Sådan beregnes remskiver

Du kan beregne trækkesystemernes kraft og virkning gennem anvendelse af Newtons bevægelseslove. Den anden lov fungerer med kraft og acceleration; den tredje lov angiver styrkeretningen, og hvordan spændingskraften afbalancerer tyngdekraften.

En remskive er et monteret roterende hjul, der har en buet konveks kant med et reb, bælte eller kæde, der kan bevæge sig langs hjulets kant for at ændre retningen af ​​en trækkraft. Det ændrer eller reducerer den nødvendige indsats for at flytte tunge genstande såsom bilmotorer og elevatorer. Et grundlæggende remskivesystem har et objekt, der er forbundet til den ene ende, mens en styrende kraft, såsom fra en persons muskler eller en motor, trækker fra den anden ende. Et Atwood-remskivesystem har begge ender af remskive rebet forbundet med genstande. Hvis de to objekter har samme vægt, vil remskiven ikke bevæge sig; dog vil et lille slæbebåd på begge sider bevæge dem i den ene eller den anden retning. Hvis belastningerne er forskellige, vil den tungere accelereere ned, mens den lettere belastning accelererer op.

Newtons anden lov, F (kraft) = M (masse) x A (acceleration) antager, at remskiven ikke har nogen friktion, og du ignorerer remskivens masse. Newtons tredje lov siger, at for hver handling er der en lige og modsat reaktion, så den samlede kraft af systemet F vil svare til kraften i rebet eller T (spænding) + G (tyngdekraft), der trækker ved belastning. Hvis du udøver en kraft større end massen i et grundlæggende remskive-system, vil din masse accelerere op og få F til at være negativ. Hvis massen accelererer ned, er F positiv.

Beregn spændingen i rebet ved hjælp af følgende ligning: T = M x A. Fire eksempler, hvis du forsøger at finde T i et grundlæggende remskivesystem med en vedhæftet masse på 9g, der accelererer opad ved 2m / s², så er T = 9g x 2m / s² = 18gm / s² eller 18N (newton).

Beregn kraften forårsaget af tyngdekraften på det grundlæggende remskivesystem ved hjælp af følgende ligning: G = M x n (tyngdeacceleration). Tyngdeacceleration er en konstant lig med 9,8 m / s². Massen M = 9g, så G = 9g x 9,8 m / s² = 88,2gm / s² eller 88,2 newton.

Indsæt den spænding og tyngdekraft, du lige har beregnet, i den oprindelige ligning: -F = T + G = 18N + 88.2N = 106.2N. Kraften er negativ, fordi genstanden i remskivesystemet accelererer opad. Det negative fra kraften flyttes over til opløsningen, så F = -106,2N.

Ligningerne, F (1) = T (1) - G (1) og F (2) = -T (2) + G (2) antager, at remskiven ikke har nogen friktion eller masse. Det antages også, at masse to er større end masse en. Ellers skift ligningerne.

Beregn spændingen på begge sider af remskivesystemet ved hjælp af en lommeregner til at løse følgende ligninger: T (1) = M (1) x A (1) og T (2) = M (2) x A (2). For eksempel er massen af ​​det første objekt lig med 3g, massen af ​​det andet objekt er lig med 6g, og begge sider af rebet har den samme acceleration lig med 6,6m / s². I dette tilfælde er T (1) = 3g x 6,6m / s² = 19,8N og T (2) = 6g x 6,6m / s² = 39,6N.

Beregn kraften forårsaget af tyngdekraften på basiskivesystemet ved hjælp af følgende ligning: G (1) = M (1) x n og G (2) = M (2) x n. Gravitationsacceleration n er en konstant lig med 9,8 m / s². Hvis den første masse M (1) = 3g og den anden masse M (2) = 6g, så er G (1) = 3g x 9,8 m / s² = 29,4N og G (2) = 6g x 9,8 m / s² = 58,8 N.

Indsæt spændingerne og tyngdekræfterne, der tidligere var beregnet for begge objekter, i de originale ligninger. For det første objekt F (1) = T (1) - G (1) = 19,8N - 29,4N = -9,6N, og for det andet objekt F (2) = -T (2) + G (2) = -39,6N + 58,8N = 19,2N. Det faktum, at kraften i det andet objekt er større end det første objekt, og at kraften i det første objektet er negativt viser, at det første objekt accelererer opad, mens det andet objekt bevæger sig nedad.

• Lommeregner
• Vægt på genstande eller genstande, der bruges i remskivesystemet