Κεκλιμένο επίπεδο: Ορισμός, τύπος, μηχανικό πλεονέκτημα και παραδείγματα ερωτήσεων

Κεκλιμένο επίπεδο: Ορισμός, τύπος, μηχανικό πλεονέκτημα και παραδείγματα ερωτήσεων - Τι σημαίνει ένα κεκλιμένο επίπεδο και πώς να υπολογίσετε τη φυσική του; Σε αυτήν την περίπτωση, το Seputar Ilmu.co.id θα το συζητήσει και φυσικά για άλλα πράγματα που το καλύπτουν επίσης. Ας δούμε μαζί τη συζήτηση στο παρακάτω άρθρο για να την κατανοήσουμε καλύτερα

---

Κεκλιμένο επίπεδο: Ορισμός, τύπος, μηχανικό πλεονέκτημα και παραδείγματα ερωτήσεων

---

Ένα κεκλιμένο επίπεδο είναι ένα απλό εργαλείο επίπεδο που αποτελείται από μια κεκλιμένη επιφάνεια. Ένα κεκλιμένο επίπεδο είναι μια επίπεδη επιφάνεια που έχει μια γωνία, η οποία δεν είναι κάθετη γωνία, σε μια οριζόντια επιφάνεια.

Τα κεκλιμένα επίπεδα είναι ένας τύπος απλού επιπέδου. Ένα απλό επίπεδο είναι μια μηχανική συσκευή που μπορεί να αλλάξει την κατεύθυνση ή το μέγεθος κάτι.Η εργασία σε ένα κεκλιμένο επίπεδο γίνεται ευκολότερη επειδή η επιφάνεια είναι κεκλιμένη. Η δύναμη τριβής στο κεκλιμένο επίπεδο θα είναι επίσης μικρότερη από το συνηθισμένο.

Για να μετακινήσουμε ένα πολύ βαρύ αντικείμενο χρησιμοποιώντας ένα κεκλιμένο επίπεδο, φυσικά πρέπει να ξέρουμε πόση προσπάθεια χρειαζόμαστε.

---

Φόρμουλα για κεκλιμένο επίπεδο

Ο τύπος του κεκλιμένου επιπέδου σχηματίζεται από έναν συνδυασμό δύναμης, βάρους αντικειμένου, ύψους και μήκους του κεκλιμένου επιπέδου. Δώστε προσοχή στο ακόλουθο σχήμα:

Μαθηματικά, ο τύπος για ένα κεκλιμένο επίπεδο είναι:

Πληροφορίες:

• Fk: Δύναμη ισχύος (N)
• s: Μήκος του κεκλιμένου επιπέδου (m)
• W: Βάρος αντικειμένου (N)
• h: Ύψος κεκλιμένου επιπέδου (m)

Μηχανικό πλεονέκτημα σε κεκλιμένα επίπεδα

Τα κεκλιμένα επίπεδα χρησιμοποιούνται συνήθως για τη μετακίνηση αντικειμένων από το δάπεδο σε φορτηγά (όπως τα κιβώτια). Για να κινηθεί το κιβώτιο προς τα πάνω, πρέπει να ωθηθεί ή να τραβηχτεί με δύναμη F. Ποιο είναι το μέγεθος της δύναμης F, αν το μήκος του κεκλιμένου επιπέδου είναι s και το ύψος του φορτηγού από το δάπεδο είναι h;

Παραδείγματα κεκλιμένων επιπέδων είναι κλωστές, σκάλες, σμίλες, πριόνια, σφήνες, μαχαίρια. Η αρχή λειτουργίας ενός κεκλιμένου επιπέδου μπορεί να εξηγηθεί ως εξής: ένα κιβώτιο που περιέχει εξοπλισμό έχει μάζα 200 kg ή ζυγίζει περίπου 2000 N. Η βαρύτητα του κιβωτίου κατευθύνεται προς τα κάτω. Εάν η ικανότητα ενός ατόμου μπορεί να σηκώσει μόνο ένα φορτίο 500 N κατακόρυφα προς τα πάνω, τότε για να ανυψωθεί το κιβώτιο στο φορτηγό, χρειάζονται 4 άτομα. Όλο το βάρος του στήθους έπεσε στα τέσσερα άτομα. Κάθε άτομο πρέπει να ασκεί δύναμη 500 N κάθετα προς τα πάνω.

