Можем ли мы определить натяжение струны как реактивную силу, создаваемую струной, которую тянут за оба конца?

В моем учебнике определение натяжения было дано, что Натяжениеэто реактивная сила, которая возникает, когда струна растягивается с обоих концов. После этого был случай, когда нужно было рассчитать ускорение и натяжение, возникающие в струне, когда она закреплена с разными массами на обоих концах и пропущена через блок без трения. Первое тело подвешивается, а второе размещается над горизонтальной поверхностью без трения с относительно меньшей массой. В моей книге указано, что на тело, расположенное на горизонтальной гладкой поверхности, действуют три силы, а именно: вес тела, сила реакции на вес и натяжение струны, тянущей тело к колесу шкива. Как может быть натяжение струны по определению, данному в моей книге, но при этом нет действующей силы (тянущей силы) на тело, которая оттягивает ее от колеса.

Существуют разные определения напряжения. Тот, что описан в нашей книге, создает проблему, однако второй, то есть «натяжение описывает тянущую силу, прилагаемую каждым концом струны, троса, цепи или подобного одномерного непрерывного объекта», подходит.

Поскольку ускорение уменьшается из-за напряжения, то ускорение, производимое телом, должно быть выражено как а "=" Н е т − Ф о р с е м => а "=" м 1 г − Т м 1 с Вт 1 > Т .

Если натяжение струны — это реактивная сила, действующая на грузы, раздвигающие струну, то, согласно сэру Исааку Ньютону, Вт 1 "=" Вт 2 "=" Т .

Я видел определения, которые немного различаются, но если это то, о чем говорится в вашем тексте, то вы, вероятно, должны быть готовы использовать эту версию в классе и на заданиях...
Мне нужна правильная концепция. Меня не волнует, что говорит мой учитель и учебник.
Есть по крайней мере два способа сформулировать определение «напряжения», которые порождают правильную физику. Они оба "правы". Вы можете определить натяжение как пару сил, пытающихся разорвать струну, или как реакцию струны на эти силы. Из-за 3-го закона Ньютона оба дают одинаковые результаты. Дело в том, что если вам нужно объясниться, вы должны использовать ту версию, которую ожидает ваш инструктор.
Вот третье: натяжение — это сила, с которой струна (или любой другой объект, который может «тянуть») прикладывает к объекту. Этот объект может быть другим сегментом той же строки. (т. е. выберите точку на струне. В этой точке левая половина прикладывает натяжение к правой половине, и наоборот.) В этом случае не требуется потенциально запутывающего использования двух сил, и он позволяет избежать введения противодействия. силу, что для некоторых звучит как обратное рассуждение. Как и другие, это работает правильно, если применяется осторожно. (Но вам, вероятно, придется понять определение в вашей книге.)

Ответы (2)

Лучший способ определить натяжение — это использовать одномерную версию тензора напряжений. Таким образом, вы можете определить натяжение в некоторой точке P струны как силу, с которой часть струны на одной стороне P тянет на другую сторону P. Затем направление этой силы зависит от того, какие стороны вы рассматриваете. , поэтому вы должны сделать здесь какой-то выбор, и относительно этого выбора напряжение хорошо определено.

Предположим, что жало висит над шкивом, в результате меняется направление натяжения. Но как объяснить, что величина напряжения одинакова с обеих сторон? Если вы застряли в определении напряжения как силы реакции на то, что тянет его за свои концы, то вы не сможете даже ответить на этот вопрос. Скорее всего, вы просто предположите, что это так, не понимая, почему.

При правильном определении можно выполнить расчет баланса сил вдоль струны в точках, где она соприкасается со шкивом. Если вы сделаете это, вы увидите, что это сводится к тому факту, что шкив прикладывает силу, перпендикулярную струне, это приводит к изменению направления натяжения, но не его величины.

Когда вес, свисающий со стола, падает, он имеет некоторое ускорение вниз. Сила, действующая на тело, полностью обусловлена ​​гравитацией и известна. Веревка действует как связующее звено между подвешенной массой и массой на столе. Действительно, в этом случае у нас есть веса м 1 и м 2 притягивается силой м 1 г , что приводит к тому, что ускорение системы меньше, чем у свободно падающего груза.

Мы также можем использовать понятие напряжения как силы реакции для привлечения сил. Висячий вес м 1 падает с некоторым ускорением меньшим, чем свободное падение. Однако сила тяжести, действующая на падающий груз, определенно по-прежнему м 1 г . Должна быть другая сила, действующая на объект, тянущая его вверх, чтобы противостоять силе тяжести. Это напряжение Т в строке. Нить тянет вес вверх с достаточной силой, чтобы смягчить силу тяжести и замедлить ускорение. Это натяжение можно представить как поднимающееся через шкив к весу на столе и заставляющее вес стола начать скользить. Тогда можно сказать, что единственная горизонтальная сила, действующая на вес стола, — это Т из строки.

Напряжение по своей природе является реактивной силой. Это то же самое, что и земля. Когда вы ступаете на землю, земля «отталкивает» вас с равной силой. Когда вы тянете за струну, она «оттягивается» одинаково.

Я думаю, что это первая часть, которая сбивает вас с толку, когда я говорю, что сила m1g притягивает массу m1+m2. Причина, по которой я говорю это, заключается в том, что строка, по сути, просто действует как связь между двумя блоками. Если бы оба блока находились на горизонтальной поверхности, вы могли бы сократить строку между ними до тех пор, пока они не станут одним и тем же блоком, и поведение системы не изменится. Это столь же правильный взгляд на ситуацию, как и на картину напряжения. Натяжение более полезно в реальной жизни, хотя струны или шкивы могут порваться.
Похоже, вы рассматриваете возможность отключения системы. Когда вы делаете это, напряжение выпадает из контекста, однако я спросил, является ли напряжение реактивной силой. Что ж, если вы хотите рассматривать напряжение как силу, противодействующую движению, вы должны определить, откуда оно исходит. И вы должны объяснить, как он проходит через шкив и тянет тело по горизонтали.
«Напряжение по своей природе является реактивной силой… оно оттягивается «равно». Я думаю, что это крайне глупо. Я спросил, как напряжение является реактивной силой, и вы ответили, что напряжение является реактивной силой.
Можем ли мы определить натяжение струны как реактивную силу, создаваемую струной, которую тянут за оба конца?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v