Tracţiune, sau Voltaj, este numele dat putere care se exercită asupra unui corp prin intermediul unor frânghii, cabluri sau fire, de exemplu. Forța de tragere este deosebit de utilă atunci când doriți să fie o forță transferat către alte corpuri îndepărtate sau pentru a schimba direcția de aplicare a unei forțe.
Uitede asemenea: Aflați ce să studiați în Mecanică pentru testul Enem
Cum se calculează forța de tragere?
Pentru a calcula forța de tragere, trebuie să aplicăm cunoștințele noastre despre cele trei legi ale Newton, prin urmare, vă încurajăm să revizuiți elementele fundamentale ale Dynamics accesând articolul nostru despre la Legile lui Newton (doar accesați linkul) înainte de a continua cu studiul din acest text.
O calculul tracțiunii ia în considerare modul în care este aplicat, iar acest lucru depinde de mai mulți factori, cum ar fi numărul de corpuri care alcătuiesc sistemul. se studiază unghiul care se formează între forța de tragere și direcția orizontală și, de asemenea, starea de mișcare a corpuri.
Frânghia atașată la mașinile de deasupra este folosită pentru a transfera o forță, care trage una dintre mașini.
Pentru a putea explica cum se calculează tracțiunea, o vom face pe baza diferitelor situații, adesea cerute la examenele de Fizică pentru examenele de admitere la universitate și în Si nici.
Tracțiune aplicată pe un corp
Primul caz este cel mai simplu dintre toate: este atunci când un corp, ca blocul reprezentat în figura următoare, este traspeunfrânghie. Pentru a ilustra această situație, alegem un corp de masă m care se sprijină pe o suprafață fără frecare. În cazul următor, ca și în celelalte cazuri, forța normală și forța cu greutatea corporală au fost omise intenționat, pentru a facilita vizualizarea fiecărui caz. Ceas:
Când singura forță aplicată unui corp este o tracțiune externă, așa cum se arată în figura de mai sus, această tragere va fi egală cu putererezultanta despre corp. In conformitate cu Legea a 2-a a lui Newton, această forță netă va fi egală cu produsa masei sale prin accelerare, astfel, tracțiunea poate fi calculată ca:
T – Tracțiune (N)
m - masa (kg)
The – accelerație (m/s²)
Tracțiune aplicată unui corp sprijinit pe o suprafață de frecare
Când aplicăm o forță de tracțiune asupra unui corp care este sprijinit pe o suprafață rugoasă, această suprafață produce a forță de frecare contrar direcţiei forţei de tragere. În funcție de comportamentul forței de frecare, în timp ce tracțiunea rămâne mai mică decât maximul putereînfrecarestatic, corpul rămâne înăuntru echilibru (a = 0). Acum, când tracțiunea exercitată depășește acest semn, forța de frecare va deveni a putereînfrecaredinamic.
Fpana cand - Forța de frecare
În cazul de mai sus, forța de tragere poate fi calculată din forța netă asupra blocului. Ceas:
Tracțiunea între corpurile aceluiași sistem
Când două sau mai multe corpuri dintr-un sistem sunt conectate împreună, ele se mișcă împreună cu aceeași accelerație. Pentru a determina forța de tracțiune pe care o exercită un corp asupra celuilalt, calculăm forța netă în fiecare dintre corpuri.
Ta, b – Tracțiunea pe care corpul A o face asupra corpului B.
Tb, cel – Tracțiunea pe care corpul B o face asupra corpului A.
În cazul de mai sus, se poate observa că un singur cablu leagă corpurile A și B, în plus, vedem că corpul B trage corpul A prin tracțiune Tb, a. Conform celei de-a treia legi a lui Newton, legea acțiunii și reacției, forța pe care corpul A o exercită asupra corpul B este egal cu forța pe care corpul B o exercită asupra corpului A, totuși, aceste forțe au semnificații contrarii.
Tracțiune între blocul suspendat și blocul susținut
În cazul în care un corp suspendat trage un alt corp printr-un cablu care trece printr-un scripete, putem calcula tensiunea pe fir sau tensiunea care acționează asupra fiecăruia dintre blocuri prin legea a doua a Newton. În acest caz, când nu există frecare între blocul susținut și suprafață, forța netă asupra sistemului corpului este greutatea corpului suspendat (PENTRUB). Observați următoarea figură, care prezintă un exemplu de acest tip de sistem:
În cazul de mai sus, trebuie să calculăm forța netă în fiecare dintre blocuri. Făcând acest lucru, găsim următorul rezultat:
Vezi si: Învață să rezolvi exerciții despre legile lui Newton
Tracțiune înclinată
Atunci când un corp care este așezat pe un plan neted, înclinat fără frecare este tras de un cablu sau o frânghie, forța de tragere asupra corpului respectiv poate fi calculată în conformitate cu componentăorizontală (PENTRUX) din greutatea corporală. Observați acest caz în figura următoare:
PENTRUTOPOR – componenta orizontală a greutății blocului A
PENTRUYY – componenta verticală a greutății blocului A
Tracțiunea aplicată pe blocul A poate fi calculată folosind următoarea expresie:
Tracțiune între un corp suspendat de cablu și un corp pe un plan înclinat
În unele exerciții, este obișnuit să se folosească un sistem în care se află corpul care se sprijină pe pantă traspeAcorpsuspendat, printr-o frânghie care trece printr-o scripete.
