Come determinare la forza di tensione. Determinazione della forza di tensione. Come trovare la forza di trazione

Compito 10048

Un blocco a forma di disco con una massa m = 0,4 kg ruota sotto l'azione di una forza di tensione su un filo, alle cui estremità sono sospesi pesi di massa m 1 = 0,3 kg e m 2 = 0,7 kg. Determinare le forze di tensione T 1 e T 2 del filo su entrambi i lati del blocco.

Problema 13144

Un filo leggero è avvolto su un albero cilindrico solido omogeneo di raggio R = 5 cm e massa M = 10 kg, all'estremità del quale è attaccato un carico di massa m = 1 kg. Determinare: 1) dipendenza s(t), secondo la quale si muove il carico; 2) la forza di tensione del filo T; 3) dipendenza φ(t), secondo la quale l'albero ruota; 4) velocità angolare ω dell'albero attraverso t = 1 s dopo l'inizio del movimento; 5) accelerazioni tangenziale (а τ) e normale (а n) dei punti situati sulla superficie dell'albero.

Problema 13146

Un filo senza peso viene lanciato attraverso un blocco fisso sotto forma di un cilindro solido omogeneo con una massa m = 0,2 kg, alle cui estremità sono attaccati corpi con masse m 1 = 0,35 kg e m 2 = 0,55 kg. Trascurando l'attrito nell'asse del blocco, determinare: 1) accelerazione del carico; 2) il rapporto T 2 /T 1 delle forze di tensione del filo.

Compito 40602

Un filo (sottile e senza peso) è avvolto su un cilindro cavo a pareti sottili di massa m. La sua estremità libera è attaccata al soffitto di un ascensore che scende con un'accelerazione a l. Il cilindro è lasciato a se stesso. Trovare l'accelerazione del cilindro rispetto alla portanza e la tensione nel filo. Durante il movimento, il filo è considerato verticale.

Compito 40850

Un peso di 200 g viene fatto ruotare su una corda lunga 40 cm su un piano orizzontale. Qual è la forza di trazione del filo se il carico fa 36 giri in un minuto.

Problema 13122

Una palla carica di massa m = 0,4 g è sospesa nell'aria su un filo di seta alla quale viene portata dal basso, a una distanza r = 2 cm, una carica di intensità q opposta e uguale. Di conseguenza la forza di tensione del filo T aumenta di n = 2,0 volte. Trovare la carica q.

Problema 15612

Trova il rapporto tra il modulo della forza di tensione del filo del pendolo matematico nella posizione estrema con il modulo della forza di tensione del filo del pendolo conico; le lunghezze dei fili, i pesi dei pesi e gli angoli di deflessione dei pendoli sono gli stessi.

Problema 16577

Due palline identiche del peso di 1 μg ciascuna sono sospese su fili della stessa lunghezza e sono in contatto. Quando le palline furono caricate, si dispersero ad una distanza di 1 cm e la tensione del filo divenne pari a 20 nN. Trova le cariche delle palline.

Problema 19285

Stabilire una legge secondo la quale la forza di tensione F del filo di un pendolo matematico cambia nel tempo. Il pendolo oscilla secondo la legge α = α max cosωt, sua massa m, lunghezza l.

Problema 19885

La figura mostra un piano infinito carico con un piano di carica superficiale σ = 40 μC/m 2 e una palla caricata in modo simile con massa m = l g e carica q = 2,56 nC. La tensione nella corda a cui pende la palla è...

definizione popolare

La forza è azione, che può modificare lo stato di riposo o di movimento corpo; pertanto, può accelerare o modificare la velocità, la direzione o la direzione del movimento di un dato corpo. Contro, tensione- questo è lo stato del corpo, soggetto all'azione delle forze opposte che lo attraggono.

Lei è conosciuta come forza di allungamento, che, esposto ad un corpo elastico, crea tensione; Quest'ultimo concetto ha varie definizioni, che dipendono dal ramo del sapere da cui viene analizzato.

Le corde, ad esempio, consentono di trasferire le forze da un corpo all'altro. Quando alle estremità di una corda vengono applicate due forze uguali e opposte, la corda diventa tesa. In breve, le forze di trazione lo sono ognuna di queste forze che sostiene la corda senza rompersi .

Fisica E ingegneria parlare di sollecitazioni meccaniche, per denotare la forza per unità di area circondata da un punto materiale sulla superficie di un corpo. Lo stress meccanico può essere espresso in unità di forza divise per unità di area.

