Cum se calculează tensiunea într-o frânghie

O frânghie care ridică sau trage o sarcină suferă tensiune, o forță determinată de masa sarcinii și de alți factori. O calculați determinând forța de greutate din sarcină, plus efectul oricărei accelerații și a altor forțe care acționează asupra frânghiei. Deși gravitația acționează întotdeauna în direcția „în jos”, alte forțe ar putea să nu o facă; în funcție de direcție, fie le adăugați, fie le scadeți din gravitație pentru a ajunge la tensiunea totală pe coardă. Fizicienii folosesc o unitate metrică numită newton pentru a măsura forța; tensiunea pe o frânghie care suspendă o greutate de 100 de grame este de aproximativ 1 newton.

Înmulțiți masa greutății în kilograme cu 9,8, accelerația în metri pe secundă pătrată datorită gravitației. Rezultatul este o forță descendentă în newtoni, care reprezintă cea mai mare parte a tensiunii de pe coardă. De exemplu, dacă folosiți o frânghie pentru a suspenda un pian care cântărește 200 kg, înmulțiți 200 kg cu 9,8, oferind 18.600 newtoni, tensiunea pe coardă.

Scădeți forța greutății rămase pe sol dacă ridicați obiectul cu frânghia, dar acesta nu s-a ridicat încă de la sol; frânghia nu se află sub tensiunea totală necesară pentru ridicarea obiectului. De exemplu, trageți puternic de o frânghie pentru a ridica un pian de 200 kg, dar nu s-a mișcat. Dacă pianul exercită încă o forță de 500 de newtoni pe sol, scade-l din forța totală, 18.600 de newtoni. Tensiunea pe coardă devine 18.600 - 500 = 18.100 newtoni.

Înmulțiți accelerația ascendentă a greutății cu masa acesteia și adăugați-o la tensiunea datorată gravitației. De exemplu, utilizați un troliu electric pentru a ridica un pian de 200 kg la etajul cinci al unei clădiri; pianul accelerează în sus cu o rată de 1 metru pe secundă pătrat. Un metru pe secundă pătrat de 200 kg este de 200 de newtoni. Dacă pianul ar atârna, dar nu s-ar mișca, tensiunea ar fi pur și simplu forța gravitațională, 18.600 de newtoni. Dacă pianul se accelerează, masa pianului rezistă la mișcare, creând o forță descendentă similară cu gravitația. Adăugați 200 de newtoni la originalul 18.600 pentru a obține 18.800 newtoni, care este tensiunea totală.

  • Acțiune
instagram viewer