كيفية حساب التوتر من كابل الصلب

المحتوى

• الاتجاهات
• نصائح

إذا تم نقل جسم من وسط كبل تتصل نهايته بمسافة ضئيلة من بعضها البعض ، فإن شد الكابل يكون نصف وزن الجسم. يبدو الأمر كما لو أن كل جانب من المقبض يحمل نصف وزن الجسم - كما لو كان الجسم متصلاً في مكانين ، ويقسم الوزن. ومع ذلك ، في حالة فصل النهايات ، مع الحفاظ على المستوى ، سيزداد التوتر على الكابل. لم يعد كل جانب من جوانب الكابل يدعم فقط قوة الجاذبية ، ولكن أيضًا القوة الجانبية أو الأفقية المعاكسة ، لأن الأخير يأتي من الجانب الآخر من الكابل. هذه نتيجة مباشرة لجانبين ينتقلان من الجانب الرأسي إلى الشكل "V" ، كما تمت مناقشته في "أساسيات الفيزياء" لهاليداي وريسنيك.

الاتجاهات

باستخدام الآلة الحاسبة ، يمكنك بسهولة حساب جهد كبل (Thinkstock Images / Comstock / Getty Images)

1. قم بعمل رسم تخطيطي لوزن متمركز في منتصف الكابل. تشير إلى وزن الكتلة بحرف "م". يجب الإشارة إلى الزاوية التي لدى كل جانب بالنسبة للعمودي بالحرف اليوناني "؟".

2. احسب قوة الجاذبية بواسطة F = mg = mx 9.80m / sec ^ 2 ، حيث تشير circumflex إلى الأس. الحرف "g" هو ثابت تسارع الجاذبية.

3. قم بموازنة المكون الرأسي للتوتر "T" الذي يدفع به كل جانب من جوانب الكابل إلى الأعلى وبنصف وزن الكائن. حتى تي س كوس؟ = ملغ / 2. لنفترض ، على سبيل المثال ، أن الزاوية بين كل جانب من جوانب الكابل ودعمه العمودي هي 30 درجة. لنفترض أيضًا أن وزن الكتلة 5 كجم. عندئذ تكون المعادلة: T x؟ 3/2 = [5 كجم × 9.80 م / ث ^ 2] / 2.

4. من الدالة "T" والمعادلة التي تم اشتقاقها للتو ، تذكر التقريب إلى عدد صحيح من الخوارزميات الهامة. مع الاستمرار في المثال أعلاه ، فإن الجهد الموجود سيكون T = 28.3N.

   
   

نصائح

• إذا لم يكن الوزن في الوسط ، فستحتاج إلى وضع مجموع القوة العمودية مساوٍ لقوة الجاذبية للوزن للعثور على التوتر. ستبدو الصيغة كما يلي: T x cos؟ 1 + T x cos؟ 2 = mg ، فأين 1 و 2 هي الزاويتان اللتان تصنعهما الجوانب بالرأسية.