Cómo calcular la tensión en un objeto en aceleración

Escrito por matthew weeks | Traducido por mariano salgueiro
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Cómo calcular la tensión en un objeto en aceleración
Considera la aceleración que tiene lugar en ambas direcciones cuando calcules la tensión. (Jupiterimages/Photos.com/Getty Images)

El cálculo de la tensión ejercida por un objeto que se acelera sobre la línea comprendida entre el objeto y su punto de anclaje es un concepto importante con muchas aplicaciones para la vida real. Puede que necesites saber qué tan rápido puede elevarse un ascensor sin que se corten los cables que lo sostienen, o qué tamaño de peces puede soportar tu línea de pesca sin romperse debido a la tensión. La tensión es una forma de fuerza y, como tal, puede calcularse usando la masa del objeto en aceleración y la cantidad total de aceleración en juego.

Nivel de dificultad:
Moderadamente fácil

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Necesitarás

  • Masa del objeto en aceleración
  • Aceleración del objeto

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Instrucciones

  1. 1

    Determina la masa del objeto en aceleración. Si todavía no la tienes. puedes calcularla dividiendo el peso del objeto en Newtons por la aceleración de la gravedad (9,8 metros por segundo al cuadrado). Por ejemplo, asume que vamos a medir la tensión que ejerce un ascensor sobre el cable que lo sostiene y que la masa del ascensor es de 3.000 kilogramos.

  2. 2

    Determina la aceleración del objeto en metros por segundo al cuadrado. Asume que el ascensor del ejemplo está siendo acelerado hacia arriba a 1 metro por segundo al cuadrado.

  3. 3

    Determina la aceleración que se está ejerciendo en la dirección opuesta al movimiento del objeto, si es que hay. Para un objeto en aceleración hacia arriba, ésta será la aceleración de la gravedad, o 9,8 metros por segundo al cuadrado. Para un objeto que está siendo acelerado en otra dirección, esto solo se aplicará en caso de que se esté ejerciendo otra fuerza sobre la línea. En el ejemplo del ascensor, la aceleración de la gravedad es de 9,8 metros por segundo al cuadrado está siendo ejercida sobre el ascensor hacia abajo y, por lo tanto, también se está ejerciendo sobre el cable.

  4. 4

    Determina la suma de la cantidad total de aceleración. En el ejemplo del ascensor, esto equivale a 1 metro por segundo al cuadrado de aceleración hacia arriba más 9,8 metros por segundo al cuadrado de aceleración hacia abajo, que da un total de 10,8 metros por segundo al cuadrado.

  5. 5

    Calcula la tensión total sobre la línea. Esto se hace multiplicando la masa del objeto por la cantidad total de aceleración. En el ejemplo del ascensor, la cantidad total de tensión sobre el cable sería de 3.000 * 10,8, o 32.400 Newtons

Consejos y advertencias

  • Si prefieres usar las unidades de Estados Unidos en vez de las unidades métricas, la fórmula para la tensión (masa * cantidad total de aceleración) es la misma, pero expresada en libras de fuerza en vez de Newtons. Sustituye 32 pies por segundo como el valor para la aceleración de la gravedad cuando calcules la masa y la aceleración total.

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