Trekkkraft, eller Spenning, er navnet gitt til styrke som utøves på en kropp ved hjelp av for eksempel tau, kabler eller ledninger. Trekkkraften er spesielt nyttig når du vil at en kraft skal være overført til andre fjerne kropper eller for å endre retningen for påføring av en kraft.
Seogså: Vet hva du skal studere i mekanikk for Enem-testen
Hvordan beregne trekkkraften?
For å beregne trekkkraften må vi anvende vår kunnskap om de tre lovene til Newton, derfor oppfordrer vi deg til å gå gjennom det grunnleggende om Dynamics ved å gå til artikkelen vår om på Newtons lover (bare få tilgang til lenken) før du fortsetter med studien i denne teksten.
O trekkraftberegning tar hensyn til hvordan det brukes, og dette avhenger av flere faktorer, for eksempel antall kropper som utgjør systemet. studeres, vinkelen som dannes mellom trekkkraften og horisontalretningen og også bevegelsestilstanden til kropper.
Tauet festet til bilene over brukes til å overføre en kraft, som trekker en av bilene.
For at vi skal kunne forklare hvordan trekkraft beregnes, skal vi gjøre det basert på ulike situasjoner, ofte nødvendig i fysikkeksamener for universitetsopptaksprøver og i
Og enten.Trekk påført en kropp
Det første tilfellet er det enkleste av alt: det er når en kropp, som blokken representert i følgende figur, er trukketperantau. For å illustrere denne situasjonen velger vi et legeme med masse m som hviler på en friksjonsfri overflate. I det følgende tilfellet, som i de andre tilfellene, ble normalkraften og kroppsvektkraften med vilje utelatt, for å lette visualiseringen av hvert tilfelle. Se:
Når den eneste kraften som påføres en kropp er et eksternt trekk, som vist i figuren over, vil dette draget være lik styrkeresulterende om kroppen. Ifølge Newtons andre lov, vil denne nettokraften være lik produktav massen ved akselerasjon, dermed kan trekket beregnes som:
T – Trekk (N)
m – masse (kg)
De – akselerasjon (m/s²)
Trekk påført en kropp støttet på en friksjonsoverflate
Når vi påfører en trekkraft på en kropp som er støttet på en ru overflate, produserer denne overflaten en friksjonskraft i strid med trekkkraftens retning. I henhold til oppførselen til friksjonskraften, mens trekkraften forblir lavere enn maksimum styrkeifriksjonstatisk, kroppen forblir inne balansere (a = 0). Nå, når trekkraften som utøves overstiger dette merket, vil friksjonskraften bli a styrkeifriksjondynamisk.
Ffør - Friksjonskraft
I tilfellet ovenfor kan trekkkraften beregnes fra nettokraften på blokken. Se:
Trekk mellom kropper i samme system
Når to eller flere kropper i et system er koblet sammen, beveger de seg sammen med samme akselerasjon. For å bestemme trekkraften som den ene kroppen utøver på den andre, beregner vi nettokraften i hvert av legene.
Ta, b – Trekk som kropp A gjør på kropp B.
Tb, den – Trekk som kropp B gjør på kropp A.
I tilfellet ovenfor er det mulig å se at kun en kabel forbinder kropp A og B, dessuten ser vi at kropp B trekker kropp A gjennom trekkraft Tb, a. I følge Newtons tredje lov, loven om handling og reaksjon, kraften som kroppen A utøver på kropp B er lik kraften som kropp B utøver på kropp A, men disse kreftene har betydning motsetninger.
Trekk mellom opphengt blokk og støttet blokk
I tilfellet der en suspendert kropp trekker en annen kropp gjennom en kabel som går gjennom en trinse, vi kan beregne spenningen på ledningen eller spenningen som virker på hver av blokkene gjennom den andre loven til Newton. I dette tilfellet, når det ikke er friksjon mellom den støttede blokken og overflaten, nettokraften på kroppssystemet er vekten av den suspenderte kroppen (TILB). Legg merke til følgende figur, som viser et eksempel på denne typen system:
I tilfellet ovenfor må vi beregne nettokraften i hver av blokkene. Ved å gjøre dette finner vi følgende resultat:
Se også: Lær å løse øvelser om Newtons lover
Skrånende trekkraft
Når et legeme som er plassert på et glatt, friksjonsfritt skråplan trekkes av en kabel eller tau, kan trekkkraften på den kroppen beregnes i henhold til komponenthorisontal (TILX) av kroppsvekten. Legg merke til dette tilfellet i følgende figur:
TILØKS – horisontal komponent av vekten til blokk A
TILÅÅ – vertikal komponent av vekten til blokk A
Trekkkraften brukt på blokk A kan beregnes ved å bruke følgende uttrykk:
Trekk mellom et legeme opphengt i kabel og et legeme på et skråplan
I noen øvelser er det vanlig å bruke et system der kroppen som støttes på skråningen er trukketperenkroppsuspendert, gjennom et tau som går gjennom en talje.
