Piano inclinato: definizione, formula, vantaggio meccanico e domande di esempio

Piano inclinato: definizione, formula, vantaggio meccanico e domande di esempio - Cosa si intende per piano inclinato e come calcolarne la fisica? In questa occasione Seputar Ilmu.co.id ne parlerà e, naturalmente, di altre cose che lo riguardano. Ripercorriamo insieme il discorso nell'articolo qui sotto per capirlo meglio

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Piano inclinato: definizione, formula, vantaggio meccanico e domande di esempio

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Un piano inclinato è un semplice strumento piano costituito da una superficie inclinata. Un piano inclinato è una superficie piana che forma un angolo, che non è perpendicolare, rispetto ad una superficie orizzontale.

I piani inclinati sono un tipo di piano semplice. Un piano semplice è un dispositivo meccanico in grado di modificare la direzione o la grandezza di qualcosa. Il lavoro su un piano inclinato diventa più semplice perché la superficie è inclinata. Anche la forza di attrito sul piano inclinato sarà inferiore al normale.

Per spostare un oggetto molto pesante utilizzando un piano inclinato, ovviamente dobbiamo sapere quanto sforzo è necessario.

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Formula del piano inclinato

La formula del piano inclinato è formata da una combinazione di forza, peso dell'oggetto, altezza e lunghezza del piano inclinato. Prestare attenzione al seguente schema:

Matematicamente la formula per un piano inclinato è:

Informazione :

• Fk: forza di potenza (N)
• s: Lunghezza del piano inclinato (m)
• W: Peso dell'oggetto (N)
• h: Altezza del piano inclinato (m)

Vantaggio meccanico sui piani inclinati

I piani inclinati vengono comunemente utilizzati per spostare gli oggetti dal pavimento ai camion (come le casse). Affinché la cassa possa muoversi verso l'alto, deve essere spinta o tirata con una forza pari a F. Qual è l'intensità della forza F se la lunghezza del piano inclinato è s e l'altezza del camion dal pavimento è h?

Esempi di piani inclinati sono fili, scale, scalpelli, seghe, cunei, coltelli. Il principio di funzionamento di un piano inclinato può essere spiegato nel modo seguente: una cassa contenente attrezzature ha una massa di 200 Kg ovvero pesa circa 2000 N. La gravità della cassa è diretta verso il basso. Se l'abilità di una persona può sollevare solo un carico di 500 N verticalmente verso l'alto, per sollevare la cassa sul camion saranno necessarie 4 persone. L'intero peso del baule ricadde sulle quattro persone. Ciascuna persona deve applicare verticalmente verso l'alto una forza di 500 N.

Il lavoro di sollevamento della cassa sul camion può essere facilitato anche da una sola persona, se si utilizza un semplice piano inclinato. Il peso della cassa non ricade più interamente sulla persona che la solleva, ma ricade in parte sul piano inclinato.

Una tavola di lunghezza AB = l metri, l'estremità A è posizionata sul camion e l'estremità B è a terra. Il peso della cassa W = 2000 N è verticale verso il basso. La forza esercitata da una persona per spingere la cassa è F, la sua direzione è parallela al piano inclinato verso l'alto. La forza F è necessaria per resistere ad una parte del peso della cassa H che è diretta verso il basso parallelamente al piano inclinato. Un'altra parte del peso della cassa W cade su un piano inclinato perpendicolare T verso il basso.

Se è necessaria una forza F verso l’alto parallela al piano inclinato per spingere la cassa, allora deve esserci una forza verso il basso opposta alla forza F. La forza che si oppone alla forza F proviene da una parte del peso della cassa W, la cui grandezza è H. Un'altra parte del peso della cassa, cioè la forza T, preme la tavola perpendicolarmente verso il basso, in modo che possa piegarsi.

Piani inclinati, compresi i piani semplici realizzati per ottenere maggiore forza o moltiplicare le nostre capacità. Una cassa del peso di 2000 N non può essere sollevata da una persona se viene sollevata verticalmente verso l'alto, ma può essere spinta da una persona con l'ausilio di un piano inclinato.

Lungo il piano inclinato la persona che spinge la cassa dall'estremità A all'estremità B, compie un lavoro pari al lavoro = F x l. Se la cassa viene sollevata verticalmente verso l'alto da C all'estremità A, il lavoro svolto è L x h.

Questa equazione può essere ottenuta anche dalla somiglianza dei triangoli. Un triangolo rettangolo contenente un lato lungo x H è simile a un triangolo rettangolo ABC. Quindi il confronto dei lati:

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

L'entità della forza H = la forza della persona che spinge la cassa, quindi Fx l = w x h.

Il vantaggio meccanico è un numero che esprime la moltiplicazione dei risultati di una macchina semplice rispetto alla forza o alla distanza di spostamento. Per un piano inclinato il guadagno meccanico è = l/h.

