Поле нескінченно зарядженої нитки. Напруга нитки Сила натягу нитки визначення і формула

У фізиці, сила натягу - це сила, що діє на мотузку, шнур, кабель або схожий об'єкт або групу об'єктів. Все, що вимушено, підвішене, підтримується або гойдається на мотузці, шнурі, кабелі і так далі, є об'єктом сили натягу. Подібно до всіх силам, натяг може прискорювати об'єкти або ставати причиною їх деформації. Уміння розраховувати силу натягу є важливим навиком не тільки для студентів фізичного факультету, а й для інженерів, архітекторів; ті, хто будує стійкі будинки, повинні знати, чи витримає певна мотузка або кабель силу натягу від ваги об'єкта так, щоб вони не просідали і не руйнувалися. Приступайте до читання статті, щоб навчитися розраховувати силу натягу в деяких фізичних системах.

кроки

Визначення сили натягу на одній нитки

Визначте сили на кожному з кінців нитки.Сила натягу даної нитки, мотузки є результатом сил, натягують мотузку з кожного кінця. Нагадуємо, сила = маса × прискорення. Припускаючи, що мотузка натягнута туго, будь-яка зміна прискорення або маси об'єкта, підвішеного на мотузці, призведе до зміни сили натягу в самій мотузці. Не забувайте про постійне прискорення сили тяжіння - навіть якщо система перебуває в спокої, її складові є об'єктами дії сили тяжіння. Ми можемо припустити, що сила натягу даної мотузки це T = (m × g) + (m × a), де «g» - це прискорення сили тяжіння будь-якого з об'єктів, підтримуваних мотузкою, і «а» - це будь-яке інше прискорення, чинне на об'єкти.
- Для вирішення безлічі фізичних задач, ми припускаємо ідеальну мотузку- іншими словами, наша мотузка тонка, не володіє масою і не може розтягуватися або рватися.
- Для прикладу, давайте розглянемо систему, в якій вантаж підвішений до дерев'яній балці за допомогою однієї мотузки (дивіться на зображення). Ні сам вантаж, ні мотузка не рухаються - система знаходиться в спокої. Внаслідок цього, нам відомо, щоб вантаж знаходився у рівновазі, сила натягу повинна бути дорівнює силі тяжіння. Іншими словами, Сила натягу (F t) = Сила тяжіння (F g) = m × g.
  - Припустимо, що вантаж має масу 10 кг, отже, сила натягу дорівнює 10 кг × 9,8 м / с 2 = 98 Ньютоновий.
Враховуйте прискорення.Сила тяжіння - не єдина сила, що може впливати на силу натягу мотузки - таку ж дію справляє будь-яка сила, прикладена до об'єкту на мотузці з прискоренням. Якщо, наприклад, підвішений на мотузці або кабелі об'єкт прискорюється під дією сили, то сила прискорення (маса × прискорення) додається до сили натягу, утвореної вагою цього об'єкта.
- Припустимо, що в нашому прикладі на мотузку підвішений вантаж 10 кг, і замість того, щоб бути прикріпленим до дерев'яній балці, його тягнуть вгору з прискоренням 1 м / с 2. В цьому випадку, нам необхідно врахувати прискорення вантажу, також як і прискорення сили тяжіння, в такий спосіб:
  - F t = F g + m × a
  - F t = 98 + 10 кг × 1 м / с 2
  - F t = 108 Ньютонів.
Враховуйте кутовий прискорення.Об'єкт на мотузці, що обертається навколо точки, яка вважається центром (як маятник), надає натяг на мотузку за допомогою відцентрової сили. Відцентрова сила - додаткова сила натягу, яку викликає мотузка, «штовхаючи» її всередину так, щоб вантаж продовжував рухатися по дузі, а не по прямій. Чим швидше рухається об'єкт, тим більше відцентрова сила. Відцентрова сила (F c) дорівнює m × v 2 / r де «m» - це маса, «v» - це швидкість, і «r» - радіус кола, по якій рухається вантаж.
- Так як напрям і значення відцентрової сили змінюються в залежності від того, як об'єкт рухається і змінює свою швидкість, то повне натяг мотузки завжди паралельно мотузці в центральній точці. Запам'ятайте, що сила тяжіння постійно діє на об'єкт і тягне його вниз. Так що, якщо об'єкт розгойдується вертикально, повне натяг найсильнішев нижній точці дуги (для маятника це називається точкою рівноваги), коли об'єкт досягає максимальної швидкості, і найслабшеу верхній точці дуги, коли об'єкт сповільнюється.
