Модуль сили натягу формула. Сила натягу нитки і застосування формули в побутових ситуаціях

1. Гиря масою 5 кг підвішена до стелі на двох однакових мотузках, прикріплених до стелі в двох різних точках. Нитки утворюють кут a \u003d 60 ° один з одним (див. Рис.). Знайдіть силу натягу кожної нитки.

2. (д) Ялинковий кульку підвішений до горизонтально розташованої гілці на двох однакових нитках, прикріплених до гілки в двох різних точках. Нитки утворюють кут a \u003d 90 ° один з одним. Знайдіть масу кульки, якщо сила натягу кожної нитки дорівнює 0,1 Н.

3. Велика залізна труба підвішена за кінці до гака крана на двох однакових тросах, що утворюють кут 120 ° один з одним (див. Рис.). Сила натягу кожного троса 800 Н. Знайдіть масу труби.

4. (д) Бетонну балку масою 400 кг, підвішену за кінці до гака на двох тросах, баштовий кран піднімає вгору з прискоренням 3 м / с 2, спрямованим вгору. Кут між тросами становить 120 °. Знайдіть силу натягу тросів.

5. До стелі на нитці підвішений вантаж масою 2 кг, до якого, на інший нитки, підвішений вантаж масою 1 кг (див. Рис.). Знайдіть силу натягу кожної з ниток.

6. (д) До стелі на нитці підвішений вантаж масою 500 г, до якого, на інший нитки, підвішений ще один вантаж. Сила натягу нижньої нитки дорівнює 3 Н. Знайдіть масу нижнього вантажу і силу натягу верхньої нитки.

7. Вантаж масою 2,5 кг піднімають на нитки з прискоренням 1 м / с 2, спрямованим вгору. До цього вантажу, на інший нитки, підвішений другий вантаж. Сила натягу верхньої нитки (тобто за яку тягнуть вгору) становить 40 Н. Знайдіть масу другого вантажу і силу натягу нижньої нитки.

8. (д) Вантаж масою 2,5 кг опускають на нитки з прискоренням 3 м / с 2, спрямованим вниз. До цього вантажу, на інший нитки, підвішений другий вантаж. Сила натягу нижньої нитки становить 1 Н. Знайдіть масу другого вантажу і силу натягу верхньої нитки.

9. Через нерухомий блок, прикріплений до стелі, перекинута невагома і нерозтяжна нитку. До кінців нитки підвішені вантажі масами m 1 \u003d 2 кг і m 2 \u003d 1 кг (див. Рис.). В який бік і з яким прискоренням рухається кожен з вантажів? Яка сила натягу нитки?

10. (д) Через нерухомий блок, прикріплений до стелі, перекинута невагома і нерозтяжна нитку. До кінців нитки підвішені вантажі. Маса першого вантажу m 1 \u003d 0,2 кг. Він рухається вгору з прискоренням 3 м / с 2. Яка маса другого вантажу? Яка сила натягу нитки?

11. Через нерухомий блок, прикріплений до стелі, перекинута невагома і нерозтяжна нитку. До кінців нитки підвішені вантажі. Маса першого вантажу m 1 \u003d 0,2 кг. Він рухається вгору, збільшуючи швидкість від 0,5 м / с до 4 м / с за 1 с. Яка маса другого вантажу? Яка сила натягу нитки?

12. (д) Через нерухомий блок, прикріплений до стелі, перекинута невагома і нерозтяжна нитку. До кінців нитки підвішені вантажі масами m 1 \u003d 400 г і m 2 \u003d 1 кг. Їх утримують у стані спокою, а потім відпускають. З яким прискоренням рухається кожен з вантажів? Яка відстань пройде кожен з них за 1 з руху?

13. Через нерухомий блок, прикріплений до стелі, перекинута невагома і нерозтяжна нитку. До кінців нитки підвішені вантажі масами m 1 \u003d 400 г і m 2 \u003d 0,8 кг. Їх утримують у стані спокою на одному рівні, а потім відпускають. Яким буде відстань між вантажами (по висоті) через 1,5 с після початку руху?

