Como calcular a tensão de um cabo de aço

Escrito por paul dohrman | Traduzido por joao marcos padua filho
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Como calcular a tensão de um cabo de aço
Com uma calculadora, pode-se facilmente calcular a tensão de um cabo (Thinkstock Images/Comstock/Getty Images)

Se um corpo for deslocado para fora do centro de um cabo cujas extremidades se conectam a uma distância insignificante uma da outra, então a tensão do cabo é a metade do peso do corpo. É como se cada lado do cabo sustentasse metade do peso do corpo -- como se o corpo tivesse sido conectado em dois locais, dividindo o peso. Entretanto, se as extremidades forem separadas, mas mantendo-se o nível, a tensão sobre o cabo aumentaria. Cada lado do cabo não estaria mais suportando apenas a força gravitacional, mas também a força oposta lateral ou horizontal, já que esta última vem do outro lado do cabo. Esse é um resultado direto de dois lados saindo do aspecto vertical para a forma "V", como foi discutido no livro "Fundamentals of Physics" (fundamentos da física), de Halliday e Resnick.

Nível de dificuldade:
Moderado

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Instruções

  1. 1

    Faça um diagrama de um peso posicionado no meio de um cabo. Denote a massa do peso com a letra "m". O ângulo que cada um dos lados possui em relação à vertical deve ser denotado com a letra grega "?".

  2. 2

    Calcule a força gravitacional por F = mg = mx 9.80m/sec^2, onde o acento circunflexo significa exponenciação. A letra "g" é uma constante de aceleração gravitacional.

  3. 3

    Iguale o componente vertical da tensão "T" com o que cada lado do cabo empurra para cima e com a metade do peso do objeto. Portanto T x cos ? = mg/2. Suponha, por exemplo, que o ângulo entre cada lado do cabo e seu apoio vertical seja de 30º. Suponha também que o peso tenha massa de 5 kg. Então a equação seria: T x ?3/2 = [ 5 kg x 9.80 m/s^2 ] / 2.

  4. 4

    Da função de "T" e com a equação que acabou de ser derivada, lembre-se de arredondar para um número correto de algoritmos significativos. Continuando com o exemplo acima, a tensão encontrada será de T = 28.3N.

Dicas & Advertências

  • Se o peso não estivesse no centro, você precisaria colocar a soma da força vertical igualada à força gravitacional do peso para encontrar a tensão. A fórmula se pareceria com: T x cos ?1 + T x cos ?2 = mg, onde ?1 and ?2 são os ângulos que os lados fazem com a vertical.

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