Πόση δύναμη χρησιμοποιείται για να ωθήσει ένα κιβώτιο 250 N σε ένα κεκλιμένο επίπεδο μήκους 12 μέτρων;

Χρειάζεστε περισσότερες πληροφορίες για να καθορίσετε τη δύναμη που απαιτείται για να προωθήσετε το πλαίσιο μέχρι το κεκλιμένο επίπεδο. Εδώ γιατί και τι πρέπει να ξέρετε:

Παράγοντες που επηρεάζουν τη δύναμη:

* γωνία της κλίσης: Όσο πιο απότομος είναι η κλίση, τόσο περισσότερη δύναμη απαιτείται για να ωθήσει το κουτί. Πρέπει να γνωρίζουμε τη γωνία του κεκλιμένου επιπέδου.

* τριβή: Υπάρχει τριβή μεταξύ του κουτιού και του κεκλιμένου επιπέδου; Αν ναι, πρέπει να γνωρίζουμε τον συντελεστή τριβής.

* σταθερή ταχύτητα: Υποθέτουμε ότι το κουτί ωθείται με σταθερή ταχύτητα; Αν ναι, αυτό σημαίνει ότι η καθαρή δύναμη που ενεργεί στο κουτί είναι μηδέν και η δύναμη που εφαρμόζεται πρέπει να ισούται με τη δύναμη της βαρύτητας που δρα στο κουτί κατά μήκος της κλίσης συν κάθε τριβή.

Εδώ μπορείτε να προσεγγίσετε το πρόβλημα με τις απαραίτητες πληροφορίες:

1. Υπολογίστε το συστατικό της βαρύτητας που ενεργεί κάτω από την κλίση:

* Αφήστε τη γωνία της κλίσης να είναι "θ".

* Το συστατικό της βαρύτητας που ενεργεί κάτω από την κλίση είναι:mg sin (θ)

* όπου το «m» είναι η μάζα του κιβωτίου (250 n/9.8 m/s2 =25.5 kg) και το «g» είναι η επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (9.8 m/s2).

2. Υπολογίστε τη δύναμη τριβής (εάν ισχύει):

* Η δύναμη τριβής είναι:μ * n

* Όπου το μ 'είναι ο συντελεστής τριβής και το' n 'είναι η κανονική δύναμη που ενεργεί στο κουτί. Η κανονική δύναμη είναι ίση με το Mg Cos (θ) σε αυτή την περίπτωση.

3. Υπολογίστε τη συνολική δύναμη που απαιτείται:

* Εάν το κουτί κινείται με σταθερή ταχύτητα, η δύναμη που απαιτείται για να την ωθήσει είναι το άθροισμα της δύναμης λόγω βαρύτητας και της δύναμης τριβής:

* Δύναμη =mg sin (θ) + μ * mg cos (θ)

Παράδειγμα:

Ας υποθέσουμε ότι η κλίση είναι σε γωνία 30 μοιρών και ο συντελεστής τριβής είναι 0,2.

* Δύναμη λόγω βαρύτητας =(25,5 kg) * (9,8 m/s2) * sin (30 °) =124,7 n

* Δύναμη τριβής =0,2 * (25,5 kg) * (9,8 m/s2) * cos (30 °) =43,1 n

* Απαιτείται συνολική δύναμη =124,7 N + 43,1 N =167,8 N

ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ: Το μήκος του κεκλιμένου επιπέδου (12 m) δεν απαιτείται άμεσα για τον υπολογισμό της δύναμης. Μπορεί να είναι σχετικό αν θέλετε να υπολογίσετε την εργασία που έγινε, αλλά όχι η ίδια η δύναμη.