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问题: 高中物理

有些人,像电梯修理员、牵引专家和赛艇运动员,常需要知道绳或金属线中的张力,可又不能到那些绳、线的自由端去测量,一家英国公司现在制造出一种夹在绳上的仪表,用一个杠杆使绳子的某点有一个微小偏移量,如图所示。仪表很容易测出垂直于绳的恢复力,请推导出一个能计算绳中张力的公式。如果偏移量为12mm,恢复力为300N,计算绳中张力。

答案 T=1562.5N

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解答:

设绳中张力为T,仪器对绳的拉力F可分解为拉绳的两个力F1、F2,而F1=F2=T,如图所示,由F1、F2、F构成一个菱形,依图中几何关系,有T=F/2sinθ又因微小形变,所以sinθ≈tanθ,故T=F/2sinθ=Fα/2δ

  当F=300N,δ=12mm时,T=1562.5N。