1. 힘을 분석하십시오
* 중력 : 상자에 작용하는 중력의 힘은 mg이며, 여기서 m은 질량 (2 kg)이고 G는 중력 (9.8 m/s²)으로 인한 가속도입니다. 이 힘은 수직으로 아래쪽으로 작용합니다.
* 정상 힘 : 평면은 표면에 수직 인 힘을 가해서 정상 힘 (n)이라고 부릅니다.
* 마찰 : 두 가지 가능성이 있습니다.
* 정적 마찰 : 이 힘은 상자의 임박한 움직임에 반대하고 평면과 평행하게 작용합니다. 최대 값은 μs * n입니다 (여기서 μs는 정적 마찰 계수).
* 동역학 마찰 : 이 힘은 평면과 평행하게 작용하고 상자가 움직이면 상자의 움직임에 반대합니다. 그 값은 μk * n입니다 (여기서 μk는 운동 마찰 계수).
2. 힘을 해결합니다
* 중력을 해결 : 우리는 평면과 평행하고 수직으로 중력의 구성 요소를 찾아야합니다.
* 병렬 구성 요소 (mg sin 30 °) :이 구성 요소는 상자를 경사를 아래로 당깁니다.
* 수직 성분 (MG COS 30 °) :이 구성 요소는 상자를 평면으로 누릅니다.
* 정상 힘 : 정상 힘은 크기가 같고 중력의 수직 성분과 방향이 동일합니다 :n =mg cos 30 °.
3. 상자가 움직이는 지 확인하십시오
* 정적 마찰 : 최대 정적 마찰력을 계산하십시오 :μs * n =0.5 * (2 kg * 9.8 m/s² * cos 30 °) ≈ 8.49 N.
* 경사를 강요합니다 : 중력의 성분을 계산하여 상자를 경사로 아래로 당기십시오 :(2 kg * 9.8 m/s² * sin 30 °) =9.8 N.
* 비교 : 상자를 경사 (9.8 N) 아래로 당기는 힘은 최대 정적 마찰력 (8.49 N)보다 큽니다. 이것은 상자가 정적 마찰을 극복하고 움직이기 시작한다는 것을 의미합니다.
4. 가속도를 계산합니다
* 동역학 마찰 : 상자가 움직이고 있으므로 운동 마찰 계수를 사용합니다. 동역학 마찰력은 μk * n =0 * (2 kg * 9.8 m/s² * cos 30 °) =0 N입니다.
* 순 힘 : 경사 아래에서 상자에 작용하는 유일한 힘은 중력의 성분 (9.8 N)입니다.
* 가속도 : Newton의 제 2 법칙 (F =Ma)을 사용하여 가속도를 찾습니다 :a =f/m =9.8 N/2 kg =4.9 m/s².
5. 최종 속도를 계산하십시오
* 초기 속도 : 상자는 휴식에서 시작하여 초기 속도 (v₀)는 0m/s입니다.
* 시간 : 시간은 3 초로 주어집니다.
* 최종 속도 : 방정식 v =vation +를 사용하여 다음을 얻습니다.
v =0 m/s + (4.9 m/s²) * (3 s) =14.7 m/s
따라서 3 초 후 상자의 속도는 14.7 m/s입니다.
