Kaj je nagnjena ravnina?

Nagnjena ravnina je eden od šestih preprostih strojev, ki so jih opredelili zgodnji znanstveniki, ki se uporabljajo v zvezi s fiziko ali mehaniko. Ostalih pet so vzvodi, jermenice, vijaki, zagozdi ter kolesa in osi. Ti preprosti stroji so bili zasnovani tako, da povečajo ali preusmerijo silo na način, da povečajo količino dela, ki ga lahko opravijo. Preprosto povedano, nagnjena ravnina je predmet, ki ima ravno površino in je nagnjen pod določenim kotom.

Mehanska prednost tega stroja je zmanjšana količina sile, ki je potrebna za premikanje predmetov med lokacijami z različnimi višinami. Brez ravnine bi premikanje predmeta navpično zahtevalo veliko več sile. Poleg tega lahko pomaga varno premikati predmete navzdol.

Če za primer uporabimo otroški tobogan na igrišču, če je otrok na ploščadi nad tlemi in bi padel s ploščadi naravnost navzdol, obstaja velika verjetnost, da se poškoduje. Res je, da bi bilo hitreje, a zagotovo ni varno. Če otrok uporablja tobogan, primer nagnjene ravnine, se bo spuščal počasneje in varneje. Podobno, če bi se otrok poskušal povzpeti na vrh, bi to zahtevalo veliko več truda, kot če bi hodil po toboganu.

Nagnjena ravnina ima veliko aplikacij in v vsakdanjem življenju ljudi je veliko primerov. Nekateri primeri so rampe, tobogani, žlebovi, noži in sekire. Morda se zdi nenavadno, da bi bil nož razvrščen na ta način, toda če natančno pogledate rezilo noža, razkrije naklon navzdol.

Ko je predmet na nagnjeni ravnini, so nanj tri glavne sile. Te sile so normalna sila, gravitacijska sila in sila trenja. Čeprav je zračni upor sila na predmet, se običajno ne upošteva, ker je običajno zanemarljiv. Normalna sila je sila, ki deluje na predmet, ki je pravokoten (90°) na naklon. Gravitacijska sila je sila, ki vleče predmet neposredno pod seboj. Nazadnje je sila trenja vzporedna z ravnino. Namesto poskusov in napak lahko oseba vnaprej določi, ali je mogoče predmet premakniti navzgor po ravnini z uporabo formule, ki vključuje te tri sile, maso predmeta in kot naklona.