Traktion, oder Stromspannung, ist der Name für Stärke die beispielsweise mittels Seilen, Kabeln oder Drähten auf einen Körper ausgeübt wird. Die Zugkraft ist besonders nützlich, wenn Sie eine Kraft haben möchten force übertragen auf andere entfernte Körper oder die Richtung der Krafteinwirkung zu ändern.
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Wie berechnet man die Zugkraft?
Um die Zugkraft zu berechnen, müssen wir unser Wissen über die drei Gesetze von anwenden Newton empfehlen wir Ihnen daher, sich mit den Grundlagen von Dynamics vertraut zu machen, indem Sie auf unseren Artikel über. zugreifen beim Newtonsche Gesetze (greifen Sie einfach auf den Link zu), bevor Sie mit der Studie in diesem Text fortfahren.
Ö Traktionsberechnung berücksichtigt, wie es angewendet wird, und dies hängt von mehreren Faktoren ab, beispielsweise von der Anzahl der Einrichtungen, aus denen das System besteht. untersucht werden, der Winkel, der zwischen der Zugkraft und der horizontalen Richtung gebildet wird, sowie der Bewegungszustand des Körper.
Das oben an den Autos befestigte Seil wird verwendet, um eine Kraft zu übertragen, die eines der Autos zieht.
Damit wir erklären können, wie die Traktion berechnet wird, werden wir dies anhand verschiedener Situationen tun, die oft in Physikprüfungen für Hochschulaufnahmeprüfungen und in der Und entweder.
Auf einen Körper angewendete Traktion
Der erste Fall ist der einfachste: Wenn ein Körper, wie der in der folgenden Abbildung dargestellte Block, gezogenproeinerSeil. Um diese Situation zu veranschaulichen, wählen wir einen Körper der Masse m, der auf einer reibungsfreien Oberfläche ruht. Im folgenden Fall wurde, wie auch in den anderen Fällen, bewusst auf die Normalkraft und die Körpergewichtskraft verzichtet, um die Visualisierung des jeweiligen Falles zu erleichtern. Uhr:
Wenn die einzige auf einen Körper ausgeübte Kraft ein externer Zug ist, wie in der Abbildung oben gezeigt, ist dieser Zug gleich pull Stärkeresultierende über den Körper. Laut der Newtons 2. Gesetz, ist diese Nettokraft gleich der Produktseiner Masse durch Beschleunigung, somit kann die Traktion berechnet werden als:
T – Zugkraft (N)
ich – Masse (kg)
Das – Beschleunigung (m/s²)
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Zugkraft, die auf einen Körper ausgeübt wird, der auf einer Reibfläche getragen wird
Wenn wir eine Zugkraft auf einen Körper ausüben, der sich auf einer rauen Oberfläche abstützt, erzeugt diese Oberfläche a Reibungskraft entgegen der Zugkraftrichtung. Entsprechend dem Verhalten der Reibungskraft bleibt die Traktion niedriger als das Maximum StärkeimReibungstatisch, der Körper bleibt drin Balance (a = 0). Wenn nun die ausgeübte Zugkraft diese Marke überschreitet, wird die Reibungskraft a StärkeimReibungdynamisch.
Fbis um - Reibungskraft
Im obigen Fall kann die Zugkraft aus der Nettokraft auf den Block berechnet werden. Uhr:
Zugkraft zwischen Körpern des gleichen Systems
Wenn zwei oder mehr Körper in einem System miteinander verdrahtet sind, bewegen sie sich gemeinsam mit derselben Beschleunigung. Um die Zugkraft zu bestimmen, die ein Körper auf den anderen ausübt, berechnen wir die Nettokraft in jedem der Körper.
Ta, b – Traktion, die Körper A auf Körper B macht.
Tb, die – Traktion, die Körper B auf Körper A ausführt.
Im obigen Fall ist zu sehen, dass nur ein Kabel die Körper A und B verbindet, außerdem sehen wir, dass Körper B Körper A durch Zug zieht Tb, a. Nach dem dritten Newtonschen Gesetz von Aktion und Reaktion ist die Kraft, die der Körper A auf die Körper B ist gleich der Kraft, die Körper B auf Körper A ausübt, diese Kräfte haben jedoch Bedeutungen Gegensätze.
Zugkraft zwischen aufgehängtem Block und unterstütztem Block
Wenn ein aufgehängter Körper einen anderen Körper durch ein Seil zieht, das durch eine Rolle läuft, Wir können die Spannung auf den Draht oder die Spannung, die auf jeden der Blöcke wirkt, nach dem zweiten Hauptsatz von berechnen Newton. In diesem Fall, wenn keine Reibung zwischen dem unterstützten Block und der Oberfläche besteht, die Nettokraft auf das Körpersystem ist das Gewicht des aufgehängten Körpers (PB). Beachten Sie die folgende Abbildung, die ein Beispiel für diese Art von System zeigt:
Im obigen Fall müssen wir die Nettokraft auf jeden der Blöcke berechnen. Dabei finden wir folgendes Ergebnis:
Auch sehen: Lernen Sie, wie Sie Übungen zu den Newtonschen Gesetzen lösen
Schräge Traktion
Wenn ein Körper, der auf einer glatten und reibungsfreien schiefen Ebene liegt, von einem Seil oder Seil gezogen wird, kann die Zugkraft auf diesen Körper gemäß der Komponentehorizontal (PX) des Körpergewichts. Beachten Sie diesen Fall in der folgenden Abbildung:
PAXT – horizontale Komponente des Gewichts von Block A
PYY – vertikale Komponente des Gewichts von Block A
Die auf Block A aufgebrachte Traktion kann mit folgendem Ausdruck berechnet werden:
Zugkraft zwischen einem am Seil aufgehängten Körper und einem Körper auf einer schiefen Ebene
Bei einigen Übungen ist es üblich, ein System zu verwenden, bei dem der Körper, der auf der Steigung gestützt wird, gezogenproeinKörpersuspendiert, durch ein Seil, das durch a. geht Rolle.