L'efficienza del piano inclinato è: Efficienza = lxh/Hxl x 100 %

Se la tavola è liscia, il lavoro in ingresso compiuto da Fxl è lo stesso di Hxl e lo stesso lavoro in uscita compiuto dal piano inclinato w x h. Non sempre le tavole del piano inclinato sono perfettamente lisce. Infatti, quando una cassa si muove lungo un piano inclinato, la cassa subisce una forza di attrito esercitata dall'asse, che è nella direzione opposta alla direzione del movimento della cassa.

La forza di attrito agisce sul piano tangente alla superficie della tavola e alla base della cassa. Pertanto la forza applicata per spingere la cassa verso l’alto mediante F deve opporsi alla forza H e alla forza di attrito G. Quindi la forza applicata F= H + G.

Maggiore è l'angolo di inclinazione o più rettilineo è il piano inclinato, maggiore sarà la forza H a cui bisogna resistere e più difficile sarà spingere la cassa verso l'alto. D'altra parte, quanto più piccolo è l'angolo di inclinazione o quanto minore è l'altezza h dall'estremità superiore della tavola inclinata, tanto minore è la forza H a cui si deve resistere e tanto più facile sarà spingere la cassa verso l'alto.

Obiettivi del piano inclinato

Gli obiettivi del piano inclinato includono:

• Ridurre gli affari
• Semplifica il lavoro
• Velocizzare il lavoro

Esempi di piani inclinati nella vita

In realtà i piani inclinati si possono vedere ovunque nella vita di tutti i giorni. Vengono fatti vari sforzi per spostare gli oggetti ordinari dall'alto al basso o viceversa e vengono eseguiti su superfici inclinate per renderlo più semplice.

Con l'aiuto di un piano inclinato, la forza esercitata per spingere un oggetto è minore di quella esercitata per sollevarlo, anche se il percorso compiuto è più lungo. Il principio del piano inclinato viene utilizzato anche in vari utensili e strumenti come chiodi, asce o coltelli. Di seguito è riportato un elenco di esempi di piani inclinati nella vita di tutti i giorni.

• Le scale in una casa o in un edificio sono costituite da livelli o tortuose. Questo viene fatto con l’obiettivo di ridurre lo stile e lo sforzo.
• Le strade nelle zone montuose sono sempre tortuose. L'obiettivo è rendere la strada più agevole per il passaggio dei veicoli.
• Utilizzato per sollevare il fusto sul camion utilizzando una tavola di legno inclinata. Utilizza anche il principio del piano inclinato.
• I coltelli sono strumenti che sfruttano il principio del piano inclinato.
• La filettatura della vite ha una forma che ricorda una scala circolare che viene utilizzata come piano inclinato. Questo viene fatto con l'obiettivo di facilitare l'adesione della vite.
• I chiodi sono utensili con il principio del piano inclinato.
• Gli assi sono anche strumenti che utilizzano un piano inclinato.
• Uno scalpello è un altro esempio di piano inclinato.
• Anche il martinetto è un esempio del principio del piano inclinato perché utilizza lo stesso principio della vite.
• Kater o taglierina è un esempio di macchina semplice che sfrutta il principio del piano inclinato.

Vantaggi e svantaggi dei piani inclinati

Il piano inclinato ha il vantaggio, cioè che possiamo spostare le merci in un luogo più grande con una forza minore. Il vantaggio di un piano inclinato dipende dalla lunghezza della base del piano inclinato e dalla sua altezza. L'angolo di inclinazione del piano continua a ridursi, continua a diventare maggiore o minore la forza che deve essere esercitata. Il principio di funzionamento di un piano inclinato si trova anche in diversi utensili, ad esempio asce, coltelli, scalpelli, cacciaviti, viti, ecc.

La vite è fondamentalmente un piano inclinato avvolto attorno al tubo. In un piano inclinato, la forza rettilinea nel piano orizzontale è sostituita da una forza di "portanza" verticale. Con una vite, la forza di rotazione sul piano orizzontale viene trasformata in una forza di "sollevamento" verticale.

La vite è in realtà un piano inclinato che viene avvolto attorno ad un tubo in modo che l'avvolgimento abbia la forma di una spirale. La distanza tra 2 picchi o la distanza tra 2 filettature è chiamata intervallo della vite.

Il vantaggio meccanico della vite è: 2vir/ d. Il vantaggio meccanico della vite può essere aumentato riducendo l'intervallo della vite d e allargando lo stile del braccio della vite r. Tuttavia, la riduzione dell'intervallo tra le viti rende la vite difficile da girare o pesante da girare.

