Tensiunile din fire

6e - ~~~~~~~~~~~ MECANICA. STATICA. ~~~~~~~~~~~ Autor:Sorin VLASE ~~~~~~~~~~~

Orice tras, agățat, susținut sau învârtit dintr-o funie, șir, cablu etc. Ca toate forțele, tensiunea poate accelera obiecte sau le poate determina să se deformeze. Capacitatea de a calcula tensiunea este o abilitate importantă nu numai pentru studenții fizicieni, ci și pentru inginerii și arhitecții care, pentru a construi clădiri sigure, trebuie să știe dacă tensiunea pe o anumită frânghie sau cablu poate suporta tensiunea cauzată de greutatea obiectului înainte de a ceda și de a rupe.

Consultați Pasul 1 pentru a afla artroza articulațiilor articulației șoldului să calculați tensiunea în mai multe sisteme fizice.

Cap 1 Determinarea tensiunii pe o singură tijă 1 Definiți forțele de la fiecare capăt al firului. Tensiunea dintr-o anumită fâșie de șnur sau frânghie este rezultatul forțelor care trag frânghia de la fiecare capăt. Gravitatea nu este singura forță care poate afecta tensiunea într-o coardă - deci orice forță legată de accelerarea unui obiect pe care este atașat coarda.

EEVblog #1030 - $20 DIY Bench Power Supply!

Dacă, de exemplu, un obiect suspendat este accelerat de o forță pe frânghie sau pe cablu, forța de accelerare masă - accelerație este adăugată la tensiunea cauzată de greutatea obiectului. Un obiect care este rotit în jurul unui punct central printr-o frânghie ca un pendul exercită o presiune asupra coardei cauzată de forța centripetală.

Forța centripetală este forța de întindere pe care o exercită coarda prin "tragere" spre interior pentru a menține un obiect în mișcare în arc și nu în linie dreaptă.

Cu cat obiectul se misca mai repede, cu atat este mai mare forta centripetala. Deoarece direcția și magnitudinea forței centripetale se schimbă pe măsură ce obiectul se mișcă și se schimbă viteza, așa și tensiunea totală din coarda, care tensiunile din fire întotdeauna paralel cu coarda către punctul central.

Rețineți, de asemenea, că forța gravitațională acționează în mod constant asupra obiectului într-o direcție descendentă. Deci, dacă un obiect se rotește sau se învârte vertical, tensiunea totală este cea mai mare la baza arcului pentru un pendul, acest lucru se numește punctul de echilibru atunci când obiectul se deplasează cel mai rapid și cel puțin în partea superioară a arcului când acesta se mișcă mai încet.

Să spunem în exemplul nostru problema că obiectul nostru nu se mai accelerează în sus, ci în schimb se leagă ca un pendul.

Bine ați venit la Scribd!

Dacă vrem să calculam tensiunea la fundul arcului când este mai mare, vom recunoaște mai întâi că tensiunea datorată gravitației în acest moment este aceeași ca atunci când greutatea era ținută nemișcată - 98 Newtoni. După cum sa menționat mai sus, atât direcția, cât și magnitudinea forței centripetale se schimbă ca obiect.

Totuși, deși forța gravitației rămâne constantă, tensiunea rezultată din gravitație se schimbă. Atunci când un obiect oscilant nu se află la baza arcului său punctul său de echilibrugravitatea se trage direct în jos, dar tensiunea se trage în sus sub un unghi. Din acest motiv, tensiunea trebuie să contracareze numai o parte a forței datorată gravitației, mai degrabă decât a întregii acesteia.

Ruperea forței gravitaționale în două vectori vă poate ajuta să vizualizați acest concept. În orice punct dat în arcul tensiunile din fire obiect vertical oscilant, coarda formează un unghi "θ" cu linia prin punctul de echilibru și punctul central de rotație. Pe măsură ce oscilează pendulul, tensiunile din fire gravitațională m-g poate fi împărțită în două vectori - mgsin θ care acționează tangent la arcul în direcția punctului de echilibru și mgcos θ care acționează paralel cu forța de tensionare în direcția opusă.

Încărcat de

Tensiunea trebuie doar să contracareze mgcos θ - forța care trage împotriva ei - nu întreaga forță gravitațională cu excepția punctului de echilibru, atunci când acestea sunt egale. Orice obiect tras de o frânghie care traversează o forță "tragere" din fricțiune împotriva unui alt obiect sau fluid transferă această forță la tensiunea tensiunile din fire coarda.

Rețineți că fricțiunea statică - fricțiunea care rezultă atunci când încercați să puneți un obiect staționar în mișcare - este diferită de frecare cinetică - fricțiunea care rezultă atunci când încercați să păstrați un obiect în mișcare în mișcare.

Să presupunem că greutatea noastră de 10 kg nu mai este în mișcare, dar acum este târâtă orizontal de-a lungul solului prin funia noastră.

Această nouă problemă prezintă două schimbări importante - în primul rând, nu mai trebuie să calculați tensiunea datorită gravității, deoarece frânghia nu susține greutatea împotriva forței sale. În al doilea rând, trebuie să explicăm tensiunea cauzată de frecare, precum și cea cauzată de accelerarea greutății. Cap 2 Calcularea tensiunilor pe mai multe fire 1 Ridicați sarcinile verticale paralele folosind o roată.

Roțile sunt mașini simple constând tensiunile din fire disc suspendat, care permite forței de tensionare a unui cablu să schimbe direcția. Într-o configurație simplă a scripetei, funia sau cablul rulează de la o greutate suspendată până la scripete, apoi în alta, creând 2 lungimi de fire de cabluri sau cabluri.

Cu toate acestea, tensiunea în ambele secțiuni ale coardei este egală, chiar dacă ambele capete ale coardei sunt trase de forțe de mărimi diferite.

Rețineți că, de obicei, problemele de fizică își asumă scripeți ideali - scripeți fără masa și fără frecare care nu se pot rupe, deforma sau se pot separa de tavan, frânghie etc. Să presupunem că avem două greutăți atârnate vertical de pe o rolă în paralel.

Cum să calculează tensiunea în fizică - eduCum

Greutatea 1 are o masă de 10 kg, în timp ce greutatea 2 are o masă de 5 kg. În cele din urmă, să luăm în considerare un obiect agățat de un sistem de corzi în formă de "Y" - două plase sunt atașate la plafon, care se întâlnesc într-un punct central, de unde greutatea atârnă de oa treia coardă.

Tensiunile din fire din a treia frânghie este evidentă - este pur și simplu o tensiune rezultată din forța gravitațională sau m g.

Tensiunile din celelalte două funii sunt diferite și trebuie să fie egale cu forța gravitațională în direcția verticală ascendentă și egală cu zero în orice direcție orizontală, presupunând că sistemul este în repaus. Tensiunea din cabluri este afectată atât de masa greutății de agățat, cât și de unghiul la care fiecare coardă atinge plafonul.

Să spunem în sistemul nostru în formă de Y că greutatea de jos are o masă de 10 kg și că cele două frânghii superioare ceea ce este imposibil cu boala articulară plafonul la 30 de grade și respectiv 60 de grade.

Dacă vrem să găsim tensiunea în fiecare dintre funiile superioare, va trebui să luăm în considerare componentele verticale și orizontale ale fiecărei tensiuni.