La tensione è anche una quantità fisica che spinge gli elettroni attraverso un conduttore in un circuito elettrico chiuso che fa fluire una corrente elettrica. In questo caso, la tensione può essere chiamata tensione O differenza di potenziale .

Dall'altro lato, tensione superficiale di un liquido è la quantità di energia necessaria per ridurre la sua superficie per unità di superficie. Pertanto il fluido resiste aumentando la sua superficie.

Come trovare la forza di trazione

Sapendo che forza la tensione è forza, con cui si tende una linea o una corda, si può trovare la tensione in una situazione di tipo statico se si conoscono gli angoli delle linee. Ad esempio, se il carico si trova su un pendio e una linea parallela al pendio impedisce al carico di spostarsi verso il basso, la tensione è consentita sapendo che la somma delle componenti orizzontale e verticale delle forze in gioco deve dare zero.

Il primo passo per farlo calcolo- tracciare una pendenza e posizionarvi sopra un blocco di massa M. Verso destra la pendenza aumenta, e ad un certo punto incontra un muro, dal quale la linea corre parallela alla prima. e legare il blocco, tenendolo fermo e applicando una tensione T. Successivamente, bisogna identificare l'angolo di inclinazione con la lettera greca, che può essere "alfa", e la forza che esercita sul blocco con la lettera N, poiché noi stanno parlando forza normale .

Dal blocco vettore dovrebbe essere disegnato perpendicolarmente alla pendenza e verso l'alto per rappresentare la forza normale, e uno verso il basso (parallelo all'asse sì) per visualizzare la gravità. Quindi inizi con le formule.

Per trovare la forza Viene utilizzato F = M. G , Dove g è il suo permanente accelerazione(nel caso della gravità, questo valore è 9,8 m/s^2). L'unità utilizzata per il risultato è il newton, indicato con la lettera N. Nel caso di una forza normale, essa deve essere sviluppata nei vettori verticale e orizzontale utilizzando l'angolo che forma con l'asse X: per calcolare il vettore up Gè uguale al coseno dell'angolo, e per il vettore nella direzione da sinistra, verso il seno di questo.

Infine, la componente sinistra della forza normale deve essere equiparata al lato destro della sollecitazione T, risolvendo definitivamente la sollecitazione.

• biblioteconomia

  Per conoscere bene il termine biblioteconomia, di cui ci stiamo ora occupando, è necessario cominciare a chiarirne l'origine etimologica. In questo caso, possiamo dire che questa parola deriva dal greco, poiché è formata dalla somma di diversi elementi di questa lingua: - Il sostantivo "biblion", che può essere tradotto come "libro". - La parola "tehe", che è sinonimo della parola "scatola" o "il luogo in cui è conservata". -Il suffisso "-logía", che viene utilizzato per denotare "la scienza che studia". Questo è noto come biblioteconomia in una disciplina focalizzata su

  definizione

• tassismo

  Taxismo non è un termine accettato dalla Reale Accademia Spagnola (RAE) nel suo dizionario. Il concetto viene utilizzato con riferimento al movimento direzionale che un essere vivente realizza per rispondere ad uno stimolo che percepisce. Il taxi può essere negativo (quando l'essere vivente si allontana dalla fonte dello stimolo) o positivo (l'essere vivente si avvicina a ciò che lo stimolo in questione genera). Organizzare

  definizione

• estensione

  L'espansione, dal latino expansĭo, è l'azione e l'effetto di espandere o espandersi (allargarsi, allargarsi, dispiegarsi, srotolarsi, dare più ampiezza o far occupare più spazio a qualcosa). L'espansione può essere la crescita territoriale di una nazione o di un impero derivante dalla conquista e dall'annessione di nuove terre. Ad esempio: "L'espansione americana del XIX secolo fu molto importante e interessò Mexi

  definizione

• 1. Un kettlebell di 5 kg è sospeso al soffitto tramite due corde identiche fissate al soffitto in due punti diversi. Le filettature formano tra loro un angolo a = 60° (vedi figura). Trova la tensione in ciascun filo.

  2. (e) Una palla dell'albero di Natale è sospesa a un ramo orizzontale su due fili identici attaccati al ramo in due punti diversi. I fili formano tra loro un angolo a = 90°. Trova la massa della pallina se la forza di tensione di ciascun filo è 0,1 N.

  3. Un grande tubo di ferro è sospeso per le sue estremità al gancio di una gru su due cavi identici, formando tra loro un angolo di 120 ° (vedi figura). La forza di tensione di ciascun cavo è 800 N. Trova la massa del tubo.

