Какое напряжение: Каким должно быть напряжение в розетке домашней электросети: 220В или 230В?

Важный нюанс проверки при выключенном моторе – если двигатель заглушен только что, значение будет одним, на утро после простоя другим.

Оптимально замерять напряжение непосредственно до поездки. Уровень зарядки аккумулятора указывает на его способность удерживать значения по несколько суток. Если батарея заряжена полностью, а вы не ездили неделю и больше, то параметр резко снизится. То есть константным значение не является.

С применением нагрузочной вилки

Проверка аккумулятора с применением нагрузочной вилки – точный, простой и эффективный способ проверить работоспособность батареи автомобиля. В итоге вы выясните, заряжен ли аккумулятор.

Подсоедините вилку к нужному полюсу батареи максимум на 5 секунд. Сначала должно быть в районе 12–13 вольт, после пятой секунды – больше 10 вольт, несмотря на снижение. Такой элемент питания считается полностью заряженным, может работать под разными нагрузками.

Когда показатель в ходе тестирования при проверке нагрузочной вилкой снижается до 9 вольт, АКБ неисправен, рекомендуется его замена.

В холодный сезон

Снижение температурных показателей среды вызывает изменения в номинальной плотности рабочего вещества – электролита. С учетом уровня заряда АКБ будет определяться реакция на пониженные температурные показатели.

У полностью заряженной батареи резко возрастет плотность, что вызовет резкий скачок измерений.

Когда блок питания сел, плотность понижается по причине морозов, возникают сложности при запуске мотора.

Водители совершенно ошибочно полагают, что в зимнее время АКБ дополнительно разряжается из-за низких температур воздуха. В реальности роль играет не низкая температура среды, а замедление химических процессов в элементе питания в результате морозов.

Полезные рекомендации

Рекомендации, которые пригодятся при эксплуатации, обслуживании АКБ для продления времени его работы:

• время от времени тестируйте батарею и как можно чаще (хотя бы раз в квартал) выполняйте подзарядку от сети;
• следите за исправностью генератора, проводов, функции регулировки напряжения авто для нормального заряда элемента питания во время поездок;
• замеряйте токовые утечки;
• замеряйте плотность электролитного вещества после полной зарядки, сравнивайте цифры из таблицы выше, исправляйте ситуацию, если это нужно;
• держите автоаккумулятор в чистоте, чтобы минимизировать ток утечки.

Не замыкайте выводные выходы автомобильной батареи накоротко, поскольку последствия в данном случае будут плачевными.

Заключение

Из обзора вы узнали, сколько вольт должен показывать заряженный аккумулятор и почему важно контролировать эти значения. Напряжение АКБ, как и емкость, плотность рабочего вещества, дает возможность делать выводы о рабочем состоянии элемента питания.

Первый параметр автоаккумулятора указывает на степень его заряда, показатель учитывайте для продления срока службы элемента питания. Контроль сложностей не представляет, для его выполнения применяется базовый набор инструмента.

На АКБ авто в норме параметр составляет 12,6–12,9 вольта при 100%-й зарядке. Замер значения позволяет оперативно оценивать степень заряда. При этом степень износа, текущее состояние батареи так по показателю понять невозможно.

Чтобы получить точные сведения о состоянии АКБ, проверьте ее емкость, сделайте тест, когда дадите нагрузку. Применяются разные варианты проверки работоспособности батареи, все были рассмотрены в обзоре.

Удобно пользоваться таблицей степени заряда АКБ для всех моделей авто, в которой указываются значения температуры промерзания электролита, его плотности с учетом заряда батареи.

Напряжение 220 Вольт | Практическая электроника

Да, все знают что это электрический ток в розетке должен быть 220 вольт». Но тех, кто представляет хотя бы приблизительно как он образуется и передаётся потребителю, кто может сказать «в бытовой электросети однофазная линия переменного тока 220 вольт частотой 50 Герц» совсем немного и, скорее всего, это будут специально обученные люди, которые тоже порой не задумываются о том, почему именно 220 вольт? Почему переменный ток, почему частота сети именно 50 Герц? А действительно, почему сложилось именно так? Вариантов-то было множество. И кстати, заходя вперёд, стоит сообщить что вышеперечисленное не эталонный стандарт для всей планеты. Кто-то пошёл и другим путём в возведении электро-инфраструктуры. На эти и некоторые другие вопросы мы попытаемся дать ответы в данной статье.

Откуда берется напряжение

Чтобы подать электричество в розетку, необходимо его как-то сгенерировать. Для  выработки электроэнергии до сих пор в большинстве применяются технологии конца 19 века – электромагнитная индукция, преобразующая механическую энергию в электрическую. Проще говоря – генераторы. Различие генераторов  лишь в том, каким образом подают механическую энергию. Раньше это были громоздкие паровые машины. Со временем добавились гидротурбины для проточной воды (гидроэлектростанции) , двигатели внутреннего сгорания, ядерные реакторы.

Принцип действия генератора основан на магнитной индукции. Вращательное движение генератора превращается в электрический ток. То есть можно сказать, что генератор – это тот же самый электродвигатель, но обратного действия. Если на электродвигатель подать напряжение, то он начнет вращаться. Генератор работает наоборот. Вращательное движение вала генератора превращается в электрический ток. Поэтому, чтобы вращать вал генератора, нам потребуется какая-либо энергия извне. Это может быть пар, который раскручивает турбину, а она в свою очередь раскручивает вал генератора

либо это может быть сила потока воды, которая с помощью гидротурбины раскручивает вал генератора, а он в свою очередь также вырабатывает электрический ток

Ну или это может быть даже ветряк

Короче говоря, принцип везде один и тот же.

Кстати, ядерный реактор не способен самостоятельно выработать энергию. По сути, атомная энергоустановка является тем же самым примитивным паровым котлом, где рабочим телом является обыкновенный пар. Да, нынче существуют иные способы генерации электричества, на вроде тех же самых солнечных элементов, бетагальванических и изотопных ядерных батарей, «мифических»  токомаков.  Однако, вышеперечисленный «хайтэк» имеет существенные ограничения – запредельная стоимость материалов ,монтажа и наладки, габариты и малый кпд. Потому, всерьёз рассматривать всё это в качестве полноценной электростанции большой мощности не стоит (по крайней мере в ближайшие пару десятков лет).

Экскурс в историю

Итак, генератор на нашей электростанции преобразовывает механическую энергию в электрическую. А что дальше? В каком виде и как именно передавать энергию потребителю? Как избежать колоссальных потерь при передаче?

Поразительно, но подобная ситуация существовала на самом деле! В той же Российской Империи вплоть до начала 20 века была полная неразбериха. Рядом с каждым «крупным» потребителем электроэнергии (фабрика, подворье преуспевающего купца или гостиница для особ благородных кровей) строили отдельную электростанцию. Было множество конкурирующих фирм, предоставляющих услуги электрификации и, в последующем, своё электрическое оборудование заточенное только под свою сеть. Каждый поставщик электроэнергии задавал собственные параметры электросети – напряжение, частоту. Были даже электросети с постоянным током! Человек, купивший, к примеру, электролампочки в «Товариществе электрического освещения Лодыгин и Ко» смог бы использовать их лишь в электросети этой же компании. При подключении к сети «Дженерал электрик» эта лампочка тут же вышла бы из строя – напряжение сети этой фирмы было значительно выше необходимого, не говоря уже о других параметрах.

