Можете израчунати силу и дејство система ременица применом Њутнових закона кретања. Други закон делује снагом и убрзањем; трећи закон указује на смер сила и на то како сила затезања уравнотежује силу гравитације.
Колотурници: Успони и падови
Колотур је монтирани ротирајући точак који има закривљени конвексни обод са ужетом, ременом или ланцем који се може кретати дуж обода точка да би променио смер вучне силе. Модификује или смањује напор потребан за померање тешких предмета као што су аутомобилски мотори и лифтови. Основни систем ременица има објекат повезан са једним крајем, док управљачка сила, на пример из човекових мишића или мотора, вуче са другог краја. Атвоодов систем ременице има оба краја ужета ременице повезана са предметима. Ако два предмета имају исту тежину, ременица се неће померити; међутим, мали тегљач са обе стране помериће их у једном или другом смеру. Ако су оптерећења различита, веће ће убрзати доле, док се лакше оптерећење убрзава.
Основни систем ременице
Њутнов други закон, Ф (сила) = М (маса) к А (убрзање) претпоставља да ременица нема трење и да занемарите масу ременице. Трећи Њутнов закон каже да за сваку акцију постоји једнака и супротна реакција, дакле укупна сила система Ф једнака ће сили ужета или Т (напетост) + Г (сила гравитације) која вуче на оптерећење. У основном систему ременица, ако примените силу већу од масе, ваша маса ће се убрзати, узрокујући да Ф буде негативан. Ако се маса убрзава, Ф је позитиван.
Израчунајте напетост ужета користећи следећу једначину: Т = М к А. Четири примера, ако покушавате да нађете Т у основном систему ременице са прикљученом масом од 9г која убрзава нагоре при 2м / с², тада је Т = 9г к 2м / с² = 18гм / с² или 18Н (њутни).
Израчунајте силу изазвану гравитацијом на основном систему ременице користећи следећу једначину: Г = М к н (гравитационо убрзање). Гравитационо убрзање је константа једнака 9,8 м / с². Маса М = 9г, дакле Г = 9г к 9,8 м / с² = 88,2гм / с², или 88,2 њутна.
У првобитну једначину уметните напетост и гравитациону силу коју сте управо израчунали: -Ф = Т + Г = 18Н + 88,2Н = 106,2Н. Сила је негативна јер се објекат у систему ременице убрзава према горе. Негатив силе се помера у решење па је Ф = -106,2Н.
Атвоод систем ременице
Једначине, Ф (1) = Т (1) - Г (1) и Ф (2) = -Т (2) + Г (2), претпостављају да ременица нема трење или масу. Такође се претпоставља да је маса два већа од масе један. У супротном, промените једначине.
Израчунајте напетост на обе стране система ременице помоћу калкулатора да бисте решили следеће једначине: Т (1) = М (1) к А (1) и Т (2) = М (2) к А (2). На пример, маса првог предмета једнака је 3г, маса другог предмета је 6г, а обе стране конопа имају исто убрзање једнако 6,6 м / с². У овом случају, Т (1) = 3 г к 6,6 м / с² = 19,8 Н и Т (2) = 6 г к 6,6 м / с² = 39,6 Н.
Израчунајте силу изазвану гравитацијом на основном систему ременице користећи следећу једначину: Г (1) = М (1) к н и Г (2) = М (2) к н. Гравитационо убрзање н је константа једнака 9,8 м / с². Ако је прва маса М (1) = 3г, а друга маса М (2) = 6г, тада је Г (1) = 3г к 9,8 м / с² = 29,4Н и Г (2) = 6г к 9,8 м / с² = 58,8 Н.
У оригиналне једначине убаците напетости и гравитационе силе претходно израчунате за оба објекта. За први објекат Ф (1) = Т (1) - Г (1) = 19,8Н - 29,4Н = -9,6Н, а за други објекат Ф (2) = -Т (2) + Г (2) = -39,6Н + 58,8Н = 19,2Н. Чињеница да је сила другог предмета већа од првог предмета и да је сила првог објект је негативан показује да се први објект убрзава према горе док се други објект креће надоле.
Ствари које ће вам требати
- Калкулатор
- Тежина предмета или предмета који се користе у систему ременица