Une poulie est une roue rotative montée qui a une jante convexe incurvée avec une corde, une courroie ou une chaîne qui peut se déplacer le long de la jante de la roue pour changer la direction d’une force de traction. Une poulie modifie ou réduit l’effort pour déplacer des objets lourds tels qu’un ascenseur. Un système de poulie de base a un objet connecté à une extrémité tandis qu’une personne contrôle l’autre extrémité. Un système de poulie Atwood a les deux extrémités de la corde de poulie reliées à des objets. Si les masses des deux objets sont du même poids, la poulie ne bouge pas. Si les charges sont différentes, la charge plus lourde accélère vers le bas tandis que la charge plus légère accélère vers le haut. La force totale exercée par un système de poulie peut être calculée en utilisant les lois du mouvement de Newton.
Ecrire l’équation suivante : F (force) = M (masse) x A (accélération), qui est donnée par la deuxième loi de Newton en supposant qu’il n’y a pas de frottement et que la masse de la poulie est négligée. La troisième loi de Newton dit que pour chaque action il y a une réaction égale et opposée, donc la force totale du système F sera égale à la force dans le câble ou T (tension) + G (force de gravité) tirant à la charge. Dans un système de poulie de base, si vous exercez une force supérieure à la masse, votre masse s’accélère et le F est négatif. Si la masse accélère vers le bas, F sera positif.
Calculez la tension dans la corde avec le calculateur en utilisant l’équation suivante : T = M x A. Quatre exemples, si vous essayez de trouver T dans un système de poulie de base avec une masse attachée de 9g accélérant vers le haut à 2m/s² que T = 9g x 2m/s² = 18gm/s² ou 18N (newtons).
Calculer la force causée par la gravité sur le système de poulie de base à l’aide de l’équation suivante : G = M x n (accélération gravitationnelle). L’accélération gravitationnelle est une constante égale à 9,8 m/s². La masse M = 9g, donc G = 9g x 9,8 m/s² = 88,2gm/s², soit 88,2 newtons.
Insérez la tension et la force gravitationnelle que vous venez de calculer dans l’équation originale : -F = T + G = 18N + 88.2N = 106.2N. La force est négative parce que l’objet dans le système de poulie accélère vers le haut. Le négatif de la force est déplacé vers la solution de sorte que F= -106,2N.
Ecrire les équations suivantes : F(1) = T(1) – G(1) – G(1) et F(2) = -T(2)+ G(2) qui suppose qu’il n’y a pas de frottement et que la masse de la poulie est négligée. Ce sera le cas si la masse deux est supérieure à la masse une. Les équations seraient les mêmes si la masse 1 était supérieure à la masse 2.
Calculer la tension des deux côtés du système de poulie à l’aide d’une calculatrice pour résoudre les équations suivantes : T(1) = M(1) x A(1) x A(1) et T(2) = M(2) x A(2). Par exemple, la masse du premier objet est égale à 3g, la masse du deuxième objet est égale à 6g et les deux côtés du câble ont la même accélération égale à 6,6m/s². Dans ce cas, T(1) = 3g x 6,6m/s² = 19,8N et T(2) = 6g x 6,6m/s² = 39,6N.
Calculer la force causée par la gravité sur le système de poulie de base en utilisant l’équation suivante : G(1) = M(1) x n et G(2) = M(2) x n. L’accélération gravitationnelle n est une constante égale à 9,8 m/s². Si la première masse M(1) = 3g et la seconde masse M(2) = 6g, alors G(1) = 3g x 9,8 m/s² = 29,4N et G(2) = 6g x 9,8 m/s² = 58,8N.
Insérez les tensions et les forces gravitationnelles précédemment calculées pour les deux objets dans les équations originales. Pour le premier objet F(1) = T(1) – G(1) = 19,8N – 29,4N = -9,6N, et pour le second objet F(2) = -T(2) + G(2) = -39,6N + 58,8N = 19,2N. Le fait que la force du second objet est supérieure à celle du premier objet et que la force du premier objet est négative montre que le premier objet accélère vers le haut tandis que le second objet se déplace vers le bas.
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