Sklon

Čo je naklonené lietadlo?

On sklon Je to jednoduchý stroj, ktorý pozostáva z plochého povrchu, ktorý tvorí uhol vzhľadom na vodorovné. Jeho účelom je znížiť úsilie potrebné na zvýšenie objektu do určitej výšky.

Bežné použitie je zvýšenie veľkého zaťaženia na plošinu stavebníctva alebo vozidla. Zo skúseností vieme, že týmto spôsobom sa úsilie zníži výmenou za zvýšenie vzdialenosti k cestovaniu.

Takže namiesto toho, aby sa vertikálne zvýšila výška H. Potom povrch prispieva k vyváženiu časti objektu objektu, konkrétne vertikálnej zložky toho istého.

Aplikovaná sila F Je zodpovedný za pohyb horizontálnej zložky hmotnosti, ktorej veľkosť je menšia ako veľkosť samotnej hmotnosti. Preto veľkosť F je menšia ako veľkosť sily potrebnej na priame zvýšenie tela.

Sa nazýva zníženie potrebného úsilia Mechanická výhoda, Princíp, ktorý objavil veľký fyzik staroveku Archimedes of Syrakúzy (287-212 až.C). Väčšia mechanická výhoda, na vykonanie úlohy je potrebné vynaložiť menšie úsilie.

Príklady naklonených lietadiel

Jednoduché stroje, ako napríklad naklonená lietadlo, sú známe z praveku. Prví ľudia použili rezné nástroje vyrobené z kameňa na výrobu šípov na lov a rezanie dreva na výrobu riadu.

Mechanická výhoda M jednoduchého stroja je definovaná ako pomer medzi veľkosťou výstupnej sily a veľkosťou vstupnej sily. Je to preto bezrozmerná suma.

Môže ti slúžiť: mesiac

Všeobecne je veľkosť výstupnej sily väčšia ako vchod a m> 1. Existujú však veľmi jemné úlohy, ktoré si zaslúžia zníženie výstupnej sily, ako je to v prípade pinzet, pre ktoré m < 1.

Ako príklady uplatňovania nakloneného lietadla, ktoré máme:

Rampy

Rampa uľahčuje, že motocykel je na úrovni potrebnej na pohodlné umiestnenie na nákladný automobil k nákladnému automobilu. Zdroj: Wikimedia Commons.

Rampy sú užitočné na zdvíhanie ťažkých predmetov v určitej výške, čo si vyžaduje použitie sily menšej veľkosť ako hmotnosť objektu.

Mechanická výhoda m hladkej rampy, bez trenia, sa vypočíta tak, že kvocient medzi jeho dĺžkou, nazývanou „D“ a jeho výškou, označený ako „H“:

M = d / h

V praxi sa však medzi povrchmi trenie trenie, preto je skutočná mechanická výhoda o niečo nižšia ako m (pozri cvičenie vyriešené 2).

Kliny

Klin je jednoduchý stroj, ktorý sa používa na rezanie a prácu. Je schopný prekonať odpor materiálu cez okraj a aplikovať sily v opačných zmysloch, ako je vidieť na obrázku napravo. Zdroj: Wikimedia Commons.

Pozostávajú z dvojitého nakloneného roviny vyrobenej z odolného materiálu s dvoma kontaktnými povrchmi, ktoré poskytujú veľké trecie sily v dôsledku okraja, ktorý sa tvorí na okraji.

Edge je schopný prekonať odpor materiálu a rozdeliť ho na kúsky pomocou kladiva, aby ste použili silu. Použitie klinu sa rozširuje na mango Adosar ako seker.

Môže vám slúžiť: Aká je elektrina? (S experimentom)

Nože, sekery a sekáče sú dobrými príkladmi použitia klinov ako rezných nástrojov. Túto formu tiež majú prerezané zuby ľudí, aby sa jedlo rozrezalo na menšie a žuvacie kúsky.

Čím dlhší je klin a najmenší uhol na okraji, tým väčšia je mechanická výhoda nástroja, ktorý je daný:

M = 1 / tg a

Kde a je uhol na okraji. Porálne formy, ako sú kliny, slúžia iba na prekonanie odporu dreva. Vozidlá, ako sú lietadlá a člny.

Skrutky

Na inom zariadení s každodenným používaním je naklonená rovina, ktorá sa používa na opravu kusov: skrutka. Závit skrutky je naklonená rovina, ktorá sa valí okolo valcovej osi skrutky.

Použije sa vstupná sila F_Jo Na skrutku a pri otáčaní otáčania veľkosti 2πr, kde R je polomer, skrutka postupuje vzdialenosť p, nazývaná prešiel. Táto vzdialenosť je tá, ktorá oddeľuje dve po sebe idúce závity skrutiek.

Sily, ktoré pôsobia na objekt v naklonenej rovine

Normálny

Obrázok zobrazuje diagram voľného tela objektu na naklonenej rovine v uhle a. Za predpokladu, že neexistujú žiadne trenie, sily pôsobiace na objekt sú: normálne N, vyvíjané kolmo a W Hmotnosť, ktorá je zvislá.

Schéma voľného tela pre telo v naklonenej rovine bez trenia. Pri absencii sily, ktorá ju drží, telo skĺzne z kopca. Zdroj: Wikimedia Commons.

Zložka hmotnosti v normálnom smere je w_a, že táto normálna kompenzuje, pretože objekt sa nepohybuje nad rovinou, ale rovnobežne s ňou. Sila F to sa uplatňuje na objekt, musí aspoň kompenzovať komponent w_X aby objekt stúpa cez naklonenú rovinu.

Môže vám slúžiť: moderná fyzikaTento voľný diagram tela ukazuje objekt, ktorý vystúpi, podliehajúci kinetickým trením a silou, ktorá ho robí nahrávaním, rovnobežne s rovinou. Zdroj: Wikimedia Commons/F. Zapata.

Normálne, hmotnosť a kinetické trenie

Ak sa zvažuje trenie, malo by sa zohľadniť, že vždy proti pohybu alebo možnému pohybu. Keď sa objekt pohybuje na povrchu naklonenej roviny, kinetické trenie pôsobí, ak objekt stúpa, kinetické trenie F_{klimatizovať} Je nasmerovaný opačným smerom a sila F musí mať tiež na starosti jeho porážku.

Cvičenie

Nájdite uhol, ktorý musí mať špička klinu, aby jeho mechanická výhoda bola 10.

Riešenie

V predchádzajúcich častiach sa zistilo, že mechanická výhoda m klinov bola daná:

M = 1 / tg a

Ak m musí mať hodnotu 10:

1 / tg a = 10

TG a = 1/10 → α = 5.71 °