Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Wat is de kracht die nodig is om het object een helling van 15 graden omhoog te duwen?

U hebt meer informatie nodig om de kracht te bepalen die nodig is om een ​​object een helling van 15 graden op te duwen. Dit is waarom en wat je moet weten:

factoren die de kracht beïnvloeden:

* massa van het object: Hoe zwaarder het object, hoe meer kracht je nodig hebt om het te verplaatsen.

* wrijvingscoëfficiënt: De wrijving tussen het object en het hellingsoppervlak bestand tegen beweging. Een hogere wrijvingscoëfficiënt vereist meer kracht.

* Of het object met een constante snelheid beweegt of versnelt: Als u wilt dat het object met een constante snelheid bewoog, moet de kracht die u toepast gelijk is aan de krachten die zich verzetten tegen zijn beweging. Als je wilt dat het versnelt, heb je meer kracht nodig.

Hoe de kracht te berekenen:

1. Vrij lichaamsdiagram: Teken een vrij lichaamsdiagram van het object op de helling. Dit zal alle krachten laten zien die erop handelen.

2. Forces:

* gewicht (mg): Deze kracht werkt verticaal naar beneden.

* Normale kracht (N): Deze kracht werkt loodrecht op het hellingoppervlak.

* Wrijvingskracht (F): Deze kracht werkt parallel aan het hellingoppervlak, tegengestelde beweging.

* toegepaste kracht (f): Dit is de kracht die u aanbrengt om het object de helling op te duwen.

3. Los krachten op: Los de gewichtskracht op in componenten parallel en loodrecht op de helling.

* Component parallel aan de neiging: mg sin (15 °)

* component loodrecht op helling: mg cos (15 °)

4. Vergelijkingen:

* voor constante snelheid: F =mg sin (15 °) + f

* voor versnelling: F =ma + mg sin (15 °) + f

* Wrijving: f =μn (waarbij μ de wrijvingscoëfficiënt is)

Om een ​​numeriek antwoord te krijgen, hebt u: nodig

* massa (m) van het object

* wrijvingscoëfficiënt (μ) tussen het object en de helling

* gewenste versnelling (a), indien geen

Voorbeeld:

Stel dat u een object van 10 kg hebt op een helling van 15 graden met een wrijvingscoëfficiënt van 0,2. Je wilt hem met een constante snelheid op de helling duwen.

* Gewicht: mg =(10 kg) (9,8 m/s²) =98 n

* Normale kracht: N =mg cos (15 °) =98 n * cos (15 °) ≈ 94,6 n

* Wrijving: f =μn =0,2 * 94,6 n ≈ 18,9 n

* Force nodig: F =mg sin (15 °) + f =98 n * sin (15 °) + 18,9 n ≈ 42,3 n

Daarom heb je een kracht van ongeveer 42,3 N nodig om het object met een constante snelheid de helling omhoog te duwen.