La Forza di Tensione è il tipo di forza proveniente da una delle tante forze esistenti in natura che noi umani abbiamo definito. Qualsiasi forma di trazione o spinta di un oggetto è considerata una forza e per un'interazione tra due oggetti c'è sempre una forza che agisce su ciascun oggetto. È l'agente esterno capace di modificare lo stato di quiete o di movimento di un particolare oggetto. La forza di tensione viene trasmessa attraverso la fune o la catena quando vengono tirate da una o dall'altra estremità o da entrambe le estremità insieme, aiuta in equilibrio con le altre forze nel sistema di contenimento di funi e catene.

Forza di tensione

IL forza che viene trasmessa attraverso una corda, uno spago o un filo quando tirato da forze che agiscono dal lato opposto è chiamata forza di tensione. Ad esempio: durante il gioco del tiro alla fune entrambe le squadre hanno applicato forze opposte per tirare la corda. Anche trainare auto e tirare secchi dai pozzi sono esempi di forza di tensione. La forza di tensione in una corda ci consente di trasferire la nostra forza attraverso la corda per sollevare l'oggetto. La forza di tensione è generalmente rappresentata da T.

Esempio di forza di tensione

Nella vita quotidiana ci sono vari esempi di forza di tensione. Alcuni di questi esempi sono i seguenti:

• Quando una persona tira una slitta utilizzando una corda, la corda subisce forze di tensione mentre si allunga tra la slitta e l'altra estremità.
• Nell'ospitare una bandiera, per tenere la bandiera in aria viene utilizzata una corda, che viene tirata contro una carrucola e crea tensione.
• Nella zipline, il peso di una persona è sostenuto dalla tensione della zipline.
• Anche il bungee jumping è un esempio di forza di tensione, dove la differenza tra la vita e la morte è supportata solo dalla tensione della corda elastica.
• Le corde della chitarra sono tese tra il ponte della chitarra e i piroli, che mettono in tensione queste corde e queste corde tese aiutano il chitarrista a creare una sinfonia musicale.

Formula per la tensione

La formula della tensione nella corda o nella corda attaccata a un corpo è discussa di seguito,

• T = W + ma [Quando il corpo viaggia verso l'alto]
• T = W – ha [Quando il corpo viaggia verso il basso]
• T = W [Quando la tensione equivale al peso corporeo]

Dove,

• T è la forza di tensione
• IN è il peso del corpo, (W = mg)
• UN è l'accelerazione
• M è massa

Unità e dimensione della forza di tensione

Poiché anche la tensione è una forza, ha la stessa unità e dimensione di una forza. L'unità si della forza di tensione è Newton(N) che può anche essere rappresentato da Kgms^-2. Oltre a Newton, nel sistema CGS anche la dina è un'unità di forza di tensione.

La dimensione della forza di tensione è [ M ¹ l ¹ T ^-2 ] dove [M], [L] e [T] sono rispettivamente le dimensioni di massa, lunghezza e tempo.

Applicazioni della forza di tensione

Esistono varie applicazioni della forza tensionale nella vita di un essere comune, alcune di queste applicazioni sono le seguenti:

• Macchina per gru
• Veicoli da traino
• Tirare l'acqua dal pozzo
• Tiro alla fune

Macchina per gru

L'applicazione più utile della forza di tensione può essere vista nei settori dell'edilizia e della logistica sotto forma di gru. Nelle gru, una delle forze di bilanciamento che contrastano il peso dell'oggetto è la forza di tensione.

Veicoli da traino

Il traino veicoli non è altro che la mini gru sul retro di un piccolo veicolo utilitario, che ci aiuta a trainare gli altri veicoli quando sono immobili a causa di qualche problema di manutenzione o incidente.

Bilanciamento del peso

La bilancia pesapersone è un'attrezzatura che ci aiuta a trovare il peso dell'oggetto bilanciandolo contro la molla posta al centro dell'attrezzatura.

Tirare l'acqua dal pozzo

L'estrazione dell'acqua dal pozzo è l'applicazione della forza di tensione più utilizzata, dove la tensione della fune viene distribuita con l'aiuto di una puleggia per far uscire l'acqua dal pozzo profondo, cosa che altrimenti non sarebbe facilmente possibile.

Tiro alla fune

Il tiro alla fune è un gioco divertente in cui due squadre partecipano e tirano una corda da entrambe le estremità finché non riescono a tirare la quantità definita di corda dal lato dell'altra squadra al proprio, cosa possibile solo grazie alla comprensione della tensione forza.

