Du kan beräkna kraftsystemen och handlingen av remskivsystem genom tillämpningen av Newtons rörelser. Den andra lagen arbetar med kraft och acceleration; den tredje lagen anger krafterns riktning och hur spänningskraften balanserar tyngdkraften.
Remskivor: Upp- och nedgångarna
En remskiva är ett monterat roterande hjul som har en krökt konvex kant med en rep, bälte eller kedja som kan röra sig längs hjulets fälg för att ändra dragkraftens riktning. Det ändrar eller minskar ansträngningen för att flytta tunga föremål som bilmotorer och hissar. Ett grundläggande remskivsystem har ett föremål anslutet till ena änden medan en styrkraft, t.ex. från en persons muskler eller en motor, drar från den andra änden. Ett Atwood-remskivsystem har båda ändarna av remskivan som är anslutna till föremål. Om de två föremålen har samma vikt, rör sig remskivan inte; emellertid kommer en liten bogserbåt på vardera sidan att flytta dem i en riktning eller den andra. Om lasterna är olika kommer den tyngre att accelerera medan den lättare belastningen accelererar upp.
Basic Pulley System
Newtons andra lag, F (kraft) \u003d M (massa) x A (acceleration) antar att remskivan har ingen friktion och du ignorerar remskivans massa. Newtons tredje lag säger att för varje handling finns det en lika och motsatt reaktion, så den totala kraften i systemet F kommer att vara lika med kraften i repet eller T (spänning) + G (tyngdkraft) som drar vid belastningen. I ett grundläggande remskivssystem, om du utövar en kraft som är större än massan, kommer din massa att accelerera upp, vilket gör att F är negativ. Om massan accelererar ner är F positiv.
Beräkna spänningen i repet med följande ekvation: T \u003d M x A. Fyra exempel, om du försöker hitta T i ett grundläggande remskivsystem med en fästmassa på 9g som accelererar uppåt vid 2m /s², sedan T \u003d 9g x 2m /s² \u003d 18gm /s² eller 18N (newton). G \u003d M xn (gravitationsacceleration). Gravitationsaccelerationen är en konstant lika med 9,8 m /s². Massan M \u003d 9g, så G \u003d 9g x 9,8 m /s² \u003d 88,2 gm /s², eller 88,2 newton.
Sätt in spänningen och gravitationskraften som du just beräknade i den ursprungliga ekvationen: -F \u003d T + G \u003d 18N + 88,2N \u003d 106,2N. Kraften är negativ eftersom objektet i remskivsystemet accelererar uppåt. Det negativa från kraften flyttas över till lösningen så F \u003d -106.2N.
Atwood Pulley System