Pitotai Jännite, on annettu nimi vahvuus joka kohdistuu runkoon esimerkiksi köysien, kaapeleiden tai lankojen avulla. Vetovoima on erityisen hyödyllinen, kun haluat voiman olevan siirretty muihin kaukaisiin elimiin tai muuttaa voiman kohdistussuuntaa.
Katsomyös: Tiedä mitä opiskella mekaniikassa Enem-tenttiin
Kuinka laskea vetovoima?
Vetovoiman laskemiseksi meidän on käytettävä tietämystämme kolmesta laista Newton, joten suosittelemme, että tutustut Dynamicsin perusteisiin tutustumalla artikkeliin klo Newtonin lait (vain linkin kautta), ennen kuin jatkat tutkimusta tässä tekstissä.
O vetolaskenta ottaa huomioon sen soveltamisen, ja tämä riippuu monista tekijöistä, kuten järjestelmän muodostavien elinten lukumäärästä. on tutkittava vetovoiman ja vaakasuoran suunnan välinen kulma ja myös liikkeen tila elimet.
Yllä oleviin autoihin kiinnitettyä köyttä käytetään voiman siirtämiseen, joka vetää yhtä autoista.
Jotta voimme selittää, kuinka pito lasketaan, aiomme tehdä sen perustuen erilaisiin tilanteisiin, joita usein vaaditaan fysiikan tentteissä pääsykokeisiin ja Ja joko.
Kehoon kohdistettu pito
Ensimmäinen tapaus on yksinkertaisin: se on silloin, kun jokin kappale, kuten seuraavassa kuvassa esitetty lohko, on vedettyperyksiköysi. Tämän tilanteen havainnollistamiseksi valitsemme m-massakappaleen m, joka lepää kitkattomalla pinnalla. Seuraavassa tapauksessa, kuten muissakin tapauksissa, normaali voima ja ruumiinpainovoima jätettiin tarkoituksella pois kunkin tapauksen visualisoinnin helpottamiseksi. Katsella:
Kun ainoa runkoon kohdistettu voima on ulkoinen vetovoima, kuten yllä olevassa kuvassa on esitetty, tämä vetovoima on yhtä suuri kuin vahvuustuloksellinen kehosta. Mukaan Newtonin toinen laki, tämä nettovoima on yhtä suuri kuin tuotesen massasta kiihdyttämällä, joten pito voidaan laskea seuraavasti:
T - Pito (N)
m - massa (kg)
- kiihtyvyys (m / s²)
Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)
Pito, joka kohdistuu runkoon, joka on tuettu pinnalle kitkalla
Kun kohdistamme vetovoiman runkoon, joka on tuettu karkealle pinnalle, tämä pinta tuottaa a kitkavoima vastoin vetovoiman suuntaa. Kitkavoiman käyttäytymisen mukaan, kun pito pysyy pienempi kuin suurin vahvuussisäänkitkastaattinen, ruumis pysyy sisällä saldo (a = 0). Nyt kun käytetty pito ylittää tämän merkin, kitkavoimasta tulee a vahvuussisäänkitkadynaaminen.
Fsiihen asti kun - Kitkavoima
Edellä olevassa tapauksessa vetovoima voidaan laskea lohkoon kohdistuvasta nettovoimasta. Katsella:
Pito saman järjestelmän kappaleiden välillä
Kun kaksi tai useampi runko järjestelmässä on kytketty yhteen, ne liikkuvat yhdessä samalla kiihtyvyydellä. Yhden kappaleen toiselle kohdistaman vetovoiman määrittämiseksi laskemme kussakin kappaleessa olevan nettovoiman.
Ta, b - Pito, jonka keho A tekee kehosta B.
Tb, - Veto, jonka keho B tekee kehoon A.
Edellä olevassa tapauksessa on mahdollista nähdä, että vain yksi kaapeli yhdistää rungot A ja B, ja lisäksi näemme, että runko B vetää rungon A pitoon Tb, a. Newtonin kolmannen lain, toiminnan ja reaktion lain mukaan voima, jonka keho A kohdistuu runko B on yhtä suuri kuin voima, jonka runko B kohdistuu runkoon A, mutta näillä voimilla on merkityksiä vastakohtia.
Veto ripustetun lohkon ja tuetun lohkon välillä
Jos ripustettu runko vetää toisen rungon kaapelin läpi, joka kulkee hihnapyörän läpi, voimme laskea langan jännityksen tai kumpaankin lohkoon vaikuttavan jännityksen toisen lain kautta Newton. Siinä tapauksessa, kun tuetun lohkon ja pinnan välillä ei ole kitkaa, nettovoima runkojärjestelmään on ripustetun rungon paino (PB). Ota huomioon seuraava kuva, joka esittää esimerkin tämän tyyppisestä järjestelmästä:
Edellä mainitussa tapauksessa meidän on laskettava kunkin lohkon nettovoima. Tekemällä tämän löydämme seuraavan tuloksen:
Katso myös: Opi ratkaisemaan Newtonin lakeja koskevat harjoitukset
Kalteva pito
Kun tasaiselle ja kitkattomalle kaltevalle tasolle asetettua runkoa vedetään kaapelilla tai köydellä, kyseisen rungon vetovoima voidaan laskea komponenttivaakasuorassa (PX) ruumiinpainosta. Huomaa tämä tapaus seuraavassa kuvassa:
PKIRVES - lohkon A painon vaakasuora osa
PYY - lohkon A painon pystysuora osa
Lohkoon A käytetty vetovoima voidaan laskea seuraavalla lausekkeella:
Veto kaapelilla ripustetun rungon ja kaltevalla tasolla olevan rungon välillä
Joissakin harjoituksissa on tavallista käyttää järjestelmää, jossa kaltevuudella tuettu runko on vedettyperarunkokeskeytetty, köyden läpi, joka kulkee a talja.