  4. (e) Una trave di cemento del peso di 400 kg, sospesa per le estremità a un gancio su due cavi, viene sollevata da una gru a torre con un'accelerazione verso l'alto di 3 m/s 2 . L'angolo tra i cavi è di 120°. Trova la tensione nelle corde.

  5. Ad un filo è sospeso un peso di 2 kg al soffitto, al quale, su un altro filo, è sospeso un peso di 1 kg (vedi Fig.). Trova la tensione in ciascun filo.

  6. (e) Un peso di 500 g è sospeso al soffitto a un filo, al quale, su un altro filo, è sospeso un altro peso. La forza di tensione del filo inferiore è 3 N. Trova la massa del carico inferiore e la forza di tensione del filo superiore.

  7. Un carico del peso di 2,5 kg viene sollevato sui fili con un'accelerazione di 1 m / s 2 diretta verso l'alto. A questo carico, su un altro thread, è sospeso un secondo carico. La forza di tensione del filo superiore (cioè quello che viene tirato su) è 40 N. Trova la massa del secondo carico e la forza di tensione del filo inferiore.

  8. (e) Un peso di 2,5 kg viene calato sulle corde con un'accelerazione verso il basso di 3 m/s 2 . A questo carico, su un altro thread, è sospeso un secondo carico. La forza di tensione del filo inferiore è 1 N. Trova la massa del secondo carico e la forza di tensione del filo superiore.

  9. Un filo senza peso e inestensibile viene lanciato attraverso un blocco fisso fissato al soffitto. Alle estremità del filo sono sospesi pesi con massa m 1 = 2 kg e m 2 = 1 kg (vedi Fig.). In quale direzione e con quale accelerazione si muove ciascuno dei carichi? Qual è la tensione nel filo?

  10. (e) Un filo senza peso e inestensibile viene lanciato su un blocco immobile fissato al soffitto. I pesi sono sospesi alle estremità del filo. La massa del primo carico m 1 \u003d 0,2 kg. Si muove verso l'alto con un'accelerazione di 3 m/s 2 . Qual è la massa del secondo carico? Qual è la tensione nel filo?

  11. Un filo senza peso ed inestensibile viene lanciato attraverso un blocco fisso fissato al soffitto. I pesi sono sospesi alle estremità del filo. La massa del primo carico m 1 \u003d 0,2 kg. Si muove verso l'alto, aumentando la sua velocità da 0,5 m/s a 4 m/s in 1 s. Qual è la massa del secondo carico? Qual è la tensione nel filo?

  
  
  

  12. (e) Un filo senza peso e inestensibile viene lanciato su un blocco immobile fissato al soffitto. Alle estremità del filo sono sospesi pesi con massa m 1 = 400 ge m 2 = 1 kg. Vengono tenuti a riposo e poi rilasciati. Con quale accelerazione si muove ciascuno dei carichi? Quanta distanza percorrerà ciascuno di essi in 1 secondo di movimento?

  13. Un filo senza peso ed inestensibile viene lanciato attraverso un blocco fisso fissato al soffitto. Alle estremità del filo sono sospesi pesi con massa m 1 = 400 ge m 2 = 0,8 kg. Vengono tenuti a riposo allo stesso livello e poi rilasciati. Quale sarà la distanza tra i carichi (in altezza) dopo 1,5 s dall'inizio del movimento?

  14. (e) Un filo senza peso e inestensibile viene lanciato su un blocco immobile fissato al soffitto. I pesi sono sospesi alle estremità del filo. La massa del primo carico m 1 \u003d 300 g I carichi vengono mantenuti a riposo allo stesso livello e quindi rilasciati. Dopo 2 s dall'inizio del movimento, la differenza di altezza a cui si trovano i carichi ha raggiunto 1 m Qual è la massa m 2 del secondo carico e qual è l'accelerazione dei carichi?

  Problemi su un pendolo conico

  15. Una pallina del peso di 50 g, sospesa a un filo inestensibile senza peso lungo 1 m, si muove in un cerchio su un piano orizzontale. Il filo forma un angolo di 30° con la verticale. Qual è la tensione nel filo? Qual è la velocità della palla?

  16. (e) Una pallina sospesa su un filo inestensibile senza peso lungo 1 m si muove su una circonferenza su un piano orizzontale. Il filo forma un angolo di 30° con la verticale. Cosa è angolare velocità della palla?

  17. Una palla di massa 100 g si muove in una circonferenza di raggio 1 m, essendo sospesa su una corda priva di peso e inestensibile lunga 2 m. Qual è la tensione nella corda? Che angolo forma la corda con la verticale? Qual è la velocità della palla?

