傾斜面:力、摩擦、加速度、式、運動

O 傾斜面 それは平らで隆起した傾斜面であり、例えば傾斜路です。

物理学では、物体の動きだけでなく、傾斜面で発生する加速度と作用力も研究します。

傾斜面

摩擦のない傾斜面

それらは存在します 2種類の力 この摩擦のないシステムで作用するもの:平面に対して90°の法線力と重量力(下向きの垂直力)。 それらは異なる方向と感覚を持っていることに注意してください。

THE 法線力 接触面に対して垂直に作用します。

平らな水平面の法線力を計算するには、次の式を使用します。

Nはmに等しい。 g

であること、

N:法線力
m:オブジェクトの質量
g:重力

すでに 筋力重量は、すべての物体を表面から地球の中心に向かって「引っ張る」重力によって作用します。 これは次の式で計算されます。

Pはmに等しい。 g

どこ:

P:筋力重量
m: パスタ
g:重力加速度

摩擦のある傾斜面

平面と物体の間に摩擦がある場合、別の作用力があります。 摩擦力.

摩擦力を計算するには、次の式を使用します。

Fからtはµに等しい。 N

どこ:

Fまで:摩擦力
µ:摩擦係数
N:法線力

傾斜面の法線力Nの式は次のとおりです。

N空間はm空間gcosƟに等しい

の場合、力Nは、この方向の重量成分と値が等しくなります。

注意:摩擦係数(µ)ボディ間の接触材料とその状態に依存します。

傾斜面での加速

傾斜面には、傾斜路の高さに対応する高さと、水平に対して形成される角度があります。

この場合、オブジェクトの加速度は、作用力(重量と法線)によって一定です。

傾斜面での加速度の量を決定するには、重量力を2つの平面(xとy)に分解して正味の力を見つける必要があります。

したがって、重量力の成分は次のとおりです。

Pバツ:平面に垂直
Py:平面に平行

摩擦のない傾斜面での加速度を見つけるには、 三角関係 直角三角形の:

Pバツ = P。 そうでない場合
Py = P。 cosθ

による ニュートンの第2法則:

F = m。 ザ・

どこ、

F: 力
m: パスタ
ザ・:加速

すぐに、

Pバツ = m.a
P。 sinθ= m .a
m。 g。 sinθ= m .a
a = g。 そうでない場合

したがって、摩擦のない傾斜面で使用される加速度の式があります。これは、物体の質量に依存しません。

フィードバック付き入試演習

質問1

(UNIMEP-SP)図のように、質量5kgのブロックを摩擦なく傾斜面に沿って引きずります。

傾斜面

ブロックが3m /s²以上の加速度を取得するには、Fの強度が次のようになっている必要があります(g = 10m /s²、sinθ= 0.8、cosθ= 0.6)。

a)ブロック重量に等しい

b)ブロックの重量未満

c)計画反応に等しい

d)55Nに等しい

e)10Nに等しい

代替案d:55Nに等しい

解決された運動

データ:

摩擦なし

m = 5kg

a = 3m /s²

sinθ= 0.8

cosθ= 0.6

質問:Fフォースとは何ですか?

力の組織化と重量力の分解を行います。

ニュートンの第2法則を運動の方向に適用します。

⅀F =結果のF = m.a.

F-mgsenθ= m.a。

F = m.a +mgsenθ

F = 5.3 + 5.10.0.8

F = 55N

質問2

(UNIFOR-CE)質量4.0 kgのブロックは、摩擦係数が0.25の水平面で37ºの傾斜面に廃棄されます。 ブロック移動の加速度はm /s²です。 データ:g = 10m /s²; sin37°= 0.60; cos37°= 0.80。

a)2.0

b)4.0

c)6.0

d)8.0

e)10

代替案b:4.0

解決された運動

データ:

M = 4kg

g = 10m /s²

sin 37th = 0.60

cos37º= 0.80

µ = 0.25(摩擦係数)

質問:加速度とは何ですか?

重量力の分解を行います。

摩擦があるので、摩擦力Fatを計算してみましょう。

脂肪= µ. N

力の重みを分解することにより、N =mgcosθとなります。

だから、脂肪= µ. mgcosθ

ニュートンの第2法則を運動の方向に適用すると、次のようになります。

⅀F =結果のF = m.a.

mgsinθ-脂肪= ma

mgsenθ-mi.mgcosθ= m.a

4.10. 0,6 - 0,25.4.10.0,8 = 4. ザ・

それを分離すると、次のようになります。

a = 4m /s²

質問3

(Vunesp)下図の傾斜面では、ブロックAと面の摩擦係数は0.20です。 プーリーは摩擦がなく、空気の影響は無視されます。

傾斜面

ブロックAとBの質量は次のとおりです。 m それぞれ、局所的な重力加速度は、に等しい強度を持っています g. おそらく理想的なロープの張力の強さは次のとおりです。

a)0.875 mg
b)0.67 mg
c)0.96 mg
d)0.76 mg
e)0.88 mg

代替e:0.88 mg

解決された運動

ブロックが2つあるため、運動の方向にニュートンの第2法則をそれぞれに適用します。

ここで、Tは弦の張力です。

ブロックB(式1)

P-T = m.a.

ブロックA(式2)

T-脂肪-mgsenθ= ma

連立方程式を作成し、2つの方程式を追加すると、次のようになります。

P-T = m.a.

T-脂肪-mgsenθ= ma

P-脂肪-mgsenθ= ma

続行するには、脂肪を決定してから、そのポイントに戻りましょう。

脂肪=マイル。 N

脂肪=マイル。 mgcosθ

それでは、sinθとcosθの値を決定しましょう。

画像によると、 ピタゴラスの定理:

斜辺があるので

h²=4²+3²

h = 5

したがって、sinθとcosθの定義により

sinθ= 5/3

cosθ= 4/3

方程式に戻り、見つかった値を置き換えます。

P-脂肪-mgsenθ= ma

mg-mi。 mgcosθ-mgsenθ= ma

mgを証拠に入れる

mg(1-mi.cox-senX)= 2ma

mg(1-0.2。 0.8-0.6)= 2ma

0.24mg = 2 ma

ma = 0.12mg

ここで、この値を式1に代入してみましょう。

(式1)

P-T = m.a.

Tを分離してmaを置き換える:

T = P-ma

T = mg-0.24mg

T = mg(1-0.12)

T = 0.88mg

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