גרירה, או מתח, הוא השם שניתן ל- כוח שמופעל על גוף באמצעות חבלים, כבלים או חוטים, למשל. כוח המשיכה שימושי במיוחד כאשר אתה רוצה שכוח יהיה הועבר לגופים רחוקים אחרים או לשינוי כיוון הפעלת כוח.
תראהגַם: דע מה ללמוד מכניקה לבחינת האויב
כיצד לחשב את כוח המשיכה?
כדי לחשב את כוח המשיכה, עלינו ליישם את הידע שלנו על שלושת החוקים של ניוטון, לכן, אנו ממליצים לך לבדוק את יסודות הדינמיקה על ידי גישה למאמר שלנו בנושא בְּ- חוקי ניוטון (פשוט היכנס לקישור) לפני שתמשיך במחקר בטקסט זה.
או חישוב גרירה לוקח בחשבון את אופן יישומו, וזה תלוי במספר גורמים, כגון מספר הגופים המרכיבים את המערכת. להיבדק, הזווית שנוצרת בין כוח המשיכה לכיוון האופקי וגם למצב התנועה של גופים.
החבל המחובר למכוניות שלמעלה משמש להעברת כוח שמושך את אחת המכוניות.
כדי שנוכל להסביר כיצד מחשבים מתיחה, אנו הולכים לעשות זאת על סמך מצבים שונים, הנדרשים לעיתים קרובות בבחינות פיזיקה לבחינות כניסה לאוניברסיטה וב וגם.
מתיחה מוחלת על גוף
המקרה הראשון הוא הפשוט מכולם: זה כאשר גוף כלשהו, כמו הבלוק המיוצג באיור הבא, הוא משךלְכָלאחדחֶבֶל. כדי להמחיש מצב זה, אנו בוחרים גוף של מסה m שנח על משטח ללא חיכוך. במקרה הבא, כמו גם בשאר המקרים, הכוח הרגיל וכוח משקל הגוף הושמטו בכוונה על מנת להקל על ההדמיה של כל מקרה. שעון:
כאשר הכוח היחיד המופעל על גוף הוא משיכה חיצונית, כפי שמוצג באיור לעיל, משיכה זו תהיה שווה ל כוחכתוצאה על הגוף. על פי החוק השני של ניוטון, כוח נטו זה יהיה שווה ל- מוצרממסתו על ידי תאוצהלפיכך, ניתן לחשב את המשיכה כ:
ט גרירה (N)
M - מסה (ק"ג)
ה - תאוצה (m / s²)
אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)
מתיחה המופעלת על גוף הנתמך על משטח חיכוך
כאשר אנו מפעילים כוח משיכה על גוף הנתמך על גבי משטח מחוספס, משטח זה מייצר a כוח החיכוך בניגוד לכיוון כוח המשיכה. על פי התנהגות כוח החיכוך, ואילו המשיכה נשארת נמוכה מהמקסימום כוחבחיכוךסטָטִי, הגוף נשאר בפנים איזון (a = 0). כעת, כאשר המתיחה המופעלת חורגת מסימן זה, כוח החיכוך יהפוך ל- כוחבחיכוךדִינָמִי.
Fעד - כוח החיכוך
במקרה שלעיל, ניתן לחשב את כוח המשיכה מהכוח הנקי על הבלוק. שעון:
מתיחה בין גופים של אותה מערכת
כאשר שני גופים במערכת מחוברים באמצעות כבלים, הם נעים יחד עם אותה האצה. על מנת לקבוע את כוח המשיכה שגוף אחד מפעיל על השני, אנו מחשבים את הכוח הנקי בכל אחד מהגופים.
טא, ב - משיכה שגוף A עושה על גוף ב '.
טב, ה - מתיחה שגוף B עושה על גוף A.
במקרה שלמעלה, ניתן לראות שרק כבל אחד מחבר בין גופים A ו- B, יתר על כן, אנו רואים שגוף B מושך את גוף A דרך המתיחה טב, א. על פי החוק השלישי של ניוטון, חוק הפעולה והתגובה, הכוח שגוף A מפעיל על גוף B שווה לכוח שגוף B מפעיל על גוף A, אולם לכוחות אלה יש משמעויות הפכים.
מתיחה בין בלוק מושעה לחסימה נתמכת
במקרה בו גוף תלוי מושך גוף אחר דרך כבל העובר דרך גלגלת, אנו יכולים לחשב את המתח על החוט או את המתח הפועל על כל אחד מהבלוקים באמצעות החוק השני של ניוטון. במקרה הזה, כשאין חיכוך בין הבלוק הנתמך למשטח, הכוח הנקי על מערכת הגוף הוא משקל הגוף התלוי (פב). שימו לב לאיור הבא, המציג דוגמה לסוג זה של מערכת:
במקרה שלמעלה, עלינו לחשב את הכוח הנקי על כל אחד מהבלוקים. בכך אנו מוצאים את התוצאה הבאה:
ראה גם: למד כיצד לפתור תרגילים על חוקי ניוטון
משיכה נוטה
כאשר גוף המונח על מישור נוטה חלק ונטול חיכוך נמשך על ידי כבל או חבל, ניתן לחשב את כוח המשיכה על אותו גוף בהתאם רְכִיבאופקי (פאיקס) ממשקל הגוף. שימו לב למקרה זה באיור הבא:
פגַרזֶן - מרכיב אופקי של משקל גוש A
פYY - רכיב אנכי ממשקל גוש A
ניתן לחשב את המתיחה המופעלת על גוש A באמצעות הביטוי הבא:
מתיחה בין גוף שתלוי בכבל לגוף במישור משופע
בתרגילים מסוימים מקובל להשתמש במערכת בה נמצא הגוף הנתמך בשיפוע משךלְכָלאגוּףמוּשׁהֶה, דרך חבל שעובר דרך a גַלגֶלֶת.
