Ελξη, ή Τάση, είναι το όνομα που δόθηκε δύναμη που ασκείται σε σώμα μέσω σχοινιών, καλωδίων ή συρμάτων, για παράδειγμα. Η δύναμη έλξης είναι ιδιαίτερα χρήσιμη όταν θέλετε να είναι μια δύναμη μεταφέρθηκε σε άλλα μακρινά σώματα ή για να αλλάξετε την κατεύθυνση εφαρμογής μιας δύναμης.
Κοίταεπίσης: Μάθετε τι να σπουδάσετε στη Μηχανική για το τεστ Enem
Πώς να υπολογίσετε τη δύναμη έλξης;
Για να υπολογίσουμε τη δύναμη έλξης, πρέπει να εφαρμόσουμε τις γνώσεις μας για τους τρεις νόμους του Newton, επομένως, σας ενθαρρύνουμε να διαβάσετε τις βασικές αρχές του Dynamics μεταβαίνοντας στο άρθρο μας στο στο Νόμοι του Νεύτωνα (απλώς προσπελάστε τον σύνδεσμο) προτού συνεχίσετε τη μελέτη σε αυτό το κείμενο.
Ο υπολογισμός πρόσφυσης λαμβάνει υπόψη τον τρόπο εφαρμογής του και αυτό εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, όπως ο αριθμός των σωμάτων που απαρτίζουν το σύστημα. να μελετηθεί, η γωνία που σχηματίζεται μεταξύ της δύναμης έλξης και της οριζόντιας κατεύθυνσης και επίσης της κατάστασης κίνησης του σώματα.
Το σχοινί που συνδέεται με τα παραπάνω αυτοκίνητα χρησιμοποιείται για τη μεταφορά μιας δύναμης, η οποία τραβά ένα από τα αυτοκίνητα.
Για να μπορέσουμε να εξηγήσουμε πώς υπολογίζεται η έλξη, θα το κάνουμε με βάση διαφορετικές καταστάσεις, συχνά χρεώνονται στις εξετάσεις Φυσικής για τις εξετάσεις εισόδου στο πανεπιστήμιο και στις Και είτε.
Η πρόσφυση εφαρμόζεται σε ένα σώμα
Η πρώτη περίπτωση είναι η απλούστερη απ 'όλα: είναι όταν κάποιο σώμα, όπως το μπλοκ που παρουσιάζεται στην ακόλουθη εικόνα, είναι τράβηξεανάέναςσκοινί. Για να απεικονίσουμε αυτήν την κατάσταση, επιλέγουμε ένα σώμα μάζας m που στηρίζεται σε μια επιφάνεια χωρίς τριβή. Στην ακόλουθη περίπτωση, όπως και στις άλλες περιπτώσεις, η κανονική δύναμη και η δύναμη σωματικού βάρους παραλείφθηκαν σκόπιμα, προκειμένου να διευκολυνθεί η απεικόνιση κάθε περίπτωσης. Παρακολουθώ:
Όταν η μόνη δύναμη που ασκείται σε ένα σώμα είναι μια εξωτερική έλξη, όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα, αυτή η έλξη θα είναι ίση με δύναμηεπακόλουθο για το σώμα. Σύμφωνα με την 2ος νόμος του Νεύτωνα, αυτή η καθαρή δύναμη θα είναι ίση με το προϊόντης μάζας του με επιτάχυνση, έτσι, η έλξη μπορεί να υπολογιστεί ως:
Τ - Έλξη (N)
Μ - μάζα (kg)
ο - επιτάχυνση (m / s²)
Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση.)
Η πρόσφυση εφαρμόζεται σε σώμα που στηρίζεται σε επιφάνεια με τριβή
Όταν εφαρμόζουμε δύναμη έλξης σε σώμα που στηρίζεται σε τραχιά επιφάνεια, αυτή η επιφάνεια παράγει α δύναμη τριβής αντίθετα με την κατεύθυνση της δύναμης έλξης. Σύμφωνα με τη συμπεριφορά της δύναμης τριβής, ενώ η έλξη παραμένει χαμηλότερη από το μέγιστο δύναμησετριβήστατικός, το σώμα παραμένει μέσα ισορροπία (α = 0). Τώρα, όταν η πρόσφυση που ασκείται υπερβαίνει αυτό το σημάδι, η δύναμη τριβής θα γίνει a δύναμησετριβήδυναμικός.
φάμέχρι - Δύναμη τριβής
Στην παραπάνω περίπτωση, η δύναμη έλξης μπορεί να υπολογιστεί από την καθαρή δύναμη στο μπλοκ. Παρακολουθώ:
Σύλληψη μεταξύ σωμάτων του ίδιου συστήματος
Όταν δύο ή περισσότερα σώματα σε ένα σύστημα συνδέονται μεταξύ τους, κινούνται μαζί με την ίδια επιτάχυνση. Προκειμένου να προσδιοριστεί η δύναμη έλξης που ασκεί το ένα σώμα στο άλλο, υπολογίζουμε την καθαρή δύναμη σε κάθε σώμα.
