แรงฉุด, หรือ แรงดันไฟฟ้าเป็นชื่อที่กำหนดให้ ความแข็งแกร่ง ซึ่งกระทำบนร่างกายด้วยเชือก สายเคเบิล หรือสายไฟ เป็นต้น แรงดึงมีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อคุณต้องการให้แรงเป็น โอนแล้ว ไปยังวัตถุที่อยู่ห่างไกลอื่น ๆ หรือเพื่อเปลี่ยนทิศทางของการใช้กำลัง
ดูอีกด้วย: รู้ว่าต้องเรียนอะไรในกลศาสตร์สำหรับการทดสอบศัตรู
วิธีการคำนวณแรงดึง?
ในการคำนวณแรงดึง เราต้องใช้ความรู้เกี่ยวกับกฎสามข้อของ นิวตัน ดังนั้น เราขอแนะนำให้คุณทบทวนพื้นฐานของ Dynamics โดยเข้าไปที่บทความของเราที่ ที่ กฎของนิวตัน (เพียงเข้าไปที่ลิงค์) ก่อนดำเนินการศึกษาในข้อความนี้
อู๋ การคำนวณแรงดึง คำนึงถึงวิธีการนำไปใช้และขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ เช่น จำนวนเนื้อหาที่ประกอบขึ้นเป็นระบบ ศึกษามุมที่เกิดขึ้นระหว่างแรงดึงกับทิศทางแนวนอนและสถานะการเคลื่อนที่ของ ร่างกาย
เชือกที่ติดอยู่กับรถด้านบนใช้เพื่อส่งแรง ซึ่งดึงรถคันหนึ่ง
เพื่อให้เราสามารถอธิบายวิธีคำนวณแรงฉุด เราจะทำโดยอิงจากสถานการณ์ต่างๆ ซึ่งมักจะต้องใช้ในการสอบฟิสิกส์สำหรับการสอบเข้ามหาวิทยาลัยและใน แล้วก็.
แรงฉุดใช้กับร่างกาย
กรณีแรกเป็นกรณีที่ง่ายที่สุด: เมื่อร่างกายบางส่วนเช่นบล็อกที่แสดงในรูปต่อไปนี้คือ
ดึงต่อNSเชือก. เพื่อแสดงสถานการณ์นี้ เราเลือกวัตถุมวล m ที่วางอยู่บนพื้นผิวที่ไม่มีการเสียดสี ในกรณีต่อไปนี้ เช่นเดียวกับในกรณีอื่นๆ แรงตั้งฉากและแรงน้ำหนักตัวถูกละเว้นโดยเจตนา เพื่อช่วยให้เห็นภาพของแต่ละกรณีได้ง่ายขึ้น นาฬิกา:
เมื่อแรงอย่างเดียวที่ใช้กับร่างกายเป็นแรงดึงภายนอก ดังแสดงในรูปด้านบน แรงดึงนี้จะเท่ากับ ความแข็งแกร่งผลลัพธ์ เกี่ยวกับร่างกาย ให้เป็นไปตาม กฎข้อที่ 2 ของนิวตัน, แรงสุทธินี้จะเท่ากับ ผลิตภัณฑ์ของมวลด้วยความเร่งดังนั้นการดึงสามารถคำนวณได้ดังนี้:
NS – แรงฉุด (N)
NS – มวล (กก.)
NS – อัตราเร่ง (m/s²)
แรงฉุดนำไปใช้กับร่างกายที่รองรับบนพื้นผิวแรงเสียดทาน
เมื่อเราออกแรงฉุดบนตัวรถที่รองรับบนพื้นผิวที่ขรุขระ พื้นผิวนี้จะสร้าง แรงเสียดทาน ตรงกันข้ามกับทิศทางของแรงดึง ตามพฤติกรรมของแรงเสียดทานในขณะที่แรงฉุดยังคงต่ำกว่าค่าสูงสุด ความแข็งแกร่งในแรงเสียดทานคงที่, ร่างกายยังคงอยู่ใน สมดุล (a = 0). ทีนี้ เมื่อแรงฉุดกระทำเกินเครื่องหมายนี้ แรงเสียดทานจะกลายเป็น a ความแข็งแกร่งในแรงเสียดทานพลวัต.
