Dragning, eller Spänning, är namnet på styrka som utövas på en kropp med exempelvis rep, kablar eller ledningar. Dragkraften är särskilt användbar när du vill att en kraft ska vara överförd till andra avlägsna kroppar eller för att ändra riktningen för en kraft.
Seockså: Vet vad du ska studera i mekanik för Enem-testet
Hur beräknar man dragkraften?
För att beräkna dragkraften måste vi tillämpa vår kunskap om de tre lagarna i Newton, därför uppmuntrar vi dig att granska grunderna för Dynamics genom att läsa vår artikel om på Newtons lagar (gå bara till länken) innan du fortsätter med studien i denna text.
O dragberäkning tar hänsyn till hur den tillämpas, och detta beror på flera faktorer, till exempel antalet organ som utgör systemet. studeras, vinkeln som bildas mellan dragkraften och den horisontella riktningen och även rörelsetillståndet för kroppar.
Repet fäst vid bilarna ovan används för att överföra en kraft som drar en av bilarna.
Så att vi kan förklara hur dragkraft beräknas, kommer vi att göra det baserat på olika situationer, ofta laddade i fysikprov för universitetsinträdesprov och i
Och antingen.Dragkraft applicerad på en kropp
Det första fallet är det enklaste av allt: det är när någon kropp, som blocket som visas i följande figur, är drogperettrep. För att illustrera denna situation väljer vi en kropp med massa m som vilar på en friktionsfri yta. I följande fall, som i andra fall, uteslöts den normala kraften och kroppsviktskraften avsiktligt för att underlätta visualiseringen av varje fall. Kolla på:
När den enda kraften som appliceras på en kropp är ett yttre drag, som visas i figuren ovan, kommer detta drag att vara lika med styrkaresulterande om kroppen. Enligt Newtons andra lagkommer denna nettokraft att vara lika med produktav dess massa genom accelerationså kan dragkraften beräknas som:
T Dragkraft (N)
m - massa (kg)
De - acceleration (m / s²)
Sluta inte nu... Det finns mer efter reklam;)
Dragkraft applicerad på en kropp som stöds på en yta med friktion
När vi applicerar en dragkraft på en kropp som stöds på en grov yta, producerar denna yta en friktionskraft i motsats till dragkraftens riktning. Enligt friktionskraftens beteende, medan dragkraften förblir lägre än det maximala styrkaifriktionstatisk, förblir kroppen kvar balans (a = 0). Nu, när dragkraften överstiger detta märke, blir friktionskraften a styrkaifriktiondynamisk.
Ffram tills - Friktionskraft
I fallet ovan kan dragkraften beräknas från nettokraften på blocket. Kolla på:
Dragkraft mellan kroppar i samma system
När två eller flera kroppar i ett system kopplas ihop rör sig de tillsammans med samma acceleration. För att bestämma dragkraften som en kropp utövar på den andra beräknar vi nettokraften i var och en av kropparna.
Ta, b - Dragkropp som kropp A gör på kropp B.
Tb, den - Dragkropp som kropp B gör på kropp A.
I fallet ovan är det möjligt att se att endast en kabel förbinder kroppar A och B, dessutom ser vi att kropp B drar kropp A genom dragkraft Tb, a. Enligt Newtons tredje lag, handlings- och reaktionslagen, är den kraft som kropp A utövar på kropp B är lika med den kraft som kropp B utövar på kropp A, men dessa krafter har betydelser motsatser.
Dragkraft mellan hängande block och block som stöds
I det fall en upphängd kropp drar en annan kropp genom en kabel som passerar genom en remskiva, vi kan beräkna spänningen på tråden eller den spänning som verkar på vart och ett av blocken genom den andra lagen om Newton. Isåfall, när det inte finns någon friktion mellan det stödda blocket och ytanär nettokraften på kroppssystemet vikten på den upphängda kroppen (PB). Observera följande bild, som visar ett exempel på denna typ av system:
I fallet ovan måste vi beräkna nettokraften på vart och ett av blocken. Genom att göra detta hittar vi följande resultat:
Se också: Lär dig hur du löser övningar om Newtons lagar
Lutande dragkraft
När en kropp som placeras på ett slätt och friktionsfritt lutande plan dras av en kabel eller ett rep kan dragkraften på den kroppen beräknas i enlighet med komponenthorisontell (PX) av kroppsvikt. Notera detta fall i följande bild:
PYXA - horisontell del av vikten på block A
PYY - vertikal del av vikten på block A
Dragkraften som appliceras på block A kan beräknas med följande uttryck:
Dragkraft mellan en kropp upphängd av en kabel och en kaross i ett lutande plan
I vissa övningar är det vanligt att använda ett system där kroppen som stöds i lutningen är drogperakroppupphängd, genom ett rep som passerar genom en remskiva.
