แรงฉุด, หรือ แรงดันไฟฟ้า, เป็นชื่อที่กำหนดให้ ความแข็งแกร่ง ซึ่งกระทำบนร่างกายด้วยเชือก สายเคเบิล หรือสายไฟ เป็นต้น แรงดึงมีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อคุณต้องการให้แรงเป็น โอนแล้ว ไปยังวัตถุที่อยู่ห่างไกลอื่น ๆ หรือเพื่อเปลี่ยนทิศทางของการใช้แรง
ดูยัง: รู้ว่าต้องเรียนอะไรในกลศาสตร์สำหรับการทดสอบศัตรู
วิธีการคำนวณแรงดึง?
ในการคำนวณแรงดึง เราต้องใช้ความรู้เกี่ยวกับกฎสามข้อของ นิวตัน ดังนั้น เราขอแนะนำให้คุณทบทวนพื้นฐานของ Dynamics โดยเข้าไปที่บทความของเราเกี่ยวกับ ที่ กฎของนิวตัน (เพียงเข้าไปที่ลิงค์) ก่อนดำเนินการศึกษาในข้อความนี้
โอ การคำนวณแรงดึง คำนึงถึงวิธีการนำไปใช้ และขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ เช่น จำนวนเนื้อหาที่ประกอบขึ้นเป็นระบบ ศึกษามุมที่เกิดขึ้นระหว่างแรงฉุดลากกับทิศทางแนวนอนและสถานะการเคลื่อนที่ของ of ร่างกาย
เชือกที่ติดอยู่กับรถด้านบนใช้เพื่อส่งแรง ซึ่งดึงรถคันหนึ่ง
เพื่อให้เราสามารถอธิบายวิธีคำนวณแรงฉุด เราจะทำโดยอิงจากสถานการณ์ต่างๆ ซึ่งมักถูกเรียกเก็บในการสอบฟิสิกส์สำหรับการสอบเข้ามหาวิทยาลัยและใน แล้วก็.
แรงฉุดใช้กับร่างกาย
กรณีแรกเป็นกรณีที่ง่ายที่สุด: เมื่อร่างกายบางส่วนเช่นบล็อกที่แสดงในรูปต่อไปนี้คือ
ดึงต่อหนึ่งเชือก. เพื่อแสดงสถานการณ์นี้ เราเลือกวัตถุมวล m ที่วางอยู่บนพื้นผิวที่ไม่มีการเสียดสี ในกรณีต่อไปนี้ เช่นเดียวกับในกรณีอื่นๆ แรงตั้งฉากและแรงน้ำหนักตัวถูกละเว้นโดยเจตนา เพื่อให้เห็นภาพของแต่ละกรณีได้ง่ายขึ้น ดู:
เมื่อแรงอย่างเดียวที่ใช้กับร่างกายเป็นแรงดึงภายนอก ดังแสดงในรูปด้านบน แรงดึงนี้จะเท่ากับ ความแข็งแกร่งผลลัพธ์ เกี่ยวกับร่างกาย ให้เป็นไปตาม กฎข้อที่ 2 ของนิวตัน, แรงสุทธินี้จะเท่ากับ สินค้าของมวลด้วยความเร่งจึงสามารถคำนวณแรงฉุดได้ดังนี้
ตู่ – แรงฉุด (N)
ม – มวล (กก.)
– อัตราเร่ง (m/s²)
อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)
แรงฉุดใช้กับร่างกายที่รองรับบนพื้นผิวที่มีการเสียดสี
เมื่อเราใช้แรงดึงบนตัวรถที่รองรับบนพื้นผิวที่ขรุขระ พื้นผิวนี้จะสร้าง แรงเสียดทาน ตรงกันข้ามกับทิศทางของแรงดึง ตามพฤติกรรมของแรงเสียดทานในขณะที่แรงฉุดยังคงต่ำกว่าค่าสูงสุด ความแข็งแกร่งในแรงเสียดทานคงที่, ร่างกายยังคงอยู่ใน สมดุล (a = 0). ทีนี้ เมื่อแรงฉุดกระทำเกินเครื่องหมายนี้ แรงเสียดทานจะกลายเป็น a ความแข็งแกร่งในแรงเสียดทานไดนามิก
Fจนกระทั่ง - แรงเสียดทาน
ในกรณีข้างต้น แรงดึงสามารถคำนวณได้จากแรงสุทธิบนบล็อก ดู:
แรงฉุดระหว่างร่างกายของระบบเดียวกัน
เมื่อวัตถุสองตัวหรือมากกว่าในระบบถูกเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน พวกมันจะเคลื่อนที่ไปด้วยกันด้วยความเร่งเท่ากัน เพื่อหาแรงฉุดลากที่วัตถุหนึ่งออกไปยังอีกวัตถุหนึ่ง เราคำนวณแรงสุทธิในแต่ละวัตถุ
ตู่ก, ข - แรงฉุดที่ร่างกาย A ทำกับร่างกาย B
ตู่b, the - แรงฉุดที่ร่างกาย B ทำกับร่างกาย A
