If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ако си зад уеб филтър, моля, увери се, че домейните *. kastatic.org и *. kasandbox.org са разрешени.

Основно съдържание

Какво е опън?

Въжета, които дърпат неща! Научи се как да се справяш с такава сила.

Какво е опън?

Всички физически обекти, които са в контакт, могат да си действат със сили помежду си. Даваме на тези контактни сили различни имена въз основа на видовете обекти в контакт. Ако един от обектите, упражняващи силата, се окаже въже, нишка, верига или кабел, наричаме силата опън.
Въжетата и кабелите са полезни за прилагане на сили, тъй като могат да пренесат сила през големи разстояния (например дължината на въжето). Например една шейна може да бъде дърпана от група сибирски хъскита, всяко от тях завързано с въже за шейната, което дава на кучетата повече пространство за движение, отколкото ако трябва да бутат шейната отзад, използвайки нормална сила. (Да, това би бил най-жалкият кучешки впряг на света.)
Тук е важно да се отбележи, че опънът е дърпаща сила, тъй като въжетата просто не могат да бутат ефективно. Ако се опиташ да буташ с въже, то ще се отпусне и ще изгуби силата на опън, което прави дърпането възможно. Това може да звучи очевидно, но когато се наложи да се начертаят силите, действащи върху даден обект, хората често рисуват силата на опъна в грешната посока, така че не забравяй, че силата на опън може само да дърпа обекта.

Как изчисляваме силата на опън?

За съжаление няма специална формула за намиране силата на опън. Стратегията, която използваме за намиране силата на опън е същата като тази за намиране на нормалната сила. Тоест използваме втория закон на Нютон, за да намерим връзка между движението на обекта и силите. За да сме по-точни, можем да:
  1. начертаем силите, приложени върху въпросния обект
  2. запишем втория закон на Нютон (a=ΣFm) за направлението на силата на опън
  3. намерим силата на опън, като използваме втория закон на Нютон a=ΣFm.
Ще използваме тази стратегия за решаване на задачи в примерите по-долу.

Как изглеждат решени примери, които включват сила на опън?

Пример 1: Въже под ъгъл дърпа кутия

Кутия с екстракт от краставици, която има маса 2,0 kg, е теглена без триене по маса чрез въже, което се намира под ъгъл θ=60o, както е показано по-долу. Силата на опън на въжето кара кутията да се плъзга по масата надясно с ускорение от 3,0m s2.
Каква е силата на опън на въжето?
Първо чертаем диаграма на всички сили, които действат върху кутията.
Сега използваме втория закон на Нютон. Силата на опън е насочена както вертикално, така и хоризонтално, така че е малко неясно коя посока да изберем. Тъй като обаче знаем хоризонталното ускорение и тъй като знаем, че силата на опън е единствената сила, насочена хоризонтално, ще използваме втория закон на Нютон за хоризонталното направление.
ax=ΣFxm(използваме втория закон на Нютон за хоризонталното направление)
3,0m s2=Tcos60o2,0 kg(заместваме с хоризонталното ускорение, масата и хоризонталните сили)
Tcos60o=(3,0m s2)(2,0 kg)(изолираме T от едната страна)
T=(3,0m s2)(2,0 kg)cos60o(намираме T)
T=12 N(пресмятаме и отпразнуваме)

Пример 2: Кутия, висяща на две въжета

0,25-килограмова кутия с бисквитки за животни виси в покой на две нишки, закачени съответно за тавана и стената. Диагоналното въже, изпитващо опън T2, се намира под ъгъл θ=30o спрямо хоризонтала, както е показано по-долу.
Какви са силите на опън (T1 и T2) на двете нишки?
Първо чертаем диаграма на всички сили, които действат на кутията.
Сега трябва да използваме втория закон на Нютон. Има сили на опън, насочени както вертикално, така и хоризонтално, така че отново е леко неясно коя посока да изберем. Обаче понеже знаем гравитационната сила, която е вертикална, ще започнем с втория закон на Нютон за вертикалното направление.
ay=ΣFym(използваме втория зaкон на Нютон за вертикалното направление)
0=T2sin30oFg0,25 kg(заместваме с вертикалното ускорение, масата и вертикалните сили)
T2=Fgsin30o(изразяваме T2)
T2=mgsin30o(използваме факта, че Fg=mg)
T2=(0,25 kg)(9,8m s2)sin30o=4,9 N(пресмятаме и отпразнуваме)
Сега като знаем T2, можем да изразим силата на опън T1, като използваме втория закон на Нютон за хоризонталното направление.
ax=ΣFxm(използваме втория закон на Нютон за хоризонталното направление)
0=T2cos30oT10,25 kg(заместваме с хоризонталното ускорение, масата и хоризонталните сили)
T1=T2cos30o(изразяваме T1)
T1=(4,9 N)cos30o(заместваме със стойността, която намерихме за T2=4,9 N)
T1=4,2 N(пресмятаме и отпразнуваме)

Искаш ли да се присъединиш към разговора?

Все още няма публикации.
Разбираш ли английски? Натисни тук, за да видиш още дискусии в английския сайт на Кан Академия.