Το έργο της ανύψωσης του κιβωτίου στο φορτηγό μπορεί να γίνει ευκολότερο με ένα μόνο άτομο, εάν χρησιμοποιείτε ένα απλό κεκλιμένο αεροπλάνο. Το βάρος του κιβωτίου δεν πέφτει πλέον εξ ολοκλήρου στο άτομο που σηκώνει το κιβώτιο, αλλά ένα μέρος του πέφτει στο κεκλιμένο επίπεδο.

Μια σανίδα με μήκος ΑΒ = l μέτρα, το άκρο Α τοποθετείται στο φορτηγό και το άκρο Β είναι στο έδαφος. Το βάρος του κιβωτίου W = 2000 N είναι κατακόρυφο προς τα κάτω. Η δύναμη που ασκείται από ένα άτομο για να σπρώξει το κιβώτιο είναι F, η κατεύθυνσή του είναι παράλληλη με το ανοδικό κεκλιμένο επίπεδο. Η δύναμη F χρειάζεται για να αντισταθεί σε μέρος του βάρους του κιβωτίου H που κατευθύνεται προς τα κάτω παράλληλα προς το κεκλιμένο επίπεδο. Ένα άλλο τμήμα του βάρους του κιβωτίου W, πέφτει σε κάθετο κεκλιμένο επίπεδο Τ με κατεύθυνση προς τα κάτω.

Εάν απαιτείται μια ανοδική δύναμη F παράλληλα με το κεκλιμένο επίπεδο για να ωθήσει το κιβώτιο, τότε πρέπει να υπάρχει μια δύναμη προς τα κάτω αντίθετη από τη δύναμη F. Η δύναμη που αντιτίθεται στη δύναμη F προέρχεται από μέρος του βάρους του κιβωτίου W, του οποίου το μέγεθος είναι H. Ένα άλλο μέρος του βάρους του κιβωτίου, δηλαδή η δύναμη Τ, πιέζει τη σανίδα κάθετα προς τα κάτω, έτσι ώστε η σανίδα να μπορεί να λυγίσει.

Κεκλιμένα αεροπλάνα, συμπεριλαμβανομένων απλών αεροπλάνων που κατασκευάζονται για να αποκτούν μεγαλύτερη δύναμη ή να πολλαπλασιάζουν τις δυνατότητές μας. Ένα κιβώτιο βάρους 2000 N δεν μπορεί να σηκωθεί από ένα άτομο εάν σηκωθεί κατακόρυφα προς τα πάνω, αλλά μπορεί να ωθηθεί από ένα άτομο με τη βοήθεια ενός κεκλιμένου επιπέδου.

Κατά μήκος του κεκλιμένου επιπέδου το άτομο που σπρώχνει το κιβώτιο στο άκρο Α από το άκρο Β, λειτουργεί ίσο με το έργο = F x l. Εάν το κιβώτιο ανυψωθεί κατακόρυφα προς τα πάνω από το C στο άκρο Α, τότε η εργασία που γίνεται είναι W x h.

Αυτή η εξίσωση μπορεί επίσης να ληφθεί από την ομοιότητα των τριγώνων. Ένα ορθογώνιο τρίγωνο με μήκος πλευράς w x H είναι παρόμοιο με ένα ορθογώνιο τρίγωνο ABC. Λοιπόν η σύγκριση των πλευρών:

H/w = h/l = Υ x l = hw.

Το μέγεθος της δύναμης H = η δύναμη του ατόμου που σπρώχνει το κιβώτιο, μετά Fx l = w x h.

Το μηχανικό πλεονέκτημα είναι ένας αριθμός που εκφράζει τον πολλαπλασιασμό των αποτελεσμάτων μιας απλής μηχανής στην απόσταση δύναμης ή μετατόπισης. Για ένα κεκλιμένο επίπεδο το μηχανικό κέρδος είναι = l/h.

