Kalteva taso: määritelmä, kaava, mekaaninen etu ja esimerkkikysymykset

Kalteva taso: määritelmä, kaava, mekaaninen etu ja esimerkkikysymykset - Mitä kalteva taso tarkoittaa ja miten sen fysiikka lasketaan? Tässä tilaisuudessa Seputar Ilmu.co.id keskustelee siitä ja tietysti muista myös siihen liittyvistä asioista. Katsotaanpa keskustelua yhdessä alla olevassa artikkelissa ymmärtääksemme sitä paremmin

---

Kalteva taso: määritelmä, kaava, mekaaninen etu ja esimerkkikysymykset

---

Kalteva taso on yksinkertainen tasotyökalu, joka koostuu kaltevasta pinnasta. Kalteva taso on tasainen pinta, jolla on kulma, joka ei ole kohtisuorassa, vaakasuoraan pintaan nähden.

Kaltevat tasot ovat yksi tyyppi yksinkertaisista tasoista. Yksinkertainen taso on mekaaninen laite, joka voi muuttaa jonkin suuntaa tai suuruutta.Viistotasossa työskentely helpottuu, koska pinta on kalteva. Myös kaltevassa tasossa oleva kitkavoima on tavallista pienempi.

Siirtääksemme erittäin painavaa esinettä kaltevassa tasossa meidän on tietysti tiedettävä, kuinka paljon vaivaa tarvitsemme.

---

Kaltevan tason kaava

Kaltevan tason kaava muodostuu voiman, kohteen painon, korkeuden ja kaltevan tason pituuden yhdistelmästä. Kiinnitä huomiota seuraavaan kaavioon:

Matemaattisesti kaltevan tason kaava on:

Tietoja:

• Fk: Tehovoima (N)
• s: kaltevan tason pituus (m)
• L: Esineen paino (N)
• h: kaltevan tason korkeus (m)

Mekaaninen etu kaltevilla tasoilla

Kaltevia koneita käytetään yleisesti tavaroiden siirtämiseen lattialta kuorma-autoihin (kuten laatikoita). Jotta laatikko liikkuisi ylöspäin, sitä on työnnettävä tai vedettävä F voimalla. Mikä on voiman F suuruus, jos kaltevan tason pituus on s ja kuorma-auton korkeus lattiasta on h?

Esimerkkejä vinoista tasoista ovat langat, tikkaat, taltat, sahat, kiilat, veitset. Kaltevan tason toimintaperiaate voidaan selittää seuraavasti: laitteita sisältävä kori massa on 200 kg tai paino noin 2000 N. Laatikon painovoima on suunnattu alaspäin. Jos yksi henkilö pystyy nostamaan vain 500 N: n kuorman pystysuoraan ylöspäin, niin laatikon nostamiseen trukkiin tarvitaan 4 henkilöä. Koko rinnan paino putosi neljän ihmisen päälle. Jokaisen henkilön on kohdistettava 500 N: n voima pystysuunnassa ylöspäin.

Korin nostaminen kuorma-autolle helpottuu yhdellä hengellä, jos käytät yksinkertaista kaltevaa konetta. Korin paino ei enää putoa kokonaan korin nostajalle, vaan osa siitä putoaa kaltevalle tasolle.

Lauta, jonka pituus AB = l metriä, pää A asetetaan trukkiin ja pää B on maassa. Laatikon paino W = 2000 N on pystysuorassa alaspäin. Henkilön työntämiseen kohdistama voima on F, sen suunta on samansuuntainen ylöspäin kaltevan tason kanssa. Voimaa F tarvitaan kestämään osa laatikon H painosta, joka on suunnattu alaspäin kaltevan tason suuntaisesti. Toinen osa korin painosta W putoaa kohtisuoraan kaltevalle tasolle T alaspäin.

Jos vaaditaan ylöspäin suuntautuva voima F, joka on yhdensuuntainen kaltevan tason kanssa laatikon työntämiseksi, niin alaspäin suuntautuvan voiman on oltava voimaa F vastapäätä. Voimaa F vastustava voima tulee osasta korin W painoa, jonka suuruus on H. Toinen osa laatikon painosta, nimittäin T-voima, painaa lautaa kohtisuoraan alaspäin, jotta lauta voi taipua.

