Bir ipteki gerilim denklemi, ağırlık artı kütle ve ivme çarpımıdır.
Gerginlik Nedir?
Bir başkasıyla temasta olan her fiziksel nesne güç uygular. Temas eden nesnelere bağlı olarak, temas kuvvetinin farklı bir adı vardır. Halatta, kablo ve zincirde olduğu gibi, kuvvet gerginlik olarak adlandırılır. İpin çekilmesi, asılması, döndürülmesi veya desteklenmesi için kullanılan nesneler gerilime maruz kalır. Halatlar genellikle bir nesneyi itmek için kullanılmadığından, bu açıdan gerilim bir çekme kuvvetidir. Bu çekme kuvveti, ipin uzunluğuna eşit olan belli bir mesafeye uygulanabilir.
Bir nesneye ip takıp çekerseniz, ip germeye başlar ve sonunda gerginleşir. Bunun nedeni gerilim altında olmasıdır. İpin üzerindeki gerilimi, çekerek durdurarak serbest bırakırsanız, gevşekleşir. Gerilim çok fazla artarsa, böylece ip daha fazla esneyemez, sonunda kopacaktır. Pratik açıdan, bunun anlamı bir nesneyi onunla kaldırmaya veya çekmeye çalışırken ipin gerginlik sınırını kontrol etmeniz gerektiğidir.
Gerilim formülü, ipe etki eden gövdeye veya etkilenen gövdeye bakılmaksızın aynı kalır. Bir ipteki gerilim denklemi için, ağırlık (W), cismin (m) kütlesine, yerçekimi ivmesi ile çarpılarak eşittir (g). Bu nedenle, denklem T = mg + ma olarak da verilebilir. Gerilim bir kuvvet olduğu için, formül aracılığıyla verilen sonuçlar Newton cinsinden ifade edilir ve N sembolü ile belirtilir.
Tek Bir İpi Uzunluğundaki Gerilim
Tek uzunlukta bir ip için gerginliği, her iki ucuna etkiyen kuvvetler tarafından belirlenir. Halatın bağlı olduğu cismin kütlesindeki herhangi bir değişiklik veya hızlanma seviyesi ipteki gerilimi anında değiştirir. Gerginliği etkileyen çeşitli faktörler vardır.
Yerçekimi, hala halat olsa bile, sabit bir ivme kaynağıdır. Önceki T = mg + ma formülünde, "g", nesnenin yerçekimi ile ilgili olarak ipin tutturulması ile ivme kazanırken, "a", bu cisimle ilgili herhangi bir diğer ivme türünü ifade eder. Bir nesne bir ip tarafından askıya alındığında, nesnenin ağırlığı bir tür ivmelenme olarak sayılır.
Dönme ivmesi başka bir husustur. Bir nesne bir ipten sarkarken ve dairesel bir hareketle etrafta sallandığında, merkezcil kuvvet ortaya çıkar. Nesne ne kadar hızlı dönerse, merkezcil kuvvet o nesnenin hareket etmesini sağlamak için iple uygulanır.
Ayrıca, sürtünme de dikkate alınmalıdır. Bir nesneyi zemin gibi başka bir yüzey boyunca çekmek için bir ip kullanıldığında, yüzey ile nesne arasında sürtünme meydana gelir. Bu ipin gerginliğine aktarılır.
Birden Çok Halat Uzunluğundaki Gerilim
Makara sisteminde kullanılan bir halat, sadece tek bir parça ile iki uzunluk halat oluşturulacak şekilde yapılandırılmıştır. Paralel yükleri kaldırmak için kullanılır, her iki uzunluk da aynı miktarda gerilime sahiptir. Paralel olmayan yükler bir kasnak sistemi vasıtasıyla kaldırılırken, halat parçasının ikinci uzunluğu üzerindeki çekme kuvveti gibi, ağırlıktaki ağırlık kuvveti değiştikçe ipin gerginliği değişir.
