Какую силу нужно приложить для равномерного подъема вагонетки массой 600 кг по эстакаде под углом 20°? (Трение не учитывать.)

Физика 11 класс Силы и законы Ньютона сила равномерный подъём вагонетка масса 600 кг эстакада угол 20 градусов физика 11 класс механика сила тяжести расчет силы наклонная плоскость Новый

Для того чтобы поднять вагонетку массой 600 кг по эстакаде под углом 20°, нам необходимо рассчитать силу, которую нужно приложить. Мы будем использовать основные принципы механики.

Шаг 1: Определение сил, действующих на вагонетку.

• Сила тяжести (mg), действующая вниз — это вес вагонетки. Она равна массе вагонетки, умноженной на ускорение свободного падения (g). В нашем случае m = 600 кг, g ≈ 10 м/c², следовательно, mg = 600 * 10 = 6000 Н.
• Сила нормального давления (N), действующая перпендикулярно поверхности эстакады.
• Сила, которую мы будем прикладывать (F), направлена вверх по эстакаде.

Шаг 2: Разложение силы тяжести на компоненты.

Сила тяжести может быть разложена на две компоненты:

• Компонента, направленная вдоль эстакады: mg sin(20°).
• Компонента, направленная перпендикулярно эстакаде: mg cos(20°).

Шаг 3: Уравнение для равновесия.

Так как вагонетка движется равномерно, мы можем записать уравнение для сил вдоль и перпендикулярно поверхности:

• Вдоль: F - mg sin(20°) = 0.
• Перпендикулярно: N - mg cos(20°) = 0.

Из первого уравнения получаем, что сила F должна быть равна mg sin(20°).

Шаг 4: Подсчет силы.

Теперь подставим значения:

• F = mg sin(20°) = 600 * 10 * sin(20°).

Сначала находим sin(20°). Это значение примерно равно 0.342.

Теперь подставим:

• F ≈ 6000 * 0.342 ≈ 2052 Н.

Итак, сила, которую необходимо приложить для равномерного подъема вагонетки по эстакаде под углом 20°, составляет примерно 2052 Н.