Hældningsplan: hvad er det, typer, formler, øvelser

O fladvippet er en simpel maskine, der kan bruges til at nedbryde intensiteten af styrke som anvendes i en eller anden retning. er til stede i ramper, skruer,kiler,knive etc. Undersøgelsen af ​​det skråplan indebærer kendskab til vektorer og er en af ​​de vigtigste anvendelser af Newtons love.

Se også:WHAog studer mekanik før at gøre fjenden?

Hældningsplanteori

Når et objekt understøttes på det skrå plan, styrken Vægt der trækker dig mod midten af ​​jorden er opdelt i to komponenter, kaldet P_x og P_yfordelt i vandret og lodret retning. Dermed, det bliver lettere at løfte en tung genstand langs skråningen, fordi den kraft, der skal påføres kroppen, er mindre end i den situation, hvor kroppen hæves til en bestemt højde og bevæger sig udelukkende i lodret retning.

Det skråplan er en simpel maskine, der består af en overflade, der danner en vinkel med vandret.

Selvom den krævede kraft til at løfte et legeme over et skråt plan er mindre end kraften til at løfte det lodret, er energiforbrugtdet er det samme

, da afstanden, der skal tilbagelægges, også øges. For at forstå dette skal du bare tænke på arbejde udføres på kroppen, hvilket afhænger af produktet mellem kraft og afstand.

I den enkleste situation mellem de skrå planer, der er kun to kræfter: vægt og normal. Denne situation er illustreret i følgende figur:

På det skrånende plan er vægtkraften opdelt i to komponenter: P_x og P_y.

For at lette beregningerne er den vedtagne reference til undersøgelse af det skrå plan også tilbøjelig til et bestemt vinkel θ i forhold til den vandrette retning, så rammens x-retning er parallel med planet vippet.

Skrå planformler

For at løse øvelser, der involverer de kræfter, der virker på et legeme understøttet på et skråt plan, skal vi anvende Newtons 2. lov til både x- og y-retningen. Udligner resultatet til 0, når kroppen er i ro eller glider med hastighedkonstant, eller til produktet af masse og acceleration.

Summen af ​​kræfterne i x- og y-retningen skal være nul eller lig med massen ganget med accelerationen.

I x-retningen af ​​figurens skråplan er der kun en kraft, der virker, x-komponenten af ​​vægten, så den er lig med nettokraften på kroppen i x-retningen.

Siden P_x er den modsatte side af vinklen θ, den er lig med produktet af vægten og sinusen af ​​vinklen θ. Ifølge det opnåede resultat er den blok, der understøttes på det skrå plan, desuden udsat for en acceleration, der er mindre end tyngdekraftsacceleration.

I y-retning har vi virkningen af ​​den normale kraft og y-komponenten af ​​vægten, som i dette tilfælde annullerer hinanden.

På det skrånende plan er det normale lig med y-komponenten i vægten, hvis der ikke er andre kræfter, der virker på kroppen i lodret retning.

Læs også: Trækkraft - den kraft, der udøves på en krop ved hjælp af reb

Skråt plan med friktion

det skrånende plan med friktion er det hvor den skrånende overflade er ikke helt glat, men har en vis friktionskoefficient (μ). Når en blok hviler på det skrånende plan, peger friktionskraften i x-retningen af ​​planet og i den modsatte retning af x-komponenten i vægtkraften. Derudover modulet friktionskraft den er direkte proportional med friktionskoefficienten for planet ganget med modulet for den normale kraft.

Vil du vide mere om emnet? Få adgang til vores specifikke artikel: Pskrånende side med friktion. I den kan du tjekke flere eksempler og løste øvelser om emnet.

Løst øvelser på skråt plan

Spørgsmål 1 -En 10 kg krop understøttes på et skråt plan på 45 ° i forhold til den vandrette retning. Bestem den omtrentlige størrelse af accelerationen udviklet af denne krop.

Data: √2 = 1,41.

a) 8 m / s²

b) 7 m / s²

c) 6 m / s²

d) 5m / s²

Løsning

For at løse øvelsen skal du bare huske, at accelerationen opnået af det skrå plan er relateret til x-komponenten af ​​dens vægt, så den let kan beregnes ud fra formlen Næste:

Baseret på ovenstående beregning finder vi, at accelerationen, der virker på kroppen, er ca. 7 m / s², så det rigtige alternativ er bogstavet B.

Spørgsmål 2 - Et legeme forlades fra hvile på et skråt plan og glider med en acceleration på 5 m / s² i et område, hvor tyngdekraften er lig med 10 m / s². Vinklen dannet mellem planet og den vandrette retning er:

a) 90º.

b) 60.

c) 30.

d) 15.

Løsning:

Lad os bruge formlen, der giver os mulighed for at beregne accelerationen af ​​et objekt, der glider frit på et skråt plan. Holde øje:

Baseret på resultatet fundet for sinus af vinklen, lig med 0,5, og ved at kende gennem tabellen af bemærkelsesværdige vinkler at en sådan vinkel er lig med 30 °, er det korrekte svar bogstavet C.

Af Rafael Hellerbrock
Fysikklærer

Kilde: Brasilien skole - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/plano-inclinado.htm