Comment calculer les systèmes de poulies

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Choses que vous devez

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Apprendre à calculer la force d`une poulie utilisant Newton`s laws of motion.

Une poulie est montée en rotation une roue qui présente un rebord courbe convexe avec une corde, une courroie ou une chaîne qui peut se déplacer le long de la jante de la roue pour changer la direction d`une force de traction. Une poulie modifie ou réduit l`effort pour déplacer des objets lourds, comme un ascenseur. Un système de poulie de base a un objet connecté à une extrémité tandis qu`une personne contrôle l`autre extrémité. Un système de poulies Atwood a les deux extrémités de la corde de poulie reliée aux objets. Si les masses des deux objets sont le même poids, la poulie ne bouge pas. Si les charges sont différentes de la charge plus lourde à accélérer vers le bas tandis que la charge plus légère accélère vers le haut. La force totale exercée par un système de poulie peut être calculée en utilisant les lois de Newton sur le mouvement.

Choses que vous devez

Calculatrice

Poids de l`objet ou les objets utilisés dans le système de poulie

Système Poulie de base

Notez l`équation suivante: F (force) = M (masse) x A (accélération), qui est donnée par la deuxième loi de Newton en supposant qu`il n`y a pas de frottement et de la masse de la poulie est négligée. la troisième loi de Newton dit que pour chaque action il y a une réaction égale et opposée, de sorte que la force totale du système F sera égale à la force dans la corde ou T (tension) + G (force de gravité) en tirant sur la charge. Dans un système de poulie de base, si vous exercez une force supérieure à la masse, votre masse va accélérer, provoquant la F d`être négatif. Si la masse accélère vers le bas, F sera positif.
Calculer la tension dans la corde avec la calculatrice en utilisant l`équation suivante: T = M x A. Quatre exemple, si vous essayez de trouver T dans un système de poulie de base avec une masse attachée de 9g accélération vers le haut à 2 m / s&# XB2- que T = 9g x 2m / s&# XB2- = 18gm / s&# XB2- ou 18N (newtons).
Calculer la force provoquée par la gravité sur le système de poulie de base en utilisant l`équation suivante: G = M x n (accélération de la pesanteur). L`accélération de la pesanteur est une constante égale à 9,8 m / s&# XB2-. La masse M = 9g, alors G = 9g x 9,8 m / s&# XB2- = 88.2gm / s&# XB2-, ou 88,2 newtons.
Insérez la force de traction et de gravité que vous venez de calculer dans l`équation originale: -F = T + G = 18N + 88.2N = 106.2N. La force est négative parce que l`objet dans le système de poulie accélère vers le haut. Le négatif de la force est déplacé vers la solution de façon F = -106.2N.

Atwood système de poulie

Ecrivez les équations suivantes: F (1) = T (1) - G (1) et F (2) = -T (2) + G (2), qui suppose qu`il n`y a pas de frottement et la masse de la poulie est négligée. Ce sera le cas si deux masses est supérieure à une masse. Les équations seraient commutateur si une masse est supérieure à la masse de deux.
Calculer la tension sur les deux côtés du système de poulie à l`aide d`une calculatrice pour résoudre les équations suivantes: T (1) = M (1) x A (1) et T (2) = H (2) x (2). Par exemple, la masse du premier objet est égale à 3g, la masse du second objet est égal à 6g et les deux côtés de la corde ont la même accélération égale à 6.6m / s&# XB2-. Dans ce cas, T (1) = 3g x 6.6m / s&# XB2- = 19.8N et T (2) = 6g x 6.6m / s&# XB2- = 39,6N.
Calculer la force provoquée par la gravité sur le système de poulie de base en utilisant l`équation suivante: G (1) = M (1) x n et G (2) = H (2) x n. L`accélération gravitationnelle n est une constante égale à 9,8 m / s&# XB2-. Si la première masse M (1) = 3g et la deuxième masse M (2) = 6g, alors G (1) = 3g x 9,8 m / s&# = XB2- 29.4N et G (2) = 6 g x 9,8 m / s&# XB2- = 58.8N.
Insérer les tensions et les forces gravitationnelles calculées précédemment pour les deux objets dans les équations originales. Pour le premier objet F (1) = T (1) - G (1) = 19.8N - 29.4N = -9.6N, et pour le second objet F (2) = -T (2) + G (2) = -39.6N + 58.8N = 19.2N. Le fait que la force du second objet est plus grand que le premier objet et que la force du premier objet est négatif montre que le premier objet s`accélère vers le haut tandis que le second objet se déplace vers le bas.