14. (д) Через нерухомий блок, прикріплений до стелі, перекинута невагома і нерозтяжна нитку. До кінців нитки підвішені вантажі. Маса першого вантажу m 1 \u003d 300 м Вантажі утримують в стані спокою на одному рівні, а потім відпускають. Через 2 с після початку руху різниця висот, на яких знаходяться вантажі, досягла 1 м. Яка маса m 2 другого вантажу і яке прискорення вантажів?

Завдання на конічний маятник

15. Маленька кулька масою 50 г, підвішений на невагомою нерастяжимой нитки довжиною 1 м, робить рух по колу в горизонтальній площині. Нитка складає з вертикаллю кут 30 °. Яка сила натягу нитки? Яка швидкість руху кульки?

16. (д) Маленька кулька, підвішений на невагомою нерастяжимой нитки довжиною 1 м, робить рух по колу в горизонтальній площині. Нитка складає з вертикаллю кут 30 °. яка кутова швидкість руху кульки?

17. Кулька масою 100 г здійснює рухи по колу радіусом 1 м, будучи підвішеним на невагомою і нерастяжимой мотузці довжиною 2 м. Яка сила натягу мотузки? Який кут з вертикаллю становить мотузка? Яка швидкість руху кульки?

18. (д) Шарик масою 85 г здійснює рухи по колу радіусом 50 см, будучи підвішеним на невагомою і нерастяжимой мотузці довжиною 577 мм. Яка сила натягу мотузки? Який кут з вертикаллю становить мотузка? яка кутова швидкість руху кульки?

Розділ 17.

Вага тіла, сила реакції опори і невагомість.

1. Людина масою 80 кг знаходиться в ліфті, що рухається з прискоренням 2,5 м / с 2, спрямованим вгору. Який вага людини в ліфті?

2. (д) Людина знаходиться в ліфті, що рухається з прискоренням 2 м / с 2, спрямованим вгору. Яка маса людини, якщо його вага складає 1080 Н?

3. Балку масою 500 кг опускають на тросі з прискоренням 1 м / с 2, спрямованим вниз. Який при цьому вага балки? Яка сила натягу троса?

4. (д) циркового акробата піднімають вгору на канаті з прискоренням 1,2 м / с 2, спрямованим також вгору. Яка маса акробата, якщо сила натягу каната дорівнює 1050 Н? Який вага акробата?

5. Якщо ліфт рухається з прискоренням, рівним 1,5 м / с 2, спрямованим вгору, то вага людини, що знаходиться в ліфті, дорівнює 1000 Н. Яким буде вага людини, якщо ліфт рухатиметься з таким же прискоренням, але спрямованим вниз? Яка маса людини? Який вага цієї людини в нерухомому ліфті?

6. (д) Якщо ліфт рухається з прискоренням, спрямованим вгору, то вага людини в ліфті становить 1000 Н. Якщо ж ліфт рухається з таким же, по модулю, прискоренням, але спрямованим вниз, то вага людини становить 600 Н. Яке прискорення ліфта і яка маса людини?

7. Людина масою 60 кг піднімається в ліфті, що рухається рівноприскореному вгору. Покоївся ліфт за 2 з набрав швидкість 2,5 м / с. Який вага людини при цьому?

8. (д) Людина масою 70 кг піднімається в ліфті, що рухається рівноприскореному вгору. Покоївся ліфт за 2 з пройшов відстань 4 м. Який вага людини при цьому?

9. Радіус заокруглення опуклого моста дорівнює 200 м. По мосту рухається автомобіль масою 1 т зі швидкістю 72 км / год. Який вага автомобіля в верхній точці моста?

10. (д) Радіус заокруглення опуклого моста дорівнює 150 м. По мосту рухається автомобіль масою 1 т. Його вага у верхній точці моста становить 9500 Н. Яка швидкість автомобіля?

11. Радіус заокруглення опуклого моста дорівнює 250 м. По мосту рухається автомобіль зі швидкістю 63 км / год. Його вага у верхній точці моста становить 20000 Н. Яка маса автомобіля?

12. (д) За опуклого мосту рухається автомобіль масою 1 т зі швидкістю 90 км / год. Вага автомобіля в верхній точці моста становить 9750 Н. Який радіус кривизни опуклої поверхні моста?

