Hvad er kraften, der er nødvendig for at skubbe objekt op på en 15 graders hældning?

Du har brug for mere information for at bestemme den kraft, der er nødvendig for at skubbe et objekt op på en 15-graders hældning. Her er hvorfor og hvad du har brug for at vide:

Faktorer, der påvirker kraft:

* Massen af ​​objektet: Jo tungere objektet er, jo mere kraft har du brug for for at flytte det.

* friktionskoefficient: Friktionen mellem objektet og hældningsoverfladen modstår bevægelse. En højere friktionskoefficient kræver mere kraft.

* om objektet bevæger sig med en konstant hastighed eller accelererer: Hvis du ønsker, at objektet skal bevæge sig med en konstant hastighed, skal den kraft, du anvender, svare til de kræfter, der modsætter sig dens bevægelse. Hvis du vil have det til at accelerere, har du brug for mere kraft.

hvordan man beregner kraften:

1. Gratis kropsdiagram: Tegn et gratis kropsdiagram over objektet på hældningen. Dette viser alle kræfter, der handler på det.

2. kræfter:

* vægt (mg): Denne styrke fungerer lodret nedad.

* normal kraft (n): Denne kraft virker vinkelret på hældningsoverfladen.

* Friktionskraft (F): Denne kraft virker parallelt med hældningsoverfladen, modsat bevægelse.

* anvendt kraft (F): Dette er den kraft, du anvender for at skubbe objektet op på hældningen.

3. Løs kræfter: Løs vægtkraften i komponenter parallelt og vinkelret på hældningen.

* komponent parallelt med hældning: Mg sin (15 °)

* komponent vinkelret på hældning: MG cos (15 °)

4. Ligninger:

* for konstant hastighed: F =mg sin (15 °) + f

* til acceleration: F =Ma + mg sin (15 °) + f

* Friktion: f =μn (hvor μ er friktionskoefficienten)

For at få et numerisk svar har du brug for:

* masse (m) af objektet

* friktionskoefficient (μ) mellem objektet og hældningen

* ønsket acceleration (a), hvis nogen

Eksempel:

Lad os sige, at du har et 10 kg objekt på en 15-graders hældning med en friktionskoefficient på 0,2. Du vil skubbe det op ad hældningen med en konstant hastighed.

* vægt: Mg =(10 kg) (9,8 m/s²) =98 n

* Normal kraft: N =mg cos (15 °) =98 n * cos (15 °) ≈ 94,6 n

* Friktion: F =μn =0,2 * 94,6 N ≈ 18,9 N

* Kraft Nødvendigt: F =mg sin (15 °) + f =98 n * sin (15 °) + 18,9 n ≈ 42,3 n

Derfor har du brug for en kraft på cirka 42,3 N for at skubbe objektet op ad hældningen med en konstant hastighed.