شعبية، أو الجهد االكهربى، هو الاسم الذي يطلق على الخضوع ل التي تمارس على الجسم عن طريق الحبال أو الكابلات أو الأسلاك مثلا. تكون قوة السحب مفيدة بشكل خاص عندما تريد أن تكون القوة نقل إلى أجسام أخرى بعيدة أو لتغيير اتجاه استخدام القوة.
بحثأيضا: تعرف على ما يجب دراسته في ميكانيكا اختبار Enem
كيف تحسب قوة السحب؟
لحساب قوة السحب ، يجب أن نطبق معرفتنا بقوانين الثلاثة لذلك ، نشجعك نيوتن على مراجعة أساسيات Dynamics من خلال الوصول إلى مقالتنا على في قوانين نيوتن (فقط قم بالوصول إلى الرابط) قبل متابعة الدراسة في هذا النص.
ا حساب الجر يأخذ في الاعتبار كيفية تطبيقه ، وهذا يعتمد على عوامل متعددة ، مثل عدد الهيئات التي يتكون منها النظام. أن تدرس الزاوية التي تتشكل بين قوة السحب والاتجاه الأفقي وكذلك حالة حركة جثث.
يستخدم الحبل المرتبط بالسيارات أعلاه لنقل قوة تسحب إحدى السيارات.
حتى نتمكن من شرح كيفية حساب الجر ، سنفعل ذلك بناءً على مواقف مختلفة ، غالبًا ما تكون مطلوبة في اختبارات الفيزياء لامتحانات القبول بالجامعة وفي وإما.
يتم تطبيق الجر على الجسم
الحالة الأولى هي الأبسط على الإطلاق: فهي عندما يكون هناك جسم ما ، مثل الكتلة الممثلة في الشكل التالي
سحبتلكلاحبل. لتوضيح هذا الموقف ، نختار جسمًا كتلته m يرتكز على سطح عديم الاحتكاك. في الحالة التالية ، كما في الحالات الأخرى ، تم حذف القوة الطبيعية وقوة وزن الجسم عن قصد ، من أجل تسهيل تصور كل حالة. راقب:
عندما تكون القوة الوحيدة المطبقة على الجسم هي سحب خارجي ، كما هو موضح في الشكل أعلاه ، فإن هذا السحب سيكون مساويًا لـ الخضوع لالناتج عن الجسد. وفقا ل قانون نيوتن الثاني، هذه القوة الصافية ستكون مساوية لـ المنتجمن كتلته بالتسارعوبالتالي ، يمكن حساب السحب على النحو التالي:
تي - الجر (N)
م - الكتلة (كلغ)
ال - التسارع (م / ث²)
يتم تطبيق الجر على جسم مدعوم على سطح احتكاك
عندما نطبق قوة جر على جسم مدعوم على سطح خشن ، فإن هذا السطح ينتج a قوة الاحتكاك على عكس اتجاه قوة السحب. وفقًا لسلوك قوة الاحتكاك ، بينما يظل الجر أقل من الحد الأقصى الخضوع لفياحتكاكثابتة، يبقى الجسد فيه الرصيد (أ = 0). الآن ، عندما يتجاوز قوة الجر هذه العلامة ، ستصبح قوة الاحتكاك a الخضوع لفياحتكاكمتحرك.
Fحتى - قوة الاحتكاك
في الحالة المذكورة أعلاه ، يمكن حساب قوة السحب من صافي القوة على الكتلة. راقب:
الجر بين أجسام نفس النظام
عندما يتم توصيل جسمين أو أكثر في نظام معًا ، فإنهما يتحركان معًا بنفس التسارع. من أجل تحديد قوة الجر التي يبذلها جسم على الآخر ، نحسب القوة الكلية في كل جسم.
تيأ ، ب - الجر الذي يفعله الجسم "أ" على الجسم "ب".
تيب ، ال - قوة الجر التي يفعلها الجسم "ب" على الجسم "أ".
في الحالة المذكورة أعلاه ، من الممكن أن نرى أن كبلًا واحدًا فقط يربط الجسمين A و B ، علاوة على ذلك ، نرى أن الجسم B يسحب الجسم A من خلال الجر تيب ، أ. وفقًا لقانون نيوتن الثالث ، قانون الفعل ورد الفعل ، القوة التي يمارسها الجسم أ على الجسم B يساوي القوة التي يبذلها الجسم B على الجسم A ، ومع ذلك ، فإن هذه القوى لها معاني المعاكسات.
الجر بين الكتلة المعلقة والكتلة المدعومة
في حالة قيام الجسم المعلق بسحب جسم آخر عبر كابل يمر عبر بكرة ، يمكننا حساب الشد على السلك أو الشد المؤثر على كل من الكتل من خلال القانون الثاني لـ نيوتن. في هذه الحالة، عندما لا يكون هناك احتكاك بين الكتلة المدعومة والسطح، القوة الكلية على نظام الجسم هي وزن الجسم المعلق (لب). لاحظ الشكل التالي الذي يوضح مثال على هذا النوع من النظام:
في الحالة أعلاه ، يجب أن نحسب صافي القوة في كل من الكتل. من خلال القيام بذلك ، نجد النتيجة التالية:
نرى أيضا: تعلم كيفية حل التمارين على قوانين نيوتن
يميل الجر
عندما يتم سحب جسم موضوع على مستوى مائل سلس وغير احتكاك بواسطة كابل أو حبل ، يمكن حساب قوة الشد على ذلك الجسم وفقًا لـ مكونعرضي (لX) من وزن الجسم. لاحظ هذه الحالة في الشكل التالي:
لفأس - المكون الأفقي لوزن الكتلة أ
لYY - المكون الرأسي لوزن الكتلة أ
يمكن حساب الجر المطبق على الكتلة A باستخدام التعبير التالي:
سحب بين جسم معلق بواسطة كابل وجسم على مستوى مائل
في بعض التمارين ، من الشائع استخدام نظام يكون فيه الجسم المدعوم على المنحدر سحبتلكلأهيئةموقوف عن العمل، من خلال حبل يمر عبر أ بكرة.