În figura de mai sus, am desenat cele două componente ale forței de greutate a blocului A, PENTRUTOPOR și PENTRUYY. Forța responsabilă pentru deplasarea acestui sistem de corpuri este rezultanta dintre greutatea blocului B, suspendat, și componenta orizontală a greutății blocului A:
tragerea pendulului
În cazul deplasării lui pendulelor, care se deplasează conform a traiectorieCircular, forța de tragere produsă de fire acționează ca una dintre componentele forta centripeta. În punctul cel mai de jos al traiectoriei, de exemplu, forta rezultata este data de diferenta dintre tractiune si greutate. Observați o schemă a acestui tip de sistem:
În punctul cel mai de jos al mișcării pendulului, diferența dintre tracțiune și greutate produce forță centripetă.
După cum sa spus, forța centripetă este forța rezultantă dintre forța de tracțiune și forța de greutate, astfel, vom avea următorul sistem:
FCP - forta centripeta (N)
Pe baza exemplelor prezentate mai sus, vă puteți face o idee generală despre cum să rezolvați exercițiile care necesită calculul forței de tragere. Ca și în cazul oricărui alt tip de forță, forța de tragere trebuie calculată prin aplicarea cunoștințelor noastre despre cele trei legi ale lui Newton. În subiectul următor vă prezentăm câteva exemple de exerciții rezolvate despre forța de tracțiune pentru a o înțelege mai bine.
Exerciții de tracțiune rezolvate
Intrebarea 1 - (IFCE) În figura de mai jos, firul inextensibil care unește corpurile A și B și scripetele au mase neglijabile. Masele corpurilor sunt mA = 4,0 kg și mB = 6,0 kg. Nesocotind frecarea dintre corpul A si suprafata, acceleratia multimii, in m/s2, este (luați în considerare accelerația gravitației 10,0 m/sec2)?
a) 4.0
b) 6,0
c) 8,0
d) 10,0
e) 12,0
Părere: litera B
Rezoluţie:
Pentru a rezolva exercițiul, este necesar să se aplice a doua lege a lui Newton sistemului în ansamblu. Făcând acest lucru, vedem că forța de greutate este rezultanta care face să se miște întregul sistem, prin urmare, trebuie să rezolvăm următorul calcul:
Intrebarea 2 - (UFRGS) Două blocuri, de mase m1=3,0 kg și m2=1,0 kg, conectat printr-un fir inextensibil, poate aluneca fără frecare pe un plan orizontal. Aceste blocuri sunt trase de o forță orizontală F de modul F = 6 N, așa cum se arată în figura următoare (fără să țină cont de masa firului).
Tensiunea din firul care leagă cele două blocuri este
a) zero
b) 2,0 N
c) 3,0 N
d) 4,5 N
e) 6,0 N
Părere: litera D
Rezoluţie:
Pentru a rezolva exercițiul, realizați doar că singura forță care mișcă blocul de masă m1 este forța de tragere pe care o face firul asupra lui, deci este forța netă. Deci, pentru a rezolva acest exercițiu, găsim accelerația sistemului și apoi facem calculul tracțiunii:
Întrebarea 3 - (EspCEx) Un lift are masa de 1500 kg. Având în vedere accelerația gravitației egală cu 10 m/s², tracțiunea pe cablul ascensorului, atunci când urcă în gol, cu o accelerație de 3 m/s², este:
a) 4500 N
b) 6000 N
c) 15500 N
d) 17.000 N
e) 19500 N
Părere: Litera e
Rezoluţie:
Pentru a calcula intensitatea forței de tracțiune exercitată de cablu asupra ascensorului, aplicăm a doua lege a Newton, în acest fel, aflăm că diferența dintre tracțiune și greutate este echivalentă cu forța netă, deci am ajuns la concluzia că:
Întrebarea 4 - (CTFMG) Figura următoare ilustrează o mașină Atwood.
Presupunând că această mașină are un scripete și un cablu cu mase neglijabile și că frecarea este de asemenea neglijabilă, modulul de accelerație al blocurilor cu mase egale cu m1 = 1,0 kg și m2 = 3,0 kg, în m/s², este:
a) 20
b) 10
c) 5
d) 2
Părere: litera C
Rezoluţie:
Pentru a calcula accelerația acestui sistem, este necesar să rețineți că forța netă este determinat de diferența dintre greutățile corpurilor 1 și 2, făcând acest lucru, aplicați doar a doua legea lui Newton:
De mine. Rafael Helerbrock