Vuča, ili napon, je naziv za snaga koja se vrši na tijelo pomoću užeta, kabela ili žica, na primjer. Vučna sila je posebno korisna kada želite da sila bude prenio na druga udaljena tijela ili za promjenu smjera primjene sile.
Izgledtakođer: Znati što studirati iz mehanike za Enem test
Kako izračunati vučnu silu?
Da bismo izračunali vučnu silu, moramo primijeniti svoje znanje o tri zakona Newton, stoga, preporučujemo vam da pregledate osnove dinamike pristupanjem našem članku o na Newtonovi zakoni (samo pristupite poveznici) prije nastavka studije u ovom tekstu.
O proračun vuče uzima u obzir kako se primjenjuje, a to ovisi o više čimbenika, poput broja tijela koja čine sustav. treba proučavati kut koji nastaje između vučne sile i vodoravnog smjera, kao i stanje gibanja tijela.
Uže pričvršćeno za gore navedena kola koristi se za prijenos sile koja vuče jedan od automobila.
Kako bismo mogli objasniti kako se izračunava vuča, učinit ćemo to na temelju različitih situacija, često naplaćenih na ispitima iz fizike za sveučilišne prijemne ispite i na I ili.
Vuča na tijelu
Prvi je slučaj najjednostavniji od svih: to je kada neko tijelo, poput bloka prikazanog na sljedećoj slici, jest povukaopojedanuže. Da bismo ilustrirali ovu situaciju, odabiremo tijelo mase m koje počiva na površini bez trenja. U sljedećem slučaju, kao i u ostalim slučajevima, normalna sila i sila tjelesne težine su namjerno izostavljene kako bi se olakšala vizualizacija svakog slučaja. Gledati:
Kada je jedina sila koja se na tijelo primjenjuje vanjska vuča, kao što je prikazano na gornjoj slici, ta će vuča biti jednaka snagarezultanta o tijelu. Prema Newtonov 2. zakon, ova neto sila bit će jednaka proizvodnjegove mase ubrzanjem, pa se vuča može izračunati kao:
T - Vuča (N)
m - masa (kg)
The - ubrzanje (m / s²)
Ne zaustavljaj se sada... Ima još toga nakon oglašavanja;)
Vuča primijenjena na tijelo poduprto trenjem na površini
Kada na tijelo koje je oslonjeno na hrapavu površinu primijenimo vučnu silu, ta površina stvara sila trenja suprotno smjeru vučne sile. Prema ponašanju sile trenja, dok vuča ostaje niža od maksimalne snagautrenjestatički, tijelo ostaje u ravnoteža (a = 0). Sada, kada izvršena vuča premaši ovu oznaku, sila trenja postat će a snagautrenjedinamičan.
Fdo - Sila trenja
U gore navedenom slučaju sila vuče može se izračunati iz neto sile na bloku. Gledati:
Vuča između tijela istog sustava
Kada su dva ili više tijela u sustavu spojena zajedno, oni se kreću zajedno s istim ubrzanjem. Da bismo odredili vučnu silu koju jedno tijelo vrši na drugo, izračunavamo neto silu u svakom od tijela.
Ta, b - Vuča koju tijelo A čini na tijelu B.
Tb, - Vuča koju tijelo B čini na tijelu A.
U slučaju gore, moguće je vidjeti da samo jedan kabel povezuje tijela A i B, štoviše, vidimo da tijelo B vuče tijelo A vučom Tb, a. Prema Newtonovom trećem zakonu, zakonu djelovanja i reakcije, sili koju tijelo A vrši na tijelo B jednako je sili koju tijelo B vrši na tijelo A, međutim, te sile imaju značenja suprotnosti.
Vuča između ovješenog bloka i podupirača
U slučaju da ovješeno tijelo povuče drugo tijelo kroz kabel koji prolazi kroz remenicu, možemo izračunati napetost na žici ili napetost koja djeluje na svaki od blokova kroz drugi zakon Newton. U tom slučaju, kada nema trenja između poduprtog bloka i površine, neto sila na sustav tijela je težina ovješenog tijela (StrB). Obratite pažnju na sljedeću sliku koja prikazuje primjer ove vrste sustava:
U gore navedenom slučaju moramo izračunati neto silu na svakom od blokova. Na taj način nalazimo sljedeći rezultat:
Pogledajte i: Naučite kako rješavati vježbe o Newtonovim zakonima
Kosa vuča
Kada se tijelo koje je postavljeno na glatku i kosinu nagnutu ravninu povuče kabelom ili užetom, sila vuče na tom tijelu može se izračunati u skladu s komponentavodoravno (Strx) tjelesne težine. Zabilježite ovaj slučaj na sljedećoj slici:
StrSJEKIRA - vodoravna komponenta težine bloka A
StrYY - vertikalna komponenta težine bloka A
Vuča primijenjena na blok A može se izračunati pomoću sljedećeg izraza:
Vuča između tijela ovješenog kabelom i tijela na nagnutoj ravnini
U nekim vježbama uobičajeno je koristiti sustav u kojem je tijelo oslonjeno na nagib povukaopoatijeloobustavljeno, kroz uže koje prolazi kroz a remenica.
