Faktorer som påverkar kraft:
* massa av objektet: Ju tyngre objekt, desto mer kraft behöver du flytta det.
* friktionskoefficient: Friktionen mellan objektet och lutningsytan motstår rörelse. En högre friktionskoefficient kräver mer kraft.
* om objektet rör sig med en konstant hastighet eller accelererar: Om du vill att objektet ska röra sig med en konstant hastighet, måste kraften du tillämpar lika krafterna som motsätter sig dess rörelse. Om du vill att den ska accelerera behöver du mer kraft.
Hur man beräknar kraften:
1. Gratis kroppsdiagram: Rita ett gratis kroppsdiagram över objektet på lutningen. Detta kommer att visa alla krafter som verkar på den.
2. Forces:
* Vikt (mg): Denna kraft verkar vertikalt nedåt.
* Normal Force (N): Denna kraft verkar vinkelrätt mot lutningsytan.
* friktionskraft (F): Denna kraft verkar parallellt med lutningsytan och motsätter sig rörelse.
* Applied Force (F): Detta är den kraft du tillämpar för att driva objektet upp lutningen.
3. Löstkrafter: Lös viktkraften till komponenter parallella och vinkelrätt mot lutningen.
* komponent parallell med lutning: mg sin (15 °)
* Komponent vinkelrätt mot lutning: mg cos (15 °)
4. Ekvationer:
* för konstant hastighet: F =mg sin (15 °) + f
* för acceleration: F =ma + mg sin (15 °) + f
* friktion: F =μN (där μ är friktionskoefficienten)
För att få ett numeriskt svar behöver du:
* massa (m) för objektet
* friktionskoefficient (μ) mellan objektet och lutningen
* önskad acceleration (A), om någon
Exempel:
Låt oss säga att du har ett 10 kg objekt på en 15-graders lutning med en friktionskoefficient på 0,2. Du vill trycka upp den lutningen med en konstant hastighet.
* Vikt: mg =(10 kg) (9,8 m/s²) =98 N
* Normal kraft: N =mg cos (15 °) =98 n * cos (15 °) ≈ 94,6 n
* friktion: F =μN =0,2 * 94,6 N ≈ 18,9 N
* kraft behövs: F =mg sin (15 °) + f =98 n * sin (15 °) + 18,9 n ≈ 42,3 n
Därför behöver du en kraft på cirka 42,3 n för att driva objektet upp lutningen med konstant hastighet.