13. Трактор масою 3 т в'їжджає на горизонтальний дерев'яний міст, який прогинається під дією тяжкості трактора. Швидкість трактора дорівнює 36 км / год. Вага трактора в найнижчій точки прогину моста становить 30500 Н. Який радіус округлення поверхні моста?

14. (д) Трактор масою 3 т в'їжджає на горизонтальний дерев'яний міст, який прогинається під дією тяжкості трактора. Швидкість трактора дорівнює 54 км / год. Радіус заокруглення поверхні моста дорівнює 120 м. Який вага трактора?

15. Дерев'яний горизонтальний міст може витримати навантаження 75000 Н. Маса танка, який повинен проїхати по мосту, 7200 кг Євро. З якою швидкістю може рухатися танк по мосту, якщо при цьому міст прогинається так, що радіус округлення моста становить 150 м?

16. (д) Довжина дерев'яного моста 50 м. Вантажівка, що рухається з постійною за модулем швидкістю, проїжджає міст за 5 с. При цьому максимальний прогин моста такий, що радіус округлення його поверхні дорівнює 220 м. Вага вантажівки в середині моста становить 50 кН. Яка маса вантажівки?

17. Автомобіль рухається по опуклому мосту, радіус кривизни якого 150 м. При якій швидкості руху автомобіля водій відчує невагомість? Що ще він відчує (якщо, звичайно, водій - нормальна людина)?

18. (д) Автомобіль рухається по опуклому мосту. Водій машини відчув, що в найвищій точці моста при швидкості 144 км / год машина втрачає управління? Чому це відбувається? Який радіус кривизни поверхні моста?

19. Космічний корабель стартує вгору з прискоренням 50 м / с 2. Яку перевантаження відчувають космонавти в кораблі?

20. (д) Космонавт може витримати десятикратну короткочасне перевантаження. Яким в цей час має бути спрямоване вгору прискорення космічного корабля?

визначення

силу натягу визначають як рівнодіюча сил, прикладених до нитки, рівну їй по модулю, але протилежно спрямовану. Усталеного символу (букви), що позначає силу натягу немає. Її позначають і просто і, і. Математично визначення для сили натягу нитки можна записати як:

де \u003d векторна сума всіх сил, які діють на нитку. Сила натягу нитки завжди спрямована по нитці (або підвісу).

Найчастіше в задачах і прикладах розглядають нитка, масою якої можна знехтувати. Її називають невагомою.

Ще одним важливим характеристикою нитки при розрахунку сили натягу є її розтяжність. Якщо досліджується невагома і нерозтяжна нитку, то така нитка вважається просто проводить через себе силу. У тому випадку, коли необхідно враховувати розтягнення нитки, застосовують закон Гука, при цьому:

де k - коефіцієнт жорсткості нитки, - подовження нитки при розтягуванні.

Одиниці виміру сили натягу нитки

Основною одиницею виміру сили натягу нитки (як і будь-якої сили) в системі СІ є: [T] \u003d Н

В СГС: [T] \u003d дин

Приклади розв'язання задач

приклад

Завдання. Невагома, нерозтяжна нитка витримує силу натягу T \u003d 4400Н. З яким максимальним прискоренням можна піднімати вантаж масою m \u003d 400 кг, який підвішують на цю нитку, щоб вона не розірвалася?

Рішення. Зобразимо на рис.1 всі сили, що діють на вантаж, і запишемо другий закон Ньютона. Тіло будемо вважати матеріальною точкою, всі сили доданими до центру мас тіла.

де - сила натягу нитки. Запишемо проекцію рівняння (1.1) на вісь Y:

З виразу (1.2) отримаємо прискорення:

Всі дані в завданні представлені в одиницях системи СІ, проведемо обчислення:

м / с 2

Відповідь. a \u003d 1,2 м / с 2

приклад

Завдання. Шарик, який має масу m \u003d 0,1 кг прикріплений до нитки (рис.2) рухається по колу, розташованої в горизонтальній площині. Знайдіть модуль сили натягу нитки, якщо довжина нитки l \u003d 5 м, радіус кола R \u003d 3м.