- Давайте припустимо, що в нашому прикладі об'єкт більше не прискорюється вгору, а розгойдується як маятник. Нехай наша мотузка буде довжиною 1,5 м, а наш вантаж рухається зі швидкістю 2 м / с, при проходженні через нижню точку розмаху. Якщо нам потрібно розрахувати силу натягу в нижній точці дуги, коли вона найбільша, то спочатку треба з'ясувати рівне чи тиск сили тяжіння відчуває вантаж в цій точці, як і при стані спокою - 98 Ньютоновий. Щоб знайти додаткову відцентрову силу, нам необхідно вирішити наступне:
  - F c = m × v 2 / r
  - F c = 10 × 2 + 2 /1.5
  - F c = 10 × 2,67 = 26,7 Ньютоновий.
  - Таким чином, повне натяг буде 98 + 26,7 = 124,7 Ньютона.
Врахуйте, що сила натягу завдяки силі тяжіння змінюється в міру проходження вантажу по дузі.Як було зазначено вище, напрямок і величина відцентрової сили змінюються в міру того, як хитається об'єкт. У будь-якому випадку, хоча сила тяжіння і залишається постійною, результуюча сила натягу в результаті тяжкостітеж змінюється. Коли хитний об'єкт знаходиться НЕв нижній точці дуги (точці рівноваги), сила тяжіння тягне його вниз, але сила натягу тягне його вгору під кутом. З цієї причини сила натягу повинна протидіяти частини сили тяжіння, а не всієї її повноті.
- Поділ сили гравітації на два вектора зможе допомогти вам візуально зобразити цей стан. У будь-якій точці дуги вертикально розгойдується об'єкта, мотузка становить кут «θ» з лінією, що проходить через точку рівноваги і центр обертання. Як тільки маятник починає розгойдуватися, сила гравітації (m × g) розбивається на 2 вектори - mgsin (θ), діючи по дотичній до дуги в напрямку точки рівноваги і mgcos (θ), діючи паралельно силі натягу, але в протилежному напрямку. Натяг може тільки протистояти mgcos (θ) - силі, спрямованої проти неї - не всієї силі тяжіння (виключаючи точку рівноваги, де всі сили однакові).
- Давайте припустимо, що, коли маятник відхиляється на кут 15 градусів від вертикалі, він рухається зі швидкістю 1,5 м / с. Ми знайдемо силу натягу наступними діями:
  - Ставлення сили натягу до сили тяжіння (T g) = 98cos (15) = 98 (0,96) = 94,08 Ньютона
  - Відцентрова сила (F c) = 10 × 1,5 2 / 1,5 = 10 × 1,5 = 15 Ньютоновий
  - Повний натяг = T g + F c = 94,08 + 15 = 109,08 Ньютоновий.
Розрахуйте тертя.Будь-який об'єкт, який тягнеться мотузкою і відчуває силу «гальмування» від тертя іншого об'єкта (або рідини), передає цей вплив натягу в мотузці. Сила тертя між двома об'єктами розраховується також, як і в будь-який інший ситуації - по наступному рівнянню: Сила тертя (зазвичай пишеться як F r) = (mu) N, де mu - це коефіцієнт сили тертя між об'єктами і N - звичайна сила взаємодії між об'єктами, або та сила, з якою вони тиснуть один на одного. Відзначимо, що тертя спокою - це тертя, яке виникає в результаті спроби привести об'єкт, що знаходиться в спокої, в рух - відрізняється від тертя руху - тертя, що виникає в результаті спроби змусити об'єкт, що рухається продовжувати рух.
- Давайте припустимо, що наш вантаж в 10 кг більше не розгойдується, тепер його буксирують по горизонтальній площині за допомогою мотузки. Припустимо, що коефіцієнт тертя руху землі дорівнює 0,5 і наш вантаж рухається з постійною швидкістю, але нам потрібно надати йому прискорення 1м / с 2. Ця проблема представляє дві важливі зміни - перша, нам більше не потрібно розраховувати силу натягу по відношенню до сили тяжіння, так як наша мотузка не утримує вантаж на вазі. Друге, нам доведеться розрахувати натяг, обумовлене тертям, також як і викликане прискоренням маси вантажу. Нам потрібно вирішити наступне:
  - Звичайна сила (N) = 10 кг & × 9,8 (прискорення сили тяжіння) = 98 N
  - Сила тертя руху (F r) = 0,5 × 98 N = 49 Ньютоновий
  - Сила прискорення (F a) = 10 kg × 1 м / с 2 = 10 Ньютоновий
  - Загальна натяг = F r + F a = 49 + 10 = 59 Ньютоновий.
Розрахунок сили натягу на кількох нитках
1. Підніміть вертикальні паралельні вантажі з допомогою блоку.Блоки - це прості механізми, що складаються з підвісної диска, що дозволяє змінювати напрямок сили натягу мотузки. У простій конфігурації блоку, мотузка або кабель йде від підвішеного вантажу вгору до блоку, потім вниз до іншого вантажу, створюючи тим самим дві ділянки мотузки або кабелю. У будь-якому випадку натяг в кожній з ділянок буде однаковим, навіть якщо обидва кінці будуть натягатися силами різних величин. Для системи двох мас, підвішених вертикально в блоці, сила натягу дорівнює 2g (m 1) (m 2) / (m 2 + m 1), де «g» - прискорення сили тяжіння, «m 1» - маса першого об'єкта, « m 2 »- маса другого об'єкта.
