Тягова сила, або Напруга, - це ім'я, дане міцність який накладається на тіло за допомогою мотузок, кабелів або проводів, наприклад. Сила тяги особливо корисна, коли ви хочете, щоб сила була передані до інших віддалених тіл або змінити напрямок прикладання сили.
Дивисьтакож: Знати, що вивчати з механіки для тесту Енема
Як розрахувати тягнучу силу?
Щоб розрахувати силу тяги, ми повинні застосувати наші знання про три закони Росії Отже, Ньютон, ми радимо вам переглянути основи динаміки, завітавши до нашої статті в Закони Ньютона (просто перейдіть за посиланням), перш ніж продовжувати дослідження в цьому тексті.
О тяговий розрахунок враховує, як воно застосовується, і це залежить від багатьох факторів, таких як кількість тіл, що складають систему. слід вивчити кут, який утворюється між силою витягування та горизонтальним напрямком, а також станом руху тіл.
Канат, прикріплений до автомобілів вище, використовується для передачі сили, яка тягне одну з машин.
Щоб ми могли пояснити, як розраховується тяга, ми будемо робити це на основі різних ситуацій, які часто платять на іспитах з фізики для вступних іспитів та в
І будь-який.Тяга, накладена на тіло
Перший випадок найпростіший з усіх: це коли якесь тіло, як блок, представлений на наступному малюнку, є потягнувзаодинмотузка. Щоб проілюструвати цю ситуацію, ми обираємо тіло масою m, яке спирається на поверхню без тертя. У наступному випадку, як і в інших випадках, нормальна сила та сила ваги тіла були навмисно опущені, щоб полегшити візуалізацію кожного випадку. Дивитися:
Коли єдиною силою, прикладеною до тіла, є зовнішня тяга, як показано на малюнку вище, ця тяга буде дорівнює міцністьрезультуюча про тіло. Відповідно з 2-й закон Ньютона, ця чиста сила буде дорівнює продуктуйого маси прискоренням, таким чином, тягу можна розрахувати як:
Т - Тяга (N)
м - маса (кг)
- прискорення (м / с²)
Не зупиняйтесь зараз... Після реклами є ще щось;)
Тяга, прикладена до тіла, що підтримується на поверхні тертям
Коли ми застосовуємо силу тяги до тіла, яке опирається на шорстку поверхню, ця поверхня утворює сила тертя всупереч напрямку тягової сили. Відповідно до поведінки сили тертя, при цьому тяга залишається нижчою за максимальну міцністьвтертястатичний, тіло залишається в баланс (a = 0). Тепер, коли прикладена тяга перевищить цю позначку, сила тертя стане a міцністьвтертядинамічний.
Fдо - Сила тертя
У наведеному вище випадку сила витягування може бути розрахована з чистої сили на блок. Дивитися:
Тяга між тілами однієї системи
Коли два або більше тіл в системі з'єднані дротами, вони рухаються разом з однаковим прискоренням. Для того, щоб визначити силу тяги, яку одне тіло чинить на інше, ми розраховуємо чисту силу в кожному з тіл.
Та, б - Тяга, яку робить тіло А на тілі В.
Тб, - Тяга, яку робить тіло B на тілі A.
У наведеному вище випадку можна побачити, що лише один кабель з'єднує тіла A і B, більше того, ми бачимо, що тіло B тягне тіло A через тягу Тб, а. Відповідно до третього закону Ньютона, закону дії та реакції, сили, яку тіло А чинить на тіло В дорівнює силі, яку тіло В чинить на тіло А, однак ці сили мають значення протилежності.
Тяга між підвішеним блоком і підтримуваним блоком
У тому випадку, коли підвішений корпус тягне інше тіло через трос, який проходить через шків, ми можемо розрахувати натяг на дроті або натяг, що діє на кожен із блоків через другий закон Ньютон. В такому разі, коли немає тертя між підтримуваним блоком і поверхнею, чиста сила на систему тіла - це вага підвішеного тіла (PB). Зверніть увагу на наступний малюнок, який показує приклад системи цього типу:
У наведеному вище випадку ми повинні розрахувати чисту силу на кожному з блоків. Роблячи це, ми знаходимо такий результат:
Дивіться також: Дізнайтеся, як розв’язувати вправи за законами Ньютона
Похила тяга
Коли тіло, розміщене на гладкій похилій площині без тертя, натягується тросом або мотузкою, сила тяги на цьому тілі може бути розрахована відповідно до компонентгоризонтальний (PX) маси тіла. Зверніть увагу на цей випадок на наступному малюнку:
PAX - горизонтальна складова ваги блоку А
PYY - вертикальна складова ваги блоку А
Тяга, застосована до блоку А, може бути обчислена за допомогою наступного виразу:
Тяга між корпусом, підвішеним тросом, і тілом на похилій площині
У деяких вправах часто використовується система, в якій знаходиться тіло, яке спирається на нахил потягнувзаатілопризупинено, через мотузку, яка проходить через a шків.
