የተዘበራረቀ ፕላን - ችግሮች እና መፍትሄዎች

የተዘበራረቀ ፕላን - ችግሮች እና መፍትሄዎች

1. ቅዳሴ የቡድኑ ክብደት 5 ኪ.ግ ነው፣ በስበት ኃይል ምክንያት አጣዳፊነት = 9.8 ሜትር / ሰ², ታን 37 ^o = 3/4. የብሎኩ ማጣደፍ ምንድነው?

መፍትሔ

የሚታወቅ፦

ክብደት (ሜ) = 5 ኪ.ግ.

በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት (ግ) = 10 ሜ/ሰ²

ሚዛን (ወ) = mg = (5)(10) = 50 N

x = 3

ቁመቱ የ ዝንባሌ ያለው አውሮፕላን (y) = 4

የተዘነበለ የፕላን ወለል ርዝመት (l) = 5

የሚፈለጉ : ፍጥነት የብሎክ (ሀ)?

መፍትሔው

እገዳው በ w ኃይል የተፋጠነ ነው_xየተዘነበለው ጠፍጣፋ ለስላሳ ስለሆነ ምንም የለም የግጭት ኃይል.

w_x = w sin θ = (w)(y / z)

w_x = (50)(4/5)

w_x = 40 ኒውተን

የብሎክ ማፋጠን (ሀ)?

ΣF = ma

w_x = ማ

40 = (5) ሀ

a = 40/5

a = 8 ሜ/ሰ²

2. መጀመሪያ ላይ እረፍት ላይ ያለ ብሎክ፣ ከዚያም ከተዘነበለው የፕላን ወለል ጋር ትይዩ ወደ ላይ የተጣደፈ። የብሎክ ክብደት = 8 ኪ.ግ፣ የስታቲክ ግጭት µ ኮፊሸንት_s = 0.5 እና አንግል θ = 45^o. የ F ኃይል መጠን ምን ያህል ነው ስለዚህም እገዳው እንዲፋጠን።

የሚታወቅ፦

የማይንቀሳቀስ ግጭት ኮፊሸንት (µ)_s) = 0.5

አንግል (θ) = 45^o

በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት (ግ) = 10 ሜ/ሰ²

የብሎክ ክብደት (ሜ) = 8 ኪ.ግ.

የብሎክ ክብደት (w) = mg = (8 ኪ.ግ)(10 ሜ/ሰ²) = 80 ኪ.ግ ሜ/ሰ² = 80 ኒውተን

የሚፈለግ፡ የኃይል መጠን F

መፍትሔው

ማፋጠን የሚጀምረው ከሆነ አግድ F ≥ w_x + f_s.

የክብደት አግድም አካል :

w_x = w sin θ = (80) (ኃጢአት 45) = (80) (0.5√2) = 40√2

የክብደት አቀባዊ አካል፡

w_y = w cos θ = (80)(cos 45) = (80) (0.5√2) = 40√2

መደበኛ ኃይል :

N = w_y = 40√2

የማይንቀሳቀስ ግጭት ኃይል፡

f_s = µ_s N = (0.5)(40√2) = 20√2

የኃይል መጠን F:

F ≥ w_x + f_s

F ≥ 40√2 + 20√2

F ≥ 60√2 ኒውተን

3. የብሎኩ ክብደት 8 ኪ.ግ ነው። ለማቆየት የሚያስፈልገው ዝቅተኛው ኃይል አግድ so ብሎኩ ያንን ስላይድ አይደለምs ወደታች ነው…(ኃጢአት 37)^o = 0.6፣ ኮስ 37^o = 0.8፣ ግ = 10 ሚሴ^-2, µ_k = 0.1)

የሚታወቅ፦

የብሎክ ክብደት (ሜ) = 8 ኪ.ግ.

በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት (ግ) = 10 ሜ/ሰ²

የብሎክ ክብደት (w) = mg = (8)(10) = 80 ኒውተን

ሲን 37^o = 0.6

ኮስ 37^o = 0.8

የኪነቲክ ግጭት ኮፊሸንት (µ)_k) = 0.1

መደበኛ ኃይል (N) = w_y = w cos 37^o = (80)(0.8) = 64 ኒውተን

የሚፈለግ፦ የኃይል መጠን F

መፍትሔው

ብሎኩ ወደ ታች የማይንሸራተት ከሆነ ረ = ወ_x

የክብደት አግድም ክፍል ከዘንበል ያለ ጠፍጣፋ ወለል ጋር ትይዩ፡

w_x = w sin θ = (80) (ኃጢአት 37) = (80) (0.6) = 48

f_k = µ_k N = (0.1)(64) = 6.4

ብሎኩ ወደ ታች እንዳይንሸራተት ዝቅተኛው የኃይል መጠን F፡

ኤፍ + ኤፍ_k - ወ_x = 0

ረ = ወ_x - ረ_k = 48 – 6.4 = 41.6 ኒውተን

4. 5-ኪ.ግ ክብደት ያለው ብሎክ በ71 N (ግ = 10 ms) ኃይል በሻካራ አቅጣጫ ባለው ጠፍጣፋ ላይ ይጎተታል^-2, ኃጢአት 37^o = 0.6፣ ኮስ 37^o = 0.8)። በብሎክ እና በተዘነበለው ፕላን መካከል ያለው የግጭት ኃይል ኮፊሸንት 0.4 ከሆነ፣ የብሎክ ፍጥነት ምን ያህል ነው።