ในกรณีข้างต้น จะเห็นได้ว่ามีเพียงสายเดียวที่เชื่อมต่อวัตถุ A กับ B ยิ่งกว่านั้น เราจะเห็นว่าตัว B ดึงตัว A ผ่านการลาก ตู่ข, ก. ตามกฎข้อที่สามของนิวตัน กฎแห่งการกระทำและปฏิกิริยา แรงที่ร่างกาย A กระทำต่อ ร่างกาย B เท่ากับแรงที่ร่างกาย B กระทำต่อร่างกาย A อย่างไรก็ตาม แรงเหล่านี้มีความหมาย ตรงกันข้าม
แรงฉุดระหว่างบล็อกที่ถูกระงับและบล็อกที่รองรับ
ในกรณีที่ตัวแขวนลอยดึงอีกตัวหนึ่งผ่านสายเคเบิลที่ผ่านรอก เราสามารถคำนวณความตึงของเส้นลวดหรือความตึงที่กระทำต่อแต่ละบล็อคผ่านกฎข้อที่สองของ นิวตัน. ในกรณีนั้น, เมื่อไม่มีแรงเสียดทานระหว่างบล็อกที่รองรับกับพื้นผิว, แรงสุทธิต่อระบบร่างกายคือน้ำหนักของตัวแขวนลอย (พีบี). สังเกตรูปต่อไปนี้ ซึ่งแสดงตัวอย่างของระบบประเภทนี้:
ในกรณีข้างต้น เราต้องคำนวณแรงสุทธิของแต่ละบล็อก เมื่อทำเช่นนี้ เราพบผลลัพธ์ต่อไปนี้:
ดูด้วย: เรียนรู้วิธีแก้แบบฝึกหัดเกี่ยวกับกฎของนิวตัน
แรงฉุดเอียง
เมื่อร่างกายที่วางอยู่บนระนาบที่ลาดเอียงและไม่มีแรงเสียดทานถูกดึงด้วยสายเคเบิลหรือเชือก แรงดึงบนตัวนั้นสามารถคำนวณได้ตาม ส่วนประกอบแนวนอน (พีX) ของน้ำหนักตัว หมายเหตุกรณีนี้ในรูปต่อไปนี้:
พีขวาน – องค์ประกอบแนวนอนของน้ำหนักของบล็อก A
พีปปปป – องค์ประกอบแนวตั้งของน้ำหนักของบล็อก A
แรงฉุดที่ใช้กับบล็อก A สามารถคำนวณได้โดยใช้นิพจน์ต่อไปนี้:
การลากระหว่างตัวที่ห้อยด้วยสายเคเบิลกับตัวบนระนาบเอียง
ในการออกกำลังกายบางอย่าง เป็นเรื่องปกติที่จะใช้ระบบที่ร่างกายรองรับอยู่บนความลาดเอียง ดึงต่อร่างกายระงับ ผ่านเชือกที่ผ่าน ลูกรอก.
ในรูปด้านบน เราได้วาดส่วนประกอบทั้งสองของแรงน้ำหนักของบล็อก A พีขวาน และ พีปปปป. แรงที่รับผิดชอบในการเคลื่อนย้ายระบบของร่างกายนี้เป็นผลมาจากน้ำหนักของบล็อก B ที่ถูกระงับ และองค์ประกอบแนวนอนของน้ำหนักของบล็อก A
ลูกตุ้มดึง
ในกรณีของการเคลื่อนไหวของ ลูกตุ้มซึ่งเคลื่อนที่ตาม วิถีหนังสือเวียนแรงดึงที่เกิดจากเส้นด้ายทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบหนึ่งของ แรงสู่ศูนย์กลาง. ที่จุดต่ำสุดของวิถี เช่น แรงที่ได้มาจากความแตกต่างระหว่างแรงฉุดและน้ำหนัก. สังเกตแผนผังของระบบประเภทนี้:
ที่จุดต่ำสุดของการเคลื่อนที่ของลูกตุ้ม ความแตกต่างระหว่างการลากและน้ำหนักทำให้เกิดแรงสู่ศูนย์กลาง
ดังที่กล่าวไว้ แรงสู่ศูนย์กลางคือแรงผลลัพธ์ระหว่างแรงฉุดลากกับแรงน้ำหนัก ดังนั้น เราจะมีระบบดังต่อไปนี้:
FCP – แรงสู่ศูนย์กลาง (N)
จากตัวอย่างที่แสดงด้านบน คุณจะได้รับแนวคิดทั่วไปเกี่ยวกับวิธีแก้แบบฝึกหัดที่ต้องใช้การคำนวณแรงดึง เช่นเดียวกับแรงประเภทอื่น แรงดึงต้องคำนวณโดยใช้ความรู้ของเราเกี่ยวกับกฎสามข้อของนิวตัน ในหัวข้อต่อไปนี้ เรานำเสนอตัวอย่างบางส่วนของแบบฝึกหัดที่แก้ไขเกี่ยวกับแรงฉุดเพื่อให้คุณเข้าใจได้ดีขึ้น
แก้ไขแบบฝึกหัดเกี่ยวกับแรงดึง
คำถามที่ 1 - (IFCE) ในรูปด้านล่าง ลวดขยายไม่ได้ที่เชื่อมตัว A และ B และรอกมีมวลเพียงเล็กน้อย มวลของร่างกายคือ mA = 4.0 กก. และ mB = 6.0 กก. โดยไม่สนใจความเสียดทานระหว่างวัตถุ A กับพื้นผิว ความเร่งของเซต หน่วยเป็น m/s2, คือ (พิจารณาความเร่งตามแรงโน้มถ่วง 10.0 ม./วินาที2)?