Na gornjoj slici nacrtali smo dvije komponente sile utega bloka A, StrSJEKIRA i StrYY. Sila odgovorna za pomicanje ovog sustava tijela rezultat je između težine ovješenog bloka B i vodoravne komponente težine bloka A:
klatno povlačenje
U slučaju kretanja njihala, koji se kreću prema a putanjaKružni, vlačna sila koju stvara pređa djeluje kao jedan od sastavnih dijelova centripetalna sila. Na najnižoj točki putanje, na primjer, rezultirajuća sila zadana je razlikom između vuče i težine. Obratite pažnju na shemu ove vrste sustava:
Na najnižoj točki gibanja njihala, razlika između vuče i težine stvara centripetalnu silu.
Kao što je rečeno, centripetalna sila je rezultantna sila između vučne sile i sile utega, tako da ćemo imati sljedeći sustav:
FCP - centripetalna sila (N)
Na temelju gore prikazanih primjera možete dobiti opću ideju kako rješavati vježbe koje zahtijevaju izračunavanje vučne sile. Kao i kod bilo koje druge vrste sile, sila vuče mora se izračunati primjenom našeg znanja o Newtonovim tri zakona. U sljedećoj temi donosimo nekoliko primjera vježbi riješenih o vučnoj sili kako biste je mogli bolje razumjeti.
Riješene vježbe na vuči
Pitanje 1 - (IFCE) Na donjoj slici nerastegljiva žica koja spaja tijela A i B i remenicu ima zanemarive mase. Mase tijela su mA = 4,0 kg i mB = 6,0 kg. Ne uzimajući u obzir trenje između tijela A i površine, ubrzanje skupa, u m / s2, je (uzmite u obzir gravitacijsko ubrzanje 10,0 m / s2)?
a) 4.0
b) 6,0
c) 8,0
d) 10,0
e) 12,0
Predložak: Slovo B
Rješenje:
Da bi se vježba riješila, potrebno je primijeniti Newtonov drugi zakon na sustav u cjelini. Čineći to, vidimo da je sila utega rezultanta koja pokreće cijeli sustav, pa moramo riješiti sljedeći izračun:
Pitanje 2 - (UFRGS) Dva bloka, mase m1= 3,0 kg i m2= 1,0 kg, povezano nerastegljivom žicom, može kliziti bez trenja po vodoravnoj ravnini. Te blokove vuče vodoravna sila F modula F = 6 N, kao što je prikazano na sljedećoj slici (zanemarite masu žice).
Napetost žice koja spaja dva bloka je
a) nula
b) 2,0 N
c) 3,0 N
d) 4,5 N
e) 6,0 N
Predložak: Slovo D
Razlučivost:
Da biste riješili vježbu, samo shvatite da je jedina sila koja pokreće blok mase m1 to je sila vuče koju žica čini na njoj, pa je to neto sila. Dakle, da bismo riješili ovu vježbu, pronađemo ubrzanje sustava i zatim napravimo proračun vuče:
Pitanje 3 - (EsPCEx) Dizalo je mase 1500 kg. Uzimajući u obzir ubrzanje gravitacije jednako 10 m / s², vuča na kablu dizala, kada se uspne prazan, s ubrzanjem od 3 m / s², iznosi:
a) 4500 N
b) 6000 N
c) 15500 N
d) 17.000 N
e) 19500 N
Predložak: Slovo e
Razlučivost:
Da bismo izračunali intenzitet vučne sile koja kabel djeluje na dizalo, primjenjujemo drugi zakon Newton, na taj način otkrivamo da je razlika između vuče i težine ekvivalentna neto sili, dakle zaključili smo da:
Pitanje 4 - (CTFMG) Sljedeća slika ilustrira stroj Atwood.
Pod pretpostavkom da ovaj stroj ima remenicu i kabel s neznatnim masama i da su trenja također zanemariva, modul ubrzanja blokova s masama jednakim m1 = 1,0 kg i m2 = 3,0 kg, u m / s², je:
a) 20
b) 10
c) 5
d) 2
Predložak: Slovo C
Rješenje:
Da bi se izračunalo ubrzanje ovog sustava, potrebno je napomenuti da je neto sila određena razlikom između težina tijela 1 i 2, pri tome samo primijenite drugo Newtonov zakon:
Ja, Rafael Helerbrock