የሚታወቅ፦

የእቃው ክብደት (ሜ) = 5 ኪ.ግ

በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት (ግ) = 10 ሜ/ሰ²

የብሎክ ክብደት (w) = mg = (5)(10) = 50 ኒውተን

ፎርስ ኤፍ = 71 ኒውተን

ሲን 37^o = 0.6

ኮስ 37^o = 0.8

የግጭት ኮፊሸንት = 0.4

የሚፈለጉ የብሎኩ ማፋጠን (ሀ)

መፍትሔው

የክብደት አግድም አካል :

w_x = w sin θ = (50) (ኃጢአት 37) = (50) (0.6) = 30

የክብደት አቀባዊ አካል :

w_y = w cos θ = (50)(cos 37) = (50) (0.8) = 40

መደበኛ ጉልበት:

N = w_y = 40

የኪነቲክ ግጭት ኃይል፡

f_k = µ_k N = (0.4)(40) = 16

የተጣራ ኃይል፡

∑F = F – w_x - ረ_k = 71 – 30 – 16 = 25 ኒውተን

የነገሩን ማፋጠን፡

a = ∑F / m = 25/5 = 5 ሜትር/ሰ²

5. ከታች ባለው ስእል እንደሚታየው በተዘነበለው አውሮፕላን በኩል ወደ መኪናው የተዘረጋ 500-N ሳጥን። የጭነት መኪናው ቁመት 1.5 ሜትር ከሆነ ሳጥኑን ለማንቀሳቀስ የኃይል መጠን ይወስኑ።

የሚታወቅ፦

የሳጥኑ ክብደት (w) = 500 ኒውተን

የጭነት መኪና ቁመት (ሰዓት) = 1.5 ሜትር

የዘነበለ ፕላን ርዝመት (ሊ) = 3 ሜትር

የሚፈለግ፦ ሳጥኑን ለማንቀሳቀስ የኃይል መጠን (F)

መፍትሔው

ሲን θ = opp / hyp = 1.5 ሜትር / 3 ሜትር = 1.5 / 3 = 0.5

ሳጥኑን ለማንቀሳቀስ የሚያስፈልገው ኃይል (F)፣ ልክ እንደ ዘንግ ካለው ፕላን ጋር ትይዩ ከሆነው የክብደት አግድም አካል ጋር ተመሳሳይ ነው (w)_x).

