Une corde qui soulève ou tire une charge subit une tension, une force déterminée par la masse de la charge et d'autres facteurs. Vous le calculez en déterminant la force de gravité de la charge, plus l'effet des accélérations et autres forces agissant sur la corde. Bien que la gravité agisse toujours dans le sens «descendant», d'autres forces peuvent ne pas agir; selon la direction, vous les ajoutez ou les soustrayez de la gravité pour arriver à la tension totale sur la corde. Les physiciens utilisent une unité métrique appelée newton pour mesurer la force; la tension sur une corde suspendant un poids de 100 grammes est d'environ 1 newton.
Multipliez la masse du poids en kilogrammes par 9,8, l'accélération en mètres par seconde carrée due à la gravité. Le résultat est une force descendante en newtons, qui représente la majeure partie de la tension sur la corde. Par exemple, si vous utilisez une corde pour suspendre un piano qui pèse 200 kg, multipliez 200 kg par 9,8, ce qui donne 18 600 newtons, la tension sur la corde.
Soustrayez la force du poids restant au sol si vous soulevez l'objet avec la corde mais il ne s'est pas encore levé du sol; la corde n'est pas sous la pleine tension nécessaire pour soulever l'objet. Par exemple, vous tirez fort sur une corde pour soulever un piano de 200 kg, mais elle n'a pas bougé. Si le piano exerce toujours une force de 500 newtons au sol, soustrayez-le de la force totale, 18,600 newtons. La tension sur la corde devient 18 600 - 500 \u003d 18 100 newtons.
Multipliez l'accélération ascendante du poids par sa masse et ajoutez-la à la tension due à la gravité. Par exemple, vous utilisez un treuil électrique pour soulever un piano de 200 kg au cinquième étage d'un bâtiment; le piano accélère vers le haut à un rythme de 1 mètre par seconde au carré. Un mètre par seconde au carré multiplié par 200 kg équivaut à 200 newtons. Si le piano était suspendu mais ne bougeait pas, la tension serait simplement la force de la gravité, 18 600 newtons. Si le piano accélère, la masse du piano résiste à être déplacée, créant une force vers le bas similaire à la gravité. Ajoutez 200 newtons aux 18,600 originaux pour obtenir 18,800 newtons, ce qui est la tension totale.
Conseils
Un newton est défini comme la force nécessaire pour accélérer une masse de 1 kilogramme par 1 mètre par seconde sans frottement.
Dans différentes circonstances, le calcul de la force peut devenir compliqué. Par exemple, vous pouvez boulonner les extrémités d'une corde à deux murs opposés, ce qui rend la corde horizontale. Si un funambule sort sur la corde, la tension dépend de sa masse et de la force due à la gravité, mais l'angle que la corde forme par rapport au mur affecte également la tension.
