დახრილი სიბრტყე: ძალები, ხახუნი, აჩქარება, ფორმულები და სავარჯიშოები

ო დახრილი სიბრტყე ეს არის ბრტყელი, აწეული და დახრილი ზედაპირი, მაგალითად პანდუსი.

ფიზიკაში ვსწავლობთ ობიექტების მოძრაობას, ასევე დაჩქარებულ და მოქმედ ძალებს, რომლებიც ხდება დახრილ სიბრტყეზე.

ხახუნის დახრილი თვითმფრინავი

ისინი არსებობენ 2 ტიპის ძალები რომლებიც მოქმედებენ ამ ხახუნის გარეშე: ნორმალური ძალა, რომელიც სიბრტყესთან მიმართებაში არის 90º და წონის ძალა (ქვევით ვერტიკალური ძალა). გაითვალისწინეთ, რომ მათ სხვადასხვა მიმართულება და გრძნობა აქვთ.

ნორმალური ძალა მოქმედებს კონტაქტური ზედაპირის პერპენდიკულარულად.

ბინის ჰორიზონტალურ ზედაპირზე ნორმალური ძალის გამოსათვლელად გამოიყენეთ ფორმულა:

ყოფნა,

ნ: ნორმალური ძალა
მ: ობიექტის მასა
გ: სიმძიმის

უკვე ძალა წონა, მოქმედებს მიზიდულობის ძალის ძალით, რომელიც ზედაპირზე "სხეულებს" ყველა სხეულს დედამიწის ცენტრისკენ. იგი გამოითვლება ფორმულით:

სად:

პ: ძალა წონა
მ: მაკარონი
გ: სიმძიმის აჩქარება

დახრილი თვითმფრინავი ხახუნის მქონე

როდესაც სიბრტყესა და ობიექტს შორის ხახუნებაა, ჩვენ გვაქვს კიდევ ერთი მოქმედი ძალა: ხახუნის ძალა.

ხახუნის ძალის გამოსათვლელად გამოიყენეთ გამოთქმა:

სად:

ვ_{მანამდე}: ხახუნის ძალა
µ: ხახუნის კოეფიციენტი
ნ: ნორმალური ძალა

დახრილი სიბრტყის ნორმალური ძალის N ფორმულაა:

ვინაიდან, N ძალა მნიშვნელობით ტოლია ამ მიმართულებით წონის კომპონენტთან.

შენიშვნა: ხახუნის კოეფიციენტი (µ) დამოკიდებული იქნება სხეულებს შორის საკონტაქტო მასალაზე და მათ მდგომარეობაზე.

დაჩქარება დახრილ თვითმფრინავზე

დახრილ სიბრტყეზე არის სიმაღლე, რომელიც შეესაბამება პანდუსის სიმაღლეს და ჰორიზონტალთან მიმართებაში ჩამოყალიბებული კუთხე.

ამ შემთხვევაში, ობიექტის აჩქარება მუდმივია მოქმედი ძალების გამო: წონა და ნორმალური.

დაქანებულ სიბრტყეზე აჩქარების ოდენობის დასადგენად, უნდა ვიპოვოთ წმინდა ძალა წონის ძალის ორ პლანეტაზე (x და y) დაშლით.

ამიტომ, წონის ძალის კომპონენტები:

პ_x: სიბრტყის პერპენდიკულარული
პ_y: თვითმფრინავის პარალელურად

იმისათვის, რომ იპოვოთ აჩქარება ხახუნის დახრილ სიბრტყეზე, გამოიყენეთ ტრიგონომეტრიული ურთიერთობები მართკუთხა სამკუთხედი:

პ_x = პ. თუ არა
პ_y = პ. cos θ

თანახმად ნიუტონის მეორე კანონი:

F = მ

სად

ვ: ძალა
მ: მაკარონი
: აჩქარება

მალე,

პ_x = მ.ა.
პ. ცოდვა θ = მ .ა
მ გ ცოდვა θ = მ .ა
ა = გ თუ არა

ამრიგად, ჩვენ გვაქვს აჩქარების ფორმულა, რომელიც გამოიყენება ხახუნის დახრილ სიბრტყეზე, რომელიც არ იქნება დამოკიდებული სხეულის მასაზე.

მისაღები გამოცდის სავარჯიშოები უკუკავშირით

კითხვა 1

(UNIMEP-SP) 5 კგ მასის ბლოკი გადაიტანება დახრილი სიბრტყის გასწვრივ ხახუნის გარეშე, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახატზე.

იმისათვის, რომ ბლოკმა 3 მ / წმ ზევით აჩქარება შეიძინოს, F ინტენსივობა უნდა იყოს: (g = 10m / s², sin θ = 0.8 და cos θ = 0.6).

ა) ბლოკის წონის ტოლია

ბ) ბლოკის წონაზე ნაკლები

გ) ტოლია გეგმის რეაქციისა

დ) ტოლია 55N

ე) ტოლია 10N

იხილეთ პასუხი

ალტერნატივა d: ტოლია 55N

ვარჯიში ამოხსნილია

მონაცემები:

ხახუნის გარეშე

მ = 5 კგ

a = 3 მ / წმ

ცოდვა θ = 0,8

cos θ = 0,6

კითხვა: რა არის F- ძალა?

