Какое преимущество в работе обеспечивает использование наклонной плоскости, если отсутствует сила трения? а) удваивает

Pushok

31

Наклонная плоскость, при отсутствии силы трения, обеспечивает уменьшение силы, которая необходима для перемещения предмета по сравнению с вертикальным подъемом.

Для более подробного понимания, рассмотрим силы, действующие на предмет, движущийся вдоль наклонной плоскости без силы трения. В этом случае, есть две основные силы, влияющие на движение: сила тяжести \(F_g\) и нормальная сила \(F_n\), которая перпендикулярна к поверхности плоскости.

Сила тяжести \(F_g\) направлена вертикально вниз и равна \(mg\), где \(m\) - масса предмета, а \(g\) - ускорение свободного падения. Нормальная сила \(F_n\) действует перпендикулярно к поверхности наклонной плоскости и поддерживает предмет на ней. В отсутствие силы трения, равенство сил гарантирует, что нормальная сила и проекция силы тяжести на ось, параллельную плоскости, будут равны между собой.

Теперь рассмотрим случай, когда предмет движется вверх по наклонной плоскости без силы трения. В этом случае, предмету необходимо преодолеть силу тяжести \(F_g\) вдоль наклонной плоскости.

Если бы предмет двигался вертикально вверх, без использования наклонной плоскости, он должен был бы преодолеть полную силу тяжести \(mg\). Однако, благодаря наклонной плоскости, проекция силы тяжести на ось, параллельную плоскости, уменьшается. Обозначим эту проекцию как \(F_{g_{\parallel}}\). Таким образом, для преодоления горизонтального участка пути по наклонной плоскости требуется только сила \(F_{g_{\parallel}}\), которая меньше полной силы тяжести \(mg\).

Ответ: c) уменьшает вдвое.

Таким образом, использование наклонной плоскости позволяет снизить необходимую силу для перемещения предмета вдоль плоскости вдвое, по сравнению с вертикальным подъемом без наклонной плоскости.