II.9. Tensiunea în fir.

De ce nu cad corpurile suspendate de fire sau bare ?

Privește următoarele imagini și observă cum sunt realizate interacțiunile dintre corpuri:

Macaraua ridică greutăți prin intermediul unor fire.

Podul este susținut cu ajutorul unor cabluri și bare de oțel.

Câinii trag de firele legate de sanie.

👀 Experiment: Măsurarea tensiunii în fir

Materiale necesare:
Corp, fir, dinamometru.

Descrierea experimentului:

• Prinde de un corp un fir inextensibil (ață).
• Trage uniform corpul pe masă prin intermediul unui dinamometru.
• Ce reprezintă forța indicată de dinamometru ?

  Forța indicată de dinamometru reprezintă valoarea forței de tracțiune, cât și valoarea forței apărută în fir la întinderea sa, atunci când tragem de el.

Concluzia experimentului:
Tensiunea din firul ce leagă dinamometrul de corp reprezintă reacțiunea forței cu care dinamometrul trage de fir și îl întinde. Conform principiului acțiunii și reacțiunii tensiunea în fir are modulul egal cu forța indicată de dinamometru.

Tensiunea din fir (T) reprezintă forța de reacțiune a firului inextensibil (care nu se alungește) la forța exercitată asupra lui.

🔦 Observație

• În orice secțiune a unui fir întins de o forță acționează două forțe egale în modul, dar opuse ca sens, acțiunea și reacțiunea, cu care o parte a firului acționează asupra celeilalte părți. Oricare dintre aceste forțe se numește tensiune în fir.

• Dacă firul este de masă neglijabilă, atunci tensiunea are aceeași valoare în orice punct al firului.

• Dacă firul are masă, atunci tensiunea în fir are valori diferite în puncte diferite.

• Tensiunea într-un fir sau într-o bară se transmite din aproape în aproape, de-a lungul întregului fir sau de-a lungul întregii bare.

• Forțele de tensiune apar atât în firele și tijele întinse, cât și în tijele comprimate.

Când suspendăm un corp de un fir inextensibil apar două forțe pereche:

Forța de apăsare a corpului (F) este forța cu care corpul, acționează asupra firului (ea este egală cu greutatea corpului).

Tensiunea în fir (T) este forța cu care firul acționează asupra corpului suspendat pe el.

🔓 Problemă rezolvată

1. Desenează forțele care apar la tragerea unui corp prin intermediul unui fir.

Rezolvare:

Interacțiunea fir – mână:
Forța F₂ este exercitată de mână asupra firului (acțiunea),
T₂ este forța exercitată de fir asupra mâinii (reacțiunea).

Interacțiunea corp - fir:
Forța F₁ este exercitată de corp asupra firului (acțiunea),
T₁ este forța exercitată de fir asupra corpului (reacțiunea).