วิธีการคำนวณความตึงเครียดในเชือก

การยกหรือดึงเชือกต้องผ่านแรงตึง ซึ่งเป็นแรงที่กำหนดโดยมวลของน้ำหนักบรรทุกและปัจจัยอื่นๆ คุณคำนวณโดยกำหนดแรงโน้มถ่วงจากน้ำหนักบรรทุก บวกกับผลกระทบของความเร่งใดๆ และแรงอื่นๆ ที่กระทำต่อเชือก แม้ว่าแรงโน้มถ่วงจะกระทำในทิศทาง "ลง" เสมอ แต่แรงอื่นอาจไม่ทำ ขึ้นอยู่กับทิศทาง คุณสามารถเพิ่มหรือลบออกจากแรงโน้มถ่วงเพื่อให้ได้แรงตึงทั้งหมดบนเชือก นักฟิสิกส์ใช้หน่วยเมตริกที่เรียกว่านิวตันเพื่อวัดแรง ความตึงของเชือกที่แขวนน้ำหนัก 100 กรัม อยู่ที่ประมาณ 1 นิวตัน

คูณมวลของน้ำหนักเป็นกิโลกรัมด้วย 9.8 ความเร่งเป็นเมตรต่อวินาทียกกำลังสองเนื่องจากแรงโน้มถ่วง ผลที่ได้คือแรงกดลงเป็นนิวตัน ซึ่งอธิบายความตึงส่วนใหญ่บนเชือก ตัวอย่างเช่น หากคุณใช้เชือกแขวนเปียโนที่มีน้ำหนัก 200 กก. ให้คูณ 200 กก. ด้วย 9.8 ให้ได้ 18,600 นิวตัน ซึ่งเป็นแรงตึงของเชือก

ลบแรงของน้ำหนักที่เหลืออยู่บนพื้นถ้าคุณกำลังยกวัตถุด้วยเชือกแต่มันยังไม่ขึ้นจากพื้น เชือกไม่อยู่ภายใต้ความตึงเครียดที่จำเป็นในการยกวัตถุ ตัวอย่างเช่น คุณดึงเชือกอย่างแรงเพื่อยกเปียโนหนัก 200 กก. แต่เปียโนไม่ขยับ หากเปียโนยังคงออกแรง 500 นิวตันบนพื้น ให้ลบออกจากแรงเต็มที่ 18,600 นิวตัน ความตึงบนเชือกจะกลายเป็น 18,600 - 500 = 18,100 นิวตัน

คูณความเร่งขึ้นของน้ำหนักด้วยมวลของมันแล้วบวกเข้ากับแรงตึงเนื่องจากแรงโน้มถ่วง ตัวอย่างเช่น คุณใช้กว้านไฟฟ้าเพื่อยกเปียโนหนัก 200 กก. ขึ้นไปที่ชั้นห้าของอาคาร เปียโนเร่งขึ้นในอัตรา 1 เมตรต่อวินาทียกกำลังสอง หนึ่งเมตรต่อวินาทีกำลังสองคูณ 200 กก. เท่ากับ 200 นิวตัน ถ้าเปียโนห้อยอยู่แต่ไม่เคลื่อนที่ แรงตึงก็จะเป็นเพียงแรงจากแรงโน้มถ่วง 18,600 นิวตัน หากเปียโนเร่งความเร็ว มวลของเปียโนจะต้านทานการเคลื่อนตัว ทำให้เกิดแรงลงคล้ายกับแรงโน้มถ่วง เพิ่ม 200 นิวตันให้กับ 18,600 เดิมเพื่อให้ได้ 18,800 นิวตันซึ่งเป็นแรงตึงทั้งหมด

  • แบ่งปัน
instagram viewer