Trækkraft, eller spænding, er navnet givet til styrke som f.eks. udøves på et legeme ved hjælp af reb, kabler eller ledninger. Trækkraften er især nyttig, når du vil have en kraft overført til andre fjerne kroppe eller for at ændre retningen for anvendelse af en styrke.
Seogså: Ved hvad du skal studere i mekanik til Enem-testen
Hvordan beregnes trækkraften?
For at beregne trækkraften skal vi anvende vores viden om de tre love Newton, derfor opfordrer vi dig til at gennemgå fundamentet i Dynamics ved at gå til vores artikel om på Newtons love (få adgang til linket), inden du fortsætter med undersøgelsen i denne tekst.
O trækkraftberegning tager højde for, hvordan det anvendes, og dette afhænger af flere faktorer, såsom antallet af organer, der udgør systemet. undersøges, den vinkel, der dannes mellem trækkraften og den vandrette retning og også bevægelsestilstanden for kroppe.
Rebet, der er fastgjort til bilerne ovenfor, bruges til at overføre en kraft, der trækker en af bilerne.
For at vi kan forklare, hvordan trækkraft beregnes, skal vi gøre det ud fra forskellige situationer, ofte opkrævet i fysikeksamen til universitetsindgangsprøver og i
Og enten.Trækkraft påført på en krop
Den første sag er den enkleste af alt: det er når en eller anden krop, som blokken, der er repræsenteret i følgende figur, er trukketomenreb. For at illustrere denne situation vælger vi et legeme med masse m, der hviler på en friktionsfri overflade. I det følgende tilfælde, som i de andre tilfælde, blev den normale kraft og legemsvægtskraften med vilje udeladt for at lette visualiseringen af hvert tilfælde. Holde øje:
Når den eneste kraft, der påføres et legeme, er et eksternt træk, som vist i figuren ovenfor, vil dette træk være lig med styrkeresulterende om kroppen. Ifølge Newtons 2. lov, vil denne nettokraft være lig med produktaf dens masse ved accelerationsåledes kan trækkraften beregnes som:
T Trækkraft (N)
m - masse (kg)
Det - acceleration (m / s²)
Stop ikke nu... Der er mere efter reklamen;)
Trækkraft påført en krop understøttet på en overflade med friktion
Når vi anvender en trækkraft på et legeme, der understøttes på en ru overflade, producerer denne overflade en friktionskraft i modsætning til trækkraftens retning. I henhold til friktionskraftens opførsel, mens trækkraften forbliver lavere end det maksimale styrkeifriktionstatiskforbliver kroppen inde balance (a = 0). Når den udøvede trækkraft nu overstiger dette mærke, bliver friktionskraften a styrkeifriktiondynamisk.
Fså længe - Friktionskraft
I ovenstående tilfælde kan trækkraften beregnes ud fra nettokraften på blokken. Holde øje:
Trækkraft mellem kroppe i det samme system
Når to eller flere kroppe i et system er kablet sammen, bevæger de sig sammen med den samme acceleration. For at bestemme trækkraften, som det ene organ udøver på det andet, beregner vi nettokraften i hvert af legemerne.
Ta, b - Trækkraft, som krop A gør på krop B.
Tb, den - Trækkraft, som krop B gør på krop A.
I ovenstående tilfælde er det muligt at se, at kun et kabel forbinder organer A og B, og vi ser desuden, at legeme B trækker krop A gennem trækkraft Tb, a. Ifølge Newtons tredje lov, handlings- og reaktionsloven, er den kraft, som krop A udøver på krop B er lig med den kraft, som krop B udøver på krop A, men disse kræfter har betydninger modsætninger.
Trækkraft mellem ophængt blok og understøttet blok
I det tilfælde hvor et ophængt legeme trækker et andet legeme gennem et kabel, der passerer gennem en remskive, vi kan beregne spændingen på ledningen eller den spænding, der virker på hver af blokke gennem den anden lov af Newton. I det tilfælde, når der ikke er nogen friktion mellem den understøttede blok og overfladen, nettokraften på kropssystemet er vægten af det ophængte legeme (PB). Bemærk følgende figur, der viser et eksempel på denne type system:
I ovenstående tilfælde skal vi beregne nettokraften på hver af blokkene. Ved at gøre dette finder vi følgende resultat:
Se også: Lær hvordan du løser øvelser i Newtons love
Skrå trækkraft
Når et legeme, der placeres på et glat og friktionsfrit skråt plan trækkes af et kabel eller reb, kan trækkraften på det legeme beregnes i overensstemmelse med komponentvandret (Px) af kropsvægt. Bemærk denne sag i følgende figur:
PØKSE - vandret komponent af vægten af blok A
PÅÅ - lodret bestanddel af vægten af blok A
Trækkraften på blok A kan beregnes ved hjælp af følgende udtryk:
Trækkraft mellem en krop ophængt med kabel og en krop på et skråt plan
I nogle øvelser er det almindeligt at bruge et system, hvor kroppen, der understøttes på skråningen, er trukketom-enlegemesuspenderet, gennem et reb, der passerer gennem en remskive.
