La fuerza de tensión es el tipo de fuerza de una de las muchas fuerzas que existen en la naturaleza y que los humanos hemos definido. Cualquier forma de tirar o empujar de un objeto se considera una fuerza y, para una interacción entre dos objetos, siempre hay una fuerza que actúa sobre cada objeto. Es el agente externo que es capaz de cambiar el estado de reposo o movimiento de un objeto en particular. La fuerza de tensión se transmite a través de la cuerda o cadena cuando se tira de cualquiera de los extremos o de ambos extremos juntos, lo que ayuda a equilibrar las otras fuerzas en el sistema que contiene cuerdas y cadenas.

Fuerza de tensión

El fuerza que se transmite a través de una cuerda, cordel o alambre cuando se tira de ella por fuerzas que actúan desde el lado opuesto se llama fuerza de tensión. Por ejemplo: Durante el juego de Tira y afloja ambos equipos aplicaron fuerzas opuestas para tirar de la cuerda. Remolcar automóviles y sacar cubos de los pozos también son ejemplos de fuerza de tensión. La fuerza de tensión en una cuerda nos permite transferir nuestra fuerza a través de la cuerda para levantar el objeto. La fuerza de tensión generalmente está representada por T.

Ejemplo de fuerza de tensión

En la vida diaria existen varios ejemplos de fuerza de tensión. Algunos de esos ejemplos son los siguientes:

• Cuando una persona tira de un trineo con una cuerda, la cuerda experimenta fuerzas de tensión mientras se estira entre el trineo y el otro extremo.
• Al albergar una bandera, se utiliza una cuerda para mantener la bandera en el aire, que se tira contra una polea y crea tensión.
• En la tirolesa, el peso de una persona está soportado por la tensión de la tirolesa.
• El puenting también es un ejemplo de fuerza de tensión, donde la diferencia entre la vida y la muerte sólo está sustentada por la tensión de la cuerda del puenting.
• Las cuerdas de la guitarra se estiran entre el puente de la guitarra y las clavijas, lo que pone estas cuerdas en tensión y estas cuerdas tensas ayudan al guitarrista a crear una sinfonía musical.

Fórmula para la tensión

La fórmula de tensión en la cuerda o cuerda atada a un cuerpo se analiza a continuación,

• T = W + ma [Cuando el cuerpo viaja hacia arriba]
• T = W – tiene [Cuando el cuerpo viaja hacia abajo]
• T = W [Cuando la tensión equivale al peso corporal]

dónde,

• t es la fuerza de tensión
• EN es el peso del cuerpo, (W = mg)
• a es aceleración
• metro es masa

Unidad y dimensión de la fuerza de tensión

Como la tensión también es una fuerza, tiene la misma unidad y dimensión que una fuerza. La unidad si de fuerza de tensión es Newton (N), que también se puede representar mediante Kgms.^-2. Además de Newton, en el sistema CGS la dina también es una unidad de fuerza de tensión.

La dimensión de la fuerza de tensión es [ METRO ¹ l ¹ t ^-2 ] donde [M], [L] y [T] son ​​las dimensiones de masa, longitud y tiempo respectivamente.

Aplicaciones de la fuerza de tensión

Existen diversas aplicaciones de la fuerza tensional en la vida de un ser común, algunas de estas aplicaciones son las siguientes:

• Máquina grúa
• Vehículos de remolque
• Sacando agua del pozo
• Tira y afloja

Máquina grúa

La aplicación más útil de la fuerza de tensión se puede ver en las industrias de la construcción y la logística en forma de grúas. En las grúas, una de las fuerzas de equilibrio que contrarresta el peso del objeto es la fuerza de tensión.

Vehículos de remolque

Remolcar vehículos no es más que la minigrúa situada en la parte trasera de un pequeño utilitario, que nos ayuda a remolcar los demás vehículos cuando estos se encuentran inmóviles por algún problema de mantenimiento o accidente.

Balance de peso

El equilibrio de peso es un equipo que nos ayuda a encontrar el peso del objeto equilibrándolo contra el resorte colocado en el núcleo de ese equipo.

Sacando agua del pozo

Sacar agua del pozo es la aplicación de fuerza de tensión más utilizada, donde la tensión de la cuerda se distribuye con la ayuda de una polea para sacar el agua del pozo profundo, lo que de otro modo no sería fácilmente posible.

Tira y afloja

Tug of War es un divertido juego en el que dos equipos participan y tiran de una cuerda desde ambos extremos hasta lograr tirar la cantidad definida de cuerda desde el lado del otro equipo hacia su lado, lo cual sólo es posible gracias a la comprensión de la tensión. fuerza.

