الاتجاه y ، لدينا تأثير القوة العمودية والمكون y للوزن ، والذي في هذه الحالة يلغي كل منهما الآخر.
اقرأ أيضا: الجر - القوة التي تمارس على الجسم بواسطة الحبال
طائرة مائلة مع الاحتكاك
الطائرة المائلة مع الاحتكاك هو المكان الذي السطح المنحدر ليس أملسًا تمامًا، ولكن لها معامل احتكاك معين (μ). عندما تكون كتلة في حالة سكون على المستوى المائل ، فإن قوة الاحتكاك تشير في اتجاه x للمستوى وفي الاتجاه المعاكس للمكون x لقوة الوزن. بالإضافة إلى ذلك ، الوحدة قوة الاحتكاك يتناسب طرديًا مع معامل احتكاك المستوى مضروبًا في معامل القوة العمودية.
هل تريد معرفة المزيد عن الموضوع؟ الوصول إلى مقالتنا المحددة: صمنحدر مع احتكاك. في ذلك يمكنك الاطلاع على المزيد من الأمثلة والتمارين التي تم حلها حول هذا الموضوع.
تمارين حلها على المستوى المائل
السؤال رقم 1 -يتم دعم جسم يبلغ وزنه 10 كجم على مستوى مائل بزاوية 45 درجة بالنسبة للاتجاه الأفقي. أوجد المقدار التقريبي للعجلة الناتجة عن هذا الجسم.
البيانات: √2 = 1,41.
أ) 8 م / ث²
ب) 7 م / ث²
ج) 6 م / ث²
د) 5 م / ث²
القرار
لحل التمرين ، تذكر فقط أن التسارع الذي يكتسبه المستوى المائل هو ذات الصلة بالمكوِّن x لوزنه ، لذلك يمكن حسابه بسهولة من الصيغة التالي:
بناءً على الحسابات التي تم إجراؤها أعلاه ، نجد أن العجلة التي تؤثر على الجسم تساوي تقريبًا 7 م / ث² ، لذا فإن البديل الصحيح هو الحرف ب
السؤال 2 - يُترك جسم من السكون على مستوى مائل وينزلق بعجلة 5 م / ث² في منطقة تساوي فيها الجاذبية 10 م / ث². الزاوية المتكونة بين المستوى والاتجاه الأفقي هي:
أ) 90 درجة.
ب) 60.
ج) 30.
د) الخامس عشر.
القرار:
دعنا نستخدم الصيغة التي تسمح لنا بحساب تسارع كائن ينزلق بحرية على مستوى مائل. يشاهد:
بناءً على النتيجة التي تم الحصول عليها لجيب الزاوية ، والتي تساوي 0.5 ، ومعرفة من خلال جدول زوايا رائعة أن هذه الزاوية تساوي 30 درجة ، فإن الإجابة الصحيحة هي الحرف C.
بقلم رافائيل هيلربروك
مدرس الفيزياء
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/plano-inclinado.htm
