Veojõud, või Pinge, on nimi, mis on antud tugevus mida rakendatakse kehale näiteks trosside, kaablite või juhtmete abil. Tõmbejõud on eriti kasulik siis, kui soovite, et jõud oleks olemas üle kantud teistele kaugetele kehadele või jõu rakendamise suuna muutmiseks.
Vaatasamuti: Tea, mida õppida mehaanikas Enemi testi jaoks
Kuidas arvutada tõmbejõudu?
Tõmbejõu arvutamiseks peame rakendama oma teadmisi kolmest seadusest Seetõttu soovitame Newtonil vaadata üle dünaamika põhialused, lugedes meie artiklit selle kohta juures Newtoni seadused (lihtsalt avage link) enne selles tekstis oleva uuringuga jätkamist.
O veojõu arvutamine võtab arvesse selle rakendamist ja see sõltub mitmest tegurist, näiteks süsteemi moodustavate kehade arvust. uuritakse nurka, mis tekib tõmbejõu ja horisontaalsuuna vahel ning ka liikumisolekut kehad.
Ülaltoodud autode külge kinnitatud köit kasutatakse jõu ülekandmiseks, mis tõmbab ühte autodest.
Et saaksime selgitada, kuidas veojõudu arvutatakse, teeme seda erinevate olukordade põhjal, mida sageli nõutakse ülikooli sisseastumiseksamite füüsikaeksamitel ja Ja kas.
Kerele rakendatud veojõud
Esimene juhtum on kõige lihtsam: see on siis, kui mõni keha, nagu järgmisel joonisel kujutatud plokk, on tõmmatudperanköis. Selle olukorra illustreerimiseks valime keha massiga m, mis toetub hõõrdumiseta pinnale. Järgmisel juhul, nagu ka teistel juhtudel, jäeti iga juhtumi visualiseerimise hõlbustamiseks tahtlikult välja normaaljõud ja keharaskusjõud. Vaata:
Kui ainsaks kehale rakenduvaks jõuks on väline tõmbejõud, nagu on näidatud ülaltoodud joonisel, on see tõmbejõud võrdne tugevustulemuseks keha kohta. Vastavalt Newtoni 2. seadus, on see netojõud võrdne toodeselle massist kiirenduse teelSeega saab tõmbe arvutada järgmiselt:
T – veojõud (N)
m - mass (kg)
The - kiirendus (m/s²)
Hõõrdepinnale toetatud kehale rakendatav veojõud
Kui rakendame tõmbejõudu kehale, mis on toetatud karedale pinnale, tekitab see pind a hõõrdejõud vastupidiselt tõmbejõu suunale. Vastavalt hõõrdejõu käitumisele, samas kui veojõud jääb maksimumist madalamaks tugevussissehõõrduminestaatiline, keha jääb sisse tasakaalu (a = 0). Nüüd, kui veojõud ületab selle märgi, muutub hõõrdejõud a tugevussissehõõrduminedünaamiline.
Fkuni - Hõõrdejõud
Ülaltoodud juhul saab tõmbejõu arvutada ploki netojõu järgi. Vaata:
Tõmbejõud sama süsteemi kehade vahel
Kui süsteemi kaks või enam keha on omavahel ühendatud, liiguvad need koos sama kiirendusega. Ühe keha teisele mõjuva tõmbejõu määramiseks arvutame iga keha netojõu.
Ta, b – Veojõud, mida keha A teeb kehale B.
Tb, – Veojõud, mida keha B teeb kehale A.
Ülaltoodud juhul on näha, et kehasid A ja B ühendab ainult üks kaabel, pealegi näeme, et keha B tõmbab keha A läbi veojõu. Tb, a. Vastavalt Newtoni kolmandale seadusele, tegevuse ja reaktsiooni seadusele, on jõud, mida keha A avaldab kehale keha B on võrdne jõuga, mida keha B avaldab kehale A, kuid neil jõududel on tähendus vastandid.
Veojõud rippploki ja toestatud ploki vahel
Juhul, kui rippkeha tõmbab teise keha läbi rihmaratta läbiva trossi, saame arvutada traadi pinge või igale plokile mõjuva pinge teise seaduse alusel Newton. Sel juhul, kui toestatud ploki ja pinna vahel puudub hõõrdumine, kehasüsteemile mõjuv netojõud on rippuva keha kaal (FORB). Pange tähele järgmist joonist, mis näitab seda tüüpi süsteemi näidet:
Ülaltoodud juhul peame arvutama iga ploki netojõu. Seda tehes saame järgmise tulemuse:
Vaata ka: Õppige lahendama harjutusi Newtoni seaduste kohta
Kallutatud veojõud
Kui tasasele, hõõrdumatule kaldtasandile asetatud keha tõmmatakse trossi või köiega, saab sellele kehale mõjuva tõmbejõu arvutada vastavalt komponenthorisontaalne (FORX) kehakaalust. Märkige see juhtum järgmisel joonisel:
FORAX – ploki A kaalu horisontaalkomponent
FORYY – ploki A kaalu vertikaalkomponent
Plokis A rakendatud veojõu saab arvutada järgmise avaldise abil:
Veojõud trossiga riputatud keha ja kaldtasandil asuva kere vahel
Mõne harjutuse puhul on tavaline kasutada süsteemi, kus kalde peal toetatud keha on tõmmatudperakehapeatatud, läbi köie, mis läbib a plokk.
