力に影響する要因:
* オブジェクトの質量: オブジェクトが重いほど、より多くの力を動かす必要があります。
* 摩擦係数: オブジェクトと傾斜面の間の摩擦は動きに抵抗します。摩擦係数が高いと、より多くの力が必要です。
* オブジェクトが一定の速度で移動しているのか、加速しているのか: オブジェクトを一定の速度で移動させたい場合、適用する力は、その動きに反対する力に等しくなければなりません。加速したい場合は、さらに力が必要です。
力を計算する方法:
1。自由ボディ図: 傾斜にオブジェクトの自由なボディ図を描きます。これは、それに作用するすべての力を示します。
2。力:
* 重量(mg): この力は垂直に下方に作用します。
* 通常の力(n): この力は、傾斜表面に対して垂直に作用します。
* 摩擦力(f): この力は、反対の動き、傾斜面と平行に作用します。
* 適用力(f): これは、オブジェクトを傾斜に押し上げるために適用する力です。
3。力: 重量を傾斜に対して平行および垂直にコンポーネントに分解します。
* 傾斜に平行なコンポーネント: mg sin(15°)
* 傾斜に垂直な成分: mg cos(15°)
4。方程式:
一定速度の場合は f =mg sin(15°) + f
* 加速度: f =ma + mg sin(15°) + f
* 摩擦: f =μn(ここでμは摩擦係数)
数値の答えを得るには、が必要です
* オブジェクトの質量(m)
* オブジェクトと傾斜の間の摩擦係数(μ)
* 希望の加速(a)、の場合
例:
0.2の摩擦係数を持つ15度の傾斜に10 kgのオブジェクトがあるとしましょう。あなたはそれを一定の速度で傾斜を押し上げたいです。
* 重量: mg =(10 kg)(9.8 m/s²)=98 n
* 通常の力: n =mg cos(15°)=98 n * cos(15°)≈94.6n
* 摩擦: f =μn=0.2 * 94.6n≈18.9n
* 必要な力: f =mg sin(15°) + f =98 n * sin(15°) + 18.9n≈42.3n
したがって、オブジェクトを一定の速度で傾斜を上に押し上げるには、約42.3 Nの力が必要です。