Como calcular sistemas de roldanas

Aprender a calcular a força de um Newton usando polia`s laws of motion.

Uma polia é montada uma roda giratória, que tem uma borda convexa curva com uma corda, corrente ou correia, que pode mover-se ao longo da borda da roda para mudar a direcção de uma força de tracção. Uma polia modifica ou reduz o esforço para mover objectos pesados, tais como um elevador. Um sistema básico polia tem um objecto ligado a uma extremidade enquanto uma pessoa controla a outra extremidade. Um sistema de roldanas Atwood tem ambas as extremidades da polia ligada a objectos. Se as massas dos dois objectos são o mesmo peso, a polia não se move. Se as cargas são diferentes a carga mais pesada vai acelerar para baixo, enquanto a carga mais leve acelera-se. A força total exercida por um sistema de polias podem ser calculadas usando as leis do movimento de Newton.

Coisas que você precisa

  • Calculadora
  • Peso de um ou mais objetos utilizados no sistema de roldanas

Sistema de roldanas Básico

  • Anote a seguinte equação: F (força) = M (massa) x A (aceleração), que é dada pela segunda lei de Newton assumindo que não há atrito e massa da polia é negligenciada. a terceira lei de Newton diz que para cada ação há uma reação igual e oposta, de modo que a força total do sistema F será igual à força na corda ou T (tensão) + G (força da gravidade) puxando a carga. Em um sistema básico de polia, se exercer uma força maior do que a massa, a sua massa vai acelerar-se, fazendo com que o F a ser negativo. Se a massa acelera para baixo, F será positivo.

  • Calcule a tensão na corda com a calculadora usando a seguinte equação: T = M x A. Quatro exemplo, se você está tentando encontrar T em um sistema básico de polia com uma massa ligada de 9g acelerando para cima a 2m / s&# XB2- de T = 9g x 2m / s&# XB2- = 18gm / s&# XB2- ou 18N (newtons).

  • Calcular a força causada por gravidade sobre o sistema de roldanas de base com a seguinte equação: L = M x N (aceleração da gravidade). A aceleração gravitacional é uma constante igual a 9,8 m / s&# XB2-. A massa M = 9g, então G = 9g x 9,8 m / s&# XB2- = 88.2gm / s&# XB2-, ou 88,2 Newtons.



  • Insira a força de tensão e gravitacional que você acabou de calcular na equação original: -F = T + G = 18N + 88.2N = 106.2N. A força é negativa, porque o objeto no sistema de polia está acelerando para cima. A negativa da força é transferida para a solução de modo F = -106.2N.

sistema de roldanas Atwood

  • Faça-se as seguintes equações: F (1) = T (1) - L (1) e F (2) = -T (2) + G (2), que assume que não há atrito e a massa da polia é negligenciado. Este será o caso se a massa for maior do que dois uma massa. As equações seria interruptor se uma massa foi maior do que a massa dois.

  • Calcula-se a tensão em ambos os lados do sistema de roldanas utilizando uma calculadora para resolver as seguintes equações: t (1) = H (1) x A (1) e T (2) = H (2) x A (2). Por exemplo, a massa do primeiro objecto é igual a 3 g, a massa do segundo objecto é igual a 6 g e ambos os lados da corda tem a mesma aceleração igual a 6,6m / s&# XB2-. Neste caso, t (1) = 3G x 6,6m / s&# XB2- = 19.8N e T (2) = 6g x 6.6m / s&# XB2- = 39.6N.

  • Calcular a força causada por gravidade sobre o sistema de roldanas de base com a seguinte equação: L (1) = H (1) X N e L (2) = H (2) x N. A aceleração gravitacional n é uma constante igual a 9,8 m / s&# XB2-. Se a primeira massa M (1) = 3G e o segundo massa M (2) = 6g, então G (1) = 3G x 9,8 m / s&# XB2- = 29.4N e L (2) = 6 g x 9,8 m / s&# XB2- = 58.8N.

  • Insira as tensões e forças gravitacionais previamente calculados para ambos os objetos nas equações originais. Para o primeiro objecto F (1) = T (1) - L (1) = 19.8N - 29.4N = -9.6N, e para o segundo objecto F (2) = -T (2) + G (2) = -39.6N + 58.8N = 19.2N. O facto de que a força do segundo objecto é maior do que o primeiro objecto, e que a força de o primeiro objecto é negativas mostra que o primeiro objecto está a acelerar para cima enquanto o segundo objecto está em movimento descendente.

De esta maneira? Compartilhar em redes sociais:

LiveInternet