  18. (e) Una palla di massa 85 g si muove lungo una circonferenza di raggio 50 cm, essendo sospesa a una corda priva di peso e inestensibile lunga 577 mm. Qual è la tensione nella corda? Che angolo forma la corda con la verticale? Cosa è angolare velocità della palla?

  
  
  

  Sezione 17.

  Peso corporeo, forza di reazione di sostegno e assenza di gravità.

  1. Una persona che pesa 80 kg si trova in un ascensore che si muove con un'accelerazione di 2,5 m / s 2 diretta verso l'alto. Qual è il peso della persona nell'ascensore?

  2. (e) Una persona è in un ascensore che si muove con un'accelerazione verso l'alto di 2 m/s 2 . Qual è la massa di una persona se il suo peso è 1080 N?

  3. Una trave del peso di 500 kg viene calata su un cavo con un'accelerazione di 1 m/s 2 diretta verso il basso. Qual è il peso della trave? Qual è la resistenza alla trazione del cavo?

  4. (e) Un acrobata del circo viene sollevato su una corda con un'accelerazione di 1,2 m/s 2 , anch'essa diretta verso l'alto. Qual è la massa dell'acrobata se la tensione della corda è 1050 N? Qual è il peso dell'acrobata?

  5. Se l'ascensore si muove con un'accelerazione pari a 1,5 m / s 2 diretta verso l'alto, il peso di una persona nell'ascensore è 1000 N. Quale sarà il peso di una persona se l'ascensore si muove con la stessa accelerazione, ma diretto verso il basso? Qual è la massa di una persona? Qual è il peso di questa persona in un ascensore fermo?

  6. (e) Se l'ascensore si muove con un'accelerazione diretta verso l'alto, il peso della persona nell'ascensore è 1000 N. Se l'ascensore si muove con la stessa accelerazione, ma diretta verso il basso, il peso della persona è 600 N. Qual è l'accelerazione dell'ascensore e qual è la massa della persona?

  7. Una persona con una massa di 60 kg sale in un ascensore muovendosi uniformemente verso l'alto. L'ascensore fermo ha guadagnato una velocità di 2,5 m/s in 2 s. Qual è il peso della persona?

  8. (e) Una persona di massa 70 kg sale in un ascensore muovendosi uniformemente verso l'alto. Un ascensore fermo ha percorso una distanza di 4 m in 2 s. Qual è il peso di una persona in questo caso?

  9. Il raggio di curvatura di un ponte convesso è 200 m. Un'auto con una massa di 1 tonnellata si muove lungo il ponte ad una velocità di 72 km/h. Qual è il peso dell'auto in cima al ponte?

  10. (e) Il raggio di curvatura di un ponte convesso è 150 m. Sul ponte si muove un'auto con una massa di 1 tonnellata. Il suo peso in cima al ponte è 9500 N. Qual è la velocità dell'auto? ?

  11. Il raggio di curvatura di un ponte convesso è 250 m. Un'auto si muove lungo il ponte ad una velocità di 63 km/h. Il suo peso in cima al ponte è 20.000 N. Qual è la massa dell'auto?

  12. (e) Un'auto di massa 1 tonnellata si muove lungo un ponte convesso alla velocità di 90 km/h. Il peso dell'auto in cima al ponte è 9750 N. Qual è il raggio di curvatura della superficie convessa del ponte?

  13. Un trattore del peso di 3 tonnellate avanza su un ponte di legno orizzontale, che si piega sotto il peso del trattore. La velocità del trattore è di 36 km/h. Il peso del trattore nel punto di deflessione più basso del ponte è 30.500 N. Qual è il raggio della superficie del ponte?

  14. (e) Un trattore di 3 tonnellate avanza su un ponte di legno orizzontale che si piega sotto il peso del trattore. La velocità del trattore è di 54 km/h. Il raggio di curvatura della superficie del ponte è 120 m Qual è il peso del trattore?

  15. Un ponte orizzontale in legno può sopportare un carico di 75.000 N. La massa del serbatoio che deve passare sul ponte è di 7200 kg. Quanto velocemente può muoversi un carro armato attraverso il ponte se il ponte si piega in modo tale che il raggio di curvatura del ponte sia di 150 m?

  16. (e) La lunghezza di un ponte di legno è 50 m. Un camion che si muove a velocità modulo costante attraversa il ponte in 5 s. In questo caso, la deflessione massima del ponte è tale che il raggio di curvatura della sua superficie è di 220 M. Il peso del camion al centro del ponte è di 50 kN. Qual è il peso del camion?

