Naklonená rovina: definícia, vzorec, mechanické výhody a príklady otázok

Naklonená rovina: definícia, vzorec, mechanické výhody a príklady otázok - Čo znamená naklonená rovina a ako vypočítať jej fyziku? Pozrime sa spolu na diskusiu v článku nižšie, aby sme jej lepšie porozumeli

---

Naklonená rovina: definícia, vzorec, mechanické výhody a príklady otázok

---

Naklonená rovina je jednoduchý rovinný nástroj pozostávajúci z naklonenej plochy. Naklonená rovina je rovný povrch, ktorý zviera s vodorovným povrchom uhol, ktorý nie je kolmý.

Naklonené roviny sú jedným typom jednoduchej roviny. Jednoduchá rovina je mechanické zariadenie, ktoré dokáže zmeniť smer alebo veľkosť niečoho.Práca na naklonenej rovine sa stáva jednoduchšou, pretože povrch je naklonený. Trecia sila na naklonenej rovine bude tiež menšia ako zvyčajne.

Aby sme mohli pohybovať veľmi ťažkým predmetom pomocou naklonenej roviny, musíme samozrejme vedieť, koľko úsilia potrebujeme.

---

Formula naklonenej roviny

Vzorec naklonenej roviny je vytvorený kombináciou sily, hmotnosti objektu, výšky a dĺžky naklonenej roviny. Venujte pozornosť nasledujúcej schéme:

Matematicky vzorec pre naklonenú rovinu je:

Informácie :

• Fk: sila sily (N)
• s: Dĺžka naklonenej roviny (m)
• W: Hmotnosť predmetu (N)
• h: výška naklonenej roviny (m)

Mechanická výhoda na naklonených rovinách

Naklonené roviny sa bežne používajú na premiestňovanie predmetov z podlahy na nákladné autá (napríklad prepravky). Aby sa prepravka mohla pohybovať nahor, musí byť tlačená alebo ťahaná silou F. Aká je veľkosť sily F, ak dĺžka naklonenej roviny je s a výška vozíka od podlahy je h?

Príklady naklonených rovín sú nite, rebríky, dláta, píly, kliny, nože. Princíp činnosti naklonenej roviny možno vysvetliť takto: prepravka obsahujúca zariadenie má hmotnosť 200 kg alebo váži približne 2000 N. Gravitácia prepravky smeruje nadol. Ak schopnosť jednej osoby dokáže zdvihnúť náklad 500 N vertikálne smerom nahor, potom na zdvihnutie prepravky na vozík sú potrebné 4 osoby. Celá váha hrudníka dopadla na štyroch ľudí. Každá osoba musí vyvinúť silu 500 N vertikálne smerom nahor.

Práca pri zdvíhaní prepravky na vozík si môže uľahčiť len jedna osoba, ak použijete jednoduchú naklonenú rovinu. Hmotnosť prepravky už nepadá celá na osobu, ktorá prepravku dvíha, ale časť z nej dopadá na naklonenú rovinu.

Doska s dĺžkou AB = l metrov, koniec A je umiestnený na vozíku a koniec B je na zemi. Hmotnosť prepravky W = 2000 N je zvislá nadol. Sila, ktorú vyvíja osoba na tlačenie prepravky, je F, jej smer je rovnobežný s nahor naklonenou rovinou. Sila F je potrebná na to, aby odolala časti hmotnosti prepravky H, ktorá smeruje nadol rovnobežne s naklonenou rovinou. Ďalšia časť hmotnosti prepravky W dopadá na kolmú naklonenú rovinu T smerom nadol.

Ak je na zatlačenie prepravky potrebná sila F nahor rovnobežná s naklonenou rovinou, potom musí existovať sila smerom nadol oproti sile F. Sila pôsobiaca proti sile F pochádza z časti hmotnosti prepravky W, ktorej veľkosť je H. Ďalšia časť hmotnosti prepravky, a to sila T, tlačí dosku kolmo nadol, takže sa doska môže ohýbať.

Naklonené roviny, vrátane jednoduchých rovin vyrobených na získanie väčšej sily alebo znásobenie našich schopností. Prepravku s hmotnosťou 2000 N nemôže zdvihnúť jedna osoba, ak ju zdvíha kolmo nahor, ale môže ju tlačiť jedna osoba pomocou naklonenej roviny.

Pozdĺž naklonenej roviny osoba, ktorá tlačí prepravku na koniec A z konca B, vykoná prácu rovnajúcu sa práci = F x l. Ak sa prepravka zdvihne zvisle nahor od C po koniec A, vykonaná práca je Š x v.

Túto rovnicu možno získať aj z podobnosti trojuholníkov. Pravouhlý trojuholník s dĺžkou strany š x V je podobný pravouhlému trojuholníku ABC. Takže porovnanie strán:

H/w = h/l = H x l = vw.

Veľkosť sily H = sila osoby, ktorá tlačí prepravku, potom Fx l = š x v.

