Уравнения и законы
Сила веса массы на наклонной плоскости приложена в центре тяжести этой массы. В разложении на две составляющие в зависимости от описываемой ситуации — наклонная составляющая силы веса параллельна поверхности наклонной плоскости, а нормальная составляющая силы веса перпендикулярна поверхности.
Нам необходимо различать силы, которые фактически действуют, и разложенную на две составляющие силу веса, поскольку эти составляющие не являются фактически действующими силами. Нормальная сила, которая действует на массу снизу, является контактной силой, перпендикулярной плоскости. Ее точка приложения — это не центр тяжести поверхности контакта, поскольку давление не постоянно. Величина нормальной силы равна величине нормальной составляющей силы веса. Другая действующая сила — это сила трения покоя. Это тоже контактная сила, и она приложена в центре тяжести контактной поверхности, в то же время она параллельна плоскости и противоположна по направлению наклонной составляющей силы веса.
Следовательно, чтобы тело на ровной опорной поверхности не начало скольжение по наклонной плоскости, наклонная составляющая силы не должна превышать максимально возможную силу трения покоя. Ниже определены коэффициент трения покоя и величина нормальной силы.
h = высота наклонной плоскости,
b = база наклонной плоскости,
l = длина наклонной плоскости,
FG = сила веса,
FGN = нормальная составляющая силы веса FG,
FN = нормальная сила,
FGH = FH = наклонная составляющая силы веса FG,
FR = сила трения покоя,
a = угол наклона наклонной плоскости
mH = коэффициент трения покоя