傾斜面
傾斜面は単純な機械である。より少ない力で物体を動かすことができる。
傾斜面の例としては、スロープ、傾斜した道路や丘、鋤、ノミ、手斧、大工用の鉋、楔などがあります。傾斜面の代表的な例としては、傾斜した面、例えば車道と橋の高さが違う場合などがあります。
傾斜面を利用したもう一つの簡単な機械に刃物がある。これは、背中合わせに置かれた2つの傾斜面によって、被切断物の2つの部分を、反対方向に引き離すのに必要な力よりも小さな力で引き離すことができるのである。
傾斜面上の物体に作用する力の計算
傾斜面に置かれた物体に働く力を計算するために、3つの力を考えてみましょう。
重力による力を、平面に垂直なベクトルと平行なベクトルの2つに分解することができる。平面に垂直な方向には移動がないので、この方向の重力の成分(mg cos θ)は、平面が及ぼす法線方向の力Nと等しく、反対でなければならない。したがって、N = m g c o s θ {displaystyle N=mgcostheta } となる。.
もし、表面に平行な重力による力の成分(mg sin θ)が静止摩擦力fs よりも大きければ、体は加速度(g sin θ - fk /m)で傾斜面を滑り落ちる。ここでfk は摩擦力であり、さもなければ体は静止したままである。
傾斜の角度(θ)が0のときは、sinθも0なので、体は動きません。
上階へのアクセスを可能にする傾斜面
質問と回答
Q: 傾斜平面とは何ですか?
A: 傾斜面は、物体を動かすのに少ない力で済むようにする単純な機械です。
Q: 傾斜面の例をいくつか教えてください。
A: 傾斜面の例としては、スロープ、傾斜した道路や丘、鋤、ノミ、手斧、大工鉋、くさびなどがあります。
Q: 傾斜面の典型的な例は何ですか?
A: 傾斜面の典型的な例は、高さの異なる道路や橋のような傾斜面です。
Q: 傾斜平面を応用したもう一つの単純機械は何ですか?
A: 刃物も傾斜面を利用した単純な機械で、背中合わせに置かれた2つの傾斜面が、切断された物体の2つの部分をより小さな力で離すことを可能にします。
Q: 傾斜面はどのようにして、物体を移動させるのに使う力を小さくするのですか?
A: 傾斜面は、力を加える距離を長くするので、物体を動かすのに必要な力を小さくします。
Q: 傾斜面の日常的な例をいくつか教えてください。
A: 日常的な傾斜面の例としては、車椅子用スロープ、歩行者用スロープ、スケートボードで使われるスロープなどがあります。
Q: 傾斜面は日常生活でどのように役立っていますか?
A: 傾斜面は日常生活において有用である。なぜなら、傾斜面は物体を移動させるのに使う力を小さくすることができ、肉体的な作業をより簡単にし、体力を消耗させないからである。