Conţinut
Tensiunea dintr-un șir este egală cu forța la ambele capete, care, potrivit celei de-a treia legi a lui Newton, trebuie să fie egală. Dacă funia este statică, calculul tensiunii este relativ simplu. Dacă forțele de la vârfuri nu sunt egale, atunci calculul devine mai complicat.
instrucțiuni de ghidare
-
Calculați tensiunea într-o frânghie întinsă pe o roată, astfel încât vârfurile sale să aibă o forță de greutate egală cu 10 N (forța Newton (N) este unitatea SI). Fiecare capăt al liniei trebuie să suporte greutatea în mod egal; în caz contrar, frânghia ar trebui să înceapă să se deplaseze spre partea mai grea și să se oprească numai după ce a ajuns la echilibru. Astfel, fiecare capăt deține 5 N. Prin intermediul frânghiei, un capăt trage celălalt cu forța de 5 N și celălalt trage înapoi cu 5 N, astfel încât are o tensiune de 5 N.
-
Calculați tensiunea într-un șir dacă greutățile celor două capete nu sunt egale - fiind de 5 N și 3 N. Desenați forțele care afectează cele două corpuri ca vectori. Corpul 3N forțează în jos de la 3N și o forță în sus de tensiunea T. În același mod, celălalt corp are o forță descendentă de 5N și o tensiune T în sus. Rețineți că tensiunea în sus a corpurilor este diferită de forța descendentă, deoarece aceasta ar fi numai dacă ambele greutăți au fost de 5 N. Deoarece unul cântărește 3 N, forța este mai mică de 5 N. arată că tensiunea trebuie să fie mai mare de 3 N.
-
Setați formula "F = m.a" pe corpul 3 N, lăsând "m.a = T - 3 N". Deoarece m = 3 N / g, unde "g" este accelerația gravitațională constantă de 9,8 m / s², masa are (m) 0,306 kg corpului respectiv. De asemenea, ecuația și masa corpului 5 N este m.a = 5 N - T, cu m = 0,510 kg. Astfel, cele două ecuații sunt "0,306 kg x a = T - 3 N" și "0,510 kg x a = 5 N - T".
-
Rețineți că accelerația (a) este aceeași pentru ambele corpuri, precum și pentru șiruri de caractere. Aceștia accelerează în același timp pe partea corpului 5 N. Deoarece "T" a fost scăzut dintr-o ecuație și adăugat la alta, "a" este egal între cele două ecuații. Astfel, este posibil să se elimine ecuațiile și să se unească pentru a obține (T-3N) / 0,306 kg = (5N-T) / 0,510 kg. Soluția dă T = 3,75 N, care este între 3 N și 5 N, așa cum s-a raportat în Etapa 2.
sfaturi
- Există o formulă simplă pentru tensiunea T în configurația de mai sus (care se numește Atwood Machine). Dacă m1 și m2 sunt mase de două corpuri, atunci "T = 2 g x m1 x m2 / (m1 + m2)". (Ca și înainte, "g" este accelerația gravitațională.