Mechanická výhoda je číslo, ktoré vyjadruje násobenie výsledkov jednoduchého stroja silou alebo dráhou posunu. Pre naklonenú rovinu je mechanický zisk = l/h.

Účinnosť naklonenej roviny je: Účinnosť = š xv/vxd x 100 %

Ak je doska hladká, vstupná práca vykonaná Fxl je rovnaká ako Hxl a rovnaká ako výstupná práca vykonaná naklonenou rovinou š x v. Dosky naklonenej roviny nie sú vždy dokonale hladké. V skutočnosti, keď sa prepravka pohybuje po naklonenej rovine, na prepravku pôsobí trecia sila z dosky, ktorá je v opačnom smere ako je smer pohybu prepravky.

Trecia sila pôsobí na rovinu dotýkajúcu sa povrchu dosky a základne prepravky. Preto sila aplikovaná na tlačenie prepravky smerom nahor pomocou F musí pôsobiť proti sile H a trecej sile G. Potom aplikovaná sila F= H + G.

Čím väčší je uhol sklonu alebo čím je naklonená rovina rovnejšia, tým väčšia sila H musí odolávať a tým ťažšie je tlačiť prepravku nahor. Na druhej strane, čím menší je uhol sklonu alebo čím kratšia je výška h od horného konca naklonenej dosky, tým menšia sila H musí odolávať a tým ľahšie je prepravka tlačiť nahor.

Ciele naklonenej roviny

Ciele naklonenej roviny zahŕňajú:

• Obmedzenie podnikania
• Uľahčite si prácu
• Urýchliť prácu

Príklady naklonených rovín v živote

Naklonené roviny možno skutočne vidieť všade naokolo v každodennom živote. Rôzne snahy sa vynakladajú na presun bežných predmetov zhora nadol alebo naopak a robia sa na šikmých plochách, aby to bolo jednoduchšie.

Pomocou naklonenej roviny je sila vynaložená na zatlačenie predmetu menšia ako na jeho zdvihnutie, aj keď dráha, ktorú potrebuje, je dlhšia. Princíp naklonenej roviny sa využíva aj pri rôznych nástrojoch a nástrojoch ako sú klince, sekery či nože. Nasleduje zoznam príkladov naklonených rovín v každodennom živote.

• Schody v dome alebo budove sú vyrobené z vrstiev alebo vinutia. Deje sa tak s cieľom znížiť štýl a námahu.
• Cesty v horských oblastiach sú vždy kľukaté. Cieľom je uľahčiť prejazd vozidiel po ceste.
• Používa sa na zdvihnutie bubna na vozík pomocou drevenej dosky, ktorá je naklonená. Využíva tiež princíp naklonenej roviny.
• Nože sú nástroje, ktoré využívajú princíp naklonenej roviny.
• Skrutkový závit má tvar, ktorý pripomína kruhový rebrík, ktorý sa používa ako naklonená rovina. Deje sa tak s cieľom uľahčiť uchytenie skrutky.
• Klince sú nástroje s princípom naklonenej roviny.
• Sekery sú tiež nástroje, ktoré využívajú naklonenú rovinu.
• Dláto je ďalším príkladom naklonenej roviny.
• Zdvihák je tiež príkladom princípu naklonenej roviny, pretože využíva rovnaký princíp ako skrutka.
• Kater alebo fréza je príkladom jednoduchého stroja, ktorý využíva princíp naklonenej roviny.

Výhody a nevýhody naklonených rovín

Naklonená rovina má tú výhodu, že menšou silou dokážeme presunúť tovar na väčšie miesto. Výhoda naklonenej roviny závisí od dĺžky základne naklonenej roviny a jej výšky. Uhol sklonu roviny sa stále zmenšuje, stále sa zväčšuje alebo zmenšuje, sila, ktorá musí byť vykonaná. Princíp činnosti naklonenej roviny nájdete aj vo viacerých nástrojoch, napríklad sekerách, nožoch, dlátoch, skrutkovačoch, skrutkách atď.

Skrutka je v podstate naklonená rovina omotaná okolo rúrky. V naklonenej rovine je priama sila v horizontálnej rovine nahradená vertikálnou silou „zdvihu“. Pomocou skrutky sa rotačná sila v horizontálnej rovine mení na vertikálnu „zdvihovú“ silu.

Skrutka je vlastne naklonená rovina, ktorá je omotaná okolo rúrky tak, že vinutie je v tvare špirály. Vzdialenosť medzi 2 vrcholmi alebo vzdialenosť medzi 2 skrutkovými závitmi sa nazýva interval medzi skrutkami.

Mechanická výhoda skrutky je: 2vir/ d. Mechanickú výhodu skrutky je možné zvýšiť znížením intervalu skrutky d a zväčšením typu ramena skrutky r. Zníženie intervalu medzi skrutkami však spôsobuje, že skrutku je ťažké otáčať alebo skrutku ťažko otáčať.

Medzi nástroje, ktoré využívajú princíp skrutky, patria skrutkové zdviháky, matice, skrutky, zveráky a iné. Skrutka sa bude dať ľahko otáčať, ak sa skrutka potrie olejom, aby sa znížilo trenie.

