力を理解する
* 重力(重量): ブロックは重力のために下向きの力を経験します。これはその重量と呼ばれます(mg、「m」は質量、「g」は重力による加速です)。
* 通常の力: 傾斜面は表面に垂直なブロックを押し戻し、通常の力を作り出します。
* 張力: 文字列はブロックを引っ張り、張力を引き出します。
無料のボディ図
ブロックの自由なボディ図を描きます。これは、ブロックに作用するすべての力の視覚的表現です。
*傾斜面にブロックを描きます。
*ブロックからまっすぐ下に向けて矢印を描き、重力(mg)を表します。
*通常の力(n)を表すために、ブロックから離れて傾斜面に垂直な矢印を描きます。
*張力力(t)を表すために、傾斜面に平行に平行に平行に矢印を描きます。
力の解決
ブロックは動きがないため(平衡状態で)、力のバランスが取れなければなりません。力を傾斜面と平行および垂直に分割する必要があります。
* 傾斜面に平行:
*重力には、平面に平行な成分があります:mg * sin(theta)。ここで、シータは傾斜の角度です。
*緊張はこの方向に直接作用します。
* 傾斜面に垂直:
*重力には、平面に垂直な成分があります:mg * cos(theta)。
*通常の力はこのコンポーネントのバランスを取ります。
ニュートンの法律の適用
* ニュートンの最初の法則: 安静時のオブジェクトは、正味の力によって行動されない限り、安静になります。ブロックは動かないため、両方向に作用する正味の力(平面と平行および垂直)はゼロでなければなりません。
* 平面に平行: 力は張力(t)上向きで、重力の成分は下方にあります(mg * sin(theta))。 これらはバランスをとる必要があるため:
* t =mg * sin(シータ)
結論
弦の張力の大きさは、傾斜平面に平行作用するブロックの重量の成分に等しくなります。これは次のように計算できます。
t =mg * sin(theta)
どこ:
* tは文字列の張力です
* mはブロックの質量です
* Gは重力による加速です(約9.8 m/s²)
*シータは傾斜の角度です