Bidang miring

Apa itu bidang miring?

Dia bidang miring Ini adalah mesin sederhana yang terdiri dari permukaan datar yang membentuk sudut sehubungan dengan horizontal. Tujuannya adalah untuk mengurangi upaya yang diperlukan untuk menaikkan objek ke ketinggian tertentu.

Penggunaan umum adalah untuk meningkatkan beban berat ke platform konstruksi atau kendaraan. Dari pengalaman kita tahu bahwa dengan cara ini upaya berkurang, dengan imbalan meningkatkan jarak untuk bepergian.

Jadi alih -alih menaikkan tinggi H secara vertikal, itu dibuat untuk menempuh jarak D pada permukaan bidang miring. Kemudian permukaan berkontribusi untuk menyeimbangkan bagian dari objek objek, khususnya komponen vertikal yang sama.

Gaya yang diterapkan F Itu bertanggung jawab untuk memindahkan komponen horizontal dari berat, yang besarnya kurang dari beratnya itu sendiri. Oleh karena itu, besarnya F kurang dari besarnya gaya yang dibutuhkan untuk secara langsung menaikkan tubuh.

Pengurangan upaya yang diperlukan disebut Keuntungan Mekanis, sebuah prinsip yang ditemukan oleh fisikawan hebat kuno Archimedes of Syracuse (287-212.C). Keuntungan mekanis yang lebih besar, lebih sedikit upaya harus dilakukan untuk melaksanakan tugas.

Contoh Pesawat Miring

Mesin sederhana seperti bidang miring diketahui dari prasejarah. Manusia pertama menggunakan instrumen pemotongan yang terbuat dari batu untuk membuat panah untuk berburu dan memotong kayu untuk membuat peralatan.

Keuntungan mekanis m dari mesin sederhana didefinisikan sebagai rasio antara besarnya gaya output dan gaya input. Oleh karena itu jumlah tanpa dimensi.

Dapat melayani Anda: bulan

Secara umum, besarnya gaya output lebih besar dari pintu masuk dan m> 1. Tetapi ada tugas yang sangat halus yang pantas dikurangi dengan gaya output, seperti halnya pinset, di mana m < 1.

Sebagai contoh penerapan bidang miring yang kami miliki:

Landai

Jalan ini memfasilitasi bahwa sepeda motor berada pada tingkat yang diperlukan untuk dengan nyaman menempatkannya di pembawa truk ke truk. Sumber: Wikimedia Commons.

Jalan landai berguna untuk menaikkan benda berat pada ketinggian tertentu, membutuhkan penerapan kekuatan yang kurang besar daripada berat benda.

Keuntungan mekanis m dari jalan halus, tanpa gosok, dihitung dengan membuat hasil bagi di antara panjangnya, yang disebut "D" dan tinggi badannya, dilambangkan sebagai "h":

M = d / h

Namun, dalam praktiknya ada gosok di antara permukaan, oleh karena itu keuntungan mekanis yang sebenarnya sedikit lebih rendah dari M (lihat latihan diselesaikan 2).

Wedges

Wedge adalah mesin sederhana yang digunakan untuk memotong dan bekerja. Ini mampu mengatasi resistensi material melalui tepi, menerapkan kekuatan dalam arti yang berlawanan, seperti yang terlihat pada gambar di sebelah kanan. Sumber: Wikimedia Commons.

Mereka terdiri dari bidang miring ganda yang terbuat dari bahan tahan dengan dua permukaan kontak, yang memberikan gaya gesekan besar karena tepi yang terbentuk di tepi.

Tepi mampu mengatasi resistensi material dan memisahkannya menjadi potongan -potongan dengan bantuan palu untuk menerapkan gaya. Penggunaan irisan meluas ke adosar mangga, sebagai kapak.

Dapat melayani Anda: apa listriknya? (Dengan percobaan)

Pisau, kapak dan pahat adalah contoh yang baik dari penggunaan baji sebagai instrumen pemotongan. Gigi orang yang tajam juga memiliki bentuk ini, untuk memotong makanan menjadi potongan -potongan yang lebih kecil dan dikunyah.

Semakin lama irisan dan semakin terkecil sudut di tepi, semakin besar keuntungan mekanis dari alat, yang diberikan oleh:

M = 1 / tg α

Dimana α adalah sudut di tepi. Bentuk koral seperti irisan hanya berfungsi untuk mengatasi resistensi kayu. Kendaraan seperti pesawat terbang dan kapal juga memiliki bentuk baji untuk mengatasi resistensi udara dan mendapatkan kecepatan.

Sekrup

Ada bidang miring pada perangkat penggunaan harian lain yang digunakan untuk memperbaiki potongan: sekrup. Benang sekrup adalah bidang miring yang digulung di sekitar sumbu silinder sekrup.

Gaya input diterapkan F_yo Ke sekrup dan saat memutar belokan ukuran 2πr, di mana R adalah jari -jari, sekrup memajukan jarak p, dipanggil lulus. Jarak ini adalah yang memisahkan dua ulir sekrup berturut -turut.

Memaksa yang bertindak berdasarkan objek pada bidang yang miring

Normal dan berat

Gambar tersebut menunjukkan diagram tubuh bebas dari suatu objek pada bidang miring pada sudut α. Dengan asumsi bahwa tidak ada gesekan, kekuatan yang bertindak pada objek adalah: normal N, diberikan secara tegak lurus dan W Beratnya, yang vertikal.

Diagram Tubuh Gratis Untuk Tubuh Di Pesawat Miring Tanpa Gesekan. Dengan tidak adanya kekuatan yang menahannya, tubuh akan tergelincir ke bawah. Sumber: Wikimedia Commons.

Komponen berat dalam arah normal adalah w_Dan, Bahwa normal ini mengkompensasi, karena objek tidak bergerak di atas pesawat, tetapi sejajar dengan itu. Kekuatan F yang diterapkan pada objek setidaknya harus mengkompensasi komponen w_X sehingga objek naik melalui bidang miring.

Dapat melayani Anda: fisika modernDiagram tubuh bebas ini menunjukkan objek yang naik, tunduk pada gesekan kinetik dan kekuatan yang membuatnya diunggah, sejajar dengan pesawat. Sumber: Wikimedia Commons/F. Zapata.

Gesekan normal, berat dan kinetik

Jika gesekan dipertimbangkan, harus diperhitungkan bahwa itu selalu menentang gerakan atau kemungkinan gerakan. Saat objek bergerak di permukaan bidang miring, gesekan kinetik bertindak, jika objek naik, gesekan kinetik F_k Itu diarahkan ke arah yang berlawanan dan kekuatan F juga harus bertugas mengalahkannya.

Olahraga diselesaikan

Temukan sudut yang harus dimiliki ujung irisan sehingga keunggulan mekaniknya adalah 10.

Larutan

Pada bagian sebelumnya ditetapkan bahwa keunggulan mekanis m dari irisan diberikan oleh:

M = 1 / tg α

Jika m harus bernilai 10:

1 / tg α = 10

TG α = 1/10 → α = 5.71º