Trazione, o voltaggio, è il nome dato a forza che viene esercitato su un corpo mediante funi, cavi o fili, ad esempio. La forza di trazione è particolarmente utile quando si desidera che una forza sia trasferito ad altri corpi distanti o per cambiare la direzione di applicazione di una forza.
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Come calcolare la forza di trazione?
Per calcolare la forza di trazione, dobbiamo applicare la nostra conoscenza delle tre leggi di Newton, quindi, ti invitiamo a rivedere i fondamenti di Dynamics accedendo al nostro articolo su a Le leggi di Newton (basta accedere al link) prima di procedere con lo studio in questo testo.
oh calcolo della trazione tiene conto di come viene applicato, e questo dipende da molteplici fattori, come il numero di corpi che compongono il sistema. da studiare, l'angolo che si forma tra la forza di trazione e la direzione orizzontale e anche lo stato di moto del corpi.
La fune attaccata ai vagoni sopra serve per trasferire una forza, che tira uno dei vagoni.
Per poter spiegare come si calcola la trazione, lo faremo in base a diverse situazioni, spesso addebitate negli esami di Fisica per gli esami di ammissione all'università e nel E nemmeno.
Trazione applicata su un corpo
Il primo caso è il più semplice di tutti: è quando un corpo, come il blocco rappresentato nella figura seguente, è tiratoperunocorda. Per illustrare questa situazione, scegliamo un corpo di massa m che poggia su una superficie priva di attrito. Nel caso successivo, come negli altri casi, la forza normale e la forza peso corporea sono state volutamente omesse, al fine di facilitare la visualizzazione di ciascun caso. Orologio:
Quando l'unica forza applicata a un corpo è una trazione esterna, come mostrato nella figura sopra, questa forza sarà uguale a forzarisultante riguardo al corpo. Secondo il 2a legge di Newton, questa forza netta sarà uguale a Prodottodella sua massa per accelerazione, quindi, la trazione può essere calcolata come:
T – Trazione (N)
m – massa (kg)
Il – accelerazione (m/s²)
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Trazione applicata a un corpo appoggiato su una superficie con attrito
Quando applichiamo una forza di trazione su un corpo che è supportato su una superficie ruvida, questa superficie produce a forza di attrito contraria alla direzione della forza di trazione. In base al comportamento della forza di attrito, mentre la trazione rimane inferiore al massimo forzanelattritostatico, il corpo rimane in equilibrio (a = 0). Ora, quando la trazione esercitata supera questo segno, la forza di attrito diventerà a forzanelattritodinamico.
Ffino a - Forza di attrito
Nel caso sopra, la forza di trazione può essere calcolata dalla forza netta sul blocco. Orologio:
Trazione tra corpi dello stesso sistema
Quando due o più corpi in un sistema sono collegati insieme, si muovono insieme con la stessa accelerazione. Per determinare la forza di trazione che un corpo esercita sull'altro, calcoliamo la forza netta in ciascuno dei corpi.
Ta, b – Trazione che il corpo A fa sul corpo B.
Tb, il – Trazione che il corpo B fa sul corpo A.
Nel caso sopra si vede che un solo cavo collega i corpi A e B, inoltre si vede che il corpo B tira il corpo A per trazione Tb, a. Secondo la terza legge di Newton, la legge di azione e reazione, la forza che il corpo A esercita sul on il corpo B è uguale alla forza che il corpo B esercita sul corpo A, tuttavia, queste forze hanno un significato opposti.
Trazione tra blocco sospeso e blocco supportato
Nel caso in cui un corpo sospeso tiri un altro corpo attraverso un cavo che passa attraverso una puleggia, possiamo calcolare la tensione sul filo o la tensione agente su ciascuno dei blocchi attraverso la seconda legge di Newton. In quel caso, quando non c'è attrito tra il blocco supportato e la superficie, la forza netta sul sistema corporeo è il peso del corpo sospeso (PB). Si noti la figura seguente, che mostra un esempio di questo tipo di sistema:
Nel caso sopra, dobbiamo calcolare la forza netta su ciascuno dei blocchi. Così facendo, troviamo il seguente risultato:
Vedi anche: Impara a risolvere esercizi sulle leggi di Newton
Trazione inclinata
Quando un corpo posto su un piano inclinato liscio e privo di attrito viene tirato da un cavo o fune, la forza di trazione su quel corpo può essere calcolata secondo la componenteorizzontale (PX) del peso corporeo. Nota questo caso nella figura seguente:
PASCIA – componente orizzontale del peso del blocco A
PYY – componente verticale del peso del blocco A
La trazione applicata sul blocco A può essere calcolata utilizzando la seguente espressione:
Trazione tra un corpo sospeso tramite cavo e un corpo su un piano inclinato
In alcuni esercizi, è comune utilizzare un sistema in cui il corpo che è sostenuto sulla pendenza è tiratoperuncorposospeso, attraverso una corda che passa attraverso a puleggia.