Η απόδοση του κεκλιμένου επιπέδου είναι: Απόδοση = wxh/Hxl x 100 %

Εάν η πλακέτα είναι ομαλή, η εργασία εισόδου που γίνεται από το Fxl είναι ίδια με την Hxl και η ίδια με την εργασία εξόδου που γίνεται από το κεκλιμένο επίπεδο w x h. Οι κεκλιμένες σανίδες αεροπλάνου δεν είναι πάντα απόλυτα λείες. Στην πραγματικότητα, όταν ένα κιβώτιο κινείται κατά μήκος ενός κεκλιμένου επιπέδου, το κιβώτιο υφίσταται δύναμη τριβής από τη σανίδα, η οποία βρίσκεται στην αντίθετη κατεύθυνση από την κατεύθυνση της κίνησης του κιβωτίου.

Η δύναμη τριβής δρα στο επίπεδο που εφάπτεται στην επιφάνεια της σανίδας και στη βάση του κιβωτίου. Επομένως, η δύναμη που εφαρμόζεται για την ώθηση του κιβωτίου προς τα πάνω κατά F πρέπει να αντιτίθεται στη δύναμη H και στη δύναμη τριβής G. Τότε η ασκούμενη δύναμη F= H + G.

Όσο μεγαλύτερη είναι η γωνία κλίσης ή όσο πιο ευθύ είναι το κεκλιμένο επίπεδο, τόσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη H που πρέπει να αντισταθεί και τόσο πιο δύσκολο είναι να σπρώξετε το κιβώτιο προς τα πάνω. Από την άλλη πλευρά, όσο μικρότερη είναι η γωνία κλίσης ή όσο μικρότερο είναι το ύψος h από το πάνω άκρο της κεκλιμένης σανίδας, τόσο μικρότερη είναι η δύναμη H που πρέπει να αντισταθεί και τόσο πιο εύκολο είναι να σπρώξετε το κιβώτιο προς τα πάνω.

Στόχοι κεκλιμένου επιπέδου

Οι στόχοι του κεκλιμένου επιπέδου περιλαμβάνουν:

• Μείωση των επιχειρήσεων
• Κάντε τη δουλειά πιο εύκολη
• Επιταχύνετε την εργασία

Παραδείγματα κεκλιμένων επιπέδων στη ζωή

Τα κεκλιμένα αεροπλάνα φαίνονται στην πραγματικότητα παντού στην καθημερινή ζωή. Γίνονται διάφορες προσπάθειες για τη μετακίνηση συνηθισμένων αντικειμένων από πάνω προς τα κάτω ή αντίστροφα και γίνονται σε κεκλιμένες επιφάνειες για να είναι ευκολότερο.

Με τη βοήθεια ενός κεκλιμένου επιπέδου, η δύναμη που ασκείται για την ώθηση ενός αντικειμένου είναι μικρότερη από την ανύψωσή του, παρόλο που η διαδρομή που ακολουθεί είναι μεγαλύτερη. Η αρχή του κεκλιμένου επιπέδου χρησιμοποιείται επίσης σε διάφορα εργαλεία και εργαλεία όπως καρφιά, τσεκούρια ή μαχαίρια. Ακολουθεί μια λίστα με παραδείγματα κεκλιμένων επιπέδων στην καθημερινή ζωή.

