Hvordan beregne spenningen i et tau

Et tau som løfter eller trekker en last gjennomgår spenning, en kraft bestemt av lastens masse og andre faktorer. Du beregner det ved å bestemme tyngdekraften fra lasten, pluss effekten av akselerasjoner og andre krefter som virker på tauet. Selv om tyngdekraften alltid virker i "ned" -retningen, er det kanskje ikke andre krefter som gjør det; avhengig av retning, legger du dem til eller trekker dem fra tyngdekraften for å komme til den totale spenningen på tauet. Fysikere bruker en metrisk enhet kalt newton for å måle kraft; spenningen på et tau som suspenderer en vekt på 100 gram er omtrent 1 newton.

Multipliser vektens masse i kilo med 9,8, akselerasjonen i meter per sekund i kvadrat på grunn av tyngdekraften. Resultatet er en nedadgående kraft i newton, som står for det meste av spenningen på tauet. Hvis du for eksempel bruker et tau til å henge et piano som veier 200 kg, multipliserer du 200 kg med 9,8, noe som gir 18.600 newton, spenningen på tauet.

Trekk kraften av den gjenværende vekten på bakken hvis du løfter gjenstanden med tauet, men den ennå ikke har steget opp fra bakken; tauet er ikke under den fulle spenningen som trengs for å løfte gjenstanden. For eksempel trekker du hardt i et tau for å løfte et piano på 200 kg, men det har ikke beveget seg. Hvis pianoet fortsatt utøver en kraft på 500 newton på bakken, trekker du det fra full kraft, 18.600 newton. Spenningen på tauet blir 18.600 - 500 = 18.100 newton.

Multipliser oppveksten av vekten med massen og legg den til spenningen på grunn av tyngdekraften. For eksempel bruker du en elektrisk vinsj for å løfte et piano på 200 kg til femte etasje i en bygning; pianoet akselererer oppover med en hastighet på 1 meter per sekund i kvadrat. En meter per sekund i kvadrat ganger 200 kg er 200 newton. Hvis pianoet hengte, men ikke beveget seg, ville spenningen bare være kraften fra tyngdekraften, 18.600 newton. Hvis pianoet akselererer opp, motstår pianoets masse å bli beveget, og skaper en nedadgående kraft som ligner tyngdekraften. Legg til 200 newton til de opprinnelige 18.600 for å få 18.800 newton, som er den totale spenningen.

  • Dele
instagram viewer