Рішення. Запишемо другий закон Ньютона для сил, прикладених до кульки, що обертається по колу з доцентровим прискоренням:

Знайдемо проекції даного рівняння на зазначені на рис.2 осі X і Y.

завдання 10048

Блок, який має форму диска масою m \u003d 0,4 кг, обертається під дією сили натягу нитки, до кінців якої підвішені вантажі масами m 1 \u003d 0,3 кг і m 2 \u003d 0,7 кг. Визначити сили натягу Т 1 і T 2 нитки по обидві сторони блоку.

завдання 13144

На однорідний суцільний циліндричний вал радіусом R \u003d 5 см і масою М \u003d 10 кг намотана легка нитка, до кінця якої прикріплений вантаж масою m \u003d 1 кг. Визначити: 1) залежність s (t), згідно з якою рухається вантаж; 2) силу натягу нитки Т; 3) залежність φ (t), згідно з якою обертається вал; 4) кутову швидкість ω вала через t \u003d 1 с після початку руху; 5) тангенціальне (а τ) і нормальне (а n) прискорення точок, що знаходяться на поверхні вала.

завдання 13146

Через нерухомий блок у вигляді однорідного суцільного циліндра масою m \u003d 0,2 кг перекинута невагома нитка, до кінців якої прикріплені тіла масами m 1 \u003d 0,35 кг і m 2 \u003d 0,55 кг. Нехтуючи тертям в осі блоку, визначте: 1) прискорення вантажу; 2) відношення T 2 / T 1 сил натягу нитки.

завдання 40602

На порожній тонкостінний циліндр маси m намотана нитка (тонка і невагома). Вільний кінець її прикріплений до стелі ліфта, що рухається вниз з прискоренням а л. Циліндр наданий сам собі. Знайти прискорення циліндра щодо ліфта і силу натягу нитки. Під час руху нитка вважати вертикальної.

завдання 40850

Вантаж масою 200 г обертають на нитці довжиною 40 см в горизонтальній площині. Чому дорівнює сила натягу нитки, якщо вантаж робить 36 обертів за одну хвилину.

завдання 13122

У повітрі на шовковій нитці підвішений заряджений кульку масою m \u003d 0,4 м Знизу підносять до нього на відстань r \u003d 2 см різнойменний і рівний за величиною заряд q. В результаті цього сила натягу нитки Т збільшується в n \u003d 2,0 рази. Знайти величину заряду q.

завдання 15612

Знайти відношення модуля сили натягу нитки математичного маятника в крайньому положенні з модулем сили натягу нитки конічного маятника; довжини ниток, маси важків і кути відхилення маятників однакові.

завдання 16577

Два маленьких однакових кульки масою 1 мкг кожен підвішені на нитках однакової довжини і стикаються. Коли кульки зарядили, вони розійшлися на відстань 1 см, а сила натягу нитки стала рівною 20 ПН. Знайти заряди кульок.

завдання 19285

Встановити закон, згідно з яким змінюється з часом сила натягу F нитки математичного маятника. Маятник коливається по закону α \u003d α max cosωt, маса його m, довжина l.

завдання 19885

На малюнку зображено заряджена нескінченна площина з поверхневою площиною заряду σ \u003d 40 мкКл / м 2 і однойменно заряджений кульку з масою m \u003d l г і зарядом q \u003d 2,56 нКл. Сила натягу нитки, на якій висить кулька, дорівнює ...

У цьому завданні необхідно знайти відношення сили натягу до

Мал. 3. Рішення завдання 1 ()

Розтягнута нитку в цій системі діє на брусок 2, змушуючи його рухатися вперед, але вона також діє і на брусок 1, намагаючись перешкоджати його руху. Ці дві сили натягу рівні за величиною, і нам якраз необхідно знайти цю силу натягу. У таких завданнях необхідно спростити рішення наступним чином: вважаємо, що сила є єдиною зовнішньою силою, яка змушує рухатися систему трьох однакових брусків, і прискорення залишається незмінним, тобто сила змушує рухатися все три бруска з однаковим прискоренням. Тоді натяг завжди рухає тільки один брусок і дорівнюватиме mа за другим законом Ньютона. дорівнюватиме подвоєному добутку маси на прискорення, так як третій брусок знаходиться на другому і нитка натягу повинна вже рухати два бруска. В такому випадку відношення до дорівнюватиме 2. Правильна відповідь - перший.

