Sådan beregnes spændingen i et reb

Et reb, der løfter eller trækker en last, undergår spænding, en kraft bestemt af lastens masse og andre faktorer. Du beregner det ved at bestemme tyngdekraften fra belastningen plus virkningen af ​​eventuelle accelerationer og andre kræfter, der virker på rebet. Selvom tyngdekraften altid virker i "ned" -retningen, er andre kræfter måske ikke; afhængigt af retningen tilføjer du dem enten til eller trækker dem fra tyngdekraften for at nå frem til den totale spænding på rebet. Fysikere bruger en metrisk enhed kaldet newton til at måle kraft; spændingen på et reb, der suspenderer en vægt på 100 gram, er ca. 1 newton.

Multiplicer vægten i kg med 9,8, accelerationen i meter pr. Sekund i kvadrat på grund af tyngdekraften. Resultatet er en nedadgående kraft i newton, som tegner sig for det meste af spændingen på rebet. For eksempel, hvis du bruger et reb til at ophænge et klaver, der vejer 200 kg, skal du gange 200 kg med 9,8, hvilket giver 18.600 newton, spændingen på rebet.

Træk kraften af ​​den resterende vægt på jorden, hvis du løfter genstanden med rebet, men den endnu ikke er steget fra jorden; rebet er ikke under den fulde spænding, der er nødvendig for at løfte genstanden. For eksempel trækker du hårdt på et reb for at løfte et 200 kg klaver, men det har ikke bevæget sig. Hvis klaveret stadig udøver en kraft på 500 newton på jorden, trækkes det fra den fulde kraft, 18.600 newton. Spændingen på rebet bliver 18.600 - 500 = 18.100 newton.

instagram story viewer

Multipliser den opadgående acceleration af vægten med dens masse og tilføj den til spændingen på grund af tyngdekraften. For eksempel bruger du en elektrisk spil til at løfte et 200 kg klaver til bygningens femte etage; klaveret accelererer opad med en hastighed på 1 meter pr. sekund i anden. En meter pr. Sekund kvadratisk gange 200 kg er 200 newton. Hvis klaveret hængte, men ikke bevægede sig, ville spændingen simpelthen være tyngdekraften, 18.600 newton. Hvis klaveret accelererer op, modstår klaverets masse at blive bevæget, hvilket skaber en nedadgående kraft svarende til tyngdekraften. Føj 200 newton til de originale 18.600 for at få 18.800 newton, hvilket er den samlede spænding.

Teachs.ru
  • Del
instagram viewer