Μειώστε πώς η αύξηση της μάζας ενός κινούμενου αντικειμένου θα αυξήσει την ταχύτητά του κάτω από την κλίση;

Η αύξηση της μάζας ενός κινούμενου αντικειμένου δεν θα Αυξήστε την ταχύτητά του κάτω από μια κλίση. Στην πραγματικότητα, το αντίθετο ισχύει. Εδώ είναι γιατί:

Ο δεύτερος νόμος κίνησης του Νεύτωνα:

* f =ma (Η δύναμη ισούται με την επιτάχυνση των μαζικών χρόνων)

δυνάμεις που δρουν σε ένα αντικείμενο κάτω από μια κλίση:

* βαρύτητα: Τραβά το αντικείμενο προς τα κάτω.

* Κανονική δύναμη: Σπρώχνει το αντικείμενο κάθετο στην κλίση.

* τριβή: Αντιτίθεται στην κίνηση του αντικειμένου κάτω από την κλίση.

Η σχέση μεταξύ μάζας και ταχύτητας:

1. Αυξημένη μάζα, αυξημένη δύναμη: Ένα βαρύτερο αντικείμενο βιώνει μια μεγαλύτερη βαρυτική δύναμη που το τραβάει κάτω από την κλίση.

2. Αυξημένη μάζα, μειωμένη επιτάχυνση: Ωστόσο, λόγω της σχέσης στο δεύτερο νόμο του Νεύτωνα, μια μεγαλύτερη μάζα απαιτεί επίσης μεγαλύτερη δύναμη για την επίτευξη της ίδιας επιτάχυνσης.

3. Η καθαρή δύναμη παραμένει σχετικά σταθερή: Ενώ η βαρυτική δύναμη αυξάνεται με τη μάζα, η δύναμη τριβής τείνει επίσης να αυξηθεί (λόγω της αυξημένης περιοχής επαφής και ενδεχομένως αυξημένη φυσιολογική δύναμη). Αυτό σημαίνει ότι η καθαρή δύναμη (η διαφορά μεταξύ των δυνάμεων βαρύτητας και της τριβής) παραμένει σχετικά σταθερή ή μπορεί ακόμη και να μειωθεί ελαφρώς.

4. Μειωμένη επιτάχυνση, μειωμένη ταχύτητα: Δεδομένου ότι η επιτάχυνση είναι ο ρυθμός μεταβολής της ταχύτητας, μια μειωμένη καθαρή δύναμη οδηγεί σε χαμηλότερη επιτάχυνση. Μια χαμηλότερη επιτάχυνση σημαίνει ότι το αντικείμενο θα κερδίσει την ταχύτητα πιο αργά, με αποτέλεσμα χαμηλότερη τελική ταχύτητα.

Συνοπτικά:

Η αύξηση της μάζας ενός αντικειμένου κάτω από μια κλίση θα αυξήσει τη βαρυτική δύναμη ενεργώντας σε αυτό, αλλά θα αυξήσει επίσης την αδράνεια του , απαιτώντας μεγαλύτερη δύναμη για την ίδια επιτάχυνση. Αυτό οδηγεί σε μια μείωση της καθαρής δύναμης και μια μείωση της επιτάχυνσης , τελικά με αποτέλεσμα μια χαμηλότερη τελική ταχύτητα .

Σημαντική σημείωση: Αυτό προϋποθέτει ότι το υλικό κλίσης και επιφάνειας παραμένει το ίδιο. Εάν επρόκειτο να αλλάξετε τη γωνία κλίσης ή να χρησιμοποιήσετε μια επιφάνεια με λιγότερη τριβή, η τελική ταχύτητα θα μπορούσε να επηρεαστεί διαφορετικά.