Sari la conținut
LECȚIA 2.2 · FIZICĂ

Planul înclinat și descompunerea greutății

Descompunerea greutății pe planul înclinat și aplicarea principiului al II-lea.

Conținut verificat

Descompunerea greutății

Pe un plan înclinat de unghi α\alpha, greutatea G=mgG = mg se descompune în:

  1. componenta PARALELĂ cu planul (trage corpul în jos de-a lungul planului): Gt=mgsin⁡αG_t = mg \sin\alpha
  2. componenta PERPENDICULARĂ pe plan (apasă corpul pe plan): Gn=mgcos⁡αG_n = mg \cos\alpha

Reacțiunea normală (fără alte forțe verticale): N=mgcos⁡αN = mg \cos\alpha; forța de frecare: Ff=μN=μmgcos⁡αF_f = \mu N = \mu mg \cos\alpha.

Exemple rezolvate

1. Fără frecare. Corp cu m=2m = 2 kg pe plan înclinat cu α=30°\alpha = 30° (g=10  m/s2g = 10 \; \text{m/s}^2). Componentele greutății:

Gt=2⋅10⋅sin⁡30°=20⋅0,5=10  N,Gn=20⋅32≈17,3  NG_t = 2 \cdot 10 \cdot \sin 30° = 20 \cdot 0{,}5 = 10 \; \text{N}, \qquad G_n = 20 \cdot \dfrac{\sqrt{3}}{2} \approx 17{,}3 \; \text{N}

Accelerația la coborâre liberă: a=Gtm=gsin⁡α=5  m/s2a = \dfrac{G_t}{m} = g \sin\alpha = 5 \; \text{m/s}^2.

2. Cu frecare, coborâre uniformă. Dacă corpul coboară UNIFORM (accelerație zero), frecarea egalează componenta tangențială:

μmgcos⁡α=mgsin⁡α⇒μ=tg α\mu mg \cos\alpha = mg \sin\alpha \Rightarrow \mu = \text{tg}\,\alpha

3. Urcare cu viteză constantă. Forța necesară paralelă cu planul: F=mgsin⁡α+μmgcos⁡αF = mg \sin\alpha + \mu mg \cos\alpha (învingi și greutatea tangențială, și frecarea, care la urcare e orientată în JOS pe plan).

Metoda generală (orice problemă de dinamică)

  1. Desenezi TOATE forțele (greutate, normală, frecare, tracțiune).
  2. Alegi axele: Ox pe plan, Oy perpendicular pe plan.
  3. Scrii principiul II pe fiecare axă: ∑Fx=ma\sum F_x = ma, ∑Fy=0\sum F_y = 0.
  4. Rezolvi sistemul.

Greșeli frecvente

  1. Frecarea își schimbă SENSUL după direcția mișcării: în jos la urcare, în sus la coborâre.
  2. N=mgcos⁡αN = mg \cos\alpha DOAR dacă nu există alte forțe cu componentă perpendiculară pe plan.
  3. La coborâre accelerată: ma=mgsin⁡α−μmgcos⁡αma = mg \sin\alpha - \mu mg \cos\alpha, nu suma lor.
EXPLOREAZĂ INTERACTIV