w_x = w sin θ = (500 N) (0.5) = 250 N

1. ዝንባሌ ያለው ፕላን ምንድን ነው፣ እና ስራን እንዴት ቀላል ያደርገዋል?
   • መልስ፦ ዘንግ ያለው ፕላን ማለት በአግድም ወለል ላይ (ከቀኝ አንግል ውጪ) የተቀመጠ ጠፍጣፋ ወለል ነው። አንድ ኃይል የመቋቋም ኃይልን ለማሸነፍ ረዘም ላለ ርቀት እንዲተገበር በመፍቀድ ስራውን ቀላል ያደርገዋል፣ ይህም ብዙውን ጊዜ አንድን ነገር ለማንሳት ወይም ዝቅ ለማድረግ የሚያስፈልገውን ኃይል መጠን ይቀንሳል።
2. የአዝማሚያው አንግል አንድን ነገር ወደ ላይ ለማንቀሳቀስ የሚያስፈልገውን ኃይል እንዴት ይነካዋል?
   • መልስ፦ የማዘንበል አንግል ቁልቁል በጨመረ ቁጥር አንድን ነገር ወደ ላይ ለማንቀሳቀስ የሚያስፈልገው ኃይል ይጨምራል። አንግል ሲቀንስ የሚፈለገው ኃይል ይቀንሳል ነገር ግን በረጅም ርቀት ላይ ይተገበራል።
3. ከባድ ሳጥንን ወደ ላይ ከፍ ማድረግ ቀጥ ብሎ ከማንሳት ይልቅ ቀላል የሆነው ለምንድነው?
   • መልስ፦ አንድን ሳጥን ወደ መወጣጫ (ዘንበል ያለ አውሮፕላን) መግፋት የሳጥኑን ክብደት በትልቅ ርቀት ይከፍላል፣ ይህም በማንኛውም ጊዜ የሚያስፈልገውን ኃይል ይቀንሳል። ቀጥ ብሎ ማንሳት የሳጥኑን ሙሉ ክብደት በቀጥታ መቃወም ይጠይቃል፣ ይህም በጣም ትልቅ ኃይል ያስፈልገዋል።
4. የተዘነበለው አውሮፕላን ርዝመት አንድን ነገር ወደ ላይ ለማንቀሳቀስ ከሚያስፈልገው ኃይል ጋር እንዴት ይዛመዳል?
   • መልስ፦ የተዘነበለው አውሮፕላን (ለተወሰነ ቁመት) በረዘመ ቁጥር፣ አንድን ነገር ወደ ላይ ለማንቀሳቀስ የሚያስፈልገው ኃይል አነስተኛ ይሆናል። ሆኖም ግን፣ ኃይሉ በረጅም ርቀት ላይ መተግበር አለበት።
5. ግጭት በተዘነበለው አውሮፕላን ላይ ከገባ፣ በላዩ ላይ ያለውን ነገር እንቅስቃሴ እንዴት ይነካዋል?
   • መልስግጭት የነገሩን እንቅስቃሴ ይቃወማል። አንድ ነገር ወደ ላይ እየተገፋ ከሆነ ግጭት ወደ ታች ስለሚሄድ ዕቃውን ለማንቀሳቀስ የሚያስፈልገውን ኃይል ይጨምራል። አንድ ነገር ወደ አውሮፕላኑ እየተንቀሳቀሰ ከሆነ ግጭት ቁልቁለቱን ያዘገየዋል።
6. ሠራተኞች ከባድ እቃዎችን በጭነት መኪናዎች ላይ ለመጫን ለምን ዘንበል ያሉ አውሮፕላኖችን ይጠቀማሉ?
   • መልስ፦ የተዘረጋ ጠፍጣፋ (ራምፕ) መጠቀም ሠራተኞች ከባድ እቃዎችን ለመጫን ረጅም ርቀት ላይ አነስተኛ ኃይል እንዲጠቀሙ ያስችላቸዋል፣ ይህም ሥራውን በአቀባዊ ከማንሳት ይልቅ በቀላሉ ለመቆጣጠር እና ቀላል ያደርገዋል።
7. የአንድ ነገር ክብደት ከተዘነበለ አውሮፕላን ወደ ታች የመንሸራተት ዝንባሌው ጋር እንዴት ይዛመዳል?
   • መልስየነገሩ ክብደት ክፍል ከተዘነበለው ፕላን ወለል ጋር ትይዩ ሆኖ ሲሰራ እንዲንሸራተት ያደርገዋል። ነገሩ በከበደ ቁጥር የክብደቱ ክፍል እየጨመረ ይሄዳል፣ በዚህም ምክንያት ዕቃው ወደ ታች የመንሸራተት ዝንባሌው ይጨምራል።
8. መደበኛው ኃይል በተዘነበለ አውሮፕላን ላይ ምን ሚና ይጫወታል?
   • መልስ፦ የተለመደው ኃይል በተዘነበለው አውሮፕላን ወለል ላይ ቀጥ ብሎ ይሠራል። ግጭት ብዙውን ጊዜ ከተለመደው ኃይል ጋር ተመጣጣኝ ስለሆነ በእቃው እና በአውሮፕላኑ መካከል ለሚፈጠረው የግጭት ኃይል መጠን ተጠያቂ ነው።
9. በበረዶ ወቅት አሸዋ ወይም ጠጠር በተዘነበለ አውሮፕላን ላይ ለምን ሊቀመጥ ይችላል?
   • መልስአሸዋ ወይም ግሪት በተዘነበለው አውሮፕላን እና ከእሱ ጋር በሚገናኙ ነገሮች (እንደ ጫማ ወይም ጎማዎች) መካከል ያለውን የግጭት ኃይል ይጨምራል። ይህ ተጨማሪ ግጭት በበረዶ ወይም እርጥብ ሁኔታዎች ወቅት እንዳይንሸራተት ለመከላከል ይረዳል።
10. አንድ ኳስ በተዘነበለ አውሮፕላን ላይ ከተጠቀለለና ወደ ታች ከተንከባለለ፣ የአየር መቋቋምንና ግጭትን ችላ ብሎ ወደ መጀመሪያው ቦታ ሲመለስ ወደ መጀመሪያው ፍጥነት ይደርሳል?

• መልስአዎ፣ የአየር መቋቋም እና ግጭት በሌለበት ጊዜ፣ ኳሱ በከፍተኛው ነጥብ ላይ ያለው እምቅ ኃይል ሲወርድ ሙሉ በሙሉ ወደ ኪኔቲክ ኃይል ይለውጠዋል፣ ይህም የኃይል ጥበቃ ምክንያት ወደ መጀመሪያው ቦታ ሲመለስ ወደ መጀመሪያው ፍጥነት እንዲደርስ ያስችለዋል።