Šikmá rovina: čo to je, typy, vzorce, cvičenia

O plochýnaklonený je jednoduchý stroj, ktorý možno použiť na rozdelenie intenzity sila ktorý sa uplatňuje v určitom smere. je prítomný v rampy, skrutky,kliny,nože atď. Štúdium naklonenej roviny zahŕňa znalosť vektory a je jednou z najdôležitejších aplikácií Newtonove zákony.

Pozri tiež:WHAa predtým študovať mechaniku robiť Enem?

Teória naklonenej roviny

Keď je objekt podopretý v naklonenej rovine, sila Váha ktorá vás ťahá smerom k stredu Zeme, je rozdelená na dve zložky, ktoré sa nazývajú P_X a P_r, distribuované v horizontálnom a vertikálnom smere. Teda ľahšie sa zdvihne ťažký predmet pozdĺž svahu, pretože sila, ktorú je potrebné vyvinúť na telo, je menšia ako v situácii, keď je telo zdvihnuté do určitej výšky a pohybuje sa výlučne vo zvislom smere.

Naklonená rovina je jednoduchý stroj, ktorý sa skladá z povrchu, ktorý zviera s horizontálou uhol.

Aj keď sila potrebná na zdvihnutie tela nad naklonenú rovinu je menšia ako sila na jeho zdvihnutie zvisle, energiespotrebovanéje to rovnaké, pretože sa zvyšuje aj prekonaná vzdialenosť. Aby ste to pochopili, stačí sa zamyslieť nad

práca vykonávané na tele, čo závisí od produktu medzi silou a prekonanou vzdialenosťou.

V najjednoduchšej situácii medzi naklonenými rovinami pôsobia iba dve sily: váha a normálne. Túto situáciu ilustruje nasledujúci obrázok:

Na naklonenej rovine je váhová sila rozdelená na dve zložky: P_X a P_r.

Pre uľahčenie výpočtov je referencia použitá pre štúdium naklonenej roviny tiež naklonená voči určitej hodnote uhol θ vzhľadom na horizontálny smer, takže smer x rámu je rovnobežný s rovinou naklonený.

Teraz neprestávajte... Po reklame je toho viac;)

Šikmé rovinné vzorce

Na riešenie cvičení, ktoré zahŕňajú sily, ktoré pôsobia na telo podopreté v naklonenej rovine, musíme použiť Newtonov druhý zákon pre smer x aj y. Vyrovnanie výsledku na 0, keď je telo v pokoji alebo s ním kĺže rýchlosťkonštantný, alebo na súčin hmotnosti a zrýchlenia.

Súčet síl v smeroch xay musí byť nulový alebo rovný hmotnosti vynásobenej zrýchlením.

V smere x naklonenej roviny obrázku pôsobí iba jedna sila, zložka x závažia, takže sa rovná čistej sile pôsobiacej na telo v smere x.

Keďže P_X je strana opačného uhla θ, rovná sa súčinu hmotnosti a sínusu uhla θ. Ďalej podľa získaného výsledku blok, ktorý je podopretý v naklonenej rovine, podlieha akcelerácii menšej ako gravitačné zrýchlenie.

V smere y máme pôsobenie normálnej sily a zložky y závažia, ktoré sa v tomto prípade navzájom rušia.

V naklonenej rovine sa normála rovná y zložke závažia, ak na telo nepôsobia vo zvislom smere žiadne ďalšie sily.

Prečítajte si tiež: Trakcia - sila vyvíjaná na telo pomocou lán

Šikmá rovina s trením

naklonená rovina s trením je miesto, kde sklonený povrch nie je dokonale hladký, ale má určitý koeficient trenia (μ). Keď je blok v pokoji v naklonenej rovine, trecia sila ukazuje v smere x roviny a v opačnom smere k zložke x tiažovej sily. Ďalej modul trecia sila je priamo úmerná koeficientu trenia roviny vynásobenému modulom normálovej sily.

Chcete sa dozvedieť viac o tejto téme? Prístup k nášmu konkrétnemu článku: Psklonená strana s trením. V ňom si môžete pozrieť viac príkladov a vyriešených cvičení k danej téme.

Vyriešené cviky na naklonenej rovine

Otázka 1 -Telo s hmotnosťou 10 kg je podopreté v naklonenej rovine 45 ° vzhľadom na horizontálny smer. Určte približnú veľkosť zrýchlenia vyvinutého týmto telesom.

Údaje: √2 = 1,41.

a) 8 m / s²

b) 7 m / s²

c) 6 m / s²

d) 5 m / s²

Rozhodnutie

Na vyriešenie tohto cvičenia nezabudnite, že zrýchlenie získané naklonenou rovinou je vztiahnuté na x zložku jeho hmotnosti, takže sa dá ľahko vypočítať zo vzorca Ďalšie:

Na základe vyššie uvedeného výpočtu zistíme, že zrýchlenie pôsobiace na telo je približne 7 m / s², takže správnou alternatívou je písmeno B.

Otázka 2 - Telo je ponechané z pokoja na naklonenej rovine a kĺže so zrýchlením 5 m / s² v oblasti, kde je gravitácia rovná 10 m / s². Uhol medzi rovinou a horizontálnym smerom je:

a) 90 °.

b) 60. deň.

c) 30.

d) 15..

Rozhodnutie:

Použime vzorec, ktorý nám umožňuje vypočítať zrýchlenie objektu, ktorý sa voľne kĺže po naklonenej rovine. Pozerať:

Na základe výsledku nájdeného pre sínus uhla, rovného 0,5, a znalosti z tabuľky pozoruhodné uhly že taký uhol sa rovná 30 °, správnou odpoveďou je písmeno C.

Autor: Rafael Hellerbrock
Učiteľ fyziky

Prajete si odkaz na tento text v školskej alebo akademickej práci? Pozri:

HELERBROCK, Rafael. „Naklonená rovina“; Brazílska škola. Dostupné v: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/plano-inclinado.htm. Sprístupnené 27. júna 2021.