Два тіла масою і, пов'язані невагомою нерастяжимой ниткою, можуть без тертя ковзати по гладкій горизонтальній поверхні під дією постійної сили (Рис. 4). Чому дорівнює відношення сил натягу нитки в випадках а й б?

Вибір відповіді: 1. 2/3; 2. 1; 3. 3/2; 4. 9/4.

Мал. 4. Ілюстрація до задачі 2 ()

Мал. 5. Рішення завдання 2 ()

На бруски діє одна і та ж сила, тільки в різних напрямках, тому прискорення в разі «а» і випадку «б» буде одним і тим же, так як одна і та ж сила викликає прискорення двох мас. Але в разі «а» ця сила натягнення примушує рухатися ще й брусок 2, в разі «б» це брусок 1. Тоді відношення цих сил буде дорівнює відношенню їх мас і ми отримаємо відповідь - 1,5. Це третя відповідь.

На столі лежить брусок масою 1 кг, до якого прив'язана нитка, перекинута через нерухомий блок. До другого кінця нитки підвішений вантаж масою 0,5 кг (Рис. 6). Визначити прискорення, з яким рухається брусок, якщо коефіцієнт тертя бруска об стіл становить 0,35.

Мал. 6. Ілюстрація до задачі 3 ()

Записуємо короткий умову задачі:

Мал. 7. Рішення завдання 3 ()

Необхідно пам'ятати, що сили натягу і як вектори різні, але величини цих сил однакові і рівні Точно також у нас будуть однакові і прискорення цих тіл, так як вони пов'язані нерастяжимой ниткою, хоча спрямовані вони в різні боки: - горизонтально, - вертикально. Відповідно, і осі для кожного з тіл вибираємо свої. Запишемо рівняння другого закону Ньютона для кожного з цих тіл, при додаванні внутрішні сили натягу скоротяться, і отримаємо звичайне рівняння, підставивши в нього дані, отримаємо, що прискорення дорівнює.

Для вирішення таких завдань можна користуватися методом, який використовувався в минулому столітті: рушійною силою в даному випадку є результуюча зовнішніх сил, прикладених до тіла. Змушує рухатися цю систему сила тяжіння другого тіла, але заважає руху сила тертя бруска об стіл, в цьому випадку:

Так як рухаються обидва тіла, то рушійна маса буде дорівнює сумі мас, тоді прискорення дорівнюватиме відношенню рушійної сили на рушійну масу Так можна відразу прийти до відповіді.

У вершині двох похилих площин, складових з горизонтом кути і, закріплений блок. По поверхні площин при коефіцієнті тертя 0,2 рухаються бруски кг і, пов'язані ниткою, перекинутою через блок (Рис. 8). Знайти силу тиску на вісь блоку.

Мал. 8. Ілюстрація до задачі 4 ()

Виконаємо коротку запис умови задачі і пояснює креслення (рис. 9):

Мал. 9. Рішення завдання 4 ()

Ми пам'ятаємо, що якщо одна площина складає кут в 60 0 з горизонтом, а друга площина - 30 0 з горизонтом, то кут при вершині буде 90 0, це звичайний прямокутний трикутник. Через блок перекинута нитка, до якої підвішені бруски, вони тягнуть вниз з однією і тією ж силою, і дію сил натягу F Н1 і F Н2 призводить до того, що на блок діє їх результуюча сила. Але між собою ці сили натягу дорівнюватимуть, складають вони між собою прямий кут, тому при складанні цих сил виходить квадрат замість звичайного паралелограма. Шукана сила F д є діагоналлю квадрата. Ми бачимо, що для результату нам необхідно знайти силу натягу нитки. Проведемо аналіз: в який бік рухається система з двох пов'язаних брусків? Більш масивний брусок, природно, перетягне легший, брусок 1 буде зісковзувати вниз, а брусок 2 рухатиметься вгору по схилу, тоді рівняння другого закону Ньютона для кожного з брусків буде виглядати:

Рішення системи рівнянь для зв'язаних тіл виконується шляхом складання, далі перетворюємо і знаходимо прискорення:

Це значення прискорення необхідно підставити в формулу для сили натягу і знайти силу тиску на вісь блоку:

Ми з'ясували, що сила тиску на вісь блоку приблизно дорівнює 16 Н.

