Мазмун

• Кадамдар
• 2 -метод: 1 жиптин тартылуу күчүн аныктоо
• Метод 2 2: Бир нече жипке тартылуу күчүн эсептөө

Физикада тартуучу күч - бул жипке, шнурга, кабелге же окшош нерсеге же нерселер тобуна таасир этүүчү күч. Аркан, шнур, кабель жана башкалар менен тартылган, токтотулган, колдоого алынган же термелген нерсенин баары тартылуу күчүнө дуушар болот. Бардык күчтөр сыяктуу эле, чыңалуу нерселерди тездетет же алардын деформациясына алып келет.Чыңалуу күчүн эсептөө жөндөмү физика студенттери үчүн гана эмес, инженерлер, архитекторлор үчүн да маанилүү чеберчилик; Туруктуу үйлөрдү кургандар белгилүү бир аркан же кабель нерсенин салмагынын тартылуу күчүнө туруштук берээрин билиши керек, андыктан ал ийилип же кулап кетпейт. Кээ бир физикалык системалардагы тартылуу күчүн эсептөөнү үйрөнүү үчүн макаланы окуй баштаңыз.

Кадамдар

2 -метод: 1 жиптин тартылуу күчүн аныктоо

1. 1 Жиптин ар бир учундагы күчтөрдү аныктаңыз. Берилген жиптин, жиптин тартылуу күчү арканды ар бир учунда тарткан күчтөрдүн натыйжасы. Биз эсиңизге салабыз күч = масса × ылдамдануу... Аркан тартылган деп ойлосок, арканга илинген нерсенин ылдамдануусунун же массасынын өзгөрүшү аркандагы чыңалууну өзгөртөт. Тартылуу күчүнүн дайыма ылдамдашы жөнүндө унутпаңыз - система эс алып турса дагы, анын компоненттери тартылуу күчүнүн объекттери болуп саналат. Берилген арканды тартуу күчү T = (m × g) + (m × a) деп болжолдоого болот, мында “g” - аркан колдогон нерселердин кандайдыр биринин тартылуу ылдамдыгы, ал эми “a” - башка ылдамдануу, объекттерге таасир берүү.
   • Көптөгөн физикалык көйгөйлөрдү чечүү үчүн, биз ойлойбуз кемчиликсиз аркан - башкача айтканда, биздин арканыбыз ичке, массасы жок жана чоюп же үзүлө албайт.
   • Мисал катары, бир жиптин жардамы менен жыгач устунга жүк түшүрүлгөн системаны карап көрөлү (сүрөттү караңыз). Жүктүн өзү да, аркан да кыймылдабайт - система эс алууда. Жыйынтыгында, биз билебиз, жүк тең салмактуулукта болушу үчүн, тартылуу күчү тартылуу күчүнө барабар болушу керек. Башкача айтканда, тартылуу күчү (Ф_т) = Тартылуу күчү (Ф_ж) = м × г.
     • Жүктүн массасы 10 кг дейли, демек, тартылуу күчү 10 кг × 9,8 м / с = 98 Ньютон.
2. 2 Ылдамданууну карап көрүңүз. Аркан тартылуу күчүнө тартылуу күчү гана тартылуу күчү эмес - аркандагы нерсеге ылдамдануу менен тийген ар кандай күч ошол эле натыйжаны берет. Эгерде, мисалы, арканга же кабелге илинген нерсе күч менен ылдамдаса, анда ошол нерсенин салмагынан пайда болгон тартылуу күчүнө ылдамдануу күчү (массасы × ылдамдануу) кошулат.
