Quebrando rampas-se em vetores

O primeiro passo para trabalhar com rampas de qualquer tipo é resolver as forças que você está lidando, e isso significa usando vetores. Por exemplo, dê uma olhada no carrinho na figura-é em um plano inclinado, pronto para rolar.

A força sobre o carro é a força devido à gravidade, F_g = mg. Então, quão rápido será o carro acelerar ao longo da rampa? Para obter a resposta, você deve resolver a força gravitacional - não nas direções horizontal e vertical, no entanto, mas ao longo do plano inclinado da rampa e perpendicular a esse plano.

Video: RENAN treinando na pista quebrou a bicicleta no pular a rampa

A razão que você resolver a força gravitacional nessas direções é porque a força ao longo do plano fornece a aceleração do carrinho enquanto a força perpendicular aos rampdoes não. (Quando você começar a introduzir fricção para a foto, você verá que a força de atrito é proporcional à força normal - ou seja, é proporcional à força com a qual o objeto descer as prensas rampa contra a rampa.)

pergunta amostra

1. Na figura, quais são as forças ao longo da rampa e normal para a rampa?

   A resposta correta é

   

   ao longo da rampa,

   

   normal (perpendicular à rampa).

1. Para resolver o vector F_g ao longo da rampa, você pode começar por descobrir o ângulo entre F_g e a rampa.

   Aqui é onde o seu conhecimento de triângulos entra em jogo. Porque você sabe que ângulos de um triângulo tem que adicionar até 180 graus, o ângulo entre F_g e o solo é de 90 graus. A figura mostra que o ângulo da rampa para o chão é teta, então você sabe que o ângulo entre F_g e a rampa deve ser

   

2. O ângulo entre F_g e a rampa é

   

   Então, qual é o componente de F_g ao longo da rampa? Sabendo o ângulo entre F_g e a rampa, você pode descobrir o componente de F_g ao longo da rampa, como de costume:

   

3. 3.Aplicar a seguinte equação:

   

   Note-se que isto faz sentido, porque como teta vai para 0 graus, a força ao longo da rampa, também vai para zero, e como teta vai para 90 graus, a força ao longo da rampa vai F_g.

4. Resolva para a força normal, F_n, perpendicular à rampa:

   

   A força normal, F_n, deve equilibrar exactamente a componente da força de gravidade perpendicular ao plano inclinado. Aplicar a seguinte equação:

   

questões práticas

1. Suponha-se que o carrinho na figura tem uma massa de 1,0 kg e o ângulo teta = 30 graus. Quais são as forças no carrinho ao longo e normal para a rampa?

2. Suponha-se que o carrinho na figura tem uma massa de 3,0 kg e o ângulo teta = 45 graus. Quais são as forças no carrinho ao longo e normal para a rampa?

3. Tem um bloco de gelo com uma massa de 10,0 kg, em uma rampa com um ângulo de 23 graus. Quais são as forças sobre o gelo ao longo e normal para a rampa?

4. Você tem um frigorífico com uma massa de 1,00 x 10² kg de uma rampa com um ângulo de 19 graus. Quais são as forças na geladeira junto e normal para a rampa?

Seguem-se respostas para as questões práticas:

1. 4,9 N ao longo da rampa, 8,5 normal N à rampa

1. 1.Você sabe que as forças no carrinho são

   

   ao longo da rampa e

   

   normal à rampa.

2. 2.Tapar os números dentro F_g = mg: 1,0 (9,8) = 9,8 N.

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3. 
   
   
   

   3.A força ao longo da rampa está

   

4. 4.A força normal para a rampa é