О похила площина це рівна, піднята і похила поверхня, наприклад пандус.
У фізиці ми вивчаємо рух предметів, а також прискорення та діючі сили, що виникають на похилій площині.
Похила площина без тертя
Вони існують 2 види сил які діють у цій системі без тертя: нормальна сила, яка дорівнює 90º відносно площини, та сила ваги (вертикальна сила донизу). Зверніть увагу, що вони мають різні напрямки та почуття.
THE нормальна сила діє перпендикулярно поверхні контакту.
Для розрахунку нормальної сили на рівній горизонтальній поверхні використовуйте формулу:
Бути,
N: нормальна сила
м: маса об’єкта
g: сила тяжіння
вже силова вага, діє в силу сили тяжіння, яка «витягує» всі тіла з поверхні до центру Землі. Розраховується за формулою:
Де:
P: силова вага
м: макарони
g: прискорення сили тяжіння
Похила площина з тертям
Коли між площиною та предметом виникає тертя, ми маємо ще одну діючу силу: сила тертя.
Для розрахунку сили тертя використовуйте вираз:
Де:
Fдо: сила тертя
µ: коефіцієнт тертя
N: нормальна сила
Формула нормальної сили N на похилій площині має вигляд:
Бо сила N дорівнює за значенням ваговій складовій у цьому напрямку.
Примітка: Коефіцієнт тертя (µ) залежатиме від матеріалу контакту між тілами та їх стану.
Прискорення на похилій площині
На похилій площині є висота, що відповідає висоті пандуса і кут, сформований відносно горизонталі.
У цьому випадку прискорення об’єкта постійне завдяки діючим силам: вазі та нормалі.
Щоб визначити величину прискорення на похилій площині, нам потрібно знайти чисту силу, розклавши силу ваги на дві площини (x та y).
Отже, складові вагової сили:
Pх: перпендикуляр до площини
Pр: паралельно площині
Щоб знайти прискорення на похилій площині без тертя, використовуйте тригонометричні відношення прямокутного трикутника:
Pх = П. якщо ні
Pр = П. cos θ
Відповідно з Другий закон Ньютона:
F = m.
Де,
F: сила
м: макарони
: прискорення
Незабаром,
Pх = м.а
П. sin θ = m .a
м. g. sin θ = m .a
a = g. якщо ні
Таким чином, ми маємо формулу прискорення, що використовується на похилій площині без тертя, яка не буде залежати від маси тіла.
Вправи з вступним іспитом із відгуками
питання 1
(UNIMEP-SP) Блок масою 5 кг тягнеться по похилій площині без тертя, як показано на малюнку.
Щоб блок отримав прискорення 3 м / с² вгору, інтенсивність F повинна бути: (g = 10 м / с², sin θ = 0,8 і cos θ = 0,6).
а) дорівнює вазі блоку
б) менше ваги блоку
в) рівна плановій реакції
г) дорівнює 55Н
д) дорівнює 10Н
Альтернатива d: дорівнює 55N
Вправа вирішена
Дані:
без тертя
м = 5 кг
a = 3м / с²
sin θ = 0,8
cos θ = 0,6
Питання: Що таке F-сила?
Складання організації сил та розкладання вагової сили.
Ми застосовуємо 2-й закон Ньютона у напрямку руху.
⅀F = отриманий F = m.a.
F - мгсен θ = м.а.
F = m.a + mgsen θ
F = 5,3 + 5,10,0,8
F = 55N
питання 2
(UNIFOR-CE) Блок масою 4,0 кг відмовляється від похилої площини 37 ° з горизонталлю, з якою він має коефіцієнт тертя 0,25. Прискорення руху блоку в м / с². Дані: g = 10 м / с²; гріх 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
Вправа вирішена
Дані:
М = 4 кг
g = 10 м / с²
гріх 37-й = 0,60
cos 37º = 0,80
= 0,25 (коефіцієнт тертя)
Питання: Що таке прискорення?
Ми робимо розкладання вагової сили.
Оскільки існує тертя, давайте обчислимо силу тертя, Жир.
Жир = . N
Розкладаючи силу сили, ми маємо, що N = mgcos θ.
Отже, Жир = . mgcos θ
Застосовуючи 2-й закон Ньютона в напрямку руху, маємо:
⅀F = отриманий F = m.a.
мг гріх θ - Жир = ма
mgsen θ - mi.mgcos θ = m.a
4.10. 0,6 - 0,25.4.10.0,8 = 4.
Ізолюючи його, маємо:
a = 4 м / с²
питання 3
(Vunesp) На похилій площині на малюнку нижче коефіцієнт тертя між блоком A і площиною дорівнює 0,20. Шків без тертя, а повітряним ефектом нехтують.
Блоки А і В мають маси, що дорівнюють м кожен і локальне прискорення сили тяжіння має інтенсивність, рівну g. Інтенсивність сили натягу мотузки, яка, як імовірно, ідеальна, становить:
а) 0,875 мг
б) 0,67 мг
в) 0,96 мг
г) 0,76 мг
д) 0,88 мг
Альтернатива e: 0,88 мг
Вправа вирішена
Оскільки є два блоки, ми застосовуємо 2-й закон Ньютона до кожного з них у напрямку руху.
Де Т - напруга струни.
Блок B (рівняння 1)
P - T = m.a.
Блок A (рівняння 2)
T - жир - mgsen θ = ma
Склавши систему рівнянь і додавши два рівняння, ми маємо:
P - T = m.a.
T - жир - mgsen θ = ma
P - жир - mgsen θ = ma
Щоб продовжити, давайте визначимо Жира, а потім повернемось до цієї точки.
Жир = ми. N
Жир = ми. mgcos θ
Тепер визначимо значення sin θ і cos θ.
Відповідно до зображення та застосування Теорема Піфагора:
Оскільки існує гіпотенуза
h² = 4² + 3²
h = 5
Таким чином, за визначенням sinθ і cosθ
гріх θ = 5/3
cos θ = 4/3
Повертаючись до рівняння і замінюючи знайдені значення:
P - жир - mgsenθ = ma
мг - миль mgcosθ - mgsenθ = ma
Введення мг у докази
мг (1 - mi.cox - senX) = 2ma
мг (1 - 0,2. 0,8 - 0,6) = 2ma
0,24 мг = 2 мА
ма = 0,12 мг
Тепер підставимо це значення у рівняння 1
(рівняння 1)
P - T = m.a.
Виділення Т і заміна ма:
Т = Р - ма
Т = мг - 0,24 мг
Т = мг (1 - 0,12)
Т = 0,88 мг
RELATED-READING = 3921 "Закони Ньютона - вправи"]
