Oprijem, ali Napetost, je ime, dodeljeno moč ki deluje na telo s pomočjo vrvi, kablov ali žic, na primer. Vlečna sila je še posebej uporabna, kadar želite, da sila deluje preneseno na druga oddaljena telesa ali za spremembo smeri uporabe sile.
Poglejtudi: Vedeti, kaj učiti iz mehanike za test Enem
Kako izračunati vlečno silo?
Za izračun vlečne sile moramo uporabiti svoje znanje o treh zakonih Newton, zato vas pozivamo, da pregledate osnove dinamike tako, da dostopate do našega članka o ob Newtonovi zakoni (samo dostop do povezave), preden nadaljujete s študijo v tem besedilu.
O vlečni izračun upošteva, kako se uporablja, in to je odvisno od več dejavnikov, kot je število teles, ki sestavljajo sistem. kot, ki se tvori med vlečno silo in vodoravno smerjo ter stanjem gibanja telesa.
Vrv, pritrjena na zgornje avtomobile, se uporablja za prenos sile, ki potegne enega od avtomobilov.
Da bomo lahko pojasnili, kako se izračuna oprijem, bomo to storili na podlagi različnih situacij, ki se pogosto zaračunavajo na izpitih iz fizike za vpisne izpite na univerzi in In bodisi.
Oprijem na telesu
Prvi primer je najenostavnejši od vseh: takrat je neko telo, na primer blok, predstavljen na naslednji sliki potegnilnaenovrv. Za ponazoritev tega stanja izberemo telo mase m, ki leži na površini brez trenja. V naslednjem primeru so bile tako kot v drugih primerih namerno izpuščene normalna sila in sila telesne teže, da se olajša vizualizacija vsakega primera. Pazi:
Ko je edina sila, ki deluje na telo zunanji vlek, kot je prikazano na zgornji sliki, bo ta vlek enak močposledično o telesu. Glede na Newtonov drugi zakon, bo ta neto sila enaka izdelkanjegove mase s pospeškom, tako da se oprijem lahko izračuna kot:
T - vlečna sila (N)
m - masa (kg)
The - pospešek (m / s²)
Ne ustavi se zdaj... Po oglaševanju je še več;)
Vlečna sila na telo, podprto s trenjem na površini
Ko na telo, ki je podprto na hrapavi površini, uporabimo vlečno silo, ta površina povzroči sila trenja v nasprotju s smerjo vlečne sile. Glede na obnašanje sile trenja, medtem ko oprijem ostane nižji od največjega močvtrenjestatično, telo ostane v ravnovesje (a = 0). Ko bo vlek presegel to oznako, bo sila trenja postala a močvtrenjedinamično.
Fdo - Torna sila
V zgornjem primeru lahko vlečno silo izračunamo iz neto sile na bloku. Pazi:
Vleka med telesi istega sistema
Ko sta dve ali več teles v sistemu ožičeni skupaj, se premikata skupaj z enakim pospeškom. Da bi določili vlečno silo, ki jo eno telo deluje na drugo, izračunamo neto silo v vsakem od teles.
Ta, b - vlečna sila telesa A na telesu B.
Tb, - vlečna sila telesa B na telesu A.
V zgornjem primeru je mogoče videti, da le en kabel povezuje telesa A in B, poleg tega vidimo, da telo B vleče telo A skozi vleko Tb, a. Po Newtonovem tretjem zakonu, zakonu delovanja in reakcije, sili, ki jo telo A izvaja na telo B je enako sili, ki jo telo B izvaja na telo A, vendar imajo te sile pomen nasprotja.
Oprijem med obešenim blokom in podprtim blokom
V primeru, da viseče telo potegne drugo telo skozi kabel, ki gre skozi jermenico, lahko izračunamo napetost na žici ali napetost, ki deluje na vsak blok po drugem zakonu Newton. V tem primeru, kadar med podprtim blokom in površino ni trenja, neto sila na sistem telesa je teža obešenega telesa (PB). Upoštevajte naslednjo sliko, ki prikazuje primer te vrste sistema:
V zgornjem primeru moramo izračunati neto silo na vsakem od blokov. S tem najdemo naslednji rezultat:
Glej tudi: Naučite se reševati vaje o Newtonovih zakonih
Nagnjeni oprijem
Ko telo, ki je postavljeno na gladko in brez trenja nagnjeno ravnino, potegnemo s kablom ali vrvjo, lahko vlečno silo na tem telesu izračunamo v skladu z komponentavodoravno (PX) telesne teže. Ta primer upoštevajte na naslednji sliki:
PAX - vodoravna komponenta teže bloka A
PYY - navpična komponenta teže bloka A
Vlečno silo, uporabljeno na bloku A, lahko izračunamo z naslednjim izrazom:
Vlek med telesom, obešenim s kablom, in telesom na nagnjeni ravnini
Pri nekaterih vajah je običajno uporabiti sistem, v katerem je telo, ki je podprto na klancu potegnilnaatelozačasno ustavljeno, skozi vrv, ki gre skozi a jermenica.
