Vontatás, vagy feszültség, ez a név a erő amelyet például kötelek, kábelek vagy drótok segítségével fejtenek ki a testre. A húzóerő különösen akkor hasznos, ha erőt szeretne áthelyezve más távoli testekre vagy az erőhatás irányának megváltoztatására.
Nézis: Tudja, mit kell tanulnia mechanikából az Enem teszthez
Hogyan kell kiszámítani a húzóerőt?
A húzóerő kiszámításához alkalmaznunk kell tudásunkat a három törvényről Newton ezért azt javasoljuk, hogy tekintse át a Dynamics alapjait a témával foglalkozó cikkünkben nál nél Newton törvényei (csak nyissa meg a hivatkozást), mielőtt folytatná a tanulmányt ebben a szövegben.
O vonóerő számítás figyelembe veszi az alkalmazás módját, és ez több tényezőtől is függ, például a rendszert alkotó testek számától. tanulmányozandó, a húzóerő és a vízszintes irány között kialakuló szög, valamint a mozgásállapota testek.
A fenti kocsikhoz rögzített kötél erőátvitelre szolgál, ami az egyik autót meghúzza.
Annak érdekében, hogy elmagyarázhassuk a vonóerő kiszámításának módját, különböző helyzetek alapján fogjuk megtenni, amelyek gyakran szükségesek az egyetemi felvételi vizsgák fizikavizsgáinál és a
És akár.Egy testen alkalmazott vonóerő
Az első eset a legegyszerűbb az összes közül: ez az, amikor valamilyen test, mint a következő ábrán látható blokk húztaperankötél. Ennek a helyzetnek a szemléltetésére egy m tömegű testet választunk, amely súrlódásmentes felületen nyugszik. A következő esetben a többi esethez hasonlóan a normálerőt és a testsúlyerőt szándékosan kihagytuk, hogy megkönnyítsük az egyes esetek megjelenítését. Néz:
Ha a testre ható egyetlen erő egy külső húzás, amint az a fenti ábrán látható, ez a húzás egyenlő lesz erőeredő a testről. Szerint a Newton 2. törvénye, ez a nettó erő egyenlő lesz a terméktömegéből gyorsulássalígy a húzás a következőképpen számítható ki:
T – vonóerő (N)
m - tömeg (kg)
Az – gyorsulás (m/s²)
Súrlódó felületre támasztott testre alkalmazott vonóerő
Amikor vonóerőt fejtünk ki egy durva felületre támasztott testre, ez a felület a súrlódási erő ellentétes a húzóerő irányával. A súrlódási erő viselkedésének megfelelően, miközben a vonóerő kisebb marad a maximumnál erőban bensúrlódásstatikus, a test benne marad egyensúly (a = 0). Most, amikor a kifejtett vonóerő meghaladja ezt a jelet, a súrlódási erő a erőban bensúrlódásdinamikus.
Famíg - Súrlódási erő
A fenti esetben a húzóerő a tömbre ható nettó erőből számítható ki. Néz:
Vonóerő az azonos rendszerű testek között
Ha egy rendszerben két vagy több test össze van kötve, akkor ugyanazzal a gyorsulással mozognak együtt. Annak érdekében, hogy meghatározzuk az egyik testet a másikra kifejtett vonóerőt, kiszámítjuk a nettó erőt mindegyik testben.
Ta, b – Az A test által B testre gyakorolt vontatás.
Tb, a – A B test által az A testre gyakorolt vontatás.
A fenti esetben látható, hogy csak egy kábel köti össze A és B testet, sőt azt látjuk, hogy B test húzza az A testet a vontatáson keresztül. Tb, a. Newton harmadik törvénye, a cselekvés és a reakció törvénye szerint az az erő, amelyet A test fejt ki a B test egyenlő azzal az erővel, amelyet B test az A testre fejt ki, azonban ezeknek az erőknek van jelentése ellentéteket.
Vonóerő a felfüggesztett blokk és a megtámasztott blokk között
Abban az esetben, ha egy felfüggesztett test egy másik testet húz egy csigán áthaladó kábelen keresztül, kiszámolhatjuk a vezeték feszültségét vagy az egyes blokkokra ható feszültséget a második törvény alapján. Newton. Ebben az esetben, amikor nincs súrlódás a megtámasztott blokk és a felület között, a testrendszerre ható nettó erő a felfüggesztett test súlya (FORB). Vegye figyelembe a következő ábrát, amely egy ilyen típusú rendszerre mutat példát:
A fenti esetben minden blokkban ki kell számítanunk a nettó erőt. Ezzel a következő eredményt kapjuk:
Lásd még: Tanulj meg gyakorlatokat megoldani a Newton-törvényekre
Ferde tapadás
Amikor egy sima, súrlódásmentes ferde síkra helyezett testet kábel vagy kötél húz, akkor az erre a testre ható húzóerőt a összetevővízszintes (FORx) a testtömeg. Jegyezze fel ezt az esetet a következő ábrán:
FORFEJSZE – az A blokk súlyának vízszintes összetevője
FORYY – az A blokk súlyának függőleges összetevője
Az A blokkon alkalmazott vonóerő a következő kifejezéssel számítható ki:
Vonóerő a kábellel felfüggesztett test és egy ferde síkban lévő test között
Egyes gyakorlatoknál elterjedt olyan rendszer alkalmazása, amelyben a lejtőn megtámasztott test van húztaperatestfelfüggesztett, egy kötélen keresztül, amely áthalad a csiga.
