Probleme mit Spannung

Zwei Personen A und B ziehen an den beiden Enden eines Seils (wie es die Menschen beim Tauziehen tun). Person A zieht am Seil mit einer Kraft = 10 N und Person B zieht am anderen Ende des Seils mit einer Kraft = 20 N. Nach Newtons 3. zieht das Seil auch Person A mit einer Kraft von 10 N und B mit einer Kraft von 20 N. Das bedeutet, dass die Spannung an einem Ende des Seils 10 N und am anderen Ende 20 N beträgt (wegen der Definition von Spannung). Ist es richtig? Wenn ja, hängt die Zugkraft des Seils auf A nur von der Kraft ab, die A auf das Seil ausübt, und nicht von der Kraft, die B auf das Seil ausübt. Wenn in diesem Fall B das Seil mit einer Kraft = 1000 N zieht und A das andere Ende des Seils mit einer Kraft = 10 N zieht, beträgt die Spannung an diesem Ende (wo A Kraft anwendet) nur 10 N. Das bedeutet Die Kraft, mit der das Seil A zieht, beträgt nur 10 N. Ist es möglich?

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Antworten (3)

Ihr Problem ergibt sich aus einer impliziten Annahme, dass Seile immer eine unveränderte Spannung übertragen, oder mit anderen Worten, dass die Spannung an allen Punkten eines Seils gleich ist.

Tatsächlich trifft dies in einer dieser Situationen zu:

  • Die Masse des Seils ist vernachlässigbar
  • Seil hat keine Beschleunigung.

Es muss also geschaut werden, ob das eine oder andere mit Ihren Daten übereinstimmt. Sie haben nichts über die Masse des Seils gesagt - nehmen wir es ab 1 k G (normalerweise wird es niedriger sein). Nettokraft auf das Seil ist 10 N , also wird der Schwerpunkt des Seils eine Beschleunigung haben 10 M / S 2 .

Es liegt auf der Hand, dass ein solcher Zustand nur einen Bruchteil einer Sekunde andauern kann. Es wird enden, wenn beide Personen gleiche Kräfte anwenden. Beachten Sie, dass während der Beschleunigung die Spannung entlang des Seils nicht gleichmäßig ist. Davon kann man sich überzeugen, indem man das zweite Newtonsche Gesetz auf ein beliebiges Seilsegment anwendet. Seine Beschleunigung erfordert unterschiedliche Kräfte, die an seinen Extremen wirken.

Wenn stattdessen die Masse des Seils wirklich vernachlässigbar ist, dann sind Ihre Daten einfach unmöglich: Die beiden Personen können keine unterschiedlichen Kräfte auf das Seil ausüben.

Nein, die Spannung ist über das gesamte Seil gleich, aber die Kräfte, die an jeder Person ziehen (und effektiv die schwächere Person und das Seil in Richtung der stärkeren Person bewegen), ergeben sich aus der Addition der Kräfte unter Berücksichtigung der Richtung, in der sie wirken (d sie haben ein negatives Vorzeichen).

Diese Information sollte ausreichen, um herauszufinden, wie hoch die Spannung am Seil ist, wenn man bedenkt, in welcher Situation alle aufgebrachten Kräfte nur als Spannung wirken und an welcher Stelle ein Teil der Kraft die Bewegung verursacht.

"Die Zugkraft des Seils auf A hängt nur von der Kraft ab, die A auf das Seil ausübt, und nicht von der Kraft, die B auf das Seil ausübt."

Sozusagen ja. Aber nicht die richtige Art zu sprechen. Die Kraft von A auf das Seil wird immer gleich der Kraft des Seils sein A egal was B macht gerade. Aber das bedeutet nicht , dass diese beiden Kräfte nicht zunehmen werden B zieht stärker.

wenn B stärker zieht, nimmt die Seilkraft auf A zu, okey. Aber wie wird die Kraft von A auf das Seil zunehmen, wenn B stärker zieht?
Nun, das ist Newtons Drittes Gesetz. So funktioniert die Natur. Ich denke, Sie sehen das vielleicht zu "global". Es gibt eine Kraft A am Seil und ein Kraftseil an A . Denken Sie lokal. Dass diese Kräfte gleich sind, hat mit nichts anderem zu tun . Einschließlich, ob der Kontaktpunkt in irgendeiner Weise in Bewegung ist oder nicht, oder was am anderen Ende des Seils passiert.
Ich bin immer noch gestresst, aber ich werde Ihre Idee im Hinterkopf behalten
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