Hoe de spanning in een touw te berekenen

Een touw dat een last optilt of trekt, ondergaat spanning, een kracht die wordt bepaald door de massa van de last en andere factoren. Je berekent het door de zwaartekracht van de last te bepalen, plus het effect van eventuele versnellingen en andere krachten die op het touw inwerken. Hoewel de zwaartekracht altijd in de "neerwaartse" richting werkt, kunnen andere krachten dat niet; afhankelijk van de richting, voeg je ze toe aan of trek je ze af van de zwaartekracht om tot de totale spanning op het touw te komen. Natuurkundigen gebruiken een metrische eenheid, de newton genaamd, om kracht te meten; de spanning op een touw waaraan een gewicht van 100 gram hangt is ongeveer 1 newton.

Vermenigvuldig de massa van het gewicht in kilogram met 9,8, de versnelling in meter per seconde kwadraat als gevolg van de zwaartekracht. Het resultaat is een neerwaartse kracht in Newton, die verantwoordelijk is voor de meeste spanning op het touw. Als je bijvoorbeeld een touw gebruikt om een ​​piano op te hangen die 200 kg weegt, vermenigvuldig dan 200 kg met 9,8, wat 18.600 Newton geeft, de spanning op het touw.

Trek de kracht van het resterende gewicht op de grond af als u het object met het touw optilt, maar het nog niet van de grond is gestegen; het touw staat niet onder de volledige spanning die nodig is om het object op te tillen. Je trekt bijvoorbeeld hard aan een touw om een ​​piano van 200 kg op te tillen, maar hij beweegt niet. Als de piano nog steeds een kracht van 500 Newton op de grond uitoefent, trek deze dan af van de volledige kracht, 18.600 Newton. De spanning op het touw wordt 18.600 - 500 = 18.100 Newton.

Vermenigvuldig de opwaartse versnelling van het gewicht met zijn massa en voeg deze toe aan de spanning als gevolg van de zwaartekracht. U gebruikt bijvoorbeeld een elektrische lier om een ​​piano van 200 kg naar de vijfde verdieping van een gebouw te tillen; de piano versnelt omhoog met een snelheid van 1 meter per seconde kwadraat. Een meter per seconde kwadraat maal 200 kg is 200 Newton. Als de piano zou hangen maar niet zou bewegen, zou de spanning gewoon de zwaartekracht zijn, 18.600 Newton. Als de piano versnelt, verzet de massa van de piano zich tegen beweging, waardoor een neerwaartse kracht ontstaat die vergelijkbaar is met de zwaartekracht. Voeg 200 newton toe aan de oorspronkelijke 18.600 om 18.800 newton te krijgen, wat de totale spanning is.

  • Delen
instagram viewer