Tractie, of Spanning, is de naam gegeven aan kracht die bijvoorbeeld door middel van touwen, kabels of draden op een lichaam wordt uitgeoefend. De trekkracht is vooral handig als je een kracht wilt hebben overgedragen naar andere verre lichamen of om de richting van de toepassing van een kracht te veranderen.
Kijkenook: Weet wat je moet studeren in Mechanica voor de Enem-test
Hoe de trekkracht berekenen?
Om de trekkracht te berekenen, moeten we onze kennis van de drie wetten van toepassen Newton, daarom raden we u aan om de basisprincipes van Dynamics te bekijken door ons artikel over: Bij De wetten van Newton (ga gewoon naar de link) voordat u verder gaat met de studie in deze tekst.
O tractieberekening houdt rekening met hoe het wordt toegepast, en dit hangt af van meerdere factoren, zoals het aantal instanties waaruit het systeem bestaat. worden bestudeerd, de hoek die wordt gevormd tussen de trekkracht en de horizontale richting en ook de bewegingstoestand van de lichamen.
Het touw dat aan de bovenstaande auto's is bevestigd, wordt gebruikt om een kracht over te brengen, die een van de auto's trekt.
Om uit te leggen hoe tractie wordt berekend, gaan we het doen op basis van verschillende situaties, die vaak in rekening worden gebracht bij natuurkunde-examens voor toelatingsexamens voor universiteiten en in de En ook.
Tractie toegepast op een lichaam
Het eerste geval is het eenvoudigst: het is wanneer een lichaam, zoals het blok weergegeven in de volgende afbeelding, is getrokkenpereentouw. Om deze situatie te illustreren, kiezen we een massa m die op een wrijvingsloos oppervlak rust. In het volgende geval werden, net als in de andere gevallen, de normaalkracht en de lichaamsgewichtkracht met opzet weggelaten, om de visualisatie van elk geval te vergemakkelijken. Kijk maar:
Wanneer de enige kracht die op een lichaam wordt uitgeoefend een externe trekkracht is, zoals weergegeven in de bovenstaande afbeelding, is deze trekkracht gelijk aan krachtresultante over het lichaam. Volgens de De 2e wet van Newton, zal deze nettokracht gelijk zijn aan de Productvan zijn massa door versnelling, dus de tractie kan worden berekend als:
T – Tractie (N)
m – massa (kg)
De – versnelling (m/s²)
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
Tractie uitgeoefend op een lichaam ondersteund op een oppervlak met wrijving
Wanneer we een trekkracht uitoefenen op een lichaam dat wordt ondersteund op een ruw oppervlak, produceert dit oppervlak een wrijvingskracht tegen de richting van de trekkracht in. Volgens het gedrag van de wrijvingskracht, terwijl de tractie lager blijft dan het maximum krachtinwrijvingstatisch, het lichaam blijft in balans (a = 0). Nu, wanneer de uitgeoefende tractie deze markering overschrijdt, zal de wrijvingskracht a. worden krachtinwrijvingdynamisch.
Ftot - Wrijvingskracht
In het bovenstaande geval kan de trekkracht worden berekend uit de netto kracht op het blok. Kijk maar:
Tractie tussen lichamen van hetzelfde systeem
Wanneer twee of meer lichamen in een systeem met elkaar zijn verbonden, bewegen ze samen met dezelfde versnelling. Om de trekkracht te bepalen die het ene lichaam op het andere uitoefent, berekenen we de nettokracht in elk van de lichamen.
Teen, b – Trekkracht die lichaam A op lichaam B heeft.
Tb, de – Trekkracht die lichaam B op lichaam A heeft.
In het bovenstaande geval is het mogelijk om te zien dat slechts één kabel lichamen A en B verbindt, bovendien zien we dat lichaam B lichaam A door tractie trekt Tb, een. Volgens de derde wet van Newton, de wet van actie en reactie, is de kracht die lichaam A uitoefent op de lichaam B is gelijk aan de kracht die lichaam B op lichaam A uitoefent, maar deze krachten hebben betekenissen tegenstellingen.
Tractie tussen hangend blok en ondersteund blok
In het geval dat een hangend lichaam een ander lichaam door een kabel trekt die door een katrol gaat, we kunnen de spanning op de draad of de spanning die op elk van de blokken inwerkt, berekenen via de tweede wet van Newton. In dat geval, wanneer er geen wrijving is tussen het ondersteunde blok en het oppervlak, de netto kracht op het lichaamssysteem is het gewicht van het opgehangen lichaam (PB). Let op de volgende afbeelding, die een voorbeeld van dit type systeem laat zien:
In het bovenstaande geval moeten we de nettokracht op elk van de blokken berekenen. Door dit te doen, vinden we het volgende resultaat:
Zie ook: Leer hoe u oefeningen op de wetten van Newton oplost
Hellende tractie
Wanneer een lichaam dat op een glad en wrijvingsloos hellend vlak is geplaatst, wordt voortgetrokken door een kabel of touw, kan de trekkracht op dat lichaam worden berekend volgens de onderdeelhorizontaal (PX) lichaamsgewicht. Noteer dit geval in de volgende afbeelding:
PBIJL – horizontale component van het gewicht van blok A
PYY – verticale component van het gewicht van blok A
De tractie toegepast op blok A kan worden berekend met behulp van de volgende uitdrukking:
Tractie tussen een lichaam opgehangen aan een kabel en een lichaam op een hellend vlak
Bij sommige oefeningen is het gebruikelijk om een systeem te gebruiken waarbij het lichaam dat op de helling wordt ondersteund, getrokkenpereenlichaamgeschorst, door een touw dat door een gaat katrol.
