Trekkraft, eller Spenning, er navnet gitt til styrke som utøves på et legeme ved hjelp av f.eks tau, kabler eller ledninger. Trekkraften er spesielt nyttig når du vil at en kraft skal være overført til andre fjerne kropper eller for å endre retning for påføring av en styrke.
Seogså: Vet hva du skal studere i Mekanikk for Enem-testen
Hvordan beregne trekkraften?
For å beregne trekkraften, må vi bruke kunnskapen om de tre lovene til Newton, derfor oppfordrer vi deg til å gjennomgå grunnleggende om Dynamics ved å gå til vår artikkel om på Newtons lover (bare gå til lenken) før du fortsetter med studien i denne teksten.
O trekkraftberegning tar hensyn til hvordan den brukes, og dette avhenger av flere faktorer, for eksempel antall organer som utgjør systemet. studeres, vinkelen som dannes mellom trekkraften og den horisontale retningen og også bevegelsestilstanden til kropper.
Tauet festet til bilene over brukes til å overføre en kraft som trekker en av bilene.
Slik at vi kan forklare hvordan trekkraft beregnes, skal vi gjøre det basert på forskjellige situasjoner, ofte belastet i fysikkeksamen for universitetsopptaksprøver og i
Og enten.Trekkraft på kroppen
Det første tilfellet er det enkleste av alt: det er når et eller annet legeme, som blokken representert i følgende figur, er trakkperentau. For å illustrere denne situasjonen velger vi en kropp med masse m som hviler på en friksjonsfri overflate. I det følgende tilfellet, som i de andre tilfellene, ble den normale kraften og kroppsvektkraften med vilje utelatt for å lette visualiseringen av hvert tilfelle. Se:
Når den eneste kraften som påføres kroppen er et eksternt trekk, som vist i figuren ovenfor, vil dette trekket være lik styrkeresulterende om kroppen. Ifølge Newtons 2. lov, vil denne nettokraften være lik produktav sin masse ved akselerasjondermed kan trekkraften beregnes som:
T Trekkraft (N)
m - masse (kg)
De - akselerasjon (m / s²)
Ikke stopp nå... Det er mer etter annonseringen;)
Trekkraft på et legeme støttet på en overflate med friksjon
Når vi påfører en trekkraft på en kropp som støttes på en grov overflate, produserer denne overflaten en friksjonskraft i motsetning til retningen til trekkraften. I henhold til oppførselen til friksjonskraften, mens trekkraften forblir lavere enn maksimumet styrkeifriksjonstatisk, forblir kroppen i balansere (a = 0). Nå når trekkraften som utøves overstiger dette merket, blir friksjonskraften a styrkeifriksjondynamisk.
Ffør - Friksjonskraft
I tilfelle ovenfor kan trekkraften beregnes ut fra nettokraften på blokken. Se:
Trekkraft mellom kroppene i det samme systemet
Når to eller flere kropper i et system er koblet sammen, beveger de seg med samme akselerasjon. For å bestemme trekkraften som en kropp utøver på den andre, beregner vi nettokraften i hvert av kroppene.
Ta, b - Trekkraft som kropp A gjør på kropp B.
Tb, den - Trekkraft som kropp B gjør på kropp A.
I tilfelle ovenfor er det mulig å se at bare en kabel forbinder kroppene A og B, dessuten ser vi at kroppen B trekker kroppen A gjennom trekkraft Tb, a. I følge Newtons tredje lov, handlings- og reaksjonsloven, styrken som kropp A utøver på kropp B er lik kraften som kropp B utøver på kropp A, men disse kreftene har betydninger motsetninger.
Trekkraft mellom suspendert blokk og støttet blokk
I tilfelle der en hengende kropp trekker en annen kropp gjennom en kabel som går gjennom en remskive, vi kan beregne spenningen på ledningen eller spenningen som virker på hver av blokkene gjennom den andre loven av Newton. I så fall, når det ikke er noen friksjon mellom den støttede blokken og overflaten, nettokraften på kroppssystemet er vekten til det opphengte legemet (PB). Legg merke til følgende figur, som viser et eksempel på denne typen system:
I tilfelle ovenfor må vi beregne nettokraften på hver av blokkene. Ved å gjøre dette finner vi følgende resultat:
Se også: Lær hvordan du kan løse øvelser på Newtons lover
Skrå trekkraft
Når et legeme som er plassert på et glatt, friksjonsfritt hellende plan blir trukket av en kabel eller et tau, kan trekkraften på det legemet beregnes i samsvar med komponenthorisontal (PX) av kroppsvekt. Legg merke til dette tilfellet i følgende figur:
PØKS - horisontal komponent av vekten til blokk A
PÅÅ - vertikal komponent av vekten til blokk A
Trekkraften på blokk A kan beregnes ved hjelp av følgende uttrykk:
Trekkraft mellom et karosseri opphengt med et kabel og et karosseri på et skrått plan
I noen øvelser er det vanlig å bruke et system der kroppen som støttes på skråningen er trakkperenkroppsuspendert, gjennom et tau som går gjennom en talje.
