نیروی کشش

مدیران انجمن: javad123javad, parse

ارسال پست
amirzarei069

نام: amir zarei

عضویت : شنبه ۱۳۹۹/۱۱/۱۸ - ۱۷:۰۳


پست: 8

سپاس: 1

جنسیت:

تماس:

نیروی کشش

پست توسط amirzarei069 »

جرم یک تار تحت کشش 05kg/0 و طول آن 1m است. اگر تندي انتشار موج در این تار s/m 20 باشد. نیروي کشش
تار چند نیوتون است؟

نمایه کاربر
rohamjpl

نام: roham hesami

محل اقامت: Tehran -Qeytariyeh, Ketabi Street, 8 meters from Saba

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 730

سپاس: 427

جنسیت:

تماس:

نیروی کشش

پست توسط rohamjpl »

جواب .200Nسرعت یک موج به خصوصیات محیط بستگی دارد$v_\text{tr}=\sqrt{\frac{T}{\mu}}$.Pتنش هم $\rm stress = \dfrac{\rm force}{\rm area}$ هنگامی که یک رشته / میله / میله تحت کشش است ، به این معنی است که نیروها سعی در کشیدن آن رشته / میله / میله دارند - در هر انتهای آن کشیده می شود. نیروی کششی به اندازه نیروهایی است که سعی در کشش آن دارند.تفاوت بین تنش و نیرو چیست؟
اگر اتفاقاً یكی از اجسام وارد كننده نیرو طناب ، رشته ، زنجیر یا كابل باشد ، كشش نیرو را می گوییم. ... در اینجا توجه به این نکته ضروری است که تنش یک نیروی کشش است زیرا طنابها به راحتی نمی توانند به طور موثر فشار بیاورند.نیروی کششی چیست؟
در فیزیک ، کشش به عنوان نیروی کششی که از طریق یک رشته ، کابل ، زنجیر یا جسم پیوسته یک بعدی یا مشابه هر یک از میله ها ، اعضای خرپا یا جسم سه بعدی مشابه منتقل می شود ، توصیف می شود. تفاوت نیروی کشش و فشرده سازی چیست؟
نیروی کششی نیرویی است که مواد را از هم جدا می کند. نیروی فشرده سازی نیرویی است که مواد را بهم فشرده می کند. بعضی از مواد مقاومت بهتری در برابر فشردگی دارند ، برخی بهتر در برابر کشش مقاومت می کنند و بعضی دیگر وقتی که فشرده سازی و کشش وجود دارد ، استفاده از آنها خوب است.آیا نیروی کششی همان تنش کششی است؟
تنش کششی (σ) که هنگام اعمال نیروی کششی خارجی (F) بر روی یک جسم ایجاد می شود توسط σ = F / A در جایی که A سطح مقطع جسم است داده می شود. بنابراین ، واحد اندازه گیری تنش کششی SI Nm-2 یا Pa است. هرچه بار یا نیروی کششی بیشتر باشد ، تنش کششی بیشتر است.آیا تنش یک نیروی طبیعی است؟
این یک نیروی عادی نامیده می شود ، و همچنین با نام "وزن ظاهری" نامگذاری می شود. ... نیروی کششی که در امتداد یک اتصال انعطاف پذیر کشیده مانند طناب یا کابل عمل می کند ، کشش نامیده می شود ، T. وقتی طناب وزن جسمی را که در حالت استراحت است تحمل می کند ، کشش طناب برابر است با وزن شی: T = MG
کاری که با تنش انجام می شودتنش σ ، نیرو در واحد سطح طناب است ، برای این سیستم انتظار داریم که تنش در سطح مقطع هر یک از طناب های داده شده ثابت باشد ، بنابراین برای یک طناب داده شده ، σ = FA که F نیرو است در آن طناب و A سطح مقطع آن طناب است.
کرنش ، ϵ ، نسبت گسترش (x) به طول طبیعی (l) است (یعنی طول طناب در صورت عدم اعمال نیرو) ، یعنی$\epsilon = \frac{x}{l}$.و
به طور کلی تنش تابعی از کرنش است ، $\sigma = f(\epsilon)$ ؛ از آنجا که هر دو طناب ما از ماده یکسانی ساخته شده اند ، بین تنش و کرنش رابطه یکسانی دارند$\sigma_A = \frac{F_A}{A} = f(\epsilon_A) = f\left(\frac{x_A}{l_A}\right)$و$\sigma_B = \frac{F_B}{A} = f(\epsilon_B) = f\left(\frac{x_B}{l_B}\right)$