In de bovenstaande figuur hebben we de twee componenten van de gewichtskracht van blok A getekend, PBIJL en PYY. De kracht die verantwoordelijk is voor het verplaatsen van dit systeem van lichamen is het resultaat tussen het gewicht van blok B, opgehangen, en de horizontale component van het gewicht van blok A:
slinger trekken
In het geval van de beweging van slingers, die bewegen volgens a trajectCirculaire, de trekkracht die door het garen wordt geproduceerd, fungeert als een van de componenten van de middelpuntzoekende kracht. Op het laagste punt van het traject, bijv. de resulterende kracht wordt gegeven door het verschil tussen tractie en gewicht. Let op een schema van dit type systeem:
Op het laagste punt van de slingerbeweging produceert het verschil tussen tractie en gewicht middelpuntzoekende kracht.
Zoals gezegd, de middelpuntzoekende kracht is de resulterende kracht tussen de trekkracht en de gewichtskracht, dus we zullen het volgende systeem hebben:
FCP – middelpuntzoekende kracht (N)
Op basis van de bovenstaande voorbeelden kunt u een algemeen idee krijgen van het oplossen van oefeningen waarbij de trekkracht moet worden berekend. Zoals bij elk ander type kracht, moet de trekkracht worden berekend door onze kennis van de drie wetten van Newton toe te passen. In het volgende onderwerp presenteren we enkele voorbeelden van oefeningen die zijn opgelost over trekkracht, zodat u het beter kunt begrijpen.
Opgeloste oefeningen op tractie
Vraag 1 - (IFCE) In de onderstaande afbeelding heeft de onrekbare draad die de lichamen A en B en de katrol verbindt, een verwaarloosbare massa. De massa's van de lichamen zijn mA = 4,0 kg en mB = 6,0 kg. Afgezien van de wrijving tussen lichaam A en het oppervlak, de versnelling van de verzameling, in m/s2, is (beschouw zwaartekrachtversnelling 10,0 m/sec2)?
a) 4.0
b) 6.0
c) 8.0
d) 10.0
e) 12.0
Sjabloon: Letter B
Resolutie:
Om de oefening op te lossen, is het noodzakelijk om de tweede wet van Newton toe te passen op het systeem als geheel. Door dit te doen, zien we dat de gewichtskracht de resultante is die het hele systeem doet bewegen, dus we moeten de volgende berekening oplossen:
Vraag 2 - (UFRGS) Twee blokken, massa m1=3.0 kg en m2=1,0 kg, verbonden door een niet-rekbare draad, kan zonder wrijving op een horizontaal vlak glijden. Deze blokken worden getrokken door een horizontale kracht F met modulus F = 6 N, zoals weergegeven in de volgende afbeelding (laat de massa van de draad buiten beschouwing).
De spanning in de draad die de twee blokken verbindt is:
een nul
b) 2,0 N
c) 3,0 Nee
d) 4,5 N
e) 6,0 N
Sjabloon: Letter D
Resolutie:
Om de oefening op te lossen, moet je je realiseren dat de enige kracht die het massablok beweegt m1 het is de trekkracht die de draad erop uitoefent, dus het is de nettokracht. Dus om deze oefening op te lossen, vinden we de versnelling van het systeem en doen we de tractieberekening:
Vraag 3 - (EsPCEx) Een lift heeft een massa van 1500 kg. Rekening houdend met de zwaartekrachtversnelling gelijk aan 10 m/s², is de trekkracht op de liftkabel, wanneer deze leeg opstijgt, met een versnelling van 3 m/s²:
a) 4500 N
b) 6000 N
c) 15500 N
d) 17.000 N
e) 19500 N
Sjabloon: Letter e
Resolutie:
Om de intensiteit te berekenen van de trekkracht die door de kabel op de lift wordt uitgeoefend, passen we de tweede wet van toe Newton, op deze manier vinden we dat het verschil tussen tractie en gewicht gelijk is aan de netto kracht, dus we concludeerden dat:
Vraag 4 - (CTFMG) De volgende afbeelding illustreert een Atwood-machine.
Ervan uitgaande dat deze machine een katrol en een kabel heeft met verwaarloosbare massa's en dat wrijving ook verwaarloosbaar is, is de versnellingsmodulus van de blokken met massa's gelijk aan m1 = 1,0 kg en m2 = 3,0 kg, in m/s², is:
a) 20
b) 10
c) 5
d) 2
Sjabloon: Letter C
Resolutie:
Om de versnelling van dit systeem te berekenen, is het noodzakelijk op te merken dat de netto kracht is bepaald door het verschil tussen de gewichten van lichaam 1 en 2, doe dit, pas de tweede toe Wet van Newton:
Door mij Rafael Helerbrock