Na zgornji sliki smo narisali dve komponenti utežne sile bloka A, PAX in PYY. Sila, ki je odgovorna za premikanje tega sistema teles, je rezultat med težo bloka B, obešene, in vodoravno komponento teže bloka A:
nihalo
V primeru gibanja nihala, ki se premikajo v skladu z a smerKrožna, natezna sila, ki jo ustvari preja, deluje kot ena od komponent centripetalna sila. Na najnižji točki poti, na primer, nastala sila je podana z razliko med oprijemom in težo. Upoštevajte shemo te vrste sistema:
Na najnižji točki gibanja nihala razlika med vlekom in težo ustvarja centripetalno silo.
Kot rečeno, je centripetalna sila rezultantna sila med vlečno silo in silo teže, zato bomo imeli naslednji sistem:
FCP - centripetalna sila (N)
Na podlagi zgornjih primerov lahko dobite splošno predstavo o reševanju vaj, ki zahtevajo izračun vlečne sile. Kot pri vsaki drugi vrsti sile je treba tudi vlečno silo izračunati z uporabo našega poznavanja Newtonovih treh zakonov. V naslednji temi predstavljamo nekaj primerov vaj, razrešenih glede vlečne sile, da jo boste bolje razumeli.
Rešene vaje na vleko
Vprašanje 1 - (IFCE) Na spodnji sliki ima neraztegljiva žica, ki povezuje telesi A in B ter jermenico, zanemarljive mase. Mase teles so mA = 4,0 kg in mB = 6,0 kg. Če upoštevamo trenje med telesom A in površino, pospešek sklopa, v m / s2, je (upoštevajte gravitacijski pospešek 10,0 m / s2)?
a) 4.0
b) 6,0
c) 8,0
d) 10,0
e) 12,0
Predloga: Črka B
Resolucija:
Da bi rešili vajo, je treba uporabiti Newtonov drugi zakon za sistem kot celoto. S tem vidimo, da je sila utež tista, ki povzroči, da se celoten sistem premika, zato moramo rešiti naslednji izračun:
Vprašanje 2 - (UFRGS) Dva bloka mase m1= 3,0 kg in m2= 1,0 kg, ki je povezan z neraztegljivo žico, lahko zdrsne brez trenja na vodoravni ravnini. Te bloke vleče vodoravna sila F modula F = 6 N, kot je prikazano na naslednji sliki (ne upoštevajte mase žice).
Napetost žice, ki povezuje oba bloka, je
a) nič
b) 2,0 N
c) 3,0 N
d) 4,5 N
e) 6,0 N.
Predloga: Črka D
Resolucija:
Za rešitev vaje se le zavedajte, da je edina sila, ki premika masni blok m1 to je vlečna sila, ki jo žica naredi na njej, torej je neto sila. Za rešitev te vaje najdemo pospešek sistema in nato opravimo izračun oprijema:
Vprašanje 3 - (EsPCEx) Dvigalo ima maso 1500 kg. Glede na pospešek gravitacije, ki je enak 10 m / s², je oprijem kabla dvigala, ko se dvigne prazen, s pospeškom 3 m / s²,:
a) 4500 N
b) 6000 N
c) 15500 N
d) 17.000 N
e) 19500 N.
Predloga: Črka e
Resolucija:
Za izračun jakosti vlečne sile, ki jo kabel deluje na dvigalo, uporabimo drugi zakon Newton, na ta način ugotovimo, da je razlika med vlečno silo in težo enakovredna čisti sili ugotovili smo, da:
Vprašanje 4 - (CTFMG) Naslednja slika prikazuje stroj Atwood.
Ob predpostavki, da ima ta stroj jermenico in kabel z zanemarljivimi masami in da je tudi trenje zanemarljivo, je modul pospeševanja blokov z masami enak m1 = 1,0 kg in m2 = 3,0 kg, v m / s², je:
a) 20
b) 10
c) 5
d) 2
Predloga: Črka C
Resolucija:
Za izračun pospeška tega sistema je treba opozoriti, da je neto sila določena z razliko med utežmi teles 1 in 2, pri tem uporabite le drugo Newtonov zakon:
Jaz, Rafael Helerbrock
