O kosa ravnina to je ravna, podignuta i nagnuta površina, na primjer rampa.
U fizici proučavamo kretanje predmeta kao i ubrzanje i djelovanje sila koje se javljaju na nagnutoj ravnini.
Nagnuta ravnina bez trenja
Oni postoje 2 vrste sila koji djeluju u ovom sustavu bez trenja: normalna sila koja je 90 ° u odnosu na ravninu i sila utega (vertikalna sila prema dolje). Imajte na umu da imaju različite smjerove i osjetila.
THE normalna sila djeluje okomito na dodirnu površinu.
Da biste izračunali normalnu silu na ravnoj vodoravnoj površini, upotrijebite formulu:
Biće,
N: normalna sila
m: masa predmeta
g: gravitacija
već ono težina snage, djeluje na silu gravitacije koja "vuče" sva tijela s površine prema središtu Zemlje. Izračunava se po formuli:
Gdje:
Str: težina snage
m: tjestenina
g: gravitacijsko ubrzanje
Nagnuta ravnina s trenjem
Kada postoji trenje između ravnine i predmeta, imamo još jednu djelujuću silu: sila trenja.
Za izračunavanje sile trenja koristi se izraz:
Gdje:
Fdo: sila trenja
µ: koeficijent trenja
N: normalna sila
Formula za normalnu silu N na nagnutoj ravnini je:
Jer, sila N jednaka je vrijednosti težinske komponente u ovom smjeru.
Bilješka: Koeficijent trenja (µ) ovisit će o materijalu kontakta između tijela i njihovom stanju.
Ubrzanje na nagnutoj ravnini
Na kosoj ravnini nalazi se visina koja odgovara nadmorskoj visini rampe i kut formiran u odnosu na vodoravnu.
U tom je slučaju ubrzanje objekta konstantno zbog djelujućih sila: težine i normale.
Da bismo odredili količinu ubrzanja na nagnutoj ravnini, moramo pronaći neto silu razlaganjem sile težine u dvije ravnine (x i y).
Prema tome, komponente težinske sile:
Strx: okomito na ravninu
Strg: paralelno s ravninom
Da biste pronašli ubrzanje na nagnutoj ravnini bez trenja, upotrijebite trigonometrijski odnosi pravokutnog trokuta:
Strx = P. Ako ste
Strg = P. cos θ
Prema Newtonov drugi zakon:
F = m. The
Gdje,
F: snaga
m: tjestenina
The: ubrzanje
Uskoro,
Strx = m.a
P. grijeh θ = m .a
m. g. grijeh θ = m .a
a = g. Ako ste
Dakle, imamo formulu za ubrzanje koja se koristi na nagnutoj ravnini bez trenja, a koja neće ovisiti o masi tijela.
Vježbe prijamnog ispita s povratnim informacijama
Pitanje 1
(UNIMEP-SP) Blok mase 5 kg vuče se po kosoj ravnini bez trenja, kao što je prikazano na slici.
Da bi blok postigao ubrzanje od 3m / s² naviše, intenzitet F mora biti: (g = 10m / s², sin θ = 0,8 i cos θ = 0,6).
a) jednaka težini bloka
b) manja od težine bloka
c) jednaka reakciji plana
d) jednako 55N
e) jednako 10N
Alternativa d: jednako 55N
Vježba riješena
Podaci:
bez trenja
m = 5 kg
a = 3m / s²
grijeh θ = 0,8
cos θ = 0,6
Pitanje: Što je F-sila?
Izrada organizacije sila i razgradnja sile utega.
Primjenjujemo Newtonov 2. zakon u smjeru gibanja.
⅀F = rezultirajući F = m.a.
F - mgsen θ = m.a.
F = m.a + mgsen θ
F = 5,3 + 5,10,0,8
F = 55N
pitanje 2
(UNIFOR-CE) Blok mase 4,0 kg napušta se na nagnutoj ravnini od 37 ° s vodoravnicom s kojom ima koeficijent trenja 0,25. Ubrzanje kretanja bloka je u m / s². Podaci: g = 10 m / s²; grijeh 37 ° = 0,60; cos 37 ° = 0,80.
a) 2.0
b) 4.0
c) 6,0
d) 8,0
e) 10
Alternativa b: 4.0
Vježba riješena
Podaci:
M = 4 kg
g = 10 m / s²
grijeh 37. = 0,60
cos 37º = 0,80
= 0,25 (koeficijent trenja)
Pitanje: Što je ubrzanje?
Vršimo razgradnju sile utega.
Budući da postoji trenje, izračunajmo silu trenja, Masti.
Masnoća = . N
Razlaganjem utega sile imamo da je N = mgcos θ.
Dakle, Mast = . mgcos θ
Primjenjujući Newtonov drugi zakon u smjeru kretanja, imamo:
⅀F = rezultirajući F = m.a.
mg sin θ - Masnoća = ma
mgsen θ - mi.mgcos θ = m.a
4.10. 0,6 - 0,25.4.10.0,8 = 4. The
Izolirajući ga, imamo:
a = 4 m / s²
pitanje 3
(Vunesp) Na kosoj ravnini na donjoj slici koeficijent trenja između bloka A i ravnine iznosi 0,20. Kolotur je bez trenja, a zračni efekt se zanemaruje.
Blokovi A i B imaju mase jednake m svako i lokalno ubrzanje gravitacije ima intenzitet jednak g. Intenzitet sile zatezanja užeta, koji je navodno idealan, iznosi:
a) 0,875 mg
b) 0,67 mg
c) 0,96 mg
d) 0,76 mg
e) 0,88 mg
Alternativa e: 0,88 mg
Vježba riješena
Kako postoje dva bloka, na svaki primjenjujemo Newtonov 2. zakon, u smjeru kretanja.
Gdje je T napetost u žici.
Blok B (jednadžba 1)
P - T = m.a.
Blok A (jednadžba 2)
T - Masnoća - mgsen θ = ma
Izrađujući sustav jednadžbi i dodajući dvije jednadžbe, imamo:
P - T = m.a.
T - Masnoća - mgsen θ = ma
P - Masnoća - mgsen θ = ma
Da nastavimo, odredimo Masnoću, pa se vratimo na tu točku.
Masnoća = mi. N
Masnoća = mi. mgcos θ
Odredimo sada vrijednosti sin θ i cos θ.
Prema slici i primjeni Pitagorin poučak:
Budući da postoji hipotenuza
h² = 4² + 3²
h = 5
Dakle, prema definiciji sinθ i cosθ
grijeh θ = 5/3
cos θ = 4/3
Povratak na jednadžbu i zamjena pronađenih vrijednosti:
P - Masnoća - mgsenθ = ma
mg - mi. mgcosθ - mgsenθ = ma
Dokazivanje mg
mg (1 - mi.cox - senX) = 2ma
mg (1 - 0,2. 0,8 - 0,6) = 2ma
0,24mg = 2 ma
ma = 0,12 mg
Zamijenimo ovu vrijednost u jednadžbu 1
(jednadžba 1)
P - T = m.a.
Izoliranje T i zamjena ma:
T = P - ma
T = mg - 0,24 mg
T = mg (1 - 0,12)
T = 0,88 mg
RELATED-READING = 3921 "Newtonovi zakoni - vježbe"]