Τα, β - Έλξη που κάνει το σώμα Α στο σώμα Β.
Τβ, το - Έλξη που κάνει το σώμα Β στο σώμα Α.
Στην παραπάνω περίπτωση, είναι δυνατόν να δούμε ότι μόνο ένα καλώδιο συνδέει τα σώματα Α και Β, επιπλέον, βλέπουμε ότι το σώμα Β τραβά το σώμα Α μέσω έλξης Τβ, α. Σύμφωνα με τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα, τον νόμο της δράσης και της αντίδρασης, τη δύναμη που ασκεί το σώμα Α στο Το σώμα Β είναι ίσο με τη δύναμη που ασκεί το σώμα Β στο σώμα Α, ωστόσο, αυτές οι δυνάμεις έχουν σημασίες αντίθετα.
Έλξη μεταξύ μπλοκ αναστολής και μπλοκ που υποστηρίζεται
Σε περίπτωση που ένα αιωρούμενο σώμα τραβά ένα άλλο σώμα μέσω ενός καλωδίου που περνά μέσω μιας τροχαλίας, μπορούμε να υπολογίσουμε την ένταση στο σύρμα ή την ένταση που δρα σε κάθε ένα από τα μπλοκ μέσω του δεύτερου νόμου του Νεύτο. Σε αυτή την περίπτωση, όταν δεν υπάρχει τριβή μεταξύ του υποστηριζόμενου μπλοκ και της επιφάνειας, η καθαρή δύναμη στο σύστημα αμαξώματος είναι το βάρος του αιωρούμενου σώματος (Πσι). Σημειώστε το ακόλουθο σχήμα, το οποίο δείχνει ένα παράδειγμα αυτού του τύπου συστήματος:
Στην παραπάνω περίπτωση, πρέπει να υπολογίσουμε την καθαρή δύναμη σε κάθε ένα από τα μπλοκ. Κάνοντας αυτό, βρίσκουμε το ακόλουθο αποτέλεσμα:
Δείτε επίσης: Μάθετε πώς να επιλύετε ασκήσεις στους νόμους του Νεύτωνα
Κλίση έλξης
Όταν ένα σώμα που τοποθετείται σε ένα ομαλό και κεκλιμένο επίπεδο τριβής τραβιέται από καλώδιο ή σχοινί, η δύναμη έλξης σε αυτό το σώμα μπορεί να υπολογιστεί σύμφωνα με το συστατικόοριζόντιος (ΠΧ) σωματικού βάρους. Σημειώστε αυτήν την περίπτωση στο παρακάτω σχήμα:
ΠΤΣΕΚΟΥΡΙ - οριζόντια συνιστώσα του βάρους του μπλοκ Α
ΠΕε - κάθετη συνιστώσα του βάρους του μπλοκ Α
Η έλξη που εφαρμόζεται στο μπλοκ Α μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας την ακόλουθη έκφραση:
Έλξη μεταξύ αμαξώματος που αιωρείται από καλώδιο και σώματος σε κεκλιμένο επίπεδο
Σε ορισμένες ασκήσεις, είναι σύνηθες να χρησιμοποιείται ένα σύστημα στο οποίο το σώμα που στηρίζεται στην κλίση είναι τράβηξεανάένασώμαανασταλεί, μέσα από ένα σχοινί που περνά μέσα από ένα τροχαλία.
Στο παραπάνω σχήμα, σχεδιάσαμε τα δύο συστατικά της δύναμης βάρους του μπλοκ Α, ΠΤΣΕΚΟΥΡΙ και ΠΕε. Η δύναμη που είναι υπεύθυνη για τη μετακίνηση αυτού του συστήματος αμαξώματος είναι το αποτέλεσμα μεταξύ του βάρους του μπλοκ Β, του αιωρούμενου και του οριζόντιου στοιχείου του βάρους του μπλοκ Α:
τράβηγμα εκκρεμούς
Στην περίπτωση της κίνησης του εκκρεμές, που κινούνται σύμφωνα με ένα τροχιάΕγκύκλιος, η δύναμη εφελκυσμού που παράγεται από το νήμα δρα ως ένα από τα συστατικά του κεντρομόλος δύναμη. Για παράδειγμα, στο χαμηλότερο σημείο της τροχιάς, Η προκύπτουσα δύναμη δίνεται από τη διαφορά μεταξύ έλξης και βάρους. Σημειώστε ένα σχήμα αυτού του τύπου συστήματος:
Στο χαμηλότερο σημείο της κίνησης του εκκρεμούς, η διαφορά μεταξύ έλξης και βάρους παράγει κεντρομόλο δύναμη.
