Pito, tai Jännite, on nimi, joka on annettu vahvuus joka kohdistuu kehoon esimerkiksi köysien, kaapeleiden tai lankojen avulla. Vetovoima on erityisen hyödyllinen, kun haluat voiman olevan siirretty muihin kaukaisiin kappaleisiin tai muuttamaan voiman kohdistamissuuntaa.
Katsomyös: Tiedä mitä opiskella mekaniikassa Enem-testiä varten
Kuinka laskea vetovoima?
Vetovoiman laskemiseksi meidän on sovellettava tietomme kolmesta laista Siksi Newton suosittelee, että tutustut Dynamicsin perusteisiin lukemalla artikkelimme aiheesta klo Newtonin lait (käytä vain linkkiä) ennen kuin jatkat tässä tekstissä olevaa tutkimusta.
O vetovoiman laskeminen ottaa huomioon, kuinka sitä sovelletaan, ja tämä riippuu useista tekijöistä, kuten järjestelmän muodostavien kappaleiden määrästä. tutkittava, kulma, joka muodostuu vetovoiman ja vaakasuoran suunnan välille ja myös liiketila kehot.
Yllä oleviin autoihin kiinnitettyä köyttä käytetään voiman siirtämiseen, joka vetää yhtä autoista.
Jotta voimme selittää, kuinka veto lasketaan, teemme sen erilaisissa tilanteissa, joita usein vaaditaan fysiikan kokeissa yliopiston pääsykokeissa ja
Ja joko.Vartaloon kohdistettu veto
Ensimmäinen tapaus on yksinkertaisin kaikista: se on, kun jokin kappale, kuten seuraavassa kuvassa esitetty lohko, on vedettyperanköysi. Tämän tilanteen havainnollistamiseksi valitsemme kappaleen, jonka massa on m, joka lepää kitkattomalla pinnalla. Seuraavassa tapauksessa, kuten muissakin tapauksissa, normaalivoima ja kehon painovoima jätettiin tarkoituksella pois kunkin tapauksen visualisoinnin helpottamiseksi. Katsella:
Kun ainoa kehoon kohdistettu voima on ulkoinen veto, kuten yllä olevassa kuvassa näkyy, tämä veto on yhtä suuri kuin vahvuustuloksena kehosta. Mukaan Newtonin 2. laki, tämä nettovoima on yhtä suuri kuin tuotesen massasta kiihtyvyydellä, joten veto voidaan laskea seuraavasti:
T – Pito (N)
m - massa (kg)
The – kiihtyvyys (m/s²)
Kitkapinnalle tuettuun runkoon kohdistuva veto
Kun kohdistamme vetovoimaa runkoon, joka on tuettu karkealle pinnalle, tämä pinta tuottaa a kitkavoima vastoin vetovoiman suuntaa. Mukaan käyttäytymisen kitkavoiman, kun taas veto pysyy pienempi kuin maksimi vahvuussisäänkitkastaattinen, ruumis pysyy sisällä saldo (a = 0). Nyt, kun kohdistettu veto ylittää tämän merkin, kitkavoimasta tulee a vahvuussisäänkitkadynaaminen.
Fsiihen asti kun - Kitkavoima
Yllä olevassa tapauksessa vetovoima voidaan laskea kappaleeseen kohdistuvasta nettovoimasta. Katsella:
Veto saman järjestelmän kappaleiden välillä
Kun järjestelmässä kaksi tai useampi kappale on kytketty yhteen, ne liikkuvat yhdessä samalla kiihtyvyydellä. Jotta voidaan määrittää vetovoima, jonka yksi kappale kohdistaa toiseen, laskemme kunkin kappaleen nettovoiman.
Ta, b – Veto, jonka keho A tekee vartaloon B.
Tb, – Veto, jonka keho B tekee runkoon A.
Yllä olevassa tapauksessa on mahdollista nähdä, että vain yksi kaapeli yhdistää kappaleet A ja B, lisäksi nähdään, että runko B vetää kappaletta A vetovoiman kautta Tb, a. Newtonin kolmannen lain, toiminnan ja reaktion lain, mukaan voima, jonka kappale A kohdistaa kappale B on yhtä suuri kuin voima, jonka kappale B kohdistaa kappaleeseen A, mutta näillä voimilla on merkityksensä vastakohtia.
Veto jousitetun ja tuetun lohkon välillä
Jos ripustettu runko vetää toisen kappaleen hihnapyörän läpi kulkevan kaapelin läpi, voimme laskea langan jännityksen tai jokaiseen lohkoon vaikuttavan jännityksen toisen lain kautta. Newton. Tässä tapauksessa, kun tuetun kappaleen ja pinnan välillä ei ole kitkaa, kehon järjestelmään kohdistuva nettovoima on ripustetun kappaleen paino (FORB). Huomaa seuraava kuva, jossa on esimerkki tämäntyyppisestä järjestelmästä:
Yllä olevassa tapauksessa meidän on laskettava nettovoima kussakin lohkossa. Tekemällä tämän saamme seuraavan tuloksen:
Katso myös: Opi ratkaisemaan Newtonin lakien harjoituksia
Kalteva veto
Kun tasaiselle, kitkaton kaltevalle tasolle asetettua kappaletta vedetään kaapelilla tai köydellä, siihen kohdistuva vetovoima voidaan laskea komponenttivaakasuoraan (FORX) kehon painosta. Huomaa tämä tapaus seuraavassa kuvassa:
FORKIRVES – lohkon A painon vaakasuora komponentti
FORYY – lohkon A painon pystykomponentti
Lohkossa A käytetty vetovoima voidaan laskea seuraavalla lausekkeella:
Vaijerilla ripustetun korin ja kaltevassa tasossa olevan korin välinen veto
Joissakin harjoituksissa on yleistä käyttää järjestelmää, jossa rinteeseen tuettu vartalo on vedettyperakehonkeskeytetty, köyden läpi, joka kulkee a: n läpi talja.
