Τι είναι ένα κεκλιμένο επίπεδο;

Ένα κεκλιμένο επίπεδο είναι μία από τις έξι απλές μηχανές που ορίστηκαν από τους πρώτους επιστήμονες και χρησιμοποιούνται σε σχέση με τη φυσική ή τη μηχανική. Τα άλλα πέντε είναι μοχλοί, τροχαλίες, βίδες, σφήνες και τροχοί και άξονες. Αυτές οι απλές μηχανές σχεδιάστηκαν για να μεγεθύνουν ή να ανακατευθύνουν τη δύναμη με τέτοιο τρόπο ώστε να μεγιστοποιούν την ποσότητα εργασίας που μπορούσαν να επιτύχουν. Με απλά λόγια, ένα κεκλιμένο επίπεδο είναι ένα αντικείμενο που έχει επίπεδη επιφάνεια και είναι κεκλιμένο σε σταθερή γωνία.

Το μηχανικό πλεονέκτημα που παρέχει αυτό το μηχάνημα είναι η μειωμένη ποσότητα δύναμης που απαιτείται για τη μετακίνηση αντικειμένων μεταξύ τοποθεσιών με διαφορετικά υψόμετρα. Χωρίς το επίπεδο, η κατακόρυφη μετακίνηση ενός αντικειμένου θα απαιτούσε πολύ περισσότερη δύναμη. Επιπλέον, μπορεί να βοηθήσει στην ασφαλή μετακίνηση αντικειμένων προς τα κάτω.

Χρησιμοποιώντας την τσουλήθρα ενός παιδιού σε μια παιδική χαρά ως παράδειγμα, εάν το παιδί βρίσκεται σε μια πλατφόρμα πάνω από το έδαφος και έπρεπε να πέσει από την πλατφόρμα κατευθείαν κάτω, έχει μεγάλη πιθανότητα να τραυματιστεί. Είναι αλήθεια ότι θα ήταν πιο γρήγορο, αλλά σίγουρα δεν είναι ασφαλές. Εάν ένα παιδί χρησιμοποιεί μια τσουλήθρα, ένα παράδειγμα κεκλιμένου επιπέδου, τότε θα κατέβει με πιο αργό και ασφαλή ρυθμό. Ομοίως, εάν το παιδί προσπαθούσε να ανέβει στην κορυφή, θα απαιτούσε πολύ μεγαλύτερη προσπάθεια από ό,τι αν ανέβαινε την τσουλήθρα.

Ένα κεκλιμένο επίπεδο έχει πολλές εφαρμογές και υπάρχουν πολλά παραδείγματα στην καθημερινή ζωή των ανθρώπων. Μερικά παραδείγματα είναι οι ράμπες, οι τσουλήθρες, οι αγωγοί, τα μαχαίρια και οι τσουλήθρες. Μπορεί να φαίνεται περίεργο ότι ένα μαχαίρι θα ταξινομηθεί με αυτόν τον τρόπο, αλλά μια προσεκτική ματιά στη λεπίδα ενός μαχαιριού αποκαλύπτει την κλίση προς τα κάτω.

Όταν ένα αντικείμενο βρίσκεται σε κεκλιμένο επίπεδο, υπάρχουν τρεις κύριες δυνάμεις σε αυτό. Αυτές οι δυνάμεις είναι η κανονική δύναμη, η βαρυτική δύναμη και η δύναμη τριβής. Ενώ η αντίσταση του αέρα είναι μια δύναμη στο αντικείμενο, συνήθως δεν λαμβάνεται υπόψη επειδή είναι συνήθως αμελητέα. Η κανονική δύναμη είναι η δύναμη που ασκείται στο αντικείμενο που είναι κάθετο (90°) στην κλίση. Η βαρυτική δύναμη είναι η δύναμη που έλκει το αντικείμενο ακριβώς κάτω από αυτό. Τέλος, η δύναμη τριβής είναι παράλληλη με το επίπεδο. Αντί να χρησιμοποιήσει δοκιμή και σφάλμα, ένα άτομο μπορεί να προκαθορίσει εάν ένα αντικείμενο μπορεί να μετακινηθεί σε ένα επίπεδο χρησιμοποιώντας έναν τύπο που περιλαμβάνει αυτές τις τρεις δυνάμεις, τη μάζα του αντικειμένου και τη γωνία της κλίσης.