Лишь в 1913 году имперские инженеры решились передавать электроэнергию на большие расстояния по воздушным проводным линиям, избавив от необходимости постройки электростанций «у каждой розетки». В преддверии грядущей великой войны и нахлынувшего патриотизма власть задумалась об импортозамещении. Ну прям как в наше время, после кризиса 2014 года). Были финансово и юридически задавлены многие небольшие западные фирмы (кроме германских и французских), преференции и льготы давались лишь отечественным товариществам и предприятиям. В итоге, это привело к монополизму на рынке поставщика электроэнергии и, невольно, стандартизации параметров электрической сети.

Так как Берлин и Париж были уже электрифицированы единой энергосистемой с переменным напряжением сети 220 вольт, отечественные компании также приняли этот стандарт. Людям было удобнее использовать электрические приборы единого типа, не беспокоясь что их новомодный электрический пылесос сгорит на новом месте жительства из-за других параметров энергосети. Произошло полное вытеснение многих небольших фирм – никто уже не хотел пользоваться их услугами и их приборами, хотя они вынужденно подстроились под единый  стандарт электросети. Те самые 220 вольт переменного тока.

Почему именно переменное напряжение?

Не так давно по историческим меркам у человечества возникла дилемма: какой ток лучше? Переменный или постоянный? Этот период времени был известен, как “война токов”. На самом деле были споры между Николой Теслой и Эдисоном – самыми великими учеными-изобретателями того времени. Эдисон был за постоянный ток, а Никола Тесла – за переменный. Это борьба продолжалось более 100 лет, даже после смерти этих великих ученых! Но все-таки в 2007 году окончательную победу одержал переменный ток.

Дело все в том, что постоянный ток при передаче на большие расстояния теряет свою энергию на нагрев проводов. Здесь во всем виноват закон Джоуля-Ленца

Q=I²Rt

где

Q — количество выделяемого тепла (Джоули)

I — сила тока, протекающего через проводник (Амперы)

R — сопротивление проводника (Омы)

t — время прохождения тока через проводник (Секунды)

Нетрудно догадаться, что чем больше сила тока будет протекать по проводам, и чем длиннее будут провода, тем больше они будут нагреваться, так как сопротивление провода выражается формулой:

Второй причиной было то, что в генераторе постоянного тока надо было использовать специальную конструкцию, которая бы позволяла снимать электрический ток с движущихся обмоток. Для этого на валу двигателя крепился так называемый коллектор, к которому припаивались обмотки генератора. Коллектор все время находился в движении, так как он закреплен на самом валу генератора. С коллектора с помощью графитовых щеток снималось напряжение. Тот же самый принцип до сих пор используется в генераторах и двигателях постоянного тока.

Минусом такой конструкции является то, что со временем щетки и коллектор изнашиваются. Поэтому, такой генератор надо часто обслуживать, вовремя заменять щетки и чистить коллектор. Чаще всего такой генератор имеет два провода: плюс и минус. Чем больше коллекторных пластин (ламелей) на таком генераторе, тем чище будет постоянный ток с такого генератора. Если  такой генератор имеет множество ламелей и крутится с одинаковой скоростью, то на осциллографе можно увидеть примерно такую картину постоянного тока

Таких недостатков лишен генератор переменного напряжения. Принцип его действия показан ниже

В настоящее время в нем используются три обмотки,  разнесенные друг от друга на 120 градусов. Один конец каждой обмотки соединяется с друг другом, образуя так называемый “ноль”. В нашей стране такие генераторы на ТЭС или ГЭС стараются крутить со скоростью 50 оборотов/сек. Ну или 3000 оборотов/минуту. Неплохая такая скорость). В Америке же их крутят под 60 оборотов/сек. А что такое обороты в секунду? Это и есть частота. А частота, как вы помните, выражается в Герцах (Гц). Поэтому, у нас в розетках частота 50 Гц, в Америке 60 Гц.

Такие генераторы называют трехфазными, так как они имеют три фазы: A, B, C. В англо-язычной литературе можно увидеть обозначение R, S, T либо L1, L2, L3. Точка, где соединяется конец всех обмоток обозначается буквой N (ноль).

То есть по сути с генератора выходит 4 провода: фазы A,B,С и 0, он же нейтраль N, который соединяет один конец каждой из трех обмоток.

При вращении ротора-магнита в каждой обмотке создается электрический ток. Если с помощью осциллографа вывести осциллограммы сразу трех обмоток, то можно увидеть что-то типа этого:

Передача электрического тока на дальние расстояния

Итак, электрический ток мы получили. Теперь надо как-то передать его на дальние расстояния, не забывая про закон Джоуля-Ленца: Q=I²Rt . То есть нам надо каким-то чудом уменьшить силу тока, которая будет течь по проводам, так как в основном из-за нее происходят большие потери.

Для этих целей идеально подойдет трансформатор, но не простой, а трехфазный. Здесь используется замечательное свойство трансформатора: если повышаем напряжение, то понижаем силу тока, и наоборот, понижаем напряжение, увеличиваем силу тока. Поэтому, для того, чтобы передать полученную электроэнергию на дальние расстояния, нам нужно увеличить в несколько раз напряжение, тем самым мы в это же число раз уменьшим силу тока. Ниже на рисунке схема передачи электроэнергии от генератора ГЭС и до конечного потребителя, то есть для заводов, для электротранспорта и для нас с вами.

С ГЭС напряжение повышают до нескольких киловольт, чаще всего до 110 кВ. Все это достигается с помощью трехфазного высоковольтного повышающего трансформатора (2).

Далее высоковольтное напряжение идет по высоковольтной линии (3) и доходит до какого-либо города, либо райцентра.

В каждом райцентре либо городе есть своя подстанция, где имеется уже свой высоковольтный понижающий трансформатор (4), который преобразует напряжение 110 кВ в 10 кВ, либо в 6 кВ (5).

Почему нельзя было сразу тянуть провода с генератора? Зачем надо было повышать, а потом снова понижать напряжение? Все опять же из за закона Джоуля-Ленца. Так как ГЭС находится на очень большом расстоянии от потребителей электроэнергии, приходится повышать напряжение, чтобы минимизировать потери на нагрев проводов. Как мы уже говорили, трансформатор повышает напряжение, но при этом уменьшает во столько же раз силу тока, поэтому потери в проводах на дальние расстояния сокращаются в разы, исходя из формулы Джоуля-Ленца Q=I²Rt.

Потом уже с подстанции напряжение расходится по трансформаторным “будкам”, которые можно уже заметить в каждом районе.

От этих “будок” выходит после преобразования приблизительно 380 Вольт. Но здесь есть один нюанс. Везде используется три провода, а к нам в дома заходят чаще всего два провода. В чем же дело? А дело как раз в том, что есть такое понятие как линейное и фазное напряжение. Линейное напряжение замеряется между 3 проводами, по которым идут 380 В. Они называются фазами. То есть грубо говоря – это те же самые провода, которые вышли с генератора еще где-нибудь на ГЭС. Но если взять любую из фаз и замерять напряжение относительно нулевого проводника, то есть относительно нуля, то у нас будет фазное напряжение 220 В. Получается, к нам в дом заходит ОДНА фаза и НОЛЬ. Куда деваются другие фазы? Они равномерно распределяются между жильцами дома или вашего района. То есть к вашему соседу может придти другая фаза, но тот же самый ноль.

