Calculando o quão longe um objeto vai deslizar para baixo uma superfície inclinada
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Você pode usar a física para calcular o quão longe um objeto vai deslizar para baixo uma superfície inclinada, como uma rampa. Por exemplo, digamos que você e seus amigos estão empurrando uma geladeira até uma rampa em uma van em movimento, quando de repente a sua força combinada dá para fora e o frigorífico começa a cair de volta para baixo a rampa de 3,0 metros. Como você vê com espanto, ela pega velocidade. Um carro está estacionado atrás da rampa, apenas 7,2 metros de distância. Será que o frigorífico errante esmagá-lo?
Assumindo que a rampa e chão ambos têm o mesmo coeficiente cinética de atrito e que o frigorífico começa a deslizar do topo da rampa, você precisa calcular o quão longe o frigorífico vai deslizar. Você rapidamente puxar um lápis e papel e desenhar uma figura que mostra o frigorífico como ele desliza para baixo a rampa de 3,0 metros.
Quando um objecto desliza para baixo, as forças que actuam sobre ele são diferentes das forças utilizadas para empurrá-lo para cima da rampa (ver a figura). Com o frigorífico, não há nenhuma Fpush forçar a empurrá-lo para cima da rampa. Em vez disso, o componente de peso do refrigerador que actua ao longo da rampa puxa o refrigerador para baixo. E enquanto o frigorífico desliza para baixo, fricção se opõe a essa força. Você também precisa saber o Coeficiente de atrito cinética,
Para este exemplo, o coeficiente de atrito cinético é 0,15.
Então, o que força acelera a geladeira para baixo? O peso que actua ao longo da rampa está
e a força normal é
o que significa que a força de atrito cinético é
A força resultante aceleração do refrigerador descer a rampa, Facceleration, é a diferença entre o componente de peso do refrigerador ao longo da rampa e a força de atrito opondo-:
Note que você subtrair FF, a força, devido ao atrito, pois que a força actua sempre se opor à força que causa o objecto a deslocar. Ligar os números dá-lhe
A força que puxa o líquido refrigerador para baixo da rampa é de 360 Newtons. Uma vez que o refrigerador está a 100 kg, tem uma aceleração de 360 N / 100 kg = 3,6 m / s2, que actua ao longo de toda a rampa de 3.0 metros. Você pode calcular a velocidade final da geladeira na parte inferior da rampa desta forma:
Ligar os números, você começa
A velocidade final da geladeira quando ele começa a viajar ao longo da rua em direção ao carro estacionado é de cerca de 4,6 metros por segundo.
Agora você precisa calcular o quão longe o frigorífico está a ir. Porque ele está viajando ao longo da calçada agora, você precisa levar em consideração a força devido ao atrito. Gravidade deixarão de acelerar o objeto porque a rua é plana. Cedo ou tarde, o frigorífico vai chegar a uma paragem. Mas quão perto ele virá para um carro que está estacionado na rua 7,2 metros de distância? Como de costume, o seu primeiro cálculo é a força que age sobre o objeto. Neste caso, você descobrir a magnitude da força devido ao atrito:
Uma vez que o refrigerador está a avançar ao longo de uma superfície horizontal, a força normal, FN, é simplesmente o peso do frigorífico, mg, o que significa que a força de atrito é
Ligar a dados dá-lhe
Video: Simulated Reality
Uma força de 150 newtons age para parar o frigorífico deslizante que agora está aterrorizando a vizinhança. Então, como agora ele vai viajar antes que ele vem para descansar? Se você tomar a geladeira estar se movendo horizontalmente no sentido positivo, em seguida, porque a força está agindo na direção oposta, a sua componente horizontal é negativo. Devido a segunda lei de Newton, a aceleração também é negativo e é dada por
Você pode encontrar a distância através da equação
Video: Dinâmica e Leis de Newton - Exemplo 5 - EFOMM 2010 - Problema 30
A distância da geladeira desliza é
Video: DESPLAZAMIENTO DE LA CAJA
Neste caso, você quer que a velocidade final, vf, para ser zero, porque você precisa saber onde o frigorífico vai parar. Portanto, essa equação se decompõe em
Ufa! O frigorífico desliza apenas 7,1 metros, eo carro é de 7,2 metros. Com a pressão, você assistir o show como seus amigos em pânico chocar após a geladeira, só para vê-lo chegar a uma paragem direita antes de bater o carro - exatamente como você esperava.