  17. Un'auto si muove lungo un ponte convesso, il cui raggio di curvatura è di 150 M. A quale velocità dell'auto il conducente sentirà l'assenza di gravità? Cos'altro sentirà (a meno che, ovviamente, l'autista non sia una persona normale)?

  18. (e) Un'auto si muove su un ponte convesso. Il conducente dell'auto ha sentito che nel punto più alto del ponte ad una velocità di 144 km / h l'auto perde il controllo? Perché sta succedendo? Qual è il raggio di curvatura della superficie del ponte?

  19. La navicella spaziale si avvia con un'accelerazione di 50 m/s 2 . Che tipo di sovraccarico sperimentano gli astronauti nella navicella spaziale?

  20. (e) Un astronauta può sopportare un sovraccarico a breve termine dieci volte superiore. Quale dovrebbe essere l'accelerazione verso l'alto della navicella spaziale in questo momento?

  In fisica, la forza di trazione è la forza che agisce su una corda, una corda, un cavo o un oggetto o un gruppo di oggetti simili. Qualunque cosa tesa, sospesa, sostenuta o oscillata da una corda, una corda, un cavo e così via, è soggetta a tensione. Come tutte le forze, la tensione può accelerare gli oggetti o provocarne la deformazione. La capacità di calcolare la forza di tensione è una competenza importante non solo per gli studenti della Facoltà di Fisica, ma anche per ingegneri e architetti; chi costruisce case stabili ha bisogno di sapere se una particolare corda o cavo resisterà alla forza di trazione del peso dell'oggetto in modo che non si pieghi o crolli. Inizia a leggere l'articolo per scoprire come calcolare la forza di tensione in alcuni sistemi fisici.

  Passi

  Determinazione della forza di tensione su un filo

  1. Determinare le forze a ciascuna estremità della corda. La forza di trazione di un dato filo, una corda, è il risultato delle forze che esercitano la corda su ciascuna estremità. Te lo ricordiamo forza = massa × accelerazione. Supponendo che la corda sia tesa, qualsiasi variazione nell'accelerazione o nella massa di un oggetto sospeso alla corda comporterà una variazione della tensione della corda stessa. Non dimenticare la costante accelerazione della gravità: anche se il sistema è a riposo, i suoi componenti sono soggetti alla gravità. Possiamo assumere che la forza di trazione di una data corda sia T = (m × g) + (m × a), dove "g" è l'accelerazione dovuta alla gravità di uno qualsiasi degli oggetti sostenuti dalla corda, e "a" è qualsiasi altra accelerazione che agisce sugli oggetti.

     • Per risolvere molti problemi fisici, assumiamo corda perfetta- in altre parole, la nostra corda è sottile, non ha massa e non può allungarsi né rompersi.
     • Consideriamo ad esempio un sistema in cui un carico è sospeso ad una trave di legno con un'unica fune (vedi immagine). Né il carico né la fune si muovono: il sistema è fermo. Sappiamo quindi che affinché un carico sia in equilibrio la forza di tensione deve essere uguale alla forza di gravità. In altre parole, Forza di tensione (F t) = Forza di gravità (F g) = m × g.
       • Supponiamo che il carico abbia una massa di 10 kg, pertanto la forza di tensione è 10 kg × 9,8 m/s 2 = 98 Newton.

  2. Considera l'accelerazione. La gravità non è l'unica forza che può influenzare la tensione su una corda: qualsiasi forza applicata ad un oggetto su una corda con accelerazione ha lo stesso effetto. Se, ad esempio, un oggetto sospeso a una corda o a un cavo viene accelerato da una forza, la forza di accelerazione (massa × accelerazione) viene aggiunta alla forza di trazione generata dal peso dell'oggetto.

     • Supponiamo che nel nostro esempio un carico di 10 kg sia sospeso ad una fune e invece di essere attaccato ad una trave di legno venga tirato verso l'alto con un'accelerazione di 1 m/s 2 . In questo caso, dobbiamo tenere conto dell'accelerazione del carico, nonché dell'accelerazione di gravità, come segue:
       • F t = F g + m × a
       • F t \u003d 98 + 10 kg × 1 m / s 2
       • F t = 108 newton.

  3. Consideriamo l'accelerazione angolare. Un oggetto su una corda che ruota attorno a un punto considerato il centro (come un pendolo) esercita una tensione sulla corda attraverso la forza centrifuga. La forza centrifuga è la tensione aggiuntiva che la fune provoca "spingendola" verso l'interno in modo che il carico continui a muoversi secondo un arco anziché in linea retta. Più un oggetto si muove velocemente, maggiore è la forza centrifuga. La forza centrifuga (F c) è uguale a m × v 2 /r dove "m" è la massa, "v" è la velocità e "r" è il raggio del cerchio lungo il quale si muove il carico.

