Trakcija, ili napon, je naziv dat snagu koji se nanosi na tijelo pomoću užadi, kablova ili žica, na primjer. Vučna sila je osobito korisna kada želite da sila bude prenio na druga udaljena tijela ili na promjenu smjera primjene sile.
Izgledtakođer: Znajte što učiti iz Mehanike za test Enem
Kako izračunati vučnu silu?
Da bismo izračunali vučnu silu, moramo primijeniti naše znanje o tri zakona Newton, stoga vas potičemo da pregledate osnove Dynamics pristupom našem članku o na Newtonovi zakoni (samo pristupite poveznici) prije nego što nastavite s proučavanjem u ovom tekstu.
O proračun vuče uzima u obzir način na koji se primjenjuje, a to ovisi o više čimbenika, kao što je broj tijela koja čine sustav. treba proučavati kut koji nastaje između vučne sile i vodoravnog smjera te stanje gibanja tijela.
Uže pričvršćeno za automobile iznad koristi se za prijenos sile koja vuče jedan od automobila.
Kako bismo mogli objasniti kako se izračunava trakcija, to ćemo učiniti na temelju različitih situacija, često potrebnih na ispitima iz fizike za prijemne ispite na sveučilištu i na I ili.
Trakcija primijenjena na tijelu
Prvi je slučaj najjednostavniji od svih: to je kada je neko tijelo, poput bloka prikazanog na sljedećoj slici povukaopoanuže. Da bismo ilustrirali ovu situaciju, biramo tijelo mase m koje leži na površini bez trenja. U sljedećem slučaju, kao iu drugim slučajevima, normalna sila i sila tjelesne težine su namjerno izostavljene, kako bi se olakšala vizualizacija svakog slučaja. Gledati:
Kada je jedina sila koja se primjenjuje na tijelo vanjsko povlačenje, kao što je prikazano na gornjoj slici, ta će sila biti jednaka snagurezultantna o tijelu. Prema Newtonov 2. zakon, ova neto sila će biti jednaka proizvodsvoje mase ubrzanjem, dakle, povlačenje se može izračunati kao:
T – Trakcija (N)
m – masa (kg)
The – ubrzanje (m/s²)
Trakcija koja se primjenjuje na tijelo oslonjeno na površinu trenja
Kada primijenimo vučnu silu na tijelo koje je oslonjeno na hrapavu površinu, ta površina proizvodi a sila trenja suprotno smjeru vučne sile. Prema ponašanju sile trenja, dok vučna sila ostaje niža od maksimalne snaguutrenjestatički, tijelo ostaje unutra ravnoteža (a = 0). Sada, kada sila vuče prijeđe ovu oznaku, sila trenja će postati a snaguutrenjedinamičan.
Fdo - Sila trenja
U gornjem slučaju, vučna sila se može izračunati iz neto sile na bloku. Gledati:
Trakcija između tijela istog sustava
Kada su dva ili više tijela u sustavu međusobno povezana, gibaju se zajedno istim ubrzanjem. Kako bismo odredili vučnu silu kojom jedno tijelo djeluje na drugo, izračunavamo neto silu u svakom od tijela.
Ta, b – Trakcija koju tijelo A vrši na tijelu B.
Tb, – Trakcija koju tijelo B čini na tijelu A.
U gornjem slučaju, moguće je vidjeti da samo jedan kabel povezuje tijela A i B, štoviše, vidimo da tijelo B vuče tijelo A kroz vuču Tb, a. Prema trećem Newtonovom zakonu, zakonu djelovanja i reakcije, sila kojom tijelo A djeluje na tijelo B jednako je sili kojom tijelo B djeluje na tijelo A, međutim, te sile imaju značenje suprotnosti.
Trakcija između visećeg i poduprtog bloka
U slučaju kada viseće tijelo vuče drugo tijelo kroz sajlu koja prolazi kroz remenicu, možemo izračunati napetost na žici ili napetost koja djeluje na svaki od blokova kroz drugi zakon od Newton. U ovom slučaju, kada nema trenja između oslonjenog bloka i površine, neto sila na sustav tijela je težina visećeg tijela (ZAB). Obratite pažnju na sljedeću sliku koja prikazuje primjer ove vrste sustava:
U gornjem slučaju moramo izračunati neto silu u svakom od blokova. Na taj način dobivamo sljedeći rezultat:
Vidi i: Naučiti rješavati vježbe o Newtonovim zakonima
Nagnuta vuča
Kada se tijelo koje je postavljeno na glatku nagnutu ravninu bez trenja povuče užetom ili užetom, vučna sila na tom tijelu može se izračunati u skladu s komponentavodoravno (ZAx) tjelesne težine. Obratite pažnju na ovaj slučaj na sljedećoj slici:
ZASJEKIRA – horizontalna komponenta težine bloka A
ZAYY – vertikalna komponenta težine bloka A
Trakcija primijenjena na blok A može se izračunati korištenjem sljedećeg izraza:
Vuča između tijela obješenog na sajlu i tijela na nagnutoj ravnini
U nekim vježbama uobičajeno je koristiti sustav u kojem je tijelo koje je oslonjeno na nagib povukaopoatijelosuspendiran, kroz uže koje prolazi kroz a remenica.
