Hvordan finne Tension på en Pulley

Tenk deg en trinse med en linje drapert over den med to like vekter på hver ende, si 5 Newton hver, hvor en Newton er SI-enhet for kraft. Fordi vektene er like, de balanserer og trinse hjulet slår seg ikke. Linjen trekker opp på høyre side 5 Newton (N), for å motsette seg gravitasjonskraft på riktig vekt. Linjen like trekker opp på venstre en det samme beløpet. Spenningen gjennom linjen er derfor 5N. Hvis vekten var mindre enn 5 N, og den tyngre ene dråper og den lettere en stiger. Spenningen i linjen vil være noe mindre enn 5 N, fordi en side ikke trekker ned med så mye kraft som før.

Bruksanvisning

1 Tegn et diagram av en trinse med to vekter hengende på begge sider. Dette er kjent som en Atwood maskin, fordi George Atwood brukt det i det 18. århundre for å teste Newtons teorier om makt i et langsommere, lettere målt hastighet på akselerasjon enn fritt fall. Tegn en sirkel rundt de to vekter, med piler inne indikerer de to kreftene som virker på hver: spenning T, og tyngdekraften.

2 Skriv formelen F = ma, fra Newtons andre lov, for de to legemene i form av akselerasjon, spenning T, og gravitasjonskraft.

Hvis, for eksempel, vektene er 3 kg og 5 kg, så ligningene er som følger. Den 3-kg vekt har en netto kraft som virker på det av F = M_1 xa = T - M_1 xg, hvor M_1 = 3kg og g er tyngdens akselerasjon 9.8m / sek ^ 2, hvor cirkumflekstegnet indikerer potenser. Den tilsvarende ligning for 5-kg vekt er F = m_2 xa = m_2 XG - T. Merk at T tar et minustegn her, siden, for å holde en positiv, tar du hensyn til at de 5 kg er nok til å snu skivene hjulet i sin egen retning.

3 Eliminere akselerasjonen fra de to ligninger for å løse med hensyn på spenning T. Med andre ord, [T - M_1 xg] / M_1 = a = [m_2 xg - T] / m_2. Dette gir T = 2g x M_1 x m_2 / [M_1 + m_2].

Fortsetter med eksempelet ovenfor, får du T = 36.75 Newton. Den 3-kg vekt og 5-kg vekt veier inn på 3kg * g = 29.4N og 49n hhv. T faller mellom dem, som ville være forventet.