Calcular a força necessária para mover um objeto acima de uma inclinação

Na física, quando as forças de atrito são actuando sobre uma superfície inclinada, como uma rampa, o ângulo da rampa inclina a força normal com um ângulo. Quando você trabalha fora as forças de atrito, você precisa levar em conta este facto.

Força normal, N, é a força que empurra para cima contra um objecto, perpendicular à superfície do objecto está em repouso no. A força normal não é necessariamente igual à força, devido à gravidade que é a força perpendicular à superfície de um objecto está a deslizar no. Em outras palavras, a força normal é a força que empurra as duas superfícies em conjunto, e mais forte será a força normal, mais forte é a força devida ao atrito.

E se você tem que empurrar um objeto pesado até uma rampa? Digamos, por exemplo, você tem que mover um frigorífico. Você quer ir acampar, e porque você espera para pegar a abundância de peixes, você decidir levar o seu 100 kg geladeira com você. O único problema é conseguir o refrigerador em seu veículo (ver figura). O frigorífico tem que ir até uma rampa de 30 graus, que acontece de ter um coeficiente de atrito estático com o refrigerador de 0,20 e um coeficiente de cinética de atrito de 0,15. A boa notícia é que você tem dois amigos para ajudá-lo a mover o frigorífico. A má notícia é que você pode fornecer apenas 350 newtons de força cada um, para seus amigos pânico.

A força mínima necessária para empurrar o frigorífico até a rampa tem uma magnitude F_empurrar, e tem de combater o componente do peso do desempenho refrigerador ao longo da rampa e da força devido ao atrito.

O primeiro passo para este problema consiste em resolver o peso do refrigerador em componentes paralela e perpendicular à rampa. Dê uma olhada na figura, que mostra a geladeira e as forças que agem sobre ele. O componente do peso do refrigerador ao longo da rampa está

e o componente de peso do refrigerador perpendicular à rampa é

Quando você sabe o componente do peso ao longo da rampa, você pode trabalhar com a força mínima necessária para empurrar a geladeira até a rampa. A força mínima tem de vencer a força de atrito estático actuando para baixo da rampa e o componente de peso do frigorífico actuando para baixo da rampa, de modo que a força mínima está

A próxima pergunta é, # 147 Qual é a força de atrito, F_F?# 148- Você deve usar o coeficiente de atrito estático ou o coeficiente de cinética de atrito? Uma vez que o coeficiente de atrito estático é maior do que o coeficiente de atrito cinético de, o coeficiente estático é a melhor escolha. Depois que você e seus amigos obter o refrigerador para começar a se mover, você pode mantê-lo em movimento com menos força. Porque você está indo para usar o coeficiente de atrito estático, você pode obter F_F deste jeito:

Você também precisa da força normal, F_N, continuar. F_N é igual e oposta ao componente de peso do frigorífico actuando perpendicularmente à rampa. O componente de peso do frigorífico actuando perpendicularmente à rampa é

para que você possa dizer que a força normal que actua sobre o refrigerador é

É possível verificar isso, deixando teta ir para zero, o que significa que F_Ntorna-se mg; Como deveria.

A força de atrito estático, F_F, é então dado por

Assim, a força mínima necessária para superar a componente do peso que actua ao longo da rampa e a força de atrito estático é dado pela

Agora basta ligar nos números:

Você precisa de 660 newtons de força para empurrar a geladeira até a rampa. Em outras palavras, os seus dois amigos, que podem exercer a 350 newtons cada, são suficientes para o trabalho.