     • Poiché la direzione e l'entità della forza centrifuga cambiano man mano che l'oggetto si muove e cambia la sua velocità, la piena tensione della corda è sempre parallela alla corda nel punto centrale. Ricorda che la gravità agisce costantemente su un oggetto e lo tira verso il basso. Quindi, se l'oggetto oscilla verticalmente, la tensione totale il più forte nel punto più basso dell'arco (per un pendolo questo è chiamato punto di equilibrio) quando l'oggetto raggiunge la sua velocità massima, e più debole nella parte superiore dell'arco quando l'oggetto rallenta.
     • Supponiamo che nel nostro esempio l'oggetto non acceleri più verso l'alto, ma oscilli come un pendolo. Lascia che la nostra corda sia lunga 1,5 m e che il nostro carico si muova a una velocità di 2 m/s mentre passa attraverso il fondo dell'altalena. Se dobbiamo calcolare la forza di trazione nel punto più basso dell'arco, quando è massima, allora dobbiamo prima scoprire se il carico sperimenta la stessa pressione di gravità in questo punto di quanto è a riposo - 98 Newton . Per trovare la forza centrifuga aggiuntiva, dobbiamo risolvere quanto segue:
       • F c \u003d m × v 2 / r
       • F c = 10 × 2 2 /1,5
       • F c \u003d 10 × 2,67 \u003d 26,7 Newton.
       • Pertanto, la tensione totale sarà 98 + 26,7 = 124,7 newton.

  4. Si noti che la forza di trazione dovuta alla gravità cambia mentre il carico passa attraverso l'arco. Come notato sopra, la direzione e l'entità della forza centrifuga cambiano quando l'oggetto oscilla. In ogni caso, anche se la forza di gravità rimane costante, forza di trazione netta dovuta alla gravità cambia anche. Quando l'oggetto oscillante è Non nel punto inferiore dell'arco (punto di equilibrio), la gravità lo tira verso il basso, ma la tensione lo tira su ad angolo. Per questo motivo la forza di tensione deve contrastare parte della forza di gravità, e non tutta.

     • Dividere la forza di gravità in due vettori può aiutarti a visualizzare questo stato. In qualsiasi punto dell'arco di un oggetto che oscilla verticalmente, la fune forma un angolo "θ" con una linea che passa per il punto di equilibrio e il centro di rotazione. Non appena il pendolo inizia a oscillare, la forza di gravità (m × g) viene divisa in 2 vettori: mgsin(θ), che agisce tangenzialmente all'arco nella direzione del punto di equilibrio, e mgcos(θ), che agisce parallelamente alla forza di tensione, ma nella direzione opposta. La tensione può resistere solo a mgcos(θ) - la forza diretta contro di essa - non all'intera forza di gravità (escluso il punto di equilibrio dove tutte le forze sono uguali).
     • Supponiamo che quando il pendolo viene deviato di 15 gradi dalla verticale, si muova ad una velocità di 1,5 m/s. Troveremo la forza di tensione procedendo come segue:
       • Il rapporto tra tensione e gravità (T g) = 98cos(15) = 98(0,96) = 94,08 Newton
       • Forza centrifuga (F c) = 10 × 1,5 2 / 1,5 = 10 × 1,5 = 15 Newton
       • Tensione completa = T g + F c = 94,08 + 15 = 109,08 Newton.

  5. Calcola l'attrito. Qualsiasi oggetto tirato dalla corda e subisce una forza di "trascinamento" derivante dall'attrito di un altro oggetto (o fluido) trasmette quella forza alla tensione nella corda. La forza di attrito tra due oggetti viene calcolata come in qualsiasi altra situazione, secondo la seguente equazione: Forza di attrito (solitamente scritta come F r) = (mu)N, dove mu è il coefficiente della forza di attrito tra oggetti e N è la normale forza di interazione tra oggetti, ovvero la forza con cui premono l'uno sull'altro. Si noti che l'attrito statico, l'attrito che risulta dal tentativo di mettere in movimento un oggetto fermo, è diverso dall'attrito del movimento, l'attrito che risulta dal tentativo di mantenere in movimento un oggetto in movimento.