ก) 4.0
ข) 6.0
ค) 8.0
ง) 10.0
จ) 12.0
แม่แบบ: ตัวอักษร B
ความละเอียด:
ในการแก้แบบฝึกหัด จำเป็นต้องใช้กฎข้อที่สองของนิวตันกับระบบโดยรวม การทำเช่นนี้เราจะเห็นว่าแรงน้ำหนักเป็นผลที่ทำให้ทั้งระบบเคลื่อนที่ ดังนั้นเราต้องแก้ไขการคำนวณต่อไปนี้:
คำถามที่ 2 - (UFRGS) สองช่วงตึก มวล m1=3.0 กก. และ m2=1.0 กก. ต่อด้วยลวดที่ขยายไม่ได้ สามารถเลื่อนบนระนาบแนวนอนได้โดยไม่เสียดสี บล็อกเหล่านี้ถูกดึงโดยแรงแนวนอน F ของโมดูลัส F = 6 N ดังแสดงในรูปต่อไปนี้ (ไม่สนใจมวลของเส้นลวด)
ความตึงของเส้นลวดที่เชื่อมต่อทั้งสองช่วงตึกคือ
ก) ศูนย์
ข) 2.0 ไม่มี
ค) 3.0 ไม่มี
ง) 4.5 ไม่มี
จ) 6.0 ไม่มี
แม่แบบ: จดหมาย D
ความละเอียด:
แก้โจทย์ให้รู้ว่าแรงอย่างเดียวที่เคลื่อนที่บล็อกมวล ม1 มันเป็นแรงดึงที่เส้นลวดทำกับมัน มันคือแรงสุทธิ ดังนั้น เพื่อแก้ปัญหาแบบฝึกหัดนี้ เราพบความเร่งของระบบแล้วคำนวณแรงฉุด:
คำถามที่ 3 - (EsPCEx) ลิฟต์มีน้ำหนัก 1,500 กิโลกรัม เมื่อพิจารณาถึงความเร่งของแรงโน้มถ่วงเท่ากับ 10 ม./วินาที² การลากบนสายเคเบิลลิฟต์เมื่อลอยขึ้นโดยว่างเปล่า ด้วยความเร่ง 3 ม./วินาที² คือ:
ก) 4500 N
ข) 6000 N
ค) 15500 N
ง) 17,000 N
จ) 19500 N
แม่แบบ: จดหมาย e
ความละเอียด:
ในการคำนวณความเข้มของแรงดึงที่กระทำโดยสายเคเบิลบนลิฟต์ เราใช้กฎข้อที่สองของ นิวตัน ด้วยวิธีนี้ เราพบว่าความแตกต่างระหว่างแรงฉุดและน้ำหนักจะเท่ากับแรงสุทธิ ดังนั้น เราสรุปได้ว่า:
คำถามที่ 4 - (CTFMG) รูปต่อไปนี้แสดงเครื่อง Atwood
สมมติว่าเครื่องนี้มีรอกและสายเคเบิลที่มีมวลเล็กน้อยและความเสียดทานนั้นเล็กน้อยเช่นกัน โมดูลัสของการเร่งความเร็วของบล็อกที่มีมวลเท่ากับ m1 = 1.0 กก. และ m2 = 3.0 กก. ในหน่วย m/s² คือ:
ก) 20
ข) 10
ค) 5
ง) 2
แม่แบบ: ตัวอักษร C
ความละเอียด:
ในการคำนวณความเร่งของระบบนี้ จำเป็นต้องสังเกตว่าแรงสุทธิคือ กำหนดโดยผลต่างระหว่างน้ำหนักตัว 1 กับ 2 ทำได้แค่ใช้ตัวที่สอง กฎของนิวตัน:
By Me. ราฟาเอล เฮเลอร์บร็อก
