Fattori che influenzano la forza:
* massa dell'oggetto: Più pesante è l'oggetto, più forza devi spostarlo.
* Coefficiente di attrito: L'attrito tra l'oggetto e la superficie inclusa resiste al movimento. Un coefficiente di attrito più elevato richiede più forza.
* Se l'oggetto si muove a una velocità costante o accelera: Se si desidera che l'oggetto si muova a una velocità costante, la forza che si applica deve essere uguale alle forze che si oppongono al suo movimento. Se vuoi che acceleri, avrai bisogno di più forza.
come calcolare la forza:
1. Diagramma del corpo libero: Disegna un diagramma corporeo libero dell'oggetto sulla pendenza. Questo mostrerà tutte le forze che agiscono su di esso.
2. Forze:
* Peso (mg): Questa forza agisce verticalmente verso il basso.
* Forza normale (N): Questa forza agisce perpendicolare alla superficie inclusa.
* forza di attrito (f): Questa forza agisce parallelamente alla superficie inclusa, movimento opposto.
* forza applicata (f): Questa è la forza che applichi per spingere l'oggetto verso l'alto.
3. Ruotare le forze: Risolvi la forza di peso in componenti paralleli e perpendicolari all'inclinazione.
* Componente parallelo all'inclinazione: mg sin (15 °)
* Componente perpendicolare all'inclinazione: mg cos (15 °)
4. Equazioni:
* per velocità costante: F =mg sin (15 °) + f
* Per l'accelerazione: F =ma + mg sin (15 °) + f
* Attrito: f =μn (dove μ è il coefficiente di attrito)
Per ottenere una risposta numerica, è necessario:
* massa (m) dell'oggetto
* Coefficiente di attrito (μ) tra l'oggetto e l'inclinazione
* Accelerazione desiderata (a), se presente
Esempio:
Supponiamo che tu abbia un oggetto da 10 kg su una pendenza di 15 gradi con un coefficiente di attrito di 0,2. Vuoi spingerlo verso l'alto l'inclinazione a una velocità costante.
* Peso: mg =(10 kg) (9,8 m/s²) =98 N
* Forza normale: N =mg cos (15 °) =98 n * cos (15 °) ≈ 94,6 n
* Attrito: f =μn =0,2 * 94,6 n ≈ 18,9 N
* Forza necessaria: F =mg sin (15 °) + f =98 n * sin (15 °) + 18,9 n ≈ 42,3 n
Pertanto, è necessaria una forza di circa 42,3 N per spingere l'oggetto verso l'alto l'inclinazione a una velocità costante.