I figuren ovan har vi ritat de två komponenterna i viktkraften för block A, PYXA och PYY. Kraften som är ansvarig för att flytta detta kroppssystem är resultatet mellan vikten av block B, upphängd och den horisontella komponenten av vikten av block A:
pendeldrag
Vid rörelse av pendlar, som rör sig enligt a banaCirkulärfungerar dragkraften som produceras av garnet som en av komponenterna i centripetal kraft. På den lägsta punkten på banan, till exempel, den resulterande kraften ges av skillnaden mellan dragkraft och vikt. Notera en schematisk bild av denna typ av system:
Vid den lägsta punkten i pendelrörelsen producerar skillnaden mellan dragkraft och vikt centripetal kraft.
Som sagt är den centripetala kraften den resulterande kraften mellan dragkraften och viktkraften, så vi kommer att ha följande system:
FCP - centripetal kraft (N)
Baserat på exemplen som visas ovan kan du få en allmän uppfattning om hur man löser övningar som kräver beräkning av dragkraften. Som med alla andra typer av kraft måste dragkraften beräknas genom att använda vår kunskap om Newtons tre lagar. I följande ämne presenterar vi några exempel på övningar som löses om dragkraft så att du bättre kan förstå den.
Lösta övningar på dragkraft
Fråga 1 - (IFCE) I figuren nedan har den osträckbara ledningen som förenar kropparna A och B och remskivan försumbara massor. Kropparnas massor är mA = 4,0 kg och mB = 6,0 kg. Bortsett från friktionen mellan kropp A och ytan, acceleration av uppsättningen, i m / s2, är (betrakta tyngdkraftsacceleration 10,0 m / sek2)?
a) 4.0
b) 6.0
c) 8,0
d) 10,0
e) 12.0
Mall: Bokstaven B
Upplösning:
För att lösa övningen är det nödvändigt att tillämpa Newtons andra lag på systemet som helhet. Genom att göra detta ser vi att viktkraften är resultatet som får hela systemet att röra sig, så vi måste lösa följande beräkning:
Fråga 2 - (UFRGS) Två block med massa m1= 3,0 kg och m2= 1,0 kg, förbunden med en oteknisk tråd, kan glida utan friktion i ett horisontellt plan. Dessa block dras med en horisontell kraft F med modul F = 6 N, som visas i följande bild (bortse från trådens massa).
Spänningen i tråden som förbinder de två blocken är
a) noll
b) 2,0 N
c) 3,0 N
d) 4,5 N
e) 6,0 N
Mall: Bokstaven D
Upplösning:
För att lösa övningen, inser du bara att den enda kraften som rör massblocket m1 det är dragkraften som tråden gör på den, så det är nettokraften. Så för att lösa denna övning hittar vi systemets acceleration och gör sedan beräkningen av dragkraft:
Fråga 3 - (EsPCEx) En hiss har en massa på 1500 kg. Med tanke på tyngdaccelereringen lika med 10 m / s² är dragkraften på hisskabeln, när den stiger tom, med en acceleration på 3 m / s²:
a) 4500 N
b) 6000 N
c) 15500 N
d) 17 000 N
e) 19500 N
Mall: Bokstaven e
Upplösning:
För att beräkna intensiteten på dragkraften som utövas av kabeln i hissen tillämpar vi den andra lagen om Newton, på detta sätt, finner vi att skillnaden mellan dragkraft och vikt motsvarar nettokraften, alltså vi drog slutsatsen att:
Fråga 4 - (CTFMG) Följande bild illustrerar en Atwood-maskin.
Om man antar att denna maskin har en remskiva och en kabel med försumbar massa och att friktionen också är försumbar, är accelerationsmodulen för blocken med massor lika med m1 = 1,0 kg och m2 = 3,0 kg, i m / s², är:
a) 20
b) 10
c) 5
d) 2
Mall: Bokstaven C
Upplösning:
För att beräkna accelerationen för detta system är det nödvändigt att notera att nettokraften är bestäms av skillnaden mellan kroppsviktarna 1 och 2, gör detta, använd bara den andra Newtons lag:
Av mig Rafael Helerbrock