   • Мисалы, биздин мисалда 10 кг салмагы арканга илинип, жыгач устунга илингендин ордуна 1 м / с ылдамдык менен өйдө карай тартылган дейли. Бул учурда биз жүктүн ылдамдатуусун, ошондой эле тартылуу ылдамдыгын төмөнкүчө эсепке алышыбыз керек:
     • F_т = F_ж + m × a
     • F_т = 98 + 10 кг × 1 м / с
     • F_т = 108 Ньютон.
3. 3 Бурчтук ылдамдатууну карап көрөлү. Аркандагы нерсе борбор деп эсептелген чекиттин айланасында (маятник сыяктуу) центрден качуучу күч аркылуу жипке чыңалуу кылат. Борбордон четтөөчү күч - бул жипти түз сызыкта эмес, догодо жылууну улантуу үчүн, аны ичине "түртүп" жараткан кошумча тартуучу күч. Объект канчалык ылдам кыймылдаса, центрифугалык күч ошончолук чоң болот. Борбордон четтөөчү күч (Ф_в) m × v / r ге барабар, мында "m" - массасы, "v" - ылдамдыгы, "r" - жүгү жылган тегерекченин радиусу.
   • Центрден качуучу күчтүн багыты жана мааниси нерсенин кыймылына жана ылдамдыгын өзгөртүүгө жараша өзгөргөндүктөн, аркандагы жалпы чыңалуу ар дайым борбордук чекиттеги жипке параллель болот. Эсиңизде болсун, тартылуу күчү дайыма объектке таасир этип, аны ылдый түшүрөт. Ошентип, эгер объект тигинен, толук чыңалуу менен термелет эң күчтүү доганын эң төмөнкү чекитинде (маятник үчүн бул тең салмактуулук чекити деп аталат), объект максималдуу ылдамдыгына жеткенде жана эң алсыз объекттин басаңдашы менен догонун жогору жагында.
   • Келгиле, биздин мисалда объект мындан ары өйдө ылдамдай бербейт, бирок маятник сыяктуу термелет. Биздин аркандын узундугу 1,5 м болсун, ал эми жүгүбүз 2 м / с ылдамдыкта, селкинчектин эң төмөнкү чекитинен өткөндө болсун.Эгерде биз эң чоң болгон кезде доганын эң төмөнкү чекитиндеги чыңалуу күчүн эсептеп чыгышыбыз керек болсо, анда адегенде жүктүн эс алуу абалындагыдай бирдей тартылуу басымын башынан кечирип жаткандыгын билишибиз керек - 98 Ньютон. Кошумча борбордон качуучу күчтү табуу үчүн биз төмөнкүлөрдү чечишибиз керек:
     • F_в = m × v / r
     • F_в = 10 × 2/1.5
     • F_в = 10 × 2.67 = 26.7 Ньютон.
     • Ошентип, жалпы чыңалуу 98 + 26,7 = болот 124.7 Ньютон.
4. 4 Белгилей кетчү нерсе, тартылуу күчү жүк аркадан өткөн сайын өзгөрөт. Жогоруда белгиленгендей, центрден качуучу күчтүн багыты жана чоңдугу объект термелген сайын өзгөрөт. Кандай болбосун, тартылуу күчү туруктуу бойдон калганы менен, тартылуу күчүнөн улам таза тартылуу күчү да өзгөрөт. Качан объект термелет жок догонун эң төмөнкү чекитинде (тең салмактуулук чекити), тартылуу күчү аны ылдый түшүрөт, бирок тартуу күчү бурчта өйдө тартат. Ушул себептен улам, тартылуу күчү бүтүндүгүнө эмес, тартылуу күчүнүн бир бөлүгүнө каршы турушу керек.
