Hvordan beregne Newtons i et remskive system

 

1.

Tegn et diagram over en remskiveoppsett, med en linje som løper over remskiven og to ujevne masser som henger i hver ende. Ring massene m1 og m2, med m1> m2. Gravitasjonskreftene som drar ned på m1 og m2 er derfor m1g og m2g, hvor g = 9,80 meter per sekund kvadreres.

Sett opp en ligning ved å oppleve de to vikene og streng som beveger seg som en. De deler samme hastighet og akselerasjon. Kraftene som virker på den er m1xg i en retning og m2xg i den andre. Derfor er den endelige ligningen F = ma = (m1 + m2) a = m1g - m2g, for m1> m2.

Kraften F vil være i newtons hvis massene er i kilo og akselerasjonen er i meter per sekund kvadrert.

3.

Del gjennom summen av massen for å få akselerasjonen. Med andre ord, a = (m1g - m2g) / (m1 + m2).

For eksempel, hvis m1 er 5 kg (kg) og m2 er 3 kg, så a = (5x9,8- 3x9,8) / (5 + 3) m / s ^ 2 = 2,45m / s ^ 2. Legg merke til at dette er betydelig langsommere enn frie akselerasjon (9,80 m / s ^ 2), og derfor mer bidrar til nøyaktig laboratoriemåling.

Krefter som virker på m1 er m1g nedover og spenning T oppover. m1 xa er lik summen av disse kreftene. Så m1 xa = m1g - T. Løs for T, som vil være i Newtons hvis m1g og m1 xa også.

Fortsetter med eksempelet ovenfor, 5 kg x 2,45 m / s ^ 2 = 5 kg x 9,80 m / s ^ 2 - T. Så T = 36,75 newtons.

Du kan beregne spenningen eller kraften til en linje eller streng i et trissystem hvis du holder alle enhetene metriske gjennom beregningene dine. Spesifikt, hvis du holder alle enhetene i meter, sekunder og kilo, vil en beregning av spenningen i linjen være i newtons.