7 fatos sobre a força da gravidade no talude: o que, como, impactos

Você deve ter observado que a velocidade do objeto aumenta quando ele está deslizando pela encosta. Isso acontece por causa da força que age sobre o objeto devido à gravidade no declive?

A velocidade do objeto na encosta é determinada por duas forças principais. A primeira coisa é a inclinação da inclinação e a segunda e mais importante é a força que atua pelo objeto contra a inclinação, que é a força devido à gravidade.

O que é gravidade em talude?

A força da gravidade sempre atua para baixo em direção ao centro da Terra.

A gravidade é a mesma no terreno plano e mesmo na encosta, independentemente da inclinação da encosta, mas apenas a magnitude da força devido à gravidade varia.

Se o objeto estiver em um declive suave, a aceleração do objeto descendo o declive será menor em comparação com a velocidade adquirida pelo objeto enquanto desce o declive da colina mais íngreme. Isso ocorre porque a magnitude da força devido à gravidade no objeto acelerando a partir da inclinação mais íngreme é maior em comparação com a inclinação suave.

O que é força da gravidade no talude?

A força da gravidade na encosta é a força de empurrão que age contra o solo pelo objeto devido ao seu peso.

A força da gravidade em um declive é sempre a mesma para o objeto com massa 'm' onde quer que o objeto esteja presente. A força da gravidade sobre o objeto é sempre constante porque sua massa e a aceleração devido ao valor da gravidade são constantes e são iguais a F = mg

Trabalho feito por gravidade em um declive

O trabalho realizado é definido como a força necessária para deslocar o objeto de seu lugar inicial e é dado por Trabalho=Força*vezes deslocamento

No caso do objeto se mover em um plano inclinado, o trabalho é realizado pela força da gravidade para deslocar o objeto de uma certa altura acima do solo no plano inclinado.

Suponha que haja um objeto de massa 'm' acelerando para baixo a partir do plano inclinado, conforme mostrado na figura abaixo: -

A força da gravidade que atua contra a inclinação é igual a F_g=mg. Devido à força da gravidade, o objeto está se movendo ladeira abaixo com a força F=mgSinθ

A força de atrito

está agindo contra ele para resistir à aceleração do objeto que resulta devido à força paralela exercida contra a força normal N do objeto que é F_//=mgCosθ

O deslocamento do objeto do plano inclinado é 'h' que é a altura do objeto acima do solo. Portanto, o trabalho realizado pelo objeto é

W = mgh

A força devido à gravidade é exercida sobre o objeto para derrubá-lo na superfície plana da Terra, acelerando-o pela encosta.

Quando a força da gravidade no plano inclinado é máxima?

A força da gravidade é a mesma em qualquer ponto do plano inclinado porque a massa e a aceleração da gravidade permanecem invariáveis.

A força devido à gravidade está agindo na frente do objeto enquanto ele está acelerando na descida, a magnitude da gravidade da força será maior se a inclinação for mais íngreme.

A força que mantém o objeto no solo é a força que atua contra a força normal no solo pelo objeto que é –mgCosθ e a componente da força responsável pela aceleração do objeto para baixo é a inclinação é mg Sinθ.

Isso segue a segunda lei do movimento de Newton

F = ma

E, portanto, a aceleração do objeto da inclinação é igual a

a = F / m

A força máxima que atua sobre o objeto é mgSinθ, portanto

O que afeta a força gravitacional no plano inclinado?

O ângulo da inclinação com o solo determina a velocidade do objeto e a magnitude da força que o empurra para baixo.

Como o objeto está em um plano inclinado, ele é elevado acima do nível do solo ganhando a energia potencial, portanto, a atração gravitacional diminui ligeiramente. Mas devido a forças de desequilíbrio, o objeto acelera para baixo.

Se o ângulo entre a direção do força da gravidade e a inclinação torna-se mais baixa, então o objeto irá empurrar para baixo em direção ao solo. O centro de gravidade do objeto é onde se concentra todo o peso do corpo e tende a manter o objeto na posição de equilíbrio de repouso.