Yllä olevaan kuvaan olemme piirtäneet lohkon A painovoiman kaksi komponenttia, FORKIRVES ja FORYY. Tämän runkojärjestelmän liikuttamisesta vastaava voima on riippuvan lohkon B painon ja lohkon A painon vaakakomponentin välinen resultantti:
heilurin veto
Jos kyseessä on liike heilurit, jotka liikkuvat a lentorataPyöreä, langan tuottama vetovoima toimii yhtenä langan komponenteista keskihakuvoima. Lentoradan alimmassa pisteessä esim. tuloksena oleva voima saadaan vetovoiman ja painon välisestä erosta. Huomaa tämän tyyppisen järjestelmän kaavio:
Heilurin liikkeen alimmassa pisteessä vetovoiman ja painon välinen ero tuottaa keskipitkän voiman.
Kuten sanottu, keskipistevoima on vetovoiman ja painovoiman välinen resultanttivoima, joten meillä on seuraava järjestelmä:
FCP - keskivoima (N)
Yllä olevien esimerkkien perusteella saat yleiskuvan vetovoiman laskemista vaativien harjoitusten ratkaisemisesta. Kuten minkä tahansa muunkin voiman kohdalla, vetovoima on laskettava käyttämällä tietomme Newtonin kolmesta laista. Seuraavassa aiheessa esittelemme esimerkkejä ratkaistuista vetovoimaharjoituksista, jotta voit ymmärtää sitä paremmin.
Ratkaistiin vetoharjoituksia
Kysymys 1 - (IFCE) Alla olevassa kuvassa kappaleita A ja B yhdistävän venymättömän langan ja hihnapyörän massat ovat mitättömät. Kappaleiden massat ovat mA = 4,0 kg ja mB = 6,0 kg. Huomioimatta kappaleen A ja pinnan välistä kitkaa, joukon kiihtyvyys, m/s2, on (ottakaa huomioon painovoiman kiihtyvyys 10,0 m/s2)?
a) 4.0
b) 6.0
c) 8.0
d) 10.0
e) 12.0
Palaute: B-kirjain
Resoluutio:
Tehtävän ratkaisemiseksi on tarpeen soveltaa Newtonin toista lakia koko järjestelmään. Tekemällä tämän näemme, että painovoima on resultantti, joka saa koko järjestelmän liikkumaan, joten meidän on ratkaistava seuraava laskelma:
Kysymys 2 - (UFRGS) Kaksi kappaletta, massat m1=3,0 kg ja m2=1,0 kg, yhdistetty venymättömällä langalla, voi liukua ilman kitkaa vaakatasossa. Näitä lohkoja vetää vaakasuora voima F, jonka moduuli on F = 6 N, kuten seuraavassa kuvassa näkyy (ilman langan massaa).
Kaksi lohkoa yhdistävän langan jännitys on
a) nolla
b) 2,0 N
c) 3,0 N
d) 4,5 N
e) 6,0 N
Palaute: D-kirjain
Resoluutio:
Voit ratkaista harjoituksen vain ymmärtämällä, että ainoa voima, joka siirtää massablokkia m1 se on vetovoima, jonka lanka tekee siihen, joten se on nettovoima. Joten tämän harjoituksen ratkaisemiseksi etsimme järjestelmän kiihtyvyyden ja teemme sitten vetolaskelman:
Kysymys 3 - (EsPCEx) Hissin massa on 1500 kg. Ottaen huomioon painovoiman kiihtyvyyden 10 m/s², hissikaapelin veto, kun se nousee tyhjänä, kiihtyvyydellä 3 m/s², on:
a) 4500 N
b) 6000 N
c) 15500 N
d) 17 000 N
e) 19500 N
Palaute: kirjain e
Resoluutio:
Laskemme kaapelin hissiin kohdistaman vetovoiman intensiteetin soveltamalla toista lakia Newton, tällä tavalla havaitsemme, että vetovoiman ja painon välinen ero vastaa nettovoimaa päätimme, että:
Kysymys 4 - (CTFMG) Seuraava kuva havainnollistaa Atwood-konetta.
Olettaen, että tässä koneessa on hihnapyörä ja kaapeli, joiden massat ovat mitättömät ja että myös kitka on mitätön, kiihtyvyyskerroin lohkojen, joiden massat ovat yhtä suuria kuin m1 = 1,0 kg ja m2 = 3,0 kg, m/s², on:
a) 20
b) 10
c) 5
d) 2
Palaute: C-kirjain
Resoluutio:
Tämän järjestelmän kiihtyvyyden laskemiseksi on huomioitava, että nettovoima on määräytyy kappaleiden 1 ja 2 painojen välisen eron perusteella, ja tämän jälkeen käytä vain toista Newtonin laki:
Kirjailija: Minä Rafael Helerbrock