힘 이해
* 중력 (중량) : 블록은 중력으로 인한 하향 힘을 경험합니다. 우리는 체중이라고 부릅니다 (Mg, 여기서 'm'은 질량이고 'g'는 중력으로 인한 가속도입니다).
* 정상 힘 : 경사면은 표면에 수직 인 블록을 뒤로 밀어 정상적인 힘을 만듭니다.
* 장력 : 문자열이 블록을 당겨 장력을 만듭니다.
자유 바디 다이어그램
블록의 자유 바디 다이어그램을 그립니다. 이것은 블록에 작용하는 모든 힘의 시각적 표현입니다.
* 경사면에 블록을 그립니다.
* 중력 (mg)의 힘을 나타 내기 위해 블록에서 똑바로 향한 화살표를 그립니다.
* 정상 힘 (n)을 나타내려면 경사면에 수직으로 화살표를 그립니다.
* 장력력 (t)을 나타 내기 위해 경사면과 평행 한 화살표를 위쪽으로 향하게합니다.
세력 해결
블록은 움직이지 않기 때문에 (평형 상태) 힘의 균형을 유지해야합니다. 우리는 힘을 경사면과 평행하고 수직으로 성분으로 해결해야합니다.
* 경사면과 평행 :
* 중력은 평면과 평행 한 성분을 가지고 있습니다 :mg * sin (theta). 여기서 세타는 경사의 각도입니다.
* 장력은이 방향으로 직접 작용합니다.
* 경사면에 수직 :
* 중력은 평면에 수직 인 성분이 있습니다 :mg * cos (theta).
* 일반 힘은이 구성 요소의 균형을 유지합니다.
뉴턴의 법률 적용
* 뉴턴의 첫 번째 법 : 순 힘에 의해 행동하지 않는 한 휴식중인 물체는 휴식을 유지합니다. 블록은 움직이지 않기 때문에 양방향으로 작용하는 순 힘은 (평면에 평행하고 수직 인) 0이어야합니다.
* 평면과 평행 : 힘은 장력 (t) 위쪽이고 중력의 구성 요소는 아래쪽으로 (mg * sin (theta))입니다. 이것들은 균형을 이루어야하기 때문에 :
* t =mg * sin (theta)
결론
줄의 장력의 크기는 경사면과 평행하게 작용하는 블록 무게의 구성 요소와 같습니다. 이것은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
t =mg * sin (theta)
어디:
* t는 문자열의 장력입니다
* m은 블록의 질량입니다
* G는 중력으로 인한 가속도입니다 (약 9.8m/s²)
* 세타는 경사의 각도입니다