Keď sa skrutka do dreva otáča, závit skrutky tlačí na drevo. Sila odozvy dreva tlačí závit skrutky späť a pri tomto spôsobe sa skrutka pohybuje nadol, aj keď sila otáčania skrutky je v horizontálnej rovine. Skrutky sú známe svojim vysokým trením, a preto sa používajú na pripevnenie vecí. Vŕtačka je tiež naklonená rovina.

Na rozdiel od iných naklonených rovín sa v nástrojoch pohybuje nástroj. Naklonené roviny však majú aj slabiny, konkrétne vzdialenosť potrebná na presun tovaru je väčšia

Porovnanie naklonených a klinových rovín

Klin má vlastne rovnaký princíp ako naklonená rovina. Rozdiel je v tom, že na naklonenej rovine sa objekt pohybuje až po naklonenú rovinu Naklonená rovina je konštantná, zatiaľ čo v kline sa naklonená rovina pohybuje tovar. Okrem toho má klin dvojitú naklonenú rovinu.

Klin vyrobený zo železa sa používa na štiepanie polien, koralov, rezanie tvrdých predmetov, ako sú podlahy a pod. Čím tenší je tvar klinu, tým ľahšie preniká drevom alebo tvrdými predmetmi, ako aj prepravkami cez oblasti s malým uhlom sklonu.

Naklonené roviny sa bežne používajú v rezacích zariadeniach a často kombinujú 2 naklonené roviny vo forme klinu. Nástroje využívajúce klinový princíp sú sekery, klince, dláta, tŕne, žmýkačky na pomaranče, pluhy, špendlíky a nože. V klinu sa dopredný pohyb mení na štiepací pohyb kolmý na čelo sekery. Zips je kombináciou dvoch spodných klinov na zatváranie a horného klinu na otváranie.

---

Príklad otázky na naklonenú rovinu

Otázka 1

Pomocou dosky, ktorá je dlhá 4 metre, pracovník vyvinie silu 1 250 N, aby presunul box na strop vysoký 2 metre. Koľko váži krabica?

Dokončenie

Je známe

s = 15 m
F = 1250 N
h = 2 m

Spýtal sa

Hmotnosť objektu???

Odpoveď

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

Takže hmotnosť objektu je 2500 N

---

Otázka 2

Doska s dĺžkou 3,6 m sa opiera o posteľ auta, ktorá je 80 cm od zeme. Doska bude slúžiť na vytlačenie 90 kg prepravky zo zeme na lôžko auta. Aká je mechanická výhoda a ťah, ak je gravitačné zrýchlenie v tomto mieste 10 m/s2?

Riešenie:

Je známe :

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

Spýtal sa

mechanické výhody???

Odpoveď

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

takže, mechanická výhoda a prítlačná sila je 200 N

---

Otázka 3

Na naklonenej rovine s výškou 1 m a dĺžkou 5 m. Ak je hmotnosť predmetu, ktorý sa má pohybovať, 1 880 N, vypočítajte silu potrebnú na pohyb predmetu!

Riešenie:

Je známe

w = 1,880 N

s = 5 m

h = 1 m

Odpovedané

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

takže, Sila potrebná na pohyb objektu je 376 N

---

Otázka 4

Objekt s hmotnosťou 1800 N sa zdvihne do výšky 2,5 m. Ak je očakávaná mechanická výhoda 6, aká je vzdialenosť, ktorú prejde predmet na naklonenej rovine a sila potrebná na zatlačenie predmetu?

Riešenie:

Je známe

w = 1800 N
h = 2,5 m
KM = 6

Spýtal sa

Výkonový štýl???

Odpoveď

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

KM = w/F
6 = 1800 N/F
F = 1800 N/6
F = 300 N

takže, Potrebná sila je 300 N

Otázka 5

Naklonená rovina je 2 m vysoká a 4 m dlhá. Ak je hmotnosť predmetu, ktorý sa má pohybovať, 1 660 N, vypočítajte silu potrebnú na pohyb predmetu!

Je známe :

w = 1,660 N

s = 4 m

h = 2 m

odpoveď:

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

Otázka 6

Doska s dĺžkou 2,4 m je opretá o posteľ auta, ktorá je 60 cm od zeme. Doska potom poslúži na vytlačenie prepravky s hmotnosťou 80 kg zo zeme na lôžko auta. Vypočítajte mechanickú výhodu a ťah, ak je gravitačné zrýchlenie v tomto mieste 10 m/s² ?

Je známe :

s = 2,4 m

h = 60 cm = 0,6 m

m = 80 kg

g = 10 m/s²

odpoveď:

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

O tom je recenzia od Seputarjiwa.co.id Naklonená rovina: definícia, vzorec, mechanické výhody a príklady otázok ,Dúfajme, že to môže zvýšiť váš prehľad a znalosti. Ďakujeme za návštevu a nezabudnite si prečítať ďalšie články.