   • Тартылуу күчүн эки векторго бөлүү бул абалды элестетүүгө жардам берет. Вертикалдуу термелүүчү нерсенин догосунун каалаган жеринде жип тең салмактуулук чекити жана айлануу борбору аркылуу сызык менен "θ" бурчун түзөт. Маятник термеле баштаганда, тартылуу күчү (m × g) 2 векторго бөлүнөт - mgsin (θ), теңдеме чекити багытында жаага тангенттик таасир этип, mgcos (θ), чыңалууга параллель аракет кылат күч, бирок карама -каршы багытта. Чыңалуу mgcosко каршы тура алат (θ) - ага каршы багытталган күч - бардык тартылуу күчү эмес (бардык күчтөр бирдей болгон тең салмактуулук чекитин кошпогондо).
   • Маятник вертикалдан 15 градуска кыйшайганда 1,5 м / с ылдамдыкта жылат деп ойлоп көрөлү. Тартуу күчүн төмөнкү аракеттер менен табабыз:
     • Тартуу күчүнүн тартылуу күчүнө катышы (Т._ж) = 98cos (15) = 98 (0.96) = 94.08 Ньютон
     • Борбордон четтөөчү күч (Ф_в) = 10 × 1.5 / 1.5 = 10 × 1.5 = 15 Ньютон
     • Толук чыңалуу = Т._ж + F_в = 94,08 + 15 = 109.08 Ньютон.
5. 5 Тартууну эсептөө. Аркан тартылган жана башка нерсенин (же суюктуктун) сүрүлүүсүнөн "тормоздук" күчкө дуушар болгон ар кандай нерсе бул эффектти жиптин чыңалуусуна өткөрөт. Эки нерсенин ортосундагы сүрүлүү күчү башка жагдайдагыдай эле эсептелет: төмөнкү теңдеме менен: Үйкелүү күчү (көбүнчө F деп жазылат)_r) = (mu) N, мында му - нерселердин ортосундагы сүрүлүү күчүнүн коэффициенти жана N - бул нерселердин кадимки өз ара аракеттенүү күчү, же алар бири -бирине кысым көрсөтүүчү күч. Көңүл буруңуз, эс алуудагы сүрүлүү - эс алып жаткан нерсени кыймылга келтирүү аракетинин натыйжасында пайда болгон сүрүлүү - кыймылдын сүрүлүүсүнөн айырмаланып турат - кыймылдагы нерсени кыймылдатууга мажбурлоонун натыйжасында пайда болгон сүрүлүү.
   • Келгиле, 10 кг салмагыбыз ары -бери чайпалбайт, эми ал аркан менен горизонталдык түрдө сүйрөлүп жатат деп ойлойбуз. Жердин кыймылынын сүрүлүү коэффициенти 0,5 жана жүктөмүбүз туруктуу ылдамдыкта жылып жатат дейли, бирок ага 1м / с ылдамдатууну беришибиз керек. Бул көйгөй эки маанилүү өзгөрүүнү киргизет - биринчиден, тартылуу күчүн тартылуу күчүнө карата эсептөөнүн кереги жок, анткени биздин аркан салмагыбызды көтөрө албайт. Экинчиден, биз сүрүлүүдөн, ошондой эле жүктүн массасынын ылдамдануусунан улам чыңалууну эсептөөгө туура келет. Биз төмөнкүлөрдү чечишибиз керек:
     • Жөнөкөй күч (N) = 10кг & 9.8 (Тартылуу күчү менен ылдамдануу) = 98 Н.
     • Кыймылдын сүрүлүү күчү (Ф_r) = 0,5 × 98 N = 49 Ньютон
     • Ылдамдануу күчү (Ф_а) = 10 кг × 1 м / с = 10 Ньютон
     • Жалпы чыңалуу = F_r + F_а = 49 + 10 = 59 Ньютон.

