Тяга, або Напруга, це назва, дана міцність який діє на тіло за допомогою мотузок, тросів або дротів, наприклад. Сила витягування особливо корисна, коли ви хочете, щоб вона була передано до інших віддалених тіл або змінити напрямок дії сили.
Подивітьсятакож: Знайте, що вивчати з Механіки для тесту Enem
Як розрахувати тягну силу?
Щоб обчислити тягнучу силу, ми повинні застосувати наші знання про три закони Ньютон, тому ми рекомендуємо вам переглянути основи динаміки, переглянувши нашу статтю про на Закони Ньютона (просто перейдіть за посиланням), перш ніж продовжити дослідження в цьому тексті.
О розрахунок тяги враховує спосіб його застосування, і це залежить від багатьох факторів, таких як кількість тіл, які складають систему. необхідно дослідити кут, який утворюється між тяговою силою і горизонтальним напрямком, а також стан руху тіла.
Мотузка, прикріплена до автомобілів вище, використовується для передачі сили, яка тягне один з автомобілів.
Щоб ми могли пояснити, як розраховується тяга, ми будемо робити це на основі різних ситуацій, які часто потрібні на іспитах з фізики для вступних іспитів до університету та в
І будь-який.Тяга, накладена на тіло
Перший випадок найпростіший з усіх: це коли деяке тіло, як блок, зображений на наступному малюнку, є тягнувперanмотузка. Щоб проілюструвати цю ситуацію, виберемо тіло масою m, яке лежить на поверхні без тертя. У наступному випадку, як і в інших випадках, нормальна сила і сила ваги тіла були навмисно опущені, щоб полегшити візуалізацію кожного випадку. Дивитися:
Коли єдина сила, прикладена до тіла, — це зовнішня сила, як показано на малюнку вище, ця сила буде дорівнює міцністьрезультуюча про тіло. Відповідно до 2-й закон Ньютона, ця чиста сила буде дорівнювати продуктйого маси за рахунок прискорення, таким чином, тягу можна розрахувати як:
Т – Тяга (N)
м – маса (кг)
The – прискорення (м/с²)
Тяга, прикладена до тіла, що спирається на поверхню тертя
Коли ми прикладаємо тягову силу до тіла, яке спирається на шорстку поверхню, ця поверхня створює a сила тертя протилежно напряму тягової сили. Відповідно до поведінки сила тертя, при цьому тяга залишається нижчою за максимальну міцністьвтертястатичний, тіло залишається в баланс (а = 0). Тепер, коли сила тяги перевищить цю позначку, сила тертя стане a міцністьвтертядинамічний.
Фдоки - Сила тертя
У наведеному вище випадку тягну силу можна розрахувати з сумарної сили на блоці. Дивитися:
Тяга між тілами однієї системи
Коли два або більше тіл в системі з’єднані між собою, вони рухаються разом з однаковим прискоренням. Щоб визначити силу тяги, яку одне тіло діє на інше, обчислимо сумарну силу в кожному з тіл.
Та, б – Тяга, яку здійснює тіло А з тілом В.
Тб, – Тяга, яку робить тіло В з тілом А.
У наведеному вище випадку можна побачити, що тільки один трос з'єднує тіла A і B, крім того, ми бачимо, що тіло B тягне тіло A через тягу Тб, а. Відповідно до третього закону Ньютона, закону дії та реакції, сила, з якою тіло А діє на тіло B дорівнює силі, з якою тіло B діє на тіло A, однак ці сили мають значення протилежності.
Тяга між підвісним блоком і опорним блоком
У випадку, коли підвішене тіло тягне інше тіло через трос, який проходить через шків, ми можемо обчислити напругу на дроті або натяг, що діє на кожен з блоків, за допомогою другого закону Ньютон. В цьому випадку, коли немає тертя між опорним блоком і поверхнею, чиста сила на систему тіла є вагою підвішеного тіла (ДЛЯБ). Зверніть увагу на наступний малюнок, на якому показано приклад такого типу системи:
У наведеному вище випадку ми повинні обчислити сумарну силу в кожному з блоків. Зробивши це, ми знайдемо наступний результат:
Дивіться також: Вчити розв’язувати вправи на закони Ньютона
Похила тяга
Коли тіло, розташоване на гладкій похилій площині без тертя, тягнуть за трос або мотузку, тягну силу на це тіло можна розрахувати відповідно до компонентгоризонтальний (ДЛЯX) маси тіла. Зверніть увагу на цей випадок на наступному малюнку:
ДЛЯAX – горизонтальна складова ваги блоку А
ДЛЯYY – вертикальна складова ваги блоку А
Тяга, що застосовується до блоку А, може бути розрахована за допомогою такого виразу:
Тяга між тілом, підвішеним на тросі, і тілом на похилій площині
У деяких вправах зазвичай використовується система, в якій знаходиться тіло, яке підтримується на нахилі тягнувператілопризупинено, через мотузку, яка проходить через а шків.
