Freikörperdiagramme: Problemlösung

Stellen Sie sich einen Block mit einer Masse von 10 kg vor, der an einem rauen Hang freigesetzt wird und in einem Winkel von 30 Grad zur Horizontalen geneigt ist. Seine Beschleunigung muss bestimmt werden, wenn der Reibungskoeffizient 0,2 beträgt.

Es wird ein Freikörperdiagramm des Blocks gezeichnet. Die Kräfte, die auf ihn wirken, sind sein Gewicht, die Normalkraft und die Reibungskraft.

Mit Hilfe von Trigonometrie-Funktionen kann das Gewicht des Blocks in parallele und senkrechte Komponenten aufgelöst werden.

Die Normalkraft steht senkrecht zur geneigten Fläche und wirkt der senkrechten Komponente des Gewichts entgegen.

Um den Wert der Reibungskraft zwischen dem Block und der geneigten Fläche zu bestimmen, multiplizieren Sie den Reibungskoeffizienten mit der Normalkraft.

Die Nettokraft ist die Differenz zwischen der Gravitationskraft parallel zur schiefen Ebene und der entgegengesetzten Reibungskraft. Sie wird erhalten, indem ihre Werte in der Gleichung eingesetzt werden.

Schließlich wird unter Anwendung des zweiten Newtonschen Bewegungsgesetzes die Beschleunigung des Blocks abgeleitet.