Напряжение 220 Вольт

Очень много вопросов в рунете именно по напряжению “из розетки”.  Самый часто задаваемый вопрос выглядит так:

– Какой ток в розетке?

Здесь вопрос, конечно же, поставлен неправильно. Током чаще всего называют именно силу тока. Правильнее было бы задать вопрос: “Какое напряжение в розетке?”

У нас в России в домашней сети переменное напряжение с частотой в 50 Герц,  максимальной амплитудой приблизительно в 310 Вольт и действующим напряжением в 220 Вольт. Думаю, это будет самый развернутый ответ.

Итак, теперь давайте разбираться что к чему.

Как  же выглядит этот “ток из розетки” на осциллографе? Ну примерно вот так:

По вертикали у нас одна клеточка равняется 100 Вольтам. Следовательно, максимальная амплитуда Umax будет равна где-то 330 Вольт

По идее должно быть 310 Вольт. Хотя оно и не удивительно. Напряжение в сети редко когда бывает стабильным. Все, конечно же, зависит от потребителей и трансформатора на электростанции, который их питает.

Когда я был еще совсем маленьким, рядом с телевизором у нас стояло очень интересное устройство. На нем была шкала, и мы вечером подкручивали крутилку, чтобы шкала показывала ровно 220 Вольт, иначе телевизор отказывался работать. С возрастом я понял, что это был ручной стабилизатор напряжения, так как именно вечером все соседи начинали “жрать” электричество и поэтому в сети было вольт 190-200. Это уже сейчас во всех телевизорах и других бытовых приборах эти стабилизаторы встроены прямо внутри прибора, и поэтому надобность в стабилизаторах резко отпала.

Что такое фаза и ноль

К вам 220 Вольт приходит по двум проводам. Иногда с ними бывает в связке еще и третий провод желто-зеленого цвета – это земля. Этот провод используется для обеспечения безопасности. В старых домах такого провода нет. Земля в 90% случаев обозначается как желто-зеленый провод. Другие провода могут иметь различную окраску, но чаще всего стараются ноль маркировать синим проводом, а фазу –  ярким цветом. Например, красным.

Итак, по одному проводу течет фаза, по другому – ноль. Ноль – это провод для съема электрического тока с фазы. Ноль не представляет опасности для человека, но лучше все-таки не экспериментировать! В фазе напряжение очень быстро изменяется сначала от какого-то максимального значения (для 220 Вольт это значение равняется 310 Вольт), потом падает до нуля, и потом идет в минус и достигает значения в -310 Вольт и потом снова до нуля и снова до 310 Вольт. Итак, за секунду он успевает проделать эту операцию 50 раз, так как генератор на ГЭС, ТЭС или АЭС крутится именно с такой скоростью.

Какие процессы происходят на фазе?

В какой-то момент времени фаза бывает больше по напряжению, чем ноль. В какой-то момент времени она становится равна нулю. А в какой-то момент времени становится меньше чем ноль. Или, иначе говоря, ноль становится больше по напряжению, чем фаза). Потом фаза снова становится равна нулю, а потом снова больше нуля и все это повторяется до тех пор, пока работает генератор на электростанции.

Хотите узнать, как все это выглядит на графике? Да пожалуйста 😉

Как я уже сказал, фаза без нуля – ничто! И если даже встать на диэлектрический коврик, то есть полностью изолировать себя от контакта с землей, то можно даже и потрогать фазу без вреда для здоровья. НО! не вздумайте проверять это дома! Так поступают только матерые электрики и у них имеются в наличии эти диэлектрические коврики и другие прибамбасы.

[quads id=1]

Но никогда, слышите, НИКОГДА! не дотрагивайтесь голыми руками сразу до двух проводов, тем более взяв их по одному в руки! Вы будете проводником, соединяющим цепь 220 Вольт. Или попросту говоря, вас ударит электрическим током. Думаю, некоторые до сих пор помнят эти “приятные” ощущения. А как бодрит сразу! Уууухх)))

Напряжение в розетке – это действующее напряжение и вычисляется оно по формуле:

где

U_Д  – это действующее напряжение, В

U_max – максимальное напряжение, В

Следовательно,

что мы и видели на осциллограмме.

Так что знайте, что в электронике и в электрике если вам говорят, что напряжение переменного тока, допустим, 24 Вольта – это действующее напряжение. Максимальным значением переменного напряжения никто не пользуется.

Какое натяжение струны следует использовать в теннисной ракетке?

Натяжение струны , насколько туго или свободно натянуты струны в раме, так же важно, как , какую струну вы используете в своей теннисной ракетке. Хотя это может показаться даже более сложным, чем выбор струны, есть три простых вопроса, которые вы можете задать себе, решая, с каким натяжением натянуть ракетку. Вопросы основываются друг на друге, поэтому обязательно ответьте на них, чтобы определить наилучшее натяжение струны для вашей игры.

Используете ли вы нейлоновую / внутреннюю нить, полиэфирную нить или гибрид половинки и половинки? В общем, новички должны играть с нейлоновыми струнами (или натуральной кишкой, если вы не против потратить деньги), игроки среднего уровня могут начать смешиваться с гибридами, а продвинутые игроки могут выйти на корт с полной кроватью из полиэстера. Когда дело доходит до натяжения, общее правило — натягивать эластичные материалы, такие как нейлон или натуральный кишечник, весом около 50-60 фунтов, которые мы будем использовать в качестве базового рекомендуемого натяжения.Если вы используете более жесткий материал для струн, например, полиэстер, мы рекомендуем натягивать их немного свободнее, чтобы избежать травм рук. Вот диапазоны натяжения, которые мы стремимся к тому, чтобы впервые натянуть ракетку:

• Нейлон / кишка: 50-60 фунтов (22,5-27 кг)
• Гибрид: 46-56 фунтов (21-25,5 кг) ) * Поскольку полиэстер является более жестким материалом, нить на 2 фунта (1 кг) слабее нейлона
  • Пример: Поли — 51 фунт (23 кг), нейлон — 53 фунта (24 кг)
• Полиэстер: 44-54 фунта (20-24 фунта).5 кг)

Хотите, чтобы ваши струны обеспечивали больше мощности или большего контроля? Как правило, начинающие игроки с более медленными скоростями головки ракетки хотят, чтобы их струны увеличивали мощность их ударов, в то время как продвинутые игроки с более высокими скоростями головки ракетки хотят, чтобы их струны обеспечивали больший контроль над их ударами. Чем выше натяжение струны, тем больше у вас контроля, а чем слабее натяжение струны, тем больше мощности.Вот снова указанные выше диапазоны натяжения, но с поправкой на мощность или контроль:

• Нейлон / кишка: 50-60 фунтов (22,5-27 кг)
  • Мощность: 50-55 фунтов (22,5-25 кг)
  • Управление : 56-60 фунтов (25,5-27 кг)
    
• Гибрид: 46-56 фунтов (21-25,5 кг) * Поскольку полиэстер более жесткий материал, струна на 2 фунта (1 кг) слабее нейлона
  • Мощность: 46-51 фунта (21-23 кг)
  • Контрольный: 52-56 фунтов (23.5-25,5 кг)
    
• Полиэстер: 44-54 фунта (20-24,5 кг)
  • Мощность: 44-49 фунтов (20-22 кг)
  • Контроль: 50-54 фунта (22,5-24,5 кг)
    

Ваш уровень мастерства на корте — это последний вопрос, который необходимо решить, чтобы определить идеальное натяжение струн. Вот снова эти диапазоны напряжений, суженные еще больше для каждого игрового уровня.

