O kalteva taso se on tasainen, kohotettu ja kalteva pinta, esimerkiksi luiska.
Fysiikassa tutkitaan esineiden liikettä sekä kiihtyvyyttä ja vaikuttavia voimia, jotka esiintyvät kaltevalla tasolla.
Kitkaton kalteva taso
Ne ovat olemassa 2 tyyppistä voimaa jotka vaikuttavat tässä kitkattomassa järjestelmässä: normaali voima, joka tekee 90º tasoon nähden, ja painovoima (alaspäin suuntautuva pystysuuntainen voima). Huomaa, että heillä on eri suunnat ja aistit.
THE normaali voima toimii kohtisuorassa kosketuspintaan nähden.
Laske normaali voima tasaiselle vaakasuoralle pinnalle käyttämällä kaavaa:
Oleminen,
N: normaali voima
m: esine massa
g: painovoima
jo lujuuspaino, toimii painovoiman ansiosta, joka "vetää" kaikki kappaleet pinnalta kohti maapallon keskustaa. Se lasketaan kaavalla:
Missä:
P: lujuuspaino
m: pasta
g: painovoiman kiihtyvyys
Kalteva taso kitkalla
Kun tason ja kohteen välillä on kitkaa, meillä on toinen vaikuttava voima: kitkavoima.
Kitkavoiman laskemiseksi käytetään lauseketta:
Missä:
Fsiihen asti kun: kitkavoima
µ: kitkakerroin
N: normaali voima
Kaltevalla tasolla olevan normaalin voiman N kaava on:
Sillä voima N on arvoltaan yhtä suuri kuin painon komponentti tässä suunnassa.
Merkintä: Kitkakerroin (µ) riippuu kappaleiden välisestä kosketusmateriaalista ja niiden kunnosta.
Kiihtyvyys kaltevalla koneella
Kaltevalla tasolla on rampin korkeutta vastaava korkeus ja muodostettu kulma suhteessa vaakatasoon.
Tässä tapauksessa kohteen kiihtyvyys on vakio vaikuttavien voimien vuoksi: paino ja normaali.
Kiihtyvyyden määrän määrittämiseksi kaltevalle tasolle on löydettävä nettovoima hajottamalla painovoima kahteen tasoon (x ja y).
Siksi painovoiman komponentit:
Px: kohtisuorassa tasoon nähden
Py: yhdensuuntainen tason kanssa
Käytä kiihdytystä kitkattomalla kaltevalla tasolla trigonometriset suhteet suorakulmion kolmio:
Px = P. jos olet
Py = P. cos θ
Mukaan Newtonin toinen laki:
F = m.
Missä,
F: vahvuus
m: pasta
: kiihtyvyys
Pian,
Px = m.a.
P. synti θ = m .a
m. g. synti θ = m .a
a = g. jos olet
Siten meillä on kitkattomalla kaltevalla tasolla käytettävä kiihtyvyyskaava, joka ei riipu ruumiin massasta.
Valintakokeen harjoitukset palautteella
Kysymys 1
(UNIMEP-SP) Lohko, jonka massa on 5 kg, vedetään kaltevaa tasoa pitkin ilman kitkaa kuvan osoittamalla tavalla.
Jotta lohko saa kiihtyvyyden 3m / s² ylöspäin, F: n intensiteetin on oltava: (g = 10m / s², sin θ = 0,8 ja cos θ = 0,6).
a) yhtä suuri kuin lohkon paino
b) vähemmän kuin lohkon paino
c) yhtä suuri kuin suunnitelman reaktio
d) yhtä suuri kuin 55N
e) yhtä suuri kuin 10N
Vaihtoehto d: yhtä suuri kuin 55N
Harjoitus ratkaistu
Tiedot:
kitkaton
m = 5 kg
a = 3 m / s²
synti 0.8 = 0,8
cos θ = 0,6
Kysymys: Mikä on F-voima?
Tehtävien organisointi ja painovoiman hajoaminen.
