Question

Для кожного досліду порівняйте значення сили (F) зі значенням ваги тіла (P) і зробіть висновок про виграш у силі, який дає похила площина.

Answer 1

Відповідь:

На похилій площині діють дві сили: сила ваги тіла (P) та сила, яку називають силою натягу (F). Сила натягу направлена вздовж похилої площини вгору і утримує тіло від ковзання вниз. Її величина залежить від кута нахилу похилої площини.

Коли тіло знаходиться у стані рівноваги, сила натягу дорівнює силі ваги: F = P. В цьому випадку виграш у силі не спостерігається.

Проте, якщо нахил похилої площини зростає, сила натягу збільшується, тоді як сила ваги залишається незмінною. Таким чином, значення сили натягу перевищує значення сили ваги: F > P. Це означає, що на похилій площині тіло може виконувати більшу силу, ніж просто опираючись на свою вагу, що є виграшем у силі.

Отже, похила площина надає виграш у силі, що дозволяє виконувати більшу силу, ніж просто з використанням власної ваги тіла.

Answer 2

Для порівняння значення сили (F) і значення ваги тіла (P) на похилій площині, спочатку розглянемо фізичні закони, що стосуються цього явища.

На похилій площині діють дві сили на тіло: сила ваги (P) та сила тертя (Fт). Сила ваги (P) є силою, з якою Земля притягує тіло, і вона направлена вертикально вниз. Сила тертя (Fт) виникає на межі контакту між тілом і похилою площиною та направлена вздовж площини у напрямку, протилежному руху тіла.

Залежно від кута нахилу похилої площини, сила тертя може змінюватись. Якщо кут нахилу малий, сила тертя також буде невеликою, а якщо кут нахилу великий, сила тертя буде більшою.

Тепер розглянемо два випадки:

1. Коли сила тертя (Fт) менша за силу ваги (P): У цьому випадку, якщо сила тертя менша за силу ваги, то тіло буде рухатися вздовж похилої площини. Це означає, що існує виграш у силі, оскільки тіло переміщується під дією нерівноважної сили (P - Fт).

2. Коли сила тертя (Fт) більша або рівна силі ваги (P): У цьому випадку, якщо сила тертя більша або рівна силі ваги, то тіло буде у спокої або залишатиметься на місці. В цьому випадку немає виграшу у силі, оскільки нерівноважна сила (P - Fт) дорівнює нулю або негативній величині.

Отже, висновок полягає в тому, що виграш у силі, який дає похила площина, залежить