1. Comprendre les forces
* Gravité: La force principale agissant sur la voiture est la gravité. La composante de la gravité agissant parallèle à la rampe (vers le bas) est ce qui fait accélérer la voiture.
* Friction: La friction s'oppose à la motion de la voiture. Cela comprend la friction entre les pneus et la surface de la rampe et la résistance à l'air.
2. Les équations
* la deuxième loi de Newton: Le principe fondamental est f =ma (force =accélération de masse x). Nous allons l'utiliser pour relier les forces à l'accélération de la voiture.
* Composant de la gravité: Le composant de la gravité agissant parallèle à la rampe est calculé comme:g * sin (thêta), où:
* g =accélération due à la gravité (environ 9,8 m / s²)
* theta =l'angle de la rampe (mesuré à partir de l'horizontal)
3. Calcul de l'accélération
* cas idéal (pas de frottement):
* Si nous ignorons la friction, la force nette agissant sur la voiture n'est que la composante de la gravité parallèle à la rampe.
* F_net =g * sin (theta)
* Par conséquent, a =f_net / m =(g * sin (theta)) / m
* avec frottement:
* Soit 'f' représenter la force de la friction.
* F_net =(g * sin (theta)) - f
* a =(g * sin (thêta) - f) / m
* Pour trouver «F», vous aurez besoin d'informations sur le coefficient de frottement entre les pneus et la surface de la rampe.
4. Exemple
Disons:
* L'angle de rampe (thêta) est de 15 degrés.
* La masse de la voiture (M) est de 1000 kg.
* Nous supposerons que la friction est négligeable pour la simplicité.
* a =(9,8 m / s² * péché (15 °)) / 1000 kg
* A ≈ 0,25 m / s²
Remarques importantes:
* La friction est significative: En réalité, la friction joue un rôle majeur. Plus la rampe est raide, plus la friction est grande.
* Résistance à l'air: À des vitesses plus élevées, la résistance à l'air devient plus importante et réduira l'accélération de la voiture.
* Friction roulante: Même avec des pneus parfaitement lisses, il y a encore des frottements roulants. Ceci est généralement beaucoup plus petit que les autres sources de friction.
Pour obtenir une valeur d'accélération précise, vous devrez tenir compte de tous ces facteurs.