Kaltevat tasot, mukaan lukien yksinkertaiset tasot, jotka on tehty lisäämään voimaa tai moninkertaistamaan kykymme. 2000 N painavaa laatikkoa ei voi nostaa yksi henkilö, jos se nostetaan pystysuunnassa ylöspäin, vaan yksi henkilö voi työntää sitä kaltevan tason avulla.

Kaltevaa tasoa pitkin henkilö, joka työntää koria päähän A päästä B, tekee työtä yhtä paljon kuin työ = F x l. Jos kori nostetaan pystysuoraan ylöspäin kohdasta C päähän A, niin työ on L x K.

Tämä yhtälö voidaan saada myös kolmioiden samankaltaisuudesta. Suorakulmainen kolmio, jonka sivun pituus on w x H, on samanlainen kuin suorakulmainen kolmio ABC. Eli puolien vertailu:

H/w = h/l = K x l = hw.

Voiman suuruus H = koria työntävän henkilön voima, silloin Fx l = w x h.

Mekaaninen etu on luku, joka ilmaisee yksinkertaisen koneen tulosten kertolaskua voiman tai siirtymäetäisyyden suhteen. Kaltevalla tasolla mekaaninen vahvistus on = l/h.

Kaltevan tason hyötysuhde on: Hyötysuhde = lxk/Kxl x 100 %

Jos levy on sileä, Fxl: n syöttötyö on sama kuin Hxl ja sama kuin kaltevan tason w x k lähtötyö. Kaltevat tasolaudat eivät aina ole täysin sileitä. Itse asiassa, kun kori liikkuu kaltevaa tasoa pitkin, laatikko kokee kitkavoiman lankusta, joka on vastakkaiseen suuntaan laatikon liikesuuntaan nähden.

Kitkavoima vaikuttaa laudan pintaa ja laatikon pohjaa tangenttitasoon. Siksi voiman, jota käytetään työntämään laatikkoa ylöspäin F: llä, täytyy vastustaa voimaa H ja kitkavoimaa G. Sitten kohdistettu voima F= H + G.

Mitä suurempi kaltevuuskulma tai mitä suorempi kalteva taso, sitä suurempi H-voima on vastustettava ja sitä vaikeampaa on työntää laatikkoa ylöspäin. Toisaalta mitä pienempi on kaltevuuskulma tai mitä lyhyempi korkeus h kaltevan laudan yläpäästä, sitä pienempi voima H on kestettävä ja sitä helpompi on työntää laatikkoa ylöspäin.

Kaltevan tason tavoitteet

Kaltevan tason tavoitteita ovat mm.

• Liiketoiminnan vähentäminen
• Helpota työtä
• Nopeuta työtä

Esimerkkejä kaltevista tasoista elämässä

Kaltevia lentokoneita voi itse asiassa nähdä joka puolella jokapäiväisessä elämässä. Tavallisia tavaroita yritetään siirtää ylhäältä alas tai päinvastoin ja tehdään kaltevilla pinnoilla sen helpottamiseksi.

Kaltevan tason avulla esineen työntämiseen kohdistuva voima on pienempi kuin sen nostamiseen, vaikka sen polku on pidempi. Kaltevan tason periaatetta käytetään myös erilaisissa työkaluissa ja työkaluissa, kuten nauloissa, kirveissä tai veitsissä. Seuraavassa on luettelo esimerkkejä kaltevista tasoista jokapäiväisessä elämässä.

