Cómo calcular la tensión de la cuerda de alambre

Escrito por paul dohrman | Traducido por mary lascano
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Cómo calcular la tensión de la cuerda de alambre
Calcula la tensión de la cuerda de alambre. (Thinkstock Images/Comstock/Getty Images)

Si un cuerpo cuelga del centro de un cable cuyos extremos tienen una distancia insignificante entre sí, entonces la tensión en el cable es la mitad del peso del cuerpo. Es como si cada lado del cable sostiene la mitad del peso, como si se unen al cuerpo en dos lugares, compartiendo el peso entre ellos. Sin embargo, si los extremos se separan, pero mantiene el nivel, la tensión del hilo se incrementaría. Cada lado del alambre ya no lucha sólo, no solo la fuerza de la gravedad tira hacia abajo en el cuerpo que cuelga, sino que también la oposición lateral, u horizontal, la fuerza viene desde el otro lado del cable. Este es un resultado directo del cambio de los dos lados de un aspecto vertical a una forma de V, como se discute en Halliday y la introducción de Resnick en "Fundamentos de Física".

Nivel de dificultad:
Moderado

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Instrucciones

  1. 1

    Dibuja un diagrama de un peso que cuelga desde el centro de un alambre. Denotemos la masa del peso con la letra m. Denota el ángulo que se forma desde la vertical de cada lado del alambre con la letra griega α.

  2. 2

    Calcula la fuerza de la gravedad tirando de la masa hacia abajo de la siguiente manera F = mg = mx 9.80m/sec ^ 2, donde el acento circunflejo ^ indica exponenciación. g es la constante de aceleración gravitacional.

  3. 3

    Equipara la componente vertical de tensión T con el lado del que el cable tira con la mitad del peso colgante. Por lo tanto T x cos α = Mg / 2. Supongamos, por ejemplo, que el ángulo entre un lado del alambre y su pared de soporte vertical es de 30 grados. Supongamos también que el peso tiene una masa de 5 kg. Entonces, la ecuación se convierte en T x α 3/2 = [5 kg x 9,80 m / s ^ 2] / 2.

  4. 4

    Resuelve T, utilizando la ecuación que acabamos de derivar, recuerda redondear el número adecuado de cifras significativas. Continuando con el ejemplo anterior, se obtiene la tensión T = 28,3N.

Consejos y advertencias

  • Si el peso no estaba en el centro, habría que establecer la suma de los componentes de las fuerzas verticales igual a la fuerza de gravedad sobre el peso que cuelga para resolver la tensión T. La fórmula sería así: T x cos α1 + T x cos α2 = mg, donde α1 y α2 son los ángulos de los dos lados del alambre hechos de manera vertical.

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