Una cuerda que levanta o tira de una carga sufre tensión, una fuerza determinada por la masa de la carga y otros factores. Se calcula determinando la fuerza de gravedad de la carga, más el efecto de cualquier aceleración y otras fuerzas que actúen sobre la cuerda. Aunque la gravedad siempre actúa en la dirección "hacia abajo", otras fuerzas pueden no hacerlo; dependiendo de la dirección, puede sumarlos o restarlos de la gravedad para llegar a la tensión total en la cuerda. Los físicos usan una unidad métrica llamada newton para medir la fuerza; la tensión en una cuerda que suspende un peso de 100 gramos es aproximadamente 1 newton.
Multiplica la masa del peso en kilogramos por 9.8, la aceleración en metros por segundo al cuadrado debido a la gravedad. El resultado es una fuerza descendente en newtons, que explica la mayor parte de la tensión en la cuerda. Por ejemplo, si usa una cuerda para suspender un piano que pesa 200 kg, multiplique 200 kg por 9.8, dando 18,600 newtons, la tensión en la cuerda.
Reste la fuerza del peso restante en el suelo si estás levantando el objeto con la cuerda pero aún no se ha levantado del suelo; la cuerda no está bajo la tensión completa necesaria para levantar el objeto. Por ejemplo, tira de una cuerda con fuerza para levantar un piano de 200 kg, pero no se ha movido. Si el piano aún ejerce una fuerza de 500 newtons en el suelo, restarlo de la fuerza total, 18,600 newtons. La tensión en la cuerda se convierte en 18,600 - 500 \u003d 18,100 newtons.
Multiplica la aceleración ascendente del peso por su masa y agrégala a la tensión debido a la gravedad. Por ejemplo, utiliza un cabrestante eléctrico para levantar un piano de 200 kg al quinto piso de un edificio; el piano acelera hacia arriba a una velocidad de 1 metro por segundo al cuadrado. Un metro por segundo al cuadrado por 200 kg es 200 newtons. Si el piano colgara pero no se moviera, la tensión sería simplemente la fuerza de la gravedad, 18,600 newtons. Si el piano acelera, la masa del piano resiste el movimiento, creando una fuerza descendente similar a la gravedad. Agregue 200 newtons a los 18,600 originales para obtener 18,800 newtons, que es la tensión total.
Consejos
Un newton se define como la fuerza necesaria para acelerar una masa de 1 kilogramo por 1 metro por segundo donde no hay fricción.
Con diferentes circunstancias, el cálculo de la fuerza puede complicarse. Por ejemplo, puede atornillar los extremos de una cuerda a dos paredes opuestas, haciendo que la cuerda sea horizontal. Si un equilibrista se para sobre la cuerda, la tensión depende de su masa y la fuerza debida a la gravedad, pero el ángulo que forma la cuerda con respecto a la pared también afecta la tensión.