• Нейлон / Кишка: 50-60 фунтов (22,5-27 кг)
  
  • Мощность: 50-55 фунтов (22,5-25 кг)
    • Начинающий: 54-55 фунтов (24,5-25 кг)
    • Средний : 52-53 фунта (23,5-24 кг)
    • Продвинутый: 50-51 фунт (22,5-23 кг)
      
  • Контрольный: 56-60 фунтов (25,5-27 кг)
    • Начальный: 59-60 фунтов (26,75-27,25 кг)
    • Средний уровень: 57-58 фунтов (26-26.5 кг)
    • Advanced: 55-56 фунтов (25-25,5 кг)
      
• Hybrid: 46-56 фунтов (21-25,5 кг) * Поскольку полиэстер более жесткий материал, струна 2 фунта (1 кг) слабее нейлона
  
  • Мощность: 46-51 фунта (21-23 кг)
    • Начинающий: 50-51 фунт (22,5-23 кг)
    • Средний уровень: 48-49 фунтов (21,75-22 кг)
    • Продвинутый : 46-47 фунтов (21-21,5 кг)
      
  • Управление: 52-56 фунтов (23.5-25,5 кг)
    • Начальный: 55-56 фунтов (25-25,5 кг)
    • Средний: 53-54 фунта (24-24,5 кг)
    • Продвинутый: 52 фунта (23,5 кг)
      
• Полиэстер: 44-54 фунта (20-24,5 кг)
  
  • Мощность: 44-49 фунтов (20-22 кг)
    • Начинающий: 44-45 фунтов (20-20,5 кг)
    • Средний : 46-47 фунтов (21-21,5 кг)
    • Advanced: 48-49 фунтов (21.75-22 кг)
      
  • Контроль: 50-54 фунтов (22,5-24,5 кг)
    • Начинающий: 50 фунтов (22,5 кг)
    • Средний уровень: 51-52 фунта (23-23,5 кг)
    • Advanced: 53-54 фунта (24-24,5 кг)

Хотя мы надеемся, что это поможет, мы знаем, что выбор натяжения струны — сложный процесс. Если вы все еще не уверены, попросите совета у своего тренера или расскажите нашим специалистам по струнам сообщение в их Instagram, @luxilontennis.Они всегда рады помочь!

Нормальные, растягивающие и другие примеры сил

Пример 1. Вес на уклоне, двумерная задача

Рассмотрим лыжника на склоне, показанном на рисунке 2. Ее масса, включая снаряжение, составляет 60,0 кг. а) Каково ее ускорение, если трение незначительно? (b) Каково ее ускорение, если известно, что трение составляет 45,0 Н?

Рис. 2. Поскольку движение и трение параллельны склону, наиболее удобно проецировать все силы в систему координат, где одна ось параллельна склону, а другая перпендикулярна (оси показаны слева от лыжника). N перпендикулярно склону, а f параллельно склону, но w имеет компоненты вдоль обеих осей, а именно w _⊥ и [латекс] \ textbf {w} _ {\ parallel} [ /латекс]. N равно по величине w _⊥ , так что нет движения перпендикулярно склону, но f меньше w∥, так что есть ускорение вниз по склону (вдоль параллельной оси).

Это двумерная задача, поскольку силы, действующие на лыжника (интересующая система), не параллельны.Подход, который мы использовали в двумерной кинематике, также здесь очень хорошо работает. Выберите удобную систему координат и спроецируйте векторы на ее оси, создав , две , соединенные , одну -мерную задачу, которую нужно решить. Самая удобная система координат для движения по склону — это такая, в которой одна координата параллельна склону, а другая — перпендикулярна склону. (Помните, что движения по взаимно перпендикулярным осям независимы.) Мы используем символы ⊥ и ∥ для обозначения перпендикуляра и параллельности соответственно.Такой выбор осей упрощает этот тип проблемы, потому что нет движения, перпендикулярного уклону, и потому что трение всегда параллельно поверхности между двумя объектами. Единственными внешними силами, действующими на систему, являются вес лыжника, трение и поддержка склона, обозначенные соответственно w , f и N на рисунке 2. N всегда перпендикулярно склону, а f параллельно ему. Но w не находится в направлении ни одной из осей, и поэтому первый шаг, который мы делаем, — проецируем его на компоненты вдоль выбранных осей, определяя w _∥ как компонент веса, параллельный наклону, и w _⊥ составляющая веса, перпендикулярная уклону.{\ circ}) [/ латекс].

(а) Трение без учета. Поскольку ускорение параллельно наклону, нам нужно учитывать только силы, параллельные наклону. (Силы, перпендикулярные склону, добавляют к нулю, поскольку в этом направлении нет ускорения.) Силы, параллельные склону, представляют собой величину веса лыжника, параллельную склону w _∥ и трению f . Используя второй закон Ньютона, с индексами для обозначения величин, параллельных наклону,

[латекс] {a} _ {\ parallel} = \ frac {{F} _ {\ text {net} \ parallel}} {m} [/ latex]

, где [латекс] {F} _ {\ text {net} \ parallel} = {w} _ {\ parallel} = mg \ sin ({25 ^ {\ circ}}) [/ latex], при условии отсутствия трения для эта часть, так что

[латекс] a _ {\ parallel} = \ frac {{F} _ {\ text {net} \ parallel}} {m} = \ frac {{mg} \ sin ({25} ^ {\ circ})} {m} = g \ sin ({25} ^ {\ circ}) [/ латекс]

(9. {\ circ}) — f} {m} [/ latex].{2} [/ латекс]

, что соответствует ускорению, параллельному наклону, при противоположном трении 45,0 Н.

Поскольку трение всегда противодействует движению между поверхностями, ускорение меньше при трении, чем при его отсутствии. Фактически, общий результат заключается в том, что если трение на уклоне незначительно, то ускорение вниз по уклону составляет a = g sin θ , независимо от массы .Это связано с ранее обсуждавшимся фактом, что все объекты падают с одинаковым ускорением при отсутствии сопротивления воздуха. Точно так же все объекты, независимо от массы, скользят по склону без трения с одинаковым ускорением (если угол одинаков).

Определение натяжения по Merriam-Webster

1а : внутреннее стремление, беспокойство или дисбаланс, часто с физиологическими признаками эмоций.

б : состояние скрытой враждебности или противостояния между отдельными лицами или группами.

c : баланс, поддерживаемый в художественном произведении между противостоящими силами или элементами.

3а : либо из двух уравновешивающих сил, вызывающих или стремящихся вызвать расширение

б : напряжение, возникающее в результате удлинения упругого тела.

