Επιτάχυνση κεκλιμένο επίπεδο

Εισαγωγή 

Όταν ένα αντικείμενο τοποθετείται σε μια κεκλιμένη επιφάνεια, ως αποτέλεσμα θα γλιστράει συχνά προς τα κάτω στην επιφάνεια. Το πόσο γρήγορα ένα αντικείμενο γλιστράει κάτω από μια επιφάνεια καθορίζεται από το πόσο κεκλιμένη είναι η επιφάνεια. Όσο πιο γερμένη είναι η επιφάνεια, τόσο πιο γρήγορα ένα αντικείμενο γλιστράει προς τα κάτω. Ένα κεκλιμένο επίπεδο είναι ένας όρος που χρησιμοποιείται στη φυσική για να περιγράψει μια κεκλιμένη επιφάνεια. Έχει παρατηρηθεί ότι τα αντικείμενα επιταχύνουν προς τα κάτω κεκλιμένα επίπεδα ως αποτέλεσμα μιας ανομοιόμορφης δύναμης. Απαιτείται διερεύνηση των δυνάμεων που δρουν σε ένα αντικείμενο σε κεκλιμένο επίπεδο για την πλήρη κατανόηση αυτού του είδους της κίνησης και των αιτιών της. Κάθε φορά που ένα αντικείμενο τοποθετείται σε ένα κεκλιμένο επίπεδο, υπάρχουν πάντα τουλάχιστον δύο δυνάμεις που δρουν σε αυτό:η δύναμη της βαρύτητας και η κανονική δύναμη. Η βαρυτική δύναμη (γνωστή και ως βάρος) δρα με κατεύθυνση προς τα κάτω, ενώ η κανονική δύναμη δρα σε κατεύθυνση κάθετη προς την επιφάνεια στην οποία δρα (στην πραγματικότητα, η κανονική σημαίνει «κάθετη»).

Κεκλιμένο επίπεδο επιτάχυνσης 

Αναλογικά με τη γωνία κλίσης, η συνιστώσα της δύναμης παράλληλη προς την κλίση αυξάνεται, ενώ η συνιστώσα της δύναμης που είναι κάθετη στην κλίση μειώνεται όσο αυξάνεται η γωνία. Όταν το διάνυσμα βάρους επιταχύνεται, αυτό οφείλεται στην παράλληλη συνιστώσα του διανύσματος. Έτσι, με αυξανόμενους βαθμούς κλίσης, οι επιταχύνσεις είναι μεγαλύτερες.

Ποια είναι η επίδραση της κλίσης στην επιτάχυνση;

Η αύξηση της κλίσης της κλίσης αυξάνει τη συνιστώσα της βαρυτικής δύναμης που ασκεί το καρότσι, αναγκάζοντάς το να κινείται πιο γρήγορα ως αποτέλεσμα της αυξημένης συνιστώσας της βαρυτικής δύναμης.

Τι προκαλεί την επιτάχυνση ενός αντικειμένου σε κεκλιμένο επίπεδο;

Έχει παρατηρηθεί ότι τα αντικείμενα επιταχύνουν προς τα κάτω κεκλιμένα επίπεδα ως αποτέλεσμα μιας ανομοιόμορφης δύναμης. Απαιτείται διερεύνηση των δυνάμεων που ασκούνται σε ένα αντικείμενο σε κεκλιμένο επίπεδο για την πλήρη κατανόηση αυτού του είδους της κίνησης και των αιτιών της.

Μάζα επιτάχυνσης με κλίση επιπέδου 

Επιτάχυνση =m/s, αλλά η ελεύθερη πτώση επιταχύνεται στα 9,8 m/s2. Ας υποθέσουμε ότι η κλίση έχει ύψος h=m, και ο χρόνος που χρειάζεται για να γλιστρήσει προς τα κάτω στην κλίση από την ηρεμία είναι t=δευτερόλεπτα, σε αντίθεση με τον χρόνο που χρειάζεται για να πέσει από αυτό το ύψος, που είναι t=δευτερόλεπτα. Η ταχύτητα στο κάτω μέρος της κλίσης θα μετρηθεί σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο.