A força gravitacional varia com o ângulo?

A força gravitacional exercida sobre o objeto é constante e sempre atua em direção ao centro da Terra.

Para um objeto em um plano inclinado, a força gravitacional sobre o objeto permanece a mesma, mas apenas a magnitude da força paralela que atua sobre o objeto na inclinação aumenta com a inclinação.

A partir do diagrama abaixo, podemos ver que diferentes forças estão agindo sobre o objeto, mas a direção das duas forças está na mesma direção. Se o ângulo φ aumentar, a magnitude dessas forças aumentará e o objeto acelerará descendo a encosta em alta velocidade.

A força paralela é criada devido à força exercida sobre o solo devido à força normal e à força devido ao centro de gravidade do objeto fazendo um ângulo φ agindo paralelo à direção da força oblíqua mgSinθ empurrando o objeto para baixo do declive à medida que a intensidade da força nessa direção aumenta.

Como calcular a força da gravidade em um declive?

As forças resultantes que atuam sobre o objeto em um plano inclinado são a soma da força da gravidade, força perpendicular e força paralela.

A força da gravidade do objeto em um declive está sempre agindo para baixo e de acordo com a segunda lei do movimento de Newton, a força da gravidade sobre o objeto é igual à massa vezes a aceleração da gravidade, ou seja, Fg = mg

Agora, vamos ver como calcular a força resultante da gravidade no objeto em um plano inclinado passo a passo: -

Ângulo de Inclinação

A primeira coisa é encontrar o ângulo de inclinação da inclinação que determina a magnitude das forças e a velocidade do objeto.

Massa do Objeto

Em segundo lugar, você deve conhecer a massa do objeto. Se você conhece a força normal do objeto, pode calcular a massa usando a fórmula:- m = F/a

Encontrar Força Devido à Gravidade

A força da gravidade é sempre direcionada para o centro de gravidade da Terra e é igual a mg.

Encontre a força perpendicular

Esta é uma força que atua na direção da aceleração do objeto e responsável pelo movimento do objeto para baixo do declive e é igual a

Encontre a força paralela

Esta é a força gerada devido ao efeito da gravidade e a força desenvolvida em resposta à força normal contra a inclinação da colina e somada à força de empurrão sobre o objeto que o arrasta para baixo da encosta e é igual a

Calcule a força de atrito

Esta é a força que age contra a velocidade do objeto resistindo ao seu movimento e depende do coeficiente de atrito da inclinação que determina a rugosidade do terreno e é dado como

e está relacionado com a força normal do objeto agindo sobre o solo.

Encontre a força líquida

A força responsável pela aceleração do objeto na descida é a força paralela e a força de atrito se opõe à aceleração do objeto agindo na direção oposta. A força normal é igual à força perpendicular que atua sobre o objeto.

Usando isso, você pode encontrar a aceleração do objeto a partir do plano inclinado usando a segunda lei da equação de movimento de Newton.

F = ma

Portanto, a aceleração do objeto a partir do declive inclinado é

uma=F_líquido/m

Qual é a aceleração do objeto de massa 2kg deslizando para baixo do local inclinado com um ângulo de inclinação de 30⁰ tendo um coeficiente de atrito de 0.15?

Dado: m = 2kg

θ=30⁰

μ = 0.15

A força da gravidade é

A componente paralela da força é

A força perpendicular é

A força de atrito é

Portanto, a força resultante sobre o objeto é

Portanto, a aceleração do objeto é

A aceleração do objeto a partir do plano inclinado é 7.75m / s².

Resumo

A força da gravidade sobre o objeto permanece a mesma, mesmo no plano inclinado. A força responsável pela aceleração do objeto na descida é a força paralela exercida sobre o objeto devido à força da gravidade do centro de seu ponto de massa na frente e a força perpendicular.

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