Dragning, eller Spänning, är namnet på styrka som utövas på en kropp med hjälp av till exempel rep, kablar eller vajrar. Dragkraften är särskilt användbar när du vill att en kraft ska vara överförd till andra avlägsna kroppar eller för att ändra riktningen för applicering av 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 för Newton, därför uppmuntrar vi dig att granska grunderna i Dynamics genom att läsa vår artikel om på Newtons lagar (gå bara till länken) innan du fortsätter med studien i denna text.
O dragkraftsberäkning tar hänsyn till hur det tillämpas, och detta beror på flera faktorer, såsom antalet organ som utgör systemet. studeras, vinkeln som bildas mellan dragkraften och den horisontella riktningen och även rörelsetillståndet för kroppar.
Repet som är fäst vid bilarna ovan används för att överföra en kraft, som drar en av bilarna.
För att vi ska kunna förklara hur dragkraften beräknas kommer vi att göra det utifrån olika situationer, som ofta krävs i fysikprov för högskoleprov 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 representeras i följande figur, är drogperettrep. För att illustrera denna situation väljer vi en kropp med massan m som vilar på en friktionsfri yta. I följande fall, liksom i de andra fallen, uteslöts normalkraften och kroppsviktskraften avsiktligt, för att underlätta visualiseringen av varje fall. Kolla på:
När den enda kraft 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 lag, kommer denna nettokraft att vara lika med produktav dess massa genom acceleration, sålunda kan dragningen beräknas som:
T – Dragkraft (N)
m – massa (kg)
De – acceleration (m/s²)
Dragkraft applicerad på en kropp som stöds på en friktionsyta
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 beteendet hos friktionskraften, medan dragkraften förblir lägre än den maximala styrkaifriktionstatisk, kroppen är kvar i balans (a = 0). När nu den utövade 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 samman 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 – Drag som kropp A gör på kropp B.
Tb, den – Drag som kropp B gör på kropp A.
I fallet ovan är det möjligt att se att endast en kabel förbinder kropp A och B, dessutom ser vi att kropp B drar kropp A genom dragkraft Tb, a. Enligt Newtons tredje lag, lagen om handling och reaktion, kraften som kropp A utövar på kropp B är lika med kraften som kropp B utövar på kropp A, men dessa krafter har betydelser motsatser.
Dragkraft mellan upphängt block och stödblock
I det fall där en upphängd kropp drar en annan kropp genom en kabel som går genom en remskiva, vi kan beräkna spänningen på tråden eller spänningen som verkar på vart och ett av blocken genom den andra lagen av Newton. I detta fall, när det inte finns någon friktion mellan det stödda blocket och ytan, nettokraften på kroppssystemet är vikten av den upphängda kroppen (FÖRB). Observera följande bild, som visar ett exempel på denna typ av system:
I fallet ovan måste vi beräkna nettokraften i vart och ett av blocken. Genom att göra detta finner vi följande resultat:
Se också: Lär dig lösa övningar om Newtons lagar
Lutande dragkraft
När en kropp som är placerad på ett slät, friktionsfritt lutande plan dras av en kabel eller ett rep, kan dragkraften på den kroppen beräknas i enlighet med komponenthorisontell (FÖRX) av kroppsvikten. Notera detta fall i följande figur:
FÖRYXA – horisontell komponent av vikten av block A
FÖRÅÅ – vertikal komponent av vikten av block A
Dragkraften som tillämpas på block A kan beräknas med hjälp av följande uttryck:
Dragkraft mellan en kropp upphängd i kabel och en kropp 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 går genom en remskiva.
I figuren ovan har vi ritat de två komponenterna av viktkraften för block A, FÖRYXA och FÖRÅÅ. Kraften som är ansvarig för att flytta detta system av kroppar är resultanten mellan vikten av block B, upphängd, och den horisontella komponenten av vikten av block A:
pendeldrag
När det gäller förflyttning av pendlar, som rör sig enligt en banaCirkulär, dragkraften som produceras av garnet fungerar som en av komponenterna i garnet centripetal kraft. Vid den lägsta punkten av banan, till exempel, den resulterande kraften ges av skillnaden mellan dragkraft och vikt. Notera ett schema över denna typ av system:
Vid den lägsta punkten av pendelrörelse producerar skillnaden mellan dragkraft och vikt centripetalkraft.
Som sagt är centripetalkraften den resulterande kraften mellan dragkraften och viktkraften, så vi kommer att ha följande system:
FCP – centripetalkraft (N)
Baserat på exemplen som visas ovan kan du få en allmän uppfattning om hur man löser övningar som kräver beräkning av dragkraft. Som med alla andra typer av krafter måste dragkraften beräknas genom att tillämpa vår kunskap om Newtons tre lagar. I följande ämne presenterar vi några exempel på lösta övningar om dragkraft så att du bättre kan förstå det.
Lösta övningar på dragkraft
Fråga 1 - (IFCE) I figuren nedan har den outtöjbara vajern som förbinder kropparna A och B och remskivan försumbar massa. Kropparnas massor är mA = 4,0 kg och mB = 6,0 kg. Bortsett från friktionen mellan kropp A och ytan, accelerationen av setet, i m/s2, är (betrakta tyngdaccelerationen 10,0 m/sek2)?
a) 4,0
b) 6,0
c) 8,0
d) 10,0
e) 12,0
Respons: 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 den resultant som får hela systemet att röra sig, därför måste vi lösa följande beräkning:
Fråga 2 - (UFRGS) Två block, av massor m1=3,0 kg och m2=1,0 kg, ansluten med en outtöjbar tråd, kan glida utan friktion på ett horisontellt plan. Dessa block dras av en horisontell kraft F med modulen F = 6 N, som visas i följande figur (bortsett 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
Respons: Bokstaven D
Upplösning:
För att lösa övningen, inse bara att den enda kraften som flyttar massblocket m1 det är dragkraften som vajern gör på den, så det är nettokraften. Så för att lösa den här övningen hittar vi systemets acceleration och gör sedan dragberäkningen:
Fråga 3 - (EsPCEx) En hiss har en vikt på 1500 kg. Med tanke på tyngdaccelerationen lika med 10 m/s² är dragkraften på hisskabeln, när den går upp tom, med en acceleration på 3 m/s²:
a) 4500 N
b) 6000 N
c) 15500 N
d) 17 000 N
e) 19500 N
Respons: Bokstaven e
Upplösning:
För att beräkna intensiteten av dragkraften som utövas av kabeln på hissen, tillämpar vi den andra lagen om Newton, på detta sätt, finner vi att skillnaden mellan dragkraft och vikt är ekvivalent med nettokraften, därför vi drog slutsatsen att:
Fråga 4 - (CTFMG) Följande figur illustrerar en Atwood-maskin.
Om man antar att denna maskin har en remskiva och en kabel med försumbara massor och att friktionen också är försumbar, kommer accelerationsmodulen för block 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
Respons: Bokstaven C
Upplösning:
För att beräkna accelerationen av detta system är det nödvändigt att notera att nettokraften är bestäms av skillnaden mellan vikterna för kropparna 1 och 2, gör detta, applicera bara den andra Newtons lag:
Av mig Rafael Helerbrock
