Pohonalebo Napätie, je meno dané sila ktorý je vyvíjaný na telo napríklad pomocou lán, káblov alebo drôtov. Ťažná sila je obzvlášť užitočná, ak chcete, aby sila bola prenesené do iných vzdialených telies alebo na zmenu smeru pôsobenia sily.
Pozritiež: Vedzte, čo treba študovať v časti Mechanika pre test Enem
Ako vypočítať ťažnú silu?
Na výpočet ťažnej sily musíme uplatniť naše znalosti o troch zákonoch z Newton, preto vám odporúčame prečítať si základy systému Dynamics v našom článku o Newtonove zákony (stačí získať prístup k odkazu) pred pokračovaním v štúdii v tomto texte.
O výpočet pohonu zohľadňuje, ako sa uplatňuje, a to závisí od viacerých faktorov, napríklad od počtu orgánov, ktoré tvoria systém. byť študovaný, uhol, ktorý je tvorený medzi ťažnou silou a horizontálnym smerom, a tiež stav pohybu orgánov.
Lano pripevnené k vyššie uvedeným automobilom slúži na prenos sily, ktorá ťahá jedno z automobilov.
Aby sme mohli vysvetliť, ako sa počíta trakcia, urobíme to na základe rôznych situácií, ktoré sa často účtujú pri skúškach z fyziky na prijímacie skúšky na univerzitu a pri A buď.
Pohon pôsobiaci na telo
Prvý prípad je najjednoduchší zo všetkých: je to vtedy, keď nejaké telo, napríklad blok znázornený na nasledujúcom obrázku, je potiaholzajedenpovraz. Na ilustráciu tejto situácie zvolíme teleso s hmotnosťou m, ktoré leží na povrchu bez trenia. V nasledujúcom prípade, rovnako ako v ostatných prípadoch, bola zámerne vynechaná normálna sila a sila telesnej hmotnosti, aby sa uľahčila vizualizácia každého prípadu. Pozerať:
Keď je jedinou silou pôsobiacou na telo externý ťah, ako je to znázornené na obrázku vyššie, bude sa tento ťah rovnať silavýsledný o tele. Podľa Newtonov druhý zákon, táto čistá sila sa bude rovnať výrobokjeho hmotnosti zrýchlením, trakciu teda možno vypočítať ako:
T - trakcia (N)
m - hmotnosť (kg)
The - zrýchlenie (m / s²)
Teraz neprestávajte... Po reklame je toho viac;)
Trakcia pôsobiaca na telo podopreté o povrch trením
Keď pôsobíme ťažnou silou na teleso, ktoré je podopreté na drsnom povrchu, vytvára tento povrch a trecia sila v rozpore so smerom ťažnej sily. Podľa správania trecej sily, zatiaľ čo trakcia zostáva nižšia ako maximum silavtreniestatický, telo zostáva v rovnováha (a = 0). Teraz, keď vyvíjaná trakcia prekročí túto značku, sa trecia sila zmení na a silavtreniedynamický.
Fdo - trecia sila
V uvedenom prípade možno ťažnú silu vypočítať z čistej sily v bloku. Pozerať:
Pohon medzi telesami toho istého systému
Keď sú dve alebo viac telies v systéme zapojené dohromady, pohybujú sa spolu s rovnakou akceleráciou. Aby sme určili ťažnú silu, ktorou jedno teleso pôsobí na druhé, vypočítame čistú silu v každom z telies.
Ta, b - Pohon, ktorý vykonáva telo A na tele B.
Tb, - Pohon, ktorý robí telo B na tele A.
V prípade uvedenom vyššie je možné vidieť, že iba jeden kábel spája telá A a B, navyše vidíme, že karoséria B ťahá karosériu A trakciou Tb, a. Podľa tretieho Newtonovho zákona, zákona akcie a reakcie, sily, ktorú orgán A vyvíja na telo B sa rovná sile, ktorú telo B vyvíja na telo A, tieto sily však majú význam protiklady.
Trakcia medzi zaveseným blokom a podporovaným blokom
V prípade, že zavesené telo vytiahne ďalšie telo cez kábel, ktorý prechádza cez kladku, môžeme vypočítať napätie na drôte alebo napätie, ktoré pôsobí na každý z blokov prostredníctvom druhého zákona o Newton. V tom prípade, keď medzi podopretým blokom a povrchom nie je trenie, čistá sila na systém tela je hmotnosť zaveseného tela (PB). Všimnite si nasledujúci obrázok, ktorý zobrazuje príklad tohto typu systému:
V prípade uvedenom vyššie musíme vypočítať čistú silu na každý z blokov. Týmto nájdeme nasledujúci výsledok:
Pozri tiež: Naučte sa, ako vyriešiť cvičenia o Newtonových zákonoch
Naklonená trakcia
Keď sa teleso umiestnené na hladkej naklonenej rovine bez trenia tiahne lanom alebo lanom, možno ťažnú silu na toto teleso vypočítať v súlade s zložkahorizontálne (PX) telesnej hmotnosti. Tento prípad si všimnite na nasledujúcom obrázku:
PAX - horizontálna zložka hmotnosti bloku A
PYY - vertikálna zložka hmotnosti bloku A
Trakciu použitú v bloku A možno vypočítať pomocou nasledujúceho výrazu:
Trakcia medzi karosériou zavesenou lanom a karosériou v naklonenej rovine
Pri niektorých cvičeniach je bežné používať systém, v ktorom je telo, ktoré je podopreté v stúpaní potiaholzaatelopozastavené, lanom, ktoré prechádza a kladka.