• Οι σκάλες σε ένα σπίτι ή ένα κτίριο είναι κατασκευασμένες από επίπεδα ή περιελίξεις. Αυτό γίνεται με στόχο τη μείωση του στυλ και της προσπάθειας.
• Οι δρόμοι στις ορεινές περιοχές έχουν πάντα στροφές. Αυτό έχει ως στόχο να διευκολύνει τη διέλευση των οχημάτων.
• Χρησιμοποιείται για την ανύψωση του τυμπάνου στο φορτηγό χρησιμοποιώντας μια ξύλινη σανίδα που έχει κλίση. Χρησιμοποιεί επίσης την αρχή του κεκλιμένου επιπέδου.
• Τα μαχαίρια είναι εργαλεία που χρησιμοποιούν την αρχή του κεκλιμένου επιπέδου.
• Το σπείρωμα της βίδας έχει σχήμα που μοιάζει με κυκλική σκάλα που χρησιμοποιείται ως κεκλιμένο επίπεδο. Αυτό γίνεται με στόχο να διευκολυνθεί το κόλλημα της βίδας.
• Τα νύχια είναι εργαλεία με αρχή κεκλιμένου επιπέδου.
• Οι άξονες είναι επίσης εργαλεία που χρησιμοποιούν κεκλιμένο επίπεδο.
• Μια σμίλη είναι ένα άλλο παράδειγμα κεκλιμένου επιπέδου.
• Ο γρύλος είναι επίσης ένα παράδειγμα της αρχής του κεκλιμένου επιπέδου επειδή χρησιμοποιεί την ίδια αρχή με τη βίδα.
• Το Kater ή ο κόφτης είναι ένα παράδειγμα απλής μηχανής που χρησιμοποιεί την αρχή του κεκλιμένου επιπέδου.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των κεκλιμένων αεροπλάνων

Το κεκλιμένο επίπεδο έχει το πλεονέκτημα, δηλαδή ότι μπορούμε να μεταφέρουμε εμπορεύματα σε μεγαλύτερο μέρος με μικρότερη δύναμη. Το πλεονέκτημα ενός κεκλιμένου επιπέδου εξαρτάται από το μήκος της βάσης του κεκλιμένου επιπέδου και το ύψος του. Η γωνία κλίσης του επιπέδου συνεχίζει να γίνεται μικρότερη, συνεχίζει να γίνεται μεγαλύτερη ή μικρότερη, η δύναμη της δύναμης που πρέπει να ασκηθεί. Μπορείτε επίσης να βρείτε την αρχή λειτουργίας ενός κεκλιμένου επιπέδου σε πολλά εργαλεία, για παράδειγμα τσεκούρια, μαχαίρια, σμίλες, κατσαβίδια, βίδες κ.λπ.

Η βίδα είναι βασικά ένα κεκλιμένο επίπεδο που τυλίγεται γύρω από το σωλήνα. Σε ένα κεκλιμένο επίπεδο, η ευθεία δύναμη στο οριζόντιο επίπεδο αντικαθίσταται από μια κατακόρυφη δύναμη «ανύψωσης». Με μια βίδα, η δύναμη περιστροφής στο οριζόντιο επίπεδο μετατρέπεται σε κατακόρυφη δύναμη «ανύψωσης».

Η βίδα είναι στην πραγματικότητα ένα κεκλιμένο επίπεδο που τυλίγεται γύρω από ένα σωλήνα έτσι ώστε η περιέλιξη να έχει τη μορφή σπείρας. Η απόσταση μεταξύ 2 κορυφών ή η απόσταση μεταξύ 2 σπειρωμάτων βίδας ονομάζεται διάστημα βιδών.

Το μηχανικό πλεονέκτημα της βίδας είναι: 2vir/ d. Το μηχανικό πλεονέκτημα της βίδας μπορεί να αυξηθεί μειώνοντας το διάστημα βιδών d και μεγεθύνοντας το στυλ του βραχίονα βίδας r. Ωστόσο, η μείωση του διαστήματος των βιδών προκαλεί δυσκολία στην περιστροφή της βίδας ή βαριά περιστροφή της βίδας.

Τα εργαλεία που χρησιμοποιούν την αρχή της βίδας περιλαμβάνουν βίδες, παξιμάδια, μπουλόνια, μέγγενες και άλλα. Η βίδα θα περιστρέφεται εύκολα, εάν η βίδα βουρτσιστεί με λάδι για να μειωθεί η τριβή.

Όταν περιστρέφεται μια ξύλινη βίδα, το σπείρωμα της βίδας πιέζει πάνω στο ξύλο. Μια δύναμη απόκρισης από το ξύλο σπρώχνει προς τα πίσω το σπείρωμα της βίδας και σε αυτή τη μέθοδο η βίδα κινείται προς τα κάτω παρόλο που η δύναμη περιστροφής της βίδας βρίσκεται στο οριζόντιο επίπεδο. Οι βίδες είναι γνωστές για την υψηλή τριβή τους, γι' αυτό και χρησιμοποιούνται για την τοποθέτηση αντικειμένων. Ένα τρυπάνι είναι επίσης ένα κεκλιμένο επίπεδο.

