L'effet de l'angle de rampe sur une voiture jouet

Trois lois du mouvement

• Un enfant jouant avec une voiture jouet illustre trois lois du mouvement de Newton. Ces trois lois fondamentales entrent en jeu si l'enfant pousse la voiture à travers le sol ou le faisant glisser sur une rampe.

  Les lois fondamentales du mouvement sont:

  1) Un objet au repos restera au repos à moins qu'une force directe est exercée sur lui.

  
  
  
  
  

  2) Force est égale à la masse multipliée par l'accélération. Plus l'accélération requise est grande, plus la force nécessaire pour agir sur elle.

  3) Chaque action a une réaction égale et opposée. Quand un enfant pousse une voiture jouet, il pousse son corps dans la direction opposée.

Surfaces de niveau

• Il est facile de voir comment ces lois sont applicables quand un enfant pousse une voiture à travers une surface plane comme un plancher. La voiture est initialement au repos jusqu'à ce que l'enfant exerce une force sur elle en le poussant. Le corps de l'enfant a tendance à se déplacer légèrement vers l'arrière alors que sa main pousse en avant sur la voiture. La voiture accélère alors comme il se déplace à travers le plancher. Combien ça accélère dépend de comment dur l'enfant a poussé. Une fois qu'il commence à se déplacer, d'autres forces, comme la friction, agir pour ralentir jusqu'à l'arrêt total.

Plans inclinés

• 
  
  
  

  Une rampe est pas une surface plane comme un plancher. Au lieu de cela, il est un exemple d'un plan incliné, une surface qui est inclinée. Les objets placés sur des plans inclinés ont tendance à glisser ou rouler sur eux parce que les forces agissant sur l'objet sont déséquilibrés. Pour cette même raison, les objets se déplacent plus rapidement sur un plan incliné fixé à un angle plus grand.

Forces asymétriques

• Quand une voiture jouet est placé au sommet d'une rampe, il existe deux composantes de la force gravitationnelle tirant sur la voiture. En outre, il existe une force perpendiculaire au plan de la rampe en poussant le bas de la voiture.

  
  
  

  Tout d'abord, la gravité tire la voiture-jouet vers le bas, perpendiculaire à la rampe. Cette force arrête de flotter dans l'air au repos. Un autre composant de la pesanteur tire la voiture parallèle à l'inclinaison, vers le bas de la rampe.

  Si ceux-ci étaient les deux seules forces agissant sur la voiture, la rampe serait fléchit en raison de la poussée vers le bas de gravité, et comme la voiture déplacé, la rampe serait tiré loin et plus loin jusqu'à ce qu'il se brisa. Cependant, il existe une troisième force agissant sur le véhicule, appelée la force normale. La force normale est exercée sur un objet par la surface elle repose sur. Il est toujours perpendiculaire à la surface. Sur un plan incliné, la force normale contrecarre la composante de gravité vers le bas de la voiture de traction perpendiculaire à la rampe.

Accélération

• La voiture accélère lorsqu'il descend la rampe en raison de l'effet de la composante parallèle de la gravité sur la voiture. Cette force tire vers le bas en direction du fond de la rampe. Sur Terre, les objets en chute libre accélérer normalement à un taux d'environ 9,4 m / s ^ 2.

  Plus l'angle de la rampe, la plus forte de la force parallèle de gravité est, et plus vite la voiture va accélérer. D'autres forces, comme la friction, peuvent agir pour ralentir la voiture. Voilà pourquoi les voitures vont accélérer plus vite sur une rampe ciré.