In der obigen Abbildung haben wir die beiden Komponenten der Gewichtskraft von Block A gezeichnet, PAXT und PYY. Die für die Bewegung dieses Körpersystems verantwortliche Kraft ergibt sich aus dem Gewicht des aufgehängten Blocks B und der horizontalen Gewichtskomponente des Blocks A:
Pendelzug
Bei der Bewegung von Pendel, die sich nach a. bewegen FlugbahnKreisförmig, wirkt die vom Garn erzeugte Zugkraft als eine der Komponenten des Zentripetalkraft. Am tiefsten Punkt der Trajektorie, z. die resultierende Kraft ergibt sich aus der Differenz zwischen Zugkraft und Gewicht. Beachten Sie ein Schema dieser Art von System:
Am tiefsten Punkt der Pendelbewegung erzeugt die Differenz zwischen Zugkraft und Gewicht die Zentripetalkraft.
Wie gesagt, die Zentripetalkraft ist die resultierende Kraft zwischen der Zugkraft und der Gewichtskraft, also haben wir das folgende System:
FCP – Zentripetalkraft (N)
Anhand der oben gezeigten Beispiele können Sie sich eine allgemeine Vorstellung davon machen, wie Sie Aufgaben lösen können, die die Berechnung der Zugkraft erfordern. Wie bei jeder anderen Kraftart muss die Zugkraft unter Anwendung unserer Kenntnisse der drei Newtonschen Gesetze berechnet werden. Im folgenden Thema stellen wir Ihnen einige Beispiele für gelöste Übungen zum Thema Zugkraft vor, damit Sie diese besser verstehen können.
Gelöste Übungen zur Traktion
Frage 1 - (IFCE) In der Abbildung unten haben der nicht dehnbare Draht, der die Körper A und B verbindet, und die Riemenscheibe vernachlässigbare Massen. Die Massen der Körper betragen mA = 4,0 kg und mB = 6,0 kg. Ohne Berücksichtigung der Reibung zwischen Körper A und Oberfläche die Beschleunigung des Satzes in m/s2, ist (berücksichtigen Sie die Erdbeschleunigung 10,0 m/s2)?
a) 4.0
b) 6,0
c) 8,0
d) 10,0
e) 12,0
Vorlage: Buchstabe b
Auflösung:
Um die Aufgabe zu lösen, ist es notwendig, das zweite Newtonsche Gesetz auf das Gesamtsystem anzuwenden. Dadurch sehen wir, dass die Gewichtskraft die Resultierende ist, die das gesamte System bewegt, also müssen wir die folgende Rechnung lösen:
Frage 2 - (UFRGS) Zwei Blöcke der Masse m1=3,0 kg und m2= 1,0 kg, verbunden durch einen nicht dehnbaren Draht, kann ohne Reibung auf einer horizontalen Ebene gleiten. Diese Blöcke werden von einer horizontalen Kraft F des Moduls F = 6 N gezogen, wie in der folgenden Abbildung gezeigt (ohne die Masse des Drahtes).
Die Spannung im Draht, der die beiden Blöcke verbindet, beträgt
a) null
b) 2,0 N
c) 3,0 N
d) 4,5 N
e) 6,0 N
Vorlage: Buchstabe D
Auflösung:
Um die Aufgabe zu lösen, stellen Sie sich einfach vor, dass die einzige Kraft, die den Massenblock bewegt ich1 es ist die Zugkraft, die der Draht auf ihn ausübt, also die Nettokraft. Um diese Aufgabe zu lösen, ermitteln wir die Beschleunigung des Systems und führen dann die Traktionsberechnung durch:
Frage 3 - (EsPCEx) Ein Aufzug hat eine Masse von 1500 kg. Bei einer Erdbeschleunigung von 10 m/s² beträgt die Zugkraft am Aufzugsseil, wenn es leer aufsteigt, mit einer Beschleunigung von 3 m/s²
a) 4500 N
b) 6000 N
c) 15500 N
d) 17.000 N
e) 19500 N
Vorlage: Buchstabe e
Auflösung:
Um die Stärke der Zugkraft zu berechnen, die das Seil auf den Aufzug ausübt, wenden wir den zweiten Hauptsatz von an Newton, auf diese Weise finden wir, dass die Differenz zwischen Zugkraft und Gewicht der Nettokraft entspricht, also, wir kamen zu dem Schluss, dass:
Frage 4 - (CTFMG) Die folgende Abbildung zeigt eine Atwood-Maschine.
Unter der Annahme, dass diese Maschine eine Riemenscheibe und ein Seil mit vernachlässigbaren Massen hat und dass auch die Reibungen vernachlässigbar sind, ist der Beschleunigungsmodul von Blöcken mit Massen gleich m1 = 1,0 kg und m2 = 3,0 kg, in m/s², ist:
a) 20
b) 10
c) 5
d) 2
Vorlage: Buchstabe C
Auflösung:
Um die Beschleunigung dieses Systems zu berechnen, muss beachtet werden, dass die Nettokraft bestimmt durch die Differenz zwischen den Gewichten der Körper 1 und 2, wenden Sie dabei einfach die zweite an Newtonsches Gesetz:
Von mir. Rafael Helerbrock