• Talon tai rakennuksen portaat on valmistettu tasoista tai käämitystä. Tämä tehdään tyylin ja vaivannäön vähentämiseksi.
• Vuoristoalueiden tiet ovat aina mutkaisia. Tällä pyritään helpottamaan ajoneuvojen ohittamista.
• Käytetään rummun nostamiseen trukkiin kallistettavalla puulaudalla. Se käyttää myös kaltevan tason periaatetta.
• Veitset ovat työkaluja, jotka käyttävät kaltevan tason periaatetta.
• Ruuvin kierteellä on muoto, joka muistuttaa pyöreitä tikkaita, joita käytetään kaltevana tasona. Tämä tehdään ruuvin kiinnittymisen helpottamiseksi.
• Naulat ovat työkaluja, joissa on kalteva tasoperiaate.
• Akselit ovat myös työkaluja, jotka käyttävät kaltevaa tasoa.
• Taltta on toinen esimerkki kaltevasta tasosta.
• Tunkki on myös esimerkki kalteva tasoperiaatteesta, koska se käyttää samaa periaatetta kuin ruuvi.
• Kater tai leikkuri on esimerkki yksinkertaisesta koneesta, joka käyttää kaltevan tason periaatetta.

Kaltevien tasojen edut ja haitat

Kaltevalla tasolla on se etu, että voimme siirtää tavaraa isompaan paikkaan pienemmällä voimalla. Kaltevan tason etu riippuu kaltevan tason pohjan pituudesta ja sen korkeudesta. Tason kaltevuuskulma pienenee edelleen, se kasvaa tai pienenee edelleen, voima, joka on suoritettava. Kaltevan tason toimintaperiaatteen löydät myös useista työkaluista, kuten kirveistä, veitseistä, taltoista, ruuvitaltaista, ruuveista jne.

Ruuvi on pohjimmiltaan kalteva taso, joka on kiedottu putken ympärille. Kaltevalla tasolla suora voima vaakatasossa korvataan pystysuoralla "nostovoimalla". Ruuvin avulla pyörivä voima vaakatasossa muutetaan pystysuoraksi "nostovoimaksi".

Ruuvi on itse asiassa kalteva taso, joka on kiedottu putken ympärille siten, että käämitys on spiraalin muotoinen. Kahden piikin välistä etäisyyttä tai 2 ruuvin kierteen välistä etäisyyttä kutsutaan ruuviväliksi.

Ruuvin mekaaninen etu on: 2vir/d. Ruuvin mekaanista etua voidaan lisätä pienentämällä ruuvin väliä d ja suurentamalla ruuvin varren muotoa r. Ruuvien välin pienentäminen kuitenkin aiheuttaa sen, että ruuvi on vaikea kääntää tai ruuvi on painava kiertää.

Ruuviperiaatteella käytettäviä työkaluja ovat mm. ruuvit, mutterit, pultit, ruuvipuristimet ja muut. Ruuvi on helppo kääntää, jos ruuvi harjataan öljyllä kitkan vähentämiseksi.

Kun puuruuvia käännetään, ruuvin kierre työntyy puuta vasten. Puusta tuleva vastevoima työntää ruuvin kierrettä taaksepäin ja tässä menetelmässä ruuvi liikkuu alas vaikka ruuvin kiertovoima on vaakatasossa. Ruuvit tunnetaan suuresta kitkastaan, minkä vuoksi niitä käytetään tavaroiden kiinnittämiseen. Pora on myös kalteva taso.

Toisin kuin muissa kaltevissa tasoissa, työkaluissa se on työkalu, joka liikkuu. Kaltevilla koneilla on kuitenkin myös heikkouksia, nimittäin tavaroiden siirtämiseen tarvittava etäisyys on suurempi

Kaltevien ja kiilatasojen vertailu

Kiilassa on itse asiassa sama periaate kuin kaltevassa tasossa. Erona on, että kaltevassa tasossa kohde liikkuu niin pitkälle kuin kalteva taso Kalteva taso on vakio, kun taas kiilassa kalteva taso liikkuu läpi tavaroita. Lisäksi kiilassa on kaksinkertainen kalteva taso.

Raudasta valmistettua kiilaa käytetään hirsien, korallien halkaisuun, kovien esineiden, kuten lattioiden, leikkaamiseen ja niin edelleen. Mitä ohuempi kiilan muoto on, sitä helpompi se on tunkeutua puun tai kovien esineiden sekä laatikoiden läpi, joilla on pieni kaltevuuskulma.

