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빗면에서의 낙하

- Falling in incline

It's Java 빗면을 내려가는 수레의 운동을 왜 떨어지는 물체와 같이 취급해야 하는지 생각해 보세요.


실제 실험은 이렇게 합니다.
마찰의 효과로 인해 잘 안될 경우가 많습니다.		 빗면의 가속도 측정

가속도 계산

빗면을 내려가는 물체에 걸린 가속도는 다음과 같습니다. (단, 마찰은 무시합니다.)


 
  S: 움직인 거리(m)
a: 주어진 계에서의 가속도(m/s2)
t: 시간(s)
g: 중력가속도(약 9.8m/s2)

자유낙하와 비교해 볼 때, sinθ값을 곱한 것 외에는 차이가 없음을 알 수 있습니다.

마찬가지 방법으로, 움직인 물체의 거리로부터 움직인 시간을 구할 수 있습니다.


빗면위의 돼지 돼지가 미끄러지지 않으려고 마찰력을 최대한 동원하고 있습니다.

돼지에게 작용하는 가속도는

a = g·sinθ
이므로, 힘은
f = ma = mg·sinθ
 가 됩니다.

따라서 돼지가 미끄러지지 않으려면, f = mg·sinθ이상의 마찰력을 낼 수 있어야 합니다.
(Fundamentals of Physics - Holiday, Resnick, Walker)

빗면위의 물체에 걸리는 힘의 분해

힘의 분해 빗면위의 물체는 지구의 중력에 의해 다음 두 힘을 받습니다. (그림의 (c))
  1. 내려가려는 힘 (f = mg·sinθ)
  2. 바닥을 누르는 힘 (f = mg·cosθ)
위의 두 힘을 합치면 다시 원래의 물체에 가해진 중력, f = mg가됩니다. (그림의 (b))
(Fundamentals of Physics - Holiday, Resnick, Walker)