Հիմնական նյութ

Ֆիզիկա

Դասընթաց․ (Ֆիզիկա) > Բաժին 3

Դաս 6: Լարում

Ի՞նչ է լարման ուժը

Պարանները ձգում են մարմինները։ Սովորիր, թե ինչպես վարվել նման ուժերի հետ։

Ինչ է նշանակում լարում

Բոլոր ֆիզիկական մարմինները, որոնք հպվում են, կարող են ազդել միմյանց վրա որոշակի ուժով։ Մենք այս փոխազդեցության ուժերին տալիս ենք տարբեր անվանումներ՝ կախված փոխազդեցությանը մասնակցող մարմինների տեսակից։ Եթե ուժ գործադրող մարմիններից մեկը թել, պարան կամ ճոպան է, ապա այդ ուժն անվանում ենք լարում։

[Ինչպե՞ս կարող է պարանն ազդել ուժով։]

Պարաններն ու ճոպաններն օգտակար են, քանի որ կարողանում են նշանակալի հեռավորությունների (պարանի երկարություն) վրա արդյունավետ «տեղափոխել» ուժերը։ Օրինակ՝ Սիբիրյան հասկիների խումբը կարող է քաշել սահնակն իրենց ամրացված պարաններով, ինչը թույլ է տալիս նրանց վազել առավել մեծ տարածություն, քան եթե նրանք հրեին սահնակը հետևից։ (Այո, դա կլիներ աշխարհի ամենասրտաճմլիկ շներով սահնակի թիմը։)

Այստեղ կարևոր է նշել, որ լարումը քաշող ուժ է, քանի որ պարանները պարզապես չեն կարող արդյունավետորեն հրել։ Պարանի միջոցով հրել փորձելու դեպքում պարանը թուլանում է և կորցնում այն լարումը, որը թույլ էր տալիս նրան քաշել իրեն ամրացված մարմինը։ Այս ամենը կարող է ակնհայտ հնչել, բայց երբ մարմնի վրա ազդող ուժերը պատկերելու ժամանակն է գալիս, մարդիկ հաճախ լարվածության ուժը նկարում են սխալ ուղղությամբ։ Այսպիսով՝ հիշե´ք, որ լարվածությունը կարող է միայն քաշել մարմինը։

Ինչպես ենք հաշվում լարման ուժը

Դժբախտաբար, չկա հատուկ բանաձև, որով կհաշվեինք լարման ուժը։ Լարման ուժը հաշվելիս մոտեցումը նույնն է, ինչ կիրառում ենք մարմնի վրա ազդող հակազդեցության ուժը գտնելու համար։ Այսինքն՝ մենք օգտագործում ենք Նյուտոնի երկրորդ օրենքը՝ մարմնի շարժումը և ազդող ուժերն իրար հետ կապելու համար։ Ավելի հստակեցնելով՝ մենք կարող ենք.

Պատկերել տվյալ խնդրում մարմնի վրա ազդող ուժերը։
Գրենլ Նյուտոնի երկրորդ օրենքը $(a = \frac{Σ F}{m})$ ‍ այն ուղղության համար, որով ուղղված է լարումը։
Օգտվելով Նյուտոնի երկրորդ օրենքի հավասարումից՝ որոշել լարումը՝ $a = \frac{Σ F}{m}$ ‍:

Մենք կօգտագործենք այս մարտավարությունը ներքևում լուծված օրինակներում։

Ինչ տեսք ունեն լարման հետ կապված խնդիրների լուծված օրինակները

Օրինակ 1. Արկղը անկյան տակ քաշող պարան

2, 0 կգ

զանգվածով վարունգի հյութ պարունակող արկղը քաշում ենք սեղանի վրայով, որտեղ շփումը կարող ենք անտեսել, սեղանի հետ

θ = 60^{o}

անկյուն կազմող պարանով, ինչպես պատկերված է ներքևում։ Պարանի լարման ուժը ստիպում է, որ արկղը սեղանի վրայով սահի դեպի աջ

3, 0 \frac{մ}{վ^{2}}

արագացմամբ։

Ինչի՞ է հավասար պարանի լարման ուժը։

Առաջին հերթին մենք պատկերում ենք արկղի վրա ազդող բոլոր ուժերի գծապատկերը։

Այժմ մենք օգտագործում ենք Նյուտոնի երկրորդ օրենքը։ Լարումն ուղղված է և´ ուղղաձիգ, և´ հորիզոնական ուղղություններով, ուստի փոքր-ինչ պարզ չէ, թե որ ուղղությունն է պետք ընտրել։ Այնուամենայնիվ, քանի որ մենք գիտենք, որ արագացումն ուղղված է հորիզոնական ուղղությամբ, մենք կօգտագործենք Նյուտոնի երկրորդ օրենքը հորիզոնական ուղղության համար։

[Իսկ ի՞նչ կլինի, եթե մենք պատահաբար որոշենք օգտագործել Նյուտոնի երկրորդ օրենքը ուղղաձիգ ուղղության համար։]

a_{x} = \frac{Σ F_{x}}{m} (օգտագործենք Նյուտոնի երկրորդ օրենքը հորիզոնական ուղղության համար)

3, 0 \frac{մ}{վ^{2}} = \frac{T cos 60^{o}}{2, 0 կգ} (տեղադրենք հորիզոնական արագացումը, զանգվածը և ազդող ուժերը)

[Որտեղի՞ց առաջացավ Tcos60 եզրույթը:]

T cos 60^{o} = (3, 0 \frac{մ}{վ^{2}}) (2, 0 կգ) (առանձնացնենք T -ն մեկ կողմում)

T = \frac{(3, 0 \frac{մ}{վ^{2}}) (2, 0 կգ)}{cos 60^{o}} (հանրահաշվորեն լուծենք T -ի համար)

T = 12 Ն (հաշվիր և տոնիր)

Օրինակ 2. Երկու պարանից կախված արկղ

0, 25 կգ

զանգվածով թխվածքաբլիթների տուփը երկու պարանով ամրացված է առաստաղից ու պատից և դադարի վիճակում է։ Անկյունագծային պարանի

T_{2}

լարումը հորիզոնի նկատմամբ ուղղված է

θ = 30^{o}

անկյան տակ, ինչպես պատկերված է ստորև։

Ինչի՞ են հավասար երկու պարանների լարումները $(T_{1}$ ‍ և $T_{2})$ ‍։

Առաջին հերթին մենք պատկերում ենք արկղի վրա ազդող բոլոր ուժերի գծապատկերը։

Այժմ մենք օգտագործում ենք Նյուտոնի երկրորդ օրենքը։ Լարումն ուղղված է և´ ուղղաձիգ, և´ հորիզոնական ուղղություններով, այսինքն՝ այնքան էլ պարզ չէ, թե որ ուղղությունն է պետք ընտրել։ Այնուամենայնիվ, քանի որ մենք գիտենք, որ ծանրության ուժն ուղղված է ուղղաձիգ դեպի ներքև, կսկսենք գրել Նյուտոնի երկրորդ օրենքը ուղղաձիգ ուղղության համար։