Ми розглянули різні способи вирішення завдань, які багатьом з вас згодяться надалі, щоб зрозуміти принципи пристрою і роботи тих машин і механізмів, з якими доведеться мати справу на виробництві, в армії, в побуті.

Список літератури

Тихомирова С.А., Яворський Б.М. Фізика (базовий рівень) - М .: Мнемозина, 2012.
Генденштейн Л.Е., Дік Ю.І. Фізика 10 клас. - М .: Мнемозина, 2014.
Кикоин І.К., Кикоин А.К. Фізика-9. - М .: Просвещение, 1990..

Домашнє завдання

Яким законом ми користуємося при складанні рівнянь?
Які величини однакові у тіл, пов'язаних нерастяжимой ниткою?

Інтернет-портал Bambookes.ru ( ).
Інтернет-портал 10klass.ru ().
Інтернет-портал Festival.1september.ru ().

Силою натягу називають ту, що діє на об'єкт, який можна порівняти з дротом, шнуром, кабелем, ниткою і так далі. Це можуть бути кілька об'єктів відразу, в такому випадку сила натягу буде діяти на них і необов'язково рівномірно. Об'єктом натягу називають будь-який предмет, підвішений на все перераховане вище. Але кому це потрібно знати? Незважаючи на специфічність інформації, вона може стати в нагоді навіть в побутових ситуаціях.

наприклад, при ремонті будинку або квартири. Ну і, звичайно ж, всім людям, чия професія пов'язана з розрахунками:

інженерам;
архітекторам;
проектувальникам і ін.

Натягу нитки і подібних об'єктів

А навіщо їм це знати і яка від цього практична користь? У випадку з інженерами і конструкторами знання про мощі натягу дозволять створювати стійкі конструкції. Це означає, що споруди, техніка та інші конструкції зможуть довше зберігати свою цілісність і міцність. Умовно, ці розрахунки і знання можна розділити на 5 основних пунктів, щоб в повній мірі зрозуміти, про що йде мова.

1 етап

Завдання: визначити силу натягу на кожному з кінців нитки. Цю ситуацію можна розглядати як результат впливу сил на кожен кінець нитки. Вона дорівнює масі, помноженої на прискорення вільного падіння. Припустимо, що нитка натягнута туго. Тоді будь-які дії на об'єкт призведе до зміни натягу (в самій нитки). Але навіть при відсутності активних дій, за замовчуванням буде діяти сила тяжіння. Отже, підставами формулу: Т \u003d м * g + м * а, де g - прискорення падіння (в даному випадку підвішеного об'єкта), а - будь-яке інше прискорення, що діє ззовні.

Є безліч сторонніх чинників, що впливають на розрахунки - вага нитки, її кривизна і так далі. Для простих розрахунків це ми не будемо поки що враховувати. Іншими словами - нехай нитка буде ідеальна з математичної точки зору і «без вад».

Візьмемо «живий» приклад. На балці підвішена міцна нитка з вантажем в 2 кг. При цьому відсутня вітер, похитування і інші чинники, так чи інакше впливають на наші розрахунки. Тоді міць натягу дорівнює силі тяжіння. У формулі це можна висловити так: Fн \u003d Fт \u003d м * g, в нашому випадку це 9,8 * 2 \u003d 19,6 ньютона.

2 Етап

полягає він в питанні про прискорення. До вже наявної ситуації давайте додамо умова. Суть його в тому, щоб на нитку діяло ще й прискорення. Візьмемо приклад простіше. Уявімо, що нашу балку тепер піднімають вгору зі швидкістю 3 м / с. Тоді, до натягнення додасться прискорення вантажу і формула прийме наступний вигляд: Fн \u003d Fт + УСК * м. Орієнтуючись на минулі розрахунки отримуємо: Fн \u003d 19,6 + 3 * 2 \u003d 25,6 ньютона.