4 : устройство для создания желаемого натяжения (как в ткацком станке)

переходный глагол

: к напряжению особенно : , чтобы затянуть до желаемой или подходящей степени

Как выбрать натяжение струны

Во-первых, помните, что напряжение действительно зависит от личных предпочтений.Напряженность даже у профессионалов присутствует повсюду — некоторые струны достигают среднего и высокого диапазона 30 фунтов, в то время как другие достигают 70+ фунтов, а большинство других разбросано где-то посередине. Итак, важно поэкспериментировать и найти напряжение, которое лучше всего подходит вам и вашей игре.

Итак, если вы собираетесь попробовать другое напряжение, с чего лучше начать? Это зависит от того, какой тип строки вы используете, поэтому вот что мы предлагаем для различных типов строк.

Синтетическая внутренняя, натуральная или мультифиламентная струна: Начните с середины рекомендованного диапазона натяжения, напечатанного на вашей ракетке.

Полиэстер или кевлар: Нить на 2 фунта ниже середины рекомендованного диапазона натяжения, указанного на вашей ракетке.

Попробуйте это и убедитесь, что вы чувствуете. Если вы хотите внести изменения, вот несколько советов, которые следует запомнить.

Понижение натяжения даст вам больше мощности, больше комфорта и откроет сладкое место вашей ракетки.

Увеличение натяжения даст вам больше контроля и позволит вам больше генерировать собственную силу (вместо ракетки или струны, которые делают это за вас).

На вращение влияет как положительное, так и отрицательное влияние увеличения и уменьшения натяжения, поэтому трудно определить, какая установка поможет обеспечить большее / меньшее вращение.

Если вы используете гибридную струну из полиэстера и чего-то более мягкого, например, мультифиламента или натуральной кишки, мы обычно рекомендуем натягивать полиэстер с натяжением на 5 процентов ниже, чтобы учесть его жесткость относительно другой струны. Однако, опять же, все сводится к личным предпочтениям, поэтому попробуйте ваши две струны с разным натяжением и посмотрите, как они к вам относятся.

Надеюсь, это ответит на некоторые из ваших вопросов о том, какое натяжение использовать при натягивании ракетки. Всегда помните, что Tennis Warehouse — это ваше место № 1, где вы можете узнать все, что вам нужно знать о теннисном снаряжении!

С каким натяжением натягивать теннисную ракетку?

Выбор теннисной ракетки во многом зависит от личных предпочтений и ощущений.

Одна из областей, где это, безусловно, имеет место, — это натяжение струн, поскольку существует очень много вариантов как для типа теннисной струны, которую вы используете, так и для натяжения, с которым вы ее натягиваете.

Профессиональный тур еще больше усиливает это впечатление, как если бы вы когда-либо видели закулисье в комнате для струнных инструментов на крупном турнире; вы увидите, что запросы на натяжение струн от игроков очень разнообразны.

Некоторые плееры ATP натягивают струну в диапазоне 30 фунтов, в то время как другие достигают 70 фунтов. Остальные оказываются где-то посередине.

Но как найти правильное напряжение? Какое влияние натяжение струны оказывает на ракетку и вашу игру? Давайте взглянем.

Быстрый праймер по натяжению струн

Каждый раз, когда натягивается теннисная ракетка, будь то на заводе для продажи в виде предварительно натянутой рамы или у местного стрингера, к поперечной и основной струнам прилагается определенное натяжение.

Это натяжение измеряет вес, прилагаемый к струне, когда она протягивается через ракетку струнной машиной, и выражается в килограммах или фунтах.

Перед тем, как приступить к натягиванию струн, техник по ракетке настроит натяжной станок на необходимое натяжение.Обычно зависит от того, что игрок просил, или находится в середине диапазона, рекомендованного для ракетки, если не уверен.

Затем, когда стрингер начинает протягивать струны через раму, машина натягивает каждую струну с соответствующим натяжением.

Хотя я не буду вдаваться в подробности о различных типах струнных машин и их эффективности, стоит отметить, что, хотя откалиброванный тренажер будет натягивать струну до заранее определенного натяжения, реальное натяжение готовой ракетки обычно будет незначительным. ниже из-за небольшой потери натяжения в процессе установки.

Потеря натяжения может произойти из-за трения при натяжении поперечных струн, проскальзывания зажимов и завязывания узлов после завершения работы.

Каковы некоторые типичные диапазоны натяжения?

Все теннисные ракетки поставляются с рекомендованным производителем диапазоном натяжения. Это необходимо как для оптимальной производительности, так и для того, чтобы не допустить слишком сильного натяжения натяжения, которое сильно деформирует раму или даже расколчит ее.

Вы можете увидеть диапазоны натяжения для пяти ракеток, представленные в моем руководстве по лучшим теннисным ракеткам, и все они находятся на очень похожем уровне:

Какое влияние оказывает натяжение струны на ракетку?

С точки зрения физики натяжение струны влияет на две переменные:

• Время ожидания
• Коэффициент реституции

Время задержки — это время, в течение которого мяч остается на струнах.Коэффициент восстановления измеряет эластичность столкновения между мячом и ракеткой (более высокий COR означает большую эластичность (живость).

В свою очередь, они влияют на чувства, которые испытывает игрок в плане силы, контроля и стресса в теле. Но здесь нет настоящей точной науки о том, что лучше, поскольку все сводится к личным предпочтениям.

Во-первых, взаимосвязь между натяжением струны и коэффициентом восстановления не является линейной, особенно при разных размерах головки ракеток, поэтому вы видите, что у одних струнных исполнителей длина струны составляет 70 фунтов, а у других — 40 фунтов.

Натяжение нижней струны

Чем меньше натяжение струны, тем больше время задержки. Это приводит к увеличению мощности за счет так называемого эффекта батута и большей энергии, возвращаемой мячу. Несмотря на то, что это ничтожно мало в чистых милях в час, это приведет к тому, что мяч приземлится глубже на площадке по сравнению с идентичным ударом, сыгранным с более высоким напряжением.

Это также повысит комфорт за счет уменьшения жесткости струнного ложа, что влияет на крутящий момент и вибрации, ощущаемые запястьем, локтем и плечом.

Более низкое напряжение дает:

• Больше мощности (или глубины)
• Больше комфорта
• Больше прочности (хотя и не всегда)
• Больше чувств

Но с другой стороны:

Повышенное натяжение струн

В то время как общий принцип, согласно которому низкое натяжение дает большую мощность, довольно легко доказать, утверждение о том, что более высокое натяжение струны дает больший контроль, труднее объяснить. Это потому, что более высокие струны облегчают вращение? Или просто тот факт, что игроки должны сильнее качаться (в свою очередь, производя больше вращения), чтобы ударить с достаточной глубиной, когда их ракетки натянуты сильнее?

Как всегда, существует множество анекдотических свидетельств того, что игроки чувствуют больший контроль при использовании высокого натяжения струн, и, вероятно, этого достаточно, чтобы сказать: да, более высокое натяжение струн дает больший контроль.

В этом исследовании доктора Саймона Гудвилла есть некоторые интересные выводы, но из других кусочков, которые мы можем собрать воедино, мяч сглаживается более плотной ракеткой, поэтому топспин легче производить.

