Comment calculer les systèmes de poulies

Comment calculer les systèmes de poulies

Une poulie est montée en rotation une roue qui présente un bord convexe incurvée avec une corde, courroie ou chaîne qui peut se déplacer le long de la jante de la roue à 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 poulie Atwood a deux extrémités de la corde de poulie reliée aux objets. Si les masses des deux objets sont les mêmes poids, la poulie ne bouge pas. Si les charges sont différentes de la charge plus lourde accélérer vers le bas tandis que la charge plus légère accélère jusqu'à. La force totale exercée par un système de poulies peut être calculée en utilisant les lois du mouvement de Newton.

Explication

Ecrire l'équation suivante: F (force) = M (masse) x A (accélération), qui est donné 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 ya 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 négatif. Si la masse accélère vers le bas, F sera positif.

Calculez la tension dans la corde avec la calculatrice à l'aide de 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 / s² à T = 9g x 2m / s² = 18gm / s² ou 18N (Newton).

Calculer la force due à la pesanteur sur le système de poulie de base en utilisant l'équation suivante: G = M xn (accélération de la pesanteur). L'accélération de la pesanteur est une constante égale à 9,8 m / s². La masse M = 9g, si G = 9g x 9,8 m / s² = 88.2gm / s², 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 négatif parce que l'objet dans le système de poulie accélère vers le haut. Le négatif de la force est déplacé sur la solution si F = -106.2N.

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 de la masse de la poulie est négligée. Ce sera le cas si la masse est supérieure à deux une seule masse. Les équations seraient commutateur si une masse est supérieure à deux masses.

Calculer la tension sur les deux côtés du système de poulie à l'aide d'une calculatrice pour résoudre les équations suivantes: T (1) = H (1) x A (1) et T (2) = H (2) x A (2). Par exemple, la masse de l'objet premier est égale à 3g, la masse du deuxième objet est égal à 6g et les deux côtés de la corde avoir la même accélération égale à 6,6 m / s². Dans ce cas, T (1) = x 6.6m 3g / s² = 19.8N et T (2) = x 6.6m 6g / s² = 39,6N.

Calculer la force due à la pesanteur sur le système de poulie de base en utilisant l'équation suivante: G (1) = M (1) xn et G (2) = H (2) x n. L'accélération de la pesanteur n est une constante égale à 9,8 m / s². Si la première masse M (1) = 3g et la deuxième masse M (2) = 6 g, alors G (1) = 3g x 9,8 m / s² = 29.4N et G (2) = 6g x 9,8 m / s² = 58,8 N.

Insérez les tensions et les forces gravitationnelles calculés 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 deuxième 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 est accélère vers le haut tandis que le second objet se déplace vers le bas.