На малюнку вище ми намалювали дві складові сили ваги блоку A, PAX і PYY. Сила, відповідальна за переміщення цієї системи тіл, є результатом між вагою блоку В, підвішеного, і горизонтальною складовою ваги блоку А:
маятниковий тяг
У разі руху маятники, які рухаються відповідно до a траєкторіяКруговий, сила розтягування, що створюється пряжею, виступає одним із компонентів доцентрова сила. Наприклад, у найнижчій точці траєкторії результуюча сила задається різницею між тягою та вагою. Зверніть увагу на схему цього типу системи:
У найнижчій точці руху маятника різниця між тягою та вагою створює доцентрову силу.
Як було сказано, доцентрова сила є результуючою силою між силою тяги та силою ваги, отже, ми матимемо таку систему:
FCP - доцентрова сила (N)
На основі наведених вище прикладів ви можете отримати загальне уявлення про те, як розв’язувати вправи, що вимагають розрахунку сили тяги. Як і для будь-якого іншого типу сили, сила тяги повинна бути розрахована, застосовуючи наші знання про три закони Ньютона. У наступній темі ми представляємо кілька прикладів вправ, розв’язаних щодо сили тяги, щоб ви могли краще це зрозуміти.
Розв’язані вправи на тягу
Питання 1 - (IFCE) На малюнку нижче нерозтяжний дріт, що з’єднує тіла A і B та шків, має незначні маси. Маси тіл складають mA = 4,0 кг і mB = 6,0 кг. Не враховуючи тертя між тілом А і поверхнею, прискорення набору, в м / с2, є (врахуйте прискорення сили тяжіння 10,0 м / с2)?
а) 4,0
б) 6,0
в) 8,0
г) 10,0
д) 12,0
Шаблон: Літера Б
Дозвіл:
Для розв’язання вправи необхідно застосувати другий закон Ньютона до системи в цілому. Роблячи це, ми бачимо, що сила ваги є результатом, який змушує рухатись всю систему, тому ми повинні вирішити наступний розрахунок:
Питання 2 - (УФРГС) Два блоки масою m1= 3,0 кг і м2= 1,0 кг, з'єднані нерозтяжним дротом, можуть ковзати без тертя по горизонтальній площині. Ці блоки тягнуться горизонтальною силою F модуля F = 6 Н, як показано на наступному малюнку (не враховуючи масу дроту).
Натяг дроту, що з'єднує два блоки, становить
а) нульовий
б) 2,0 Н
в) 3,0 н
г) 4,5 н
д) 6,0 н
Шаблон: Літера D
Дозвіл:
Щоб вирішити вправу, просто зрозумійте, що єдина сила, яка рухає блок маси м1 це сила тяги, яку на нього робить дріт, отже це чиста сила. Отже, для вирішення цієї вправи ми знаходимо прискорення системи, а потім робимо обчислення тяги:
Запитання 3 - (EsPCEx) Ліфт має масу 1500 кг. Враховуючи прискорення сили тяжіння, рівне 10 м / с², тяга на кабелі ліфта, коли він піднімається порожнім, з прискоренням 3 м / с², становить:
а) 4500 н
б) 6000 Н
в) 15500 н
г) 17000 н
д) 19500 н
Шаблон: Літера e
Дозвіл:
Для розрахунку інтенсивності тягової сили, що діє на трос на елеваторі, застосовуємо другий закон Ньютоном, таким чином, ми виявляємо, що різниця між тягою та вагою еквівалентна чистій силі, отже ми дійшли висновку, що:
Питання 4 - (CTFMG) Наступний малюнок ілюструє машину Atwood.
Якщо припустити, що ця машина має шків і трос із незначними масами, а тертя також незначне, модуль прискорення блоків з масами дорівнює м1 = 1,0 кг і м2 = 3,0 кг, в м / с², становить:
а) 20
б) 10
в) 5
г) 2
Шаблон: Літера С
Дозвіл:
Для розрахунку прискорення цієї системи необхідно зазначити, що чиста сила становить визначається різницею між вагами тіл 1 і 2, роблячи це, просто застосовуємо друге Закон Ньютона:
Мені Рафаель Хелерброк
