Spanning tussen twee blokke: verskeie entiteite en probleemvoorbeelde


'n Spankrag werk oral oor die tou, tou of veer in wat relevant is tot die massa van die voorwerp waaraan dit geheg is terwyl dit getrek word.

Die spanningskrag wat op die tou inwerk is nie dieselfde vir alle voorwerpe nie; dit hang af van die massa en die versnelling van die voorwerp, en die krag. Kom ons kyk hoe om die spanning tussen twee blokke te vind.

Hoe om spanning tussen twee blokke te vind?

Dit is 'n krag wat gedefinieer word vir snare, tou of vere; trap soos voorwerpe wat spanning ervaar tydens strek.

Die spanning tussen twee blokke kan gevind word deur die netto kragte te ken wat inwerk op die twee blokke wat aan die tou geheg is, ons kan die spanning wat op die tou uitgeoefen word as gevolg van die twee blokke bereken.

Lees meer oor 15 Lys van voorbeelde van spanningskrag.

Probleem: Oorweeg twee blokke massas 'm1' en 'm2' aan 'n tou vasgemaak en vrylik in die lug gehang. Bereken die spanning wat op die tou geplaas word as gevolg van twee blokke.

Oplossing: Die spanning wat op die tou gevoel word, is as gevolg van die blokke wat daaraan hang, en maak staat op die massas van die blokke.

Stap 1: Teken 'n vryliggaamdiagram vir enige probleem

Om die spanning op die tou te bereken, teken eers die vryliggaamdiagram om die probleem te verstaan, en verduidelik die netto kragte wat op die blokke inwerk. Hier is 'n vryliggaamdiagram van die twee blokke vir die bogenoemde probleem.

spanning tussen twee blokke
Vryliggaamdiagram

Die diagram hierbo gee ons 'n rowwe idee van die spanning wat in die tou gegenereer word as gevolg van twee blokke. Die spanning T1 is as gevolg van die massa 'm1' en spanning T2 word uitgeoefen as gevolg van die massa 'm2". Die spanning word oor die lengte van die tou en in beide die rigting, in die positiewe y-as en in die negatiewe y-as rigting gevoel. Die krag as gevolg van swaartekrag afwaarts optree as gevolg van beide die gewigte word duidelik in die vryliggaamdiagram aangedui.

Stap 2: Skryf die vergelyking vir netto kragte wat op elke blok inwerk.

Die netto krag wat op die massa 'm inwerk2' is die spanningskrag en die krag as gevolg van swaartekrag wat afwaarts in die negatiewe y-rigting inwerk. Dus, ons het die vergelyking soos hieronder,

F=T2-m2g

m2a=T2-m2g —-(1)

Die netto krag wat op die massa 'm inwerk1' is die spanningskrag en gewig wat afwaarts in die negatiewe y-rigting inwerk. Dus, ons kan die vergelyking skryf as,

F=T1 - T2 - m1g

m1a=T1 - T2 - m1g —(2)

Stap 3: Raam die vergelyking om die netto versnelling van die blokke te vind.

Die massa 'm2' is vas en versnel nie, dus a=0. Daarom kan ons Vgl(1) skryf as,

T2 - m2g=0—(3)

Die massa 'm1' is ook vas by 'n punt en versnel nie, dus a=0. Daarom het ons vanaf Vgl(2),

T1-T2-m2g=0 —(4)

Dit beteken nie dat as daar geen versnelling in die tou is nie, daar geen spanning in die tou is nie, dit is duidelik uit die bogenoemde vergelyking dat daar 'n spanning in die tou uitoefen as gevolg van elke blok. Kom ons kyk verder hoe om hierdie spanning in die tou te vind.

Stap 4: Bereken die totale spanning op die tou

Van die Vgl(3) het ons

T2 = m2g

Die spanning T2 is van toepassing as gevolg van massa 'm2' en die versnelling as gevolg van swaartekrag, wat gelyk is aan die gewig van blok 2.

Van vgl (4) het ons,

T1 =T2 +m2g

Vervang die waarde deur T2, ons het nou,

T1 = m1g + m2g

So, T1=g(m2+m1)

Die spanning T1 is as gevolg van die totale massa wat aan die tou geheg is, aangesien die tou spanning uitoefen T1 oefen gewig van beide die blokke uit.

Stap 5: Vind die netto spanning wat op die tou ervaar

Die netto spanning is die som van al die spanning wat op die tou uitgeoefen word. Gevolglik is netto spanning T gelyk aan die byvoeging van T1 en T2,

T=T1+T2

T=g(m2+m1)+m2g

T=m1g+2m2g

T=(m1+ 2m2)g

Dit is 'n netto spanning in die tou as gevolg van twee blokke wat vertikaal bo die grond opgehang is.

Spanning tussen twee blokke op 'n helling

Noudat ons weet hoe om bereken die spanning tussen twee blokke in 'n vertikale rigting, laat ons ook dink oor hoe om spanning tussen die twee blokke op 'n skuins helling te meet.

Lees meer oor Hoe om spanningskrag te bereken: Uitputtende insig.

Probleem: Oorweeg twee blokke massas van 30 kg en 45 kg skuins teen die helling wat aan tou op 'n katrol geheg is. Die hellingshoek van die helling waarop massa van blok 'm1' leuens is by hoek 300, en die helling waarop massa 'm2' relies is skuins teen 'n hoek van 450. Bereken die spanning wat op 'n tou uitgeoefen word.

