Mäenlasku

Tarkastellaan tilannetta, jossa pulkka liukuu alamäkeen kiihtyvästi.

Pulkkaa ja lasta voidaan ajatella yhtenä kappaleena, johon kohdistuu paino [[$(G)$]], liukukitka [[$(F_{\mu})$]]​ ja pinnan tukivoima [[$(N)$]].

Valitaan positiivinen [[$x$]]-suunta kiihtyvyyden suuntaiseksi eli tason suuntaan alaspäin. Positiivinen [[$y$]]-suunta on tason pinnasta kohtisuoraan ylöspäin.

Liikeyhtälöiden kirjoittamiseksi jaetaan paino [[$x$]]- ja [[$y$]]-suuntaisiin komponentteihin. Painon ja sen [[$y$]]-komponentin välinen kulma on yhtä suuri kuin tasoon kaltevuuskulma [[$ \alpha $]]​.

Painon komponenttien lausekkeet ovat

[[$\begin{align*} \quad G_y=G \cos \alpha \\ G_x=G \sin \alpha\end{align*}$]]

Dynamiikan peruslain mukaan kiihtyvässä liikkeessä pätee [[$ \Sigma \bar{F}=m\bar{a}$]], eli

[[$ \quad \bar{N}+\bar{G} +{\bar{F}}_{\mu} =m\bar{a}$]]

Vektorimuotoinen liikeyhtälö voidaan jakaa [[$x$]]- ja [[$y$]]-suuntaisiin skalaariyhtälöihin:

[[$x$]]-suunta:
[[$\begin{align*}\quad G_x- F_{\mu}=ma \\ G\sin \alpha -F_{\mu}=ma\end{align*}$]]

[[$y$]]-suunta:
[[$\begin{align*}\quad N-G_y=0 \\ N-G\cos \alpha = 0\end{align*}$]]​

Painolla ja kitkalla on määritelmä taulukkokirjassa.

Painon määritelmä
[[$\quad G=mg$]]

Kitkan määritelmä
[[$\quad F_\mu = \mu N$]]

Kitkan määritelmä yhdistää [[$x$]]- ja [[$y$]]-suuntaisen osan toisiinsa.