Rompiendo rampas hasta en vectores

El primer paso para trabajar con rampas de cualquier tipo es resolver las fuerzas que se está tratando, y eso significa que el uso de vectores. Por ejemplo, echar un vistazo a la carreta en la figura- que está en un plano inclinado, listo para rodar.

La fuerza sobre el carro es la fuerza debida a la gravedad, F_gramo = mg. Así que la rapidez con que el carro acelerar a lo largo de la rampa? Para obtener la respuesta, que debe resolver la fuerza de la gravedad - no en las direcciones horizontal y vertical, sin embargo, sino a lo largo del plano inclinado de la rampa y perpendicular a dicho plano.

La razón por la que resuelve la fuerza gravitacional en estas direcciones se debe a la fuerza a lo largo del plano proporciona una aceleración del carro mientras que la fuerza perpendicular a las rampdoes no. (Cuando se inicia la introducción de la fricción en la imagen, se verá que la fuerza de fricción es proporcional a la fuerza normal - es decir, que es proporcional a la fuerza con la que el objeto de bajar las prensas de rampa contra la rampa).

Ejemplo de pregunta

1. En la figura, ¿cuáles son las fuerzas a lo largo de la rampa y normal a la rampa?

   La respuesta correcta es

   

   a lo largo de la rampa,

   

   normal (perpendicular a la rampa).

1. Para resolver el vector F_gramo a lo largo de la rampa, puede empezar por averiguar el ángulo entre F_gramo y la rampa.

   Aquí es donde su conocimiento de triángulos entra en juego. Porque usted sabe que los ángulos de un triángulo tienen que añadir hasta 180 grados, el ángulo entre F_gramo y el suelo es de 90 grados. La figura muestra que el ángulo de la rampa al suelo es theta, para que sepa que el ángulo entre F_gramo y la rampa debe ser

   

2. El ángulo entre F_gramo y la rampa es

   

   Entonces, ¿cuál es el componente de F_gramo a lo largo de la rampa? Conociendo el ángulo entre F_gramo y la rampa, se puede averiguar el componente de F_gramo a lo largo de la rampa como de costumbre:

   Video: Marksman Trick Shots | Dude Perfect

   

3. 3.Aplicar la siguiente ecuación:

   

   Observe que esto tiene sentido porque como theta va a 0 grados, la fuerza a lo largo de la rampa también tiende a cero, y como theta va a 90 grados, la fuerza a lo largo de la rampa va a F_gramo.

4. Resolver por la fuerza normal, F_norte, perpendicular a la rampa:

   

   La fuerza normal, F_norte, debe equilibrar exactamente la componente de la fuerza de gravedad perpendicular al plano inclinado. Aplicar la siguiente ecuación:

   

preguntas de práctica

1. Supongamos que el carro en la figura tiene una masa de 1,0 kg y el ángulo theta = 30 grados. ¿Cuáles son las fuerzas que actúan sobre el carro a lo largo y normal a la rampa?

2. Supongamos que el carro en la figura tiene una masa de 3,0 kg y el ángulo theta = 45 grados. ¿Cuáles son las fuerzas que actúan sobre el carro a lo largo y normal a la rampa?

3. Tiene un bloque de hielo con una masa de 10,0 kg en una rampa en un ángulo de 23 grados. ¿Cuáles son las fuerzas sobre el hielo a lo largo y normal a la rampa?

4. Usted tiene un refrigerador con una masa de 1,00 x 10² kg en una rampa en un ángulo de 19 grados. ¿Cuáles son las fuerzas en el refrigerador lo largo y normal a la rampa?

A continuación se presentan las respuestas a las preguntas de la práctica:

1. 4,9 N a lo largo de la rampa, 8,5 N normal a la rampa

1. 1.Usted sabe que las fuerzas sobre el carro son

   

   a lo largo de la rampa y

   

   normal a la rampa.

2. 2.Tapar los números en F_gramo = mg: 1,0 (9,8) = 9,8 N.

3. 3.La fuerza a lo largo de la rampa es

   Video: Caso practico freepik

   

4. 4.La fuerza normal a la rampa es