  - Відзначимо наступне, фізичні завдання припускають, що блоки ідеальні- не мають маси, тертя, вони не ламаються, не деформуються і не відокремлюються від мотузки, яка їх підтримує.
  - Давайте припустимо, що у нас є два вертикально підвішених на паралельних кінцях мотузки вантажу. У одного вантажу маса 10 кг, а у другого - 5 кг. В цьому випадку, нам необхідно розрахувати наступне:
    - T = 2g (m 1) (m 2) / (m 2 + m 1)
    - T = 2 (9,8) (10) (5) / (5 + 10)
    - T = 19,6 (50) / (15)
    - T = 980/15
    - T = 65,33 Ньютоновий.
  - Відзначимо, що, так як один вантаж важче, проте інші елементи рівні, ця система почне прискорюватися, отже, вантаж 10 кг буде рухатися вниз, змушуючи другий вантаж йти вгору.
2. Підвісьте вантажі, використовуючи блоки з не паралельними вертикальними нитками.Блоки найчастіше використовуються для того, щоб направляти силу натягу в напрямку, відмінному від напрямку вниз або вгору. Якщо, наприклад, вантаж підвішений вертикально до одного кінця мотузки, а інший кінець тримає вантаж у діагональної площині, то непаралельності система блоків приймає форму трикутника з кутами в точках з перших вантажем, другим і самим блоком. В цьому випадку натяг в мотузці залежить як від сили тяжіння, так і від складової сили натягу, яка паралельна до діагональної частини мотузки.
  - Давайте припустимо, що у нас є система з вантажем в 10 кг (m 1), підвішеним вертикально, з'єднаний з вантажем в 5 кг (m 2), розташованим на похилій площині в 60 градусів (вважається, що цей ухил не дає тертя). Щоб знайти натяг в мотузці, найлегшим шляхом буде спочатку скласти рівняння для сил, що прискорюють вантажі. Далі діємо так:
    - Підвішений вантаж важче, тут немає тертя, так що ми знаємо, що він прискорюється вниз. Натяг в мотузці тягне вгору, так що він прискорюється по відношенню до рівнодіючої силі F = m 1 (g) - T, або 10 (9,8) - T = 98 - T.
    - Ми знаємо, що вантаж на похилій площині прискорюється вгору. Так як вона не має тертя, ми знаємо, що натяг тягне вантаж вгору по площині, а вниз його тягне тількисвою власну вагу. Складова сили, що тягне вниз по похилій, обчислюється як mgsin (θ), так що в нашому випадку ми можемо зробити висновок, що він прискорюється по відношенню до рівнодіючої силі F = T - m 2 (g) sin (60) = T - 5 ( 9,8) (0,87) = T - 42,14.
    - Якщо ми прирівняємо ці два рівняння, то вийде 98 - T = T - 42,14. Знаходимо Т і отримуємо 2T = 140,14, або T = 70,07 Ньютоновий.
3. Використовуйте кілька ниток, щоб підвісити об'єкт.На закінчення, давайте уявимо, що об'єкт підвішений на «Y-образної» системі мотузок - дві мотузки закріплені на стелі і зустрічаються в центральній точці, з якої йде третя мотузка з вантажем. Сила натягу третьої мотузки очевидна - просте натяг в результаті дії сили тяжіння або m (g). Натягу на двох інших мотузках розрізняються і повинні складати в сумі силу, рівну силі тяжіння вгору у вертикальному положенні і дорівнюють нулю в обох горизонтальних напрямках, якщо припустити, що система знаходиться в стані спокою. Натяг в мотузці залежить від маси підвішених вантажів і від кута, на який відхиляється від стелі кожна з мотузок.
  - Давайте припустимо, що в нашій Y-образній системі нижній вантаж має масу 10 кг і підвішений на двох мотузках, кут однієї з яких складає зі стелею 30 градусів, а кут другий - 60 градусів. Якщо нам потрібно знайти натяг в кожній з мотузок, нам знадобиться розрахувати горизонтальну і вертикальну складові натягу. Щоб знайти T 1 (натяг в тій мотузці, нахил якої 30 градусів) і T 2 (натяг в тій мотузці, нахил якої 60 градусів), потрібно вирішити:
    - Відповідно до законів тригонометрії, відношення між T = m (g) і T 1 і T 2 одно косинусу кута між кожною з мотузок і стелею. Для T 1, cos (30) = 0,87, як для T 2, cos (60) = 0,5
    - Помножте натяг в нижній мотузці (T = mg) на косинус кожного кута, щоб знайти T 1 і T 2.
    - T 1 = 0,87 × m (g) = 0,87 × 10 (9,8) = 85,26 Ньютоновий.
    - T 2 = 0,5 × m (g) = 0,5 × 10 (9,8) = 49 Ньютоновий.

