Физический «фокус» на наклонной плоскости

После измерения высоты доски 70,5 см, поднимающейся на 15,9 см над столом (sin θ = 15,9/70,5, что дает угол наклона около 13,0°), мистер П просит Бобби сначала нарисовать полную диаграмму сил, действующих на тело, — нормальную силу, силу статического трения и силу тяжести, — а затем перерисовать ее, разделив силу тяжести на параллельную и перпендикулярную составляющие. Второй закон Ньютона затем определяет нормальную силу (≈1,16 Н) и силу статического трения (≈0,268 Н), необходимые для удержания блока массой 121 г в равновесии на наклонной плоскости. Преобразовав эти силы в эквивалентные подвешенные грузы (27,3 г параллельно, 118 г перпендикулярно), мистер П может заменить саму наклонную плоскость двумя нитями, блоками и соответствующими держателями грузов, воспроизводя те же самые силы в виде натяжения. Если убрать доску, блок продолжит «парить» на месте, поскольку никакие силы, действующие на него, фактически не изменились. Хотите конспект лекции? http://www.flippingphysics.com/magic-trick.html Это тема из курса физики AP Physics 1. 0:00 Введение и определение угла наклона 1:17 Построение диаграммы сил и суммирование сил в обоих направлениях 5:04 Определение масс для «фокуса» 6:11 Добавление блоков, нитей и массы 7:34 Плавание блока и анализ действующих на него сил Следующее видео: Введение в задачу о статическом трении на наклонной плоскости http://www.flippingphysics.com/static-friction-incline.html В этом видео Flipping Physics есть китайские субтитры. Спасибо, Цзюньцзян Ли! Предыдущее видео: Разложение силы тяжести на компоненты на наклонной плоскости http://www.flippingphysics.com/incline-components.html Это видео является обновленной версией предыдущего видео. В предыдущем видео на 1:32 я сказал: «На самом деле, Бобби, поскольку в предыдущем уроке мы решали уравнения для компонентов силы тяжести на наклонной плоскости, ты можешь начать с них». Это ужасный совет. Никогда так не делай. В этом обновленном видео я вместо этого говорю: «Бобби, спасибо, что показал, что всегда следует рисовать диаграмму сил перед разложением сил на компоненты, а затем перерисовывать диаграмму сил с учетом компонентов. Теперь используй компоненты силы тяжести». Спасибо Nic3_one и Cyril Laurier за их звуки огня: Огонь в банке! » Постоянное распыление огня 1 от Nic3_one https://www.freesound.org/people/Nic3_one/sounds/166542/ Земля+Ветер+Огонь+Вода » Fire.wav от Cyril Laurier https://www.freesound.org/people/Cyril Laurier/sounds/17717/ #Наклон #ДиаграммаСвободногоТела #Натяжение Стандарты учебной программы: AP Physics 1 & C: Механика, Тема 2.2 Силы и диаграммы свободных тел 2.2.B.4: «Система координат с одной осью, параллельной направлению ускорения... полезно установить одну ось параллельной...» AP Physics 1 & C: Механика, Тема 2.5 Второй закон Ньютона 2.5.A.2: «Второй закон Ньютона... ускорение центра системы «Масса имеет величину, пропорциональную величине результирующей силы…» AP Physics 1 & C: Механика, Тема 2.7 Кинетическое и статическое трение 2.7.B.2: «Статическое трение принимает значение и направление, необходимые для предотвращения скольжения объекта по поверхности». AP Physics 1 & C: Механика, Тема 2.3 Третий закон Ньютона 2.3.A.3: «Натяжение — это макроскопический результирующий результат сил, которые сегменты струны… оказывают друг на друга в ответ на внешнюю силу». 2.3.A.3.ii: «Натяжение в идеальной струне одинаково во всех точках струны». AP Physics 1, Тема 1.5 Движение в двух измерениях 1.5.A и 1.5.A.3: «Векторы можно разложить на перпендикулярные компоненты, используя тригонометрические функции и соотношения». Международный курс физики A-Level (9702), Математические требования - Векторы "N/A (Математические требования) [Разложение векторов]: получение выражений для компонент вектора в перпендикулярных направлениях, распознавание ситуаций, когда уместно разложение векторов." Физика IB, Инструмент 3: Математика - Использование векторов и A.2 Силы и импульс (Понимание) Инструмент 3 (Разложение векторов): "Разложение векторов (ограничено двумя перпендикулярными компонентами)"; A.2 (Понимание) [Натяжение]: "природа и использование следующих контактных сил: ...натяжение..." JEE Main & NEET, Модуль 3 Законы движения "Сила и инерция, первый закон движения Ньютона...равновесие сонаправленных сил." Физика Онтарио SPH3U, Раздел C Силы C2.2 (SPH3U): «Провести исследование, применяя законы Ньютона для качественного и количественного анализа сил, действующих на...» Физика по австралийской учебной программе, Модуль 2: Линейное движение и волны ACSPH050: «Выбрать, построить и использовать соответствующие представления, включая... векторные диаграммы, диаграммы сил/свободных тел... для передачи...» MCAT, Категория содержания 4A: Поступательное движение 4A (Список тем по физике) [Векторы]: «Векторы, компоненты; Сложение векторов». Гаокао (Китай), Обязательный модуль 1, Тема 1.2 Взаимодействия и законы движения C1.2.2: «С помощью экспериментов понять состав и разложение сил, а также знать векторы ...