NSจนกระทั่ง - แรงเสียดทาน
ในกรณีข้างต้น แรงดึงสามารถคำนวณได้จากแรงสุทธิบนบล็อก นาฬิกา:
แรงฉุดระหว่างร่างกายของระบบเดียวกัน
เมื่อวัตถุสองตัวหรือมากกว่าในระบบถูกเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน พวกมันจะเคลื่อนที่ไปด้วยกันด้วยความเร่งเท่ากัน เพื่อกำหนดแรงฉุดลากที่วัตถุหนึ่งออกไปยังอีกวัตถุหนึ่ง เราคำนวณแรงสุทธิในแต่ละวัตถุ
NSก, ข - แรงฉุดที่ร่างกาย A ทำกับร่างกาย B
NSb, the - แรงฉุดที่ร่างกาย B ทำกับร่างกาย A
ในกรณีข้างต้น จะเห็นได้ว่ามีเพียงสายเดียวที่เชื่อมต่อวัตถุ A กับ B ยิ่งกว่านั้น เราจะเห็นว่าตัว B ดึงตัว A ผ่านการลาก NSข, ก. ตามกฎข้อที่สามของนิวตัน กฎแห่งการกระทำและปฏิกิริยา แรงที่ร่างกาย A กระทำต่อ ร่างกาย B เท่ากับแรงที่ร่างกาย B กระทำต่อร่างกาย A อย่างไรก็ตาม แรงเหล่านี้มีความหมาย ตรงกันข้าม
แรงฉุดระหว่างบล็อกที่ถูกระงับและบล็อกที่รองรับ
ในกรณีที่ตัวแขวนลอยดึงอีกตัวหนึ่งผ่านสายเคเบิลที่ผ่านรอก เราสามารถคำนวณความตึงของเส้นลวดหรือความตึงที่กระทำต่อแต่ละบล็อคผ่านกฎข้อที่สองของ นิวตัน. ในกรณีนี้, เมื่อไม่มีแรงเสียดทานระหว่างบล็อกที่รองรับกับพื้นผิว, แรงสุทธิต่อระบบร่างกายคือน้ำหนักของตัวแขวนลอย (สำหรับNS). สังเกตรูปต่อไปนี้ ซึ่งแสดงตัวอย่างของระบบประเภทนี้:
ในกรณีข้างต้น เราต้องคำนวณแรงสุทธิในแต่ละบล็อก เมื่อทำเช่นนี้ เราพบผลลัพธ์ต่อไปนี้:
ดูด้วย: เรียนรู้ที่จะแก้แบบฝึกหัดเกี่ยวกับกฎของนิวตัน
แรงฉุดเอียง
เมื่อร่างกายที่วางอยู่บนระนาบที่ลาดเอียงและไม่มีแรงเสียดทานถูกดึงด้วยสายเคเบิลหรือเชือก แรงดึงบนตัวนั้นสามารถคำนวณได้ตาม ส่วนประกอบแนวนอน (สำหรับNS) ของน้ำหนักตัว หมายเหตุกรณีนี้ในรูปต่อไปนี้:
สำหรับขวาน – องค์ประกอบแนวนอนของน้ำหนักของบล็อก A
สำหรับปปป – องค์ประกอบแนวตั้งของน้ำหนักของบล็อก A
แรงฉุดที่ใช้กับบล็อก A สามารถคำนวณได้โดยใช้นิพจน์ต่อไปนี้:
การลากระหว่างตัวที่ห้อยด้วยสายเคเบิลและตัวบนระนาบลาดเอียง
ในการออกกำลังกายบางอย่าง เป็นเรื่องปกติที่จะใช้ระบบที่ร่างกายรองรับอยู่บนความลาดเอียง ดึงต่อNSร่างกายถูกระงับ, ผ่านเชือกที่ผ่าน ลูกรอก.