     • Supponiamo che il nostro carico di 10 kg non oscilli più, ma venga trainato su un piano orizzontale con una corda. Supponiamo che il coefficiente di attrito del movimento terrestre sia 0,5 e che il nostro carico si muova a velocità costante, ma dobbiamo dargli un'accelerazione di 1 m/s 2 . Questo problema introduce due importanti cambiamenti: in primo luogo, non abbiamo più bisogno di calcolare la tensione in relazione alla gravità, poiché la nostra corda non sostiene il peso. In secondo luogo dovremo calcolare la tensione dovuta all'attrito e quella dovuta all'accelerazione della massa del carico. Dobbiamo decidere quanto segue:
       • Forza normale (N) = 10 kg e × 9,8 (accelerazione dovuta alla gravità) = 98 N
       • Forza di attrito del movimento (F r) = 0,5 × 98 N = 49 Newton
       • Forza di accelerazione (F a) = 10 kg × 1 m/s 2 = 10 Newton
       • Tensione totale = F r + F a = 49 + 10 = 59 newton.

     Calcolo della forza di tensione su più fili

     1. Sollevare pesi paralleli verticali con una puleggia. Le pulegge sono meccanismi semplici costituiti da un disco sospeso che permette di cambiare la direzione della tensione della corda. In una configurazione semplice con puleggia, una fune o un cavo va da un peso sospeso fino alla puleggia, quindi scende fino a un altro peso, creando così due sezioni di fune o cavo. In ogni caso, la tensione in ciascuna delle sezioni sarà la stessa, anche se entrambe le estremità sono tirate da forze di diversa entità. Per un sistema di due masse sospese verticalmente in un blocco, la forza di tensione è 2g (m 1) (m 2) / (m 2 + m 1), dove “g” è l’accelerazione di gravità, “m 1” è l’accelerazione di gravità. massa del primo oggetto, “ m 2 "- la massa del secondo oggetto.

        • Notiamo quanto segue, i problemi fisici lo presuppongono i blocchi sono perfetti- non hanno massa, non hanno attriti, non si rompono, non si deformano, non si separano dalla corda che li sostiene.
        • Supponiamo di avere due pesi sospesi verticalmente alle estremità parallele di una corda. Un carico ha una massa di 10 kg e il secondo ha una massa di 5 kg. In questo caso dobbiamo calcolare quanto segue:
          • T \u003d 2g (m 1) (m 2) / (m 2 +m 1)
          • T = 2(9,8)(10)(5)/(5 + 10)
          • T = 19,6(50)/(15)
          • T=980/15
          • T= 65,33 Newton.
        • Si noti che poiché un peso è più pesante, tutti gli altri elementi sono uguali, questo sistema inizierà ad accelerare, quindi il peso di 10 kg si sposterà verso il basso, facendo salire il secondo peso.

     2. Appendere i pesi utilizzando blocchi con fili verticali non paralleli. Le pulegge vengono spesso utilizzate per dirigere la tensione in una direzione diversa dall'alto o dal basso. Se, ad esempio, il carico è sospeso verticalmente da un'estremità della fune e l'altra estremità sostiene il carico su un piano diagonale, il sistema di blocchi non paralleli assume la forma di un triangolo con gli angoli nei punti con il primo load, il secondo e il blocco stesso. In questo caso la tensione della fune dipende sia dalla forza di gravità che dalla componente della forza di tensione parallela alla parte diagonale della fune.

        • Supponiamo di avere un sistema con un peso di 10 kg (m 1) sospeso verticalmente, collegato a un peso di 5 kg (m 2) posto su un piano inclinato di 60 gradi (questa pendenza è considerata priva di attrito). Per trovare la tensione in una corda, il modo più semplice è scrivere prima le equazioni per le forze che accelerano i pesi. Successivamente, agiamo in questo modo:
          • Il carico sospeso è più pesante, non c'è attrito, quindi sappiamo che sta accelerando verso il basso. La tensione nella corda tira verso l'alto in modo che acceleri rispetto alla forza risultante F = m 1 (g) - T, o 10(9.8) - T = 98 - T.
          • Sappiamo che un carico su un piano inclinato accelera verso l'alto. Poiché non ha attrito, sappiamo che la tensione solleva il carico sull'aereo e lo tira giù soltanto il tuo stesso peso. La componente della forza che spinge lungo il pendio è calcolata come mgsin(θ), quindi nel nostro caso possiamo concludere che sta accelerando rispetto alla forza risultante F = T - m 2 (g)sin(60) = T - 5( 9,8)(0,87) = T - 42,14.
          • Se uguagliamo queste due equazioni, otteniamo 98 - T = T - 42,14. Troviamo T e otteniamo 2T = 140,14, o T = 70,07 Newton.

