Hvordan finder du kraft på friktionsfri tilbøjelig planlagt?

forståelse af kræfterne

* tyngdekraft (vægt): Tyngdekraften fungerer lige ned på objektet. Vi repræsenterer dette som mg , hvor:

* m er massen af ​​objektet

* g er accelerationen på grund af tyngdekraften (ca. 9,8 m/s²)

* Normal kraft: Kraften, der udøves af planet på genstanden, vinkelret på overfladen af ​​planet. Denne kraft afbalancerer den tyngdekomponent, der er vinkelret på flyet.

* kraft parallelt med flyet: Dette er komponenten af ​​tyngdekraften, der fungerer parallelt med det skrå plan, hvilket får genstanden til at glide ned.

trin

1. Tegn et gratis kropsdiagram:

* Tegn objektet på det skrå plan.

* Tegn en pil, der peger lige ned og repræsenterer tyngdekraften (MG).

* Tegn en pil vinkelret på planet, der repræsenterer den normale kraft (n).

* Tegn en pil parallelt med planet, der repræsenterer kraften, der trækker genstanden ned ad flyet (F).

2. Løs tyngdekraften:

* Løs tyngdekraften (MG) i to komponenter:

* komponent vinkelret på flyet: Dette er Mg*cos (θ), hvor θ er hældningens vinkel. Denne komponent er afbalanceret af den normale kraft (N).

* komponent parallelt med flyet: Dette er Mg*sin (θ), som er kraften, der får genstanden til at glide ned ad skråningen.

3. Beregn kraften parallelt med flyet:

* Kraften, der virker på objektet ned ad hældningen, er f =mg* sin (θ) .

Eksempel:

Lad os sige, at en 5 kg blok er placeret på et friktionsfrit skråt plan i en vinkel på 30 grader.

* tyngdekraft (mg): 5 kg * 9,8 m/s² =49 n

* kraft parallelt med flyet (f): 49 n * sin (30 °) =24,5 n

Vigtig note: Denne beregning overvejer kun kraften, der trækker genstanden ned ad hældningen. Hvis objektet oprindeligt er i hvile, vil denne kraft medføre, at den accelererer ned ad flyet. For at beregne accelerationen ville du bruge Newtons anden lov (F =MA).