באיור לעיל, שרטטנו את שני המרכיבים של כוח המשקל של גוש A, פגַרזֶן ו פYY. הכוח האחראי להזזת מערכת גופים זו הוא התוצאה בין משקל גוש B, תלוי, לבין המרכיב האופקי של משקל גוש A:
משיכת מטוטלת
במקרה של תנועה של מטוטלות, שנעים לפי א מַסלוּלעָגוֹל, כוח המתיחה המיוצר על ידי החוט משמש כאחד ממרכיביו של כוח צנטריפטלי. בנקודה הנמוכה ביותר של המסלול, למשל, הכוח שנוצר ניתן על ידי ההבדל בין משיכה למשקל. שים לב לסכמה של מערכת מסוג זה:
בנקודה הנמוכה ביותר של תנועת המטוטלת, ההבדל בין משיכה למשקל מייצר כוח צנטריפטלי.
כאמור, הכוח הצנטריפטלי הוא הכוח המתקבל בין כוח המשיכה לכוח המשקל, ולכן תהיה לנו המערכת הבאה:
FCP - כוח צנטריפטלי (N)
בהתבסס על הדוגמאות המוצגות לעיל, תוכלו לקבל מושג כללי כיצד לפתור תרגילים הדורשים חישוב כוח המשיכה. כמו בכל סוג אחר של כוח, יש לחשב את כוח המשיכה על ידי יישום הידע שלנו על שלושת החוקים של ניוטון. בנושא הבא אנו מציגים כמה דוגמאות לתרגילים שנפתרו בנוגע לכוח המשיכה כדי שתוכלו להבין זאת טוב יותר.
תרגילים נפתרו על משיכה
שאלה 1 - (IFCEבאיור למטה, לחוט הבלתי ניתן להרחבה המצטרף לגופים A ו- B ולגלגלת יש מסות זניחים. מסות הגופות הן mA = 4.0 ק"ג ו- mB = 6.0 ק"ג. התעלמות מהחיכוך בין גוף A למשטח, האצת הסט, ב- m / s2, הוא (שקול האצת כוח הכבידה 10.0 מ '/ שנייה2)?
א) 4.0
ב) 6.0
ג) 8.0
ד) 10.0
ה) 12.0
תבנית: אות ב '
פתרון הבעיה:
על מנת לפתור את התרגיל, יש להחיל את החוק השני של ניוטון על המערכת כולה. על ידי כך אנו רואים שכוח המשקל הוא התוצאה שגורמת לכל המערכת לנוע, ולכן עלינו לפתור את החישוב הבא:
שאלה 2 - (UFRGS) שני גושים, עם מסה מ '1= 3.0 ק"ג ומ"מ2= 1.0 ק"ג, המחובר באמצעות חוט שאינו ניתן להארכה, יכול להחליק ללא חיכוך במישור אופקי. בלוקים אלה נמשכים בכוח אופקי F של מודולוס F = 6 N, כפי שמוצג באיור הבא (התעלם ממסת החוט).
המתח בחוט המחבר בין שני הבלוקים הוא
א) אפס
ב) 2.0 נ '
ג) 3.0 נ '
ד) 4.5 נ '
ה) 6.0 נ
תבנית: אות ד
פתרון הבעיה:
כדי לפתור את התרגיל, פשוט תבינו שהכוח היחיד שמניע את גוש המסה M1 זהו כוח המשיכה שהחוט מייצר עליו, ולכן הוא הכוח הנקי. לכן, כדי לפתור את התרגיל הזה, אנו מוצאים את האצת המערכת ואז מבצעים את חישוב המשיכה:
שאלה 3 - (EsPCEx) למעלית מסה של 1500 ק"ג. בהתחשב בתאוצת הכבידה השווה ל- 10 מ '/ מ"ר, המתיחה על כבל המעלית, כאשר הוא עולה ריק, עם תאוצה של 3 מ' / מ"ר, היא:
א) 4500 נ '
ב) 6000 נ '
ג) 15500 נ
ד) 17,000 נ '
ה) 19500 נ
תבנית: אות ה
פתרון הבעיה:
כדי לחשב את עוצמת כוח המשיכה שמפעיל הכבל במעלית, אנו מיישמים את החוק השני של ניוטון, בדרך זו, אנו מוצאים כי ההבדל בין משיכה למשקל שווה ערך לכוח נטו, ומכאן הסקנו ש:
שאלה 4 - (CTFMGהאיור הבא ממחיש מכונת אטווד.
בהנחה שלמכונה זו יש גלגלת וכבל עם מסות זניחות ושחיכוך הוא גם זניח, מודול ההאצה של הגושים עם מסות שווה ל- m1 = 1.0 ק"ג ומ"מ2 = 3.0 ק"ג, ב- m / s², הוא:
א) 20
ב) 10
ג) 5
ד) 2
תבנית: אות ג '
פתרון הבעיה:
כדי לחשב את האצה של מערכת זו, יש לציין שהכוח הנקי הוא נקבע על ידי ההבדל בין המשקלים של גופים 1 ו -2, עושה זאת, פשוט החל את השני חוק ניוטון:
על ידי רפאל הלרברוק