Na vyššie uvedenom obrázku sme nakreslili dve zložky váhovej sily bloku A, PAX a PYY. Sila zodpovedná za pohyb tejto sústavy telies je výsledkom medzi hmotnosťou bloku B, zavesenou, a horizontálnou zložkou hmotnosti bloku A:
vyťahovanie kyvadla
V prípade pohybu kyvadla, ktoré sa pohybujú podľa a trajektóriaKruhový, ťahová sila produkovaná priadzou pôsobí ako jedna zo zložiek dostredivá sila. Napríklad v najnižšom bode trajektórie výsledná sila je daná rozdielom medzi trakciou a hmotnosťou. Všimnite si schému tohto typu systému:
V najnižšom bode pohybu kyvadla vytvára rozdiel medzi trakciou a hmotnosťou dostredivú silu.
Ako bolo povedané, dostredivá sila je výsledná sila medzi ťažnou silou a váhovou silou, takže budeme mať nasledujúci systém:
FCP - dostredivá sila (N)
Na základe vyššie uvedených príkladov môžete získať všeobecnú predstavu o tom, ako vyriešiť cviky, ktoré si vyžadujú výpočet ťažnej sily. Rovnako ako u každého iného typu sily, aj ťažná sila sa musí vypočítať pomocou našich znalostí troch Newtonových zákonov. V nasledujúcej téme uvádzame niekoľko príkladov cvičení zameraných na ťažnú silu, aby ste jej lepšie porozumeli.
Vyriešené cviky na trakciu
Otázka 1 - (IFCE) Na nasledujúcom obrázku má neroztiahnuteľný drôt, ktorý spája telá A a B a kladku, zanedbateľné hmotnosti. Hmotnosti tiel sú mA = 4,0 kg a mB = 6,0 kg. Bez ohľadu na trenie medzi telesom A a povrchom, zrýchlenie súpravy, v m / s2, je (zvážte gravitačné zrýchlenie 10,0 m / s2)?
a) 4,0
b) 6,0
c) 8,0
d) 10,0
e) 12.0
Šablóna: Písmeno B
Rozhodnutie:
Na vyriešenie tohto cvičenia je potrebné uplatniť druhý Newtonov zákon na systém ako celok. Týmto zistíme, že váhová sila je výslednica, ktorá spôsobí pohyb celého systému, a preto musíme vyriešiť nasledujúci výpočet:
Otázka 2 - (UFRGS) Dva bloky o hmotnosti m1= 3,0 kg a m2= 1,0 kg, spojený neroztiahnuteľným drôtom, sa môže kĺzať bez trenia po vodorovnej rovine. Tieto bloky sú ťahané vodorovnou silou F modulu F = 6 N, ako je znázornené na nasledujúcom obrázku (bez ohľadu na hmotnosť drôtu).
Napätie v drôte spájajúcom dva bloky je
a) nula
b) 2,0 N
c) 3,0 N
d) 4,5 N
e) 6,0 N
Šablóna: Písmeno D
Rozhodnutie:
Ak chcete vyriešiť cvičenie, stačí si uvedomiť, že jediná sila, ktorá posúva hmotový blok m1 je to ťažná sila, ktorú na ňu drôt vytvára, takže ide o čistú silu. Na vyriešenie tohto cvičenia nájdeme zrýchlenie systému a potom vykonáme výpočet trakcie:
Otázka 3 - (EsPCEx) Výťah má hmotnosť 1 500 kg. Ak vezmeme do úvahy gravitačné zrýchlenie 10 m / s², trakcia na kábli výťahu, keď stúpa prázdny, so zrýchlením 3 m / s², je:
a) 4 500 N
b) 6000 N
c) 15500 N
d) 17 000 N
e) 19500 N
Šablóna: Písmeno e
Rozhodnutie:
Na výpočet intenzity ťažnej sily vyvíjanej káblom na výťahu použijeme druhý zákon z Newton, týmto spôsobom, zistíme, že rozdiel medzi trakciou a hmotnosťou je ekvivalentný čistej sile, teda dospeli sme k záveru, že:
Otázka 4 - (CTFMG) Nasledujúci obrázok zobrazuje stroj Atwood.
Za predpokladu, že tento stroj má kladku a lanko so zanedbateľnými hmotnosťami a že trenie je tiež zanedbateľné, modul zrýchlenia blokov s hmotnosťami rovnými m1 = 1,0 kg a m2 = 3,0 kg, vm / s², je:
a) 20
b) 10
c) 5
d) 2
Šablóna: Písmeno C
Rozhodnutie:
Na výpočet zrýchlenia tohto systému je potrebné poznamenať, že čistá sila je určená rozdielom medzi váhami telies 1 a 2, stačí použiť druhú Newtonov zákon:
Podľa mňa.Rafael Helerbrock