Leer más,

• Tensión superficial
• Fórmula de fuerza neta
• Gravedad

Problemas de muestra sobre la fórmula de tensión

Problema 1: Una cuerda tira de una caja de 2 kg a través de una superficie sin fricción. Si se tira de la cuerda con una fuerza de 10 N, ¿cuál es la tensión en la cuerda?

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Solución:

Aquí, las fuerzas que actúan sobre la caja son su peso (W = mg) que actúa hacia abajo, la reacción normal que actúa en dirección hacia arriba y la fuerza de tensión (T) en la cuerda que actúa horizontalmente.

Como no hay fricción (la superficie no tiene fricción)

De este modo,

Fuerza de tensión sobre la cuerda = Fuerza aplicada sobre la cuerda = 10 N

Por lo tanto, la tensión en la cuerda es 10 norte .

Problema 2: Un cuerpo de 4 kg de masa cuelga del extremo de un hilo. Si la aceleración de la masa actúa como 7m/s ² en dirección ascendente. Encuentra la tensión en el hilo.

Solución:

m = 4 kg, a = 7 m/s²y g = 9,8m/s².

Ahora, W = mg

⇒ Ancho = 4×9,8

⇒ W = 39,2 N

Como la aceleración es en dirección ascendente,

T = mg + ma

⇒T = 39,2 + 4×7

⇒ T = 39,2 + 28

⇒ T = 67,2 norte

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Por lo tanto, la tensión en el hilo será 67,2 norte

Problema 3: Un cuerpo de 9 kg de masa cuelga del extremo de la cuerda. Si la aceleración de la masa es 8m/s ² en dirección descendente. Calcula la tensión en el hilo.

Solución:

Dado,

• a = 8 m/s²
• metro = 9 kilos
• gramo = 9,8 m/s²

Mientras el cuerpo se mueve hacia abajo

T = W – tiene

⇒ T = mg – ma

⇒ T = (9×9,8) – (9×8)

⇒ T = 16,2 norte

Por lo tanto, la tensión será 16,2 norte

Problema 4: Una cuerda liviana e indestructible sostiene un cuerpo de 25 kg de masa que cuelga de su extremo inferior. Si el extremo superior de la cuerda está sujeto al gancho del techo. ¿Cuál es la tensión en la cuerda?

base de datos

Solución:

Dado,

• metro = 25 kilos
• gramo = 9,8 m/s².

Como el cuerpo no se mueve

T = W

⇒ T = mg

⇒ T = 25×9,8 N

⇒ T = 245 norte

Por lo tanto, la tensión será de 245 N.

Problema 5: Una ardilla de 500 g de masa sube por una cuerda vertical ligera suspendida de un gancho con una aceleración de 9 m/s ² . Encuentra la tensión en la cuerda. .

Solución:

Dado,

• m = 500 g = 0,5 kg
• a = 9m/s²
• gramo = 9,8 m/s²

Mientras la ardilla se mueve hacia arriba

T = W + ma

⇒ T = mg + ma

⇒ T = (0,5×9,8) + (0,5×9)

⇒ T = 4,9 + 4,5

⇒ T = 9,4 norte

Por lo tanto, la tensión será 9,4 norte

Preguntas frecuentes sobre la fórmula de tensión

P1: ¿Es la tensión una fuerza?

Respuesta:

Sí, la tensión es una fuerza que actúa sobre los objetos tirados por cuerdas o cadenas.

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P2: ¿Qué es la fuerza de tensión?

Respuesta:

La fuerza transmitida a través del alambre, cuerda o cuerda cuando se tira del alambre o cuerda desde ambos extremos se llama fuerza de tensión.

P3: ¿Qué tipo de fuerza es la tensión?

Respuesta:

La tensión es una fuerza de contacto, ya que actúa sobre el objeto como su contacto con una cuerda o cadena.

P4: ¿Qué es la fórmula de la fuerza de tensión?

Respuesta:

La fórmula general para la fuerza de tensión,

T = W + ma

dónde

• t es la fuerza de tensión
• EN es el peso del objeto
• metro es la masa del objeto
• a es la aceleración del objeto (que puede tener un valor positivo o negativo dependiendo de la dirección de la aceleración hacia y contra el peso)

P5: ¿Cuál es la dirección de la fuerza de tensión?

Respuesta:

La dirección de la fuerza de tensión siempre sigue la dirección de la cuerda y es opuesta al peso del objeto.

P6: ¿Cuál es la unidad de fuerza de tensión?

Respuesta:

La unidad SI de fuerza de tensión es Newton ( norte ).