Fizikából segítene valaki?

Nézd ezt az ábrát:

[link]

Lejtőn lévő testre ezek az erők hatnak (piros):

G: a test súlya, G=m·g, függőleges mindig

N: tartóerő, ez mindig merőleges a felületre

(A zöld is a testre hat, de azt kicsit hagyjuk)

A két piros erőnek az eredője lesz az F1 erő, ez fogja a lejtőn lefelé gyorsítani a testet. Az, hogy ez eredő erő, sajnos nem látszik a képen (nincs szaggatott vonal húzva F1 nyílhegyéből N nyílhegyébe. Ha lenne, látszódna, hogy az a szaggatott vonal függőleges, párhuzamos G-vel és ugyanolyan hosszú.)

Inkább az van berajzolva, hogy a G erőt felbontjuk egy lejtővel párhuzamos (F1) és egy lejtőre merőleges (F2) komponensre. F2 pontosan ugyanolyan nagyságú, mint N, csak ellenkező irányú. Ez azért kell így legyen, mert egyébként ha mondjuk N nagyobb lenne, akkor a test felemelkedne a lejtőről.

Ez a két dolog, hogy a pirosak eredője F1, illetve hogy G-t felbontjuk az F1 és F2 komponensekre, ezek egyenértékű dolgok, de ebbe most nem megyek bele. Számolni a második módszerrel lehet könnyebben, ezért is van ez berajzolva az ábrába. A fizikai háttere viszont az elsőnek a nagyobb.

Most jön a súrlódás, vagyis a zöld T erő. A súrlódás mindig a felületre merőleges erővel arányos, Tmax=μ·N, ahol µ a súrlódási tényező. Ez a képlet T maximális értékét adja csak meg! T is párhuzamos a felülettel, F1 és T eredője, vagyis F1-T fogja valójában gyorsítani a testet. Ha F1 nagysága kisebb lenne Tmax előbbi maximális értékénél (vagyis amikor a lejtő α szöge kicsi), akkor T kisebb Tmax-nál, ekkor T=-F1. Ha T nagyobb lenne F1-nél, akkor a test elindulna felfelé a lejtőn :)

Na most jön, amiket mértetek:

Látszik az ábrából, hogy:

F1/G = sin α

F2/G = cos α

Ezekből a képletekből lehet α és G ismeretében kiszámolni F1 és F2-t. Aztán N = -F2 is rögtön adódik, N-ből pedig kijön Tmax. (Az előjelet nem is szoktuk kiírni, szóval simán N=F2-vel számolunk, mindenki tudja, hogy ellenkező irányúak.)

Aztán ha F1 nagysága nagyobb Tmax-nál, akkor T=Tmax lesz a súrlódás, a testet pedig az F1-T erő gyorsítja az F=m·a (vagyis most F1-T = m·a) képlet szerint. Ezt a gyorsulást mértétek ki.

Amit Ff-nek jelöltetek, az nem energia, hanem erő:

Ff = m·(g·sin α - a) = m·g·sin α - m·a

(az én képemen α van Θ helyett, azért úgy írtam)

m·g az éppen a G erő, G·sin α pedig pont az F1.

Mivel a test gyorsulása a, ezért m·a a testet gyorsító erő nagysága. Ez kisebb F1-nél, hisz van súrlódás. A két erő különbsége pont a súrlódás, amit a kép T-vel jelöl. Ti ezt jelöltétek Ff-fel (bár inkább Fs-sel szoktuk jelölni... nem s az az f?) T-vel az amerikaiak jelölik, ez az ábra is biztos onnan származik.

(A tartóerőt is N helyett mi inkább Ft-nek szoktuk jelölni egyébként.)