Calcul quelle mesure un objet va glisser vers le bas une surface inclinée
Vous pouvez utiliser la physique pour calculer dans quelle mesure un objet va glisser vers le bas une surface inclinée, comme une rampe. Par exemple, disons que vous et vos amis avez poussé un réfrigérateur jusqu'à une rampe sur un camion de déménagement, quand, soudain, votre force combinée donne sur le réfrigérateur et commence à chuter vers le bas de la rampe de 3,0 mètre. Lorsque vous regardez avec consternation, il prend de la vitesse. Une voiture est garée derrière la rampe, à seulement 7,2 mètres. Sera le réfrigérateur errant briser?
En supposant que la rampe et le sol ont tous deux le même coefficient de friction cinétique et que le réfrigérateur commence à glisser du haut de la rampe, vous devez calculer dans quelle mesure le réfrigérateur va glisser. Vous tirez rapidement un crayon et du papier et dessinez une figure montrant le réfrigérateur car il glisse vers le bas de la rampe de 3,0 mètre.
Quand un objet glisse vers le bas, les forces agissant sur elle sont différentes des forces utilisées pour pousser vers le haut de la rampe (voir la figure). Avec le réfrigérateur, il n'y a pas FPUsh forcer à pousser vers le haut de la rampe. Au lieu de cela, le composant de poids du réfrigérateur agissant le long de la rampe tire vers le bas le réfrigérateur. Et tandis que le réfrigérateur glisse vers le bas, le frottement oppose cette force. Vous devez également connaître le coefficient de frottement cinétique,
Pour cet exemple, le coefficient de friction cinétique est de 0,15.
Alors quelle force accélère le réfrigérateur à la baisse? Le poids agissant le long de la rampe est
et la force normale est
ce qui signifie que la force de frottement cinétique est
La force nette accélération au réfrigérateur en bas de la rampe, Facceaccélé-, est la différence entre la composante du poids du réfrigérateur et le long de la rampe la force de frottement opposer:
Notez que vous soustrayez FF, la force due au frottement, parce que la force agit toujours à opposer à la force causant l'objet à déplacer. Brancher les chiffres que vous donne
La force nette tirant le réfrigérateur bas de la rampe est de 360 newtons. Parce que le réfrigérateur est de 100 kilogrammes, vous avez une accélération de 360 N / 100 kg = 3,6 m / s2, qui agit sur toute la rampe 3.0 mètres. Vous pouvez calculer la vitesse finale du réfrigérateur au bas de la rampe de cette façon:
Brancher les chiffres, vous obtenez
La vitesse finale du réfrigérateur quand il commence à se déplaçant le long de la rue vers la voiture garée est d'environ 4,6 mètres par seconde.
Maintenant, vous devez calculer dans quelle mesure le réfrigérateur va aller. Parce qu'il est en voyage le long du trottoir maintenant, vous devez prendre en compte la force due à la friction. Gravity ne sera plus accélérer l'objet parce que la rue est plat. Tôt ou tard, le réfrigérateur viendra à un arrêt. Mais comment distance au plus près à une voiture qui est garée dans la rue 7.2 mètres? Comme d'habitude, votre premier calcul est la force agissant sur l'objet. Dans ce cas, vous comprenez l'ampleur de la force due au frottement:
Parce que le réfrigérateur se déplace le long d'une surface horizontale, la force normale, FN, est tout simplement le poids du réfrigérateur, mg, ce qui signifie que la force de frottement est
Brancher les données que vous donne
Une force de 150 newtons agit pour arrêter le réfrigérateur coulissant qui est maintenant terrorisant le quartier. Jusqu'où faut-il voyager avant qu'il vient pour se reposer? Si vous prenez le réfrigérateur pour se déplacer horizontalement dans le sens positif, ensuite parce que la force agit dans le sens opposé, sa composante horizontale est négatif. En raison de la deuxième loi de Newton, l'accélération est également négatif et est donné par
Vous pouvez trouver la distance à travers l'équation
La distance glisse le réfrigérateur est
Dans ce cas, vous voulez la vitesse finale, vF, à zéro, parce que vous devez savoir où le réfrigérateur arrêter. Par conséquent, cette équation se décompose en
Ouf! Le réfrigérateur glisse seulement 7,1 mètres, et la voiture est de 7,2 mètres. Avec la pression sur, vous regardez le spectacle que vos amis de panique dévalent après le réfrigérateur, seulement pour voir venir à un arrêt juste avant de frapper la voiture - juste comme vous l'espériez.
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