AlegsaOnline.com

Κεκλιμένο επίπεδο

Συγγραφέας: Leandro Alegsa

09-04-3647

Το κεκλιμένο επίπεδο είναι μια απλή μηχανή. Επιτρέπει τη χρήση λιγότερης δύναμης για τη μετακίνηση ενός αντικειμένου.

Παραδείγματα κεκλιμένων επιπέδων είναι οι ράμπες, οι κεκλιμένοι δρόμοι και λόφοι, τα άροτρα, τα καλέμια, τα τσεκούρια, τα ξυλουργικά πλάνια και οι σφήνες. Το τυπικό παράδειγμα κεκλιμένου επιπέδου είναι μια κεκλιμένη επιφάνεια- για παράδειγμα ένας δρόμος προς γέφυρα σε διαφορετικό ύψος.

Μια άλλη απλή μηχανή που βασίζεται στο κεκλιμένο επίπεδο είναι η λεπίδα, στην οποία δύο κεκλιμένα επίπεδα τοποθετημένα πλάτη με πλάτη επιτρέπουν στα δύο μέρη του κοπτόμενου αντικειμένου να απομακρυνθούν μεταξύ τους χρησιμοποιώντας λιγότερη δύναμη από αυτή που θα χρειαζόταν για να τα τραβήξει κανείς προς αντίθετες κατευθύνσεις.

Ένα κεκλιμένο επίπεδο επιτρέπει την πρόσβαση στον επάνω όροφο

Υπολογισμός των δυνάμεων που ασκούνται σε ένα αντικείμενο σε κεκλιμένο επίπεδο

Για να υπολογίσετε τις δυνάμεις που ασκούνται σε ένα αντικείμενο που τοποθετείται σε κεκλιμένο επίπεδο, θεωρήστε τις τρεις δυνάμεις που ασκούνται σε αυτό.

Η κανονική δύναμη (Ν) που ασκείται στο σώμα από το επίπεδο λόγω της έλξης της βαρύτητας, δηλαδή mg cos θ
η δύναμη λόγω βαρύτητας (mg, που δρα κάθετα προς τα κάτω) και
η δύναμη τριβής (f) που δρα παράλληλα στο επίπεδο.

Μπορούμε να χωρίσουμε τη δύναμη της βαρύτητας σε δύο διανύσματα, ένα κάθετο στο επίπεδο και ένα παράλληλο στο επίπεδο. Εφόσον δεν υπάρχει κίνηση κάθετα στο επίπεδο, η συνιστώσα της βαρυτικής δύναμης προς αυτή την κατεύθυνση (mg cos θ) πρέπει να είναι ίση και αντίθετη με την κανονική δύναμη που ασκείται από το επίπεδο, N. Επομένως, N = m g c o s θ {\displaystyle N=mgcos\theta } $N=mgcos\theta$ .

Εάν η συνιστώσα της δύναμης της βαρύτητας που είναι παράλληλη προς την επιφάνεια (mg sin θ) είναι μεγαλύτερη από τη στατική δύναμη τριβής f_s - τότε το σώμα θα ολισθήσει στο κεκλιμένο επίπεδο με επιτάχυνση (g sin θ - f_k /m), όπου f_k είναι η δύναμη τριβής - διαφορετικά θα παραμείνει ακίνητο.

Όταν η γωνία της κλίσης (θ) είναι μηδέν, η sin θ είναι επίσης μηδέν, οπότε το σώμα δεν θα κινηθεί.

Κλειδί: N = Κανονική δύναμη που είναι κάθετη στο επίπεδοem = Μάζα του αντικειμένουg = Επιτάχυνση λόγω βαρύτηταςθ (θήτα) = Γωνία ανύψωσης του επιπέδου, μετρούμενη από την οριζόντια f = Δύναμη τριβής του κεκλιμένου επιπέδου

Ερωτήσεις και απαντήσεις

Ερ: Τι είναι το κεκλιμένο επίπεδο;

A: Ένα κεκλιμένο επίπεδο είναι μια απλή μηχανή που επιτρέπει τη χρήση λιγότερης δύναμης για τη μετακίνηση ενός αντικειμένου.

Ερ: Ποια είναι μερικά παραδείγματα κεκλιμένων επιπέδων;

A: Παραδείγματα κεκλιμένων επιπέδων περιλαμβάνουν ράμπες, κεκλιμένους δρόμους και λόφους, άροτρα, καλέμια, τσεκούρια, ξυλουργικά επίπεδα και σφήνες.

Ερ: Ποιο είναι το τυπικό παράδειγμα κεκλιμένου επιπέδου;

Α: Το τυπικό παράδειγμα κεκλιμένου επιπέδου είναι μια κεκλιμένη επιφάνεια, όπως ένας δρόμος ή μια γέφυρα σε διαφορετικό ύψος.

Ερ: Ποια είναι μια άλλη απλή μηχανή που βασίζεται στο κεκλιμένο επίπεδο;

Α: Η λεπίδα είναι μια άλλη απλή μηχανή που βασίζεται στο κεκλιμένο επίπεδο, όπου δύο κεκλιμένα επίπεδα τοποθετημένα πλάτη με πλάτη επιτρέπουν στα δύο μέρη ενός κομμένου αντικειμένου να απομακρύνονται μεταξύ τους χρησιμοποιώντας λιγότερη δύναμη.

Ερ: Πώς ένα κεκλιμένο επίπεδο επιτρέπει τη χρήση λιγότερης δύναμης για τη μετακίνηση ενός αντικειμένου;

Α: Ένα κεκλιμένο επίπεδο μειώνει τη δύναμη που απαιτείται για τη μετακίνηση ενός αντικειμένου επειδή αυξάνει την απόσταση κατά την οποία εφαρμόζεται η δύναμη.

Ερ: Ποια είναι μερικά καθημερινά παραδείγματα κεκλιμένων επιπέδων;

Α: Ορισμένα καθημερινά παραδείγματα κεκλιμένων επιπέδων περιλαμβάνουν ράμπες για αναπηρικά αμαξίδια, ράμπες για πεζούς και ράμπες που χρησιμοποιούνται στο skateboard.

Ερ: Πώς είναι χρήσιμα τα κεκλιμένα επίπεδα στην καθημερινή ζωή;

Α: Τα κεκλιμένα επίπεδα είναι χρήσιμα στην καθημερινή ζωή επειδή επιτρέπουν τη χρήση λιγότερης δύναμης για τη μετακίνηση αντικειμένων, καθιστώντας τις σωματικές εργασίες ευκολότερες και λιγότερο επίπονες.