Ο τύπος για ένα κεκλιμένο επίπεδο είναι ο εξής:

Για να το θέσουμε μαθηματικά, η δύναμη F που απαιτείται για να μετακινηθεί ένα μπλοκ D προς τα πάνω σε ένα κεκλιμένο επίπεδο χωρίς τριβή είναι ίση με το βάρος W επί την αμαρτία της γωνίας που σχηματίζει το κεκλιμένο επίπεδο σε σχέση με την κατακόρυφο. F =W αμαρτία.

Επιτάχυνση 

Η επιτάχυνση είναι ο όρος που χρησιμοποιούμε για να περιγράψουμε οποιαδήποτε διαδικασία κατά την οποία η ταχύτητα ενός κινούμενου αντικειμένου ποικίλλει. Επειδή η ταχύτητα είναι ταυτόχρονα μέτρο ταχύτητας και μέτρο κατεύθυνσης, υπάρχουν μόνο δύο τρόποι για να επιταχύνετε:είτε να αυξήσετε την ταχύτητά σας είτε να μειώσετε την κατεύθυνσή σας—ή και τα δύο.

Σταθερή επιτάχυνση και η σημασία της

Μερικές φορές, ένα επιταχυνόμενο αντικείμενο μεταβάλλει την ταχύτητά του κατά την ίδια ποσότητα κάθε δευτερόλεπτο, παρόλο που κινείται πιο γρήγορα. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως στην προηγούμενη παράγραφο, ο παραπάνω πίνακας δεδομένων απεικονίζει ένα στοιχείο του οποίου η ταχύτητα αλλάζει κατά 10 m/s για κάθε δευτερόλεπτο που περνά ανάμεσά τους. Λόγω του γεγονότος ότι η ταχύτητα μεταβάλλεται κατά ένα σταθερό ποσό κάθε δευτερόλεπτο, αυτό αναφέρεται ως σταθερή επιτάχυνση (CA). Ένα αντικείμενο σταθερής επιτάχυνσης δεν πρέπει να συγχέεται με ένα αντικείμενο σταθερής ταχύτητας, το οποίο είναι το αντίστροφο του πρώτου. Μην παρασυρθείτε από την προσποίηση! Ο όρος «επιταχυνόμενο αντικείμενο» αναφέρεται σε ένα αντικείμενο που μεταβάλλει την ταχύτητά του, είτε κατά σταθερό ποσοστό είτε κατά μεταβλητό ποσοστό. Επιπλέον, ένα αντικείμενο που ταξιδεύει με σταθερή ταχύτητα δεν επιταχύνεται. Οι πίνακες δεδομένων που ακολουθούν δείχνουν τις κινήσεις των αντικειμένων που κινούνται με σταθερή επιτάχυνση και των αντικειμένων που κινούνται με μεταβαλλόμενη επιτάχυνση. Πρέπει να σημειωθεί ότι η ταχύτητα κάθε αντικειμένου αλλάζει.

Συμπέρασμα 

Ένα κεκλιμένο επίπεδο είναι ένας όρος που χρησιμοποιείται στη φυσική για να περιγράψει μια κεκλιμένη επιφάνεια. Τα αντικείμενα επιταχύνουν προς τα κάτω κεκλιμένα επίπεδα ως αποτέλεσμα μιας ανομοιόμορφης δύναμης. Αναλογικά με τη γωνία κλίσης, αυξάνεται η συνιστώσα της δύναμης παράλληλη προς την κλίση. Η συνιστώσα των δυνάμεων που ασκούνται σε ένα αντικείμενο σε κεκλιμένο επίπεδο μειώνεται όσο αυξάνεται η γωνία. Η επιτάχυνση είναι ο όρος που χρησιμοποιούμε για να περιγράψουμε οποιαδήποτε διαδικασία στην οποία η ταχύτητα ενός κινούμενου αντικειμένου ποικίλλει.

Τα αντικείμενα επιταχύνουν προς τα κάτω κεκλιμένα επίπεδα ως αποτέλεσμα μιας ανομοιόμορφης δύναμης. Απαιτείται διερεύνηση των δυνάμεων που ασκούνται σε ένα αντικείμενο σε κεκλιμένο επίπεδο για την πλήρη κατανόηση αυτού του είδους της κίνησης.