Come calcolare la tensione di una fune su una puleggia - Articoli

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Come calcolare la tensione di una fune su una puleggia

La tensione di una corda è uguale alla forza ad entrambe le estremità, che, secondo la terza legge di Newton, deve essere uguale. Se la fune è statica, il calcolo della tensione è relativamente semplice. Se le forze alle punte non sono uguali, il calcolo diventa più complicato.

indicazioni

  1. Calcola la tensione in una corda tesa su una puleggia che le sue punte mantengono un peso della forza pari a 10 N (Newton (N) è l'unità SI per forza). Ogni estremità della linea deve supportare il peso in modo uniforme; altrimenti, la corda dovrebbe iniziare a spostarsi verso il lato più pesante e fermarsi solo dopo aver raggiunto l'equilibrio. Quindi, ogni estremità tiene 5 N. Attraverso la corda, un'estremità tira l'altra con la forza di 5 N e l'altra la tira indietro con 5 N, in modo che abbia una tensione di 5 N.

  2. Calcola la tensione in una stringa se i pesi delle due estremità non sono uguali - essendo 5 N e 3 N. Disegna le forze che influenzano i due corpi come vettori. Il corpo 3N forza verso il basso da 3N e una forza verso l'alto dalla tensione T. Allo stesso modo, l'altro corpo ha una forza verso il basso di 5N e una tensione T verso l'alto. Si noti che la tensione verso l'alto nei corpi è diversa dalla forza verso il basso, poiché sarebbe tale solo se entrambi i pesi fossero 5 N. Poiché uno pesa 3 N, c'è meno forza sulla corda, quindi la forza deve essere inferiore a 5 N. Un argomento simile mostra che la tensione deve essere superiore a 3 N.

  3. Impostare la formula "F = m.a" sul corpo 3 N, lasciando "m.a = T - 3 N". Poiché m = 3 N / g, dove "g" è l'accelerazione gravitazionale costante di 9,8 m / s², si ha la massa (m) di 0,306 kg del rispettivo corpo. Allo stesso modo, l'equazione e la massa del corpo 5 N è m.a = 5 N - T, con m = 0,510 kg. Pertanto, le due equazioni sono "0,306 kg x a = T - 3 N" e "0,510 kg x a = 5 N - T".

  4. Nota che l'accelerazione (a) è la stessa sia per i corpi che per le corde. Accelerano allo stesso tempo sul lato del corpo 5 N. Poiché "T" è stato sottratto da un'equazione e aggiunto ad un altro, "a" è uguale tra le due equazioni. Pertanto, è possibile eliminare le equazioni e unirle per ottenere (T-3 N) / 0,306 kg = (5 N -T) / 0,510 kg. La soluzione produce T = 3,75 N, che è tra 3 N e 5 N, come riportato nella Fase 2.

suggerimenti

  • C'è una semplice formula per la tensione T nella configurazione di cui sopra (che è chiamata la macchina Atwood). Se m1 e m2 sono masse di due corpi, quindi "T = 2 g x m1 x m2 / (m1 + m2)". (Come prima, "g" è l'accelerazione gravitazionale.

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