Oplossing: Kom ons teken eers 'n vryliggaamdiagram van die twee blokke wat op die vlak van verskillende hoeke skuins.

spanning tussen twee blokke
Gratis liggaamsdiagram

Skryf nou die vergelyking vir kragte wat op die blokke uitoefen. Die netto krag wat op elke liggaam uitgeoefen word, is die bykomende kragte as gevolg van gewig, swaartekrag, die normaalkrag wat teenoor die gewig van die liggaam inwerk, en die spanningskrag wat oor die tou uitgeoefen word.

Die kragte wat op massa m inwerk1 is in 2 rigtings, in die x-rigting is, m1a=-m1gSin300+T, minusteken is omdat die krag in die negatiewe x-as inwerk; en in die y-rigting is m1a=-m1gCos300+N.

Die kragte wat op massa m inwerk2 is, in die x-rigting is, m2a=m2gSin450-T

Die spanning word in die negatiewe x-as uitgeoefen.

En in die y-rigting is m2a=-m2gcos450+ N

Die spanning kom in die x-rigting tot stand; daarom sal ons 2 vergelykings oorweeg,

m1a=-m1gSin30°+T

m2a=m2gSin45°-T

As ons hierdie twee vergelykings byvoeg, het ons,

m1a + m2a=m2gSin45°-T – m1gSin30°+T

Kom ons bereken die versnelling van die blokke, so kom ons vervang die gegewe waarde.

(30+45)a=9.8* (45*1/√2)-30* (1/2)

75a=9.8* (22.5√2-15)

75a=9.8*(31.82-15)

a=9.8*16.82/75

a=2.2 m/s2

Nou ken ons die versnelling van die blokke. Deur dit in enige van die bogenoemde vergelykings te vervang, kan ons die spanning in die tou as gevolg van twee blokke vind.

Beskou die vergelyking, m1a=-m1gSin30°+T

T=m1a+m1gSin30°

T=m1(a+gSin30°)

=30* (2.2+9.8*1/2)

=30* (2.2+4.9)

=30*7.1=213N

Gevolglik is die spanning in die tou 213N.

Lees meer oor Hoe om spanning in 'n snaar te bereken: Uitputtende insigte.

Vind spanning tussen twee blokke op horisontale oppervlak

Die spanning tussen die blokke wat op 'n horisontale oppervlak geplaas word, kom in die prentjie wanneer die trekkrag op een van die blokke toegepas word. As die voorwerp nader aan mekaar of weg van die ander gestoot word, sal die spanning afwesig wees in die tou wat by albei aansluit.

Lees meer oor Spanning Krag.

Probleem: Oorweeg twee-blok wat op 'n wrywinglose vlak met massa m gehou word1=3kg en m2= 5 kg. Beide hierdie massas word met 'n tou vasgemaak, en 'n massa van 5 kg word in die positiewe x-rigting getrek deur 'n krag van 230N toe te pas. Meet die spanning wat op die tou uitgeoefen word.

Oplossing: Kom ons teken 'n vryliggaamdiagram met inagneming van die situasie hierbo,

spanning tussen twee blokke
Gratis liggaamsdiagram

Die spanning wat op blok 1 inwerk is gelyk aan die krag as gevolg van versnelling, gegee deur die vergelyking,

T=m1a=3a

Die krag wat op die blok 2 toegepas word is

F=T+m2a

Spanning as gevolg van blok 2 is

T=Fm2a

As ons die versnelling van die blok ken, dan is dit maklik om die trekkrag te bereken.

Die netto krag wat op die blokke toegepas word is

F= (m1+m2)a

Dus, a=F/m1+m2

Hieruit kan ons die eerste vergelyking skryf as

T=3F/m1+m2

Daarom is die spanning wat op die tou uitgeoefen word

T=3* 230/3+5

=3*230/8=86.25N

Spanning van 86.25N word oor die tou toegepas.

Lees meer oor Is spanning 'n konserwatiewe krag: Uitputtende Insig.

Algemene vrae

'n Liggaam met 'n massa van 2 kg is aan die tou geheg en versnel afwaarts teen 'n tempo van 3m/s. Wat is spanning op die tou?

Gegee: m=2kg

a=3m/s

spanning tussen twee blokke
Vryliggaamdiagram

Die krag wat op die voorwerp inwerk is

F=T-mg

Aangesien die versnelling van die liggaam afwaarts is F=-ma,

-ma=T-mg

T=m(ga)

=2* (9.8-3)

=2*6.8=13.6N

Die spanning op 'n tou is 13.6N.

Wat is 'n spanningskrag?

Die krag wat op elke voorwerp inwerk, word gekategoriseer na gelang van die vorm en grootte van die voorwerp en die rigting van die krag.

Die trekkrag is 'n kontakkrag en werk op die trek van die voorwerpe. Die krag wat oor die lengte van die tou, snare of vere inwerk, word die spanningskrag genoem.

AKSHITA MAPARI

Hallo, ek is Akshita Mapari. Ek het M.Sc. in Fisika. Ek het aan projekte gewerk soos Numeriese modellering van winde en golwe tydens sikloon, Fisika van speelgoed en gemeganiseerde opwindingsmasjiene in pretpark gebaseer op Klassieke Meganika. Ek het 'n kursus oor Arduino gevolg en het 'n paar mini-projekte op Arduino UNO bereik. Ek hou altyd daarvan om nuwe sones op die gebied van wetenskap te verken. Ek glo persoonlik dat leer meer entoesiasties is as dit met kreatiwiteit geleer word. Afgesien hiervan hou ek daarvan om te lees, te reis, op kitaar te tokkel, klippe en lae te identifiseer, fotografie en skaak te speel. Koppel my op LinkedIn - linkedin.com/in/akshita-mapari-b38a68122

Onlangse plasings