Сцепление, или волтаж, е името, дадено на сила който се упражнява върху тялото с помощта на въжета, кабели или жици, например. Теглещата сила е особено полезна, когато искате да бъде сила прехвърлен към други отдалечени тела или за промяна на посоката на приложение на сила.
Вижсъщо: Знайте какво да учите по механика за теста Enem
Как да изчислим силата на теглене?
За да изчислим силата на теглене, трябва да приложим познанията си за трите закона на Ето защо Нютон ви насърчаваме да прегледате основите на Dynamics, като влезете в нашата статия за при Законите на Нютон (просто отворете връзката), преди да продължите с изследването в този текст.
О изчисление на сцеплението взема предвид как се прилага и това зависи от множество фактори, като например броя на телата, които съставляват системата. трябва да се изследва ъгълът, който се образува между силата на теглене и хоризонталната посока, както и състоянието на движение на тела.
Въжето, прикрепено към автомобилите по-горе, се използва за прехвърляне на сила, която дърпа една от колите.
За да можем да обясним как се изчислява сцеплението, ще го направим въз основа на различни ситуации, които често се изискват при изпити по физика за приемни изпити в университет и в И също така.
Сцепление, приложено върху тялото
Първият случай е най-простият от всички: това е, когато някакво тяло, като блока, представен на следващата фигура, е издърпанаperанвъже. За да илюстрираме тази ситуация, избираме тяло с маса m, което лежи върху повърхност без триене. В следващия случай, както и в другите случаи, нормалната сила и силата на телесното тегло бяха умишлено пропуснати, за да се улесни визуализацията на всеки случай. Гледам:
Когато единствената сила, приложена към тялото, е външно издърпване, както е показано на фигурата по-горе, това издърпване ще бъде равно на силарезултатен относно тялото. Според 2-ри закон на Нютон, тази нетна сила ще бъде равна на продуктот неговата маса чрез ускорение, следователно тегленето може да се изчисли като:
T – Тяга (N)
м - маса (кг)
В – ускорение (m/s²)
Сцепление, приложено към тяло, поддържано върху триеща се повърхност
Когато приложим теглителна сила върху тяло, което се поддържа върху грапава повърхност, тази повърхност произвежда a сила на триене противоположно на посоката на теглещата сила. Според поведението на силата на триене, докато сцеплението остава по-ниско от максималното силавтриенестатичен, тялото остава вътре баланс (а = 0). Сега, когато упражненото сцепление надвиши този знак, силата на триене ще стане a силавтриенединамичен.
Фдо - Сила на триене
В горния случай силата на теглене може да се изчисли от нетната сила върху блока. Гледам:
Сцепление между тела от една и съща система
Когато две или повече тела в една система са свързани заедно, те се движат заедно със същото ускорение. За да определим силата на теглене, която едното тяло упражнява върху другото, изчисляваме нетната сила във всяко от телата.
Tа, б – Тяга, която тялото А прави върху тялото Б.
Tб, на – Тяга, която тялото В прави върху тялото А.
В случая по-горе е възможно да се види, че само един кабел свързва тела A и B, освен това виждаме, че тялото B дърпа тялото A чрез сцепление Tб, а. Според третия закон на Нютон, закона за действието и реакцията, силата, която тялото А упражнява върху тяло B е равно на силата, която тялото B упражнява върху тялото A, но тези сили имат значение противоположности.
Сцепление между окачен блок и поддържан блок
В случай, когато окачено тяло дърпа друго тяло през кабел, който минава през макара, можем да изчислим напрежението върху жицата или напрежението, действащо върху всеки от блоковете чрез втория закон на Нютон. В такъв случай, когато няма триене между поддържания блок и повърхността, нетната сила върху системата на тялото е теглото на окачено тяло (ЗАБ). Обърнете внимание на следната фигура, която показва пример за този тип система:
В случая по-горе трябва да изчислим нетната сила във всеки от блоковете. Правейки това, намираме следния резултат:
Вижте също: Научете се да решавате упражнения върху законите на Нютон
Наклонено сцепление
Когато тяло, което е поставено върху гладка наклонена равнина без триене, бъде издърпано от кабел или въже, силата на теглене върху това тяло може да се изчисли в съответствие с съставна частхоризонтален (ЗАх) от телесното тегло. Обърнете внимание на този случай на следната фигура:
ЗАAX – хоризонтален компонент на теглото на блок А
ЗАYY – вертикален компонент на теглото на блок А
Сцеплението, приложено към блок А, може да се изчисли с помощта на следния израз:
Сцепление между тяло, окачено на въже, и тяло в наклонена равнина
В някои упражнения е обичайно да се използва система, в която е тялото, което се поддържа на наклон издърпанаperатялоспряно, през въже, което минава през a макара.