Sovellamme Newtonin 2. lakia liikkeen suuntaan.
⅀F = tuloksena F = m.a.
F - mgsen θ = m.a.
F = m.a + mgsen θ
F = 5,3 + 5,10,0,8
F = 55N
kysymys 2
(UNIFOR-CE) Lohko, jonka massa on 4,0 kg, hylätään 37º: n kaltevalla tasolla vaakatason kanssa, jonka kitkakerroin on 0,25. Lohkoliikkeen kiihtyvyys on m / s². Tiedot: g = 10 m / s2; sin 37 ° = 0,60; cos 37 ° = 0,80.
a) 2.0
b) 4.0
c) 6,0
d) 8,0
e) 10
Vaihtoehto b: 4.0
Harjoitus ratkaistu
Tiedot:
M = 4 kg
g = 10 m / s2
synti 37. = 0,60
cos 37º = 0,80
= 0,25 (kitkakerroin)
Kysymys: Mikä on kiihtyvyys?
Hajotamme painovoiman.
Koska kitkaa on, lasketaan kitkavoima Rasva.
Rasva = . N
Hajottamalla voimapainon meillä on, että N = mgcos θ.
Joten, Rasva = . mgcos θ
Soveltaen Newtonin 2. lakia liikkeen suuntaan, meillä on:
⅀F = tuloksena F = m.a.
mg sin θ - Rasva = ma
mgsen θ - mi.mgcos θ = m.a.
4.10. 0,6 - 0,25.4.10.0,8 = 4.
Eristämällä se meillä on:
a = 4 m / s²
kysymys 3
(Vunesp) Alla olevan kuvan kaltevalle tasolle kitkakerroin lohkon A ja tason välillä on 0,20. Hihnapyörä on kitkaton ja ilman vaikutusta ei oteta huomioon.
Lohkojen A ja B massat ovat yhtä suuret m kunkin ja paikallisen painovoiman kiihtyvyyden intensiteetti on yhtä suuri kuin g. Köyden kiristysvoiman intensiteetti, oletettavasti ihanteellinen, on:
a) 0,875 mg
b) 0,67 mg
c) 0,96 mg
d) 0,76 mg
e) 0,88 mg
Vaihtoehto e: 0,88 mg
Harjoitus ratkaistu
Koska lohkoja on kaksi, sovellamme Newtonin 2. lakia kullekin liikesuuntaan.
Missä T on merkkijonon jännitys.
Lohko B (yhtälö 1)
P - T = m.a.
Lohko A (yhtälö 2)
T - Rasva - mgsen θ = ma
Luomalla yhtälöjärjestelmä ja lisäämällä kaksi yhtälöä, meillä on:
P - T = m.a.
T - Rasva - mgsen θ = ma
P - Rasva - mgsen θ = ma
Jatkaaksemme määritetään Rasva ja palataan sitten siihen pisteeseen.
Rasva = mi. N
Rasva = mi. mgcos θ
Määritetään nyt synnin cos ja cos θ: n arvot.
Kuvan mukaan ja Pythagoraan lause:
Koska siellä on hypotenuse
h² = 4² + 3²
h = 5
Siten määritelmällä sinθ ja cosθ
synti θ = 5/3
cos θ = 4/3
Palataan yhtälöön ja korvataan löydetyt arvot:
P - Rasva - mgsenθ = ma
mg - mi. mgcosθ - mgsenθ = ma
Mg: n asettaminen todisteeksi
mg (1 - mi.ox - senX) = 2ma
mg (1 - 0,2. 0,8 - 0,6) = 2ma
0,24 mg = 2 ma
ma = 0,12 mg
Korvataan nyt tämä arvo yhtälöllä 1
(yhtälö 1)
P - T = m.a.
T: n eristäminen ja ma: n korvaaminen:
T = P - ma
T = mg - 0,24 mg
T = mg (1 - 0,12)
T = 0,88 mg
RELATED-READING = 3921 "Newtonin lait - harjoitukset"]