Nella figura sopra abbiamo disegnato le due componenti della forza peso del blocco A, PASCIA e PYY. La forza responsabile del movimento di questo sistema di corpi è il risultato tra il peso del blocco B, sospeso, e la componente orizzontale del peso del blocco A:
tirare il pendolo
In caso di movimento di pendoli, che si muovono secondo a traiettoriaCircolare, la forza di trazione prodotta dal filato agisce come uno dei componenti del forza centripeta. Nel punto più basso della traiettoria, ad esempio, la forza risultante è data dalla differenza tra trazione e peso. Notare uno schema di questo tipo di sistema:
Nel punto più basso del movimento del pendolo, la differenza tra trazione e peso produce forza centripeta.
Come detto, la forza centripeta è la forza risultante tra la forza di trazione e la forza peso, quindi avremo il seguente sistema:
FCP – forza centripeta (N)
Sulla base degli esempi mostrati sopra, puoi avere un'idea generale di come risolvere esercizi che richiedono il calcolo della forza di trazione. Come con qualsiasi altro tipo di forza, la forza di trazione deve essere calcolata applicando la nostra conoscenza delle tre leggi di Newton. Nel seguente argomento, presentiamo alcuni esempi di esercizi risolti sulla forza di trazione in modo che tu possa capirlo meglio.
Esercizi risolti sulla trazione
Domanda 1 - (IFCE) Nella figura sottostante, il filo inestensibile che unisce i corpi A e B e la puleggia hanno masse trascurabili. Le masse dei corpi sono mA = 4,0 kg e mB = 6,0 kg. Tralasciando l'attrito tra il corpo A e la superficie, l'accelerazione dell'insieme, in m/s2, è (si consideri l'accelerazione di gravità 10.0 m/sec2)?
a) 4.0
b) 6.0
c) 8.0
d) 10.0
e) 12.0
Modello: Lettera b
Risoluzione:
Per risolvere l'esercizio è necessario applicare la seconda legge di Newton all'intero sistema. Così facendo, vediamo che la forza peso è la risultante che fa muovere l'intero sistema, quindi dobbiamo risolvere il seguente calcolo:
Domanda 2 - (UFRGS) Due blocchi, di massa m1=3,0 kg e m2=1,0 kg, collegati da un filo inestensibile, possono scorrere senza attrito su un piano orizzontale. Questi blocchi sono tirati da una forza orizzontale F di modulo F = 6 N, come mostrato nella figura seguente (non considerare la massa del filo).
La tensione nel filo che collega i due blocchi è
a) zero
b) 2,0 N
c) 3,0 N
d) 4,5 N
e) 6,0 N
Modello: Lettera D
Risoluzione:
Per risolvere l'esercizio, basta rendersi conto che l'unica forza che muove il blocco di massa m1 è la forza di trazione che il filo esercita su di esso, quindi è la forza netta. Quindi, per risolvere questo esercizio, troviamo l'accelerazione del sistema e poi facciamo il calcolo della trazione:
Domanda 3 - (EsPCEx) Un ascensore ha una massa di 1500 kg. Considerando l'accelerazione di gravità pari a 10 m/s², la trazione sulla fune dell'ascensore, quando sale a vuoto, con un'accelerazione di 3 m/s², è:
a) 4500 N
b) 6000 N
c) 15500 N
d) 17.000 N
e) 1500 N
Modello: Lettera e
Risoluzione:
Per calcolare l'intensità della forza di trazione esercitata dal cavo sull'ascensore, applichiamo la seconda legge di Newton, in questo modo, troviamo che la differenza tra trazione e peso è equivalente alla forza netta, quindi abbiamo concluso che:
Domanda 4 - (CTFMG) La figura seguente illustra una macchina Atwood.
Supponendo che questa macchina abbia una puleggia e una fune di massa trascurabile e che anche l'attrito sia trascurabile, il modulo di accelerazione dei blocchi di massa pari a m1 = 1,0 kg e m2 = 3,0 kg, in m/s², è:
a) 20
b) 10
c) 5
d) 2
Modello: Lettera C
Risoluzione:
Per calcolare l'accelerazione di questo sistema, è necessario notare che la forza netta è determinata dalla differenza tra i pesi dei corpi 1 e 2, così facendo basta applicare la seconda Legge di Newton:
Di Me. Rafael Helerbrock