A fenti ábrán megrajzoltuk az A blokk súlyerejének két összetevőjét, FORFEJSZE és FORYY. Ennek a testrendszernek az elmozdításáért felelős erő a felfüggesztett B blokk súlya és az A blokk súlyának vízszintes összetevője közötti eredő:
ingahúzás
A mozgás esetén ingák, amelyek a szerint mozognak röppályaKör alakú, a fonal által keltett húzóerő egyik összetevőjeként hat a centripetális erő. A pálya legalacsonyabb pontján pl. a keletkező erőt a vonóerő és a tömeg különbsége adja. Vegye figyelembe az ilyen típusú rendszer vázlatos rajzát:
Az inga mozgásának legalacsonyabb pontján a vonóerő és a súly közötti különbség centripetális erőt hoz létre.
Mint említettük, a centripetális erő a vonóerő és a súlyerő közötti eredő erő, így a következő rendszert kapjuk:
FCP - centripetális erő (N)
A fent bemutatott példák alapján általános képet kaphat arról, hogyan kell megoldani a húzóerő számítását igénylő gyakorlatokat. Mint minden más típusú erő esetében, a húzóerőt Newton három törvényének ismerete alapján kell kiszámítani. A következő témakörben néhány példát mutatunk be a húzóerővel kapcsolatos megoldott gyakorlatokra, hogy jobban megérthesd.
Megoldott gyakorlatok a vontatásra
1. kérdés - (IFCE) Az alábbi ábrán az A és B testet és a szíjtárcsát összekötő nyújthatatlan huzal tömege elhanyagolható. A testek tömege mA = 4,0 kg és mB = 6,0 kg. Az A test és a felület közötti súrlódástól eltekintve a halmaz gyorsulása m/s-ban2, van (vegyük a gravitációs gyorsulást 10,0 m/sec2)?
a) 4.0
b) 6.0
c) 8.0
d) 10.0
e) 12.0
Visszacsatolás: B betű
Felbontás:
A feladat megoldásához Newton második törvényét kell alkalmazni a rendszer egészére. Ezzel azt látjuk, hogy a súlyerő az az eredő, amely az egész rendszert mozgásba hozza, így a következő számítást kell megoldanunk:
2. kérdés - (UFRGS) Két blokk, tömege m1=3,0 kg és m2=1,0 kg, nyújthatatlan vezetékkel összekötve, vízszintes síkon súrlódás nélkül tud csúszni. Ezeket a blokkokat F = 6 N modulusú F vízszintes erő húzza, amint az a következő ábrán látható (a huzal tömegétől függetlenül).
A két blokkot összekötő vezeték feszültsége az
a) nulla
b) 2,0 N
c) 3,0 N
d) 4,5 N
e) 6,0 N
Visszacsatolás: D betű
Felbontás:
A gyakorlat megoldásához vegyük észre, hogy az egyetlen erő mozgatja a tömeget m1 ez a húzóerő, amit a vezeték kelt rajta, tehát ez a nettó erő. Tehát a feladat megoldásához keressük meg a rendszer gyorsulását, majd végezzük el a vontatási számítást:
3. kérdés – (EsPCEx) Egy felvonó tömege 1500 kg. Figyelembe véve a 10 m/s²-es nehézségi gyorsulást, a felvonókábel vonóereje üresen, 3 m/s² gyorsulással:
a) 4500 N
b) 6000 N
c) 15500 N
d) 17 000 N
e) 19500 N
Visszacsatolás: e betű
Felbontás:
A kábel által a felvonóra kifejtett vonóerő intenzitásának kiszámításához a második törvényt alkalmazzuk. Newton, így azt találjuk, hogy a vonóerő és a tömeg közötti különbség egyenlő a nettó erővel, tehát arra a következtetésre jutottunk:
4. kérdés - (CTFMG) A következő ábra egy Atwood gépet mutat be.
Feltételezve, hogy ennek a gépnek egy csigája és egy elhanyagolható tömegű kábele van, és a súrlódás is elhanyagolható, az m tömegű blokkok gyorsulási modulusa1 = 1,0 kg és m2 = 3,0 kg, m/s²-ben:
a) 20
b) 10
c) 5
d) 2
Visszacsatolás: C betű
Felbontás:
Ennek a rendszernek a gyorsulásának kiszámításához meg kell jegyezni, hogy a nettó erő az az 1. és 2. testek súlya közötti különbség határozza meg, ehhez csak alkalmazza a másodikat Newton törvénye:
Én. Rafael Helerbrock