Метод 2 2: Бир нече жипке тартылуу күчүн эсептөө

1. 1 Вертикалдуу параллель салмактарды шкив менен көтөрүңүз. Блоктор - жиптин тартуу күчүнүн багытын артка кайтарууга мүмкүндүк берген, асма дисктен турган жөнөкөй механизмдер. Жөнөкөй блок конфигурациясында, аркан же кабель токтотулган жүктөн блокко чейин, андан кийин башка жүккө чейин түшөт, ошентип аркан же кабелдин эки бөлүмүн түзөт. Кандай болбосун, эки учу ар кандай чоңдуктагы күчтөр тарабынан тартылса дагы, секциялардын ар бириндеги чыңалуу бирдей болот. Блокко тигинен асылган эки массалык система үчүн тартылуу күчү 2г (м₁) (м₂) / (м₂+ м₁), мында "g" - тартылуу ылдамдануусу, "м₁"Биринчи нерсенин массасы", м₂»Экинчи объектинин массасы.
   • Төмөнкүлөргө көңүл буруңуз, физикалык көйгөйлөр деп ойлошот блоктор идеалдуу - массасы, сүрүлүүсү жок, алар сынбайт, деформацияланбайт жана аларды колдогон жиптен бөлүнбөйт.
   • Келгиле, жиптин параллелдүү учтарында вертикалдуу илинген эки салмагыбыз бар дейли. Бир жүктүн массасы 10 кг, экинчисинин салмагы 5 кг. Бул учурда, биз төмөнкүлөрдү эсептешибиз керек:
     • T = 2г (м₁) (м₂) / (м₂+ м₁)
     • T = 2 (9.8) (10) (5) / (5 + 10)
     • T = 19.6 (50) / (15)
     • T = 980/15
     • T = 65.33 Ньютон.
   • Көңүл бургула, бир салмак оор болгондуктан, башка бардык элементтер бирдей, бул система ылдамдай баштайт, демек, 10 кг салмагы ылдый жылат, экинчи салмакты көтөрүүгө мажбур кылат.
2. 2 Параллелдүү эмес вертикалдуу саптары бар блокторду колдонуу менен салмакты токтото туруңуз. Блоктор көбүнчө тартуу күчүн өйдө же ылдый эмес, башка жакка багыттоо үчүн колдонулат. Эгерде, мисалы, жүк жиптин бир учунан тигинен илинип турса, экинчи учу жүктү диагоналдуу тегиздикте кармаса, анда блоктордун параллелдүү эмес системасы биринчи чекитте бурчтары бар үч бурчтуктун формасын алат. жүк, экинчиси жана блоктун өзү. Мында жиптин чыңалуусу тартылуу күчүнө да, жиптин диагоналдык бөлүгүнө параллель тартылуу күчүнүн компонентине да көз каранды.
   • Келгиле, бизде 10 кг жүктөө системасы бар дейли (м₁), вертикалдуу асылган, 5 кг жүктү туташтырылган (м₂) 60 градуска эңкейген тегиздикте жайгашкан (бул жантайма сүрүлүүнү бербейт деп эсептелет). Аркандагы чыңалууну табуу үчүн эң оңой жолу - адегенде таразаларды тездетүүчү күчтөрдүн теңдемелерин жазуу. Андан кийин, биз мындай кылабыз:
     • Асма жүк оорураак, эч кандай сүрүлүү жок, ошондуктан биз ылдый карай ылдамдап баратканын билебиз. Аркандагы чыңалуу өйдө карай тартылып, натыйжада пайда болгон F = m күчүнө карата ылдамдайт₁(ж) - Т, же 10 (9.8) - Т = 98 - Т.
     • Биз билебиз, жантайыңкы учактагы жүк жогору карай ылдамдайт. Анын эч кандай сүрүлүүсү жок болгондуктан, биз билебиз, чыңалуу жүктү учакка көтөрүп, ылдый түшүрөт гана өз салмагыңыз. Кыймылдын ылдый тарткан күчүнүн компоненти mgsin (θ) катары эсептелет, ошондуктан биздин учурда ал F = T - m натыйжалуу күчкө карата ылдамдайт деген тыянак чыгарууга болот.₂(ж) күнөө (60) = Т - 5 (9,8) (0,87) = Т - 42,14.
     • Эгерде бул эки теңдемеге барабар кылсак, анда 98 - T = T - 42.14 алабыз. Тди таап, 2T = 140.14, же T = 70.07 Ньютон.
3. 3 Объектти илип коюу үчүн бир нече жипти колдонуңуз. Жыйынтыктоо үчүн, объект "Y" түрүндөгү аркан системасынан токтотулганын элестетели - эки аркан шыпка бекитилет жана жүк менен үчүнчү аркан келген борбордук чекитке жолугушат. Үчүнчү жиптин тартылуу күчү көрүнүп турат - тартылуу күчүнөн же м (ж) жөнөкөй тартылуу. Калган эки жиптин чыңалуусу ар түрдүү жана тутумдун эс алуусун эске алып, вертикалдуу абалдагы өйдө тартылуу күчүнө жана горизонталдык эки багытта нөлгө барабар болушу керек. Аркандагы чыңалуу асма жүктүн салмагына жана ар бир жиптин шыптан бурулуш бурчуна жараша болот.
   • Келгиле, биздин Y формасындагы системабызда астынкы салмагы 10 кг болгон жана эки жип менен илинип турат, анын бири шыптан 30 градус, экинчиси 60 градус. Ар бир жиптин чыңалуусун табуу керек болсо, тирешүүнүн горизонталдык жана вертикалдуу компоненттерин эсептеп чыгышыбыз керек. Т табуу үчүн₁ (жантык 30 градус болгон жиптин чыңалуусу) жана Т.₂ (жантык 60 градус болгон жиптин чыңалуусу) сиз чечишиңиз керек:
     • Тригонометриянын мыйзамдарына ылайык, T = m (g) менен T ортосундагы байланыш₁ жана Т.₂ аркан менен шыптын ортосундагы бурчтун косинусуна барабар. Т үчүн₁, cos (30) = 0.87, Т.га келсек₂, cos (60) = 0.5
     • Т -ны табуу үчүн астыңкы жиптин чыңалуусун (Т = мг) ар бир бурчтун косинусуна көбөйт₁ жана Т.₂.
     • Т.₁ = 0,87 × м (ж) = 0,87 × 10 (9,8) = 85.26 Ньютон.
     • Т.₂ = 0,5 × м (г) = 0,5 × 10 (9,8) = 49 Ньютон.