Wetenschap
1. Betrokken krachten
* zwaartekracht (gewicht): De zwaartekracht werkt recht naar beneden op de krat. We kunnen deze kracht in twee componenten breken:
* Forceer parallel aan de helling (f_parallel): Deze component probeert de krat in het vliegtuig te trekken.
* kracht loodrecht op de helling (f_perpendiculair): Deze component drukt de krat tegen het vlak.
* normale kracht (f_normal): Dit is de kracht die door het vlak op de krat wordt uitgeoefend, loodrecht op het oppervlak. Het balanceert de loodrechte component van de zwaartekracht.
* Wrijvingskracht (F_Friction): Deze kracht verzet zich tegen de beweging van de krat en handelt parallel aan het vliegtuig, tegenover F_Parallel.
2. Berekeningen
* Forceer parallel aan de helling (f_parallel):
F_parallel =mg * sin (theta)
waar:
* m =massa van de krat
* g =versnelling als gevolg van zwaartekracht (ongeveer 9,8 m/s²)
* theta =hoek van de helling (35 graden)
* normale kracht (f_normal):
F_normal =mg * cos (theta)
* Maximale statische wrijvingskracht (f_friction_max):
F_friction_max =μ_s * f_normal
waar:
* μ_s =statische wrijvingscoëfficiënt (0,65)
3. Vergelijking
* if f_parallel> f_friction_max: De krat zal van het vlak glijden omdat de kracht die het naar beneden trekt groter is dan de maximale kracht die wrijving kan bieden om het op zijn plaats te houden.
* Als f_parallel ≤ f_friction_max: De krat blijft in rust omdat de kracht van statische wrijving sterk genoeg is om de component van de zwaartekracht tegen te gaan die het langs de helling trekt.
4. Samenstellen
Omdat we de massa van de krat (M) niet kennen, kunnen we de exacte krachten niet berekenen. We kunnen echter de voorwaarde bepalen voor de krat om te glijden:
* De krat glijdt door het vlak als: mg * sin (35 °)> μ_s * mg * cos (35 °)
* het vereenvoudigen van de ongelijkheid: sin (35 °)> μ_s * cos (35 °)
* De gegeven waarden vervangen: sin (35 °)> 0,65 * cos (35 °)
Berekening:
* Sin (35 °) ≈ 0,574
* 0,65 * cos (35 °) ≈ 0,532
Conclusie:
Aangezien Sin (35 °) groter is dan 0,65 * cos (35 °), schuift de krat door het vlak.
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com