Vsebina
Napetost v nizu je enaka sili na obeh koncih, ki mora biti po Newtonovem tretjem zakonu enaka. Če je vrv statična, je izračun napetosti razmeroma preprost. Če sile na konicah niso enake, potem izračun postane bolj zapleten.
Navodila
-
Izračunajte napetost v vrvi, raztegnjeni preko jermenice, da njeni konici držijo težo sile, ki je enaka 10 N (Newton (N) je SI enota za silo). Vsak konec črte mora enakomerno nositi težo; drugače bi se morala vrv začeti premikati na težjo stran in se ustaviti šele, ko doseže ravnotežje. Tako ima vsak konec 5 N. Skozi vrv en konec potegne drugega s silo 5 N, drugi pa jo potegne nazaj s 5 N, tako da ima napetost 5 N.
-
Izračunajte napetost v nizu, če uteži obeh koncev nista enaki - 5 N in 3 N. Narišite sile, ki vplivajo na obe telesi kot vektorje. Telo 3N siluje navzdol iz 3N in silo navzgor od napetosti T. Na enak način ima tudi drugo telo navzdol silo 5N in napetost T navzgor. Upoštevajte, da je napetost navzgor v telesih drugačna od sile navzdol, saj bi bila takšna le, če bi imeli obe uteži 5 N. Ker ena tehta 3 N, je na vrvi manjša sila, zato mora biti sila manjša od 5 N. Podoben argument kaže, da mora biti napetost višja od 3 N.
-
Nastavi formulo "F = m.a" na telo 3 N, pri čemer ostane "m.a = T - 3 N". Ker je m = 3 N / g, pri čemer je "g" konstantni gravitacijski pospešek 9,8 m / s², ima ena masa (m) 0,306 kg zadevnega telesa. Prav tako je enačba in masa telesa 5 N m.a = 5 N-T, z m = 0,510 kg. Tako sta enačbi "0,306 kg x a = T - 3 N" in "0,510 kg x a = 5 N - T".
-
Upoštevajte, da je pospešek (a) enak za oba telesa kot tudi za strune. Hkrati pospešijo do telesne strani 5 N. Ker je "T" odšteta od enačbe in dodana drugi, je "a" enaka med obema enačbama. Tako je mogoče odpraviti enačbe in jih združiti, da dobimo (T-3 N) / 0,306 kg = (5 N-T) / 0,510 kg. Raztopina daje T = 3,75 N, ki je med 3 N in 5 N, kot je navedeno v koraku 2.
Kako
- Obstaja preprosta formula za T napetost v zgornji konfiguraciji (ki se imenuje stroj Atwood). Če sta m1 in m2 mase dveh teles, potem je "T = 2 g x m1 x m2 / (m1 + m2)". (Kot prej je "g" gravitacijski pospešek.