La tension dans un câble est égale à la force qu'il applique aux deux extrémités, qui, par la troisième loi de Newton, doit être égale. Si le cordon est statique, le calcul de la tension est relativement simple. Si les forces de traction sur les extrémités ne sont pas égales, alors le calcul de la tension devient plus compliqué.
Instructions
1 Calculer la tension dans une ligne drapé sur une poulie de telle sorte que les extrémités de la ligne suspendre un poids égal à 10 Newtons de force. (A Newton (N) est l'unité SI de la force.) Chaque extrémité de la ligne doit supporter le poids aussi; autrement, la ligne serait commencer à se déplacer vers le côté étant tiré plus et arrêter seulement après la réalisation de l'équilibre. Donc chaque extrémité tire jusqu'à 5N. Grâce à la ligne, une extrémité tire l'autre avec 5N de la force et l'autre recule 5N. La ligne a donc une tension de 5N.
2 Calculer la tension dans une ligne si les poids les deux extrémités de la ligne suspendent ne sont pas égaux-dire de 5N et 3N. Dessiner les forces qui affectent les deux corps en tant que vecteurs. Le corps 3N a une force vers le bas de 3N et une force ascendante de la tension T. De même, le corps 5N a une force vers le bas de 5N et une force ascendante de la tension T. Notez que la force vers le haut sur le corps 3N est pas 5N, parce qui est ce que la tension serait si les deux organes pesés 5N. Depuis on pèse 3N, il y a moins de force sur le cordon, de sorte que la tension doit être inférieure à 5N. Un argument similaire montre que la tension doit être plus que 3N.
3 Mettre en place la formule F = ma pour le corps 3N. ma = T-3N. Depuis m = 3N / g, où g est l'accélération gravitationnelle 9.8m constante / s ^ 2, vous avez m = 0.306 kilogrammes (kg) que la masse du corps 3N. De même, l'équation et de masse pour le corps 5N est ma = 5N-T, avec m = 0,510 kg. Ainsi, les deux équations sont 0.306kgxa = T-3N et 0.510kgxa = 5N-T.
4 Notez que l'accélération a est le même pour les deux organes, ainsi que le cordon. Ils accélèrent vers le côté du corps 5N ensemble. Etant donné que T a été soustraite dans une équation et on l'ajoute dans l'autre, même le signe d'une est égale entre les équations. Par conséquent, vous pouvez éliminer une des équations ci-dessus et de les combiner pour obtenir (T-3N) /0.306kg = (5N-T) /0.510kg. La résolution de T vous donne T = 3.75N, qui est comprise entre 3N et 5N, comme prévu à l'étape 2.
Conseils et avertissements
- Il existe une formule simple pour la tension T dans la configuration ci-dessus (qui est appelé une machine Atwood ou la machine de Atwood). Si m1 et m2 sont les masses des deux corps, puis T = 2gxm1xm2 / (m1 + m2). (Comme ci-dessus, g est l'accélération gravitationnelle.)