برای پاسخ به این سوال باید به مفهوم فیزیکی نیروی لازم برای حرکت وزنه روی سطح شیبدار توجه کنیم. زمانی که یک وزنه روی سطح شیبدار قرار میگیرد، نیرویی که برای حرکت دادن آن لازم است بستگی به زاویه شیب و وزن وزنه دارد.
با افزایش ارتفاع و در نتیجه زاویه سطح شیبدار، مؤلفهای از وزن که موازی با سطح است، افزایش مییابد. این مؤلفه به شکل \(mg \sin(\theta)\) محاسبه میشود، که \(m\) جرم وزنه، \(g\) شتاب جاذبه و \(\theta\) زاویه شیب است.
به عبارت دیگر، با افزایش ارتفاع، نیروی بیشتری برای غلبه بر وزن و حرکت وزنه نیاز خواهد بود.
برای رسم شکل:
- یک مثلث قائمالزاویه رسم کنید که ضلع قاعده آن سطح شیبدار را نشان دهد.
- زاویه بین قاعده و شیب را به عنوان زاویه \(\theta\) علامتگذاری کنید.
- مؤلفههای نیروی وزن را در راستای شیب و عمود بر آن رسم کنید، که به ترتیب \(mg \sin(\theta)\) و \(mg \cos(\theta)\) هستند.
در نهایت، میتوان نتیجه گرفت که افزایش ارتفاع و زاویه شیب، باعث افزایش نیروی لازم برای حرکت وزنه روی سطح میشود.