завдання 10048

Блок, який має форму диска масою m = 0,4 кг, обертається під дією сили натягу нитки, до кінців якої підвішені вантажі масами m 1 = 0,3 кг і m 2 = 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 = 5 см і масою М = 10 кг намотана легка нитка, до кінця якої прикріплений вантаж масою m = 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 = 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 = 0,2 кг перекинута невагома нитка, до кінців якої прикріплені тіла масами m 1 = 0,35 кг і m 2 = 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 = 0,4 м Знизу підносять до нього на відстань r = 2 см різнойменний і рівний за величиною заряд q. В результаті цього сила натягу нитки Т збільшується в n = 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 = α max cosωt, маса його m, довжина l.

завдання 19885

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

популярне визначення

Сила - це дія,яке може змінити стан спокою або руху тіла; отже, він може прискорювати або змінювати швидкість, напрямок або напрямок руху даного тіла. навпаки, напруженість- це стан тіла, яке зазнає дії протидіючих сил, які його притягують.

Вона відома як сила розтягування,яка при впливі на пружне тіло створює напругу; Ця остання концепція має різні визначення, які залежать від галузі знань, з якої вона аналізується.

Канати, наприклад, дозволяють передавати сили від одного тіла до іншого. Коли дві рівні і протилежні сили застосовуються на кінцях мотузки, мотузка стає натягнутою. Коротше кажучи, сили натягу - це кожна з цих сил, яка підтримує канат без руйнування .

фізикаі інженеріяговорять про механічному напрузі,щоб позначити силу на одиницю площі в оточенні матеріальної точки на поверхні тіла. Механічне напруга може бути виражено в одиницях сили, виділених на одиниці площі.

Напруга також є фізичною величиною, яка призводить електрони через провідник в замкнутий електричний ланцюг, яка викликає протікання електричного струму. У цьому випадку напруга можна назвати напругоюабо різницею потенціалів .

З іншого боку, поверхневий натяг рідини - це кількість енергії, необхідне для зменшення площі її поверхні на одиницю площі. Отже, рідина чинить опір, збільшуючи її поверхню.