Gli strumenti che utilizzano il principio della vite includono martinetti, dadi, bulloni, morse e altri. La vite sarà facile da girare se viene spazzolata con olio per ridurre l'attrito.

Quando si gira una vite per legno, la filettatura della vite preme contro il legno. Una forza di risposta del legno spinge indietro la filettatura della vite e in questo metodo la vite si abbassa anche se la forza di rotazione della vite è sul piano orizzontale. Le viti sono note per il loro elevato attrito, motivo per cui vengono utilizzate per fissare gli oggetti. Un trapano è anche un piano inclinato.

A differenza degli altri piani inclinati, negli utensili è l'utensile che si muove. Tuttavia i piani inclinati presentano anche dei punti deboli, vale a dire che la distanza necessaria per spostare le merci è maggiore

Confronto tra piani inclinati e a cuneo

Un cuneo in realtà ha lo stesso principio di un piano inclinato. La differenza è che su un piano inclinato l'oggetto si sposta fino al piano inclinato Il piano inclinato è costante, mentre in un cuneo il piano inclinato si muove merce. Inoltre il cuneo presenta un doppio piano inclinato.

Un cuneo di ferro viene utilizzato per spaccare tronchi, coralli, tagliare oggetti duri come pavimenti e così via. Quanto più sottile è la forma del cuneo, tanto più facile sarà penetrare nel legno o negli oggetti duri, nonché nelle casse, attraverso aree con un piccolo angolo di inclinazione.

I piani inclinati sono comunemente utilizzati nelle attrezzature da taglio e spesso combinano 2 piani inclinati sotto forma di cuneo. Gli strumenti che utilizzano il principio del cuneo sono asce, chiodi, scalpelli, spine, spremiarance, aratri, spilli e coltelli. In un cuneo, il movimento in avanti viene trasformato in un movimento di divisione perpendicolare alla faccia dell'ascia. Una cerniera è una combinazione di due zeppe inferiori per chiudere e una zeppa superiore per aprire.

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Esempio di domanda sul piano inclinato

Domanda 1

Utilizzando una tavola lunga 4 metri, l'operaio esercita una forza di 1.250 N per spostare la scatola fino al soffitto alto 2 metri. Quanto pesa la scatola?

Completamento

È conosciuto

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

Chiesto

Peso dell'oggetto???

Risposta

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

Quindi il peso dell'oggetto è 2500 N

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Domanda 2

Al pianale dell'auto, a 80 cm da terra, è appoggiata una tavola lunga 3,6 m. La tavola verrà utilizzata per spingere una cassa da 90 kg da terra al pianale dell'auto. Qual è il vantaggio meccanico e la spinta se l'accelerazione dovuta alla gravità in quel luogo è 10 m/s2?

Soluzione:

È conosciuto :

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

Chiesto

vantaggi meccanici???

Risposta

w/F = s/h

mg/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 = 200N

COSÌ, il vantaggio meccanico e la forza di spinta sono 200 N

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Domanda 3

Su un piano inclinato con un'altezza di 1 me una lunghezza di 5 m. Se il peso dell'oggetto da spostare è 1.880 N, calcola la forza necessaria per spostare l'oggetto!

Soluzione:

È conosciuto

w = 1.880 N

s = 5 m

h = 1 m

Risposto

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

COSÌ, La forza necessaria per spostare l'oggetto è 376 N

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Domanda 4

Un oggetto del peso di 1800 N verrà sollevato ad un'altezza di 2,5 m. Se il vantaggio meccanico atteso è 6, qual è la distanza percorsa dall'oggetto sul piano inclinato e la forza necessaria per spingere l'oggetto?

Soluzione:

È conosciuto

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

Chiesto

Stile di potere???

Risposta

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

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

COSÌ, La forza richiesta è di 300 N

Domanda 5

Un piano inclinato è alto 2 m e lungo 4 m. Se il peso dell'oggetto da spostare è 1.660 N, calcola la forza necessaria per spostare l'oggetto!

È conosciuto :

w = 1.660 N

s = 4 m

h = 2 metri

Risposta :

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

Domanda 6

Una tavola lunga 2,4 m è appoggiata al pianale di un'auto a 60 cm da terra. La tavola verrà poi utilizzata per spingere una cassa di massa 80 kg da terra fino al pianale dell'auto. Calcola il vantaggio meccanico e la spinta se l'accelerazione dovuta alla gravità in quel luogo è 10 m/s² ?

È conosciuto :

s = 2,4 m

h = 60 cm = 0,6 m

m = 80 kg

g = 10 m/s²

Risposta :

KM = s/h

KM = 2,4 metri/0,6 metri

KM = 4

W/F = s/h

M. g/F = s/h

80 chilogrammi. (10 m/sec² ) / F = 2,4 m/ 0,6 m

900 N/F = 4

F = 900N/4

F = 225N

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