Inzicht in de krachten

* zwaartekracht: De doos ervaart een neerwaartse kracht als gevolg van zwaartekracht (gewicht), die wordt berekend als:

* Gewicht (W) =massa (m) * versnelling als gevolg van zwaartekracht (g) =2,0 kg * 9,8 m/s² =19,6 n

* Normale kracht: De muur oefent een opwaartse kracht uit op de doos loodrecht op de muur. Omdat de doos met een constante snelheid glijdt, is deze kracht even groot als de component van het gewicht loodrecht op de wand.

* Wrijving: De muur oefent ook een wrijvingskracht uit die zich verzet tegen de beweging van de doos, die parallel aan de muur handelt.

* toegepaste kracht: U brengt een kracht aan in een hoek van 45 graden. Deze kracht heeft twee componenten:

* Horizontale component: Deze component helpt zich te verzetten tegen de wrijvingskracht.

* Verticale component: Deze component helpt de normale kracht van de muur te verminderen.

Het instellen van de vergelijkingen

Omdat de doos met een constante snelheid beweegt, is de netto kracht erop nul. Dit betekent dat de krachten in zowel de horizontale als de verticale richtingen in evenwicht moeten zijn.

Horizontale krachten:

* Toegepaste kracht (horizontaal) =wrijvingskracht

* F_applied * cos (45 °) =μ * normale kracht (waarbij μ de wrijvingscoëfficiënt is)

verticale krachten:

* Normale kracht =gewicht - uitgeoefende kracht (verticaal)

* Normale kracht =19,6 n - f_applied * sin (45 °)

Oplossen voor de uitgeoefende kracht

1. Vervang de expressie voor normale kracht uit de verticale vergelijking in de horizontale vergelijking:

* F_applied * cos (45 °) =μ * (19,6 n - f_applied * sin (45 °))

2. Oplossen voor f_applied:

* F_applied * cos (45 °) + μ * f_applied * sin (45 °) =19,6 n * μ

* F_applied * (cos (45 °) + μ * sin (45 °)) =19,6 n * μ

* F_applied =(19,6 n * μ) / (cos (45 °) + μ * sin (45 °))

Belangrijke opmerking: U moet de wrijvingscoëfficiënt (μ) tussen de houten doos en de wand weten om de exacte toegepaste kracht te berekenen.

Voorbeeld:

Laten we aannemen dat een wrijvingscoëfficiënt (μ) van 0,3.

* F_applied =(19,6 n * 0.3) / (cos (45 °) + 0.3 * sin (45 °))

* F_applied ≈ 5.88 n

Daarom zou u ongeveer 5,88 n moeten toepassen van kracht in een hoek van 45 graden om de doos met een constante snelheid te houden, uitgaande van een wrijvingscoëfficiënt van 0,3.