Это особенно верно для головок меньшего размера, потому что удар со смещением от центра деформирует ложе струны меньше, чем при ракетке с головкой большего размера. Пит Сампрас — хороший пример этого; он мог произвести потрясающий топспин на своей второй подаче, используя свою тяжелую ракетку площадью 85 квадратных дюймов, туго натянутую (75 фунтов 😲).

В конечном счете, вращение дает больший контроль, и более сильное вращение возможно с тугими струнами.

Более высокое напряжение дает вам:

Но с другой стороны:

• Меньшая прочность
• Меньше мощности
• Меньше комфорта

Примечание: полиэфирные струны, такие как Babolat RPM Blast, натянутые с меньшим натяжением, производят защелкивание, которое также влияет на верхнее вращение.

Натяжение и прочность струны

Еще одна область, в которой натяжение струны и ее связь с ракеткой не ясны, — это то, как это влияет на долговечность.Повышает ли высокое напряжение долговечность? Или низкое натяжение предотвращает растяжение струны за ее пределы и, следовательно, служит дольше?

Общий образ мышления состоит в том, что меньшее натяжение позволяет струнам двигаться более свободно и быстрее надрезать друг друга. Это верно для некоторых струн, но, по моему опыту, это не золотое правило.

Во многом это зависит от типа струны и от того, находится ли она в гибридной установке. Например, полиэфирные струны, как правило, служат намного дольше при более низком натяжении.

По моему собственному опыту, струны при более высоком натяжении по-прежнему свободно перемещаются, что в сочетании с повышенным трением может привести к более раннему обрыву, чем при более низком натяжении.

Мой совет — не позволяйте прочности играть большую роль в выбранном вами натяжении струны. Если вас беспокоит долговечность, больше думайте о типе струны, которую вы используете, а не о натяжении.

Какое натяжение струн выбрать?

Прежде чем принимать решение о натяжении струны, в идеале вы должны знать, что вы ищете в своей игре и как вы хотите, чтобы ваша ракетка соответствовала характеристикам.

Например, если вы физически сильны и держите в руках ракетку типа «кувалда», как Стэн Вавринка, то вы, скорее всего, предпочтете натяжение струны с большим, а не с низким натяжением. Скорее всего, вам не понадобится дополнительный прирост мощности за счет снижения напряжения только для того, чтобы увидеть, как эффект батута отправляет мяч в забор.

С другой стороны, игрок, который не так силен, или игрок постарше, которому нужна свободная сила от ракетки, может получить огромную выгоду от струны, ориентированной на силу, при низком натяжении струны.

Лучший способ — это поэкспериментировать и начать с середины рекомендованного производителем диапазона.

Итак, если у вас есть Pure Strike, который рекомендует от 52 до 62 фунтов, натяните его на 57 фунтов. Однако ниже есть несколько дополнительных рекомендаций в зависимости от того, какой тип строки вы используете,

• Синтетическая кишка, натуральная кишка или мультифиламентная струна: начните со среднего (или на 2 фунта выше) рекомендуемого диапазона натяжения, напечатанного на вашей ракетке.
• Полиэстер или кевлар: натяните нить на 2 фунта ниже середины рекомендованного диапазона натяжения, указанного на вашей ракетке.

Когда у вас есть базовый уровень, вы можете больше экспериментировать, если чувствуете, что что-то не так.

Старайтесь не делать резких изменений, таких как натягивание струн с минимально возможным натяжением или сверхвысокое натяжение, если середина диапазона кажется неправильной.

Тонкие настройки с большей вероятностью помогут вам найти правильное напряжение, в то время как радикальные изменения часто могут еще больше запутать вас в том, что работает, а что нет.

Если у вас есть две одинаковые ракетки, вы можете даже поэкспериментировать с самого начала с немного разными натяжениями. Но убедитесь, что у вас одна и та же струна в обеих ракетках, и вы натягиваете их одновременно.

Проблемы с натяжением струны и рычагом

Как упоминалось выше, снижение натяжения струны означает, что ракеткой будет более комфортно играть из-за меньшей жесткости струны.

Итак, если у вас проблемы с запястьем, локтем или плечом, снижение напряжения может быть быстрым решением, которое поможет сохранить вашу руку.

Если у вас только что появилась боль в руке, я рекомендую уменьшить напряжение в первую очередь.

На протяжении многих лет я слышал, что игроки видят мгновенные результаты без необходимости вносить массовые изменения в свое оборудование. Все из-за небольшого падения натяжения и более частого перетягивания струн, поскольку струны со временем теряют свои свойства.

Если проблема не устранена, то тип струны и сама ракетка (жесткость, баланс, вес и размер рукоятки могут быть факторами) играют определенную роль в комфорте, поэтому вам, возможно, придется внести более значительные изменения.

Некоторые струны, которые хорошо подходят для использования на руках, имеют натуральную внутреннюю структуру, например Babolat VS Touch, и некоторые мягкие мультифиламенты, обеспечивающие сопоставимый комфорт, например Tecnifibre X-One Biphase.

Следует ли натягивать ракетки с разным натяжением?

Предположим, вы игрок, который играет в теннисной лиге или на соревнованиях. Скорее всего, вы подаете на корт несколько ракеток. Многие игроки носят как минимум две, но нередко можно увидеть в чьей-то сумке четыре, пять или шесть ракеток.

Основная причина этого в том, что игрок рвет веревку; это не просто игра окончена. Тем не менее, многие игроки предпочитают натягивать некоторые из своих ракеток на несколько килограммов или фунтов плотнее для дополнительного контроля или ниже, если они чувствуют, что им нужно больше силы.

Это может быть связано с противником, его самочувствием или условиями.

Видео ниже с Tennis Spin — хорошее объяснение того, почему игрок может носить четыре ракетки с разным натяжением:

Как климат влияет на выбор натяжения струны

На открытом воздухе или в помещении, в засушливом или влажном климате — все это влияет на то, как мяч реагирует по воздуху и вне струны.В зависимости от климата это может либо замедлить, либо ускорить мяч, поэтому, возможно, стоит поработать с напряжением, чтобы оно соответствовало условиям.

Для большинства игроков это будет, когда они отправятся в закрытое помещение для зимнего тенниса, где элементы не участвуют, и вы обычно получаете более динамичную игру. Многие игроки предпочитают натягивать струны на несколько фунтов выше в помещении, чтобы обеспечить больший контроль.

Также помните, что типы веревок, которые вы используете, могут по-разному реагировать на изменения погоды и температуры.Natural Gut, например, страдает от влаги в воздухе и погодных условий, как и мультифиламент.

Полиэфиры больше страдают от более низких температур. Жесткая струна плюс холодный мяч затрудняют ускорение мяча. Если вы когда-нибудь играли на улице в зимний день, вы заметите, что шары кажутся совершенно безжизненными.

Натяжение струны и поверхность корта

Поверхность корта, на которой вы играете, также должна играть определенную роль в выбранном вами напряжении. Например, в профессиональном туре при переходе к сезону грунта большинство профессиональных игроков в основном регулируют натяжение своей струны, уменьшая ее на 2–4 фунта.

На грунте мяч будет поглощать пыль и тяжелее, а на закрытом корте с твердым покрытием, например, войлок быстро изнашивается, и мяч со временем становится более гладким, легче и быстрее.

