Kumb on raskem?

Vahendid:

  1. 200 g ja 300 g raskused
  2. Skaalaga vedru (maksimaalselt 500 g)
  3. 30 cm pikkune plastmassist joonlaud ja mõned raamatud

Protseduur:

1. Aseta raamatud üksteise peale virna.

2. Pane kaks raskust raamatute kõrvale ning ütle õpilastele, et meie ülesanne on liigutada raskused raamatuvirna otsa.

3. Küsi õpilastelt: „Kumma raskuse liigutamiseks on vaja rohkem tööd teha?“ Kasuta joonlauda kaldpinnana (üks ots raamatute peal) ning tõmba 300 g raskus skaalaga vedru abil mööda joonlauda üles (loe skaalalt mõjuv jõud).

Kui palju jõudu kulus, et liigutada 200 g raskus otse üles?
Kui palju jõudu kulus, et liigutada 300 g raskus üles mööda kaldpinda?
Miks oli 200 g raskusele mõjuv jõud suurem kui 300 g raskusele mõjuv jõud?
Kuidas asetsevad kaldpinna korral jõu komponendid?
Kuidas kaldpinda veel rakendatakse?

Selgitus 300 g raskuse liigutamiseks kulub palju vähem jõudu kui kasutada kaldpinda, sest jõuvektori sellesuunaline komponent on palju väiksem. Mida järsem on kalle, seda suurem on vajaminev jõud. Kaldpinnal oleva raskuse võib jagada komponentideks, mis on kaldpinnaga paralleelsed ja risti. Et raskust liigutada, peab mööda kaldpinda allapoole suunatud jõud olema tõmbejõust veidi väiksem, sest osa jõudu kulub hõõrdumise ületamiseks.

Teised näited kaldpindade kasutamisest: kruvi, kiil, kirves, peitel jne.