Σε αντίθεση με άλλα κεκλιμένα επίπεδα, στα εργαλεία, είναι το εργαλείο που κινείται. Ωστόσο, τα κεκλιμένα επίπεδα έχουν επίσης αδυναμίες, δηλαδή η απόσταση που απαιτείται για τη μετακίνηση εμπορευμάτων είναι μεγαλύτερη

Σύγκριση κεκλιμένων και σφηνοειδών επιπέδων

Μια σφήνα έχει στην πραγματικότητα την ίδια αρχή με ένα κεκλιμένο επίπεδο. Η διαφορά είναι ότι σε ένα κεκλιμένο επίπεδο, το αντικείμενο κινείται όσο το κεκλιμένο επίπεδο Το κεκλιμένο επίπεδο είναι σταθερό, ενώ σε μια σφήνα το κεκλιμένο επίπεδο κινείται μέσα εμπορεύματα. Επιπλέον, η σφήνα έχει διπλό κεκλιμένο επίπεδο.

Μια σφήνα από σίδερο χρησιμοποιείται για το σχίσιμο κορμών, κοραλλιών, κοπή σκληρών αντικειμένων όπως πατώματα και ούτω καθεξής. Όσο πιο λεπτό είναι το σχήμα μιας σφήνας, τόσο πιο εύκολο είναι να διεισδύσετε σε ξύλο ή σκληρά αντικείμενα, καθώς και σε κιβώτια μέσα από περιοχές με μικρή γωνία κλίσης.

Τα κεκλιμένα επίπεδα χρησιμοποιούνται συνήθως στον εξοπλισμό κοπής και συχνά συνδυάζουν 2 κεκλιμένα επίπεδα με τη μορφή σφήνας. Τα εργαλεία που χρησιμοποιούν την αρχή της σφήνας είναι τσεκούρια, καρφιά, σμίλες, αγκάθια, πορτοκαλόπιτες, άροτρα, καρφίτσες και μαχαίρια. Σε μια σφήνα, η κίνηση προς τα εμπρός μετατρέπεται σε κίνηση σχισίματος κάθετη στην όψη του τσεκούρι. Το φερμουάρ είναι ένας συνδυασμός δύο κάτω σφηνών για κλείσιμο και άνω σφήνας για άνοιγμα.

---

Παράδειγμα ερώτησης κεκλιμένου επιπέδου

ερώτηση 1

Χρησιμοποιώντας μια σανίδα μήκους 4 μέτρων, ο εργάτης ασκεί δύναμη 1.250 N για να μετακινήσει το κουτί στην οροφή που έχει ύψος 2 μέτρα. Πόσο ζυγίζει το κουτί;

Ολοκλήρωση

Είναι γνωστό

s = 15 m
F = 1.250 N
h = 2 m

Ερωτηθείς

Βάρος αντικειμένου

Απάντηση

w/F = s/h
w/1250 N = 4m/2m
w/1250 N = 2
w = 2. 1250 Ν
w = 2500 N

Άρα το βάρος του αντικειμένου είναι 2500 N

---

Ερώτηση 2

Μια σανίδα μήκους 3,6 μέτρων στηρίζεται στο κρεβάτι του αυτοκινήτου που απέχει 80 cm από το έδαφος. Η σανίδα θα χρησιμοποιηθεί για να σπρώξει ένα τελάρο 90 κιλών από το έδαφος στο κρεβάτι του αυτοκινήτου. Ποιο είναι το μηχανικό πλεονέκτημα και η ώθηση εάν η επιτάχυνση λόγω βαρύτητας σε αυτό το σημείο είναι 10 m/s2;

Λύση:

Είναι γνωστό :

s = 3,6 m

h = 80 cm = 0,8 m

m = 90 kg

g = 10 m/s2

KM = s/h

KM = 3,6m/0,8m

KM = 4,5

Ερωτηθείς

μηχανικά πλεονεκτήματα

Απάντηση

w/F = s/h

m.g/F = s/h

90 kg.(10 m/s2)/F = 3,6 m/0,8 m

900 N/F = 4,5

F = 900 N/4,5

F = 200 N

Ετσι, το μηχανικό πλεονέκτημα και η δύναμη ώσης είναι 200 ​​N

---

Ερώτηση 3

Σε κεκλιμένο επίπεδο με ύψος 1 m και μήκος 5 m. Αν το βάρος του προς μετακίνηση αντικειμένου είναι 1.880 N, τότε υπολογίστε τη δύναμη που απαιτείται για να μετακινήσετε το αντικείμενο!

Λύση:

Είναι γνωστό

w = 1.880 N

s = 5 m

h = 1 m

Απάντησε

w/F = s/h

1.880 N/F = 5 m/1 m

1.880 N/F = 5

F = 1.880 N/5

F = 376 N

Ετσι, Η δύναμη που απαιτείται για να μετακινηθεί το αντικείμενο είναι 376 N

---

Ερώτηση 4

Ένα αντικείμενο βάρους 1800 N θα ανυψωθεί σε ύψος 2,5 m. Εάν το αναμενόμενο μηχανικό πλεονέκτημα είναι 6, ποια είναι η απόσταση που διανύει το αντικείμενο στο κεκλιμένο επίπεδο και η δύναμη που απαιτείται για να ωθήσει το αντικείμενο;

Λύση:

Είναι γνωστό

w = 1.800 N
h = 2,5 m
KM = 6

Ερωτηθείς

Power Style

Απάντηση

KM = s/h
6 = s/2,5 m
s = 6. 2,5μ
s = 15 m

KM = w/F
6 = 1.800 N/F
F = 1.800 N/6
F = 300 N

Ετσι, Η απαιτούμενη δύναμη είναι 300 N

Ερώτηση 5

Ένα κεκλιμένο επίπεδο έχει ύψος 2 μέτρα και μήκος 4 μέτρα. Αν το βάρος του προς μετακίνηση αντικειμένου είναι 1.660 N, τότε υπολογίστε τη δύναμη που χρειάζεται για να μετακινήσετε το αντικείμενο!

Είναι γνωστό :

w = 1.660 N

s = 4 m

h = 2 m

Απάντηση:

w/F = s/h

1.660 N/F = 4 m/2 m

1. 660 N/F = 2

F = 1.660 N/ 2

F = 610 N

Ερώτηση 6

Μια σανίδα μήκους 2,4 μ. είναι ακουμπισμένη σε ένα κρεβάτι αυτοκινήτου που απέχει 60 cm από το έδαφος. Στη συνέχεια, η σανίδα θα χρησιμοποιηθεί για να σπρώξει ένα κιβώτιο μάζας 80 κιλών από το έδαφος στο κρεβάτι του αυτοκινήτου. Υπολογίστε το μηχανικό πλεονέκτημα και την ώθηση εάν η επιτάχυνση λόγω βαρύτητας σε αυτό το σημείο είναι 10 m/s² ?

Είναι γνωστό :

s = 2,4 m

h = 60 cm = 0,6 m

m = 80 kg

g = 10 m/s²

Απάντηση:

KM = s/h

KM = 2,4 m/0,6 m

KM = 4

W/F = s/h

Μ. g/F = s/h

80 κιλά. (10 m/s² ) / F = 2,4 m/ 0,6 m

900 N/F = 4

F = 900 N / 4

F = 225 N

Αυτή είναι η κριτική από το Seputarjiwa.co.id σχετικά Κεκλιμένο επίπεδο: Ορισμός, τύπος, μηχανικό πλεονέκτημα και παραδείγματα ερωτήσεων ,Ας ελπίσουμε ότι μπορεί να αυξήσει τη διορατικότητα και τις γνώσεις σας. Σας ευχαριστούμε για την επίσκεψη και μην ξεχάσετε να διαβάσετε άλλα άρθρα.