Geneigte Ebene: Was ist das, Typen, Formeln, Übungen

Ö ebengeneigt ist eine einfache Maschine, mit der die Intensität der Stärke die in eine Richtung angewendet wird. ist vorhanden in Rampen, Schrauben,Keile,Messer usw. Das Studium der schiefen Ebene erfordert Kenntnisse über Vektoren und ist eine der wichtigsten Anwendungen von Newtonsche Gesetze.

Auch sehen:WHAund vorher Mechanik studieren machen der Feind?

Theorie der geneigten Ebene

Wenn ein Objekt auf der schiefen Ebene abgestützt wird, beträgt die Kraft Gewicht die Sie zum Mittelpunkt der Erde zieht, ist in zwei Komponenten unterteilt, die als bezeichnet werden P_x und P_ja, in horizontaler und vertikaler Richtung verteilt. So, Es wird einfacher, einen schweren Gegenstand entlang der Steigung zu heben, da die Kraft, die auf den Körper ausgeübt werden muss, geringer ist als in der Situation, in der der Körper auf eine bestimmte Höhe angehoben wird und sich ausschließlich in vertikaler Richtung bewegt.

Die schiefe Ebene ist eine einfache Maschine, die aus einer Fläche besteht, die mit der Horizontalen einen Winkel bildet.

Obwohl die Kraft, die erforderlich ist, um einen Körper über eine schiefe Ebene zu heben, geringer ist als die Kraft, um ihn vertikal anzuheben, ist die Energieverbrauchtes ist das gleiche, da auch die zurückzulegende Distanz zunimmt. Um dies zu verstehen, denken Sie einfach an die Arbeit am Körper durchgeführt, was vom Produkt zwischen Kraft und zurückgelegter Strecke abhängt.

Im einfachsten Fall zwischen den schiefen Ebenen es wirken nur zwei Kräfte: Gewicht und normal. Diese Situation ist in der folgenden Abbildung dargestellt:

Auf der schiefen Ebene teilt sich die Gewichtskraft in zwei Komponenten: P_x und P_ja.

Um die Berechnungen zu erleichtern, ist die für die Untersuchung der schiefen Ebene verwendete Referenz ebenfalls um eine gewisse Neigung geneigt Winkel θ gegenüber der Horizontalen, so dass die x-Richtung des Rahmens parallel zur Ebene ist gekippt.

Hör jetzt nicht auf... Nach der Werbung kommt noch mehr ;)

Formeln für geneigte Ebenen

Um Übungen zu lösen, bei denen es um Kräfte geht, die auf einen auf einer schiefen Ebene gestützten Körper wirken, müssen wir die Newtons 2. Gesetz sowohl für die x- als auch für die y-Richtung. Angleichen des Ergebnisses auf 0, wenn der Körper ruht oder gleitet mit GeschwindigkeitKonstante, oder auf das Produkt aus Masse und Beschleunigung.

Die Summe der Kräfte in x- und y-Richtung muss null oder gleich der Masse multipliziert mit der Beschleunigung sein.

In x-Richtung der schiefen Ebene der Figur wirkt nur eine Kraft, die x-Komponente des Gewichts, also gleich der Nettokraft auf den Körper in x-Richtung.

Da P_x ist der gegenüberliegende Seitenwinkel θ, er ist gleich dem Produkt aus Gewicht und Sinus des Winkels θ. Darüber hinaus unterliegt der auf der schiefen Ebene gelagerte Block nach dem erhaltenen Ergebnis einer Beschleunigung, die kleiner ist als Schwerkraftbeschleunigung.

In y-Richtung wirken die Normalkraft und die y-Komponente des Gewichts, die sich in diesem Fall gegenseitig aufheben.

Auf der schiefen Ebene ist die Normale gleich der y-Komponente des Gewichts, wenn keine anderen Kräfte in vertikaler Richtung auf den Körper einwirken.

Lesen Sie auch: Traktion - die Kraft, die mittels Seilen auf einen Körper ausgeübt wird

Schräge Ebene mit Reibung

die schiefe Ebene mit Reibung ist diejenige, bei der die geneigte Oberfläche ist nicht ganz glatt, hat aber einen gewissen Reibungskoeffizienten (μ). Wenn ein Block auf der schiefen Ebene ruht, zeigt die Reibungskraft in die x-Richtung der Ebene und in die entgegengesetzte Richtung zur x-Komponente der Gewichtskraft. Außerdem ist das Modul Reibungskraft sie ist direkt proportional zum Reibungskoeffizienten der Ebene multipliziert mit dem Modul der Normalkraft.

Möchten Sie mehr über das Thema erfahren? Greifen Sie auf unseren spezifischen Artikel zu: Pschräge Seite mit Reibung. Darin finden Sie weitere Beispiele und gelöste Übungen zum Thema.

Gelöste Übungen auf der schiefen Ebene

Frage 1 -Ein 10 kg schwerer Körper wird auf einer geneigten Ebene von 45° in Bezug auf die horizontale Richtung gestützt. Bestimmen Sie die ungefähre Größe der Beschleunigung, die von diesem Körper entwickelt wird.

Daten: √2 = 1,41.

a) 8 m/s²

b) 7 m/s²

c) 6 m/s²

d) 5m/s²

Auflösung

Denken Sie zur Lösung der Aufgabe daran, dass die von der schiefen Ebene erfasste Beschleunigung bezogen auf die x-Komponente seines Gewichts, so dass es leicht aus der Formel berechnet werden kann Nächster:

Aufgrund der obigen Berechnung finden wir, dass die auf den Körper wirkende Beschleunigung ungefähr 7 m/s² beträgt, daher ist die richtige Alternative der Buchstabe B.

Frage 2 - Ein Körper wird auf einer schiefen Ebene aus der Ruhe gelassen und gleitet mit einer Beschleunigung von 5 m/s² in einen Bereich, in dem die Schwerkraft 10 m/s² beträgt. Der zwischen der Ebene und der horizontalen Richtung gebildete Winkel beträgt:

a) 90º.

b) 60.

c) 30.

d) 15.

Auflösung:

Verwenden wir die Formel, mit der wir die Beschleunigung eines Objekts berechnen können, das frei auf einer schiefen Ebene gleitet. Uhr:

Basierend auf dem Ergebnis, das für den Sinus des Winkels gefunden wurde, gleich 0,5, und durch die Tabelle von know bemerkenswerte Winkel dass ein solcher Winkel gleich 30° ist, ist die richtige Antwort der Buchstabe C.

Von Rafael Hellerbrock
Physik Lehrer

Möchten Sie diesen Text in einer schulischen oder wissenschaftlichen Arbeit referenzieren? Aussehen:

HELERBROCK, Rafael. "Schiefe Ebene"; Brasilien Schule. Verfügbar in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/plano-inclinado.htm. Zugriff am 27. Juni 2021.