Nagnuta ravnina: što je to, vrste, formule, vježbe

O ravannagnut je jednostavan stroj koji se može koristiti za razbijanje intenziteta snaga koji se primjenjuje u nekom smjeru. je prisutan u rampe, vijci,klinovi,noževi itd. Proučavanje nagnute ravnine uključuje znanje o vektori i jedna je od najvažnijih primjena Newtonovi zakoni.

Pogledajte i:WHAi studirati mehaniku prije napraviti Neprijatelj?

Teorija nagnutih ravni

Kada je objekt poduprt na nagnutoj ravnini, sila Težina koji vas vuče prema središtu Zemlje podijeljen je u dvije komponente, nazvane Str_x i Str_g, raspoređenih po vodoravnom i okomitom smjeru. Tako, postaje lakše podići težak predmet uz nagib, jer je sila koju treba primijeniti na tijelo manja nego u situaciji u kojoj se tijelo podiže na određenu visinu, krećući se isključivo u okomitom smjeru.

Nagnuta ravnina je jednostavan stroj koji se sastoji od površine koja tvori kut s horizontalom.

Iako je sila potrebna za podizanje tijela preko nagnute ravnine manja od sile za njegovo okomito podizanje, energijekonzumirato je isto, kako se povećava i udaljenost koju treba prijeći. Da biste to razumjeli, samo razmislite o

raditi izvodi se na tijelu, što ovisi o produktu između sile i pređene udaljenosti.

U najjednostavnijoj situaciji između kosih ravnina, postoji djelovanje samo dvije sile: težina i normalna. Ova je situacija ilustrirana na sljedećoj slici:

Na nagnutoj ravnini sila utega podijeljena je u dvije komponente: P_x i P._g.

Da bi se olakšali proračuni, referenca usvojena za proučavanje nagnute ravnine također je nagnuta na određenu kut θ u odnosu na vodoravni smjer, tako da je smjer x okvira paralelan ravnini nagnut.

Ne zaustavljaj se sada... Ima još toga nakon oglašavanja;)

Formule s kosim ravninama

Da bismo riješili vježbe koje uključuju sile koje djeluju na tijelo oslonjeno na nagnutu ravninu, moramo primijeniti Newtonov 2. zakon za x i y smjer. Izjednačavanje rezultata na 0, kada tijelo miruje ili klizi s brzinakonstantno, ili na umnožak mase i ubrzanja.

Zbroj sila u smjerovima x i y mora biti nula ili jednak masi pomnoženoj s ubrzanjem.

U smjeru x nagnute ravnine lika djeluje samo jedna sila, x komponenta utega, pa je jednaka neto sili na tijelo u smjeru x.

Budući da je P._x je stranica nasuprot kutu θ, jednaka je umnošku utega i sinusu kuta θ. Nadalje, prema dobivenom rezultatu, blok koji je poduprt na kosoj ravnini podložan je ubrzanju manjem od ubrzanje gravitacije.

U smjeru y imamo djelovanje normalne sile i y komponente utega, koji se u ovom slučaju međusobno poništavaju.

Na nagnutoj ravnini, normala je jednaka y komponenti utega ako na tijelo ne djeluju druge sile u okomitom smjeru.

Pročitajte i vi: Vuča - sila koja se na tijelo vrši uz pomoć užadi

Nagnuta ravnina s trenjem

kosa ravnina s trenjem je onaj gdje kosa površina nije savršeno glatka, ali ima određeni koeficijent trenja (μ). Kada blok miruje na nagnutoj ravnini, sila trenja pokazuje u x smjeru ravnine i u suprotnom smjeru od x komponente sile utega. Uz to, modul sila trenja izravno je proporcionalan koeficijentu trenja ravnine pomnoženom s modulom normalne sile.

Želite li znati više o toj temi? Pristupite našem specifičnom članku: Strkosa strana s trenjem. U njemu možete provjeriti još primjera i riješenih vježbi na tu temu.

Riješene vježbe na kosoj ravni

Pitanje 1 -Tijelo od 10 kg oslanja se na nagnutu ravninu od 45 ° s obzirom na vodoravni smjer. Odredite približnu veličinu ubrzanja koje je razvilo ovo tijelo.

Podaci: √2 = 1,41.

a) 8 m / s²

b) 7 m / s²

c) 6 m / s²

d) 5m / s²

Razlučivost

Da biste riješili vježbu, samo upamtite da je ubrzanje postignuto kosom ravninom vezan za x komponentu njegove težine, pa se lako može izračunati iz formule Sljedeći:

Na temelju gore izračunata utvrdili smo da ubrzanje koje djeluje na tijelo iznosi približno 7 m / s², pa je ispravna alternativa slovo B.

Pitanje 2 - Tijelo se ostavlja bez odmora na nagnutoj ravnini i klizi ubrzanjem od 5 m / s² u području u kojem je gravitacija jednaka 10 m / s². Kut formiran između ravnine i vodoravnog smjera je:

a) 90º.

b) 60-ta.

c) 30-og.

d) 15..

Rješenje:

Upotrijebimo formulu koja nam omogućuje izračunavanje ubrzanja predmeta koji slobodno klizi po nagnutoj ravnini. Gledati:

Na temelju rezultata pronađenog za sinus kuta, jednakog 0,5, i poznavanja tablice izvanredni kutovi da je takav kut jednak 30 °, točan odgovor je slovo C.

Napisao Rafael Hellerbrock
Učitelj fizike

Želite li uputiti ovaj tekst u školskom ili akademskom radu? Izgled:

HELERBROCK, Rafael. "Nagnuta ravnina"; Brazil škola. Dostupno u: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/plano-inclinado.htm. Pristupljeno 27. lipnja 2021.