На фигурата по-горе сме начертали двата компонента на силата на тежестта на блок А, ЗАAX и ЗАYY. Силата, отговорна за движението на тази система от тела, е резултатът между теглото на блок B, окачен, и хоризонталния компонент на теглото на блок A:
теглене на махалото
В случай на движение на махала, които се движат според а траекторияЦиркулярно, силата на издърпване, произведена от преждата, действа като един от компонентите на центробежна сила. В най-ниската точка на траекторията, напр. резултантната сила се дава от разликата между сцеплението и теглото. Обърнете внимание на схема на този тип система:
В най-ниската точка на движение на махалото разликата между сцеплението и теглото произвежда центростремителна сила.
Както беше казано, центростремителната сила е резултантната сила между силата на теглене и силата на тежестта, така че ще имаме следната система:
ФCP – центростремителна сила (N)
Въз основа на примерите, показани по-горе, можете да получите обща представа как да решавате упражнения, които изискват изчисляване на силата на дърпане. Както при всеки друг вид сила, силата на теглене трябва да бъде изчислена чрез прилагане на нашите познания за трите закона на Нютон. В следващата тема представяме някои примери за решени упражнения за сила на сцепление, за да можете да я разберете по-добре.
Решени упражнения за сцепление
Въпрос 1 - (IFCE) На фигурата по-долу неразтегливият проводник, който свързва тела А и В и макарата, имат незначителни маси. Масите на телата са mA = 4,0 kg и mB = 6,0 kg. Без да се вземе предвид триенето между тяло А и повърхността, ускорението на множеството, в m/s2, е (помислете за ускорението на гравитацията 10,0 m/sec2)?
а) 4.0
б) 6,0
в) 8,0
г) 10,0
д) 12.0
Обратна връзка: буква Б
Резолюция:
За да се реши упражнението, е необходимо да се приложи вторият закон на Нютон към системата като цяло. Правейки това, виждаме, че силата на тежестта е резултатът, който кара цялата система да се движи, така че трябва да решим следното изчисление:
Въпрос 2 - (UFRGS) Два блока с маса m1=3.0 kg и m2=1,0 kg, свързани с неразтеглив проводник, могат да се плъзгат без триене в хоризонтална равнина. Тези блокове се изтеглят от хоризонтална сила F с модул F = 6 N, както е показано на следващата фигура (без да се отчита масата на жицата).
Напрежението в проводника, свързващ двата блока е
а) нула
б) 2,0 N
в) 3,0 N
г) 4,5 N
д) 6,0 N
Обратна връзка: буква D
Резолюция:
За да решите упражнението, просто осъзнайте, че единствената сила, която движи масовия блок м1 това е силата на теглене, която телът прави върху него, така че това е нетната сила. И така, за да решим това упражнение, намираме ускорението на системата и след това правим изчислението на сцеплението:
Въпрос 3 - (EsPCEx) Масата на един асансьор е 1500 кг. Като се има предвид ускорението на гравитацията, равно на 10 m/s², тягата на кабела на асансьора, когато се изкачва празен, с ускорение от 3 m/s², е:
а) 4500 N
б) 6000 N
в) 15500 N
г) 17 000 N
д) 19500 N
Обратна връзка: буква е
Резолюция:
За да изчислим интензитета на теглителната сила, упражнявана от кабела върху асансьора, прилагаме втория закон на Нютон, по този начин откриваме, че разликата между сцепление и тегло е еквивалентна на нетната сила, следователно заключихме, че:
Въпрос 4 - (CTFMG) Следващата фигура илюстрира машина Atwood.
Ако приемем, че тази машина има шайба и кабел с незначителни маси и че триенето също е незначително, модулът на ускорение на блокове с маси равна на m1 = 1,0 kg и m2 = 3,0 kg, в m/s², е:
а) 20
б) 10
в) 5
г) 2
Обратна връзка: буква C
Резолюция:
За да се изчисли ускорението на тази система, е необходимо да се отбележи, че нетната сила е се определя от разликата между теглата на тела 1 и 2, като правите това, просто приложете второто закон на Нютон:
От мен Рафаел Хелерброк