Calculando a força necessária para mover um objeto até um declive

Na física, quando as forças de atrito são actua sobre uma superfície inclinada, como uma rampa, o ângulo da rampa inclina a força normal com um ângulo. Quando você trabalha fora as forças de atrito, é necessário ter este facto em conta.

Força normal, N, é a força que empurra para cima contra um objecto, perpendicular à superfície do objecto está em repouso no. A força normal não é necessariamente igual à força, devido à gravidade que é a força perpendicular à superfície de um objecto está a deslizar no. Em outras palavras, a força normal é a força que empurra as duas superfícies em conjunto, e mais forte será a força normal, mais forte é a força devida ao atrito.

Video: Me Salva! DIN13 - Força de Atrito

E se você tem que empurrar um objeto pesado até uma rampa? Digamos, por exemplo, você tem que mover um frigorífico. Você quer ir acampar, e porque você espera para pegar a abundância de peixes, você decidir levar o seu 100 quilos geladeira com você. O único problema é conseguir o refrigerador em seu veículo (ver figura). O refrigerador também tem de subir uma rampa de 30 graus que acontece para ter um coeficiente estático de atrito com o refrigerador de 0,20 e um coeficiente de atrito cinético das de 0,15. A boa notícia é que você tem dois amigos para ajudá-lo a mover o frigorífico. A má notícia é que você pode fornecer apenas 350 newtons de força cada, para que seus amigos pânico.

Video: Telecinésia - Derrubar objetos à distância

A força mínima necessária para empurrar o refrigerador até a rampa tem uma magnitude F_empurrar, e tem de combater o componente do peso do desempenho refrigerador ao longo da rampa e da força devido ao atrito.

O primeiro passo para este problema consiste em resolver o peso do refrigerador em componentes paralela e perpendicular à rampa. Dê uma olhada na figura, que mostra a geladeira e as forças que agem sobre ele. O componente do peso do refrigerador ao longo da rampa está

e o componente de peso do refrigerador perpendicular à rampa é

Quando você sabe o componente do peso ao longo da rampa, você pode trabalhar com a força mínima necessária para empurrar a geladeira até a rampa. A força mínima tem de vencer a força de atrito estático actuando para baixo da rampa e o componente de peso do frigorífico actuando para baixo da rampa, de modo que a força mínima está

A próxima pergunta é: “Qual é a força de atrito, F_F?”Você deve usar o coeficiente de atrito estático ou o coeficiente de atrito cinética? Porque o coeficiente de atrito estático é maior do que o coeficiente de atrito cinético, o coeficiente estático é sua melhor escolha. Depois que você e seus amigos obter a geladeira para começar a se mover, você pode mantê-lo em movimento com menos força. Porque você está indo para usar o coeficiente de atrito estático, você pode obter F_F deste jeito:

Você também precisa da força normal, F_N, continuar. F_N é igual e oposta ao componente de peso do frigorífico actuando perpendicularmente para a rampa. O componente de peso do frigorífico actuando perpendicularmente para a rampa é

para que você possa dizer que a força normal agindo na geladeira é

Você pode verificar isso, deixando theta ir para zero, o que significa que F_N torna-se mg; Como deveria.

A força de atrito estático, F_F, é dado pela equação

Assim, a força mínima necessária para superar a componente do peso que actua ao longo da rampa e a força de atrito estático é dado pela

Agora basta ligar nos números:

Você precisa de 660 newtons de força para empurrar a geladeira até a rampa. Em outras palavras, os seus dois amigos, que podem exercer a 350 newtons cada, são suficientes para o trabalho.