1. Comprensione delle forze
* Gravità: La forza primaria che agisce sull'auto è la gravità. Il componente della gravità che agisce parallela alla rampa (verso il basso) è ciò che fa accelerare l'auto.
* Attrito: L'attrito si oppone al movimento dell'auto. Ciò include l'attrito tra le gomme e la superficie della rampa e la resistenza all'aria.
2. Le equazioni
* Seconda legge di Newton: Il principio fondamentale è F =Ma (force =Mass X Acceleration). Lo useremo per mettere in relazione le forze con l'accelerazione dell'auto.
* Componente di gravità: Il componente della gravità che agisce parallela alla rampa viene calcolato come:g * sin (theta), dove:
* g =accelerazione dovuta alla gravità (circa 9,8 m/s²)
* theta =l'angolo della rampa (misurato dall'orizzontale)
3. Calcolo dell'accelerazione
* Caso ideale (nessuna attrito):
* Se ignoriamo l'attrito, la forza netta che agisce sull'auto è solo la componente della gravità parallela alla rampa.
* F_net =g * sin (theta)
* Pertanto, a =f_net / m =(g * sin (theta)) / m
* con attrito:
* Lascia che 'f' rappresenti la forza dell'attrito.
* F_net =(g * sin (theta)) - f
* a =(g * sin (theta) - f) / m
* Per trovare "F", avrai bisogno di informazioni sul coefficiente di attrito tra le gomme e la superficie della rampa.
4. Esempio
Diciamo:
* L'angolo di rampa (Theta) è di 15 gradi.
* La massa dell'auto (M) è di 1000 kg.
* Assumeremo che l'attrito sia trascurabile per la semplicità.
* A =(9,8 m / s² * sin (15 °)) / 1000 kg
* A ≈ 0,25 m/s²
Note importanti:
* l'attrito è significativo: In realtà, l'attrito svolge un ruolo importante. Più ripida è la rampa, maggiore è l'attrito.
* Resistenza all'aria: A velocità più elevate, la resistenza all'aria diventa più importante e ridurrà l'accelerazione dell'auto.
* Attrito rotolante: Anche con pneumatici perfettamente lisci, c'è ancora un po 'di attrito rotolante. Questo di solito è molto più piccolo di altre fonti di attrito.
Per ottenere un valore di accelerazione preciso, dovresti tenere conto di tutti questi fattori.