I figuren ovenfor har vi tegnet de to komponenter i vægt A for blok A, PØKSE og PÅÅ. Kraften, der er ansvarlig for at flytte dette legemsystem, er resultatet mellem vægten af blok B, ophængt, og den vandrette komponent af vægten af blok A:
pendul træk
I tilfælde af bevægelse af pendler, som bevæger sig efter en baneCirkulærfungerer trækkraften, som produceres af garnet, som en af komponenterne i centripetal kraft. På det laveste punkt på banen, for eksempel, den resulterende kraft er givet ved forskellen mellem trækkraft og vægt. Bemærk en skematisk oversigt over denne type system:
Ved det laveste punkt af pendulbevægelse producerer forskellen mellem trækkraft og vægt centripetal kraft.
Som sagt er den centripetale kraft den resulterende kraft mellem trækkraften og vægtkraften, og derfor har vi følgende system:
FCP - centripetal kraft (N)
Baseret på eksemplerne vist ovenfor kan du få en generel idé om, hvordan man løser øvelser, der kræver beregning af trækkraften. Som med enhver anden type kraft skal trækkraften beregnes ved at anvende vores viden om Newtons tre love. I det følgende emne præsenterer vi nogle eksempler på øvelser løst om trækkraft, så du bedre kan forstå det.
Løste øvelser på trækkraft
Spørgsmål 1 - (IFCE) I figuren nedenfor har den uforlængelige ledning, der forbinder legeme A og B og remskiven, ubetydelige masser. Kroppernes masser er mA = 4,0 kg og mB = 6,0 kg. Ser man bort fra friktionen mellem krop A og overfladen, accelerationen af sættet i m / s2, er (betragt tyngdeacceleration 10,0 m / sek2)?
a) 4.0
b) 6,0
c) 8,0
d) 10,0
e) 12,0
Skabelon: Bogstav B
Løsning:
For at løse øvelsen er det nødvendigt at anvende Newtons anden lov på systemet som helhed. Ved at gøre dette ser vi, at vægtkraften er den resulterende, der får hele systemet til at bevæge sig, så vi skal løse følgende beregning:
Spørgsmål 2 - (UFRGS) To blokke, med masse m1= 3,0 kg og m2= 1,0 kg, forbundet med en uforlængelig ledning, kan glide uden friktion på vandret plan. Disse blokke trækkes af en vandret kraft F med modul F = 6 N, som vist i den følgende figur (se bort fra ledningens masse).
Spændingen i ledningen, der forbinder de to blokke, er
a) nul
b) 2,0 N
c) 3,0 N
d) 4,5 N
e) 6,0 N
Skabelon: Bogstav D
Løsning:
For at løse øvelsen skal du bare indse, at den eneste kraft, der bevæger masseblokken m1 det er trækkraften, som tråden udøver på den, så det er nettokraften. Så for at løse denne øvelse finder vi systemets acceleration og udfører derefter trækkraftberegningen:
Spørgsmål 3 - (EsPCEx) En elevator har en masse på 1500 kg. I betragtning af tyngdeacceleration svarende til 10 m / s² er trækkraften på elevatorkablet, når det stiger tomt, med en acceleration på 3 m / s²:
a) 4500 N
b) 6000 N
c) 15500 N
d) 17.000 N
e) 19500 N
Skabelon: Bogstavet e
Løsning:
For at beregne intensiteten af trækkraften, som kablet udøver på elevatoren, anvender vi den anden lov af Newton, på denne måde finder vi, at forskellen mellem trækkraft og vægt svarer til nettokraften, dermed vi konkluderede, at:
Spørgsmål 4 - (CTFMG) Følgende figur illustrerer en Atwood-maskine.
Forudsat at denne maskine har en remskive og et kabel med ubetydelige masser, og at friktioner også er ubetydelige, er accelerationsmodulet for blokke med masser lig med m1 = 1,0 kg og m2 = 3,0 kg, i m / s², er:
a) 20
b) 10
c) 5
d) 2
Skabelon: Bogstav C
Løsning:
For at beregne accelerationen af dette system er det nødvendigt at bemærke, at nettokraften er bestemmes af forskellen mellem vægten af legeme 1 og 2, ved at gøre dette skal du bare anvende det andet Newtons lov:
Af mig Rafael Helerbrock