I figuren ovenfor har vi tegnet de to komponentene i vektkraften til blokk A, PØKS og PÅÅ. Kraften som er ansvarlig for å flytte dette legemsystemet er resultatet mellom vekten av blokk B, suspendert og den horisontale komponenten av vekten til blokk A:
pendeltrekk
I tilfelle bevegelse av pendler, som beveger seg i henhold til en baneSirkulær, virker strekkraften som produseres av garnet som en av komponentene i sentripetal kraft. På det laveste punktet på banen, for eksempel, den resulterende kraften er gitt av forskjellen mellom trekkraft og vekt. Legg merke til et skjema for denne typen system:
På det laveste punktet av pendelbevegelsen produserer forskjellen mellom trekkraft og vekt sentripetal kraft.
Som sagt er sentripetalkraften den resulterende kraften mellom trekkraften og vektkraften, og dermed vil vi ha følgende system:
FCP - sentripetal kraft (N)
Basert på eksemplene vist ovenfor, kan du få en generell ide om hvordan du løser øvelser som krever beregning av trekkraften. Som med alle andre krefter, må trekkraften beregnes ved å anvende vår kunnskap om Newtons tre lover. I det følgende emnet presenterer vi noen eksempler på øvelser som er løst om trekkraft, slik at du bedre kan forstå den.
Løste øvelser på trekkraft
Spørsmål 1 - (IFCE) I figuren nedenfor har den ustrengbare ledningen som forbinder kroppene A og B og trinsen ubetydelige masser. Kroppenes masser er mA = 4,0 kg og mB = 6,0 kg. Ser man bort fra friksjonen mellom kropp A og overflaten, akselerasjonen til settet, i m / s2, er (vurder tyngdekraftsakselerasjon 10,0 m / sek2)?
a) 4.0
b) 6.0
c) 8,0
d) 10,0
e) 12.0
Mal: Bokstav B
Vedtak:
For å løse øvelsen er det nødvendig å anvende Newtons andre lov på systemet som helhet. Ved å gjøre dette ser vi at vektkraften er den resulterende som får hele systemet til å bevege seg, så vi må løse følgende beregning:
Spørsmål 2 - (UFRGS) To blokker, med masse m1= 3,0 kg og m2= 1,0 kg, forbundet med en ikke-utvidbar ledning, kan gli uten friksjon på et horisontalt plan. Disse blokkene trekkes med en horisontal kraft F av modul F = 6 N, som vist i følgende figur (se bort fra ledningens masse).
Spenningen i ledningen som forbinder de to blokkene er
a) null
b) 2,0 N
c) 3,0 N
d) 4,5 N
e) 6,0 N
Mal: Bokstav D
Vedtak:
For å løse øvelsen, er det bare å innse at den eneste kraften som beveger masseblokken m1 det er trekkraften som ledningen lager på den, så det er nettokraften. Så, for å løse denne øvelsen, finner vi akselerasjonen til systemet og gjør deretter trekkraftberegningen:
Spørsmål 3 - (EsPCEx) En heis har en masse på 1500 kg. Med tanke på tyngdeakselerasjonen lik 10 m / s², er trekkraften på heiskabelen, når den stiger tom, med en akselerasjon på 3 m / s²:
a) 4500 N
b) 6000 N
c) 15500 N
d) 17.000 N
e) 19500 N
Mal: Bokstav e
Vedtak:
For å beregne intensiteten på trekkraften som kabelen utøver på heisen, bruker vi den andre loven om Newton, på denne måten finner vi at forskjellen mellom trekkraft og vekt tilsvarer nettokraften, derav vi konkluderte med at:
Spørsmål 4 - (CTFMG) Figuren nedenfor illustrerer en Atwood-maskin.
Forutsatt at denne maskinen har en remskive og en kabel med ubetydelige masser, og at friksjoner også er ubetydelige, er akselerasjonsmodulen for blokker med masser lik m1 = 1,0 kg og m2 = 3,0 kg, i m / s², er:
a) 20
b) 10
c) 5
d) 2
Mal: Bokstav C
Vedtak:
For å beregne akselerasjonen til dette systemet, er det nødvendig å merke seg at nettokraften er bestemt av forskjellen mellom vektene av kroppene 1 og 2, og gjør dette, bare bruk den andre Newtons lov:
Av meg. Rafael Helerbrock
