Spannung in einem Draht

Ich habe dieses Bild in einer der Antworten gefunden, die ich durchgegangen bin. Da sich der Mann in diesem Bild in der Mitte des Seils balanciert, ist überall die gleiche Spannung vorhanden. Wenn er jedoch am Ende gestanden hätte, müsste die Spannung an beiden Enden des Seils ungleich groß gewesen sein, wenn die Winkel unterschiedlich groß gewesen wären. Aber da es sich um eine ideale Saite handelt, muss sie durchgehend die gleiche Spannung haben, warum gibt es also unterschiedliche Spannungen in den verschiedenen Teilen?Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die Spannung ist nur dann durchgehend gleich, wenn keine Kraft in Seilrichtung ausgeübt wird. Übt der Fuß des Mannes eine Reibungskraft auf das Seil aus, verändert sich dort die Spannung.
Die Spannung, die das Seil erfährt, muss nicht über die gesamte Länge des Seils gleich sein. Es kann auf beiden Seiten des Mannes unterschiedlich sein. Erforderlich ist, dass sich die drei roten Kraftvektoren zu Null addieren. Wenn sich der Mann genau in der Mitte des Seils befindet, erfordert die Symmetrie, dass die Seilspannungen auf beiden Seiten des Mannes gleich sind. Aber wenn der Mensch näher an einem Pol ist als am anderen, bedeutet die Anforderung, dass die Summe der drei Kräfte Null ergibt, dass die Größenordnung der Spannungen T L Und T R sind anders.
Aber uns wird beigebracht, dass eine ideale Saite über ihre gesamte Länge eine konstante Spannung hat?
Hängen Sie ein Seil oder eine Schnur AB frei an einem Ende A auf. Binden Sie ein Gewicht W an seinen Mittelpunkt M. Die Spannung im Abschnitt AM ist W. Die Spannung im Abschnitt MB ist Null.

Antworten (1)

Da es sich um eine ideale Saite handelt, muss sie durchgehend die gleiche Spannung haben

Warum ist das so? Wenn wir uns ein kleines Fadensegment vorstellen (masselos und nicht dehnbar), dann muss die Beschleunigung null sein und die Nettokräfte müssen null sein, damit es stationär ist. In der Mitte einer Saite sind die einzigen Kräfte die Spannung von beiden Seiten und die Schwerkraft. Da wir die Saite für masselos erklärt haben, ignorieren wir die Schwerkraft und erklären die Spannung auf beiden Seiten für gleich.

Dies gilt also für alle Teile der Saite, die nicht von einer anderen Kraft beeinflusst werden. Wir können sogar eine ideale Riemenscheibe hinzufügen, eine Vorrichtung, die Kräfte senkrecht zur Saite liefern kann, aber keine Kräfte entlang der Saite hinzufügt. In einem solchen Fall bleibt die Spannung durchgehend gleich.

Aber der Läufer hier fügt einem Teil der Schnur Kräfte hinzu, und einige dieser Kräfte sind parallel zur Kraftlinie von beiden Enden. Dies modifiziert die Kräfte, die von diesem Segment wahrgenommen werden, und die Spannung, um die Nettokraft auf Null zu halten, ist nicht mehr notwendigerweise gleich.

@RituKhanna - Nun, selbst wenn keine äußeren Kräfte vorhanden sind und Sie eine Saite mit Masse haben, ist die Spannung im Allgemeinen nicht über die gesamte Saite konstant. Wenn Sie beispielsweise eine Saite an einem Ende halten, wird der Teil der Saite, der Ihrer Hand am nächsten liegt, unter der größten Spannung stehen, während das andere Ende der Saite, das frei ist und nach unten baumelt, in der Nähe seines Endes sehr wenig Spannung hat . Ich denke, dass sich "konstante Spannung" auf eine Situation beziehen muss, in der keine äußeren Kräfte wirken und die Gravitationskräfte auf die Saite vernachlässigbar sind.
Spannung in einem Draht
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