ในรูปด้านบน เราได้วาดส่วนประกอบทั้งสองของแรงน้ำหนักของบล็อก A สำหรับขวาน และ สำหรับปปป. แรงที่รับผิดชอบในการเคลื่อนย้ายระบบของร่างกายนี้คือผลลัพธ์ระหว่างน้ำหนักของบล็อก B ที่แขวนลอย และองค์ประกอบแนวนอนของน้ำหนักของบล็อก A:
ลูกตุ้มดึง
ในกรณีของการเคลื่อนไหวของ ลูกตุ้มซึ่งเคลื่อนที่ตาม วิถีหนังสือเวียนแรงดึงที่เกิดจากเส้นด้ายทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบหนึ่งของ แรงสู่ศูนย์กลาง. ที่จุดต่ำสุดของวิถี เช่น แรงที่ได้มาจากความแตกต่างระหว่างแรงฉุดและน้ำหนัก. สังเกตแผนผังของระบบประเภทนี้:
ที่จุดต่ำสุดของการเคลื่อนที่ของลูกตุ้ม ความแตกต่างระหว่างการลากและน้ำหนักทำให้เกิดแรงสู่ศูนย์กลาง
ดังที่กล่าวไว้ แรงสู่ศูนย์กลางคือแรงผลลัพธ์ระหว่างแรงฉุดลากกับแรงน้ำหนัก ดังนั้น เราจะมีระบบดังต่อไปนี้:
NSCP – แรงสู่ศูนย์กลาง (N)
จากตัวอย่างที่แสดงด้านบน คุณจะได้รับแนวคิดทั่วไปเกี่ยวกับวิธีแก้แบบฝึกหัดที่ต้องใช้การคำนวณแรงดึง เช่นเดียวกับแรงประเภทอื่น แรงดึงต้องคำนวณโดยใช้ความรู้ของเราเกี่ยวกับกฎสามข้อของนิวตัน ในหัวข้อต่อไปนี้ เรานำเสนอตัวอย่างบางส่วนของแบบฝึกหัดที่แก้ไขแล้วเกี่ยวกับแรงฉุดเพื่อให้คุณเข้าใจได้ดีขึ้น
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 (พิจารณาความเร่งของแรงโน้มถ่วง 10.0 m/วินาที2)?
ก) 4.0
ข) 6.0
ค) 8.0
ง) 10.0
จ) 12.0
ข้อเสนอแนะ: ตัวอักษร B
ปณิธาน:
ในการแก้แบบฝึกหัด จำเป็นต้องใช้กฎข้อที่สองของนิวตันกับระบบโดยรวม การทำเช่นนี้เราจะเห็นว่าแรงน้ำหนักเป็นผลที่ทำให้ทั้งระบบเคลื่อนที่ ดังนั้น เราต้องแก้การคำนวณต่อไปนี้:
คำถามที่ 2 - (UFRGS) สองช่วงตึก มวล m1=3.0 กก. และ m2=1.0 กก. ต่อด้วยลวดที่ขยายไม่ได้ สามารถเลื่อนบนระนาบแนวนอนได้โดยไม่เสียดสี บล็อกเหล่านี้ถูกดึงด้วยแรงแนวนอน F ของโมดูลัส F = 6 N ดังแสดงในรูปต่อไปนี้ (โดยไม่คำนึงถึงมวลของเส้นลวด)
ความตึงของเส้นลวดที่เชื่อมต่อทั้งสองช่วงตึกคือ
ก) ศูนย์
ข) 2.0 ไม่มี
ค) 3.0 ไม่มี
ง) 4.5 ไม่มี
จ) 6.0 ไม่มี
ข้อเสนอแนะ: ตัวอักษร D
ปณิธาน:
แก้โจทย์ให้รู้ว่าแรงอย่างเดียวที่เคลื่อนที่บล็อกมวล NS1 มันคือแรงดึงที่เส้นลวดทำกับมัน มันคือแรงสุทธิ ดังนั้น เพื่อแก้ปัญหาแบบฝึกหัดนี้ เราพบความเร่งของระบบแล้วคำนวณแรงฉุด:
คำถามที่ 3 - (EsPCEx) ลิฟต์มีน้ำหนัก 1,500 กิโลกรัม เมื่อพิจารณาถึงความเร่งของแรงโน้มถ่วงเท่ากับ 10 ม./วินาที² การลากบนสายเคเบิลลิฟต์เมื่อลอยขึ้นพ้นอากาศด้วยความเร่ง 3 ม./วินาที² คือ:
ก) 4500 N
ข) 6000 N
ค) 15500 N
ง) 17,000 N
จ) 19500 N
ข้อเสนอแนะ: จดหมาย e
ปณิธาน:
ในการคำนวณความเข้มของแรงดึงที่กระทำโดยสายเคเบิลบนลิฟต์ เราใช้กฎข้อที่สองของ นิวตัน ด้วยวิธีนี้ เราพบว่าความแตกต่างระหว่างแรงฉุดและน้ำหนักจะเท่ากับแรงสุทธิ ดังนั้น เราได้ข้อสรุปว่า:
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
ข้อเสนอแนะ: ตัวอักษร C
ปณิธาน:
ในการคำนวณความเร่งของระบบนี้ จำเป็นต้องสังเกตว่าแรงสุทธิคือ กำหนดโดยผลต่างระหว่างน้ำหนักตัว 1 กับ 2 ทำได้แค่ใช้ตัวที่สอง กฎของนิวตัน:
By Me. ราฟาเอล เฮเลอร์บร็อก