     3. Utilizzare diversi fili per appendere l'oggetto. Immaginiamo infine che l'oggetto sia sospeso ad un sistema di funi a "Y": due funi sono fissate al soffitto e si incontrano in un punto centrale, da cui esce una terza fune con un carico. La trazione sulla terza corda è ovvia: una semplice trazione dovuta alla gravità o m(g). Le tensioni sulle altre due corde sono diverse e dovrebbero sommarsi ad una forza pari alla gravità verso l'alto in posizione verticale e zero in entrambe le direzioni orizzontali, assumendo che il sistema sia a riposo. La tensione della fune dipende dalla massa dei carichi sospesi e dall'angolo di deviazione di ciascuna fune dal soffitto.

        • Supponiamo che nel nostro sistema a Y il peso inferiore abbia una massa di 10 kg e sia sospeso a due corde, una delle quali forma un angolo di 30 gradi rispetto al soffitto e l'altra forma un angolo di 60 gradi. Se dobbiamo trovare la tensione in ciascuna corda, dobbiamo calcolare le componenti orizzontale e verticale della tensione. Per trovare T 1 (la tensione della fune con una pendenza di 30 gradi) e T 2 (la tensione della fune con una pendenza di 60 gradi), risolvere:
          • Secondo le leggi della trigonometria, il rapporto tra T = m(g) e T 1 e T 2 è uguale al coseno dell'angolo formato da ciascuna fune e dal soffitto. Per T 1 , cos(30) = 0,87, come per T 2 , cos(60) = 0,5
          • Moltiplicare la tensione nella corda inferiore (T=mg) per il coseno di ciascun angolo per trovare T 1 e T 2 .
          • T 1 \u003d 0,87 × m (g) \u003d 0,87 × 10 (9,8) \u003d 85,26 Newton.
          • T 2 \u003d 0,5 × m (g) \u003d 0,5 × 10 (9,8) \u003d 49 newton.

  Definizione

  forza di tensioneè definita come la risultante delle forze applicate al filo, uguali ad esso in valore assoluto, ma dirette in senso opposto. Non esiste un simbolo (lettera) stabilito che indichi la forza di tensione. È indicato semplicemente e , e . Matematicamente, la definizione della forza di tensione del filo può essere scritta come:

  dove = è la somma vettoriale di tutte le forze che agiscono sul filo. La forza di tensione del filo è sempre diretta lungo il filo (o la sospensione).

  Molto spesso, nei problemi e negli esempi, viene considerato un filo, la cui massa può essere trascurata. La chiamano senza peso.

  Un'altra caratteristica importante del filo nel calcolo della forza di tensione è la sua estensibilità. Se si studia un filo senza peso e inestensibile, allora tale filo è considerato semplicemente una forza che conduce attraverso se stessa. Nel caso in cui sia necessario tenere conto dell'allungamento del filo si applica la legge di Hooke, mentre:

  dove k è il coefficiente di rigidezza del filo, è l'allungamento del filo sotto tensione.

  Unità di tensione del filo

  L'unità di misura base della forza di tensione del filo (così come di qualsiasi forza) nel sistema SI è: [T] \u003d N

  Nel GHS: [T]=dinam

  Esempi di risoluzione dei problemi

  Esempio

  Esercizio. Il filo senza peso e inestensibile resiste alla forza di tensione T=4400N. Con quale accelerazione massima si può sollevare un carico di massa m = 400 kg, che è appeso a questo filo in modo che non si rompa?

  Soluzione. Rappresentiamo in Fig. 1 tutte le forze che agiscono sul carico e scriviamo la seconda legge di Newton. Il corpo sarà considerato un punto materiale, tutte le forze applicate al centro di massa del corpo.

  

  dove è la forza di tensione nella corda. Scriviamo la proiezione dell'equazione (1.1) sull'asse Y:

  Dall'espressione (1.2) si ottiene l'accelerazione:

  Tutti i dati nel problema sono presentati in unità SI, facciamo i calcoli:

  m/s 2

  Risposta. a=1,2 m/s 2

  Esempio

  Esercizio. Una pallina di massa m=0,1 kg attaccata ad un filo (Fig. 2) si muove lungo un cerchio situato su un piano orizzontale. Trova il modulo della tensione del filo se la lunghezza del filo è l=5 m, il raggio del cerchio è R=3m.

  

  Soluzione. Scriviamo la seconda legge di Newton per le forze applicate a una palla che ruota su una circonferenza con accelerazione centripeta:

  Troviamo le proiezioni di questa equazione sugli assi X e Y indicati in Fig. 2.