斜面
斜面是一種傾斜的平面，允許物品以較小的力從低處移動到高處，但移動的距離會增加。[1]希臘人將斜面列為六種經典單機之一。[2]斜坡的坡度越小，也就是與水平面的夾角越小，所需施加的力也越小，但移動距離越長。反之亦然。假設移動不會產生能量儲存或耗損，斜面的機械效益是其長度與高度的比值。[3][4]
生活中有許多斜面的應用：車輛行駛的坡道、卡車裝載貨物時斜放的木板和遊樂場的溜滑梯。靠著抵抗重力的法向力，工業滑梯能把易碎物（包括人體）安全地從高處滑到低處。此外，民用飛機的充氣式緊急逃生滑梯允許乘客從飛機出口快速撤離到地面。
螺旋是一個圍繞著圓柱形成的斜面。阿基米德螺旋泵是古希臘哲學家阿基米德的眾多發明和發現之一。從那時起，阿基米德螺旋泵便被廣泛用於搬運各種物質，如水、礦物和穀物。[5]
楔子是由兩個背對背的斜面組成的。楔子可以將物體分開，其原理是將施加在楔子上的向下力轉換為對物體的水平力，這兩個力幾乎垂直。利用楔子原理的常見工具包括斧頭。
單擺由一根繩子和一個擺錘組成，擺錘的運動軌道是一個對稱向上且敞口的圓弧。這個圓弧可以分割成許多小圓弧，每兩個相鄰的小圓弧只在一個端點相交。連接每個小圓弧的兩個端點的線段稱為弦。
每個弦都可以視為一個斜面。隨著分割的數量趨於無限，每個小圓弧的弧長趨近於無限小，所得的無限多個小圓弧對應的斜面會組成原本的圓弧。因此，在任何時間點，單擺的擺錘都可以想像為移動在特定坡度的斜面上。[6]:134-136, 140-141
斜面的機械效益
斜面的機械效益是負載重量與拉力的比值。假設移動不會產生能量儲存或耗損，可以根據斜面的尺寸計算機械效益。
其中：
- R 是物體 A 與地面的斜向距離
- θ 為斜面與地面之間的夾角
功率
輸入功率等於輸出功率，因此機械效益為：
計算
因此，機械效益為斜面長度與高度的比值：
例如，假設斜面的高度為 1 米，長度為 5 米，則機械效益為
斜面
定義
斜面是一種具有傾斜面的簡單機器，可以將物體從較低的位置提升到較高的位置。它由一個平面上升的傾斜平面組成，其角度小於 90 度。
原理
當一個物體沿斜面移動時，重力會沿斜面向下對其施力。同時，斜面對物體施加垂直於斜面的正向力。這兩個力之間的相互作用使得物體能夠沿斜面向上移動。
斜面的機械優勢
斜面的機械優勢（MA）定義為將物體提升到一定高度所需的力與沿斜面移動同一定距離所需的力的比率。它可以表示為：
MA = 長度 / 高度
- 長度是沿斜面移動的距離
- 高度是將物體提升到的高度
斜面的缺點和優點
斜面的種類
斜面可以根據長度和高度的比率進行分類。最常見的類型包括：
| 類型 | 長度 : 高度 |
|---|---|
| 緩傾斜 | > 10 : 1 |
| 中等傾斜 | 5 : 1 – 10 : 1 |
| 陡傾斜 | 2 : 1 – 5 : 1 |
斜面的應用
斜面在日常生活和工業中都有廣泛的應用，包括：
- 斜坡：汽車道路中的斜面
- 樓梯：連接不同層樓的斜面
- 輸送帶：移動物料的斜面
- 挖掘機的鏟鬥：挖土的斜面
- 刨刀：切割木材的斜面
結論
延伸閲讀…
斜面_百度百科
斜面原理｜力與運動、功能互換、省力費時 – 學呀
斜面是一種重要的簡單機器，可通過降低將物體從低處提升到高處所需的力來提高效率。它在各種應用中都有廣泛的用途，使我們能夠更輕鬆地完成任務。