Наклонена равнина: какво е това, видове, формули, упражнения

О апартаментнаклонен е проста машина, която може да се използва за разбиване на интензивността на сила което се прилага в някаква посока. присъства в рампи, винтове,клинове,ножове и т.н. Изследването на наклонената равнина включва познаване на вектори и е едно от най-важните приложения на Законите на Нютон.

Вижте също:WHAи учи механика преди да направя врагът?

Теория на наклонената равнина

Когато даден обект е подпрян на наклонената равнина, силата Тегло който ви дърпа към центъра на Земята е разделен на два компонента, наречени P_х и P_у, разпределени по хоризонтална и вертикална посока. Поради това, става по-лесно да повдигнете тежък предмет по наклона, тъй като силата, която трябва да се приложи към тялото, е по-малка, отколкото в ситуацията, в която тялото е повдигнато до определена височина, движейки се изключително във вертикална посока.

Наклонената равнина е проста машина, която се състои от повърхност, която образува ъгъл с хоризонталата.

Въпреки че силата, необходима за повдигане на тялото над наклонена равнина, е по-малка от силата, за да се повдигне вертикално,

енергияконсумиранитова е същото, тъй като разстоянието, което трябва да бъде изминато, също се увеличава. За да разберете това, просто помислете за работа извършва се върху тялото, което зависи от продукта между силата и изминатото разстояние.

В най-простата ситуация между наклонените равнини, има действие само на две сили: тегло и нормално. Тази ситуация е илюстрирана на следната фигура:

В наклонената равнина силата на тежестта е разделена на два компонента: P_х и Р_у.

За да се улеснят изчисленията, референцията, приета за изследване на наклонената равнина, също е наклонена на определена ъгъл θ спрямо хоризонталната посока, така че x посоката на рамката да е успоредна на равнината наклонен.

Формули с наклонена равнина

За да решим упражнения, които включват сили, които действат върху тяло, подпряно на наклонена равнина, трябва да приложим Втори закон на Нютон както за x, така и за y посоките. Изравняване на резултата до 0, когато тялото е в покой или се плъзга с скоростпостоянен, или към произведението на масата и ускорението.

Сумата от силите в посоките x и y трябва да бъде нула или равна на масата, умножена по ускорението.

В посоката x на наклонената равнина на фигурата действа само една сила, х компонентът на тежестта, така че тя е равна на нетната сила върху тялото в посока x.

Тъй като P_х е страната, противоположна на ъгъл θ, тя е равна на произведението на тежестта и синуса на ъгъла θ. Освен това, съгласно получения резултат, блокът, който се поддържа на наклонената равнина, е подложен на ускорение, по-малко от гравитационно ускорение.

В посока у имаме действието на нормалната сила и у компонента на тежестта, които в този случай се отменят взаимно.

В наклонената равнина нормалът е равен на y компонент на тежестта, ако няма други сили, действащи върху тялото във вертикална посока.

Прочетете също: Тяга - силата, упражнявана върху тялото с помощта на въжета

Наклонена равнина с триене

наклонената равнина с триене е този, при който наклонената повърхност не е идеално гладка, но има определен коефициент на триене (μ). Когато блокът е в покой върху наклонената равнина, силата на триене сочи в посоката x на равнината и в посока, обратна на х компонента на силата на тежестта. В допълнение, модулът сила на триене тя е право пропорционална на коефициента на триене на равнината, умножен по модула на нормалната сила.

Искате ли да научите повече за темата? Достъп до нашата конкретна статия: Pнаклонена страна с триене. В него можете да разгледате още примери и решени упражнения по темата.

Решени упражнения на наклонена равнина

Въпрос 1 -Тяло от 10 кг е подпряно на наклонена равнина от 45 ° спрямо хоризонталната посока. Определете приблизителната величина на ускорението, развито от това тяло.

Данни: √2 = 1,41.

а) 8 m / s²

б) 7 m / s²

в) 6 m / s²

г) 5m / s²

Резолюция

За да решите упражнението, просто не забравяйте, че ускорението, получено от наклонената равнина, е свързани с х компонента на неговото тегло, така че може лесно да се изчисли от формулата Следващия:

Въз основа на изчислението, направено по-горе, откриваме, че ускорението, действащо върху тялото, е приблизително 7 m / s², така че правилната алтернатива е буквата B.

Въпрос 2 - Тялото се оставя от покой върху наклонена равнина и се плъзга с ускорение 5 m / s² в регион, където гравитацията е равна на 10 m / s². Ъгълът, образуван между равнината и хоризонталната посока, е:

а) 90º.

б) 60-ти.

в) 30-ти.

г) 15-ти.

Резолюция:

Нека използваме формулата, която ни позволява да изчислим ускорението на обект, който се плъзга свободно по наклонена равнина. Гледам:

Въз основа на резултата, намерен за синуса на ъгъла, равен на 0,5, и знаейки чрез таблицата на забележителни ъгли че такъв ъгъл е равен на 30 °, правилният отговор е буквата С.

От Рафаел Хеллерброк
Учител по физика

Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/plano-inclinado.htm