О наклонная плоскость это плоская, приподнятая и наклонная поверхность, например пандус.
В физике мы изучаем движение объектов, а также ускорение и действующие силы, возникающие на наклонной плоскости.
Плоскость без трения с наклоном
Они существуют 2 типа сил которые действуют в этой системе без трения: нормальная сила, которая составляет 90º по отношению к плоскости, и сила веса (направленная вниз вертикальная сила). Обратите внимание, что у них разные направления и чувства.
THE нормальная сила действует перпендикулярно контактной поверхности.
Чтобы рассчитать нормальную силу на плоской горизонтальной поверхности, используйте формулу:
Существование,
N: нормальная сила
м: масса объекта
грамм: сила тяжести
уже силовой вес, действует за счет силы тяжести, которая «тянет» все тела с поверхности к центру Земли. Рассчитывается по формуле:
Где:
п: силовой вес
м: макароны
грамм: ускорение свободного падения
Наклонная плоскость с трением
Когда есть трение между плоскостью и объектом, у нас есть другая действующая сила: сила трения.
Для расчета силы трения используйте выражение:
Где:
Fдо того как: сила трения
µ: коэффициент трения
N: нормальная сила
Формула для нормальной силы N на наклонной плоскости:
Для сила N равна весовой составляющей в этом направлении.
Примечание: Коэффициент трения (µ) будет зависеть от материала контакта между телами и их состояния.
Ускорение на наклонной плоскости
На наклонной плоскости есть высота, соответствующая отметке пандуса, и угол, образованный по отношению к горизонту.
В этом случае ускорение объекта будет постоянным за счет действующих сил: весовых и нормальных.
Чтобы определить величину ускорения на наклонной плоскости, нам нужно найти чистую силу, разложив весовую силу на две плоскости (x и y).
Следовательно, составляющие весовой силы:
пИкс: перпендикулярно плоскости
пу: параллельно плоскости
Чтобы найти ускорение на наклонной плоскости без трения, используйте тригонометрические отношения прямоугольного треугольника:
пИкс = П. если не
пу = П. cos θ
Согласно Второй закон Ньютона:
F = м. В
Где,
F: сила
м: макароны
В: ускорение
Скоро,
пИкс = m.a
П. грех θ = m .a
м. грамм. грех θ = m .a
а = г. если не
Таким образом, у нас есть формула для ускорения, используемого на наклонной плоскости без трения, которая не будет зависеть от массы тела.
Упражнения для вступительных экзаменов с обратной связью
Вопрос 1
(УНИМЭП-СП) Блок массой 5 кг тянут по наклонной плоскости без трения, как показано на рисунке.
Чтобы блок приобрел ускорение 3 м / с² вверх, интенсивность F должна быть: (g = 10 м / с², sin θ = 0,8 и cos θ = 0,6).
а) равный весу блока
б) меньше веса блока
в) реакция равная плану
г) равный 55N
д) равный 10N
Альтернатива d: равно 55N
Упражнение решено
Данные:
без трения
м = 5 кг
a = 3 м / с²
грех θ = 0,8
cos θ = 0,6
Вопрос: Что такое F-сила?
Делаем организацию сил и разложение силы веса.
Применяем 2-й закон Ньютона по направлению движения.
⅀F = результирующий F = m.a.
F - мгсен θ = m.a.
F = m.a + mgsen θ
F = 5,3 + 5.10.0.8
F = 55N
вопрос 2
(UNIFOR-CE) Блок массой 4,0 кг бросают на наклонную плоскость 37 ° с горизонталью, с которой он имеет коэффициент трения 0,25. Ускорение движения блока в м / с². Данные: g = 10 м / с²; sin 37 ° = 0,60; cos 37 ° = 0,80.
а) 2,0
б) 4.0
в) 6.0
г) 8,0
д) 10
Альтернатива b: 4.0
Упражнение решено
Данные:
M = 4 кг
g = 10 м / с²
грех 37-й = 0,60
cos 37º = 0,80
= 0,25 (коэффициент трения)
Вопрос: Что такое ускорение?
Делаем разложение веса на силу.
Поскольку есть трение, давайте вычислим силу трения Fat.
Жир = . N
Разложив силовой вес, мы получаем, что N = mgcos θ.
Итак, Жир = . mgcos θ
Применяя 2-й закон Ньютона к направлению движения, мы имеем:
⅀F = результирующий F = m.a.
мг sin θ - Жир = ma
mgsen θ - mi.mgcos θ = m.a
4.10. 0,6 - 0,25.4.10.0,8 = 4. В
Выделяя его, мы имеем:
a = 4 м / с²
вопрос 3
(Vunesp) На наклонной плоскости на рисунке ниже коэффициент трения между блоком A и плоскостью равен 0,20. Шкив не имеет трения, и воздушным воздействием пренебрегают.
Блоки A и B имеют массы, равные м каждый, а локальное ускорение свободного падения имеет интенсивность, равную грамм. Интенсивность силы натяжения каната, предположительно идеальная, составляет:
а) 0,875 мг
б) 0,67 мг
в) 0,96 мг
г) 0,76 мг
д) 0,88 мг
Альтернатива е: 0,88 мг
Упражнение решено
Поскольку есть два блока, мы применяем 2-й закон Ньютона к каждому из них в направлении движения.
Где T - натяжение струны.
Блок B (уравнение 1)
P - T = m.a.
Блок А (уравнение 2)
Т - Жир - мгсен θ = ma
Составив систему уравнений и сложив два уравнения, мы имеем:
P - T = m.a.
Т - Жир - мгсен θ = ma
P - Жир - мгсен θ = ma
Чтобы продолжить, давайте определим жир, а затем вернемся к этому моменту.
Жир = mi. N
Жир = mi. mgcos θ
Теперь давайте определим значения sin θ и cos θ.
По изображению и применяя теорема Пифагора:
Поскольку есть гипотенуза
h² = 4² + 3²
в = 5
Таким образом, по определению sinθ и cosθ
грех θ = 5/3
cos θ = 4/3
Возвращаясь к уравнению и заменяя найденные значения:
P - Жир - mgsenθ = ma
мг - ми. mgcosθ - mgsenθ = ma
Доказательство мг
мг (1 - mi.cox - senX) = 2 мА
мг (1 - 0,2. 0,8 - 0,6) = 2 мА
0,24 мг = 2 мА
ma = 0,12 мг
Теперь давайте подставим это значение в уравнение 1
(уравнение 1)
P - T = m.a.
Изоляция T и замена ma:
Т = Р - ма
Т = мг - 0,24 мг
Т = мг (1 - 0,12)
Т = 0,88 мг
RELATED-READING = 3921 «Законы Ньютона - упражнения»]
