Kā aprēķināt skriemeļu sistēmas

Pielāgojot Ņūtona kustības likumus, jūs varat aprēķināt skriemeļu sistēmu spēku un darbību. Otrais likums darbojas ar spēku un paātrinājumu; trešais likums norāda spēku virzienu un to, kā spriedzes spēks līdzsvaro gravitācijas spēku.

Piedziņas skriemelis ir uzstādīts rotējošs ritenis, kuram ir izliekts izliekts loks ar virvi, jostu vai ķēdi, kas var pārvietoties pa riteņa malu, lai mainītu vilkšanas spēka virzienu. Tas maina vai samazina piepūli, kas nepieciešama smagu priekšmetu, piemēram, automobiļu dzinēju un liftu, pārvietošanai. Pamata skriemeļu sistēmai ir objekts, kas savienots ar vienu galu, savukārt kontrolējošais spēks, piemēram, no cilvēka muskuļiem vai motora, izvelk no otra gala. Atvudas skriemeļu sistēmai abiem skriemeļa troses galiem ir savienojums ar objektiem. Ja abiem objektiem ir vienāds svars, skriemelis nekustēsies; tomēr neliels velkonis abās pusēs pārvietos tos vienā vai otrā virzienā. Ja kravas ir atšķirīgas, smagākā paātrinās uz leju, bet vieglāka - uz augšu.

Ņūtona otrais likums F (spēks) = M (masa) x A (paātrinājums) pieņem, ka skriemeļa berzes nav, un jūs ignorējat skriemeļa masu. Ņūtona trešais likums saka, ka katrai darbībai ir vienāda un pretēja reakcija, tātad kopējais spēks F sistēma būs vienāda ar spēku virvē vai T (spriegojums) + G (gravitācijas spēks), kas velk slodze. Pamata skriemeļu sistēmā, ja jūs pieliekat spēku, kas lielāks par masu, jūsu masa paātrināsies uz augšu, izraisot F negatīvu. Ja masa paātrinās uz leju, F ir pozitīvs.

Aprēķiniet troses spriegumu, izmantojot šādu vienādojumu: T = M x A. Četrs piemērs, ja jūs mēģināt atrast T pamata skriemeļu sistēmā ar pievienotu 9g masu, kas paātrinās uz augšu pie 2m / s², tad T = 9g x 2m / s² = 18gm / s² vai 18N (ņūtonos).

Aprēķiniet gravitācijas radīto spēku uz skriemeļu pamatsistēmu, izmantojot šādu vienādojumu: G = M x n (gravitācijas paātrinājums). Gravitācijas paātrinājums ir konstante, kas vienāda ar 9,8 m / s². Masa M = 9g, tātad G = 9g x 9,8 m / s² = 88,2gm / s² vai 88,2 ņūtoni.

Ievietojiet tikko aprēķināto spriegojumu un gravitācijas spēku sākotnējā vienādojumā: -F = T + G = 18N + 88,2N = 106,2N. Spēks ir negatīvs, jo skriemeļu sistēmā esošais objekts paātrinās augšup. Negatīvais no spēka tiek pārvietots uz šķīdumu, tāpēc F = -106,2N.

Vienādojumi, F (1) = T (1) - G (1) un F (2) = -T (2) + G (2), pieņem, ka skriemeļa berze vai masa nav. Tas arī pieņem, ka otrā masa ir lielāka nekā viena masa. Pretējā gadījumā pārslēdziet vienādojumus.

Aprēķiniet spriedzi abās skriemeļu sistēmas pusēs, izmantojot kalkulatoru, lai atrisinātu šādus vienādojumus: T (1) = M (1) x A (1) un T (2) = M (2) x A (2). Piemēram, pirmā objekta masa ir vienāda ar 3g, otrā priekšmeta masa ir vienāda ar 6g, un abām virves pusēm ir vienāds paātrinājums, kas vienāds ar 6,6m / s². Šajā gadījumā T (1) = 3g x 6,6m / s² = 19,8N un T (2) = 6g x 6,6m / s² = 39,6N.

Aprēķiniet gravitācijas radīto spēku uz pamatskriemeļu sistēmu, izmantojot šādu vienādojumu: G (1) = M (1) x n un G (2) = M (2) x n. Gravitācijas paātrinājums n ir konstante, kas vienāda ar 9,8 m / s². Ja pirmā masa M (1) = 3g un otrā masa M (2) = 6g, tad G (1) = 3g x 9,8 m / s² = 29,4N un G (2) = 6g x 9,8 m / s² = 58,8 N.

Ievietojiet abiem objektiem iepriekš aprēķinātos spriedzes un gravitācijas spēkus sākotnējos vienādojumos. Pirmajam objektam F (1) = T (1) - G (1) = 19,8N - 29,4N = -9,6N, bet otrajam objektam F (2) = -T (2) + G (2) = -39,6N + 58,8N = 19,2N. Fakts, ka otrā objekta spēks ir lielāks par pirmo objektu un ka pirmā spēks objekts ir negatīvs, parāda, ka pirmais objekts paātrinās uz augšu, kamēr otrais objekts pārvietojas uz leju.

• Kalkulators
• Skriemeļu sistēmā izmantoto priekšmetu vai priekšmetu svars