Yllä olevaan kuvaan olemme piirtäneet lohkon A painovoiman kaksi komponenttia, PKIRVES ja PYY. Tämän kehojärjestelmän siirtämisestä vastaava voima on tulos ripustetun lohkon B painon ja lohkon A painon vaakasuoran osan välillä:
heilurin vetäminen
Kun kyseessä on heilurit, jotka liikkuvat a lentorataPyöreä, langan tuottama vetovoima toimii yhtenä komponenttina keskihakuvoima. Esimerkiksi lentoradan alimmassa kohdassa tuloksena oleva voima saadaan vetovoiman ja painon välisestä erosta. Huomaa kaavio tämän tyyppisestä järjestelmästä:
Heilurin liikkeen alimmassa pisteessä ero vetovoiman ja painon välillä tuottaa keskisuuntaisen voiman.
Kuten sanottu, keskiosa on voima vetovoiman ja painovoiman välillä, joten meillä on seuraava järjestelmä:
FCP - keskisuuntainen voima (N)
Edellä esitettyjen esimerkkien perusteella voit saada yleiskuvan siitä, kuinka ratkaista vetovoiman laskemista edellyttävät harjoitukset. Kuten minkä tahansa muun tyyppisen voiman kohdalla, vetovoima on laskettava soveltamalla tietämystämme Newtonin kolmesta laista. Seuraavassa aiheessa esitellään esimerkkejä vetovoimasta ratkaistuista harjoituksista, jotta voit paremmin ymmärtää sen.
Ratkaistu harjoituksia vetoon
Kysymys 1 - (IFCE) Alla olevassa kuvassa venymättömällä langalla, joka yhdistää kappaleet A ja B sekä hihnapyörän, on merkityksetön massa. Elinten massat ovat mA = 4,0 kg ja mB = 6,0 kg. Huomioimatta kehon A ja pinnan välistä kitkaa, sarjan kiihtyvyys, m / s2, on (harkitse painovoiman kiihtyvyyttä 10,0 m / s2)?
a) 4.0
b) 6,0
c) 8,0
d) 10,0
e) 12,0
Sapluuna: Kirje B
Resoluutio:
Harjoituksen ratkaisemiseksi on sovellettava Newtonin toista lakia koko järjestelmään. Tekemällä tämän näemme, että painovoima on lopputulos, joka saa koko järjestelmän liikkumaan, joten meidän on ratkaistava seuraava laskelma:
Kysymys 2 - (UFRGS) Kaksi lohkoa, massa m1= 3,0 kg ja m2= 1,0 kg, joka on kytketty venyttämättömällä langalla, voi liukua vaakatasossa kitkattomasti. Nämä lohkot vedetään vaakasuuntaisella voimalla F, jonka moduuli F = 6 N, kuten seuraavassa kuvassa on esitetty (jätä huomiotta langan massa).
Kaksi lohkoa yhdistävän langan jännitys on
a) nolla
b) 2,0 N
c) 3,0 N
d) 4,5 N
e) 6,0 N
Sapluuna: Kirjain D
Resoluutio:
Voit ratkaista harjoituksen ymmärtämällä, että ainoa voima, joka liikuttaa massalohkoa m1 se on vetovoima, jonka lanka tekee siihen, joten se on nettovoima. Joten tämän tehtävän ratkaisemiseksi löydämme järjestelmän kiihtyvyyden ja teemme sitten vetolaskelman:
Kysymys 3 - (EsPCEx) Hissin massa on 1500 kg. Kun otetaan huomioon painovoiman kiihtyvyys, joka on yhtä suuri kuin 10 m / s², hissikaapelin pito, kun se nousee tyhjäksi, kiihtyvyydellä 3 m / s², on:
a) 4500 N
b) 6000 N
c) 15500 N
d) 17000 N
e) 19500 N
Sapluuna: Kirjain e
Resoluutio:
Laskettaessa kaapelin hissiin kohdistaman vetovoiman voimakkuutta sovellamme toisen lain Newton, tällä tavoin havaitsemme, että vetovoiman ja painon ero vastaa nettovoimaa päädyimme siihen, että:
Kysymys 4 - (CTFMG) Seuraava kuva kuvaa Atwood-konetta.
Olettaen, että tällä koneella on hihnapyörä ja kaapeli, jonka massa on merkityksetön ja että kitka on myös vähäinen, lohkojen kiihtyvyysmoduuli, jonka massa on m1 = 1,0 kg ja m2 = 3,0 kg, m / s², on:
a) 20
b) 10
c) 5
d) 2
Sapluuna: Kirjain C
Resoluutio:
Tämän järjestelmän kiihtyvyyden laskemiseksi on huomattava, että nettovoima on määritetään kappaleiden 1 ja 2 painojen välisen eron avulla, niin tee vain toinen Newtonin laki:
Minun luona. Rafael Helerbrock