Na gornjoj slici nacrtali smo dvije komponente sile težine bloka A, ZASJEKIRA i ZAYY. Sila odgovorna za pomicanje ovog sustava tijela je rezultanta između težine bloka B, obješenog, i horizontalne komponente težine bloka A:
povlačenje njihala
U slučaju kretanja od njihala, koji se kreću prema a putanjaKružni, vučna sila koju proizvodi pređa djeluje kao jedna od komponenti centripetalna sila. Na najnižoj točki putanje, npr. rezultirajuća sila dana je razlikom između vučne sile i težine. Obratite pažnju na shemu ove vrste sustava:
U najnižoj točki gibanja njihala, razlika između vučne sile i težine stvara centripetalnu silu.
Kao što je rečeno, centripetalna sila je rezultantna sila između vučne sile i sile težine, tako da ćemo imati sljedeći sustav:
FCP – centripetalna sila (N)
Na temelju gore prikazanih primjera možete dobiti opću ideju o tome kako riješiti vježbe koje zahtijevaju izračun vučne sile. Kao i kod svake druge vrste sile, vučna sila se mora izračunati primjenom našeg znanja o Newtonovim trima zakona. U sljedećoj temi donosimo nekoliko primjera riješenih vježbi o vučnoj sili kako biste je bolje razumjeli.
Riješene vježbe na vuču
Pitanje 1 - (IFCE) Na donjoj slici nerastegljiva žica koja spaja tijela A i B i remenicu imaju 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 (razmotrimo ubrzanje gravitacije 10,0 m/sek2)?
a) 4,0
b) 6,0
c) 8,0
d) 10,0
e) 12,0
Povratne informacije: Slovo B
Rezolucija:
Za rješavanje vježbe potrebno je primijeniti drugi Newtonov zakon na sustav u cjelini. Time vidimo da je sila težine rezultanta koja tjera cijeli sustav da se kreće, stoga moramo riješiti sljedeći izračun:
2. pitanje - (UFRGS) Dva bloka, mase m1=3,0 kg i m2=1,0 kg, spojen nerastezljivom žicom, može kliziti bez trenja po horizontalnoj ravnini. Ove blokove vuče horizontalna sila F modula F = 6 N, kao što je prikazano na sljedećoj slici (ne uzimajući u obzir masu žice).
Napetost u žici koja povezuje dva bloka je
a) nula
b) 2,0 N
c) 3,0 N
d) 4,5 N
e) 6,0 N
Povratne informacije: Slovo D
Rezolucija:
Da biste riješili vježbu, samo shvatite da je jedina sila koja pomiče masu blok m1 to je vučna sila koju žica čini na njoj, dakle to je neto sila. Dakle, da bismo riješili ovu vježbu, pronalazimo ubrzanje sustava i zatim radimo izračun vuče:
Pitanje 3 - (EsPCEx) Dizalo ima masu od 1500 kg. Uzimajući u obzir ubrzanje sile teže jednako 10 m/s², vuča na sajlu dizala, kada se penje prazan, uz ubrzanje od 3 m/s², je:
a) 4500 N
b) 6000 N
c) 15500 N
d) 17 000 N
e) 19500 N
Povratne informacije: Slovo e
Rezolucija:
Za izračunavanje intenziteta vučne sile koju kabel djeluje na dizalo, primjenjujemo drugi zakon Newton, na ovaj način nalazimo da je razlika između vuče i težine ekvivalentna neto sili, dakle zaključili smo da:
4. pitanje - (CTFMG) Sljedeća slika ilustrira Atwood stroj.
Uz pretpostavku da ovaj stroj ima remenicu i sajlu zanemarive mase te da je i trenje zanemarivo, 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
Povratne informacije: Slovo C
Rezolucija:
Za izračunavanje ubrzanja ovog sustava potrebno je napomenuti da je neto sila određen razlikom između težina tijela 1 i 2, čineći to, samo primijenite drugo Newtonov zakon:
Od mene Rafael Helerbrock