في الشكل أعلاه ، رسمنا عنصرين لقوة وزن الكتلة أ ، لفأس و لYY. القوة المسؤولة عن تحريك هذا النظام من الأجسام هي الناتجة بين وزن الكتلة B ، المعلق ، والمكون الأفقي لوزن الكتلة A:
سحب البندول
في حالة حركة بندولالتي تتحرك حسب أ مساردائري، تعمل قوة السحب الناتجة عن الغزل كأحد مكونات قوة الجاذبية. عند أدنى نقطة في المسار ، على سبيل المثال ، القوة الناتجة ناتجة عن الفرق بين الجر والوزن. لاحظ مخططًا لهذا النوع من النظام:
عند أدنى نقطة من حركة البندول ، ينتج عن الفرق بين الجر والوزن قوة الجاذبية.
كما قيل ، فإن قوة الجاذبية المركزية هي القوة الناتجة بين قوة الجر وقوة الوزن ، وبالتالي ، سيكون لدينا النظام التالي:
FCP - قوة الجاذبية (N)
بناءً على الأمثلة الموضحة أعلاه ، يمكنك الحصول على فكرة عامة عن كيفية حل التمارين التي تتطلب حساب قوة السحب. كما هو الحال مع أي نوع آخر من القوة ، يجب حساب قوة السحب من خلال تطبيق معرفتنا بقوانين نيوتن الثلاثة. في الموضوع التالي ، نقدم بعض الأمثلة على التدريبات التي تم حلها حول قوة الجر حتى تتمكن من فهمها بشكل أفضل.
تمارين حلها على الجر
السؤال رقم 1 - (IFCE) في الشكل أدناه ، السلك غير المرن الذي يصل بين الهيئتين A و B والبكرة له كتل ضئيلة. كتل الجسم mA = 4.0 كجم و mB = 6.0 كجم. بغض النظر عن الاحتكاك بين الجسم أ والسطح ، تسارع المجموعة بوحدة م / ث2، هو (ضع في اعتبارك تسارع الجاذبية 10.0 م / ثانية2)?
أ) 4.0
ب) 6.0
ج) 8.0
د) 10.0
هـ) 12.0
استجابة: حرف الباء
الدقة:
لحل التمرين ، من الضروري تطبيق قانون نيوتن الثاني على النظام ككل. من خلال القيام بذلك ، نرى أن قوة الوزن هي المحصلة التي تجعل النظام بأكمله يتحرك ، وبالتالي ، يجب علينا حل الحساب التالي:
السؤال 2 - (UFRGS) كتلتان ، كتلتهما م1= 3.0 كجم و م2= 1.0 كجم ، متصل بسلك غير مرن ، يمكن أن ينزلق بدون احتكاك على مستوى أفقي. يتم سحب هذه الكتل بواسطة القوة الأفقية F للمعامل F = 6 N ، كما هو موضح في الشكل التالي (بغض النظر عن كتلة السلك).
التوتر في السلك الذي يربط بين الكتلتين هو
أ) صفر
ب) 2.0 نيوتن
ج) 3.0 نيوتن
د) 4.5 ن
ه) 6.0 شمال
استجابة: حرف د
الدقة:
لحل التمرين ، فقط أدرك أن القوة الوحيدة التي تحرك الكتلة الجماعية م1 إنها قوة السحب التي يصنعها السلك عليه ، لذا فهي القوة الكلية. لذلك ، لحل هذا التمرين ، نجد تسارع النظام ثم نقوم بحساب الجر:
السؤال 3 - (EsPCEx) كتلة المصعد 1500 كجم. بالنظر إلى تسارع الجاذبية الذي يساوي 10 م / ث² ، يكون الجر على كابل المصعد ، عندما يصعد فارغًا ، وبتسارع 3 م / ث² ، هو:
أ) 4500 ن
ب) 6000 شمال
ج) 15500 شمال
د) 17000 ن
هـ) 19500 ن
استجابة: حرف هـ
الدقة:
لحساب شدة قوة الجر التي يمارسها الكابل على المصعد ، نطبق القانون الثاني لـ وبهذه الطريقة ، نجد نيوتن أن الفرق بين الجر والوزن يعادل صافي القوة ، بالتالي خلصنا إلى أن:
السؤال 4 - (CTFMG) الشكل التالي يوضح آلة أتوود.
بافتراض أن هذه الآلة تحتوي على بكرة وكابل بكتل ضئيلة وأن الاحتكاك ضئيل أيضًا ، فإن معامل تسريع الكتل ذات الكتل يساوي م1 = 1.0 كجم و م2 = 3.0 كجم ، م / ث² ، هو:
أ) 20
ب) 10
ج) 5
د) 2
استجابة: حرف ج
الدقة:
لحساب تسارع هذا النظام ، من الضروري ملاحظة أن صافي القوة يتحدد بالفرق بين أوزان الأجسام 1 و 2 ، عند القيام بذلك ، فقط قم بتطبيق الثانية قانون نيوتن:
بي. رافائيل هيلربروك