В общем, на более медленных покрытиях рекомендуется уменьшить натяжение на пару фунтов, чтобы компенсировать тяжесть мяча, замедление игры и тот факт, что требуется больше усилий, чтобы поразить победителя. Во время перехода на более быструю поверхность или в помещении вам следует снова добавить фунты, которые вы сняли с глины, чтобы восстановить контроль.

Потеря натяжения

Как только ракетка натянута, она теряет натяжение до того, как приблизится к теннисному мячу. Говорят, что струны могут потерять до 10% в течение 24 часов.

Итак, если вы натягиваете струну на 55 фунтов, но не планируете использовать ракетку в течение недели, то к тому времени, когда вы, наконец, начнете играть, она потеряет немало натяжения.

Если бы вы играли потрясающе, вы могли бы подумать, что 55 фунтов — лучшее место. Итак, вы снова отдыхаете с 55 фунтами, только на этот раз играете в тот же день, но чувствуете себя недостаточно сильным, поскольку потеря напряжения не так значительна.

Вот почему некоторые игроки просят своих ракеток натягивать ракетки в установленное время перед матчами профессионального тура. Например, Рон Ю с Приоритетом 1 будет стараться придерживаться согласованного хронометража на протяжении всего турнира.

Итак, если Федерер играл ночную сессию, начинающуюся в 8 часов вечера, Ю мог бы натянуть за 5 часов до игры. Если он выиграет и на следующий день у Федерера будет 12 часов вечера, Ю будет вставать в 5 утра, чтобы сохранить последовательность.

Еще один способ избежать потери натяжения — это предварительно натянуть струны перед натягиванием.Струна Федерера предварительно натянута, и это делается путем наматывания струны вокруг чего-то вроде дверной ручки и последующего натягивания ее весом своего тела.

Наконец, струны каждого типа теряют натяжение с разной скоростью, при этом некоторые струны, такие как натуральная кишка и мультифиламентные струны, имеют тенденцию лучше справляться с поддержанием своего натяжения. Напротив, струны из полиэстера обычно не работают с сохранением натяжения.

Лично я, если знаю, что не собираюсь использовать ракетку пару дней, и на самом деле не хочу снова натягивать ее на пару недель, я увеличиваю натяжение на несколько килограммов, чтобы когда я ударил его, он не упал ниже того напряжения, которое мне нравится.

Какое натяжение струны используют профессионалы?

Интересует, на какое напряжение натянуты некоторые из профи? Ниже я собрал подборку, чтобы показать, чем некоторые из них отличаются.

Помню:

• Большинство профессионалов будут немного изменять свое натяжение в зависимости от условий, как мы обсуждали выше.
• Pro часто используют профессиональные ракетки, которые не соответствуют спецификациям рекомендованной ими розничной рамы, поэтому вы не можете просто скопировать их натяжение. Даже ракетка Роджера Федерера, которая практически идентична имеющейся в продаже RF97, имеет несколько улучшений, например, силовые колодки, которые слегка удлиняют основные струны.

Роджер Федерер

Я также подробно рассказал о натяжении струн Роджера Федерера для тех, кто интересуется некоторыми из его других причуд.

Рафаэль Надаль

Новак Джокович

Кей Нисикори

Jack Sock

Обратите внимание: Я использовал названия ракеток, которые рекомендуют игроки, а не формы, которые они используют. Джокович не использует рамку в 100 квадратных дюймов, когда играет; его напряжение не было бы числом, которое я назвал, если бы он был.

Как проверить натяжение струны

Для проверки натяжения ракетки на рынке есть несколько инструментов, которые могут вам помочь. Первый — это инструмент, который используется до того, как вы на самом деле натягиваете струну, и полагается на то, что у вас есть струнная машина.

Этот калибровочный инструмент подходит для вашей натяжной машины и использует пружину для проверки того, что вы натягиваете натяжение, на которое настроили машину.

Обычно это не вызывает беспокойства на электрических машинах с постоянным усилием, но может быть стоит проверить на кривошипных машинах, поскольку пружины со временем ослабевают.

Второй инструмент — это инструмент для испытания на растяжение; они помогают техникам и игрокам измерять натяжение струны после перетяжки ракетки.

Вы можете приобрести устройства аналогового типа, электрические и даже приложения, работающие через акустику.Вот некоторые инструменты для проверки:

Последние мысли

Изменение натяжения струны в ракетке может быть мощным инструментом для вашей игры, если все сделано правильно, и эта небольшая тонкая настройка может помочь вам найти победителя именно тогда, когда вам это нужно, или немного больше контроля, чтобы оставаться в розыгрыше.

Просто помните, что изменение напряжения — не волшебная палочка и не устранит недостатки в технике, физической форме или плохой выбор оборудования в целом.

Наконец, нет правильного или неправильного ответа, когда дело доходит до того, какое натяжение следует использовать.Я бы не рекомендовал слепо копировать профессиональных игроков, если у вас нет безупречной механики удара и вы не соответствуете всем их характеристикам на основе профессиональной стандартной рамы.

Я бы посоветовал начать с возраста от 50 до 50 и посмотреть, как это чувствует средний клубный игрок. Просто помните, что потеря напряжения произойдет довольно быстро, и что 55 фунтов скоро превратятся в 50 фунтов, поэтому ваше предпочтительное напряжение будет зависеть от того, как часто вы готовы отдыхать от ракетки.

Есть вопросы о натяжении струны или кажется, что я что-то упустил или ошибся? Позвольте мне знать в комментариях ниже.

Напряжение (физика): определение, формула, как найти (со схемами и примерами)

Обновлено 28 декабря 2020 г.

Автор: Эми Дусто

Несмотря на название, физика напряжения не должна вызывать головную боль у студентов-физиков. Этот общий тип силы встречается в любом реальном приложении, где веревка или канатоподобный объект натягивается.

Физическое определение натяжения

Натяжение — это сила контакта, передаваемая через веревку, веревку, проволоку или что-то подобное, когда силы на противоположных концах действуют на нее.

Например, качели из шины, свисающие с дерева, вызывают натяжение веревки, удерживающей ее на ветке. Тяга внизу веревки происходит под действием силы тяжести, а тяга вверх — от ветви, сопротивляющейся рывку веревки.

Сила натяжения действует по всей длине веревки и одинаково действует на объекты на обоих концах — шину и ветку. На шине сила натяжения направлена ​​вверх (поскольку натяжение троса удерживает шину вверх), а на ветке сила натяжения направлена ​​вниз (натянутый трос тянет вниз на ветку).

Как найти силу натяжения

Чтобы найти силу натяжения на объекте, нарисуйте диаграмму свободного тела, чтобы увидеть, где эта сила должна применяться (везде, где натянута веревка или веревка). Затем найдите чистую силу , чтобы определить ее количественно.

Обратите внимание, что натяжение — это только тянущее усилие . Нажатие на один конец провисшей веревки не вызывает натяжения. Следовательно, сила натяжения на диаграмме свободного тела всегда должна быть нарисована в том направлении, в котором струна натягивает объект.

В сценарии качания шины, как упоминалось ранее, если шина все еще , то есть не ускоряется вверх или вниз, то чистая сила должна быть равна нулю . Поскольку на шину действуют только две силы, сила тяжести и натяжение, действующие в противоположных направлениях, эти две силы должны быть равны.