Kaltevia tasoja käytetään yleisesti leikkauslaitteissa, ja ne yhdistävät usein 2 kaltevaa tasoa kiilan muodossa. Kiilaperiaatetta käyttäviä työkaluja ovat kirveet, naulat, talttat, piikit, appelsiinipuristimet, aurat, tapit ja veitset. Kiilassa eteenpäin suuntautuva liike muutetaan halkaisuliikkeeksi, joka on kohtisuorassa akselin pintaa vastaan. Vetoketju on yhdistelmä kahdesta suljettavasta alemmasta ja avattavasta yläkiikasta.

---

Esimerkki kaltevasta kysymyksestä

Kysymys 1

4 metriä pitkällä laudalla työntekijä kohdistaa 1250 N: n voiman siirtääkseen laatikon 2 metriä korkeaan kattoon. Paljonko laatikko painaa?

Valmistuminen

Tunnetaan

s = 15 m
F = 1 250 N
h = 2 m

kysyi

Objektin paino???

Vastaus

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

Esineen paino on siis 2500 N

---

Kysymys 2

3,6 m pitkä lauta on tuettu auton sänkyä vasten, joka on 80 cm maasta. Laudalla työnnetään 90 kg laatikko maasta auton sänkyyn. Mikä on mekaaninen etu ja työntövoima, jos painovoiman aiheuttama kiihtyvyys kyseisessä paikassa on 10 m/s2?

Ratkaisu:

Tunnetaan :

s = 3,6 m

h = 80 cm = 0,8 m

m = 90 kg

g = 10 m/s2

KM = s/h

KM = 3,6 m/0,8 m

KM = 4,5

kysyi

mekaaniset edut???

Vastaus

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

Niin, mekaaninen etu ja työntövoima on 200 N

---

Kysymys 3

Kaltevalla tasolla, jonka korkeus on 1 m ja pituus 5 m. Jos siirrettävän kohteen paino on 1880 N, laske kohteen liikuttamiseen tarvittava voima!

Ratkaisu:

Tunnetaan

w = 1 880 N

s = 5 m

h = 1 m

Vastattu

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

Niin, Kohteen liikuttamiseen tarvittava voima on 376 N

---

Kysymys 4

1800 N painoinen esine nostetaan 2,5 metrin korkeuteen. Jos odotettu mekaaninen etu on 6, mikä on kohteen kaltevalla tasolla kulkema matka ja kappaleen työntämiseen tarvittava voima?

Ratkaisu:

Tunnetaan

w = 1 800 N
h = 2,5 m
KM = 6

kysyi

Tehotyyli???

Vastaus

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

KM = w/F
6 = 1 800 N/F
F = 1 800 N/6
F = 300 N

Niin, Tarvittava voima on 300 N

Kysymys 5

Kalteva taso on 2 m korkea ja 4 m pitkä. Jos siirrettävän kohteen paino on 1660 N, laske kohteen liikuttamiseen tarvittava voima!

Tunnetaan :

w = 1 660 N

s = 4 m

h = 2 m

Vastaus:

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

Kysymys 6

2,4 m pitkä lauta nojataan auton sänkyä vasten, joka on 60 cm maasta. Laudalla työnnetään sitten 80 kg painava laatikko maasta auton alustalle. Laske mekaaninen etu ja työntövoima, jos painovoiman aiheuttama kiihtyvyys kyseisessä paikassa on 10 m/s² ?

Tunnetaan :

s = 2,4 m

h = 60 cm = 0,6 m

m = 80 kg

g = 10 m/s²

Vastaus:

KM = s/h

KM = 2,4 m/0,6 m

KM = 4

W/F = s/h

m. g/F = s/h

80 kg. (10 m/s² ) / F = 2,4 m/ 0,6 m

900 N/F = 4

F = 900 N/4

F = 225 N

Tämä on Seputarjiwa.co.id: n arvostelu Kalteva taso: määritelmä, kaava, mekaaninen etu ja esimerkkikysymykset ,Toivottavasti se voi lisätä ymmärrystäsi ja tietämystäsi. Kiitos vierailustasi ja älä unohda lukea muita artikkeleita.