HAI bidang miring itu adalah permukaan datar, terangkat dan miring, misalnya tanjakan.
Dalam fisika, kita mempelajari gerak benda serta percepatan dan gaya kerja yang terjadi pada bidang miring.
Bidang Miring Tanpa Gesekan
Mereka ada 2 jenis kekuatan yang bekerja dalam sistem tanpa gesekan ini: gaya normal, yang membuat 90º dalam kaitannya dengan bidang, dan gaya berat (gaya vertikal ke bawah). Perhatikan bahwa mereka memiliki arah dan indera yang berbeda.
ITU kekuatan normal bekerja tegak lurus terhadap permukaan kontak.
Untuk menghitung gaya normal pada bidang datar datar, gunakan rumus:
Makhluk,
tidak: kekuatan normal
saya: massa benda
g: gravitasi
sudah kekuatan berat, bertindak berdasarkan gaya gravitasi yang "menarik" semua benda dari permukaan menuju pusat Bumi. Itu dihitung dengan rumus:
Dimana:
P: kekuatan berat
saya: Semacam spageti
g: percepatan gravitasi
Bidang miring dengan gesekan
Ketika ada gesekan antara bidang dan benda, kita memiliki gaya kerja lain: gaya gesek.
Untuk menghitung gaya gesekan, digunakan ekspresi:
Dimana:
Fsampai: gaya gesekan
µ: koefisien gesekan
tidak: kekuatan normal
Rumus untuk gaya normal N pada bidang miring adalah:
Karena, gaya N sama nilainya dengan komponen berat dalam arah ini.
Catatan: Koefisien gesekan (µ) akan tergantung pada bahan kontak antara tubuh dan kondisinya.
Percepatan pada Bidang Miring
Pada bidang miring ada ketinggian yang sesuai dengan elevasi tanjakan dan sudut yang terbentuk sehubungan dengan horizontal.
Dalam hal ini, percepatan benda adalah konstan karena gaya yang bekerja: berat dan normal.
Untuk menentukan besarnya percepatan pada bidang miring, kita perlu mencari gaya total dengan menguraikan gaya berat menjadi dua bidang (x dan y).
Oleh karena itu, komponen gaya berat:
Px: tegak lurus bidang
Pkamu: sejajar bidang
Untuk menemukan percepatan pada bidang miring tanpa gesekan, gunakan hubungan trigonometri dari segitiga siku-siku:
Px = P jika tidak
Pkamu = P karena
Menurut hukum kedua Newton:
F = m. Itu
Dimana,
F: kekuatan
saya: Semacam spageti
Itu: percepatan
Segera,
Px = m.a
P. sin = m .a
m. g. sin = m .a
a = g. jika tidak
Jadi, kita memiliki rumus percepatan yang digunakan pada bidang miring tanpa gesekan, yang tidak akan bergantung pada massa benda.
Latihan Ujian Masuk dengan Umpan Balik
pertanyaan 1
(UNIMEP-SP) Sebuah balok bermassa 5kg diseret sepanjang bidang miring tanpa gesekan, seperti yang ditunjukkan pada gambar.
Agar balok memperoleh percepatan 3m/s² ke atas, intensitas F harus: (g = 10m/s², sin = 0,8 dan cos = 0,6).
a) sama dengan berat balok
b) lebih kecil dari berat balok
c) sama dengan reaksi rencana
d) sama dengan 55N
e) sama dengan 10N
Alternatif d: sama dengan 55N
Latihan terpecahkan
Data:
tanpa gesekan
m = 5kg
a = 3m/s²
dosa = 0,8
karena = 0,6
Pertanyaan: Apa itu F-force?
Membuat organisasi kekuatan dan dekomposisi kekuatan berat.
Kami menerapkan hukum 2 Newton dalam arah gerak.
F = hasil F = m.a.
F - mgsen = m.a.
F = m.a + mgsen
F = 5.3 + 5.10.0.8
F = 55N
pertanyaan 2
(UNIFOR-CE) Sebuah balok dengan massa 4,0 kg ditinggalkan pada bidang miring 37º dengan horizontal yang memiliki koefisien gesekan 0,25. Percepatan gerakan balok dinyatakan dalam m/s². Data: 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
Alternatif b: 4.0
Latihan terpecahkan
Data:
M = 4kg
g = 10 m/s²
dosa ke-37 = 0,60
cos 37º = 0,80
= 0,25 (koefisien gesekan)
Ditanya: Berapakah percepatannya?
Kami melakukan dekomposisi gaya berat.
Karena ada gesekan, mari kita hitung gaya gesekan, Fat.
Lemak = . tidak
Dengan menguraikan berat gaya, kita mendapatkan bahwa N = mgcos .
Jadi, Lemak = . mgcos
Menerapkan Hukum 2 Newton dalam arah gerak, kita memiliki:
F = hasil F = m.a.
mg sin - Lemak = ma
mgsen - mi.mgcos = m.a
4.10. 0,6 - 0,25.4.10.0,8 = 4. Itu
Mengisolasinya, kami memiliki:
a = 4 m/s²
pertanyaan 3
(Vunesp) Pada bidang miring pada gambar di bawah, koefisien gesekan antara balok A dan bidang adalah 0,20. Katrol bebas gesekan dan efek udara diabaikan.
Balok A dan B memiliki massa yang sama dengan saya masing-masing dan percepatan gravitasi lokal memiliki intensitas yang sama dengan g. Intensitas gaya tarik pada tali, yang dianggap ideal, adalah:
a) 0,875 mg
b) 0,67 mg
c) 0,96 mg
d) 0,76 mg
e) 0,88 mg
Alternatif e: 0,88 mg
Latihan terpecahkan
Karena ada dua balok, kita menerapkan Hukum ke-2 Newton untuk masing-masing balok, dalam arah gerak.
Dimana T adalah tegangan tali.
Blok B (persamaan 1)
P - T = m.a.
Blok A (persamaan 2)
T - Lemak - mgsen = ma
Dengan membuat sistem persamaan dan menjumlahkan kedua persamaan tersebut, diperoleh:
P - T = m.a.
T - Lemak - mgsen = ma
P - Lemak - mgsen = ma
Untuk melanjutkan, mari kita tentukan Fat, lalu kembali ke titik itu.
Lemak = mi. tidak
Lemak = mi. mgcos
Sekarang, mari kita tentukan nilai sin dan cos .
Sesuai dengan gambar dan menerapkan teori Pitagoras:
Karena ada sisi miring
h² = 4² + 3²
h = 5
Jadi, menurut definisi sinθ dan cosθ
dosa = 5/3
karena = 4/3
Kembali ke persamaan dan mengganti nilai yang ditemukan:
P - Lemak - mgsenθ = ma
mg - mi. mgcosθ - mgsenθ = ma
Menempatkan mg sebagai bukti
mg (1 - mi.cox - senX) = 2ma
mg (1 - 0.2. 0,8 - 0,6) = 2ma
0.24mg = 2 ma
m = 0,12mg
Sekarang, mari kita substitusikan nilai ini ke persamaan 1
(persamaan 1)
P - T = m.a.
Mengisolasi T dan mengganti ma:
T = P - ma
T = mg - 0,24 mg
T = mg (1 - 0,12)
T = 0.88mg
RELATED-READING=3921 "Hukum Newton - Latihan"]