Математически: F _g = F _t , где F _g — сила тяжести, а F _t — сила натяжения , как в ньютонах.

Напомним, что сила тяжести F _g равна массе объекта, умноженной на ускорение свободного падения g . Итак, F _г = mg = F _t .

Для шины 10 кг сила натяжения, таким образом, будет F _t = 10 кг × 9,8 м / с ² = 98 Н.

В том же сценарии, где веревка соединяется с ветвью дерева также нулевая чистая сила .Однако на этом конце каната сила натяжения на диаграмме свободного тела направлена ​​вниз . Однако величина силы натяжения такая же: 98 Н .

Отсюда следует, что сила контакта вверх , которую ветвь прикладывает к веревке, должна быть такой же, как сила натяжения вниз, которая была такой же, как сила тяжести, действующая на шину вниз: 98 Н.

Сила натяжения в шкивных системах

Обычная категория физических проблем, связанных с натяжением, связана с шкивной системой .Шкив — это круглое устройство, которое вращается, чтобы выпустить веревку или веревку.

Обычно в школьных задачах по физике шкивы трактуются как безмассовые и не имеющие трения, хотя в реальном мире это не так. Масса веревки обычно также игнорируется.

Пример шкива

Предположим, что груз на столе соединен веревкой, которая изгибается на 90 градусов над шкивом на краю стола и соединяется с подвешенным грузом. Предположим, что груз на столе имеет вес 8 Н, а подвесной блок справа — 5 Н.Какое ускорение у обоих блоков?

Чтобы решить эту проблему, нарисуйте отдельные диаграммы свободного тела для каждого блока. Затем найдите чистую силу на каждом блоке и используйте второй закон Ньютона ( F _net = ma ), чтобы связать это с ускорением. (Примечание: нижние индексы «1» и «2» ниже для «левого» и «правого» соответственно.)

Нормальная сила и сила тяжести (вес) блока уравновешены, поэтому результирующая сила равна все от напряжения, направленного вправо.

F_ {net, 1} = F_ {t1} = m_1a

Справа натяжение тянет блок вверх, а сила тяжести тянет его вниз, поэтому разница между ними должна составлять чистая сила .

F_ {net, 2} = F_ {t2} -m_2g = -m_2a

Обратите внимание, что отрицательные значения в предыдущем уравнении означают, что вниз является отрицательным в этой системе отсчета и что окончательное ускорение блока (чистая сила) направлена ​​вниз.

Тогда, поскольку блоки удерживаются одной и той же веревкой, они испытывают одинаковую величину силы натяжения | F _t1 | = | F _t2 |.2

Сила натяжения в двух измерениях

Рассмотрим подвесную стойку для кастрюль. Стойку весом 30 кг удерживают две веревки, каждая под углом 15 градусов от углов стойки.

Чтобы определить натяжение любой веревки, необходимо сбалансировать чистую силу в обоих направлениях x и y.

Начните со схемы свободного тела подставки для кастрюль.

Из трех сил, действующих на стойку, известна сила тяжести, и она должна быть уравновешена в вертикальном направлении обеими вертикальными составляющими сил натяжения.

F_g = mg = F_ {T1, y} + F_ {T2, y}

и потому что F _{T 1, y} = F _{T2, y} :

30 \ times 9,8 = 2 F_ {T1, y} \ подразумевает F_ {T1, y} = 147 \ text {N}

Другими словами, каждая веревка воздействует вверх на стойку для подвесных горшков с силой 147 Н.

Чтобы получить отсюда общую силу натяжения в каждой веревке, используйте тригонометрию.

Тригонометрическое соотношение синуса связывает y-компонент, угол и неизвестную диагональную силу натяжения веревки с обеих сторон.Решение для натяжения слева:

\ sin {15} = \ frac {147} {F_ {T1}} \ подразумевает F_ {T1} = \ frac {147} {\ sin {15}} = 568 \ text {N}

Эта величина будет такой же и с правой стороны, хотя направление силы натяжения другое.

Как насчет горизонтальных сил, которые оказывает каждая веревка?

Тригонометрическая связь тангенса связывает неизвестную компоненту x с известной компонентой y и углом. Решение для x-компоненты:

\ tan {15} = \ frac {147} {F_ {T1, x}} \ подразумевает F_ {T1, x} = \ frac {147} {\ tan {15}} = 548.6 \ text {N}

Поскольку горизонтальные силы также уравновешены, это должна быть сила, действующая на веревку справа в противоположном направлении.

Какое натяжение струн теннисной ракетки выбрать?

1 / Увеличьте или уменьшите натяжение струны: найдите компромисс между контролем и мощностью

PHEW! Вы выбрали ракетку и струны. Вы думаете, что все в порядке, но вдруг стрингер задает вам роковой вопрос: «Какого напряжения вы хотите?».Ой.

Вопрос, на который иногда трудно ответить, как для любителя, так и для профессионала, поскольку нередко можно увидеть корректировки, сделанные во время матча для профессионалов!

Напряжение действительно оказывает значительное влияние на ощущения, которые испытывает игрок.

Увеличьте натяжение:

• Подчеркивает контроль над мощностью: при более сильном затягивании струны первая взлетает, а вторая ограничивается. Может привести к меньшему количеству победителей, но также к меньшему количеству невынужденных ошибок
• Снижает прочность струны
• Уменьшает комфорт и создает впечатление, что нужно приложить больше усилий, чтобы вытащить мяч из ракетки и найти длину.

Уменьшить натяжение:

• Подчеркивает власть над контролем: эффект батута важнее, и мяч отрывается от ракетки сильнее
• Повышает прочность струны
• Обеспечивает ощущения и комфорт при игре: кажется, что мяч легче отрывается от ракетки, что также является очень интересным параметром для игроков с регулярной болью в руке.

Эти элементы уже могут позволить вам понять, в каком направлении вы должны двигаться, чтобы повлиять как на вашу производительность, так и на ваши ощущения.Также важно помнить, что если вы не можете найти идеальную настройку, это также может быть связано с тем, что вы еще не нашли нужную строку!

На ранней стадии соревнований часто лучше «разумно» растянуть ракетку, от 23 до 27 кг, чтобы сохранить контроль и, что наиболее важно, избежать травм. «Экстремальное» натяжение, ниже 23 кг или выше 27 кг, часто бывает сложно преодолеть и требует некоторой сноровки. И может, к тому же, быстро утомить руку.

2 / Три дополнительных наконечника для регулировки натяжения струны

Изменить натяжение струны по поверхности

Как мы упоминали в предыдущей статье (ссылка внизу страницы), переход на грунтовый сезон показывает, что профессиональные игроки в основном регулируют натяжение своей струны, уменьшая ее на 1 или 2 кг..

Таким образом, в зависимости от поверхности, на которой играют, мяч более или менее тяжелый и подвижный. На глине мяч взъерошивается, впитывая пыль, и он тяжелее, в то время как в помещении, например, твердый, войлок исчезает, мяч со временем становится более гладким и, следовательно, легче и быстрее.

Так что же делать с натяжением струны?

В этом случае рекомендуется уменьшить натяжение на грунте на 1 кг или более, чтобы компенсировать тяжесть мяча, замедление игры и впечатление, что необходимо приложить значительные усилия, чтобы сделать победный бросок на этой поверхности.