I figuren ovenfor har vi tegnet de to komponentene av vektkraften til blokk A, TILØKS og TILÅÅ. Kraften som er ansvarlig for å bevege dette systemet av kropper er resultanten mellom vekten av blokk B, suspendert, og den horisontale komponenten av vekten til blokk A:
pendeltrekk
Ved bevegelse av pendler, som beveger seg i henhold til a baneSirkulær, trekkkraften produsert av garnet fungerer som en av komponentene i sentripetal kraft. På det laveste punktet av banen, for eksempel, den resulterende kraften er gitt av forskjellen mellom trekkraft og vekt. Legg merke til et skjema over denne typen system:
På det laveste punktet for pendelbevegelse produserer forskjellen mellom trekkraft og vekt sentripetalkraft.
Som sagt er sentripetalkraften den resulterende kraften mellom trekkraften og vektkraften, derfor vil vi ha følgende system:
FCP – sentripetalkraft (N)
Basert på eksemplene vist ovenfor, kan du få en generell idé om hvordan du løser øvelser som krever beregning av trekkkraft. Som med alle andre typer kraft, må trekkkraften beregnes ved å bruke vår kunnskap om Newtons tre lover. I det følgende emnet presenterer vi noen eksempler på løste øvelser om trekkraft slik at du bedre kan forstå det.
Løste øvelser på trekkraft
Spørsmål 1 - (IFCE) På figuren under har den ubøyelige vaieren som forbinder kropp A og B og remskiven ubetydelige masser. Kroppenes masse er mA = 4,0 kg og mB = 6,0 kg. Ser man bort fra friksjonen mellom kropp A og overflaten, settets akselerasjon, i m/s2, er (vurder tyngdeakselerasjonen 10,0 m/sek2)?
a) 4,0
b) 6,0
c) 8,0
d) 10,0
e) 12,0
Tilbakemelding: Bokstav B
Vedtak:
For å løse oppgaven er det nødvendig å anvende Newtons andre lov på systemet som helhet. Ved å gjøre dette ser vi at vektkraften er resultanten som får hele systemet til å bevege seg, derfor må vi løse følgende beregning:
Spørsmål 2 - (UFRGS) To blokker, av massem1=3,0 kg og m2=1,0 kg, koblet sammen med en ikke-utvidbar ledning, kan gli uten friksjon på et horisontalt plan. Disse blokkene trekkes av en horisontal kraft F med modulen F = 6 N, som vist i følgende figur (bortsett 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
Tilbakemelding: Bokstav D
Vedtak:
For å løse øvelsen, bare innse at den eneste kraften som beveger masseblokken m1 det er trekkkraften 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. Tatt i betraktning 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
Tilbakemelding: Bokstav e
Vedtak:
For å beregne intensiteten til trekkraften som utøves av kabelen på heisen, bruker vi den andre loven om Newton, på denne måten finner vi at forskjellen mellom trekkraft og vekt er ekvivalent med nettokraften, derfor vi konkluderte med at:
Spørsmål 4 - (CTFMG) Følgende figur illustrerer en Atwood-maskin.
Forutsatt at denne maskinen har en remskive og en kabel med ubetydelig masse og at friksjonen også er ubetydelig, vil akselerasjonsmodulen til blokker med masse lik m1 = 1,0 kg og m2 = 3,0 kg, i m/s², er:
a) 20
b) 10
c) 5
d) 2
Tilbakemelding: Bokstaven C
Vedtak:
For å beregne akselerasjonen til dette systemet, er det nødvendig å merke seg at nettokraften er bestemt av forskjellen mellom vektene til kropp 1 og 2, gjør dette, bare bruk den andre Newtons lov:
Av meg Rafael Helerbrock