영형 플랫기울어 진와 마찰간단한 기계로 간주되며 가장 일반적이고 일상적인 응용 프로그램 중 하나입니다. 뉴턴의 법칙. 수평 방향에 대해 비스듬한 각도로 배열 된 직선 표면으로, 그 위에 물체가 놓여져 있습니다. 힘 무게 마찰, 후자는 압축력에 의해 생성되며 수직력, 표면과 몸 사이에서 작용합니다.
당면한 주제를 더 잘 이해하기 위해 경사면과 경사면 마찰력에 대한 아이디어를 검토해 보겠습니다. 그 후 마찰이있는 경사면을 포함하는 운동을 해결하면 뉴턴의 세 가지 법칙, 특히 기본 원리가 어떻게 적용되어야하는지 이해 준다 역학.
참조: 뉴턴의 법칙에 대한 연습 문제를 해결하는 방법-단계별
경사면
경사면 수평 방향에 비스듬히 배열 된 표면으로 구성된 단순 기계의 한 유형입니다. 이런 식으로 몸이이 표면에지지 될 때 몸에 작용하는 무게의 힘은 vertical에는 이제 수평 구성 요소가 있으므로 몸체가없는 경우 평면을 따라 미끄러질 수 있습니다. 다른 힘 행동하십시오.
다음 그림은 질량체 m이 x (수평) 방향에 대해 각도 θ로 기울어 진 평면에지지되는 상황을 보여줍니다. 경사로 인해 무게 힘 (P)이 P 구성 요소를 나타 내기 시작합니다.엑스 그리고 P와이.
그림을 분석하면 P엑스 반대편 (C.O.) 각도 θ와 그 P와이결과적으로는이 각도에 인접한면 (C.A)입니다. 이러한 구성 요소는 기능 측면에서 작성할 수 있습니다. 사인 및 코사인, 다음과 같은 방식으로 :
결과적으로 경사면과 관련된 운동을 풀 때 그것은 필요합니다 뉴턴의 제 2 법칙 x 및 y 방향 모두에 적용. 따라서 우리는 벡터 합계 힘 (결과 력)의 x 방향과 y 방향의 곱은 다음과 같아야합니다. 파스타 x 및 y 구성 요소로 가속:
신체가 정지 상태에 있거나 여전히 일정한 속도로 미끄러지는 경우 가속도는 반드시 0과 같을 것임을 기억하는 것이 중요합니다. 뉴턴의 제 1 법칙, 관성의 법칙.
경사면의 마찰력
마찰력 (F...까지) 완벽하게 매끄럽지 않은 표면 사이에 접촉이있을 때 발생합니다. 원산지가있다현미경 그리고 비례항한 몸이 다른 몸에 가하는 압축력에, 정상 강도로 알려져 있습니다.
마찰력을 계산하는 데 사용되는 공식은 다음과 같습니다.
μ -마찰 계수
미디엄 – 질량 (kg)
지 – 중력 (m / s²)
이전 이미지에서 힘표준 아니, 적어도 대부분의 연습에서 가중치의 y 구성 요소와 동일, 이것은 y 방향으로 작용하는 무게와 수직 힘 이외의 힘이 없을 때마다 적용됩니다.
마찰력에는 두 가지 경우가 있습니다. 정적 마찰력 그리고 동적 마찰력. 첫 번째 경우는 신체가 정지 된 상황에 적용되고 두 번째 경우는 신체가 경사면에서 미끄러지는 상황과 관련이 있습니다.
정적 마찰의 힘은 항상 신체를 움직이게하려는 힘에 비례합니다. 이건 몸이 비행기에서 미끄러지기 시작할 때까지 같은 비율로 증가합니다 기울어졌습니다. 이 경우 마찰력을 계산하려면 다음을 사용해야합니다. 계수에마찰동적,이 값은 항상 정적 마찰 계수.
마찰력이 신체가 경사면에서 미끄러지는 반대 방향으로 항상 작용합니다., 이것은 x 및 y 방향의 양의 방향에 따라 해석하는 동안 할당 된 대수 부호에 영향을줍니다.