Per saperne di più,

• Tensione superficiale
• Formula della forza netta
• Gravità

Esempi di problemi sulla formula della tensione

Problema 1: Una scatola di 2 kg viene trascinata su una superficie priva di attrito tramite una corda. Se la corda viene tirata con una forza di 10 N, qual è la tensione della corda?

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Soluzione:

Qui, le forze che agiscono sulla scatola sono il suo peso (W = mg) che agisce verso il basso, la reazione normale che agisce verso l'alto e la forza di tensione (T) nella corda che agisce orizzontalmente.

Poiché non c'è attrito, (la superficie è priva di attrito)

Così,

Forza di tensione sulla fune = Forza applicata sulla fune = 10 N

Pertanto, la tensione nella corda è 10 N .

Problema 2: Un corpo di massa 4 kg è sospeso all'estremità di un filo. Se l'accelerazione della massa agisce come 7 m/s ² nella direzione verso l'alto. Trova la tensione nel filo.

Soluzione:

m = 4 kg, a = 7 m/s²e g = 9,8 m/s².

Ora, W = mg

⇒ L = 4×9,8

⇒ L = 39,2 N

Poiché l'accelerazione è verso l'alto,

T = mg + ma

⇒ T = 39,2 + 4×7

⇒ T = 39,2 + 28

⇒ T = 67,2 N

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Pertanto, la tensione nel filo sarà 67,2N

Problema 3: Un corpo di massa 9 kg è sospeso all'estremità della corda. Se l'accelerazione della massa è 8 m/s ² in una direzione verso il basso. Calcolare la tensione del filo.

Soluzione:

Dato,

• a = 8 m/s²
• m = 9 kg
• g = 9,8 m/s²

Mentre il corpo si muove verso il basso

T = W – ha

⇒ T = mg – ma

⇒ T = (9×9,8) – (9×8)

⇒ T = 16,2 N

Pertanto, la tensione sarà 16,2 N

Problema 4: Una corda leggera e indistruttibile sostiene un corpo di massa 25 kg appeso alla sua estremità inferiore. Se l'estremità superiore della corda è fissata al gancio sul soffitto. Qual è la tensione nella corda?

Soluzione:

Dato,

• m = 25 kg
• g = 9,8 m/s².

Poiché il corpo non si muove

T = W

⇒ T = mg

⇒ T = 25×9,8 N

⇒ T = 245 N

Pertanto la tensione sarà di 245 N

Problema 5: Uno scoiattolo di massa 500 g si arrampica su un leggero filo verticale sospeso a un gancio con un'accelerazione di 9 m/s ² . Trova la tensione sulla corda .

con la forma completa

Soluzione:

Dato,

• m = 500 g = 0,5 kg
• a = 9 m/s²
• g = 9,8 m/s²

Mentre lo scoiattolo si sta muovendo verso l'alto

T = W + ma

⇒ T = mg + ma

⇒ T = (0,5×9,8) + (0,5×9)

⇒ T = 4,9 + 4,5

⇒ T = 9,4 N

Pertanto, la tensione sarà 9,4 n

Domande frequenti sulla formula di tensione

Q1: La tensione è una forza?

Risposta:

Sì, la tensione è una forza che agisce sugli oggetti trainati da funi o catene.

Q2: Cos'è la forza di tensione?

Risposta:

La forza trasmessa attraverso il filo, la corda o la corda quando il filo o la corda viene tirato da entrambe le estremità è chiamata forza di tensione.

Q3: Che tipo di forza è la tensione?

Risposta:

La tensione è una forza di contatto, poiché agisce sull'oggetto come se fosse in contatto con una corda o una catena.

Q4: Cos'è la formula della forza di tensione?

Risposta:

La formula generale della forza di tensione,

T = W + ma

Dove

• T è la forza di tensione
• IN è il peso dell'oggetto
• M è la massa dell'oggetto
• UN è l'Accelerazione dell'Oggetto (che può avere valore positivo o negativo a seconda della direzione dell'accelerazione verso e contro il peso)

Q5: Qual è la direzione della forza di tensione?

Risposta:

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Direzione della forza di tensione sempre nella direzione della fune e opposta al peso dell'oggetto.

Q6: Qual è l'Unità di Forza di Tensione?

Risposta:

L'unità SI della forza di tensione è Newton( N ).