Tension Force: 5 odpovědí, které byste měli vědět

Síla, která se přenáší po délce pružného média, jako je lano, lanko, provázek atd., Když je tažena nebo zavěšena silou působící na těžký předmět, je známá jako napínací síla. V tomto článku se chystáme studovat jak vypočítat napínací sílu.

Přečtěte si více o Co je oscilační frekvence

Výpočet napínací síly

        Pojďme vypočítat napínací síla zvážením hmotnosti objektu „m“ a objektu zrychlení „a“.

od Newtonův druhý zákon pohybu, víme, že

                            F = m*a

jak vypočítat napínací sílu

Obrázek kreditů:
"Soubor: Block-and-tackle-in-use.svg" by
Mocný chill je licencován pod CC BY-SA 4.0

Zde se síla nazývá napínací síla takže rovnice se stane,

                             T = m*a

Případ (i): Nechejte váhu předmětu (w) působit dolů a tažná síla (T) na lano působící vzhůru a gravitační zrychlení je „g“.

Tažná síla působící na předmět hmotnosti (m)

   Potom se napínací síla vypočítá jako

              T = W

              Ale my víme W = m*g

                                tj. T = m*g

Případ (ii): Když je objekt s jistotou zrychlení ve směru dolů je hmotnost předmětu větší než napětí, potom se rovnice stane,

                           W - T = ma

                        Ale W = m*g,

                        (m*g) - T = m*a  

                             T = m*g - m*a

                         Nebo T = m (g - a)

Případ (iii): Nyní tělo zrychluje směrem vzhůru a hmotnost musí být menší než napětí. Potom se rovnice stane,

                       T - W = m*a

                       T - (m*g) = m*a

                       T = m*g + m*a

                   Nebo T = m (g + a)

Případ (iv): The napínací síla závisí nejen na hmotnosti předmětu a zrychlení, ale také na úhlu zavěšení. Když je předmět o hmotnosti „m“ zavěšen svisle s úhlem θ, lze napínací sílu vypočítat níže.

Napínací síla v určitém úhlu

Zde je pouze jeden řetězec a rozlišovací síla je ve směru Y.

 T = m*g

T sin (θ) = m* g

Podobně; když je předmět sevřen vodorovně dvěma hmotami a svírá úhel θ1 a θ2 pak bude napínací síla

T1 cos (θ) = T2 cos (θ)

Přečtěte si více o Příklady odstředivé síly

Přečtěte si více o Je tření konzervativní silou

Některé vyřešené příklady

Ze spodního konce světla visí předmět o hmotnosti 24 kg nerozšiřitelný kabel. Pokud je horní konec kabelu připevněn ke střeše pomocí háku, vypočítat napínací sílu působící na kabel?

Řešení:

        Zadáno: hmotnost předmětu = 24 kg

                     Gravitační zrychlení = 9.8 m/s

Jelikož je předmět právě zavěšen na střeše a nedochází k pohybu objektu. Tahová síla působící na strunu se tedy rovná hmotnosti předmětu.

T = W = mg = 24 × 9.8

                     = 235.20 XNUMX N

Přečtěte si více o Jednoduché harmonické příklady

Vypočítejte hmotnost předmětu, když je tažen lanem a předmět se pohybuje směrem dolů se zrychlením 8 m/s2. Pokud je tahová síla působící na lano 286 N. (Vezměte zrychlení v důsledku gravitace jako 10 m/s2).

Řešení:

                  Zadáno: Napínací síla působící na lano = 286N

                               Zrychlení objektu působícího směrem dolů = 8 m/s2

                              Gravitační zrychlení = 10 m/s2

Víme, že pro předmět zrychlující se směrem dolů je napínací síla dána vztahem

        T = mg - ma

Vypočítat hmotnost předmětu; přeskupením rovnice, kterou dostaneme

            T = m (g - a)


m = 143 kg

Předmět o hmotnosti 9 kg je zavěšen za lanko zrychlující vzhůru. Pokud na něj působí tahová síla 143 N, zjistěte zrychlení předmětu působícího směrem vzhůru. (Gravitační zrychlení berte jako 10 m/s2).

Řešení:

Zadáno: hmotnost předmětu = 9 kg

            Tažná síla = 143N

        Gravitační zrychlení = 10 m/s2

Víme, že tahová síla působící na předmět, když se zrychluje směrem nahoru, je

           T = mg + ma

         143N = (9kg × 10) + (9kg × a)

143N = 90 + (9 × a)

143 - 90 = 9a

53 = 9a

a = 5.888 m/s2

Na draka je připevněn provázek, který svírá úhel 35 °. Řetězec nikdo netáhne ani netáhne. Působící čistá síla je 60 N. vypočítat napětí na provázku.

Řešení:

               Zadáno: úhel zavěšení = 35 °

                   Čistá síla = m * g = 60 N.

T sin (35) = 60

T (0.5735) = 60

T = 104.620 N.

Často kladené otázky :

Proč je práce odvedená napětím vždy nulová?

Odpověď: Práce odvedená čímkoli je dána

W = FS

Kde F je síla a S je výtlak

To znamená, že odvedená práce závisí jak na síle, tak na výtlaku. Ale napětí je síla, kde nedojde k žádnému posunu.

tj; S = 0

W = F × 0

W=0

Práce odvedená tahovou silou bude tedy vždy nulová.

 Vysvětluje tahová síla kontaktní sílu?

Odpověď: Kontaktní síla je síla vyvíjená dvěma objekty, které jsou ve vzájemném kontaktu. V tahové síle je síla přenášena lankem nebo lanem nebo bodnutím, když je pevně tažena silami působícími proti sobě. Mezi vysílacím médiem a předmětem je kontakt. Tažná síla je tedy kontaktní síla.

Jak gravitace ovlivňuje napínací sílu?

Odpověď: Napínací síla působí vždy ve směru opačném k gravitačnímu tahu. Pokud předmět visí, musí být vyvážen tahovou silou, jinak se musí zrychlit směrem dolů v důsledku gravitace.

Jak napětí závisí na hmotnosti?

Odpověď: Když je předmět zavěšen za lano nebo provázek nebo lano, pak se vytvoří pouze napětí. Je jasné, že když za lano není tažen žádný předmět, nebude na lano působit napětí. Napětí je tedy vždy úměrné hmotnosti předmětu.

Když je osoba s určitou hmotností m tažena pomocí lana osobou A. Osoba B táhne stejný předmět v opačném směru, jaká bude potom tahová síla působící na lano osoby A?

Odpověď: Z rovnice tahové síly; napínací síla působící na stranu osoby A je

TA = m*a

Napínací síla ze strany osoby B je

TB = m*a

Čistá síla bude

Fsíť = TA - TB

Protože síla TB působí v opačném směru TB

Přeskupením výše uvedené rovnice získáme napětí na laně A.

TA =Fsíť + TB

Přejděte na začátek