Co to jest nachylona płaszczyzna?
Nachylona płaszczyzna jest jedną z sześciu prostych maszyn zdefiniowanych przez wczesnych naukowców używanych w odniesieniu do fizyki lub mechaniki. Pozostałe pięć to dźwignie, koła pasowe, śruby, kliny, kółka i osie. Te proste maszyny zostały zaprojektowane do powiększenia lub przekierowania siły w taki sposób, aby zmaksymalizować ilość pracy, którą mogą wykonać. Mówiąc najprościej, nachylona płaszczyzna to obiekt, który ma płaską powierzchnię i jest pochylona pod ustalonym kątem.
Przewaga mechaniczna, którą zapewnia ta maszyna, jest zmniejszona siła wymagana do przenoszenia obiektów między lokalizacjami o różnych wysokościach. Bez płaszczyzny poruszanie obiektu w pionie wymagałoby znacznie więcej siły. Ponadto może pomóc w bezpiecznym przemieszczaniu obiektów w dół.
Za pomocą slajdu dziecka na placu zabaw jako przykład, jeśli dziecko znajduje się na platformie nad ziemią i miało zejść z platformy prosto w dół, ma duże prawdopodobieństwo, że doznanie kontuzji. To prawda, że byłby szybszy, ale na pewno nie jestbezpieczna. Jeśli dziecko używa slajdu, przykład nachylonej płaszczyzny, wówczas zejdzie w wolniejszym i bezpieczniejszym tempie. Podobnie, gdyby dziecko próbowało wspiąć się na szczyt, wymagałoby to znacznie więcej wysiłku, niż gdyby podszedł slajd.
Nachylony samolot ma wiele zastosowań i istnieje wiele ich przykładów w codziennym życiu ludzi. Niektóre przykłady to rampy, slajdy, zsypki, noże i topory. Może wydawać się dziwne, że nóż zostanie sklasyfikowany w ten sposób, ale ścisłe spojrzenie na ostrze noża ujawnia nachylenie w dół.
Gdy obiekt znajduje się na pochylonej płaszczyźnie, są na nim trzy siły główne. Siły te są siłą normalną, siłą grawitacyjną i siłą tarcia. Podczas gdy opór powietrza jest siłą na obiekcie, zwykle nie jest brana pod uwagę, ponieważ jest zwykle nieistotna. Normalna siła to siła nakładana na obiekt prostopadły (90 °) do nachylenia. .Siła grawitacyjna to siła ciągnąca obiekt bezpośrednio pod nim. Wreszcie siła tarcia jest równoległa do płaszczyzny. Zamiast używać prób i błędów, osoba może z góry ustalić, czy obiekt można przesunąć w górę płaszczyzny za pomocą wzoru obejmującego te trzy siły, masę obiektu i kąt nachylenia.