참조: 자유 낙하-그것은 무엇입니까, 예, 공식 및 운동
마찰이있는 경사면
가장 단순한 형태의 마찰 경사면은 무게와 마찰력의 작용. 있다 세상황 이와 관련하여 고려할 수 있습니다. 먼저, 신체가 정적입니다. 그만큼 월요일, 몸이 일정한 속도로 미끄러질 때; 그리고 제삼, 몸이 가속되는 방식으로 미끄러집니다.
에서 첫 번째와 두 번째 경우, x 및 y 방향의 순 힘은 0입니다. 사실 그것들을 구별하는 것은 마찰 계수 일뿐입니다., 첫 번째 경우 정적이고 두 번째 경우 동적입니다. 마지막 경우에는 동적 마찰 계수가 사용되지만 결과적인 힘은 0이 아니므로 신체 질량에 가속도를 곱한 값과 같습니다.
마찰이있는 경사면의 이론을 실행하고 더 잘 이해하려면 몇 가지 연습 문제를 해결해야합니다.
참조: Enem의 가장 중요한 기계 물리학 주제
마찰이있는 경사면에서 해결 된 운동
질문 1) (UERJ) 나무 블록은 바닥과 관련하여 45º 경사면에서 균형을 이룹니다. 블록이 경사면에 수직으로 가하는 힘의 강도는 2.0N입니다. 블록과 경사면 사이의 마찰력 강도 (뉴턴 단위)는 다음과 같습니다.
a) 0.7
b) 1.0
c) 1.4
d) 2.0
피드백: 문자 D
해결:
이 성명서는 블록이 평형 상태에 있음을 나타냅니다. 그것에는 0과 같아야하며 블록과 경사면 사이의 수직 힘은 다음과 같습니다. 2.0 N. 이 정보를 바탕으로 운동은 마찰력의 강도를 계산하도록 요청합니다.
이 해상도에서 마찰력 공식을 무차별 적으로 사용했다면 일부 데이터가 또한 정적 마찰 계수와 같은 진술에 의해 우리는 실수를 할 것입니다. 우리는 반드시 가해지는 정적 마찰력이 아니라 정적 마찰력의 최대 값을 계산합니다. 블록.
따라서 운동을 해결하기 위해서는 일단 블록이 멈 추면 힘이 경사면에 평행 한 x 방향으로, 따라서 x 방향의 가중치 성분이 상쇄됩니다. (피엑스)와이 구성 요소와 반대되는 마찰력은 동일한 모듈을 가지고 있는지 확인하십시오.
x와 y 방향의 벡터 합을 고려한 후 빨간색으로 얻은 표현을 풀기 시작했습니다.
이전 계산에서 우리는 몸의 무게 P가 무엇인지 알아 낸 다음 힘 사이의 동등성을 기반으로했습니다. 마찰과 Px의 경우 2.0 N과 같은 힘의 값을 계산하므로 올바른 대안은 문자입니다. 디.
질문 2) (PUC-RJ) 블록은 수평과 45 ° 각도를 이루는 경사면 아래로 미끄러 져 내려갑니다. 가을 동안 블록의 가속도가 5.0m / s²이고 g = 10m / s²를 고려하면 블록과 평면 사이의 운동 마찰 계수는 다음과 같이 말할 수 있습니다.
a) 0.1
b) 0.2
c) 0.3
d) 0.4
e) 0.5
피드백:
해결:
연습 문제를 해결하려면 x와 y 방향에 뉴턴의 2 번째 법칙을 적용해야합니다. x 방향에 대해이 작업을 시작하겠습니다. 따라서 해당 방향의 순 힘은 질량 곱하기 가속도와 같아야한다는 것을 기억해야합니다.
P 교체 후엑스 그리고 F...까지, 우리는 모든 용어에 존재하는 질량을 단순화 한 다음 이러한 용어를 재구성하여 마찰 계수를 분리 한 다음 얻은 공식의 값을 대체하고 적용 그만큼 분배 재산 마지막 단계에서 마찰 계수에 대해 0.3과 같은 값을 얻었으므로 올바른 대안은 문자 c입니다.
작성자: Rafael Hellerbrock
물리학 교사
출처: 브라질 학교- https://brasilescola.uol.com.br/fisica/plano-inclinado-com-atrito.htm
