برای حل این مساله، نیاز است با قوانین تعادل و نیروها در فیزیک آشنا باشیم.
در شکل بالا، به نظر میرسد که یک جسم B روی یک سطح شیبدار قرار دارد و نیروی F به طرف پایین موازی با سطح شیبدار عمل میکند. در این صورت، باید نیروهای مؤثر بر جسم را تجزیه کنیم.
فرض کنیم زاویه سطح شیبدار \( \theta \) است و نیروی F به طرف پایین موازی با سطح است:
1. نیروی گرانش \( W = mg \) به سمت پایین و بر مرکز جرم جسم به صورت عمودی وارد میشود. این نیرو به دو مؤلفه تجزیه میشود:
- مؤلفه عمود بر سطح شیبدار: \( W_{\perp} = mg \cos(\theta) \)
- مؤلفه موازی با سطح شیبدار: \( W_{\parallel} = mg \sin(\theta) \)
2. برای اینکه جسم در حالت تعادل باشد، نیروی وارد از طرف زمین به جسم یا همان نیروی عمودی سطح \( N \) باید برابر با مؤلفه \( W_{\perp} \) باشد:
- \( N = mg \cos(\theta) \)
3. برای حالت تعادل، مجموع نیروهای مؤثر در جهت موازی سطح شیبدار باید صفر باشد. بنابراین نیروی F با مؤلفه \( W_{\parallel} \) برابر است:
- \( F = mg \sin(\theta) \)
در این سوال، به مقدار جرم یا شتاب جاذبه اشاره نشده است و بیشتر به نظر میرسد که از انتخاب گزینهها میتوان فهمید کدام گزینه صحیح است. با این حال، بدون مقادیر دقیق زاویه و نیروها نمیتوان فرمولبندی دقیقتری ارائه داد.
با توجه به صورت سوال و گزینهها، باید بررسی شود کدام گزینه با شرایط بالا منطبق است. به نظر میرسد که این مسئله نیازمند چک کردن گزینههای داده شده برای فهمیدن پاسخ صحیح است.
