1. Förstå krafterna
* tyngdkraft (vikt): Tyngdkraften verkar rakt ner på massan. Dess storlek är (mass * acceleration på grund av tyngdkraften) =20 kg * 9,8 m/s² =196 N.
* Normal kraft: Kraften som utövas av det lutande planet vinkelrätt mot ytan. Den balanserar komponenten i tyngdkraften vinkelrätt mot planet.
* friktionskraft: Kraften som motsätter sig massan längs planet. Det är proportionellt mot den normala kraften och koefficienten för kinetisk friktion.
* Applied Force: Kraften du behöver för att applicera parallellt med lutningen för att dra massan med konstant hastighet.
2. Bryta ner krafterna
* gravitationskomponenten parallellt med planet: Detta är den kraft som måste övervinnas för att dra massan uppåt. Det beräknas som (vikten av massan * sin (vinkel)).
* 196 n * sin (30 °) =98 n
* tyngdekomponent vinkelrätt mot planet: Detta balanseras av den normala kraften. Det beräknas som (vikten av massan * cos (vinkel)).
* 196 n * cos (30 °) =169,7 n (ungefär)
* friktionskraft: Detta motsätter sig rörelsen och beräknas som (koefficient för kinetisk friktion * normal kraft).
* 0,20 * 169,7 n =33,94 n (ungefär)
3. Beräkna den applicerade kraften
För att dra massan med konstant hastighet måste den applicerade kraften balansera krafterna som verkar mot rörelsen:
* Applied Force =(Tyngdekomponenten parallellt med planet) + (friktionskraft)
* Applied Force =98 N + 33,94 N =131,94 N (ungefär)
Därför behöver du cirka 131,94 Newtons of Force för att dra 20 kg massa med en enhetlig långsam hastighet upp det lutande planet.