به عنوان مثال ، در مورد گیتار ، سیم ها برای تولید صدا به لرزش در می آیند. سرعت امواج روی رشته ها و طول موج فرکانس صدای تولید شده را تعیین می کند. سیم های گیتار ضخامت متفاوتی دارند اما ممکن است از مواد مشابه ساخته شده باشند. آنها تراکم خطی مختلفی دارند ، جایی که تراکم خطی به عنوان جرم در طول تعریف می شود$\mu =\frac{\text{mass of string}}{\text{length of string}}=\frac{m}{l}.$سرعت موج بر روی یک رشته تحت تنش برای دیدن چگونگی سرعت موج روی یک رشته به کشش و چگالی خطی بستگی دارد ، یک پالس را که یک رشته کشیده شده به پایین ارسال می کند در نظر بگیرید هنگامی که رشته در حالت تعادل در حالت استراحت است ، کشش در رشته وجود دارد$\text{Δ}m=\mu \text{Δ}x.$که ما ${F}_{\text{net}}={F}_{1}+{F}_{2}={F}_{T}[{(\frac{\partial y}{\partial x})}_{{x}_{2}}-{(\frac{\partial y}{\partial x})}_{{x}_{1}}].$پس $\begin{array}{cc} {F}_{T}[{(\frac{\partial y}{\partial x})}_{{x}_{2}}-{(\frac{\partial y}{\partial x})}_{{x}_{1}}]=\text{Δ}ma,\hfill \\ {F}_{T}[{(\frac{\partial y}{\partial x})}_{{x}_{2}}-{(\frac{\partial y}{\partial x})}_{{x}_{1}}]=\mu \text{Δ}x\frac{{\partial }^{2}y}{\partial {t}^{2}}.\hfill \end{array}$با حل v ، می بینیم که سرعت موج روی یک رشته به کشش و چگالی خطی بستگی دارد.
سرعت یک موج روی یک رشته تحت تنش fسرعت یک پالس یا موج روی یک رشته تحت تنش را می توان با معادله یافت$|v|=\sqrt{\frac{{F}_{T}}{\mu }}$کل انرژی مکانیکی موج مجموع انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل آن است. انرژی جنبشی
$\text{Δ}K=\frac{1}{2}(\text{Δ}m){v}_{y}^{2},$lمیشه اینطور گفت $\begin{array}{cc}\hfill dK& =\frac{1}{2}(\mu dx){(\text{−}A\omega \,\text{cos}(kx-\omega t))}^{2},\hfill \\ & =\frac{1}{2}(\mu dx){A}^{2}{\omega }^{2}\,{\text{cos}}^{2}(kx-\omega t).\hfill \end{array}$موج می تواند بسیار طولانی باشد و از طول موج های زیادی تشکیل شده باشد. برای استاندارد سازی انرژی ، انرژی جنبشی مرتبط با طول موج موج را در نظر بگیرید. این انرژی جنبشی می تواند در طول موج ادغام شود و انرژی مرتبط با هر طول موج موج را پیدا کند:$\begin{array}{ccc}\hfill dK& =\hfill & \frac{1}{2}(\mu dx){A}^{2}{\omega }^{2}\,{\text{cos}}^{2}(kx),\hfill \\ \hfill \underset{0}{\overset{{K}_{\lambda }}{\int }}dK& =\hfill & \underset{0}{\overset{\lambda }{\int }}\frac{1}{2}\mu {A}^{2}{\omega }^{2}\,{\text{cos}}^{2}(kx)dx=\frac{1}{2}\mu {A}^{2}{\omega }^{2}\underset{0}{\overset{\lambda }{\int }}{\text{cos}}^{2}(kx)dx,\hfill \\ \hfill {K}_{\lambda }& =\hfill & \frac{1}{2}\mu {A}^{2}{\omega }^{2}{[\frac{1}{2}x+\frac{1}{4k}\text{sin}(2kx)]}_{0}^{\lambda }=\frac{1}{2}\mu {A}^{2}{\omega }^{2}[\frac{1}{2}\lambda +\frac{1}{4k}\text{sin}(2k\lambda )-\frac{1}{4k}\text{sin}(0)],\hfill \\ \hfill {K}_{\lambda }& =\hfill & \frac{1}{4}\mu {A}^{2}{\omega }^{2}\lambda .