斜面計算器

斜面是相對於水平面傾斜的平面。坡道、傾斜道路、楔塊及許多機械元件都使用相同的基本力學原理。重力鉛直向下，但將重力分解為垂直與平行於斜面的分力後，分析就更容易。平行分力拉動物體沿坡向下，垂直分力則將物體壓向表面。 對於始終接觸坡面的物體，正向力等於質量乘以重力加速度，再乘以傾角的餘弦。動摩擦力等於動摩擦係數乘以正向力。摩擦力與假定的運動方向相反，因此本計算器會將其從重力的下坡分力中扣除。所得合力等於質量乘以重力加速度乘以傾角正弦，再減去摩擦力。合力除以質量，就是沿斜面的加速度。重力加速度固定為 9.81 公尺每平方秒。 加速度為正表示在假定的滑動條件下，合力沿斜面向下。結果為負表示輸入條件對應的動摩擦力大於重力的下坡分力，因此合力相對於假定方向指向上坡。這本身並不能證明靜止物體會向上運動。是否開始運動由靜摩擦決定，其大小可自行調整，直到達到極限值。物體已經滑動時，才應使用動摩擦係數。 質量會使所有輸出的力成正比改變，但在加速度公式中會被約去。因此，忽略空氣阻力且摩擦係數相同時，不同質量的兩個物體在同一斜面上具有相同的理想加速度。增大角度會增強重力的下坡分力，並減小正向力，連帶減小摩擦力。增大摩擦係數則直接增大阻礙運動的力。 本計算器適用於基礎力學、坡道設計比較、實驗預測及快速核算。模型假定斜面剛性且筆直、動摩擦係數固定，並忽略滾動阻力、空氣阻力及其他外力。滾動物體需要考慮轉動動力學，繩索或滑輪會引入張力，變化的表面則需要分段模型。當負載或運動影響人員及設備安全時，請以實驗確認係數，並採用適當的工程安全係數。