На малюнку вище ми намалювали дві складові сили ваги блоку А, ДЛЯAX і ДЛЯYY. Сила, що відповідає за переміщення цієї системи тіл, є рівноцінною між вагою блоку B, підвішеного, і горизонтальною складовою ваги блоку A:
тягнення маятника
У разі руху о маятники, які рухаються відповідно до а траєкторіяЦиркулярний, тягне зусилля, яке створює пряжа, виступає як один із компонентів доцентрова сила. У найнижчій точці траєкторії, наприклад, результуюча сила визначається 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 - це результуюча сила між тяговою силою і силою ваги, отже, ми матимемо таку систему:
ФCP – доцентрова сила (Н)
На основі наведених вище прикладів можна отримати загальне уявлення про те, як розв’язувати вправи, які вимагають розрахунку тягової сили. Як і для будь-якого іншого типу сили, тягну силу необхідно розрахувати, застосовуючи наші знання про три закони Ньютона. У наступній темі ми наведемо кілька прикладів розв’язаних вправ про силу тяги, щоб ви могли краще її зрозуміти.
Розв'язуються вправи на тягу
Питання 1 - (IFCE) На малюнку нижче нерозтяжний дріт, що з’єднує тіла А і В, і шків мають незначні маси. Маси тіл mA = 4,0 кг і mB = 6,0 кг. Не враховуючи тертя між тілом А і поверхнею, прискорення множини, м/с2, є (розглянемо прискорення сили тяжіння 10,0 м/с2)?
а) 4,0
б) 6,0
в) 8,0
г) 10,0
д) 12,0
Зворотній зв'язок: буква В
Роздільна здатність:
Щоб розв’язати вправу, необхідно застосувати другий закон Ньютона до системи в цілому. Роблячи це, ми бачимо, що сила ваги є рівнодійною, яка змушує рухатися всю систему, тому ми повинні розв’язати наступне обчислення:
Питання 2 - (UFRGS) Два блоки масою m1=3,0 кг і м2=1,0 кг, з'єднаний нерозтяжним дротом, може без тертя ковзати по горизонтальній площині. Ці блоки тягне горизонтальна сила F з модулем F = 6 Н, як показано на наступному малюнку (не враховуючи масу дроту).
Напруга в дроті, що з'єднує два блоки
а) нульовий
б) 2,0 Н
в) 3,0 н
г) 4,5 н
д) 6,0 Н
Зворотній зв'язок: буква Д
Резолюція:
Щоб розв’язати вправу, просто усвідомте, що єдина сила, яка рухає масу, блокує м1 це тягнуча сила, яку надає дріт, тож це і є сумарна сила. Отже, щоб розв’язати цю вправу, ми знаходимо прискорення системи, а потім робимо розрахунок тяги:
Запитання 3 - (EsPCEx) Ліфт має масу 1500 кг. Враховуючи прискорення сили тяжіння, що дорівнює 10 м/с², сила тяги на тросі ліфта, коли він піднімається порожнім, з прискоренням 3 м/с², дорівнює:
а) 4500 Н
б) 6000 Н
в) 15500 Н
г) 17 000 Н
д) 19500 Н
Зворотній зв'язок: буква e
Резолюція:
Щоб розрахувати інтенсивність тягової сили, що діє тросом на ліфт, застосовуємо другий закон Ньютоном, таким чином, ми знаходимо, що різниця між тягою та вагою еквівалентна чистій силі, отже ми зробили висновок, що:
Питання 4 - (CTFMG) Наступний малюнок ілюструє машину Atwood.
Якщо вважати, що ця машина має шків і трос з мізерно малими масами, а також що тертя також незначне, модуль прискорення блоків з масами рівними m1 = 1,0 кг і м2 = 3,0 кг, в м/с², це:
а) 20
б) 10
в) 5
г) 2
Зворотній зв'язок: буква С
Роздільна здатність:
Для обчислення прискорення цієї системи необхідно зазначити, що сумарна сила є визначається різницею мас тіл 1 і 2, при цьому просто застосовуємо друге закон Ньютона:
Від мене Рафаель Хелерброк