Як знайти силу натягу

Знаючи, що силанатягу - це сила, З якої натягується лінія або струна, можна знайти натяг в ситуації статичного типу, якщо відомі кути ліній. Наприклад, якщо навантаження знаходиться на схилі, а лінія, паралельна останньому, перешкоджає переміщенню вантажу вниз, натяг дозволяється, знаючи, що сума горизонтальних і вертикальних складових задіяних сил повинна давати нуль.

Перший крок для виконання цього розрахунку- намалювати схил і помістити на нього блок маси M. Справа збільшується нахил, і в одній точці він зустрічає стіну, від якої лінія проходить паралельно першому. і зв'язати блок, утримуючи його на місці і створюючи натяг T. Далі ви повинні ототожнити кут нахилу з грецької буквою, яка може бути «альфа», а силу, яку він надає на блок, з буквою N, оскільки мова йде про нормальній силі .

з блоку векторповинен бути намальований перпендикулярно нахилу і вгору, щоб представити нормальну силу, і один вниз (паралельно осі y), Щоб відобразити силу тяжіння. Потім ви починаєте з формул.

Щоб знайти силу, F = M використовується. g , де g - цейого постійне прискорення(В разі сили тяжіння це значення дорівнює 9, 8 м / с ^ 2). Одиницею, яка використовується для результату, є ньютон, який позначається буквою N.У разі нормальної сили його необхідно розкласти по вертикальних і горизонтальних векторах, використовуючи кут, який він утворює з віссю x: Для обчислення вектора вгору gдорівнює косинусу кута, а для вектора в напрямку зліва, до лоно цього.

Нарешті, ліва складова нормальної сили повинна бути прирівняна до правій сторонінапруги T, нарешті, дозволивши напруга.

Латинська Америка

Латинська Америка (або Латинська Америка) - це поняття, яке відноситься до певного набору країн, розташованих у Північній і Південній Америці. Розмежування цього набору може варіюватися, оскільки існують різні критерії для конформації групи. В цілому, Латинська Америка відноситься до американських країн, жителі яких говорять іспанською або португальською мовами. Таким чином, такі країни, як Ямайка або Багамські Острови, залишаються поза групою. Однак в

популярне визначення
життя

В латині знаходиться етимологічне походження слова життя. Зокрема, воно походить від слова vita, яке, в свою чергу, походить від грецького терміна bios. Всі вони означають саме життя. Концепція життя може бути визначена з різних підходів. Найбільш поширене поняття пов'язано

популярне визначення
очей

Латинське слово ocŭlus походить від очей, це поняття означає орган, який забезпечує зір у тварин і людини. Термін, у всякому разі, має інші значення. Як орган, очей може виявити світність і перетворити її зміни в нервовий імпульс, Який інтерпретується мозком. Хоча його де

популярне визначення
звукова доріжка

Першим необхідним кроком для того, щоб розкрити значення терміна «саундтрек», - визначити етимологічне походження двох слів, які його формують: Група, яка, здається, виходить від німецького або франка в залежності від того, що це означає. Сонора, яка походить від латині. Зокрема, це результат об'єднання дієслова «sonare», який можна перекласти як «створює шум», і суфікса «-oro», який еквівалентний «повноті». концепція групи

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 = 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 = Fт = м * g, в нашому випадку це 9,8 * 2 = 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 = Fт + УСК * м. Орієнтуючись на минулі розрахунки отримуємо: Fн = 19,6 + 3 * 2 = 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 = 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 = 2 * 9 / 1,7 = 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 = 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) = 19,6 * 0,94 = 18,424 Н; відцентрова сила (F ц = mv² / r) = 2 * 1,7² / 1,7 = 3,4 Н; ну а повне натяг (fпн) буде дорівнювати Fп + Fц = 3,4 + 18,424 = 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 = Fтр + Fу, де Fтр - тертя, а Fу - прискорення. Fтр = 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 = 2 * 9,8 = 19,6 ньютона.
Тертя - Fтр = 0,7 * 19,6 = 13,72 Н.
Прискорення - Fу = 2 * 4 = 8 Н.
Загальна сила натягу - Fн = Fтр + Fу = 13,72 + 8 = 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.