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Plano inclinado

Storyboard

Quando um corpo é colocado sobre um plano inclinado, ele começa a deslizar sob a ação da gravidade. No entanto, sua componente de velocidade vertical é menor do que na queda livre, pois parte da aceleração se projeta na direção paralela ao plano, reduzindo sua velocidade no eixo vertical.

>Modelo

ID:(752, 0)



Energia potencial

Descrição

Variáveis

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$\phi$
phi
Ângulo do plano inclinado
rad
$s$
s
Caminho percorrido no plano inclinado
m
$K$
K
Energia cinética total
J
$V$
V
Energia potencial
J
$E$
E
Energia total
J
$M$
M
Massa
kg
$m_g$
m_g
Massa gravitacional
kg
$m_i$
m_i
Massa inercial
kg
$v$
v
Velocidade
m/s

Cálculos


Primeiro, selecione a equação:   para ,  depois, selecione a variável:   para 

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

 Variáve   Dado   Calcular   Objetivo :   Equação   A ser usado



Equações

A energia necess ria para que um objeto passe da velocidade angular $\omega_1$ para a velocidade angular $\omega_2$ pode ser calculada usando a defini o

$ \Delta W = T \Delta\theta $



Com a segunda lei de Newton, podemos reescrever essa express o como

$\Delta W=I \alpha \Delta\theta=I\displaystyle\frac{\Delta\omega}{\Delta t}\Delta\theta$



Usando a defini o de velocidade angular

$ \bar{\omega} \equiv\displaystyle\frac{ \Delta\theta }{ \Delta t }$



obtemos

$\Delta W=I\displaystyle\frac{\Delta\omega}{\Delta t}\Delta\theta=I \omega \Delta\omega$



A diferen a entre as velocidades angulares

$\Delta\omega=\omega_2-\omega_1$



Por outro lado, a pr pria velocidade angular pode ser aproximada pela velocidade angular m dia

$\omega=\displaystyle\frac{\omega_1+\omega_2}{2}$



Usando ambas as express es, obtemos a equa o

$\Delta W=I \omega \Delta \omega=I(\omega_2-\omega_1)\displaystyle\frac{(\omega_1+\omega_2)}{2}=\displaystyle\frac{I}{2}(\omega_2^2-\omega_1^2)$



Assim, a energia varia de acordo com

$\Delta W=\displaystyle\frac{I}{2}\omega_2^2-\displaystyle\frac{I}{2}\omega_1^2$



Podemos usar isso para definir a energia cin tica

$ K_t =\displaystyle\frac{1}{2} m_i v ^2$

(ID 3244)

Quando um objeto se move de uma altura $h_1$ para uma altura $h_2$, ele percorre a diferen a de altura

$h = h_2 - h_1$



assim, a energia potencial

$ V = - m_g g z $



torna-se igual a

$ V = m_g g s \sin \phi $

(ID 12925)


Exemplos

Quando um corpo é colocado sobre um plano inclinado e não há atrito que impeça seu deslizamento, ele começa a acelerar sob a ação da gravidade. No entanto, a força gravitacional que atua na direção vertical se decompõe em uma componente paralela ao plano, cuja magnitude é:

$F_p = m_g g \sin\theta$



que depende de la massa gravitacional ($m_g$), la aceleração gravitacional ($g$) e o ângulo do plano inclinado ($\phi$). Essa força dá origem à energia potencial:

$ V = m_g g s \sin \phi $



expressa em função de o caminho percorrido no plano inclinado ($s$).

(ID 16247)


ID:(752, 0)