Όπως ειπώθηκε, η κεντρομόλος δύναμη είναι η προκύπτουσα δύναμη μεταξύ της δύναμης έλξης και της δύναμης βάρους, επομένως, θα έχουμε το ακόλουθο σύστημα:
φάCP - κεντρομόλο δύναμη (N)
Με βάση τα παραπάνω παραδείγματα, μπορείτε να πάρετε μια γενική ιδέα για το πώς να λύσετε ασκήσεις που απαιτούν τον υπολογισμό της δύναμης έλξης. Όπως με οποιονδήποτε άλλο τύπο δύναμης, η δύναμη έλξης πρέπει να υπολογιστεί εφαρμόζοντας τις γνώσεις μας για τους τρεις νόμους του Νεύτωνα. Στο ακόλουθο θέμα, παρουσιάζουμε μερικά παραδείγματα ασκήσεων που λύθηκαν σχετικά με την δύναμη έλξης, ώστε να μπορείτε να το κατανοήσετε καλύτερα.
Επιλυμένες ασκήσεις έλξης
Ερώτηση 1 - (IFCE) Στην παρακάτω εικόνα, το μη εκτατό σύρμα που ενώνει τα σώματα Α και Β και την τροχαλία έχουν αμελητέες μάζες. Οι μάζες του σώματος είναι mA = 4,0 kg και mB = 6,0 kg. Παρά την τριβή μεταξύ του σώματος Α και της επιφάνειας, η επιτάχυνση του σετ, σε m / s2, είναι (θεωρήστε την επιτάχυνση της βαρύτητας 10,0 m / sec2)?
α) 4.0
β) 6.0
γ) 8.0
δ) 10.0
ε) 12.0
Ανατροφοδότηση: Γράμμα Β
Ανάλυση:
Προκειμένου να επιλυθεί η άσκηση, είναι απαραίτητο να εφαρμοστεί ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα στο σύστημα στο σύνολό του. Κάνοντας αυτό, βλέπουμε ότι η δύναμη βάρους είναι το αποτέλεσμα που κάνει ολόκληρο το σύστημα να κινείται, οπότε πρέπει να λύσουμε τον ακόλουθο υπολογισμό:
Ερώτηση 2 - (UFRGS) Δύο μπλοκ, μάζας m1= 3,0 kg και m2= 1,0 kg, συνδεδεμένο με ένα μη εκτατό σύρμα, μπορεί να γλιστρήσει χωρίς τριβή σε οριζόντιο επίπεδο. Αυτά τα μπλοκ έλκονται από μια οριζόντια δύναμη F του συντελεστή F = 6 N, όπως φαίνεται στο ακόλουθο σχήμα (αγνοήστε τη μάζα του σύρματος).
Η τάση στο σύρμα που συνδέει τα δύο μπλοκ είναι
α) μηδέν
β) 2,0 Ν
γ) 3,0 Ν
δ) 4,5 Ν
ε) 6,0 Β
Ανατροφοδότηση: Γράμμα Δ
Ανάλυση:
Για να λύσετε την άσκηση, απλώς συνειδητοποιήστε ότι η μόνη δύναμη που κινεί το μπλοκ μάζας Μ1 είναι η δύναμη έλξης που το σύρμα δημιουργεί πάνω του, έτσι είναι η καθαρή δύναμη. Έτσι, για να λύσουμε αυτήν την άσκηση, βρίσκουμε την επιτάχυνση του συστήματος και μετά κάνουμε τον υπολογισμό πρόσφυσης:
Ερώτηση 3 - (EsPCEx) Ο ανελκυστήρας έχει μάζα 1500 kg. Λαμβάνοντας υπόψη την επιτάχυνση της βαρύτητας ίση με 10 m / s², η έλξη στο καλώδιο του ανελκυστήρα, όταν ανεβαίνει άδειο, με επιτάχυνση 3 m / s², είναι:
α) 4500 Β
β) 6000 Β
γ) 15500 Β
δ) 17.000 Β
ε) 19500 Β
Ανατροφοδότηση: Γράμμα e
Ανάλυση:
Για τον υπολογισμό της έντασης της δύναμης έλξης που ασκείται από το καλώδιο στο ασανσέρ, εφαρμόζουμε τον δεύτερο νόμο του Έτσι, ο Νεύτωνας, διαπιστώνει ότι η διαφορά μεταξύ πρόσφυσης και βάρους είναι ισοδύναμη με την καθαρή δύναμη καταλήξαμε στο συμπέρασμα ότι:
Ερώτηση 4 - (CTFMG) Η παρακάτω εικόνα απεικονίζει μια μηχανή Atwood.
Υποθέτοντας ότι αυτή η μηχανή έχει τροχαλία και καλώδιο με αμελητέες μάζες και ότι η τριβή είναι επίσης αμελητέα, ο συντελεστής επιτάχυνσης των μπλοκ με μάζες ίσες με m1 = 1,0 kg και m2 = 3,0 kg, σε m / s², είναι:
α) 20
β) 10
γ) 5
δ) 2
Ανατροφοδότηση: Γράμμα Γ
Ανάλυση:
Για τον υπολογισμό της επιτάχυνσης αυτού του συστήματος, πρέπει να σημειωθεί ότι η καθαρή δύναμη είναι καθορίζεται από τη διαφορά μεταξύ των βαρών των σωμάτων 1 και 2, κάνοντας αυτό, απλώς εφαρμόστε το δεύτερο Νόμος του Νεύτωνα:
Από εμένα, Rafael Helerbrock
