Съдържание
Напрежението в низа е равно на силата в двата края, което според третия закон на Нютон трябва да е еднакво. Ако въжето е статично, изчислението на напрежението е относително просто. Ако силите на върховете не са равни, изчислението става по-сложно.
инструкции
-
Изчислете напрежението в въжето, опънато върху макара, чиито връхчета притежават сила, равна на 10 N (Нютон (N) е SI единица за сила). Всеки край на линията трябва да поддържа равномерно тежестта; в противен случай въжето трябва да започне да се движи към по-тежката страна и да спира само след достигане на равновесие. По този начин всеки край има 5 N. Чрез въжето единият край издърпва другия със сила от 5 N, а другият го издърпва назад с 5 N, така че има напрежение от 5 N.
-
Изчислете напрежението в низ, ако теглата на двата края не са равни - 5 N и 3 N. Начертайте силите, влияещи върху двете тела като вектори. Тялото 3N принуждава надолу от 3N и сила нагоре от напрежението T. По същия начин, другото тяло има сила надолу 5N и напрежение Т нагоре. Забележете, че напрежението в телата е различно от силата надолу, тъй като това би било само ако двете тегла са 5 N. Тъй като едно тежи 3 N, има по-малка сила върху въжето, така че силата трябва да бъде по-малка от 5 N. Подобен аргумент показва, че напрежението трябва да бъде по-високо от 3 N.
-
Задайте формулата "F = m.a" на тялото 3 N, оставяйки "m.a = T - 3 N". Тъй като m = 3 N / g, където "g" е постоянното гравитационно ускорение от 9,8 m / s², човек има маса (m) от 0,306 kg от съответното тяло. По същия начин уравнението и масата на тялото 5N е m.a = 5 N-T, с m = 0.510 kg. По този начин двете уравнения са "0.306 kg x a = T - 3 N" и "0.510 kg x a = 5 N - T".
-
Имайте предвид, че ускорението (а) е същото за двете тела, както и за струните. Те ускоряват едновременно до тялото 5 N. Тъй като "Т" е извадено от едно уравнение и е добавено към друго, "а" е равно на двете уравнения. По този начин е възможно да се елиминират уравненията и да се свържат, за да се получи (Т-3 N) / 0.306 kg = (5 N-T) / 0.510 kg. Разтворът дава Т = 3.75 N, което е между 3 N и 5 N, както е докладвано в етап 2.
съвети
- Има една проста формула за T напрежението в горната конфигурация (която се нарича машина Atwood). Ако m1 и m2 са маси на две тела, тогава "T = 2 g x m1 x m2 / (m1 + m2)". (Както и преди "g" е гравитационното ускорение.