Ülaltoodud joonisel oleme joonistanud ploki A kaalujõu kaks komponenti, FORAX ja FORYY. Selle kehade süsteemi liigutamise eest vastutav jõud on rippploki B raskuse ja ploki A kaalu horisontaalkomponendi vaheline tulemus:
pendli tõmbamine
Liikumise korral pendlid, mis liiguvad vastavalt a trajektoorRingkiri, toimib lõnga tekitatud tõmbejõud ühe komponendina tsentripetaalne jõud. Näiteks trajektoori madalaimas punktis tekkiv jõud on antud veojõu ja kaalu vahega. Pange tähele seda tüüpi süsteemi skeemi:
Pendli liikumise madalaimas punktis tekitab veojõu ja kaalu erinevus tsentripetaaljõu.
Nagu öeldud, on tsentripetaaljõud tõmbejõu ja kaalujõu vaheline resultantjõud, seega on meil järgmine süsteem:
FCP - tsentripetaaljõud (N)
Ülaltoodud näidete põhjal saate üldise ettekujutuse, kuidas lahendada harjutusi, mis nõuavad tõmbejõu arvutamist. Nagu iga teist tüüpi jõu puhul, tuleb tõmbejõud arvutada, kasutades meie teadmisi Newtoni kolme seaduse kohta. Järgmises teemas esitame mõned näited lahendatud harjutustest tõmbejõu kohta, et saaksite sellest paremini aru.
Lahendati harjutusi tõmbejõul
Küsimus 1 - (IFCE) Alloleval joonisel on kehasid A ja B ühendaval venitamatul traadil ning rihmarattal tühine mass. Kehade mass on mA = 4,0 kg ja mB = 6,0 kg. Võttes arvesse hõõrdumist keha A ja pinna vahel, on kogumi kiirendus m/s2, on (arvestage raskuskiirendust 10,0 m/sek2)?
a) 4.0
b) 6.0
c) 8.0
d) 10,0
e) 12.0
Tagasiside: B täht
Resolutsioon:
Ülesande lahendamiseks on vaja rakendada Newtoni teist seadust süsteemile kui tervikule. Seda tehes näeme, et kaalujõud on resultant, mis paneb kogu süsteemi liikuma, seega peame lahendama järgmise arvutuse:
2. küsimus - (UFRGS) Kaks plokki, massiga m1=3,0 kg ja m2=1,0 kg, mis on ühendatud pikendamatu juhtmega, võib horisontaaltasapinnal hõõrdumiseta libiseda. Neid plokke tõmbab horisontaalne jõud F mooduliga F = 6 N, nagu on näidatud järgmisel joonisel (arvestamata traadi massi).
Kahte plokki ühendava juhtme pinge on
a) null
b) 2,0 N
c) 3,0 N
d) 4,5 N
e) 6,0 N
Tagasiside: D-täht
Resolutsioon:
Harjutuse lahendamiseks mõistke lihtsalt, et ainus jõud, mis liigutab massiplokki m1 see on tõmbejõud, mille traat sellele avaldab, seega on see netojõud. Selle ülesande lahendamiseks leiame süsteemi kiirenduse ja seejärel arvutame veojõu:
3. küsimus – (EsPCEx) Lifti mass on 1500 kg. Arvestades raskuskiirendust 10 m/s², on tõmbejõud liftikaablile, kui see tühjalt tõuseb kiirendusega 3 m/s²:
a) 4500 N
b) 6000 N
c) 15500 N
d) 17 000 N
e) 19500 N
Tagasiside: Täht e
Resolutsioon:
Kaabli poolt liftile avaldatava veojõu intensiivsuse arvutamiseks rakendame teist seadust Newton, leiame sel viisil, et veojõu ja kaalu erinevus on samaväärne netojõuga jõudsime järeldusele, et:
4. küsimus - (CTFMG) Järgmine joonis illustreerib Atwoodi masinat.
Eeldades, et sellel masinal on tühise massiga rihmaratas ja tross ning hõõrdumine on samuti tühine, on m massiga plokkide kiirendusmoodul1 = 1,0 kg ja m2 = 3,0 kg, m/s², on:
a) 20
b) 10
c) 5
d) 2
Tagasiside: C-täht
Resolutsioon:
Selle süsteemi kiirenduse arvutamiseks on vaja märkida, et netojõud on määratakse kehade 1 ja 2 kaalu erinevuse järgi, tehes seda, rakendage lihtsalt teist Newtoni seadus:
Mina. Rafael Helerbrock