ძალების ორგანიზაციისა და წონის ძალის დაშლა.

ჩვენ ვიყენებთ ნიუტონის მე -2 კანონს მოძრაობის მიმართულებით.

⅀F = შედეგად F = m.a.

F - mgsen θ = m.a.

F = m.a + mgsen θ

F = 5.3 + 5.10.0.8

F = 55N

კითხვა 2

(UNIFOR-CE) 4,0 კგ მასის ბლოკი მიტოვებულია 37º დახრილ სიბრტყეზე, ჰორიზონტალურით, რომელთანაც ხახუნის კოეფიციენტია 0,25. ბლოკის მოძრაობის აჩქარება არის მ / წმ. მონაცემები: g = 10 მ / წმ; ცოდვა 37 ° = 0,60; cos 37 ° = 0,80.

ა) 2.0

ბ) 4.0

გ) 6.0

დ) 8.0

ე) 10

იხილეთ პასუხი

ალტერნატივა ბ: 4.0

ვარჯიში ამოხსნილია

მონაცემები:

M = 4 კგ

g = 10 მ / წმ

ცოდვა 37-ე = 0,60

cos 37º = 0,80

= 0,25 (ხახუნის კოეფიციენტი)

კითხვა: რა არის აჩქარება?

ჩვენ ვაკეთებთ წონის ძალის დაშლას.

მას შემდეგ, რაც არსებობს ხახუნი, მოდით გამოვთვალოთ ხახუნის ძალა, ცხიმი.

მსუქანი = . ნ

ძალის წონის დაშლის შედეგად გვაქვს, რომ N = mgcos θ.

ასე რომ, მსუქანი = . mgcos θ

ნიუტონის მე -2 კანონის გამოყენებისას მოძრაობის მიმართულებით, ჩვენ გვაქვს:

⅀F = შედეგად F = m.a.

მგ sin θ - ცხიმი = მა

mgsen θ - mi.mgcos θ = m.a

4.10. 0,6 - 0,25.4.10.0,8 = 4.

მისი იზოლირება გვაქვს:

a = 4 მ / წმ

კითხვა 3

(Vunesp) ქვემოთ მოყვანილ ფიგურაზე დახრილ სიბრტყეზე ხახუნის კოეფიციენტი A ბლოკსა და სიბრტყეს შორის არის 0,20. რულეტი თავისუფალია ხახუნისგან და ჰაერის ეფექტი უგულებელყოფილია.

A და B ბლოკებს აქვთ მასების ტოლი მ თითოეული და სიმძიმის ადგილობრივი დაჩქარება აქვს ინტენსივობის ტოლი გ. საბაგიროში დაძაბულობის ძალის ინტენსივობა, სავარაუდოდ იდეალურია:

ა) 0.875 მგ
ბ) 0.67 მგ
გ) 0.96 მგ
დ) 0.76 მგ
ე) 0.88 მგ

იხილეთ პასუხი

ალტერნატიული ე: 0.88 მგ

ვარჯიში ამოხსნილია

რადგან არსებობს ორი ბლოკი, ჩვენ ვიყენებთ ნიუტონის მე -2 კანონს თითოეულზე, მოძრაობის მიმართულებით.

სადაც T არის დაძაბულობა სტრიქონში.

ბლოკი B (განტოლება 1)

P - T = m.a.

ბლოკი A (განტოლება 2)

T - მსუქანი - mgsen θ = მა

განტოლებების სისტემის შედგენა და ორი განტოლების დამატება, გვაქვს:

P - T = m.a.

T - მსუქანი - mgsen θ = მა

P - მსუქანი - mgsen θ = მა

გასაგრძელებლად მოდით დავადგინოთ ცხიმი, შემდეგ დავუბრუნდეთ ამ წერტილს.

მსუქანი = მი. ნ

მსუქანი = მი. mgcos θ

ახლა განვსაზღვროთ ცოდვის θ და cos θ მნიშვნელობები.

სურათის მიხედვით და პითაგორას თეორემა:

ვინაიდან არსებობს ჰიპოტენუზა

h² = 4² + 3²

h = 5

ამრიგად, sinθ და cosθ განმარტებით

ცოდვა θ = 5/3

cos θ = 4/3

განტოლებაზე დაბრუნება და ნაპოვნი მნიშვნელობების ჩანაცვლება:

P - მსუქანი - mgsenθ = მა

მგ - მი. mgcosθ - mgsenθ = მა

მგ-ს დადება მტკიცებულებაში

მგ (1 - mi.cox - senX) = 2 მგ

მგ (1 - 0.2) 0.8 - 0.6) = 2 მ

0.24 მგ = 2 მა

მა = 0,12 მგ

მოდით, ეს მნიშვნელობა ჩავანაცვლოთ 1 განტოლებაში

(განტოლება 1)

P - T = m.a.

იზოლირება T და შეცვლის ma:

T = P - მა

T = მგ - 0.24 მგ

T = მგ (1 - 0,12)

T = 0,88 მგ

RELATED-READING = 3921 "ნიუტონის კანონები - სავარჯიშოები"]