3 Етап

Тут вже складніше, тому що мова йде про кутовому обертанні. Слід розуміти, що при обертанні об'єкта вертикально, сила, що впливає на нитку, буде набагато більше в нижній точці. Але давайте візьмемо приклад з дещо меншою амплітудою коливання (по типу маятника). В цьому випадку для розрахунків потрібна формула: Fц \u003d м * v² / r. Тут шукане значення позначає додаткову міць натягу, v - швидкість обертання підвішеного вантажу, а r - радіус кола, по якому обертається вантаж. Останнє значення фактично дорівнює довжині нитки, нехай вона становить 1,7 метра.

Отже, підставляючи значення, знаходимо відцентрові дані: Fц \u003d 2 * 9 / 1,7 \u003d 10,59 ньютона. А тепер, щоб дізнатися повну силу натягу нитки, треба до наявних даних про стан спокою додати відцентрову силу: 19,6 + 10,59 \u003d 30,19 ньютона.

4 Етап

Слід враховувати мінливу силу натягу у міру проходження вантажу через дугу. Іншими словами - незалежно від постійної величини тяжіння, відцентрова (результуюча) сила змінюється в міру того, як хитається підвішений вантаж.

Щоб краще зрозуміти цей аспект, досить уявити собі прив'язаний вантаж до мотузки, яку можна вільно обертати навколо балки, до якої вона закріплена (як гойдалки). Якщо мотузку розгойдати досить сильно, то в момент знаходження в верхньому положенні сила тяжіння буде діяти в «зворотний» сторону щодо сили натягу мотузки. Іншими словами - вантаж стане «легше», через що ослабне і натяг на мотузку.

Припустимо, що маятник відхиляється на кут, рівний двадцяти градусів від вертикалі і рухається зі швидкістю 1,7 м / с. Сила тяжіння (Fп) при цих параметрах буде дорівнює 19,6 * cos (20) \u003d 19,6 * 0,94 \u003d 18,424 Н; відцентрова сила (F ц \u003d mv² / r) \u003d 2 * 1,7² / 1,7 \u003d 3,4 Н; ну а повне натяг (fпн) буде дорівнювати Fп + Fц \u003d 3,4 + 18,424 \u003d 21,824 Н.

5 Етап

Його суть полягає в силі тертя між вантажем і іншим об'єктом, Що в сукупності побічно впливає на натяг мотузки. Інакше кажучи - сила тертя сприяє збільшенню сили натягу. Це добре видно на прикладі переміщення об'єктів по шорсткою і гладкою поверхнях. У першому випадку тертя буде великим, тому і зрушувати предмет стає важче.

Загальна натяг в даному випадку обчислюється за формулою: Fн \u003d Fтр + Fу, де Fтр - тертя, а Fу - прискорення. Fтр \u003d мкР, де мк - тертя між об'єктами, а Р - сила взаємодії між ними.

Щоб краще зрозуміти цей аспект, розглянемо задачу. Припустимо, у нас вантаж 2 кг і коефіцієнт тертя дорівнює 0,7 с прискоренням руху 4м / с постійної швидкості. Тепер задіємо всі формули і отримуємо:

Сила взаємодії - Р \u003d 2 * 9,8 \u003d 19,6 ньютона.
Тертя - Fтр \u003d 0,7 * 19,6 \u003d 13,72 Н.
Прискорення - Fу \u003d 2 * 4 \u003d 8 Н.
Загальна сила натягу - Fн \u003d Fтр + Fу \u003d 13,72 + 8 \u003d 21,72 ньютона.

Тепер ви знаєте більше і можете самі знаходити і розраховувати потрібні значення. Звичайно, для більш точних розрахунків потрібно враховувати більше факторів, але для здачі курсової і реферату цих даних цілком достатньо.

Відео

Це відео допоможе вам краще розібратися в даній темі і запам'ятати її.