Inzicht in de krachten

* zwaartekracht (gewicht): Het blok ervaart een neerwaartse kracht als gevolg van de zwaartekracht, die we zijn gewicht noemen (mg, waarbij 'm' de massa is en 'g' de versnelling is als gevolg van de zwaartekracht).

* Normale kracht: Het hellende vlak duwt terug op het blok loodrecht op het oppervlak, waardoor een normale kracht ontstaat.

* spanning: De string trekt aan het blok en creëert spanning.

Vrije lichaamsdiagram

Teken een vrij lichaamsdiagram van het blok. Dit is een visuele weergave van alle krachten die op het blok werken.

* Teken het blok op het hellende vlak.

* Teken een pijl die recht naar beneden wijst uit het blok om de zwaartekracht (mg) weer te geven.

* Teken een pijl loodrecht op het hellende vlak, weg van het blok, om de normale kracht (n) weer te geven.

* Teken een pijl parallel aan het hellende vlak, naar boven gericht, om de spanningskracht (t) weer te geven.

Krachten oplossen

Omdat het blok onbeweeglijk (in evenwicht) is, moeten de krachten in evenwicht zijn. We moeten de krachten oplossen in componenten parallel en loodrecht op het hellende vlak:

* parallel aan het hellende vlak:

* Zwaartekracht heeft een component parallel aan het vlak:mg * sin (theta), waarbij theta de hoek van de helling is.

* Spanning werkt rechtstreeks in deze richting.

* loodrecht op het hellende vlak:

* Gravity heeft een component loodrecht op het vlak:mg * cos (theta).

* De normale kracht balanceert deze component.

De wetten van Newton toepassen

* de eerste wet van Newton: Een voorwerp in rust blijft in rust, tenzij het wordt opgevolgd door een netto kracht. Omdat het blok onbeweeglijk is, moet de netto kracht die erop werkt in beide richtingen (parallel en loodrecht op het vlak) nul zijn.

* Parallel aan het vlak: De krachten zijn spanning (t) omhoog en het onderdeel van de zwaartekracht naar beneden (mg * sin (theta)). Omdat deze in evenwicht moeten zijn:

* T =mg * sin (theta)

Conclusie

De grootte van de spanning in de string is gelijk aan de component van het gewicht van het blok dat parallel aan het hellende vlak werkt. Dit kan worden berekend als:

t =mg * sin (theta)

Waar:

* T is de spanning in de string

* M is de massa van het blok

* G is de versnelling als gevolg van de zwaartekracht (ongeveer 9,8 m/s²)

* theta is de hoek van de helling