\hfill \end{array}$همچنین انرژی بالقوه ای در ارتباط با موج وجود دارد. دقیقاً مانند جرم در حال نوسان بر روی یک فنر ، یک نیروی بازیابی محافظه کار وجود دارد که وقتی عنصر جرم از موقعیت تعادل جابجا شد ، عنصر جرم را به موقعیت تعادل برمی گرداند. انرژی پتانسیل عنصر جرم را می توان با در نظر گرفتن نیروی بازیابی خطی رشته ، در نوسانات ، دیدیم که انرژی پتانسیل ذخیره شده در یک فنر با نیروی بازیابی خطی برابر است با$\text{Δ}U=\frac{1}{2}{k}_{s}{x}^{2}=\frac{1}{2}\text{Δ}m{\omega }^{2}{x}^{2}.$که $\begin{array}{ccc}\hfill dU& =\hfill & \frac{1}{2}{k}_{s}{x}^{2}=\frac{1}{2}\mu {\omega }^{2}{x}^{2}dx,\hfill \\ \hfill {U}_{\lambda }& =\hfill & \frac{1}{2}\mu {\omega }^{2}{A}^{2}\underset{0}{\overset{\lambda }{\int }}{\text{cos}}^{2}(kx)dx=\frac{1}{4}\mu {A}^{2}{\omega }^{2}\lambda .\hfill \end{array}$انرژی پتانسیل مرتبط با یک طول موج موج برابر است با انرژی جنبشی مرتبط با یک طول موج.کل انرژی مرتبط با طول موج مجموع انرژی پتانسیل و انرژی جنبشی است:$\begin{array}{c}{E}_{\lambda }={U}_{\lambda }+{K}_{\lambda },\hfill \\ {E}_{\lambda }=\frac{1}{4}\mu {A}^{2}{\omega }^{2}\lambda +\frac{1}{4}\mu {A}^{2}{\omega }^{2}\lambda =\frac{1}{2}\mu {A}^{2}{\omega }^{2}\lambda .\hfill \end{array}$توان متوسط زمان یک موج مکانیکی سینوسی ، که میانگین سرعت انتقال انرژی همراه با موج هنگام عبور از یک نقطه است ، می تواند با گرفتن کل انرژی مرتبط با موج تقسیم بر زمان انتقال انرژی. اگر سرعت موج سینوسی ثابت باشد ، زمان عبور یک طول موج از یک نقطه برابر با دوره موج است که آن هم ثابت است. بنابراین ، برای یک موج مکانیکی سینوسی ، توان متوسط زمان ، انرژی مرتبط با طول موج تقسیم بر دوره موج است. طول موج موج تقسیم بر دوره برابر با سرعت موج است ،${P}_{\text{ave}}=\frac{{E}_{\lambda }}{T}=\frac{1}{2}\mu {A}^{2}{\omega }^{2}\frac{\lambda }{T}=\frac{1}{2}\mu {A}^{2}{\omega }^{2}v.$
یک بار ثابت چه تاثیری بر افزایش طول یک کابل فولادی دارد؟در واقع ، میله تغییر شکل می دهد تا سیستم بتواند به حالت تعادل برسد. همان لحظه که بار را روی میله وارد می کنید ، سیستم نامتعادل است. نیرویی توسط طناب به میله وارد می شود ، اما میله مطابق قانون سوم نیوتون قادر به واکنش نیست (برای هر عملی ، یک واکنش برابر و مخالف وجود دارد). بنابراین سیستم لحظه ای پویا است و میله آن کشیده شده است.
با کشیده شدن میله ، این حالت تنش داخلی ایجاد می کند ، که طناب به عنوان واکنشی به نیرویی که بر میله وارد می کند ، احساس می شود. در برهه ای از زمان ، این حالت تنش داخلی (و بنابراین واکنش به نیروی وارده طناب) برابر با نیرویی است که طناب وارد می کند و سیستم به تعادل می رسد.
یکی از قوانین اساسی تحلیل ساختاری ، قانون هوک است که چنین می گوید
$\sigma = E\epsilon$
این می تواند دوباره مورد استفاده قرار گیرد
$\begin{align}
F_I &= EA\epsilon \\
F_I &= \frac{EA}{L}\delta
\end{align}$
جایی که$F_I$ نیروی داخلی میله است (برابر با محصول تنش و سطح مقطع) و δ جابجایی کل میله است ، در رابطه با طول اصلی L.
اگر بخواهید طول جدید $\overline{L} = L+\delta$ را بدست آورید و این معادله را مجدداً اعمال کنید ، مقداری F1 بدست می آورید که بیشتر از نیروی خارجی اعمال شده است ، که به معنای عدم تعادل سیستم است ، در که نقطه میله کوتاه می شود تا یک بار دیگر به حالت تعادل برسد..i hope i helped roham hesami smile072 smile261
تصویر

ارسال پست