Um cabo que levanta ou puxa uma carga sofre tensão, uma força determinada pela massa da carga e outros fatores. Você o calcula determinando a força da gravidade da carga, mais o efeito de quaisquer acelerações e outras forças que atuam no cabo. Embora a gravidade sempre atue na direção “descendente”, outras forças podem não; dependendo da direção, você os adiciona ou subtrai da gravidade para chegar à tensão total na corda. Os físicos usam uma unidade métrica chamada newton para medir a força; a tensão em uma corda que suspende um peso de 100 gramas é de aproximadamente 1 newton.
Multiplique a massa do peso em quilogramas por 9,8, a aceleração em metros por segundo ao quadrado devido à gravidade. O resultado é uma força descendente em newtons, responsável pela maior parte da tensão no cabo. Por exemplo, se você usar uma corda para suspender um piano que pesa 200 kg, multiplique 200 kg por 9,8, fornecendo 18.600 newtons, a tensão na corda.
Subtraia a força do peso restante no chão, se você está levantando o objeto com a corda, mas ela ainda não subiu do chão; a corda não está sob toda a tensão necessária para levantar o objeto. Por exemplo, você puxa com força uma corda para levantar um piano de 200 kg, mas ele não se moveu. Se o piano ainda exercer uma força de 500 newtons no chão, subtraia-o da força total, 18.600 newtons. A tensão no cabo torna-se 18.600 - 500 \u003d 18.100 newtons.
Multiplique a aceleração ascendente do peso por sua massa e adicione-a à tensão devido à gravidade. Por exemplo, você usa um guincho elétrico para levantar um piano de 200 kg para o quinto andar de um edifício; o piano acelera para cima a uma taxa de 1 metro por segundo ao quadrado. Um metro por segundo ao quadrado de 200 kg é de 200 newtons. Se o piano estivesse pendurado, mas não se movendo, a tensão seria simplesmente a força da gravidade, 18.600 newtons. Se o piano acelerar, a massa do piano resistirá ao movimento, criando uma força descendente semelhante à gravidade. Adicione 200 newtons aos 18.600 originais para obter 18.800 newtons, que é a tensão total.
Dicas
Um newton é definido como a força necessária para acelerar uma massa de 1 quilograma por 1 metro por segundo, onde não há atrito.
Em circunstâncias diferentes, o cálculo da força pode se tornar complicado. Por exemplo, você pode prender as extremidades de uma corda em duas paredes opostas, tornando a corda horizontal. Se um equilibrista pisar na corda, a tensão depende da massa e da força devida à gravidade, mas o ângulo que a corda se forma em relação à parede também afeta a tensão.
