Sisu
Pinged stringis on võrdsed mõlema otsa jõuga, mis Newtoni kolmanda seaduse kohaselt peab olema võrdne. Kui tross on staatiline, on pingete arvutamine suhteliselt lihtne. Kui jõude tipud ei ole võrdsed, siis muutub arvutus keerulisemaks.
Juhised
-
Arvutage trossil pingutatud trossi pinged, mille selle otsad hoiavad jõudu 10 N (Newton (N) on jõu SI ühik). Iga joone ots peab kaalu ühtlaselt toetama; vastasel juhul peab köis hakkama liikuma raskemale küljele ja peatuma alles pärast tasakaalu saavutamist. Seega hoiab iga ots 5 N. Läbi trossi tõmbab üks ots üksteist 5 N jõuga ja teine tõmbab selle tagasi 5 N võrra, nii et selle pinge on 5 N.
-
Arvutage pinged stringis, kui kahe otsa kaal ei ole võrdne - 5 N ja 3 N. Joonistage jõud, mis mõjutavad kahte keha vektoritena. Keha 3N jõuab allapoole 3N-st ja pingest T jõudu ülespoole. Samamoodi on teisel korpusel 5N allapoole suunatud jõud ja pinget T ülespoole. Pange tähele, et keha ülespoole suunatud pinged erinevad allapoole suunatud jõust, kuna see oleks ainult siis, kui mõlemad kaalud oleksid 5 N. Kuna üks kaalub 3 N, on köisele vähem jõudu, nii et jõud peab olema väiksem kui 5 N. Sarnane argument näitab, et pinge peab olema kõrgem kui 3 N.
-
Määrake valemile "N" valem "F = m.a", jättes "m.a = T - 3 N". Kuna m = 3 N / g, kus "g" on konstantne gravitatsioonikiirendus 9,8 m / s², on massi mass (m) 0,306 kg vastava keha kohta. Samuti on keha 5 N võrrand ja mass m.a = 5 N-T, m = 0,510 kg. Seega on kaks võrrandit "0,306 kg x a = T - 3 N" ja "0,510 kg x a = 5 N-T".
-
Pange tähele, et kiirendus (a) on sama nii mõlema keha kui ka stringide puhul. Nad kiirendavad samal ajal keha külge 5 N. Kuna "T" on ühest võrrandist lahutatud ja lisatud teisele, on "a" kahe võrrandi vahel võrdne. Seega on võimalik võrrandid kõrvaldada ja nendega ühendada, et saada (T-3 N) / 0,306 kg = (5 N-T) / 0,510 kg. Lahus annab T = 3,75 N, mis on vahemikus 3 N kuni 5 N, nagu on kirjeldatud etapis 2.
Kuidas
- Ülaltoodud konfiguratsioonis on T-pinge jaoks lihtne valem (mida nimetatakse Atwoodi masinaks). Kui m1 ja m2 on kahe keha massid, siis "T = 2 g x m1 x m2 / (m1 + m2)". (Nagu varemgi, on "g" gravitatsiooniline kiirendus.