Ένα μπλοκ μάζας κρατιέται ακίνητο σε ένα επίπεδο με τριβή με τριβή με τη συμβολοσειρά που συνδέεται με κάθετο τοίχο ποια είναι η τάση μεγέθους στη συμβολοσειρά;
Κατανόηση των δυνάμεων
* βαρύτητα (βάρος): Το μπλοκ βιώνει μια προς τα κάτω δύναμη λόγω της βαρύτητας, την οποία ονομάζουμε βάρος του (MG, όπου το «M» είναι η μάζα και το «G» είναι η επιτάχυνση λόγω βαρύτητας).
* Κανονική δύναμη: Το κεκλιμένο επίπεδο σπρώχνει πίσω στο μπλοκ κάθετα στην επιφάνεια, δημιουργώντας μια κανονική δύναμη.
* Τάση: Η συμβολοσειρά τραβά στο μπλοκ, δημιουργώντας ένταση.
ΔΩΡΕΑΝ Διάγραμμα σώματος
Σχεδιάστε ένα ελεύθερο διάγραμμα σώματος του μπλοκ. Αυτή είναι μια οπτική αναπαράσταση όλων των δυνάμεων που δρουν στο μπλοκ.
* Σχεδιάστε το μπλοκ στο κεκλιμένο επίπεδο.
* Σχεδιάστε ένα βέλος που δείχνει κατ 'ευθείαν κάτω από το μπλοκ για να αντιπροσωπεύει τη δύναμη της βαρύτητας (MG).
* Σχεδιάστε ένα βέλος κάθετο στο κεκλιμένο επίπεδο, δείχνοντας μακριά από το μπλοκ, για να αντιπροσωπεύει την κανονική δύναμη (n).
* Σχεδιάστε ένα βέλος παράλληλο με το κεκλιμένο επίπεδο, δείχνοντας προς τα πάνω, για να αντιπροσωπεύει τη δύναμη τάσης (t).
Δυνάμεις επίλυσης
Δεδομένου ότι το μπλοκ είναι ακίνητο (σε ισορροπία), οι δυνάμεις πρέπει να εξισορροπούν. Πρέπει να επιλύσουμε τις δυνάμεις σε συστατικά παράλληλα και κάθετα προς το κεκλιμένο επίπεδο:
* παράλληλα με το κεκλιμένο επίπεδο:
* Η βαρύτητα έχει ένα συστατικό παράλληλο με το επίπεδο:mg * sin (theta), όπου Theta είναι η γωνία της κλίσης.
* Η ένταση λειτουργεί άμεσα προς αυτή την κατεύθυνση.
* κάθετο στο κεκλιμένο επίπεδο:
* Η βαρύτητα έχει ένα συστατικό κάθετο στο επίπεδο:mg * cos (theta).
* Η κανονική δύναμη ισορροπεί αυτό το στοιχείο.
Εφαρμογή των νόμων του Νεύτωνα
* Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα: Ένα αντικείμενο σε ηρεμία θα παραμείνει σε κατάσταση ηρεμίας εκτός εάν ενεργήσει από μια καθαρή δύναμη. Δεδομένου ότι το μπλοκ είναι ακίνητο, η καθαρή δύναμη που ενεργεί σε αυτό και στις δύο κατευθύνσεις (παράλληλα και κάθετα στο επίπεδο) πρέπει να είναι μηδέν.
* παράλληλα με το αεροπλάνο: Οι δυνάμεις είναι ένταση (t) προς τα πάνω και το συστατικό της βαρύτητας προς τα κάτω (mg * sin (theta)). Δεδομένου ότι αυτά πρέπει να ισορροπούν:
* T =mg * sin (theta)
Συμπέρασμα
Το μέγεθος της τάσης στη συμβολοσειρά είναι ίσο με το συστατικό του βάρους του μπλοκ που ενεργεί παράλληλα με το κεκλιμένο επίπεδο. Αυτό μπορεί να υπολογιστεί ως:
t =mg * sin (theta)
Οπου:
* T είναι η ένταση στη συμβολοσειρά
* m είναι η μάζα του μπλοκ
* Το G είναι η επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (περίπου 9,8 m/s²)
* Το Theta είναι η γωνία της κλίσης
