Mis on kaldtasapind?

Kaldtasapind on üks kuuest lihtsast masinast, mille varajaste teadlaste defineerisid ja mida kasutatakse füüsika või mehaanika osas. Ülejäänud viis on hoovad, rihmarattad, kruvid, kiilud ning rattad ja teljed. Need lihtsad masinad olid loodud jõu suurendamiseks või ümbersuunamiseks nii, et maksimeerida töömahtu, mida nad suudavad teha. Lihtsamalt öeldes on kaldtasand objekt, millel on tasane pind ja mis on kindla nurga all kaldu.

Selle masina mehaaniline eelis on väiksem jõud, mis on vajalik objektide liigutamiseks erineva kõrgusega asukohtade vahel. Ilma tasapinnata nõuaks objekti vertikaalsuunas liigutamine palju rohkem jõudu. Lisaks võib see aidata objekte ohutult allapoole liigutada.

Kasutades näitena lapse liumäge mänguväljakul, kui laps on maapinnast kõrgemal platvormil ja peaks platvormilt otse alla kukkuma, on tal suur tõenäosus vigastada. See on tõsi, et see oleks kiirem, kuid see pole kindlasti ohutu. Kui laps kasutab liumäge, kaldtasandi näidet, siis laskub ta aeglasemalt ja ohutumalt. Samamoodi, kui laps prooviks üles ronida, nõuab see palju rohkem pingutust kui liumäest üles kõndimine.

Kaldtasapinnal on palju rakendusi ja nende näiteid on inimeste igapäevaelus palju. Mõned näited on kaldteed, liumäed, rennid, noad ja kirved. Võib tunduda kummaline, et nuga niimoodi klassifitseeritakse, kuid noa tera tähelepanelik vaatamine paljastab kalde allapoole.

Kui objekt asub kaldtasandil, mõjub sellele kolm peamist jõudu. Need jõud on normaaljõud, gravitatsioonijõud ja hõõrdejõud. Kuigi õhutakistus on objektile mõjuv jõud, ei võeta seda tavaliselt arvesse, kuna see on tavaliselt tühine. Normaaljõud on jõud, mis mõjub objektile, mis on kaldega risti (90°). Gravitatsioonijõud on jõud, mis tõmbab objekti otse selle alla. Lõpuks on hõõrdejõud tasapinnaga paralleelne. Katse-eksituse kasutamise asemel saab inimene neid kolme jõudu, objekti massi ja kaldenurka hõlmava valemi abil eelnevalt kindlaks määrata, kas objekti saab nihutada tasapinnast ülespoole.